镀镍金刚石线切割硅片
8页1、镀镍金刚石线切割硅片 电镀工艺基础理论 一、电镀概述 简单来说,电镀指借助外界直流电的作用,在溶液中进行电解反应, 使导电体例如金属的表面沉积一金属或合金层。我们以硫酸铜的电镀作例子: 硫酸铜镀液主要有硫酸铜 、硫酸和水,甚至也有其它添加剂。硫酸铜是铜离子(Cu2+)的来源,当溶解于水中会离解出铜离子,铜 离子会在阴极(工件)还原(得到电子)沈积成金属铜。这个沉积过程会受镀浴的状况如铜离子浓度、酸碱 度(pH)、温度、搅拌、电流、添加剂等影响。阴极主要反应 : Cu2+(aq) + 2e- Cu (s) 电镀过程中的铜离子浓度因消耗而下降,影响沉积过程。 面对这个问题,可以两个方法解决:1.在浴中添加硫酸铜;2.用铜作阳极。添加硫酸铜方法比较麻烦, 又要分析又要计算。用铜作阳极比较简单。阳极的作用主要是导体,将电路回路接通。但铜作阳极还有 另一功能,是氧化(失去电子)溶解成铜离子,补充铜离子的消耗。 阳极主要反应 : Cu (s) Cu2+(aq) + 2e- 由于整个镀液主要有水,也会发生水电解产生氢气(在阴极)和氧气(在阳极)的副反应 阴极副反应 : 2H3O+(aq) + 2e-
2、 H2(g) + 2H2O(l) 阳极副反应 : 6H2O(l) O2(g) + 4H3O+(aq) + 4e- 结果,工件的表面上覆盖了一层金属铜。这是一个典型的电镀机理,但实际的情况十分复杂。 电 镀为一种电解过程,提供镀层金属的金属片作用有如阳极,电解液通常为镀着金属的离子溶液,被镀物 作用则有如阴极。阳极与阴极间输入电压后,吸引电解液中的金属离子游至阴极,还原后即镀着其上。 同时阳极的金属再溶解,提供电解液更多的金属离子。某些情况下使用不溶性阳极,电镀时需添加新群 电解液补充镀着金属离子。2.2电镀基础知识 电镀大部份在液体(solution)下进行,又绝大部份是由水溶液(aqueous solution)中 电镀,约有30种的金属可由水溶液进行电镀,由水溶液电镀的金属有:铜Cu、镍Ni、铬Cr、锌Zn、镉Cd 、铅Pb、金Au、银Ag、铂Pt、钴Co、锰Mn、锑Sb、铋Bi、汞Hg 、镓Ga、铟In、铊、As、Se、Te、Pd、Mn 、Re、Rh、Os、Ir、Nb、W 等;有些必须由非水溶液电镀如锂、钠、钾、铍、镁、钙、锶、钡、铝、La 、Ti、Zr、Ge、Mo等;既可由水溶
3、液又可由非水溶液电镀的有铜、银、锌、镉、锑、铋、锰、钴、镍等 金属。 电镀的基本知识包括:溶液性质 ;物质反应;电化学;化学反应方程式;界面物理化学 ;材 料性质等。 电镀与其它镀覆方法电沉积过程的比较 2.2.1 溶液(solution) 被溶解之物质称为溶质 (solute),使溶质溶解之液体称之溶 剂(solute)。溶剂为水的溶液称之水溶液(aqueous solution)。 表示溶质溶解于溶液中的量为浓度(concentration)。 在一定量溶剂中,溶质能溶解之最大量值称为溶 解度(solubility)。 达到溶解度值的溶液称为饱和溶液(saturated solution),反之为非饱和溶液 (unsaturated solution)。 溶液浓度,在工厂及作业现场,使用易了解及便利的重量百分率浓度 (weight percentage)。另外常用的莫耳浓度(molal concentration)。 2.2.2 物质反应(reaction of matter) 在电镀处理过程中,有物理变化及化学变化,例如研磨、干燥等为物理反应,电解过程有化学 反应,我们必须充份了
4、解在处里过程中各种物理及化学反应及其相互间关系与影响。 2.2.3 电镀常用 之方程式(chemical formular)http:/zgdcnyhl.usa3v.vip/常用电镀所需的电压及电流密度 序号 处理种类 溶液性质 溶液温度/ 电流密度/Adm-2 槽上电压/V 备注 装饰性光亮镀铬 酸性 4055 1020 910 需要换极 2 镀硬铬 酸性 5565 4070 910 需要换极 3 镀乳白铬 酸性 7072 2530 910 需要换极 4 镀黑铬 酸性 2045 2030 910 需要换极 5 镀镍 酸性 2035 11.25 45 6 镀锌 酸性 室温 12.5 45 7 氰化镀锌 氰化物 室温 25 45 8 酸性镀铜 酸性 室温 12.5 45 9 氰化镀铜 氰化物 室温 12.5 45 10 酸性镀镉 酸性 室温 12 45 11 氰化镀镉 氰化物 室温 12 45 12 酸性镀锡 酸性 室温 0.52.5 45 13 碱性镀锡 碱性 7080 14 45 14 镀铅 酸性 室温 14 45 15 氰化镀银 氰化物 室温 0.30.8 23 16 氰化镀金 氰
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