化学沉积法制备功能化学镀锡层研究

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摘要：近年来化学溶剂沉积法制备在外延薄膜大面积应用上得到重视，对于制备高温超导涂层导体来说，这种方法具有化学组分、区域性化学计量与控制成本低量等特性。对化学沉积法制备功能性化学镀锡层进行研究，期望对促进化学镀锡层的原理分析和制备功能化演进具有参考价值。

关键词：化学沉积法；制备功能；化学镀锡层

1化学沉积法原理以及化学镀锡层的功能研究

化学镀锡主要包括还原法化学镀锡、化学镀锡和浸镀法化学镀锡，其沉积过程分为置换反应期、铜锡共沉积与自催化沉积共存期和自催化沉积期。化学沉积法在微电子行业具有很好的应用前景，浸镀法化学镀锡的镀液稳定性好，还原歧化反应化学镀锡镀液稳定性好，镀层厚度均匀。

1.1化学镀锡沉积机理分析

化学镀锌是以镀液的pH作为分类，分为碱性和酸性两大类。镀层光亮、细致，对杂质溶质性强，镀层孔隙率较高，能够发挥深度能力。缺点是镀锡孔隙率较小，镀锡层功能不能满足工艺需要。酸性镀锡方法分为氧化、氟硼酸以及硫酸盐镀锡等几个类型，成本较低，易于控制、稳定性好，用于连续性电镀等。缺点是毒性较大，电流开不大、镀层洁白、碱性度、丝工艺电流效率低，但是在成分上较为简单，镀层细致，镀层的阳极行为影响较小。在进行镀锌过程中使用的焦磷酸盐、镀锡等成分，主要为硒酸钠，生产效率较高，在较大的电流密度下依然能够实现稳定。运行，市场上慢慢正在被酸性光亮度吸所取代，适合在铝合金件和锌合金件上进行电镀呈现的pH成弱碱性[1]。

1.2化学镀锡的沉积机理

化学镀锡的沉积机理是在酸性环境下，采用还原剂进行湿度催化活性表面上的沉积过程，运用还原剂作用，通过智慧金属间化合物形成自催化沉积阶段等三个阶段，实现了镀液中硒的直接置换，根据热力学原理反应实现这一过程，需要加入相应的电位调剂和铜离子络合剂形成稳定的络合物之后，使得电位大幅度转移，同期的电位相应发生变化。由于置换反应与机体表面发生接触，因此当表面产生一层镀锡层后置换反应会停止。此时溶液中的还原剂，以硒离子配位体形式在表面上会产生一系列的氧化反应，使镀锡层发生连续自催化。根据这一原理，对于化学镀硒存在的反应，镀锡厚度不断增加，相应的消耗逐渐增大，产生连续的沉积层等问题，可以采取解决方法，针对化学镀锡工艺的性能，在领域中进行化学镀锡添加剂原理的实际应用，体现出扩展化学镀锡的应用的实际价值，通过体系镀液中的还原剂，使镀金属离子被还原为金属，得到的镀层呈现出粉末状的沉积物，该氧化还原体系反应迅速，在金属离子中进行溶液中各镀层利用价值的获取，采用特定的添加剂添加的方法控制和改变镀层质量以及沉积速度。一方面使用添加剂，其中含有分散剂、促进剂、稳定剂和光亮剂等，能够促进化学反应更加快速，而且还可以控制反应的进行速率，一方面当催化反应速率较快时，形成晶核质量较差，此时加入对应的稳定剂，如硫代硫酸盐、不饱和脂肪酸，以得到致密的结晶镀层，从而组织金属离子还原。在体系中加入促进剂提高度数，如常用的氨基乙酸、短链的饱和脂肪酸等，可以促进加速反应，使得都有可焊性和耐腐蚀性。

2化学沉积法制备镀锡层实验

1）提取前期有结果，用于化学溶剂沉积法的外延生长机理和倾向趋向控制，违反临界后的控制结构、界面控制等，对于促进化学溶剂溶液沉积法制备技术的应用具有参考价值。在镀锡表面制备可能性，化学镀锡层，使用扫描电镜进行化学镀锡层的耐蚀性，表面形貌等观察使用x射线衍射仪进行物向的观察，发现表面较为紧密，呈现不规则的柱向结构。结果表明化学镀锌层的x2d图谱中出现了明显的社风，能够为紫铜提供有效的保护。2）试验试剂采用硫酸亚锡柠檬酸和次磷酸钠等。化学试剂还可包括盐酸、硫酸等。基础的预处理措施流程。基本材料使用尺寸为2.5mm×10mm×0.8mm的紫铜。先用砂纸进行打磨，在70℃的氢氧化钠和碳酸钠的混合液中浸泡，以及在丙酮中浸泡，经过同抛光液的浸泡之后，使用清水处理，并进行干燥。化学镀锡层的制备和性能测试，将制备好的化学镀锡层放置在保护液中。浸泡3min处理后的紫铜进入化学透析液中，达到50℃时，用X射线衍射仪进行物像的分析，使用电化学工作站进行腐蚀性的测试，放置在氯化钠溶液中。

3结果与讨论

1）从表面形貌看，化学镀锡层的表面形貌，经过预处理后样貌平整，且具有活性有颗粒物的情况下放大的特点。通过XRD图谱来看，表明铜和烯有明显的衍射，镀锡层的x2d图谱中出现了同与胥形成的金属碱化合物。在伴随着图进行某些添加剂的全家化学添加剂的影响，紫铜的面心立方接口呈现出不同的样态。再重读实验中可以看到制备的化学东西，从XRD凸形中金属碱化合物产生了对焊接性能的不利影响，与其形成的金属碱化合物的衍生物的功能性。（2）对于耐腐蚀性的检测，氯化钠溶液中的曲线，拟合结果如下：自腐蚀电位发生复移，腐蚀电流密度增大。根据腐蚀产物膜产生了曲率半径反映出较大的紫铜的容抗率、曲率半径显示阻碍腐蚀介质的进一步产生，提供有效的保护。（3）具有良好辐射性的化学多基层能够在止疼表面制备出比较精密。不规则柱形状态的保护膜，有效提高紫铜的特性，包括耐腐蚀性的结构。紫铜化学镀锡层能起到一定的物理屏蔽作用，阻碍腐蚀介质进一步渗透，从而为紫铜提供有效的保护。进行化学还原法的制备，要观察镀锡铜粉的包裹情况、微观结构，制备方法深入进行研究。铜分表面完整、包覆、均匀致密的镀锡层，使用还原制备的方法高温处理，使得置换法制备的镀锡层在致密性上和均匀性上更具有优势，很好地保持其导电性。这是由于镀锡不属于惰性金属，性质比铜活泼，镀锡的表面生成一层致密的氧化物膜，提高了铜粉的抗氧化性以及稳定性、耐磨性、抗腐蚀性。制备方法上利用化学置换法经过了诸多的学术研究。例如有学者认为，采用置换法在铜粉表面包裹金属锡，能够得到用作润滑剂添加剂的铜硒双金属粉。还有学者认为通过置换与还原结合的方法，在铜粉表面包覆夕可以得到铜硒酮粉。粉末的初始氧化温度从120摄氏度-220摄氏度之间不等。制备技术离不开置换法的结合，生成的铜离子会在铜粉表面进行扩散，在溶液中显示出多个孔道，此时镀锡层呈松散状态，致命性较差。目前采用自催化活性的方法，能够提高镀锡的过电位。在还原剂的帮助下，采用双面粗糙度不同的铜箔替代铜粉。模拟研究显示，基层的表面状态良好，可以用于电子信息催化和粉末冶金等领域。镀锌铜粉中的组成，包括铜粉和初始投料所得的铜粉分散在水中。为进一步验证采用EDS分析结果，对镀锡铜粉进行DSC测试，所得的镀锡铜粉的组成，由于产物镀锡、铜粉进行清洗后，测得的吸属于单质硒。因此在初始投料中氢氧化锡的比例越高，铜锡镀锡铜粉的含硒量就越高，粗糙表面的镀锡层照片也可以显示出多层叠加的现象。这一现象表现为沟壑较多，粗糙面存在凸起、曲面形成的粗糙代表曲面利。铜箔表面差异来考察其弯曲状态，以评价铜粉的镀层状况，对比铜箔两面的镀层是光滑的、均匀的、致密的，与粗糙的表面凹凸不平的镀层相比，制备的光滑铜粉为球形，表面类似于铜箔粗糙面曲面，证明铜粉表面覆盖上均匀致密的镀锡层形成良好的核壳结构。镀锌层呈现底层致密，相对疏松的状态，由此可推测同具有催化作用。氢氧化锡优先在铜基表面形成了颗粒小且致密的底层镀锡层。随着镀锡在底层的堆积，镀层逐渐变厚，此时会发生直接催化作用，在生成的镀锡层颗粒直接变大的情况下逐步减弱密度。高温处理对镀层致密性的影响，尝试用高温处理的方法消除缝隙和孔洞，水银般的液体形成，产生流动，再经高温处理。高温处理后铜箔两面变化。通过硼氢化钠还原氢氧化硒，采用两面粗糙度不同的铜箔模拟铜粉，然后进行还原法镀锡层的处理，可以得到覆盖了均匀、致密镀锡层的铜粉表面，采用置换法制备的镀锡层表面更加均匀致密，而经过高温处理的镀锡层发生了熔融流动，进一步提高了镀层的均匀性和致密性。

4结束语

采用化学沉积法在铜箔表面能够制备还原氢氧化锡，得到良好的核壳结构，证明两面粗糙度不同的铜箔模拟同分能够在制备的过程中变得之谜和均匀，高温处理后的铜箔光滑而且有熔融的锡粒流动，使得镀层的致密性和军星更加显著。

参考文献

[1]张丹丹，何奕波.化学沉积法制备功能性化学镀锡层的研究[J].电镀与环保，2020，40（1）：26-28.

作者:周亚 单位:晋中职业技术学院生物工程学院