TP2铜管精整工序喷墨质量不良原因分析及改进措施初探

在精密铜管精整复绕工序中,涡流探伤装置检测到伤点后会向喷墨装置发送信号,以对铜管表面缺陷进行喷墨标记,但是该过程普遍存在喷墨不良,严重影响了对缺陷的判断。本文介绍了TP2铜管生产线中涡流探伤仪器的工作原理,对原有的涡流探伤仪器、喷墨装置以及喷枪结构进行调研,分析了原有喷墨装置喷墨时存在的漏墨和拖墨问题,探讨了等离子技术与激光刻蚀技术作为喷墨技术替代方案的可能性。文献调研、现有技术分析及其他替代试验的结果表明,采用等离子体表面处理技术对已喷墨铜管进行处理后,可以一定程度地改善铜管拖墨的问题;采用功率为300 W的激光对铜管表面进行刻蚀处理,激光头速度分别为80 mm/s和200 mm/s时,对铜管表面刻蚀呈现出的不同效果,均能够进行缺陷的有效标识。因此,铜管表面激光刻蚀技术可以作为喷墨技术的替代方案。

不同刻蚀条件对铜基表面微结构的表面润湿性能影响

采用60°螺纹车刀对铜棒的端面进行车削加工以获得规则可控均匀的表面微观结构,并结合化学刻蚀和高温氧化构建纳米薄膜以及正十八烷基硫醇修饰的方法来制备铜基超疏水表面。研究刻蚀时间以及刻蚀温度对铜基表面微结构的表面润湿性能的影响。经扫描式电子显微镜(SEM)观察车削加工后表面微观结构和光学接触角测量仪测量铜基超疏水表面的静态表观接触角,结果表明,铜基表面能形成沟壑状并且呈螺旋形均匀分布的亚微米或纳米级别的粗糙结构,铜基超疏水表面静态表观接触角大小随刻蚀时间和刻蚀温度的增加而增大,纳米薄膜覆盖范围随刻蚀时间和刻蚀温度的增加而增大。铜基超疏水表面在化学刻蚀温度为75℃和刻蚀时间为60 min时获得最佳的超疏水性能,最佳静态表观接触角为165°。该超疏水表面制备方法的成本较低,效果相对较好,对超疏水表面的实际生产有一定的促进作用。

超厚铜板关键制作工艺研究

在高压大电流的新能源市场背景下,厚铜电源板的铜厚要求越来越厚,210μm以下的铜厚已不足以满足铜厚要求。文章针对于超厚铜多层板的两项关键工艺蚀刻和压合进行研究,通过理论分析超厚铜板的蚀刻规律,归纳出蚀刻能力模型以及线路补偿模型,并进行实验验证蚀刻补偿模型的有效性。针对于厚铜多层板的压合,文章对现有的超厚铜填胶缺胶问题进行分析,优化了超厚铜P片设计模型,解决了缺胶问题,同时还界定出超厚铜封闭无铜区大小。为超厚铜的制作提供了有力的工程技术指导。

OFHC copper substrates for niobium sputtering:comparison of chemical etching recipes

Purpose Niobium sputtered on copper has been a popular alternative approach for superconducting radio frequency(SRF)community in the last few decades.Comparing to bulk materials of a few millimeters,high-purity niobium of merely a few microns is sufficient to realize superconductivity on the coated surface.Being niobium thin film,it has been widely acknowledged that surface quality of the substrate plays a vital role in obtaining a superior niobium coating with excellent SRF performance.Therefore,proper chemical treatment of the substrate before coating is crucial and the ultimate goal is to create a smooth and defect-free surface.Prior to the design of a cavity etching system,the mechanism of SUBU as well as two industry-used solutions is studied in detail on samples.Methods Copper samples were first pre-treated by mechanical grinding to remove fabrication damages,obvious defects and visible impurities.Two chemical solutions widely used in industries were subsequently chosen to etch the samples.Finally,the established SUBU solution was used independently on these pre-treated samples for comparison.Surface morphology and etching rate were measured accordingly.Results and conclusions Mirror-like copper surface was created by using the SUBU solution thus qualified for subsequent niobium sputtering,while the other two solutions used in industries were less effective with nonideal surface morphology.The chemical reactions,the experimental requisites and the involved processes are extensively elucidated for all three solutions.Limitations for SUBU were examined,and the optimum ratio of the chemical bath volume to sample surface area was also determined.These investigations will serve as an important guidance for the development of a chemical etching system for elliptical copper cavities.

硫醇改性超疏水铜表面的耐候性及失效机理

目的探究户外环境中导致硫醇改性超疏水铜表面失效的因素及其超疏水性失效的机制。方法通过化学刻蚀法在铜表面构筑纳米结构,利用正十二硫醇进行表面改性,得到具有超疏水性的铜表面。将该表面置于户外进行耐候性研究,并通过4种模拟户外环境实验探究超疏水性失效的原因,包括组合循环实验(循环条件含紫外辐射、淋雨和凝露)、紫外辐射实验、水环境实验和温度实验。结果超疏水铜表面经过10 d的户外实验后,其接触角由初始状态的158.5°降至131.1°,表明该表面的超疏水性能已失效。经过2次组合循环实验(每次循环的时间为12 h)、20 d紫外辐射实验及30 d水环境实验后,该表面的接触角分别降至130.3°、124.5°、131.7°,表明该表面均已失去超疏水性;经过40 d高温实验后,表面的超疏水性开始失效。XPS谱图表明,在超疏水性失效后该表面不存在硫元素,即正十二硫醇已经脱离表面。结论超疏水铜表面的硫醇分子脱落是超疏水性失效的根本原因。紫外辐射、水和高温是导致超疏水铜表面超疏水性失效的主要因素。其中,紫外辐射或水对超疏水性的破坏速度比高温快。相较于单一因素(紫外辐射、水或高温),三者的协同作用更加速了硫醇分子从表面的脱落,导致超疏水性失效的速度更快。

改善厚铜连接盘开窗不一致方法研究

印制电路板(PCB)贴装连接盘的大小主要由线路蚀刻及阻焊开窗决定。厚铜PCB面铜较厚,蚀刻时无法精准地管控贴装焊盘成品尺寸,且容易变形;另外,阻焊对应偏位也会导致贴装焊盘的大小不一致。通过优化厚铜PCB的线路及阻焊开窗补偿方式,有效地解决贴装焊盘成品尺寸大小不一致的情况。

铜箔抗拉强度及延伸率的尺寸效应研究

为了研究尺寸参数对金属箔材的抗拉强度和延伸率的影响规律,采用不同厚度和晶粒尺寸的铜箔进行室温单向拉伸试验.试验结果表明:铜箔的抗拉强度和延伸率同时受厚度和晶粒尺寸的影响,这种尺寸效应的描述必须引入无量纲的厚度晶粒尺寸比(T/D)作为比较参数.抗拉强度在不同厚度晶粒尺寸比区间内的变化规律不同;而延伸率在厚度晶粒尺寸比相同时都随厚度的减小而降低.拉伸断口的扫描电镜分析显示箔材的延伸率随着厚度的减小出现的突降和断裂机制的变化有关.

生物电阻抗铜片电极的化学刻蚀工艺(英文)

为获得具有强稳定性能的生物电阻抗电极,采用化学刻蚀加工方法,制造出表面具有一系列微结构的金属铜片电极。通过改变加工工艺参数的方法,着重分析刻蚀时间、刻蚀温度、刻蚀液体浓度、样品尺寸等刻蚀工艺参数对铜片电极的蚀刻速率和表面微结构的影响。结果表明:刻蚀速率将随着刻蚀时间的延长而逐渐降低,随着刻蚀温度的升高而逐渐升高,而刻蚀样本尺寸对刻蚀速率的影响不大。选用合适的刻蚀液体浓度(组分3),在室温条件下刻蚀20min,可以获得具有丰富表面微结构的铜片电极。另外,进行24h电极对接的连续性交流阻抗测试,与心电电极相比,利用化学刻蚀加工的铜片电极,由于表面具有丰富的表面微结构,可以形成可靠的表面接触,从而具有稳定的交流阻抗值。

40μm/40μm精密线路制作工艺优化

文章通过对不同设计方式的基板面铜铜厚范围、线路补偿、铜箔材料进行蚀刻因子的测试,并对蚀刻因子进行对比分析寻找其中的差异与规律,从而得到最适合高密集线路即40μm/40μm线路生产的控制参数。

新型防污涂料动态性能模拟研究

利用海水动态模拟实验装置模拟船舶航行时船舶水下船体防污涂料的实际服役工况,对无锡自抛光和低表面能两类环保型防污涂料进行动态性能模拟实验,定期测量防污涂料铜离子释放率、表面接触角、表面粗糙度、涂层厚度等各项性能,研究各项性能的动态变化规律,并对两类防污涂料达到一年防污期效的涂层厚度进行了计算。

压延铜箔制备技术分析

介绍了压延铜箔生产的工艺流程,提出压延铜箔项目的关键技术在于:铸锭质量、板形控制、表面处理和质量管理.铜熔体精炼净化过程中除杂、脱气是获得高质量压延铜箔的前提,良好的板形控制是基本条件,合理的表面处理工艺是压延铜箔满足各种使用需求的必要手段,而先进的质量理念是实现既定目标的保证.

电偶腐蚀法制备多孔硅的研究

用电偶腐蚀法制备多孔硅,主要研究了铂电极的优化制备工艺以及腐蚀条件对多孔硅厚度的影响,并且结合SEM,AFM等测试手段对所制备的多孔硅的表面形貌进行了分析。实验发现,在相同的腐蚀条件下,多孔硅的厚度随铂电极的厚度以及铂电极与腐蚀硅片的面积比的增大而增大。

超声辅助增强聚碳酸酯表面无铬微蚀效果研究

在超声振荡辅助下,利用环境友好的Mn O2–H2SO4–H3PO4–H2O四元微蚀体系对聚碳酸酯（PC）进行微蚀处理。研究了微蚀体系中2H OV∶3 4H POV∶2 4H SOV和超声辅助时间对PC基板表面形貌、表面粗糙度及其对铜镀层粘结强度的影响。结果表明,经超声辅助微蚀处理后,PC基板表面形成大量致密、均匀的微孔。超声辅助不仅能够提高PC基板表面微孔的均匀性,降低基板表面的平均粗糙度,而且能够增大PC基板的氧化速率,增强基板表面的亲水性,从而使PC能够在较低的表面粗糙度和较强的表面亲水性下获得对铜镀层较高的粘结强度。最优的微蚀处理工艺条件为：2H OV∶3 4H POV∶2 4H SOV=1∶1∶（3.2~3.4）,Mn O2 80 g/L,温度60°C,超声辅助微蚀时间10 min。

印制电路板通孔电镀铜添加剂的优化

采用由75 g/L CuSO4?5H2O、230 g/L硫酸和添加剂组成的酸性镀铜液,在温度(22±3)°C、电流密度1.7 A/dm^2和空气搅拌的条件下,对印制电路板(PCB)通孔进行电镀铜填孔。以填孔率、凹陷值、面铜厚度和通孔截面为指标,研究了Cl^?、聚乙二醇(PEG-10000)、聚二硫二丙烷磺酸钠(SPS)和2,2′?二硫代二吡啶(2-PDS)4种添加剂对填孔效果的影响。得到较优的添加剂组合为:Cl?50~70 mg/L,PEG-10000 200~300 mg/L,SPS 8~11 mg/L,2-PDS 9~13 mg/L。采用该组合添加剂时填孔率高达91.7%,镀层均匀、细致、平整,抗高温循环和耐浸锡热冲击性能良好,满足PCB的可靠性要求。

金刚石表面改性及基体合金化对金刚石/铜复合材料导热性能的影响

以Pr_(6)O_(11)为刻蚀剂表面粗糙化处理金刚石颗粒,采用放电等离子烧结技术制备了金刚石/铜(硼)复合材料(金刚石体积分数为60.0%,硼体积分数为0.3%),通过试验、热流密度模拟和声子谱计算研究了金刚石表面改性及基体硼合金化对金刚石/铜复合材料导热性能的影响。结果表明,粗糙化的金刚石界面增加了接触面积;在基体中添加硼元素,复合材料在烧结后出现B_(4)C相,B_(4)C相的形成改善了金刚石-铜两相界面结合状态。金刚石粗糙化与基体合金化两者的共同作用有效减少了界面热阻,优化了热通量传递的效率,提高了复合材料的导热性能。金刚石/铜复合材料热导率从421 W·m^(−1)·K^(−1)提高到了598 W·m^(−1)·K^(−1),提升了近42%。

MEMS器件刻蚀工艺优化

基于MEMS器件的特殊结构,介绍了硅基电容式传感器MEMS器件刻蚀工艺的实现,工艺包含厚膜光刻、双面对准套刻和深沟槽刻蚀等难点。通过调整掩蔽层光刻胶的厚度,保持较高线宽分辨率的同时实现了硅片深沟槽的刻蚀加工;采用俄罗斯5026A型双面光刻机实现了硅片的对准套刻,成功实现了电容式传感器器件结构的刻蚀工艺,为用户提供了满意的产品,证明了该刻蚀工艺的可行性和实用性。

铜框架表面氧化过程及氧化膜厚度测量

在集成电路封装过程中,表面氧化是制约铜框架大批量应用于生产的主要原因,而框架表面氧化程度的测量和管控是铜框架应用于封装的关键点。本文运用金属氧化理论阐述了铜框架表面氧化过程及机理;进行铜框架烘烤氧化实验后测量框架表面的氧化膜厚度,通过对测量数据拟合得到铜框架氧化膜生长曲线,从而可以预测铜框架在封装过程中的氧化程度,为集成电路封装工艺的设计和管控提供依据。

骨胶和聚二硫二丙烷磺酸钠对厚电解铜箔性能的影响

研究了骨胶和聚二硫二丙烷磺酸钠(SPS)对厚电解铜箔光泽、表面粗糙度、抗拉强度、延伸率等的影响。结果表明,随骨胶质量浓度增大,厚电解铜箔的表面粗糙度先减小后增大,当骨胶质量浓度为4 mg/L时,表面粗糙度(Rz)最低,为10.1μm。电解液中骨胶过量时,加入SPS可有效降低铜箔的表面粗糙度,得到平滑、均匀而细致的厚电解铜箔。

免喷涂金属质感改性塑料模具与制件结构优化

针对免喷涂金属质感改性塑料在实际应用过程中经常存在的熔接线及流痕问题,从模具与制件结构的角度对免喷涂金属质感改性塑料表观缺陷进行了优化验证研究。结果表明,制件结构宜采用简单化结构设计,应尽量规避筋位、孔、壁厚突变结构的使用;加大浇口尺寸可以大幅减弱流痕及熔接线,其中采用轮辐式浇口是较好的改善手段;应尽量减少筋位及盲孔结构的使用,如果无法规避,应根据制件结构适当调整筋位及盲孔结构,筋位走向宜垂直熔体流动方向且筋位结构尽量作减薄(或镂空)处理;当筋位壁厚/制件壁厚<0.4时,制件外观面基本不会出现外观缺陷,随盲孔壁厚/制件壁厚比值不断增大,盲孔位置(或壁厚变化处)外观面缺陷不断减弱;表面蚀纹处理对缺陷有很好的遮盖作用,其中拉丝皮纹的遮盖效果要好于网格皮纹。

15μm/45μm阶梯覆铜板上75μm宽精细线路的制作

提出了一种在15μm/45μm的阶梯板上制作75μm宽精细线路的工艺。首先采用电镀铜工艺在15μm铜厚的双面覆铜板的基础上制作15μm/45μm阶梯板,进而利用蚀刻补偿工艺制作75μm宽的阶梯线路。通过线宽测量、微观形貌观察和蚀刻因子计算,对所制作的阶梯线路进行评价。结果表明,该工艺不仅能够保证制作的阶梯线路具有较高的精度与质量,而且生产成本较低。