Electrodeposition of Gold to Conformally Fill High-Aspect-Ratio Nanometric Silicon Grating Trenches: A Comparison of Pulsed and Direct Current Protocols

Filling high-aspect-ratio trenches with gold is a frequent requirement in the fabrication of X-ray optics as well as micro-electronic components and other fabrication processes. Conformal electrodeposition of gold in sub-micron-width silicon trenches with an aspect ratio greater than 35 over a grating area of several square centimeters is challenging and has not been described in the literature previously. A comparison of pulsed plating and constant current plating led to a gold electroplating protocol that reliably filled trenches for such structures.

脉冲电镀的研究现状

介绍了脉冲电镀的工作原理、特点、波形种类等,回顾了近几年来脉冲电镀在镀锌、镀铬、镀镍、镀铜、镀金、镀银及其合金等领域的应用研究现状,以及脉冲电镀在印刷电路板微孔镀铜、制造纳米晶、纳米多层膜等新兴领域的应用研究,并对脉冲电镀今后的发展前景作了展望。

近期脉冲电镀的研究进展

综述了近几年脉冲电镀在制备银、金、铝、锌、镍等不同金属基镀层以及含稀土合金镀层中的应用情况,展望了脉冲电镀未来的发展前景和方向。

温度和电流密度对亚硫酸盐电镀金的影响

采用亚硫酸盐体系镀液在紫铜表面电镀金。研究了镀液温度和电流密度对电镀金层晶相结构和纳米硬度的影响。结果表明,随着镀液温度升高,金层由(220)面择优生长转变为(111)面择优生长,纳米硬度变化不大。随着电流密度增大,金层由(111)面择优生长转变为(220)面择优生长,纳米硬度减小。电镀金层的晶粒尺寸受镀液温度和电流密度的影响不大,维持在30 nm左右。较佳的镀液温度和电流密度分别为55℃和3 mA/cm^(2),该条件下所得金层呈镜面光亮,结晶细致,纳米硬度约2.6 GPa,远高于冶炼纯金。

脉冲电镀发展概况

总结脉冲电镀应用于镀铬、镀铜、镀镍及镍合金 ,镀金及金合金 ,镀银及银合金 ,镀钯及钯合金的现状 ,简述了脉冲换向电流电镀 ,脉冲电镀在复合镀层和制备非晶态合金等方面的研究。

电流密度对脉冲电镀Zn-Ni-Mn合金镀层的影响

通过脉冲电镀技术在Q235钢基体上制备出Zn-Ni-Mn合金镀层。研究了电流密度对镀层表面形貌、成分、沉积速率及耐蚀性的影响。结果表明,随着电流密度的增大,沉积速率先增大再减小;镀层中锰含量升高,锌、镍含量降低。随电流密度增加,该镀层随耐蚀性先增强后减弱。电流密度为3.0 A·dm^(-2)时,所得Zn-Ni-Mn合金镀层平整致密,耐蚀性最好。Zn-Ni-Mn合金镀层在3.5%NaCl溶液中的耐蚀性比在5.0%NaOH溶液中更好。

镀镍金刚石的双脉冲复合电沉积搅拌上砂工艺

使用双脉冲电镀电源，利用霍尔槽实验，模拟搅拌上砂工艺。考虑到可操作性问题，需采取低电压实验环境，本实验通以2A 的电流强度。实验结果表明：在0~10 A/dm^2的范围内，搅拌上砂的金刚石含量与电流密度成正比；双脉冲电镀能够提供瞬时的高电压，改善电极的电化学极化，增强了金刚石的黏附能力与镀层金属的固结强度；将搅拌器的叶片放在合适的位置可以提高电流密度的利用率，提高上砂效果。

电镀金锡合金的影响因素

阐述了设备、夹具和工艺参数对金锡合金镀层成分和厚度的影响。提出利用X射线荧光检测仪分析镀层性能,并以热台辅助验证。通过合理设计夹具及调整镀液离子浓度、电流密度、电镀时间等工艺参数,可获得性能理想的金锡合金镀层。

铅板无氰仿金镀工艺研究

用扫描电镜和能谱分析方法，研究了铅板上仿金镀层组成颜色及表面形貌，确定了铅板上仿金电镀的工艺流程及最佳工艺参数。结果表明，以光亮镀镍打底，仿金镀的Jk=1．2A／dm^2；pH=8．5～9．3；θ=20～35℃；t=1～4min的条件下，能够获得仿金色镀层，且镀层表面平整，结晶细致，无裂痕、孔隙，镀层质量较好。

双向脉冲电镀纳米镍层的耐腐蚀性能

镍镀层作为防护装饰性镀层应用广泛,过去多采用单向脉冲电镀制备纳米镍镀层,且对其耐蚀性及机理研究较少。为此,分别用直流电镀和双向脉冲电镀制备了2种镍镀层,利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)研究了2种镀层的相结构、晶粒尺寸和表面形貌,通过孔隙率测定、静态浸泡腐蚀试验、中性盐雾腐蚀试验和电化学方法研究了2种镀层的耐腐蚀性能。结果表明:双脉冲电镀镍层均匀、致密,粒径达到纳米级;与直流电镀镍层相比,双脉冲电镀镍层的孔隙率大为减少,在5.0%HCl溶液中静态浸泡的失重和腐蚀速率更小,耐中性盐雾腐蚀性明显提高,在3.5%NaCl溶液中的自腐蚀电位正移、腐蚀反应电阻增大,耐蚀性更强。

用镀金靶在回旋加速器内束流装置中生产^(199)Tl

利用回旋加速器内束流装置上引出的。粒子束流强度可达150—200μA,能量在24—25 MeV,轰击用铜为衬底的镀金靶头。发生^(197)Au(α,2n)^(199)Tl核反应,产生(199)Tl。研究了从铜、金和镓中分离铊的条件。^(199)Tl与^(200)Tl的活度分别为2.3×10~5Bq和7.1×10~2Bq,即^(200)Tl占^(199)Tl总活度的0.29％。

亚硫酸钾配位剂及工艺参数对电镀金层热反射率及其他性能的影响

多晶硅生产的还原炉壁体热反射率的高低对电能消耗有很大的影响,过去,少有相关的研究报道。使用亚硫酸盐体系对还原炉内壁电镀金,研究了镀金电流密度、镀覆时间等对镀金层光亮度、热反射率的影响;探讨了镀液中配位剂亚硫酸钾浓度对镀层显微硬度、沉积速率及阴极电流效率的影响。结果表明:电流密度为0.4A/dm2,镀覆时间为10 min时镀金层外观质量最好,亚硫酸钾浓度为100 g/L时镀金层的显微硬度、阴极电流效率和沉积速率达到最大值;镀金层的光亮度与电流密度和镀覆时间有很大关系;镀金层的热反射率比不锈钢基体的高,光亮镀层的热反射率比半光亮镀层的高;镀液中亚硫酸钾含量的变化使得镀金层的显微硬度和沉积速率发生了改变。

NdFeB表面镀镍层不同脉冲参数时的形貌及性能

与直流电镀相比,脉冲电镀具有许多优点;而目前有关脉冲参数对Nd Fe B表面镀镍层耐蚀性影响的研究少有报道。以Nd Fe B为基体材料,以不同的电流密度和占空比脉冲电镀镍,利用扫描电镜(SEM)观察镀层表面形貌,在3.5%Na Cl溶液中进行极化曲线和交流阻抗谱测试考察镀层的耐蚀性能,并测量镀层硬度以及结合强度,以获得最佳脉冲电镀工艺。结果表明:Nd Fe B表面脉冲电镀镍层较直流电镀层晶粒更细,表面更光滑平整;电流密度为2 A/dm2,占空比为0.4时,镀层表面晶粒均匀致密,表现出良好的耐腐蚀性能;脉冲电镀层的硬度大于直流电镀层,且在电流密度2 A/dm2,占空比0.4时硬度最大,达497.5 HV0.98 N,热震20次表现出良好的结合性能。

柠檬酸盐镀金工艺中电流密度的最优控制

柠檬酸盐镀金工艺过程是一个复杂的电化学过程。其镀层质量受诸多因素的影响，其中电流密度是影响镀层质量重要因素之一。本文从镀金过程实际应用出发提出了利用８０３１单片机对电流密度进行最优控制。

用于制作微波器件的脉冲图形镀金工艺研究

介绍了微波集成电路中一种新的制作技术———脉冲图形电镀技术，并对影响脉冲图形电镀技术的关键因素———亚硫酸盐镀金溶液的组成及稳定性、添加剂ＴＴ—１和ＰＰ—１的作用、脉冲波形的影响、产生镀层结瘤和微坑。

电流模式对柠檬酸盐体系镀金的影响

针对作为密封层使用的镀金层存在沉积速率低、厚度不均匀的问题,使用自研精密电镀电源,对比直流(DC)、正向单脉冲(FPC)、正向群脉冲(FGPC)、周期换向脉冲(PPRC)对镀金的影响。仿真PPRC一个周期内镀层厚度的变化情况。使用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、X射线衍射仪(XRD)和X射线荧光测厚仪分析镀层的表面形貌、结构、沉积速率、厚度均匀性和电流效率。结果表明:仿真中PPRC较FPC可以明显改善镀层的厚度均匀性,电流模式影响镀金层的晶面峰强和电流效率,DC、FPC、FGPC、PPRC镀金层的晶粒尺寸依次减小,镀金层表面的致密性和厚度均匀性提高,脉冲模式下阴极振动可显著提高沉积速率。使用适宜的PPRC参数镀金,可以在较高的沉积速率下获得厚度均匀、致密的镀金层。

脉冲电镀参数对薄膜电路镀金层性能的影响

研究了薄膜电路脉冲电镀金过程中平均电流密度和占空比对镀金速率,镀金层表面形貌、表面粗糙度、厚度均匀性,以及微带线厚宽比的影响。结果表明,随平均电流密度或占空比增大,镀金速率和镀金层的表面粗糙度均增大,微带线的厚宽比减小。当平均电流密度为0.4 A/dm^2,占空比为30%时,所得镀金层的表面形貌最佳。当平均电流密度为0.4 A/dm^2,占空比为50%时,微带线的厚宽比最大。

APCP-150镀银智能监控脉冲电镀电源的研制与应用

国产脉冲电镀电源采用手动调节参数,因此在设定好上述参数之后,只能实现单一参数的脉冲波形进行电镀;某些国外电镀电源虽然实现了程控,但也存在一定的缺陷,如脉宽调节范围较窄,脉冲频率不可调,不能实现监控等。针对上述缺陷,新研制成功的APCP-150智能监控脉冲电镀电源针对如何解决电镀恶劣环境对脉冲电源本身的腐蚀而造成质量隐患,以程控技术和斩波技术为主要手段,以大功率半导体器件为主开关器件,通过PLC输出各种频率脉冲信号进行智能控制,并能进行电流监控和脉宽监控,且针对恶劣的电镀环境,创新设计脉冲电源的防腐蚀装置,在镀银生产实际中提高了镀件的质量,减轻了劳动强度和节省了耗材,创造了良好的经济效益。

钛合金新型镀镍工艺的研究

通过在瓦特镀镍液中添加金属配位剂和金属阳极活化剂,对钛电极先采用阳极脉冲电流活化,再对活化后的钛电极进行脉冲电沉积,在TC11钛合金表面获得了结合力优良的镍镀层。研究了电解液组分、工艺参数对镀层结合力的影响。结果表明,在硫酸镍电解液中添加40 g/L阳极活化剂,采用1.4 A/dm2阳极脉冲电流对TC11钛合金进行电化学处理,可使TC11钛合金产生活性溶解,将脉冲电流切换为阴极电沉积后,便可在TC11钛合金表面沉积一层结合力优良的镍镀层。文章讨论了脉冲阴、阳极平均电流密度、占空比、频率、电解液组分等工艺参数对镍镀层质量的影响。

脉冲电镀Ni-P合金工艺及镀层的耐蚀性能

采用脉冲电镀法通过改变平均电流密度和占空比制备了Ni-P合金镀层,利用SEM观察了镀层的表面形貌,用螺旋测微仪测试了镀层的沉积速度,并通过盐水浸泡试验和极化曲线测量考察了镀层的耐蚀性能,以获得最佳的脉冲电镀参数。结果表明:平均电流密度为3 A/dm2、脉宽ton为2 ms时,镀层沉积速率较好;占空比为1∶5时镀层表面晶粒细化效果较好,表现出优异的耐腐蚀性能。