金手指测试片化学复合镀层制备及其性能研究

发布时间：2017-08-15 01:13

  本文关键词：金手指测试片化学复合镀层制备及其性能研究

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【摘要】：金手指测试片是用来评价金手指是否合格的器件,我国是世界上最大的金手指测试片使用国,目前市场上所使用的金手指测试片基本都来自于进口,成本过高,金手指测试片的国产化有重要意义。本文通过对金手指测试片进行分析测试,得出金手指测试片是以纯铜为基体,在其表面依次镀覆Ni/Pd/Au复合镀层。在此基础上制定了仿制金手指测试片的工艺方案,并对其进行了研究,主要包括前处理工艺、酸性化学镀镍工艺、化学镀钯工艺和无氰化学镀金工艺。前处理工艺依次为:超声波丙酮清洗、碱液化学除油、化学酸洗及铁丝诱发活化1 min。采用正交试验优化后的酸性化学镀镍磷配方及工艺为:硫酸镍30 g/L、次亚磷酸钠30 g/L、无水乙酸钠30 g/L、乳酸12 ml/L、柠檬酸钠10 g/L、α-氨基丙酸3~6 ml/L、硫脲5 mg/L、p H值4.7、温度82.5℃、搅拌速度180 r/min。化学镀镍层呈典型的胞状结构,表面平整致密,无明显缺陷;镀层结构为晶态和非晶态共存的混晶结构。热处理后,镀层由晶态和非晶态共存的混晶态转变为晶态;镀层与基体之间有元素扩散发生;热处理后镀层显微硬度和结合力得到改善。采用正交试验优化后的化学镀钯液配方及工艺为:氯化钯3 g/L、HCl(38%)6 mL/L、氨水168 mL/L、氯化铵28 g/L、次亚磷酸钠12 g/L、温度55~60℃、p H值9.7~9.9。化学镀钯层呈典型的胞状结构,表面光滑致密,无明显缺陷,镀层结构为晶态结构。采用正交试验优化后的无氰化学镀金液配方及工艺为:亚硫酸金钠2 g/L、亚硫酸钠36 g/L、硫代硫酸钠12 g/L、硫脲1 g/L、硼砂10 g/L、聚乙烯亚胺2 g/L、乙二胺2 g/L、温度75℃~80℃、p H值6.5~7.0。无氰化学镀金层呈典型的胞状结构,表面光滑致密,无明显缺陷,镀层结构为晶态结构。随施镀时间延长,金层厚度不断增加,所得复合镀层电阻率减小,耐蚀性增强。热处理后,制备所得复合镀层中镍层由晶态和非晶态共存的混晶结构转变为晶态结构,复合镀层导电性和耐蚀性得到提高。与商品金手指测试片相比,制备所得复合镀层在镀层构成、组织成分、晶体结构、电阻率、耐蚀性及结合力等性能方面均与其相似或相近。
【关键词】：金手指测试片 T1纯铜 酸性化学镀镍 化学镀钯 无氰化学镀金
【学位授予单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG174.4
【目录】：

• 摘要9-10
• ABSTRACT10-12
• 第一章 绪论12-22
• 1.1 研究背景12-15
• 1.1.1 选题背景12-13
• 1.1.2 金手指表面处理工艺13-15
• 1.2 化学镀简介15-17
• 1.2.1 历史回顾15-16
• 1.2.2 化学镀机理16-17
• 1.2.3 化学镀的研究现状和存在的问题17
• 1.3 化学镀的应用现状17-19
• 1.3.1 在航空航天工业方面的应用18
• 1.3.2 在电子工业方面的应用18
• 1.3.3 在石油化学工业方面的应用18-19
• 1.3.4 在机械汽车工业方面的应用19
• 1.4 化学镀应用前景19-20
• 1.5 课题意义及研究内容20-22
• 1.5.1 课题意义20
• 1.5.2 研究内容20-22
• 第2章 实验方法22-30
• 2.1 实验材料及设备22-23
• 2.1.1 实验材料和化学试剂22
• 2.1.2 实验仪器设备和装置22-23
• 2.2 制备复合镀层的工艺流程及技术路线23-24
• 2.2.1 制备复合镀层的工艺流程23-24
• 2.2.2 制备复合镀层的技术路线24
• 2.3 化学镀液的组成及配制24-26
• 2.3.1 化学镀镍液的组成及配制24-25
• 2.3.2 化学镀钯液的组成及配制25-26
• 2.3.3 无氰化学镀金液的组成及配制26
• 2.4 镀层表征方法26-30
• 2.4.1 表面形貌及镀层成分分析26-27
• 2.4.2 镀层横截面观察27
• 2.4.3 镀层组织结构分析27
• 2.4.4 镀层沉积速率27
• 2.4.5 孔隙率的测定27
• 2.4.6 镀层结合力等级27-28
• 2.4.7 镀层显微硬度28
• 2.4.8 镀层的耐蚀性28
• 2.4.9 镀层电性能28-30
• 第3章 前处理工艺对纯铜表面化学镀镍磷镀层的影响30-40
• 3.1 除油工艺对化学镀镍的影响30-31
• 3.2 酸洗工艺对化学镀镍的影响31-34
• 3.3 活化工艺对化学镀镍的影响34-39
• 3.3.1 活化方法对化学镀镍的影响34-36
• 3.3.2 铁丝活化的原理36-37
• 3.3.3 铁丝与纯铜基体的接触时间对化学镀镍的影响37-39
• 3.4 本章小结39-40
• 第4章 纯铜表面化学镀镍研究40-64
• 4.1 施镀工艺条件的确定40-44
• 4.1.1 p H值40-41
• 4.1.2 温度41-42
• 4.1.3 搅拌速度42-43
• 4.1.4 施镀时间43-44
• 4.2 主盐和还原剂浓度范围的确定44-46
• 4.2.1 主盐浓度范围的确定44-45
• 4.2.2 还原剂浓度范围的确定45-46
• 4.3 基础工艺配方的优化46-52
• 4.3.1 优化实验设计46-47
• 4.3.2 实验结果及分析47-51
• 4.3.3 优化后基础配方的确定51-52
• 4.3.4 稳定剂最佳浓度的确定52
• 4.4 化学镀镍磷镀层52-56
• 4.4.1 化学镀镍磷镀层微观分析52-55
• 4.4.2 化学镀镍磷镀层晶体结构55-56
• 4.5 热处理对优化后的化学镀镍磷镀层的影响56-62
• 4.5.1 热处理温度的确定56
• 4.5.2 热处理对镀层微观形貌的影响56-58
• 4.5.3 热处理对镀层组织结构的影响58-60
• 4.5.4 热处理对镀层显微硬度的影响60-61
• 4.5.5 热处理对镀层结合力的影响61-62
• 4.5.6 热处理对对后续化学镀钯和无氰化学镀金的影响62
• 4.6 本章小结62-64
• 第5章 镍层表面化学镀钯 /金 研究64-88
• 5.1 化学镀钯基础工艺配方的确定64-65
• 5.1.1 工艺条件的确定64-65
• 5.1.2 基础配方的确定65
• 5.2 化学镀钯基础配方的优化65-72
• 5.2.1 优化实验设计65-66
• 5.2.2 实验结果与分析66-69
• 5.2.3 优化过程中的关键性问题69-70
• 5.2.4 化学镀钯层70-72
• 5.3 无氰化学镀金基础工艺配方的确定72-74
• 5.3.1 工艺条件的确定72-73
• 5.3.2 基础配方的确定73-74
• 5.4 无氰化学镀金基础配方的优化74-81
• 5.4.1 优化实验设计74
• 5.4.2 实验结果与分析74-78
• 5.4.3 优化过程中的关键性问题78-79
• 5.4.4 优化后的化学镀金层79-81
• 5.5 金层厚度对复合镀层的影响81-84
• 5.5.1 对镀层形貌的影响81-83
• 5.5.2 对镀层电阻率的影响83
• 5.5.3 对镀层耐蚀性的影响83-84
• 5.6 热处理对复合镀层的影响84-86
• 5.6.1 对镀层形貌的影响84-85
• 5.6.2 对镀层组织结构的影响85-86
• 5.6.3 对镀层性能的影响86
• 5.7 本章小结86-88
• 第6章 复合镀层与商品金手指测试片的对比88-95
• 6.1 镀层构成的对比88-90
• 6.2 镀层组织结构的对比90-91
• 6.3 镀层性能的对比91-94
• 6.3.1 电阻率91-92
• 6.3.2 点触通电疲劳性能92
• 6.3.3 耐蚀性92-93
• 6.3.4 结合力93-94
• 6.4 本章小结94-95
• 结论95-96
• 参考文献96-102
• 致谢102-103
• 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录103

【参考文献】

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本文编号：675593