電鍍鉛錫層狀合金膜的製造工藝的製作方法
2023-10-26 12:33:42 1
專利名稱：電鍍鉛錫層狀合金膜的製造工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種新材料技術中鉛錫層狀合金膜的製造新工藝。
背景技術：
多層合金膜在信息存儲、微弱磁場傳感器等領域具有重要應用。製備多層合金膜結構的方法很多，相比之下，電化學鍍法設備簡單，常溫操作，可在大面積和複雜形狀的基體上獲得良好的多層膜。目前，由電化學鍍方法製備的多層合金膜使用的是雙槽電鍍法，就是在不同的槽中電鍍不同的組元金屬。本發明應用一種新的單槽電鍍法製造鉛錫層狀合金膜。和以往的工藝相比，單槽電鍍法工藝簡單，操作簡便，並且能製造厚度小於100納米的合金膜，更有利於工業推廣。
發明內容
本發明的目的在於克服現有技術的缺陷而提供一種工藝簡單，操作簡便的鉛錫層狀合金膜的製造新工藝。
本發明的技術方案是這樣實現的分別測定鉛、錫的沉積電位VPb和Vsn，然後使用可控脈衝電鍍電源電鍍，脈衝電壓V1為|VPb|＜|V1|＜|Vsn|，脈衝電壓V2為|V2|＞|Vsn|，每個脈衝間要留置一段時間的零電壓脈衝。
具體製造工藝如下(1)、在一電鍍槽中放置一拋光了的銅板作為電鍍陰極，電解質溶液為0.35摩爾/升的氟硼酸鉛溶液，應用電化學分析儀測定該溶液中鉛的沉積電位VPb，，洗淨電鍍槽，使用同樣方法測定0.35摩爾/升氟硼酸亞錫溶液中錫的沉積電位Vsn，
(2)、再次洗淨電鍍槽，然後按下述方法製造鉛錫層狀合金膜放置一拋光了的銅板作為電鍍陰極，電解質溶液為0.35摩爾/升的氟硼酸鉛溶液和0.35摩爾/升氟硼酸亞錫，電鍍電源為可控脈衝電鍍電源，脈衝電壓V1為|VPb|＜|V1|＜|Vsn|，脈衝電壓V2為|V2|＞|Vsn|，脈衝時間根據膜的厚度而定，製造厚膜時，脈衝時間長些，製造薄膜時，脈衝時間短些，此外，每個脈衝間要留置一段時間的零電壓脈衝。
本發明的有益效果本發明利用鉛、錫不同的沉積電位，通過調節外加電壓在同一槽中分別沉積鉛和鉛-錫合金，從而形成鉛錫層狀合金膜，該方法工藝簡單，操作簡便，能製造厚度小於100納米的合金膜，有利於工業推廣。
圖1為外加脈衝電壓的周期性變化。
圖2為電鍍鉛錫層狀合金，字母A標記的是鉛基固溶體層，字母B標記的是鉛錫混合物層。
具體實施例方式本發明在一電鍍槽中放置一拋光了的銅板作為電鍍陰極，電解質溶液為0.35M[Pb(BF4)2](0.35摩爾/升的氟硼酸鉛溶液)，應用電化學分析儀測定該溶液中鉛的沉積電位VPb，例如是-0.57V。洗淨電鍍槽，使用同樣方法測定0.35M[Sn(BF4)2](0.35摩爾/升氟硼酸亞錫)溶液中錫的沉積電位Vsn，例如是-0.61V。
再次洗淨電鍍槽，然後按下述方法製造鉛錫層狀合金膜放置一拋光了的銅板作為電鍍陰極，電解質溶液為0.35M[Pb(BF4)2+0.35M[Sn(BF4)2]，電鍍電源為可控脈衝電鍍電源，脈衝電壓V1為|VPh|＜|V1|＜|Vsn|，脈衝電壓V2為|V2|＞|Vsn|，例如取V1＝-0.6V，V2＝-0.9V。脈衝時間根據膜的厚度而定，製造厚膜時，脈衝時間長些，製造薄膜時，脈衝時間短些，例如取t1＝20Sec，t2＝10Sec。此外，每個脈衝間要留置一段時間的零電壓脈衝，目的是讓生長端面前的離子濃度恢復到溶液濃度，例如取零電壓脈衝時間t3＝10Sec。圖1是以上所述的脈衝信號。
在以上脈衝電壓作用下，電解質溶液為0.35M[Pb(BF4)2+0.35M[Sn(BF4)2]就可以電鍍出鉛錫層狀合金膜。例如圖2是按照圖1中電壓變化形成的鉛錫層狀合金膜。
在圖中，A標記的區域是鉛主要電鍍的區域，B標記的區域是Pb-Sn混合物電鍍的區域。
電壓變化導致Pb和Pb-Sn混合物交替電鍍的原理可以解釋如下當外加電壓為-0.9V時，生長端面的電極電位同時比鉛的成核電勢和錫的成核電勢都要負，所以鉛和錫能夠同時電鍍，形成Pb-Sn混合物。而當外加電壓為-0.6V時，生長端面的電極電位比鉛的成核電勢要負，但比錫的成核電勢要正，所以鉛能夠電鍍，而錫則不能。
權利要求
1.一種電鍍鉛錫層狀合金膜的製造工藝，其特徵在於分別測定鉛、錫的沉積電位VPb和Vsn，然後使用可控脈衝電鍍電源電鍍，脈衝電壓V1為|VPb|＜|V1|＜|Vsn|，脈衝電壓V2為|V2|＞|Vsn|，每個脈衝間要留置一段時間的零電壓脈衝。
2.根據權利要求1所述的一種電鍍鉛錫層狀合金膜的製造工藝，其特徵在於具體製造工藝如下(1)、在一電鍍槽中放置一拋光了的銅板作為電鍍陰極，電解質溶液為0.35摩爾/升的氟硼酸鉛溶液，應用電化學分析儀測定該溶液中鉛的沉積電位VPb，，洗淨電鍍槽，使用同樣方法測定0.35摩爾/升氟硼酸亞錫溶液中錫的沉積電位Vsn，(2)、再次洗淨電鍍槽，然後按下述方法製造鉛錫層狀合金膜放置一拋光了的銅板作為電鍍陰極，電解質溶液為0.35摩爾/升的氟硼酸鉛溶液和0.35摩爾/升氟硼酸亞錫，電鍍電源為可控脈衝電鍍電源，脈衝電壓V1為|VPb|＜|V1|＜|Vsn|，脈衝電壓V2為|V2|＞|Vsn|，脈衝時間根據膜的厚度而定，製造厚膜時，脈衝時間長些，製造薄膜時，脈衝時間短些，此外，每個脈衝間要留置一段時間的零電壓脈衝。
全文摘要
本發明涉及一種鉛錫層狀合金膜的製造工藝，該工藝分別測定鉛、錫的沉積電位V
文檔編號C25D5/00GK1888144SQ20061001787
公開日2007年1月3日 申請日期2006年5月31日 優先權日2006年5月31日
發明者孫斌 申請人:中原工學院