电子陶瓷化学镀铜工艺与性能的研究

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本文研究了陶瓷表面化学镀铜前处理工艺及化学镀铜工艺,讨论了各工艺参数及稀土Ce介入镀液对沉铜速率的影响,同时研究了前处理工艺对陶瓷基片微观形貌的影响以及温度、施镀时间、添加剂及稀土Ce介入镀液对镀铜层表面微观形貌和组织结构的影响,并通过阴极极化和循环伏安分析了部分工艺参数与稀土Ce对沉积速率的影响机理,通过塔菲尔和交流阻抗分析了稀土Ce对表面镀铜层腐蚀性能的影响,最后分析了最佳工艺条件下电容样品的电性能。通过调整前处理工艺,选择适当的化学镀铜工艺参数,添加适量的稀土Ce,综合考察电性能、腐蚀性能、沉积速率、表面微观形貌和组织结构,获得了综合性能优异的陶瓷表面化学镀铜层。   结果表明:陶瓷基体前处理后,表面生成具备还原能力的催化中心;铜离子浓度及甲醛浓度增大、温度升高、降低络合比,镀铜速率提高,但是处理不适当时,镀液稳定性会降低,甚至引起镀液分解;a,a’-联吡啶和K4Fe(CN)6对活化能及动力学参数都有影响,它们的加入提高了活化能,降低了沉铜速度,提高了镀液的稳定性;适量添加稀土能起到电化学的催化作用,使得阴极反应容易进行,有利于Cu的沉积,但是当添加量偏大时,又对反应起到抑制的作用,沉铜速率变慢。稀土Ce介入镀液细化了晶粒,填补了镀层空隙,使得镀层均匀致密,降低了镀层在腐蚀介质中的腐蚀电流密度,提高了耐蚀性能。陶瓷表面化学镀铜制备的陶瓷电容器,成本与介电损耗低于工艺成熟的银电极浆料制备的陶瓷电容器,但电容量远小于后者,若能够解决电容方面的技术,陶瓷表面化学镀铜将会有更广阔的应用前景。
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