Электроосаждение олова и его сплавов на алюминий из оксилатно-фторидного электролита

• Автор: Манукян, Анна Славиковна
• Шифр специальности: 05.17.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Иваново
• Количество страниц: 170 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
Ввсдние

Литературный обзор.

Глава 1. Процессы электроосаждения олова и его сплавов

на алюминий в радиопромышленности.

1.1. Области применения процессов..

1.1.1. Свойства и применение оловянных покрытий.

1.1.2. Актуальность замены серебряного покрытия

для СВЧустройств.

1.1.3. Использование бронзовых покрытий в контактах

1.2. Методы оловянирования.

1.3. Электролиты лужения.
1.3.1. Сравнительная характеристика электролитов лужения.
1.3.2. Щелочные электролиты
1.3.3. Кислые электролиты.
1.3.4. Борфторис1 оводородные электролиты
1.3.5. Галогенидннеэлектролиты
1.4. Электролиты для осаждения сплава оловоцинк
1.4.1. Цианистые электролиты.
1.4.2. Станнатноцинкатные электролиты.
1.4.3. ирофосфатный электролит.
1.4.4. Борфтористоводородный электролит
1.4.5. Фторидхлоридный электролит.
1.5. Электролиты бронзирования.
1.5.1. Цианистые электролиты.
1.5.2. Нецианистые электролиты.
Глава 2. Технологии электроосаждення металлов на алюминий
2.1. Нанесение гальванических покрытий на
шероховатую поверхность
2.2. Нанесение гальванических покрытий с промежуточной
пленкой контактного металла
2.3. Нанесение гальванических покрытий на
оксидированный алюминий
2.4. Непосредственный метод нанесения гальванических покрытий
Глава 3. Задачи работы.
Экспериментальная часть и обсуждение результатов.
Глава 4. Электролитическое лужение из полипигандного
оксалатнофторидного электролита.
4.1. Исследование стабильности оксалатноф горидных
растворов лужения
4.2. Исследование процесса электроосаждения олова и сплава оловоцинк из оксалатнофторидных растворов
4.2.1. Методика приготовления электролитов оловянирования и нанесения сплава оловоцинк
4.2.2. Методика снятия поляризационных кривых
4.2.3. Исследование условий выделения олова и сплава оловоцинк
из оксалатнофторидного электролита
4.3. Разработка электролита лужения
4.4. Влияние концентрации компонентов и условий электролиза
на процесс элсктроосаждения олвянных покрытий
4.5. Технологические характеристики и особенности электроосаждения оловянных покрытий.
4.5.1. Методика исследования выхода потоку
4.5.2. Исследование зависимости выхода по току от плотности тока
4.5.3. Методика определения рассеивающей способности
4.5.4.0иределение рассеивающей способности оксалатно
фторидного электролита лужения
4.5.4. Исследование анодных процессов полилигандых электролитов.
Глава 5. Разработка процессов электроосаждения сплава оловоцинк
из оксалатнофторидного электролита.
5.1. Исследование химического и атомноабсорбционного
анализов сплава1Ю
5.1.1. Гравиметрическое определение общего содеожания олова.
5.1.2. Определение количества цинка и олова атомноабсорбционным методом анализа.
Глава 6. Технологические процессы для электроосаждения
олова и его сплавов на алюминий.
6.1. Методика электролиза.
6.2. Нанесение биметаллических СВЧпокрытий.
6.2.1. Влияние толщины и плотности тока на качество
медного покрытия
6.2.2. Нанесение двухслойного медного покрытия
6.3. Нанесение никелевого подслоя
6.3.1. Исследование влияния сахарина на условия
элекгроосаждения никеля на алюминий.
6.3.2. Исследование кривых потенциалвремя
6.3.3. Методика исследования водородных разрушении при
нанесении гальванических покрытий на алюминий.
6.3.4. Влияние сахарина на качество никелевых покрытий
6.3.5. Влияние сахарина на рабочий диапазон плотностей тока.
6.4. Особенности нанесения олова и его сплавов
на алюминий.
6.4.1. Влияние перемешивания на процесс электроосаждения бронзы
6.4.2. Нанесение бронзовых покрытий в барабане
Литература


Кроме технологий, указанных в ОСТе, в радиопромышленности для алюминиевых изделий типа волноводов для создания поверхностной СВЧ-проводимости используют биметаллические покрытия медь - сплав олово-цинк (3]. СВЧ-сигнал в электропроводящий слой. Толщина защитного слоя берется меньше толщины скин-слоя и составляет 1 мкм. Вначале в качестве защитного слоя использовали покрытие олово-кадмий (8,). Известно, что сплав олово-кадмий обладает высокими защитными и антикоррозионными свойствами. Его целесообразно применять для защиты изделий, эксплуатирующихся в различных агрессивных средах. Кадмиеоловянные покрытия стойки к действию низких температур и длительно сохраняют хорошую способность к пайке [-]. Однако данные покрытия не соответствуют экологическим требованиям. Поэтому в последнее время показана целесообразность использования покрытия олово-цинк, отличающегося лучшими экологическими и ресурсосберегающими качествами []. В работе [] показана возможность замены драгоценных металлов в электрических контактах на бронзовые покрытия. Согласно [8] в радиопромышленности для снижения контактного электрического сопротивления используют покрытия драгметаллов (таблица 2). Вид покрытия Материал детали Обозначение покрытия по ГОСТ 9. Серебряное Алюминий и алюминиевые деформируемые сплавы И. Хим. Н. Мб. Н.М6. Н.М6. Хим. Хим. В работе [] показана эффективность замены указанных металлов на двухслойное бронзовое покрытие. Нижний слой желтой бронзы обеспечивает необходимые защитные свойства покрытия, а верхний слой из белой бронзы - требуемую контактную проводимость. Особый интерес представляет возможность использования алюминиевых сплавов для изготовления СВЧ-устройств, которые представляют собой сложно профилированные конструкции, имеющие сварные и паяные швы и подвергающиеся развальцовке и клепке []. СВЧ-сигналов и одновременно придавали изделиям коррозионную стойкость в жестких и особо жестких условиях эксплуатации при наличии механических деформаций. Особенностью сверхвысокочастотных устройств является то, что в них возникают вихревые токи, ослабляющие ток внутри проводника и усиливающие его вблизи поверхности. СВЧ-токи протекают в тонком поверхностном слое проводника. Этот эффект называется скин-эффектом []. Плотность тока экспоненциально уменьшается от максимального значения на поверхности вглубь проводника. Полагают, что глубина проводника (толщина поверхностного или скин-слоя) характеризуется током, величина которого уменьшена в 1/е = 0. Ро - абсолютная магнитная проницаемость для вакуума, Гн/м. При выборе металла для покрытия, проводящего СВЧ-токи, стремятся к уменьшению электрического сопротивления. Наименьшим удельным электрическим сопротивлением обладают серебро, медь, золото и алюминий. Для металлургически полученных чистых металлов при "С оно составляет соответственно 1. Ом м []. Наиболее часто СВЧ-устройства серебрят []. Однако серебряные гальванические покрытия имеют ряд недостатков. Кроме того, удельное электрическое сопротивление серебряного гальванического покрытия больше, чем сопротивление чистого металла, полученного другим способом, из-за большого количества дефектов структуры и чужеродных включениях в осадках [,]. Анализ удельного сопротивления металлургических чистых металлов и их гальванических осадков (таблица 3) показывает, что с этой точки зрения лучше использовать медные гальванические покрытия [,]. В пользу меднения и то, что медь много дешевле серебра. Медь 1. Серебро 1. Никель 7. Золото 2. Таким образом, медь можно рекомендовать для нанесения проводящего слоя СВЧ-устройств. Получение качественных медных осадков на алюминиевых изделиях сложного профиля возможно [] и широко применяется в промышленности. Вместе с тем, следует учитывать, что серебро и медь - электроположительные металлы. Они навязывают поверхности неблагоприятный положительный потенциал по отношению к алюминию, что является причиной ускоренной коррозии алюминия в порах. Для обеспечения стойкости изделий следует изменить потенциал поверхности, например, посредством нанесения защитного покрытия.