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低应力Ni-W/Ni叠层微模具的制备与特性

电镀与涂饰 doi:10.3969/j.issn.1004-227X.2007.08.002

采用UV-LIGA技术和Ni-W/Ni叠层电镀方法,在微喷嘴模具上制备出低应力Ni-W沉积层.研究了热处理条件对低应力Ni-W电沉积层硬度的影响.考察了沉积态及热处理态的Ni-W层、Ni层的耐磨性.结果发现,热处理后Ni-W/Ni叠层微模具界面结合良好,在干摩擦条件下,经过热处理的Ni-W层的耐磨性是Ni层的6倍;在550 ℃、2 h真空热处理条件下,Ni-W电沉积层应力最低,为230MPa,硬度大于950HV.

关键词: 微模具 , 喷嘴 , 电沉积 , Ni-W合金 , UV-LIGA(紫外-光刻、电铸、复写技术) , 低应力 , 耐磨性

基于Sn/Bi合金的低温气密性封装工艺研究

张东梅 , 丁桂甫 , 汪红 , 姜政 , 姚锦元

功能材料与器件学报 doi:10.3969/j.issn.1007-4252.2006.03.010

研究了采用Sn/Bi合金作为中间层的键合封装技术.通过电镀的方法在基片上形成Cr/Ni/Cu/Sn、芯片上形成Cr/Ni/Cu/Bi多金属层,在513K、150Pa的真空环境中进行共晶键合,键合过程不需使用助焊剂,避免了助焊剂对微器件的污染.实验表明:这种键合工艺具有较好的气密性,键合区合金层分布均匀,无缝隙、气泡等缺陷,键合强度较高,能够满足电子元器件和微机电系统(MEMS)可动部件低温气密性封装的要求.

关键词: 微机电系统 , 气密性封装 , 低温键合

环保型纳米晶镀锌层/电泳漆复合镀层

苏永其 , 张振杰 , 汪红 , 姚锦元 , 蒋为桥 , 丁桂甫

腐蚀与防护

为了实现汽车零部件环境友好型镀锌防腐蚀处理,利用纳米镀锌和电泳涂装技术的有机结合,分别对酸性和碱性镀液电镀锌进行纳米改性研究.采用金相显微镜和场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)研究镀锌层的表面形貌以及复合镀层的断面形貌；测量了镀锌层的塔菲尔(Tafel)曲线；采用百格刀法测试层间结合力并对复合镀层进行中性盐雾试验.结果表明,两种镀锌层均出现纳米晶；随着镀锌电流密度的增大两种镀锌层的腐蚀电位均增大,同时腐蚀电流密度降低；复合镀层中性盐雾试验耐腐蚀时间达到1000 h且结合力达到5B水平,这表明纳米晶镀锌层和电泳漆层具有良好的结合力和耐腐蚀性能.

关键词: 纳米锌 , 电泳涂装 , 耐蚀性 , 复合镀层

汽车用钢板纳米晶镀锌层在氯化钠溶液中的腐蚀机理

苏永其 , 刘瑞 , 姚锦元 , 汪红 , 蒋为桥 , 丁桂甫

电镀与涂饰

将汽车用钢板置于碱性镀锌液中电镀,制备了纳米晶镀锌层.采用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)观察镀锌层在3.5%NaCl溶液中腐蚀前后的表面形貌,以能谱仪(EDS)研究腐蚀产物组成,运用塔菲尔(Tafel)曲线和电化学阻抗谱(EIS)考察纳米晶镀锌层的电化学腐蚀行为.结果表明,镀锌层由直径为80～100 nm的针状结构的纳米晶组成;在3.5%NaCl溶液中,经24h和48 h腐蚀后,腐蚀电流密度明显增大;经过48 h腐蚀后,有腐蚀团聚物出现;随着腐蚀时间的延长,腐蚀产物的电阻减小而电容增大.

关键词: 镀锌 , 纳米晶镀层 , 钢板 , 腐蚀机理 , 腐蚀电流密度 , 电化学阻抗谱

微器件用Ni-W合金薄膜热稳定性的研究

刘瑞 , 汪红 , 姚锦元 , 李雪萍 , 丁桂甫 , 赵小林

功能材料

研究了低应力柠檬酸胺-1-羟基乙烷二膦酸(HEDP)镀液体系中电流密度、pH值、脉冲参数和热处理条件等对Ni-W合金薄膜硬度的影响.结果表明,电镀工艺条件对硬度提高有限,热处理对Ni-W合金薄膜的硬度有明显提高.同时研究对比了沉积态及550℃热处理后Ni和Ni-W硬度、干摩擦条件下耐磨性以及微观结构的变化.实验发现:多晶的Ni薄膜经过热处理后,晶粒尺寸显著长大,硬度、耐磨性约下降2/3;而Ni-W合金薄膜经过热处理后,微观结构由非晶转变成纳米晶,薄膜仍保持良好的耐磨性,硬度提高了1倍.Ni-W合金薄膜优异的热稳定性,有望在特殊环境下取代Ni薄膜在MEMS器件上获得应用.

关键词: Ni-W合金 , 电沉积 , 热稳定性 , 薄膜结构 , 热处理

不同基底上Ni微结构镀层结合强度的研究

李艳春 , 汪红 , 张丛春 , 姚锦元 , 丁桂甫 , 赵小林

功能材料

在玻璃基底上溅射Ti或Cr／Cu种子层，并对Ti基板表面进行预处理．研究基底表面粗糙度、热处理温度对于Ni微结构镀层结合强度的影响。结果表明，基底表面粗糙度、热处理温度对Ni微结构镀层与基底的结合强度有较大影响，经过200℃的热处理，溅射Ti及Cr／Cu种子层与Ni微结构的结合强度提高近1倍。通过EC-SPM、SEM等分析手段，初步探讨了结合强度的影响机制。

关键词: Ni微结构 , 粗糙度 , 热处理 , 结合强度