Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

Государственный Комитет Российской Федерации

по Высшему Образованию

Санкт-Петербургский

Государственный Электротехнический Университет «ЛЭТИ»

Кафедра Микроэлектроники

Реферат

«Гальванотехника

и ее Применение в Микроэлектронике»

Студент: Чапчаев В.В.

Факультет: РТ

Уч.группа: № 2142

Преподаватель: Марголин В.И.

Санкт – Петербург

2 0 0 3

Содержание

Введение

Гальванотехника - процесс получения на поверхности изделия или основы (формы) слоев металлов из растворов их солей под действием постоянного электрического тока.

Электролитический или гальванический метод нанесения металлических покрытий был разработан в середине XIX века, но не сразу получил сколько-нибудь значительное промышленное применение – этому препятствовало отсутствие мощных источников постоянного тока.

Сущность метода заключается в погружении покрываемых изделий в водный раствор электролита, главным компонентом которого являются соли или другие растворимые соединения – металлопокрытия. Покрываемые изделия контактируют с отрицательным полюсом источника постоянного тока, т.е. являются катодами. Анодами обычно служат пластины или прутки из того металла, которыми покрывают изделия. Они контактируют с положительным полюсом источника постоянного тока и при прохождении электрического тока растворяются, компенсируя убыль ионов, разряжающихся на покрываемых изделиях.

Наряду с электрохимическим методом катодного осаждения металлов широкое применение находят и анодные методы электрохимической обработки поверхности металлов. К ним следует отнести электрохимическое оксидирование, травление, полирование и др. Во всех анодных процессах происходит либо растворение металла, либо превращение поверхностного слоя металла в оксидный или другой слой.

Электрохимическая обработка металлов.

Электрохимическая обработка это ряд методов, предназначенных для придания обрабатываемой металлической детали определенной формы, заданных размеров или свойств поверхностного слоя.

Электрохимическая обработка осуществляется в электролизерах (электролитических ваннах, электрохимических

ячейках специальных станков, установок), где обрабатываемая деталь является либо анодом )анодная обработка), либо катодом (катодная обработка), либо тем и другим попеременно.

Электрохимическое обезжиривание.

Электрохимическое обезжиривание (процесс удаления жиров и масел с поверхности изделия) может происходить на катоде, на аноде и может быть комбинированным – на катоде с последующим кратковременным переключением на анод.

Процесс электрохимического обезжиривания на катоде заключается в омылении жиров гидроксильными ионами, концентрация которых у катода бывает повышенной благодаря выделению газообразного водорода, способствующего механическому отрыву капелек жиров и масел.

При поляризации обрабатываемых изделий облегчается удаление с их поверхности жировых загрязнений: при увеличении поляризации уменьшается прочность прилипания масла к обрабатываемой поверхности и увеличивается смачиваемой металла водой.

Механизм процесса анодного обезжиривания аналогичен катодному, но скорость обезжиривания на аноде меньше, что объясняется меньшей щелочностью у анода и тем, что выделяющийся на аноде кислород слабее воздействует на обделение жиров и масел от поверхности изделий.

Электрохимическое травление

Электрохимическое травление (удаление с поверхности изделий различных окислов и продуктов коррозии) для очистки от загрязнений производят в растворах кислот, содержащих различные добавки (например, ингибитор коррозии), в щелочных растворах или расплавах при постоянном или переменном токе. Электрохимическое травление используют для осуществления электрохимического фрезерования с целью получения заданного «рисунка» на поверхности детали локальным анодным растворением металла. Места, которые не должны подвергаться растворению, покрывают слоем фоторезисторного материала . Таким образом можно произвести обработку деталей типа печатных плат, перфорирование, травление в декоративных целях.

Важная область использования электрохимического травления – развитие поверхности (увеличение удельной площади поверхности). Наиболее широкое применение имеет травление

алюминиевой фольги в хлоридных растворах для электролитических конденсаторов, этот процесс позволяет повы-

сить удельную поверхность в сотни раз и увеличить удельную емкость конденсаторов, уменьшить их размеры.

Развитие поверхности методом электрохимического травления применяют для улучшения адгезии металла по стеклу или керамике в электронной технике, усиления сцепления покрытия с металлом при эмалировании металлических изделий и др. Анодным травление снимают дефектные гальванические покрытия с деталей.

Электрохимическое полирование.

Электрохимическое полирование заключается в преимущественном анодном растворении выступов на шероховатой поверхности и приводит к достижению низкой шероховатости или зеркального блеска поверхности (глянцевание)

Выравнивание поверхности и ее глянцевание обусловлены двумя различными, но взаимосвязанными процессами:

1. Образованием на аноде относительного толстого вязкого слоя из продуктов растворения. Такой слой обуславливает выравнивание поверхности; на вершинах микровыступов поверхности он значительно тоньше, чем во впадинах, и сопротивление его во впадинах значительно выше,, чем на выступах, поэтому плотность тока на поверхности дна впадин будет меньше, чем на выступах. Этим объясняется преимущественное растворение микровыступов и сглаживание поверхности.

2. Образованием и удалением тонкой оксидной пленки, которая толще во впадинах и тоньше на микровыступах поверхности анода. При их устранении повышается оптическая гладкость поверхности и усиливается блеск.

Электролит для полирования должен быть устойчив к работе и обладать широким рабочим интервалом плотности тока и температуры. Он не должен разъедать поверхность полируемого изделия.

При электролитическом полировании меди, медных гальванических покрытий, латуни в качестве электролита используют 74% ортофосфорной кислоты, 6% хромового ангидрида, 20% воды при анодной плотности тока 30 – 50 а/дм²

и температуре электролита 20 - 40С. Продолжительность обработки 1 – 3 мин.

Электрохимическое оксидирование

Электрохимическое оксидирование имеет две основные разновидности: получение барьерных тонких пленок (толщиной до мкм) и пористых толстых (до нескольких сотен мкм) анодных оксидных пленок.

Барьерные пленки получают в растворах электролитов типа H₃BO₃ не растворяющих оксиды, обычно в два этапа. На первом этапе – в гальванических условиях; при этом напряжение увеличивается во времени, а толщина оксидной пленки пропорциональна количеству электричества. После достижения заданного напряжения режим изменяют на электростатический – ток снижается во времени, диэлектрические свойства оксидной пленки повышаются. Одна из наиболее важных областей применения барьерных оксидных пленок – получение диэлектрического слоя электролитических конденсаторов.

Пористые анодные оксидные пленки выращивают в агрессивных по отношению к оксиду электролитах, например, в 15%-ной H₂SO₄, при постоянном напряжении. Такие пленки состоят из двух слоев: тонкого барьерного и значительно более толстого пористого. Они широко применяются в качестве декоративно-защитных покрытий.

Нанесение на поверхность изделий металлических покрытий.

Нанесение на поверхность изделий тонких (до десятков мкм) металлических покрытий (гальваностегия) применяют для повышения коррозионной стойкости и износостойкости изделий, улучшения отражательной способности его поверхности, повышения электрической проводимости и магнитных характеристик, облегчения пайки, а также для декоративной отделки. Наиболее распространенные процессы – цинкование,

никелирование, меднение, хромирование, кадмирование, золочение, серебрение.

Меднение

Медные покрытия применяются в качестве подслоя при нанесении многослойных защитно-декоративных и многофунк-циональных покрытий на изделия из стали, цинковых и алюминиевых сплавов во многих отраслях промышленности; для улучшения пайки; для создания электропроводных слоев; для местной защиты стальных деталей при цементации, азотировании, борировании и других диффузионных процессах; в гальванопластике для наращивания толстых слоев при снятии металлических копий с художественных изделий.

Для меднения применяют как кислые так и щелочные электролиты.

В кислых электролитах медь находится в виде двухвалентных ионов. Используемые в промышленности кислые электролиты – сульфатные и фторборатные характеризуются высоким (95 – 100%) выходом по току и значительной скоростью осаждения. Недостаток кислых электролитов – получение из них покрытий с низкой рассеивающей способностью. Повышение рассеивающей способности достигается уменьшением в сульфатных электролитах концентрации CuSO₄ и увеличением концентрации H₂SO₄. Такие электролиты, содержащие также органические добавки, применяют, например, для меднения печатных плат.

Щелочные электролиты дают возможность осаждать медь на сталь, цинковые и другие сплавы с менее электроположительным, чем у меди, стандартным потенциалом, т.к. образующиеся в растворах комплексные соли меди сдвигают ее потенциал к более отрицательных значением. Покрытия, осаждаемых из цианидных растворов, отличаются мелкозернистой структурой, они более равномерным слоем покрывают поверхность изделия.

Никелирование

Никелевые покрытия применяют в промышленности для защиты от коррозии изделий из стали и цветных металлов, для повышения износостойкости трущихся поверхностей. Никелевые

покрытия по отношению к железу являются катодными и могут служить защитными только при условии отсутствия в них пор. Поэтому сталь покрывают сначала слоем меди (25 –35 мкм), а затем никелем (10 – 15мкм). Наиболее широко применяют сульфатно-хлоридные электролиты. Из электролитов с добавками производных бутиндиола осаждаются мелкозернистые, эластичные, ровные блестящие покрытия. Основной недостаток покрытия малая коррозионная стойкость, обусловленная включениями серы. Избежать этого можно нанесением двух- или трехслойных покрытий.

Повышенной стойкостью отличаются композиционные никелевые покрытия, содержащие мелкодисперсные диэлектрические частицы – каолин, карбиды и др.

Оловянирование.

Оловянирование применяют для защитыизделий от коррозии в органических кислотах, содержащихся в пищевых продуктах. Покрытия улучшают электрическую проводимость и облегчают пайку контактов. Оловянирование производят в кислых (сульфатных, фтороборатных), а также щелочных (станнатных, пирофосфатных и др.) электролитах. Наиболее распространены сульфатные электролиты.

Серебрение.

Серебрение широко применяется в радиопромышленности, радиоэлектронике, производстве средств связи и ЭВМ для обеспечения высокой электрической проводимости контактов, покрытия внутренней поверхности волноводов, монтажной проволоки.

Для серебрения используют цианистые электролиты, отличающиеся хорошей рассеивающей способностью и высоким качеством осадков.

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов реферата