化學鍍法制備Cu-Si復合粉體工藝研究.pdf

1、本試驗以在Si粉表面化學鍍銅為手段，以獲得均勻的Cu-Si復合粉體，制備性能良好的Cu-Si電子封裝金屬基復合材料為目標。復合粉體可以在金屬基復合材料的制備中提高基體和增強相的均勻混合程度，降低界面殘余應力，改善復合材料中異相的結合狀態(tài)。 本試驗為制備出包覆均勻性能良好的Cu-Si復合粉體，首先探討了用化學鍍法制備Cu-Si復合粉體的初步工藝。試驗發(fā)現(xiàn)，當鍍液中只有銅鹽(CuSO4·5H2O)、還原劑(HCHO)、絡合劑(EDT

2、A·2Na和Na2C4H4O6)且Si粉沒有粗化時，可以成功的制備Cu-Si復合粉體；同時使銅鹽、HCHO及絡合劑的濃度改變相同的倍數(shù)，可以制備出Cu含量不同的Si-Cu復合粉體，這為復合材料制備過程中所需不同銅含量的復合粉體的制備做好了準備；對Si粉進行粗化，以滴加的方式加入還原劑HCHO可以制備出包覆均勻完全的Cu-Si粉體。 然后，通過正交試驗設計可以得到，化學鍍法制備Cu-Si復合粉體的較優(yōu)制備工藝為HCHO/Cu=6、

3、絡合劑/Cu=2、EDTA/絡合劑=2/5、溫度=60℃，即Cu2+=0.05mol/L時，較優(yōu)的鍍液配方及條件為：CuSO4·5H2O=30g/L、HCHO=72.0ml/L、EDTA·2Na=35.735g/L、Na2C4H4O6=40.640g/L、溫度=60℃、pH值為12左右。 本試驗對施鍍工藝條件、鍍液組成與化學鍍銅的關系進行了研究。結果如下：(1) pH值高有利于化學鍍反應的進行，并縮短反應時間，但不利于均勻鍍覆；

4、pH值較低有利于提高鍍層質量，但過低的pH值會使反應時間變得過長。(2)隨著甲醛濃度的增加，反應時間急劇縮短，但超過一定濃度時，甲醛濃度對反應時間的影響不再明顯；甲醛濃度也是獲得良好鍍覆效果的必要條件。(3)溫度的提高，有助于提高化學鍍反應的速度，縮短了進行化學鍍所需的時間；但溫度不宜過高，過高的溫度既使鍍液的穩(wěn)定性降低，也使得到的粉末中含有單質的金屬銅，粉體包覆均勻性差。(4)CuSO4·5H2O=30g/L，EDTA·2Na=35.

5、735g/L，Na2C4H4O6=40.640g/L，HCHO=60-72ml/L，溫度=60℃，pH=12-12.5，裝載量為1.5g/100ml，可以在較短的時間內，制備出包覆良好、均勻的Cu-Si復合粉體。 本試驗對制備出的復合粉體的斷面進行了觀察。結果如下：制備的粉體為Cu-Si復合粉體，鍍層厚度為5.5mμm；由于復合粉體中存在4μm厚的Cu-Si共存層，Si顆粒與鍍銅層結合緊密，這對后期制備的Cu-Si復合材料性能有