微電鑄鑄層內(nèi)應(yīng)力的研究.pdf

1、隨著MEMS技術(shù)的發(fā)展，微器件的需求量逐漸增多，基于UV-LIGA技術(shù)微電鑄工藝制作的微器件在航空航天、生物醫(yī)藥、電子通訊等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。而微電鑄鑄層內(nèi)應(yīng)力導(dǎo)致的鑄層起泡、脫落、分層等問題，嚴(yán)重影響了金屬微器件的機(jī)械性能，阻礙了微電鑄技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展。本文針對微電鑄工藝條件下的鑄層內(nèi)應(yīng)力問題，研究了電流密度、鑄層厚度對鑄層內(nèi)應(yīng)力的影響;分析了鑄層內(nèi)應(yīng)力的產(chǎn)生機(jī)理;提出了通過超聲微電鑄來改善鑄層內(nèi)應(yīng)力的方法;并通過超聲微電鑄實(shí)驗(yàn)論證

2、該方法的可行性;最后探究得到了超聲微電鑄的最優(yōu)工藝參數(shù)。
　　針對有添加劑的微電鑄體系，通過自行搭建的超聲電鑄實(shí)驗(yàn)裝置完成了微電鑄實(shí)驗(yàn)，借助X射線衍射儀（側(cè)傾固定ψ法）完成了鑄層內(nèi)應(yīng)力的測量和計(jì)算。研究結(jié)果表明:電流密度在0.2～2A/dm2之間，鑄層內(nèi)應(yīng)力隨電流密度增大而增大，同時電流效率隨著電流密度增大而降低;當(dāng)鑄層厚度由3um增大到20um時，鑄層內(nèi)應(yīng)力減小。
　　在有添加劑的微電鑄體系下，鑄層內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生的主要原因是十

3、二烷基硫酸鈉分子團(tuán)以膠束形式吸附在鑄層中電化學(xué)活性點(diǎn)位置致使鑄層膨脹，次要原因是由于氫吸附和雜質(zhì)吸附。本文從有機(jī)物在電極過程的吸附動力學(xué)、表面活性分子在鑄層表面上的吸附形式、以及吸附著氫的電極表面狀態(tài)熱力學(xué)的角度進(jìn)行了分析，解釋了微電鑄鑄層內(nèi)應(yīng)力的形成機(jī)理。
　　本文從超聲微電鑄去濃差極化、提高鑄液傳質(zhì)速率、細(xì)化晶粒、和改變沉積擇優(yōu)取向等方面探究了超聲微電鑄可以減小鑄層內(nèi)應(yīng)力的機(jī)理。實(shí)驗(yàn)證明，在有添加劑的微電鑄體系下，超聲得到的鑄