Page 53 - 《应用声学）》2023年第5期

第 42 卷 第 5 期 王文亚等： 超声辅助电镀的仿真与实验 945

ႃ᪔঴Ԓएԫӑϙ/mm 9.0 ႃ᪔঴Ԓएԫӑϙ/mm 10.0
9.0
8.0
8.0
7.0
7.0
6.0
6.0
5.0
5.0
4.0
4.0
8
10
12
2
6
4
x/mm
x/mm 14 16 18 20 22 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
(a) l=10 mm 9.0 (b) l=20 mm
ႃ᪔঴Ԓएԫӑϙ/mm 8.0 ႃ᪔঴Ԓएԫӑϙ/mm 8.0
9.0
7.0
7.0
6.0
6.0
5.0
5.0
4.0
4.0
6
14
4
10
12
8
2
12
x/mm 16 18 20 22 24 0 2 4 6 8 10 x/mm 14 16 18 20 22 24
(c) l=30 mm 10.0 (d) l=40 mm
ႃ᪔঴Ԓएԫӑϙ/mm 9.0 ႃ᪔঴Ԓएԫӑϙ/mm 9.0
10.0
8.0
8.0
7.0
7.0
6.0
5.0
6.0
4.0
5.0
3.0
12
14
12
6
4
2
10
8
x/mm 16 18 20 22 24 2 4 6 8 10 x/mm 14 16 18 20 22
(e) l=50 mm (f) l=60 mm
图 13 中间截线镀层厚度
Fig. 13 The thickness of the plating of the middle cut
片，尺寸为 50 mm × 30 mm × 3 mm。电镀液是已
3 实验
经配好的硫酸铜电镀液(质量浓度为125 g/L)。
搭建实验平台，在电镀过程中加入超声波，研 实 验 条 件： 常 温， 时 间 1 min， 电 流 密 度
2
究超声波对电镀铜镀层厚度与电流密度的影响，以 200 A/m 。
及研究阴极与换能器位置对镀层质量的影响，为超 实验过程：清洗；除油 5∼10 min，60 C，除油
◦
声辅助电镀工艺提供一定的指导。 剂 (AP-902)10%，1 : 9 配水；清洗；稀硫酸 (稀盐酸)
常温 30 ∼ 60 s；清洗；预镀 (1 min)，3 ∼ 5 V，正
3.1 实验平台
极接电解铜版，负极接工件；清洗；电镀铜 (1 min)，
超声辅助电镀的实验平台如图14所示，包括超
3∼5 V；清洗；钝化 5 ∼ 8 min，常温，氧化剂 (AP-
声波电源、硅整流器、z 向移动滑轨、x 向移动滑轨、
707) 20% ∼ 50%；清洗(自来水冲洗干净，再用风枪
打气筒、超声振动子、电镀槽、控制器、驱动器。
吹干)。
z Քረү໏ᢾ
x Քረү໏ᢾ
੪ඡኔ 3.3 实验检测
ᡔܦ૝үߕ
ᆪடื٨ 在已建立的实验平台上完成基于仿真模拟的
ᡔܦႃູ ႃ᪔യ 实验布局如图 5 所示，进行了图 5(a) 未加超声电镀；
଍҄٨᯶ү٨
图5(b)加超声电镀；图5(c)加超声电镀，样品与换能
器头部垂直布置，样品距离换能器头部 l = 30 mm、
图 14 超声波辅助电镀实验平台 l = 60 mm 两种实验。对各组电镀样品进行了镀层
Fig. 14 Experimental platform for ultrasonic as- 表面形貌测试。采用蔡司SIGMA300电子显微镜进
sisted electroplating 行测试，结果如图15所示。
3.2 实验过程 结果显示：相同电镀条件下图 15(a) 未加超声
阴极电镀样品选择的是打磨好的铁片样品，长 电镀会出现镀不满与堆积现象，图 15(b) 加超声的
宽尺寸为 1 cm × 1 cm，厚度为 2 mm。阳极为磷铜 表面形貌相对比较均匀。当放大倍数为 4 万倍时，