【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种空间微电子产业用纳米二硫化钥-铜基电接触薄膜及制备方法,属于微电子产业中电接触材料
。
技术介绍
有色金属铜由于优异的导热导电性、韧性、延展性和加工性能而成为微电子产业中电接触材料的首选,如各种电刷、电枢等电接触材料。但是铜材由于本身强度低、易变形、磨损大,导致其作为电接触材料时虽然表现出很好的导电导热性能,也伴随有较大的磨损现象,导致接触电阻增大,发热,熔融等。在铜基材料中加入某些无机物质,可以在保持铜材良好的导电导热性能上,显著提高铜材的抗摩擦磨损性能。因此,开发能够延长铜基电滑动材料的使用寿命的铜基复合材料的制备方法和技术就具有重大的社会意义和经济效益。二硫化钥是一种适合真空应用的固体润滑剂。它是一种层状化合物。大量的研究表明,在高导电的金属中引入一定量的二硫化钥可以显著改善金属的性能,如常用的贵金属金,常被用作微电子产业中的主要电接触材料。人们通过磁控溅射法、物理气相沉积法制备了多种二硫化钥含量的金-二硫化钥薄膜,极大改善了镀金薄膜的电接触性能。但是金材料的昂贵也极大限制了其在微电子行业应用。目前,粉末冶金法制备的铜-二硫化钥材料已经得到了很多应用,但用于空间微电子产业的纳米二硫化钥-铜薄膜制备的报道几乎未见到。目前制备金属-二硫化钥涂层的主要方法是沉积法,沉积法包括溅射沉积法、电沉积法和热喷涂法等。相比较而言,溅射沉积法一般沉积率较低,设备复杂且价格较高;电沉积法虽然沉积速度较慢,但容易获得质量较高的薄膜产品。电刷镀法是一种工艺控制简单、厚度可控、适合薄膜结构 制备的工艺方法。可以在多种金属基材表面实施刷镀。 ...
【技术保护点】
一种空间微电子产业用的纳米二硫化钼‑铜基电接触薄膜,其特征是:所述纳米二硫化钼‑铜基电接触薄膜由电刷镀方法制备,其中,MoS2颗粒为40~80纳米;所述薄膜厚度为10~70微米,薄膜组分质量比为铜:二硫化钼=(94~97):(6~3),薄膜孔隙率小于1%;未经真空热处理的导电率为(49~53)%IACS,真空热处理后,薄膜导电率为(59~65)%IACS;在滑动速度为≤ 0.2米/秒、载荷为1牛顿时,薄膜摩擦系数≤ 0.1。
【技术特征摘要】
1.一种空间微电子产业用的纳米二硫化钥-铜基电接触薄膜,其特征是:所述纳米二硫化钥-铜基电接触薄膜由电刷镀方法制备,其中,MoS2颗粒为40~80纳米;所述薄膜厚度为10-70微米,薄膜组分质量比为铜:二硫化钥=(94~97): (6~3),薄膜孔隙率小于1% ;未经真空热处理的导电率为(49~53) %IACS,真空热处理后,薄膜导电率为(59~65) %IACS ;在滑动速度为< 0.2米/秒、载荷为I牛顿时,薄膜摩擦系数< 0.1。2.一种根据权利要求1所述的空间微电子产业用纳米二硫化钥-铜基电接触薄膜的电刷镀制备方法,其特征是,所述方法包括下述步骤: (1)碱性铜镀液的配制 首先配制浓度为(200~220)克/升硫酸铜溶液,浓度为(200~210)毫升/升的乙二胺溶液,浓度为(95~105)克/升柠檬酸铵溶液;混合后,往混合液中加入(40~80)纳米的二硫化钥粉体,加入量按照10克/升计算,然后加入阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵和非离子表面活性剂聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯一吐温80的复合表面活性剂,对二硫化钥纳米颗粒进行分散改性;加入量为阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵0.5克/升,非离子表面活性剂聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯一吐温80为0.5克/升,并不断进行磁力搅拌;配制镀液的PH值采用pH试纸测定,用氨水滴加的方法调节到pH值范围在(10 ~11)间; (2)金属基材预处理 电刷镀纳米二硫化钥-铜基电接触薄膜时,必须对金属基材进行镀前表面处理: 第一步:对金属基材进行800号砂纸打磨; 第二步:经过800号砂纸打磨后,金属基材要进行电净化处理` 纳米二硫化钥-铜基电接触薄膜的电净液由硅酸钠、碳酸钠和磷酸钠组成,浓度分别为硅酸钠15克/升、碳酸钠20克/升和磷酸钠25克/升;净化时,采用电压12伏,镀笔接正极,金属基材接负极,镀笔与金属基材的相对运动速度为9-15米/分钟,电净时间为20~25秒;电净化后,金属基材需要用蒸馏水冲洗; 第三步:电净后的金属基材,需要进一步的活化处理 活化液由浓度25克/升的盐酸与浓度为140克/升的氯化钠混合而成;纳米二硫化钥-铜基电接触薄膜的活化工艺规范为:电压12V,镀笔接负极,金属基材接正极,相对运动速度为9-15米/分钟,活化时间为20~25秒;活化处理后,金属基材必须用蒸馏水冲洗多次; 第四步,为了改善和提高纳米二硫化钥-铜薄膜与金属基材的结合强度,对金属基材刷镀一层1-2微米厚的特殊镍层; (3)纳米二硫化钥-铜基电接触涂层的电刷镀 采用DSD-75-S刷镀机,镀笔为ZDB-1型镀笔,配用冷压石墨阳极制备纳米二硫化钥-铜基电接触薄膜;刷镀时电压为8伏,纳米二硫化钥浓度范围为...
【专利技术属性】
技术研发人员:梁波,温银堂,周新芳,王文魁,
申请(专利权)人:燕山大学,
类型:发明
国别省市:河北;13
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