銅的腐蝕行為及其影響因素研究.pdf

1、電子材料是當今信息社會的基礎(chǔ)和先導。電子產(chǎn)品已經(jīng)滲透到科研、生產(chǎn)、國防和生活的各個方面。由于電子材料具有體積小，空間密度高，金屬層厚度較小的特點，輕微的腐蝕就可能導致電子材料的破壞，從而使整個設(shè)備失效。因此，研究電子材料的腐蝕與防護具有重大的意義。銅是常用作電子材料的最重要金屬之一。例如，作為電子元器件支撐體同時又是電子元器件電連接提供者的印刷電路板，其表面一般覆蓋一層銅。電路板在使用中如果表層銅發(fā)生腐蝕則可能造成電子設(shè)備的提前失效。因

2、此，銅腐蝕行為的研究具有重要意義。本工作應(yīng)用電化學技術(shù)和表面分析方法研究了銅在含氯離子介質(zhì)中的腐蝕行為及其影響因素。 1.印刷電路板縫隙腐蝕行為的研究 設(shè)計了研究印刷電路板縫隙腐蝕行為的模擬裝置，建立測量印刷電路板在縫隙內(nèi)不同深處銅的腐蝕參數(shù)的方法。對試樣浸泡時間、縫隙大小、溶液的氯離子濃度和pH值、溫度、溶解氧等因素對銅縫隙腐蝕行為的影響進行了研究。結(jié)果表明這些因素不同程度地使縫隙內(nèi)銅的腐蝕電位和腐蝕電流發(fā)生變化。通過

3、XRD和XPS分析，表明電路板表面銅的縫隙腐蝕產(chǎn)物主要是由氯化亞銅和少量的氫氧化銅組成。 研制了Ag/AgCl陣列電極作為Cl-選擇性電極，用于測定印刷電路板在0.5mol/LNaCl溶液中發(fā)生縫隙腐蝕時縫隙內(nèi)部的氯離子濃度及分布。結(jié)果表明隨著浸泡時間的延長，縫隙內(nèi)部不同深處的氯離子濃度逐漸升高，且隨著距縫口距離的增大而升高。 2.發(fā)展掃描微參比電極法研究Cu-焊錫界面局部腐蝕行為 應(yīng)用掃描微參比電極(SMRE)

4、技術(shù)測量Cu和焊錫連接組成的電極在0.5mol/LNaCl溶液中局部腐蝕發(fā)生發(fā)展過程中表面微區(qū)電位分布。微區(qū)電位分布研究表明，當Cu-焊錫電極浸入溶液中，表面并沒有立刻發(fā)生腐蝕。大約0.5h之后，點腐蝕才陸續(xù)開始發(fā)生。隨著時間延長至4h，局部腐蝕發(fā)生在Cu與焊錫相接觸的界面上并達到最為嚴重。浸泡時間在5h～6h之間時，電極表面同時發(fā)生了電偶腐蝕，界面及焊錫部分的腐蝕逐漸加劇。時間達7h之后，電偶腐蝕變得更為顯著，焊錫作為陽極逐漸腐蝕加劇

5、而銅作為陰極受到保護，直至焊錫全面腐蝕。 3.探明了EDA作為銅的酸洗緩蝕劑的緩蝕效果及硫離子的影響作用 用銅電極模擬印刷電路板表面的銅箔，以乙二胺(EDA)作銅在酸性介質(zhì)中的緩蝕劑，應(yīng)用電化學方法研究銅在1×10-2mol/LHCl溶液的腐蝕行為及外加Na2S對EDA緩蝕效果的影響。結(jié)果表明，一定濃度的EDA對銅具有良好的緩蝕作用，過量的EDA則使緩蝕效果降低。含有EDA的上述稀鹽酸溶液中加入一定量的Na2S，可阻礙銅