TY - JOUR

T1 - Влияние солей никеля на свойства раствора химического меднения и качество осаждаемых покрытий

AU - Брусницына, Людмила Александровна

AU - Степановских, Елена Ивановна

AU - Алексеева, Татьяна Анатольевна

PY - 2021

Y1 - 2021

N2 - Исследована возможность введения в растворы толстослойного химического меднения добавок солей двухвалентного никеля для получения медных покрытий с высокими значениями относительного удлинения и прочности на разрыв. Опробовано введение солей двухвалентного никеля с анионами: хлоридными, сульфатными, нитратными и ацетатными в диапазоне концентраций от 0.004 до 0.07 мольл-1 в два базовых раствора. Трилонатный раствор химического меднения содержал, мольл-1: трилон Б - 0.10; медь сернокислая - 0.036; едкий натр - 0.20; формальдегид - 0.13; ПАВ-2К - 0.05 гл-1; гексаферрицианид калия - 0.06 гл-1; 2,2’-дипиридил -0.06 гл-1. Рабочая температура раствора 70 оС. Формальдегид - 25 мл 40% раствора на 1 л. Тартратный раствор химического меднения включал в себя, моль∙л-1: CuSO4 - 0.1; KNaTart - 0.21; NaOH - 0.375; Na2CO3 - 0.028; K3Fe(CN)6 - 3∙10-5; ПАВ-2К - 0.1 гл-1; формальдегид - 25 мл 40% раствора на 1 л. Работал при 40 оС. Исследования показали нецелесообразность ввода в раствор с трилоном Б в качестве лиганда солей никеля. Определен диапазон концентраций двухвалентного никеля для добавок в тартратный раствор толстослойного химического меднения для улучшения качества покрытий без существенного снижения скорости процесса и без нарушения стабильности раствора. Рассмотрено влияние солей двухвалентного никеля, содержащих различные по природе анионы на скорость меднения и качество медных слоев. Показано, что исследованные соли никеля снижают скорость химического меднения. Определен диапазон концентраций соли хлорида никеля, при котором в растворе химического меднения с лигандом в виде калия-натрия виннокислого наблюдается повышение пластичности осаждаемых медных покрытий, улучшается их внешний вид. Действительное улучшение свойств медных покрытий наблюдается в диапазоне концентраций двухвалентного никеля в растворе химического меднения от 0.01 до 0.02 моль∙л-1. Установлено, что никель соосаждается с медью в медном покрытии в количестве от 0 до 1.2 вес. %, образуя при этом непрерывный ряд твердых растворов. Анализ дифрактограмм показывает уменьшение параметра кристаллической решетки с 3.615 Å до 3.610 Å при увеличении концентрации двухвалентного никеля в растворе от 0.005 до 0.050 моль∙л-1. Изменение концентрации Ni2+ в растворе толстослойного химического меднения приводит к изменению текстуры роста меди. При содержании иона Ni2+ в интервале от 0.013 до 0.021 моль∙л-1 наблюдается только текстура <111>. Осадки меди, с имеющейся такой текстурой обладают наилучшей пластичностью и достаточно высокой прочностью на разрыв (600 МПа). Для пластичных медных пленок характерны большие по размеру кристаллиты и внутренние напряжения меньшие, чем для хрупких покрытий. Установлено, что пластическая деформация связана со скольжением вдоль кристаллографических осей. В связи с этим лучшее скольжение и более высокую пластичность, обеспечивают достаточно крупные кристаллы. Можно предположить, что именно введение соли никеля способствовало укрупнению зерен меди в толстых медных пленках.

AB - Исследована возможность введения в растворы толстослойного химического меднения добавок солей двухвалентного никеля для получения медных покрытий с высокими значениями относительного удлинения и прочности на разрыв. Опробовано введение солей двухвалентного никеля с анионами: хлоридными, сульфатными, нитратными и ацетатными в диапазоне концентраций от 0.004 до 0.07 мольл-1 в два базовых раствора. Трилонатный раствор химического меднения содержал, мольл-1: трилон Б - 0.10; медь сернокислая - 0.036; едкий натр - 0.20; формальдегид - 0.13; ПАВ-2К - 0.05 гл-1; гексаферрицианид калия - 0.06 гл-1; 2,2’-дипиридил -0.06 гл-1. Рабочая температура раствора 70 оС. Формальдегид - 25 мл 40% раствора на 1 л. Тартратный раствор химического меднения включал в себя, моль∙л-1: CuSO4 - 0.1; KNaTart - 0.21; NaOH - 0.375; Na2CO3 - 0.028; K3Fe(CN)6 - 3∙10-5; ПАВ-2К - 0.1 гл-1; формальдегид - 25 мл 40% раствора на 1 л. Работал при 40 оС. Исследования показали нецелесообразность ввода в раствор с трилоном Б в качестве лиганда солей никеля. Определен диапазон концентраций двухвалентного никеля для добавок в тартратный раствор толстослойного химического меднения для улучшения качества покрытий без существенного снижения скорости процесса и без нарушения стабильности раствора. Рассмотрено влияние солей двухвалентного никеля, содержащих различные по природе анионы на скорость меднения и качество медных слоев. Показано, что исследованные соли никеля снижают скорость химического меднения. Определен диапазон концентраций соли хлорида никеля, при котором в растворе химического меднения с лигандом в виде калия-натрия виннокислого наблюдается повышение пластичности осаждаемых медных покрытий, улучшается их внешний вид. Действительное улучшение свойств медных покрытий наблюдается в диапазоне концентраций двухвалентного никеля в растворе химического меднения от 0.01 до 0.02 моль∙л-1. Установлено, что никель соосаждается с медью в медном покрытии в количестве от 0 до 1.2 вес. %, образуя при этом непрерывный ряд твердых растворов. Анализ дифрактограмм показывает уменьшение параметра кристаллической решетки с 3.615 Å до 3.610 Å при увеличении концентрации двухвалентного никеля в растворе от 0.005 до 0.050 моль∙л-1. Изменение концентрации Ni2+ в растворе толстослойного химического меднения приводит к изменению текстуры роста меди. При содержании иона Ni2+ в интервале от 0.013 до 0.021 моль∙л-1 наблюдается только текстура <111>. Осадки меди, с имеющейся такой текстурой обладают наилучшей пластичностью и достаточно высокой прочностью на разрыв (600 МПа). Для пластичных медных пленок характерны большие по размеру кристаллиты и внутренние напряжения меньшие, чем для хрупких покрытий. Установлено, что пластическая деформация связана со скольжением вдоль кристаллографических осей. В связи с этим лучшее скольжение и более высокую пластичность, обеспечивают достаточно крупные кристаллы. Можно предположить, что именно введение соли никеля способствовало укрупнению зерен меди в толстых медных пленках.

UR - https://www.elibrary.ru/item.asp?id=46584226

U2 - 10.37952/ROI-jbc-01/21-67-7-39

DO - 10.37952/ROI-jbc-01/21-67-7-39

M3 - Статья

VL - 67

SP - 39

EP - 46

JO - Бутлеровские сообщения

JF - Бутлеровские сообщения

SN - 2074-0212

IS - 7

ER -