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环保严查倒逼产业升级-记激光加工新技术:激光电镀


常规电镀在浸于电解液中的两个电极之间进行,把待镀金属基体放在含有某种金属的盐类溶液中,借助于外电源驱动并通过电解作用使金属离子在基体表面还原沉积成金属镀层。现实中这类电解液电镀厂会因为降低制造成本绝大多数是没有完全按照环保要求建厂的,日前有记者描绘一家地下电镀厂的情况:记者在实地看到,该厂位置隐蔽,大白天大门紧闭,好不容易敲开门,发现这个约40平方米的加工点里酸雾弥漫,气味刺鼻,地面污水横流,几个人正在生产加工。屋内放置着几只电镀槽,旁边凌乱地堆放着10多只用于盛放氰化物等剧毒化学原料的塑料桶和部分产品,生产零件随意堆放在地面上,电解液四处横溢,不经任何处理的电解液由水管直接排往屋外,环境极其恶劣。

这种非法电镀厂对环境的污染十分严重,电镀过程产生的一些污染物对周围环境造成的污染非常大,必须依法取缔。

即使是合法合规的电镀厂也会产生环境危害,那么在环保话题如火如荼的今天有没有一种电镀工艺可以改变呢?答案是有的:激光电镀。

      激光电镀的基本原理,激光器输出的激光束经透镜聚焦后投射到阴极表面,在阴极附近的微小区域里形成极高的光功率密度。受光照的阴极材料吸收激光能量后,使电解液—阴极界面附近的局部微小区域里的温度骤然升高,产生陡峭的温度梯度并在电解液中引起强烈对流,从而搅拌了溶液。温升和搅拌造成局部区域里离子迁移率增加,阴极还原反应增强和平衡电位正向漂移,最后导致电镀速率的增加。

与传统的电镀工艺相比,激光镀技术具有以下特点:

1) 高度选择性可以微区局部镀覆金属,金属线条宽度可以达到2um。

2) 广泛适应性。激光镀不但可以在金属(Al、Fe)上进行,还可以在多种半导体(Si、GaAs),绝缘体(陶瓷、微晶玻璃、聚酰亚胺、聚四氟乙烯)基材上直接镀覆Au、Ag、Pd、Ni、Cu等。

3) 高速沉积性激光诱导沉积速度大大提高,比常规电镀要高上千倍,如电镀金时结合喷镀可使Au沉积速度达30um∕s 。

4) 可以实现微机控制利用计算机控激光束的扫描轨迹可以得到预期的各种线路图形。

5) 镀层与基体有一定相互扩散,结合力较一般方法为好。

6) 可在常温下工作,简化工艺,节约大量贵金属。

     激光电镀技术是新兴的高能束流电镀技术,它针对的是微电子器件和大规模集成电路的生产和修补具有重大的意义。目前,虽然激光电镀原理、激光消融、等离子激光沉积和激光喷射等方面还在研究之中,但其技术已得到初步应用。


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