Properties of Copper Coating Electrodeposited from Pyrophosphate Bath

Mesay Bogale Biru

Master's thesis

Abstract:

Tato práce je zaměřena na elektrodepozici měděných povlaků z pyrofosfátové lázně na předem pokovené substráty z ocelového plechu a na hodnocení jejich vlastností. Pyrofosfátový elektrolyt byl připraven za účasti různých složek a s velkým důrazem na přesnou kontrolu jeho hodnoty pH. Celkem bylo připraveno 7 vzorků podle použité proudové hustoty, přídavku nanočástic SiC a vůle studovat stárnutí měděných povlaků. Všechny připravené vzorky byly před zahájením procesu pokovování předem ošetřeny a po pokovení opláchnuty destilovanou vodou. Tloušťka všech vzorků byla měřena nedestruktivně. U všech vzorků byla prováděna speciálně naplánovaná měření mikrotvrdosti po dobu 6 měsíců počínaje prvním týdnem po jejich přípravě. Metalografie vzorků byla dále charakterizována analýzou pomocí optického mikroskopu a přítomnost kompozitních částic i adheze připravené Cu vrstvy byla analyzována pomocí rastrovacího elektronového mikroskopu a elektronově disperzních rentgenových spekter. Byla porovnávána tvrdost všech připravených vzorků a pečlivě sledována její změna v průběhu dané doby.

Abstract:

This thesis focuses on the electrodeposition of copper coatings from pyrophosphate bath on pre-plated steel sheet substrates and the evaluation of their properties. The pyrophosphate electrolyte was prepared involving various constituents and with a great deal of attention for precise control of its pH value. A total of 7 samples were prepared based on the current density used, the addition of SiC nanoparticles, and the will to study the aging of copper coatings. All the prepared samples were pretreated before the plating process began and rinsed with distilled water after plating. The thickness of all the samples was measured non-destructively. For all the samples, specifically scheduled microhardness measurements were performed for 6 months starting from the first week after their preparation. The sample's metallography was further characterized by analyzing with optical microscopy, and the presence of composite particles as well as adhesion of the prepared Cu layer was analyzed by scanning electron microscope and electron dispersion X-ray spectra. The hardness of all prepared samples was compared and carefully observed for change over the given duration of time.

Keywords

Electrodeposition, copper coating, pyrophosphate bath, hardness

Keywords

Electrodeposition, copper coating, pyrophosphate bath, hardness

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 12. 5. 2023

Thesis defence

• Date of defence: 7. 6. 2023
• Supervisor: Hana Krupová
• Reader: Josef Hlinka

VSB – Technical University of Ostrava

Fakulta strojní

Master programme:
Strojírenská technologie