CN113136615A - 一种电沉积合金薄膜的成分控制方法及装置 - Google Patents

一种电沉积合金薄膜的成分控制方法及装置 Download PDF

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CN113136615A CN202110313720.3A CN202110313720A CN113136615A CN 113136615 A CN113136615 A CN 113136615A CN 202110313720 A CN202110313720 A CN 202110313720A CN 113136615 A CN113136615 A CN 113136615A
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韩利元
唐章宏
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Abstract

本发明提供一种电沉积合金薄膜的成分控制方法及装置，其方法包括：电沉积过程中基于特定的间隔时间从电镀槽中抽取镀液至分析装置，得到当前间隔时间的镀液中金属离子浓度；判断所述镀液中金属离子浓度是否符合电镀生产的浓度范围：若是，则无需通过沉积模型输出控制信号；否则，将电镀槽的若干参数及所述镀液中金属离子浓度输入沉积模型输出控制信号，使得电源在当前间隔时间输出电流以控制薄膜成分的生产；同时公开了与上述方法构成同一发明构思的装置。本发明实施例有效解决了电沉积薄膜成分随电沉积时间变化而变化的问题，实现获得的薄膜保持成分性能均匀一致的效果。

Description

一种电沉积合金薄膜的成分控制方法及装置
技术领域
本发明涉及电沉积技术领域，尤其涉及一种电沉积合金薄膜的成分控制方法及装置。
背景技术
合金薄膜是由两种或两种以上的金属离子反应制得，与单金属薄膜相比具有优异的性能，如耐蚀性、硬度、耐磨性和良好的磁性等，使得合金薄膜逐渐引起人们的注意，并且适用范围越来越广。薄膜制备方式、工艺参数等对合金成分、表面质量具有举足轻重的影响，因此寻找一个合适的薄膜制备工艺、成分控制方法极为重要。
目前，合金薄膜的制备方法主要有溅射离子镀、真空蒸发镀电化学沉积等，前两类方法是以高温或者高真空设备为核心，存在工艺复杂、设备昂贵、成本高、难以批量生产等缺点。电化学沉积设备简单、价格低廉、可连续批量生产，已逐渐成为制备合金薄膜的主要方法。
合金薄膜成分的变化对合金性能有较大的影响。沉积薄膜成分控制是长期以来备受关注的问题。通常在配料时确定金属离子比例来控制薄膜成分，此方法需要多次实验判断溶液金属离子比例与实际薄膜金属含量的关系，并且随着沉积时间的增加，镀液中离子浓度的变化会影响到薄膜成分，所以对于连续电沉积来说，迫切需要一种能够长时间电沉积并且薄膜成分、性能均一的方法及装置。
发明内容
本发明提供一种电沉积合金薄膜的成分控制方法及装置，用以解决目前电沉积薄膜成分随电沉积时间变化而变化的问题，以使获得的薄膜保持成分性能均匀一致的效果。
第一方面，本发明提供一种电沉积合金薄膜的成分控制方法，包括：电沉积过程中基于特定的间隔时间从电镀槽中抽取镀液至分析装置，得到当前间隔时间的镀液中金属离子浓度；
判断所述镀液中金属离子浓度是否符合电镀生产的浓度范围：若是，则无需通过沉积模型输出控制信号；否则，将电镀槽的若干参数及所述镀液中金属离子浓度输入沉积模型输出控制信号，使得电源在当前间隔时间输出电流以控制薄膜成分的生产。
优选地，所述电镀槽的若干参数包括阴极总电流密度和设定的薄膜成分比例；
所述将电镀槽的若干参数及所述镀液中金属离子浓度输入沉积模型输出控制信号，包括：
将所述阴极总电流密度、两种金属离子反应速度比及镀液的电流效率输入至所述沉积模型得到当前间隔时间电镀槽所需电流强度，并输出所需电流强度对应的控制信号；
其中，所述两种金属离子反应速度比是基于所述设定的薄膜成分比例、所述镀液中金属离子浓度和镀液的若干参数得到的；所述镀液的电流效率是由镀液本身特性确定的常数。
优选地，将所述阴极总电流密度、两种金属离子反应速度比及镀液的电流效率输入至所述沉积模型得到当前间隔时间电镀槽所需电流强度，其计算公式如下：
Figure BDA0002990960200000021
Figure BDA0002990960200000031
其中，IA和IB分别为两种金属所需电流强度，I阴总为阴极总电流密度，η为两种金属离子反应速度比，ξ为镀液的电流效率。
优选地，所述镀液的若干参数包括气体常数、镀液温度、两种金属离子的交换电流密度和两种金属的键能；
所述两种金属离子反应速度比是基于所述设定的薄膜成分比例、所述镀液中金属离子浓度和镀液的若干参数得到的，其计算公式如下：
Figure BDA0002990960200000032
其中，jA和jB分别为A和B两种金属离子的电流密度，
Figure BDA0002990960200000033
和
Figure BDA0002990960200000034
分别为A和B两种金属离子的交换电流密度，X为基于设定的薄膜成分比例得到的A金属在合金薄膜中所占摩尔分数，DAB为A和B两种金属的键能，R为气体常数，T为镀液温度，
Figure BDA0002990960200000035
和
Figure BDA0002990960200000036
为A和B两种金属离子浓度。
优选地，所述电沉积过程中基于特定的间隔时间从电镀槽中抽取镀液至分析装置，包括：设置所述分析装置的启停时间，并在所述启停时间内以特定的间隔时间通过所述分析装置内的计量泵从电镀槽中抽取所述分析装置所需的镀液以便进行镀液分析。
第二方面，本发明提供一种电沉积合金薄膜的成分控制装置，包括：分析单元，用于电沉积过程中基于特定的间隔时间从电镀槽中抽取镀液至分析装置，得到当前间隔时间的镀液中金属离子浓度；
校验单元，用于判断所述镀液中金属离子浓度是否符合电镀生产的浓度范围；
控制单元，用于基于判断出所述镀液中金属离子浓度不符合电镀生产的浓度范围，将电镀槽的若干参数及所述镀液中金属离子浓度输入沉积模型输出控制信号；
电源单元，用于根据所述控制信号在当前间隔时间输出电流以控制薄膜成分的生产。
优选地，所述电镀槽的若干参数包括阴极总电流密度和设定的薄膜成分比例；
所述控制单元包括所述沉积模型；所述沉积模型包括参数计算模型；
所述沉积模型基于所述阴极总电流密度、两种金属离子反应速度比及镀液的电流效率得到当前间隔时间电镀槽所需电流强度，并输出所需电流强度对应的控制信号；
所述参数计算模型基于所述设定的薄膜成分比例、所述镀液中金属离子浓度和镀液的若干参数得到所述两种金属离子反应速度比；
其中，所述镀液的电流效率是由镀液本身特性确定的常数。
优选地，所述沉积模型基于所述阴极总电流密度、两种金属离子反应速度比及镀液的电流效率得到当前间隔时间电镀槽所需电流强度，其计算公式如下：
Figure BDA0002990960200000041
Figure BDA0002990960200000042
其中，IA和IB分别为两种金属电流强度，I阴总为阴极总电流密度，η为两种金属离子反应速度比，ξ为镀液的电流效率。
优选地，所述镀液的若干参数包括气体常数、镀液温度、两种金属离子的交换电流密度和两种金属的键能；
所述参数计算模型基于所述设定的薄膜成分比例、所述镀液中金属离子浓度和镀液的若干参数得到所述两种金属离子反应速度比，其计算公式如下：
Figure BDA0002990960200000051
其中，jA和jB分别为A和B两种金属离子的电流密度，
Figure BDA0002990960200000052
和
Figure BDA0002990960200000053
分别为A和B两种金属离子的交换电流密度，X为基于设定的薄膜成分比例得到的A金属在合金薄膜中所占摩尔分数，DAB为A和B两种金属的键能，R为气体常数，T为镀液温度，
Figure BDA0002990960200000054
和
Figure BDA0002990960200000055
为A和B两种金属离子浓度。
优选地，所述分析单元包括所述分析装置；所述分析装置包括计量泵；所述分析装置，用于设置启停时间，并在所述启停时间内以特定的间隔时间通过所述计量泵从电镀槽中抽取所需的镀液以便进行镀液分析。
本发明提供的一种电沉积合金薄膜的成分控制方法及装置，该方法通过判断电沉积过程中从电镀槽中抽取出的镀液中的金属离子浓度是否符合电镀生产的浓度范围，若不符合则将电镀槽的若干参数及所述镀液中金属离子浓度输入沉积模型输出控制信号，使得电源在当前间隔时间输出电流以控制薄膜成分的生产。本发明能够实现获得的薄膜保持成分性能均匀一致的效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的电沉积合金薄膜的成分控制方法流程示意图；
图2是本发明提供的电沉积合金薄膜的成分控制装置结构示意图；
图3是本发明提供的生产的薄膜成分与设定的薄膜成分的误差比较图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合图1-图3描述本发明的一种电沉积合金薄膜的成分控制方法及装置。
本发明提供一种电沉积合金薄膜的成分控制方法，如图1所示，该方法包括：
步骤110，电沉积过程中基于特定的间隔时间从电镀槽中抽取镀液至分析装置，得到当前间隔时间的镀液中金属离子浓度；
步骤120，判断所述镀液中金属离子浓度是否符合电镀生产的浓度范围：若是，则无需通过沉积模型输出控制信号；否则，将电镀槽的若干参数及所述镀液中金属离子浓度输入沉积模型输出控制信号，使得电源在当前间隔时间输出电流以控制薄膜成分的生产。
本发明实施例提供的方法，通过将金属合金电镀时实时分析电镀槽中金属离子浓度的变化并将其传输到沉积模型的计算系统中，在计算系统中进行计算后输出控制信号，以控制电源调节电流的大小进而控制薄膜成分，即，采用电流控制的模式实现对阴极沉积离子的精准输入，达到了定比沉积的目的，能够获得任意理想成分的薄膜，并保证其连续生产时成分性能一致。
基于上述任一实施例，所述电镀槽的若干参数包括阴极总电流密度和设定的薄膜成分比例；
具体地，阴极总电流密度可根据以下公式(1)计算：
Figure BDA0002990960200000071
式中I阴总的取值与面及截面所能的承受电流密度j面、j截面有关，取两个值的最小值，一般面电流密度不大于5A/dm2；截面电流密度需根据材料具体确定，并且还需根据电镀薄膜质量及沉积效率来判断阴极总电流密度的大小。S面和S截面分别表示阴极总面积和阴极截面积。
需要说明的是，本发明着重把握薄膜成分与镀液内金属离子浓度及阴极电流密度大小的非线性关系，同时其他影响因素，如搅拌速度需足够大，温度、pH值等需维持在稳定的范围。
所述将电镀槽的若干参数及所述镀液中金属离子浓度输入沉积模型输出控制信号，包括：
将所述阴极总电流密度、两种金属离子反应速度比及镀液的电流效率输入至所述沉积模型得到当前间隔时间电镀槽所需电流强度，并输出所需电流强度对应的控制信号；
其中，所述两种金属离子反应速度比是基于所述设定的薄膜成分比例、所述镀液中金属离子浓度和镀液的若干参数得到的；所述镀液的电流效率是由镀液本身特性确定的常数。
具体地，沉积模型根据内部编译公式自动计算所需输出电流强度 IA、IB，不同电镀溶液(镀液)的电流效率有所不同，酸性镀液，如镀镍、镀铜等电流效率接近100％；合金电镀，如铁镍、镍钴等电流效率约为90％。
基于上述任一实施例，将所述阴极总电流密度、两种金属离子反应速度比及镀液的电流效率输入至所述沉积模型得到当前间隔时间电镀槽所需电流强度，其计算公式(2)和(3)如下：
Figure BDA0002990960200000081
Figure BDA0002990960200000082
其中，IA和IB分别为两种金属所需电流强度，I阴总为阴极总电流密度，η为两种金属离子反应速度比，ξ为镀液的电流效率。
具体地，基于上述任一实施例，所述镀液的若干参数包括气体常数、镀液温度、两种金属离子的交换电流密度和两种金属的键能；
所述两种金属离子反应速度比是基于所述设定的薄膜成分比例、所述镀液中金属离子浓度和镀液的若干参数得到的，其计算公式(4) 如下：
Figure BDA0002990960200000083
其中，jA和jB分别为A和B两种金属离子的电流密度，
Figure BDA0002990960200000084
和
Figure BDA0002990960200000085
分别为A和B两种金属离子的交换电流密度，X为基于设定的薄膜成分比例得到的A金属在合金薄膜中所占摩尔分数，DAB为A和B两种金属的键能，R为气体常数，T为镀液温度，
Figure BDA0002990960200000086
和
Figure BDA0002990960200000087
为A和B两种金属离子浓度。
具体地，依据镀液中每种金属离子反应速度不同来推导定比模型，计算公式如下：
阴极总电流密度可用下式(5)表示：
Figure BDA0002990960200000091
式中，j1，j2，…jk为k种金属离子的电流密度，j0 1，j0 2，…j0 k为k种金属离子的交换电流密度，α为电极还原反应时的传递系数， n1,n2,…nk为k种离子在还原反应时得到的电子数，F为法拉第常数，
Figure BDA0002990960200000092
为k种反应离子反应前后电极电位的变化量，R为气体常数，T为镀液温度。
镀液中A和B金属离子的电极电位表达式(6)和(7)为：
Figure 4
Figure BDA0002990960200000094
式中，nA和nB分别为金属离子A和B反应前后得到的电子数，
Figure BDA0002990960200000095
和
Figure BDA0002990960200000096
分别为金属离子A和B反应前后电极电位的变化量，
Figure BDA0002990960200000097
和
Figure BDA0002990960200000098
为金属离子A和B的标准电极电位，R为气体常数，T为镀液温度。
结合上式(5)、(6)和(7)可得出定比沉积模型表达式(8)为：
Figure BDA0002990960200000099
式中，jA和jB分别为A和B两种金属离子的电流密度，
Figure BDA00029909602000000910
和
Figure BDA00029909602000000911
分别为A和B两种金属离子的交换电流密度；
上述式中，aA、aB为薄膜中金属A、B的活度，
Figure BDA00029909602000000912
为镀液中金属离子
Figure BDA00029909602000000913
的浓度。
根据活度公式(9)和(10)：
Figure BDA00029909602000000914
Figure BDA0002990960200000101
式中，X为基于设定的薄膜成分比例得到的A金属在合金薄膜中所占摩尔分数，DAB为A和B两种金属的键能，R为气体常数，T为镀液温度。
由此，将上述公式(9)和(10)代入公式(8)中，可得定比沉积公式(4)。
基于上述任一实施例，所述电沉积过程中基于特定的间隔时间从电镀槽中抽取镀液至分析装置，包括：设置所述分析装置的启停时间，并在所述启停时间内以特定的间隔时间通过所述分析装置内的计量泵从电镀槽中抽取所述分析装置所需的镀液以便进行镀液分析。
具体地，设置所述分析装置的启停时间，在每间隔一段时间内抽取并分析镀液，所述分析装置内置的计量泵可根据其要求抽取适量镀液。
下面对本发明提供的一种电沉积合金薄膜的成分控制装置进行描述，下文描述的与上文描述的一种电沉积合金薄膜的成分控制方法可相互对应参照。
本发明提供一种电沉积合金薄膜的成分控制装置，如图2所示，该装置包括分析单元210、校验单元220、控制单元230和电源单元 240；
分析单元210，用于电沉积过程中基于特定的间隔时间从电镀槽中抽取镀液至分析装置，得到当前间隔时间的镀液中金属离子浓度；
校验单元220，用于判断所述镀液中金属离子浓度是否符合电镀生产的浓度范围；
控制单元230，用于基于判断出所述镀液中金属离子浓度不符合电镀生产的浓度范围，将电镀槽的若干参数及所述镀液中金属离子浓度输入沉积模型2301输出控制信号；
电源单元240，用于根据所述控制信号在当前间隔时间输出电流以控制薄膜成分的生产。
具体地，本发明通过分析单元将镀液中金属离子实时浓度采集到的控制装置中，再通过后台控制单元的计算系统计算出当前电镀槽内需要调节的电流量，直接输出到电源单元控制所需电流的输出。
本发明实施例提供的装置，通过将金属合金电镀时实时分析电镀槽中金属离子浓度的变化并将其传输到沉积模型的计算系统中，在计算系统中进行计算后输出控制信号，以控制电源调节电流的大小进而控制薄膜成分，即，采用电流控制的模式实现对阴极沉积离子的精准输入，达到了定比沉积的目的，能够获得任意理想成分的薄膜，并保证其连续生产时成分性能一致。
基于上述任一实施例，所述电镀槽的若干参数包括阴极总电流密度和设定的薄膜成分比例；
结合图2所示，所述控制单元230包括所述沉积模型2301；所述沉积模型2301包括参数计算模型2302；
所述沉积模型2301基于所述阴极总电流密度、两种金属离子反应速度比及镀液的电流效率得到当前间隔时间电镀槽所需电流强度，并输出所需电流强度对应的控制信号；
所述参数计算模型2302基于所述设定的薄膜成分比例、所述镀液中金属离子浓度和镀液的若干参数得到所述两种金属离子反应速度比；
其中，所述镀液的电流效率是由镀液本身特性确定的常数。
基于上述任一实施例，所述沉积模型2301基于所述阴极总电流密度、两种金属离子反应速度比及镀液的电流效率得到当前间隔时间电镀槽所需电流强度，其计算公式如下：
Figure BDA0002990960200000111
Figure BDA0002990960200000121
其中，IA和IB分别为两种金属电流强度，I阴总为阴极总电流密度，η为两种金属离子反应速度比，ξ为镀液的电流效率。
基于上述任一实施例，所述镀液的若干参数包括气体常数、镀液温度、两种金属离子的交换电流密度和两种金属的键能；
所述参数计算模型2302基于所述设定的薄膜成分比例、所述镀液中金属离子浓度和镀液的若干参数得到所述两种金属离子反应速度比，其计算公式如下：
Figure BDA0002990960200000122
其中，jA和jB分别为A和B两种金属离子的电流密度，
Figure BDA0002990960200000123
和
Figure BDA0002990960200000124
分别为A和B两种金属离子的交换电流密度，X为基于设定的薄膜成分比例得到的A金属在合金薄膜中所占摩尔分数，DAB为A和B两种金属的键能，R为气体常数，T为镀液温度，
Figure BDA0002990960200000125
和
Figure BDA0002990960200000126
为A和B两种金属离子浓度。
基于上述任一实施例，结合图2所示，所述分析单元210包括所述分析装置2101；所述分析装置2101包括计量泵2102；所述分析装置2101，用于设置启停时间，并在所述启停时间内以特定的间隔时间通过所述计量泵2102从电镀槽中抽取所需的镀液以便进行镀液分析。
具体地，本发明提供的装置主要有包括分析装置的分析单元、校验单元、包括沉积模型的控制单元及电源单元构成。首先采集电镀槽中各项数据，包括温度、阴极总电流密度及设定达到的薄膜成分比例等信息键入所述控制单元，为之后沉积模型中的参数计算模型计算提供数据支持。系统开始运行后，会通过分析装置中的计量泵抽取适量镀液至分析装置内，分析装置自动检验镀液中金属离子浓度并将数据传送至下一级校验单元内：当镀液浓度符合生产所需浓度，则信号不会继续向下一级传输，信号会返回计量泵控制分析装置，在下一个规定的间隔时间重新抽取镀液；当镀液浓度不符合生产所需浓度，则信号会传递给下一级控制单元中的沉积模型的参数计算模型。参数计算模型在接受信号后，会以沉积模型计算出当前需要调整的电流量值，再将经过处理的电流量值数据传递到电源单元，再由相应的电源单元将得到的运算结果转化为对电镀槽电流大小的量化控制。沉积模型在确保pH值、搅拌速度、温度等会对电镀结果产生影响的因素不变的前提下，将自动确定薄膜成分与阴极电流大小的关系，因此在保证前提条件时，就可以获得成分性能稳定的薄膜。
以下以具体实例说明本发明实施例提供的方法和装置所达到的效果。
电镀液组成：75-85g/L硫酸镍，15-25g/L硫酸亚铁，40g/L硼酸， 20g/L柠檬酸钠，5g/L抗坏血酸，0.2g/L十二烷基硫酸钠，3g/L糖精。
(1)电镀铁镍合金，想要获得铁含量为20％的薄膜，硫酸亚铁 15g/L，硫酸镍85g/L，阴极总电流强度为2A，电流效率约为90％，镀液温度保持50℃，镀液搅拌情况下电沉积15min，依此数据，根据公式(4)求解初始电流比例η＝0.56，因此电源输出电流分别为： IFe＝0.80A，INi＝1.42A。在此条件下镀出的薄膜铁含量为21.31％。
(2)电镀铁镍合金，想要获得铁含量为20％的薄膜，硫酸亚铁 20g/L，硫酸镍85g/L，阴极总电流强度为2A，电流效率约为90％，镀液温度保持50℃，镀液搅拌情况下电沉积15min，依此数据，根据公式(4)求解初始电流比例η＝0.76，因此电源输出电流分别为： IFe＝0.96A，INi＝1.26A。在此条件下镀出的薄膜铁含量为18.58％。
(3)电镀铁镍合金，想要获得铁含量为20％的薄膜，硫酸亚铁 25g/L，硫酸镍75g/L，阴极总电流强度为2A，电流效率约为90％，镀液温度保持50℃，镀液搅拌情况下电沉积15min，依此数据，根据公式(4)求解初始电流比例η＝2.0，因此电源输出电流分别为： IFe＝1.48A，INi＝0.74A。在此条件下镀出的薄膜铁含量为22.08％。
如图3所示的本发明提供的生产的薄膜成分与设定的薄膜成分的误差比较图。由图3可以看出其误差较小，最大误差10％，能够保证生产的薄膜拥有稳定的成分及性能。最后需要采用相应的控制设备，如温度控制器、添加剂补液器、pH值控制器、搅拌设备等，从而保证电镀槽内溶液的各项参数保持稳定，减少上述误差，从而保证金属合金沉积质量。
综上所述，本发明实施例公开了一种电沉积合金薄膜的成分控制方法及装置，该方法包括：电沉积过程中基于特定的间隔时间从电镀槽中抽取镀液至分析装置，得到当前间隔时间的镀液中金属离子浓度；判断所述镀液中金属离子浓度是否符合电镀生产的浓度范围：若是，则无需通过沉积模型输出控制信号；否则，将电镀槽的若干参数及所述镀液中金属离子浓度输入沉积模型输出控制信号，使得电源在当前间隔时间输出电流以控制薄膜成分的生产；同时公开了与上述方法构成同一发明构思的装置。本发明实施例有效解决了电沉积薄膜成分随电沉积时间变化而变化的问题，实现获得的薄膜保持成分性能均匀一致的效果。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种电沉积合金薄膜的成分控制方法，其特征在于，包括：
电沉积过程中基于特定的间隔时间从电镀槽中抽取镀液至分析装置，得到当前间隔时间的镀液中金属离子浓度；
判断所述镀液中金属离子浓度是否符合电镀生产的浓度范围：若是，则无需通过沉积模型输出控制信号；否则，将电镀槽的若干参数及所述镀液中金属离子浓度输入沉积模型输出控制信号，使得电源在当前间隔时间输出电流以控制薄膜成分的生产。
2.根据权利要求1所述的电沉积合金薄膜的成分控制方法，其特征在于，所述电镀槽的若干参数包括阴极总电流密度和设定的薄膜成分比例；
所述将电镀槽的若干参数及所述镀液中金属离子浓度输入沉积模型输出控制信号，包括：
将所述阴极总电流密度、两种金属离子反应速度比及镀液的电流效率输入至所述沉积模型得到当前间隔时间电镀槽所需电流强度，并输出所需电流强度对应的控制信号；
其中，所述两种金属离子反应速度比是基于所述设定的薄膜成分比例、所述镀液中金属离子浓度和镀液的若干参数得到的；所述镀液的电流效率是由镀液本身特性确定的常数。
3.根据权利要求2所述的电沉积合金薄膜的成分控制方法，其特征在于，将所述阴极总电流密度、两种金属离子反应速度比及镀液的电流效率输入至所述沉积模型得到当前间隔时间电镀槽所需电流强度，其计算公式如下：
Figure FDA0002990960190000011
Figure FDA0002990960190000012
其中，IA和IB分别为两种金属所需电流强度，I阴总为阴极总电流密度，η为两种金属离子反应速度比，ξ为镀液的电流效率。
4.根据权利要求2所述的电沉积合金薄膜的成分控制方法，其特征在于，所述镀液的若干参数包括气体常数、镀液温度、两种金属离子的交换电流密度和两种金属的键能；
所述两种金属离子反应速度比是基于所述设定的薄膜成分比例、所述镀液中金属离子浓度和镀液的若干参数得到的，其计算公式如下：
Figure FDA0002990960190000021
其中，jA和jB分别为A和B两种金属离子的电流密度，
Figure FDA0002990960190000022
和
Figure FDA0002990960190000023
分别为A和B两种金属离子的交换电流密度，X为基于设定的薄膜成分比例得到的A金属在合金薄膜中所占摩尔分数，DAB为A和B两种金属的键能，R为气体常数，T为镀液温度，
Figure FDA0002990960190000024
和
Figure FDA0002990960190000025
为A和B两种金属离子浓度。
5.根据权利要求1所述的电沉积合金薄膜的成分控制方法，其特征在于，所述电沉积过程中基于特定的间隔时间从电镀槽中抽取镀液至分析装置，包括：设置所述分析装置的启停时间，并在所述启停时间内以特定的间隔时间通过所述分析装置内的计量泵从电镀槽中抽取所述分析装置所需的镀液以便进行镀液分析。
6.一种电沉积合金薄膜的成分控制装置，其特征在于，包括：
分析单元，用于电沉积过程中基于特定的间隔时间从电镀槽中抽取镀液至分析装置，得到当前间隔时间的镀液中金属离子浓度；
校验单元，用于判断所述镀液中金属离子浓度是否符合电镀生产的浓度范围；
控制单元，用于基于判断出所述镀液中金属离子浓度不符合电镀生产的浓度范围，将电镀槽的若干参数及所述镀液中金属离子浓度输入沉积模型输出控制信号；
电源单元，用于根据控制信号在当前间隔时间输出电流以控制薄膜成分的生产。
7.根据权利要求6所述的电沉积合金薄膜的成分控制装置，其特征在于，所述电镀槽的若干参数包括阴极总电流密度和设定的薄膜成分比例；
所述控制单元包括所述沉积模型；所述沉积模型包括参数计算模型；
所述沉积模型基于所述阴极总电流密度、两种金属离子反应速度比及镀液的电流效率得到当前间隔时间电镀槽所需电流强度，并输出所需电流强度对应的控制信号；
所述参数计算模型基于所述设定的薄膜成分比例、所述镀液中金属离子浓度和镀液的若干参数得到所述两种金属离子反应速度比；
其中，所述镀液的电流效率是由镀液本身特性确定的常数。
8.根据权利要求7所述的电沉积合金薄膜的成分控制装置，其特征在于，所述沉积模型基于所述阴极总电流密度、两种金属离子反应速度比及镀液的电流效率得到当前间隔时间电镀槽所需电流强度，其计算公式如下：
Figure FDA0002990960190000031
Figure FDA0002990960190000032
其中，IA和IB分别为两种金属电流强度，I阴总为阴极总电流密度，η为两种金属离子反应速度比，ξ为镀液的电流效率。
9.根据权利要求7所述的电沉积合金薄膜的成分控制装置，其特征在于，所述镀液的若干参数包括气体常数、镀液温度、两种金属离子的交换电流密度和两种金属的键能；
所述参数计算模型基于所述设定的薄膜成分比例、所述镀液中金属离子浓度和镀液的若干参数得到所述两种金属离子反应速度比，其计算公式如下：
Figure FDA0002990960190000041
其中，jA和jB分别为A和B两种金属离子的电流密度，
Figure FDA0002990960190000042
和
Figure FDA0002990960190000043
分别为A和B两种金属离子的交换电流密度，X为基于设定的薄膜成分比例得到的A金属在合金薄膜中所占摩尔分数，DAB为A和B两种金属的键能，R为气体常数，T为镀液温度，
Figure FDA0002990960190000044
和
Figure FDA0002990960190000045
为A和B两种金属离子浓度。
10.根据权利要求6所述的电沉积合金薄膜的成分控制装置，其特征在于，所述分析单元包括所述分析装置；所述分析装置包括计量泵；所述分析装置，用于设置启停时间，并在所述启停时间内以特定的间隔时间通过所述计量泵从电镀槽中抽取所需的镀液以便进行镀液分析。
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