基于鋼鐵基底焦磷酸鹽體系堿性鍍銅技術的研究.pdf

1、由于氰化物毒性大，氰化物鍍銅廢液對環(huán)境污染大，無氰堿性鍍銅工藝成為了電鍍工作者的研究熱點。本文重點研究了在焦磷酸鹽體系無氰堿性鍍銅中絡合劑HEDP（羥基乙叉二膦酸）及外場（超聲波，磁場，脈沖）對薄膜的結(jié)構(gòu)、微觀形貌、電化學曲線和成核機理等方面的影響。本文研究成果主要包括以下四個方面：
　?。?）脈沖參數(shù)對焦磷酸鹽體系銅電沉積的影響
　　在無氰電鍍銅過程中使用脈沖電鍍，脈沖電鍍有關斷時間存在，被消耗的金屬離子利用這段時間擴散補

2、充到陰極附近，當下一個導通時間到來時，陰極附近的金屬離子得以恢復，故可以使用較高的電流密度。在電鍍時間（Ton）是1s，暫停時間（Toff）分別是0.1s，1s，5s時，增加暫停時間（Toff）有利于銅鍍層晶粒的細化和改善微觀結(jié)構(gòu)。隨著暫停時間（Toff）的增加，瘤狀顆粒尺寸減小，表面覆蓋得相對致密。在暫停時間（Toff）是1s，電鍍時間（Ton）分別是5s，0.5s時，電鍍時間（Ton）是5s得到的銅鍍層覆蓋較致密，孔洞較少。

3、　　（2）HEDP對焦磷酸鹽體系銅電沉積機理的影響
　　在焦磷酸鹽體系電鍍銅過程中，隨著HEDP濃度的增加，銅鍍層變的粗糙，銅鍍層的厚度減小。在40 g/L的HEDP時，銅鍍層表面平滑，覆蓋致密，銅鍍層的厚度為7.5μm，電流效率為93.76％。在研究成核機制時發(fā)現(xiàn)，不添加HEDP時，Cu電沉積初期為三維瞬時成核。在添加HEDP時，Cu電沉積初期為三維連續(xù)成核。
　?。?）超聲波對焦磷酸鹽體系銅電沉積的影響
　　在無氰

4、電鍍銅過程中引入超聲波，可以有效地增加電結(jié)晶的成核速度，降低晶粒的長大速度，使鍍層均勻細致。在沒有超聲波作用下，鍍層粗糙且有許多孔洞，而在60W和80W的超聲波作用下，鍍層致密，瘤狀顆粒細小、均勻，沒有明顯的縫隙和裂痕。當超聲波功率為100W時，鍍層表面不均勻，瘤狀顆粒粗大，表面非常粗糙，有許多孔洞。在超聲波功率為0W，60W，80W和100W時，鍍液的電流效率分別為91.95%,92.14%,89.25%和96.11%。
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