銅箔晶核形成及生長過程的測評

1、銅箔晶核形成及生長過程的測評YeKunLee&ThomasJ.O’Keefe本文主要討論生箔生產時的電沉積過程。由于電解液添加劑在電沉積過程中扮演著重要角色，因此針對兩種主要添加劑（氯離子，明膠）在電解過程中的作用進行闡述。對晶核形成及生長過程中其他的影響因素也進行了討論。銅箔晶核的形成與生長總體來說，電解銅箔的大部分性能特性決定于電沉積過程中。銅箔電解過程相對于標準銅電析，銅的電精煉最大的區(qū)別在于其大電流密度的使用。影響銅箔特性的參數(shù)

2、包括：溫度，電流密度，流量，電解液的潔凈程度，陰極輥的表面狀況，極距，銅離子、硫酸根離子、氯離子以及有機添加劑的濃度。在這些因素中氯離子濃度，有機添加劑的濃度是較為重要的兩個參數(shù)，它們直接促進，控制著晶核的生長。本試驗采用1.25cm1.25cm的鈦片作為陰極，并將其固定在環(huán)氧樹脂板上。電解液中Cu2濃度為83gL，H2SO4為140gL.使用一塊矩形陽極浸入電解液中。晶核的最初形成銅電沉積的晶核形成密度取決于電位，攪拌率或電解液流量，

3、這些重要因素可確保電沉積過程是在活化控制下進行的而非擴散控制。在實驗室研究中，改變電勢的試驗，其在一定電流密度下的通電時間遵循fistder法則：N=No[1exp(A’t)]N為原子數(shù)，t為時間，No為晶核數(shù)A’晶核生成速率常數(shù)。兩種晶核形成方式連續(xù)型和瞬時型可可分別描述為：N=No(A’t)A’t1有研究表明，在較高的超電勢范圍內銅的晶核生長機制主要是連續(xù)型，呈三維，半球形生長。在較低的超電勢范圍時，更多的是針狀的生長。這些研究結論

4、也表明晶核的生長速度非?？?，幾乎在數(shù)毫秒內就發(fā)生了。在不加添加劑的情況下，銅的晶核呈有尖角的大小一致的結構上圖中a、c無任何添加劑，其中a距離溶液面1mm，c距離溶液面3mm，在b，d試驗中加入氯離子20ppm以及HMW（高分子量）魚膠2ppm，其中b距離液面1mm，d距離液面3mm。在沒有任何添加劑的情況下，銅的晶核密度比較低而且神生長連續(xù)性較低，呈半圓球型結構。當添加20ppm率離子以及2ppm高分子量魚膠銅的結晶結構變小，而且密度