基于鋼鐵基底焦磷酸鹽體系堿性鍍銅技術(shù)的研究.pdf

1、由于氰化物毒性大，氰化物鍍銅廢液對(duì)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(diǎn)。本文重點(diǎn)研究了在焦磷酸鹽體系無氰堿性鍍銅中絡(luò)合劑HEDP（羥基乙叉二膦酸）及外場(chǎng)（超聲波，磁場(chǎng)，脈沖）對(duì)薄膜的結(jié)構(gòu)、微觀形貌、電化學(xué)曲線和成核機(jī)理等方面的影響。本文研究成果主要包括以下四個(gè)方面：
　?。?）脈沖參數(shù)對(duì)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(guān)斷時(shí)間存在，被消耗的金屬離子利用這段時(shí)間擴(kuò)散補(bǔ)

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

3、　?。?）HEDP對(duì)焦磷酸鹽體系銅電沉積機(jī)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(shí)，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(jī)制時(shí)發(fā)現(xiàn)，不添加HEDP時(shí)，Cu電沉積初期為三維瞬時(shí)成核。在添加HEDP時(shí)，Cu電沉積初期為三維連續(xù)成核。
　?。?）超聲波對(duì)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(zhǎng)大速度，使鍍層均勻細(xì)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(xì)小、均勻，沒有明顯的縫隙和裂痕。當(dāng)超聲波功率為100W時(shí)，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(shí)，鍍液的電流效率分別為91.95%,92.14%,89.25%和96.11%。
　?。?/p>