【摘要】：銅具有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、耐腐蝕性等特性,電鍍銅工藝被廣泛應(yīng)用于印制板電路(PCB)、IC封裝、集成電路芯片等技術(shù)上。隨著電子產(chǎn)品朝著小型化方向發(fā)展,對(duì)鍍層粗糙度提出了更高要求。本文主要研究硫脲類及含氮類添加劑對(duì)電鍍銅層表面粗糙度的影響。通過(guò)對(duì)銅鍍層表面粗糙度、微觀形貌以及鍍液電化學(xué)性能的研究,提出了硫脲類添加劑、含氮類添加劑在電鍍過(guò)程中的作用機(jī)制,研究結(jié)果如下:(1)當(dāng)乙烯硫脲、烯丙基硫脲、硫脲、N-苯基硫脲濃度分別為150 ppm、10 ppm、50 ppm、2 ppm時(shí)粗糙度最低,粗糙度值分別為0.12、0.29、0.1、0.24。結(jié)合銅鍍層的SEM結(jié)果表明,10 ppm烯丙基硫脲所得到的銅鍍層最為緊密、平整。電化學(xué)性能研究表明,硫脲類添加劑的加入使得開路電位、計(jì)時(shí)電位出現(xiàn)明顯負(fù)移,陰極極化曲線、交流阻抗檢測(cè)表明出現(xiàn)明顯的陰極極化,循環(huán)伏安曲線、塔菲爾曲線檢測(cè)表明添加劑的加入使陰極電極表面更為穩(wěn)定,對(duì)電極表面的還原反應(yīng)的發(fā)生抑制作用明顯。上述研究證明,硫脲類添加劑的加入對(duì)銅沉積都具有抑制作用,且抑制作用隨添加劑濃度的增加會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的增強(qiáng),但過(guò)高濃度的添加劑會(huì)對(duì)銅鍍層表面的平整度造成不利影響,可能過(guò)量添加劑的加入對(duì)銅電沉積的抑制過(guò)強(qiáng),導(dǎo)致銅難以在哈氏片表面吸附穩(wěn)定并形成顆粒小、結(jié)合緊密、晶格形態(tài)較好的銅鍍層,使得電鍍后得到的銅鍍層表面形貌混亂,粗糙度較高。依據(jù)研究結(jié)果,提出了硫脲類添加劑與鍍液吸附于陰極表面抑制銅沉積實(shí)現(xiàn)鍍層表面平整的理論模型。(2)當(dāng)苯并三氮唑、苯并咪唑、吲哚、吲唑濃度分別為40 ppm、50 ppm、120 ppm、50 ppm時(shí)粗糙度最低,粗糙度分別為0.13、0.15、0.18、0.16。結(jié)合銅鍍層SEM的結(jié)果表明:40 ppm苯并三氮唑所得到的銅鍍層最為緊密、平整。電化學(xué)性能研究表明,含氮類添加劑的加入使得開路電位、計(jì)時(shí)電位出現(xiàn)明顯負(fù)移,陰極極化曲線、交流阻抗檢測(cè)表明出現(xiàn)明顯的陰極極化,循環(huán)伏安曲線、塔菲爾曲線檢測(cè)表明添加劑的加入使陰極電極表面更為穩(wěn)定,對(duì)電極表面的還原反應(yīng)的發(fā)生抑制作用明顯。上述研究證明,含氮類添加劑的加入對(duì)銅電沉積都具有抑制作用,且抑制作用隨添加劑濃度的增加會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的增強(qiáng)。但過(guò)高濃度的添加劑會(huì)對(duì)銅鍍層表面的平整度造成不利影響,可能過(guò)量添加劑的加入對(duì)銅沉積的抑制過(guò)強(qiáng),導(dǎo)致銅難以在哈氏片表面吸附穩(wěn)定并形成顆粒小、結(jié)合緊密、晶格形態(tài)較好的銅鍍層,使得電鍍后得到的銅鍍層表面形貌混亂,粗糙度較高。依據(jù)研究結(jié)果,提出了含氮類添加劑與鍍液吸附于陰極表面抑制銅沉積實(shí)現(xiàn)鍍層表面平整的理論模型。
【學(xué)位授予單位】：江西理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TQ153.14;TN41
【圖文】：

電鍍銅工藝Figure1.1Copperplatingprocess

圖 2.1 電鍍示意圖Figure 2.1 Schematic diagram of electroplating步驟察添加劑種類及添加劑用量對(duì)鍍件電鍍銅后表面粗糙驗(yàn)設(shè)置對(duì)照組，每種添加劑均設(shè)置不同濃度梯度及空白與空白組進(jìn)行對(duì)照，以 N-苯基硫脲為例，對(duì)實(shí)驗(yàn)步驟設(shè)置為 2 ppm，5 ppm，8 ppm，10 ppm，15 ppm，20 所示組裝儀器，調(diào)節(jié)電流密度為 2A/dm2，溫度為 20加劑情況下，使用基礎(chǔ)液對(duì)陰極哈氏片進(jìn)行電鍍，作 mL 基礎(chǔ)液，倒入 267 mL 哈氏槽中，氯離子濃度 60 pp濃度梯度分別加入對(duì)應(yīng)量的 N-苯基硫脲；流器開關(guān)并計(jì)時(shí)，電鍍 10min 鐘后停止電鍍，取出陰記后用保鮮膜包好防止氧化。的瓶子取少量鍍液密封保存，留樣。

圖 2.2 電化學(xué)工作站實(shí)驗(yàn)示意圖gure 2.2 Schematic diagram of the electrochemical workstation ex路電位的測(cè)定指電流密度為零時(shí)的電極電位，也就是不帶負(fù)載時(shí)工作]。變化是由電極從不穩(wěn)定到穩(wěn)定的變化引起的，其原因需同的電極材料與溶液體系，開路電位隨時(shí)間變化所得的用上海辰華儀器有限公司生產(chǎn)的 CHI660 型號(hào)的電化學(xué)，實(shí)驗(yàn)采用三電極體系，工作電極為旋轉(zhuǎn)紫銅電極（半江蘇江分電分析儀器公司，長(zhǎng)寬高：20 mm×10 mm×（天津艾達(dá)恒晟科技有限公司），掃描時(shí)間是 400s。環(huán)伏安法（CV）

【參考文獻(xiàn)】

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8 周s

本文編號(hào)：2786575