【摘要】：銅具有良好的導電性、導熱性、耐腐蝕性等特性,電鍍銅工藝被廣泛應用于印制板電路(PCB)、IC封裝、集成電路芯片等技術上。隨著電子產品朝著小型化方向發(fā)展,對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電鍍銅層表面粗糙度的影響。通過對銅鍍層表面粗糙度、微觀形貌以及鍍液電化學性能的研究,提出了硫脲類添加劑、含氮類添加劑在電鍍過程中的作用機制,研究結果如下:(1)當乙烯硫脲、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時粗糙度最低,粗糙度值分別為0.12、0.29、0.1、0.24。結合銅鍍層的SEM結果表明,10 ppm烯丙基硫脲所得到的銅鍍層最為緊密、平整。電化學性能研究表明,硫脲類添加劑的加入使得開路電位、計時電位出現(xiàn)明顯負移,陰極極化曲線、交流阻抗檢測表明出現(xiàn)明顯的陰極極化,循環(huán)伏安曲線、塔菲爾曲線檢測表明添加劑的加入使陰極電極表面更為穩(wěn)定,對電極表面的還原反應的發(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出現(xiàn)相應的增強,但過高濃度的添加劑會對銅鍍層表面的平整度造成不利影響,可能過量添加劑的加入對銅電沉積的抑制過強,導致銅難以在哈氏片表面吸附穩(wěn)定并形成顆粒小、結合緊密、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現(xiàn)鍍層表面平整的理論模型。(2)當苯并三氮唑、苯并咪唑、吲哚、吲唑濃度分別為40 ppm、50 ppm、120 ppm、50 ppm時粗糙度最低,粗糙度分別為0.13、0.15、0.18、0.16。結合銅鍍層SEM的結果表明:40 ppm苯并三氮唑所得到的銅鍍層最為緊密、平整。電化學性能研究表明,含氮類添加劑的加入使得開路電位、計時電位出現(xiàn)明顯負移,陰極極化曲線、交流阻抗檢測表明出現(xiàn)明顯的陰極極化,循環(huán)伏安曲線、塔菲爾曲線檢測表明添加劑的加入使陰極電極表面更為穩(wěn)定,對電極表面的還原反應的發(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出現(xiàn)相應的增強。但過高濃度的添加劑會對銅鍍層表面的平整度造成不利影響,可能過量添加劑的加入對銅沉積的抑制過強,導致銅難以在哈氏片表面吸附穩(wěn)定并形成顆粒小、結合緊密、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現(xiàn)鍍層表面平整的理論模型。
【學位授予單位】：江西理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：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鍍件電鍍銅后表面粗糙驗設置對照組，每種添加劑均設置不同濃度梯度及空白與空白組進行對照，以 N-苯基硫脲為例，對實驗步驟設置為 2 ppm，5 ppm，8 ppm，10 ppm，15 ppm，20 所示組裝儀器，調節(jié)電流密度為 2A/dm2，溫度為 20加劑情況下，使用基礎液對陰極哈氏片進行電鍍，作 mL 基礎液，倒入 267 mL 哈氏槽中，氯離子濃度 60 pp濃度梯度分別加入對應量的 N-苯基硫脲；流器開關并計時，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 電化學工作站實驗示意圖gure 2.2 Schematic diagram of the electrochemical workstation ex路電位的測定指電流密度為零時的電極電位，也就是不帶負載時工作]。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，開路電位隨時間變化所得的用上海辰華儀器有限公司生產的 CHI660 型號的電化學，實驗采用三電極體系，工作電極為旋轉紫銅電極（半江蘇江分電分析儀器公司，長寬高：20 mm×10 mm×（天津艾達恒晟科技有限公司），掃描時間是 400s。環(huán)伏安法（CV）

【參考文獻】

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本文編號：2786575