銅箔晶核形成及生長(zhǎng)過程的測(cè)評(píng)

1、銅箔晶核形成及生長(zhǎng)過程的測(cè)評(píng)YeKunLee&ThomasJ.O’Keefe本文主要討論生箔生產(chǎn)時(shí)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(duì)兩種主要添加劑（氯離子，明膠）在電解過程中的作用進(jìn)行闡述。對(duì)晶核形成及生長(zhǎng)過程中其他的影響因素也進(jìn)行了討論。銅箔晶核的形成與生長(zhǎng)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(duì)于標(biāo)準(zhǔn)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(jī)添加劑的濃度。在這些因素中氯離子濃度，有機(jī)添加劑的濃度是較為重要的兩個(gè)參數(shù)，它們直接促進(jìn)，控制著晶核的生長(zhǎng)。本試驗(yàn)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(yáng)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(jìn)行的而非擴(kuò)散控制。在實(shí)驗(yàn)室研究中，改變電勢(shì)的試驗(yàn)，其在一定電流密度下的通電時(shí)間遵循fistder法則：N=No[1exp(A’t)]N為原子數(shù)，t為時(shí)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(shí)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(shì)范圍內(nèi)銅的晶核生長(zhǎng)機(jī)制主要是連續(xù)型，呈三維，半球形生長(zhǎng)。在較低的超電勢(shì)范圍時(shí)，更多的是針狀的生長(zhǎng)。這些研究結(jié)論

4、也表明晶核的生長(zhǎng)速度非?？欤瑤缀踉跀?shù)毫秒內(nèi)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(jié)構(gòu)上圖中a、c無(wú)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(yàn)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(zhǎng)連續(xù)性較低，呈半圓球型結(jié)構(gòu)。當(dāng)添加20ppm率離子以及2ppm高分子量魚膠銅的結(jié)晶結(jié)構(gòu)變小，而且密度