电镀铜知识精品课件

1、电镀铜知识第1页，共20页，2022年，5月20日，0点39分，星期六电镀铜的原理电镀液组成(H2O+CuSO4.5H2O+H2SO4+Cl-+添加剂)+-离子交换电源供应器阴极(受镀物件)阳极Cu Cu2+ + 2e- Cu2+ + 2e- Cu 主反应：主反应：副反应：副反应：Cu Cu+ + e- Cu2+ + e- Cu+Cu+ + e- Cu 標准電極電位 。 Cu2+ /Cu = +0.34V 。 Cu2+ /Cu = +0.15V 。 Cu+ /Cu = +0.51V2Cu+ Cu2+ + Cu一价铜所生成的铜会以电泳方式沉积于镀层，产生毛刺，使镀层粗糙。第2页，共20页，202

2、2年，5月20日，0点39分，星期六 磷銅陽极 主成分：Cu：99.9% min, P:0.040.065% 通電后磷銅表面形成一層黑色(或棕黑)的薄膜Cu3P 又称磷銅陽极膜具有金屬導電性 P4+ CuSO4+ H2O Cu3P+ H2SO4+ H3PO4 磷銅陽极膜的作用 對(Cu+-eCu2+)反應有催化、加速作用，從而減少Cu+的積累。 陽极膜形成后能抑制Cu+的繼續產生 陽极膜致密，使微小晶粒從陽級脫落的現象大大減少 陽极膜在一定程度上阻止了銅陽极的過快溶解第3页，共20页，2022年，5月20日，0点39分，星期六 圆形钛篮铜阳极表面积估算方法 dlf /2=3.14 d=钛篮直径

3、 l=钛篮长度 f=系数 方形钛篮铜阳极表面积估算方法 1.33lwf l=钛篮长度 w=钛篮宽度 f=系数 f与铜球直径有关: 直径=12mm f=2.2 直径=15mm f=2.0 直径=25mm f=1.7 直径=28mm f=1.6 直径=38mm f=1.2电镀铜阳极表面积估算方法第4页，共20页，2022年，5月20日，0点39分，星期六酸性鍍銅液各成分及功能成份功能CuSO4.5H2O提供電鍍所需Cu2及提高導電能力H2SO4提高鍍液導電性能，提高通孔電鍍的均勻性。并可防止铜离子高浓度时所造成铜盐结晶缺失Cl-1. 协助阳极保持其可溶的活性(当阳极反应进行过激，而发生过多氧气或氧

4、化态太强时，Cl-以其强烈的负电性与还原性协助阳极溶解减少其不良效应的发生 2.可协助有机剂发挥其功能。对镀铜层的展性与抗拉强度有明显的影响力。添加劑主要作用是改善均鍍和深鍍性能，改善鍍層結晶細密性。第5页，共20页，2022年，5月20日，0点39分，星期六酸性鍍銅液中各成分含量對電鍍效果的影響 CuSO4.5H2O：濃度太低，高電流區鍍層易燒焦； 濃度太高，鍍液分散能力會降低。 H2SO4：濃度太低，溶液導電性差，鍍液分散能力差。 濃度太高，降低Cu2+的遷移率，電流效率反而降低，並對銅 鍍層的延伸率不利。 Cl-：濃度太低，鍍層出現台階狀的粗糙鍍層，易出現針孔和燒焦； 濃度太高，導致陽極

5、鈍化，鍍層失去光澤。 添加劑：（後面專題介紹）第6页，共20页，2022年，5月20日，0点39分，星期六电镀铜中的添加剂第7页，共20页，2022年，5月20日，0点39分，星期六电镀铜中的添加剂第8页，共20页，2022年，5月20日，0点39分，星期六对电镀铜中的添加-光泽剂的成份及作用 第9页，共20页，2022年，5月20日，0点39分，星期六对电镀铜中的添加-光泽剂的成份及作用第10页，共20页，2022年，5月20日，0点39分，星期六对电镀铜中的添加-载运剂的成份及作用第11页，共20页，2022年，5月20日，0点39分，星期六对电镀铜中的添加-载运剂的成份及作用第12页，共

6、20页，2022年，5月20日，0点39分，星期六对电镀铜中的添加-整平剂的成份及作用第13页，共20页，2022年，5月20日，0点39分，星期六对电镀铜中的添加-整平剂的成份及作用第14页，共20页，2022年，5月20日，0点39分，星期六AB段：随着电位的正向偏移，电流密度逐渐增大（金属溶解速度增大），此时为该阳极的正常溶解过程，阳极表面处于活化状态。BC段： 由活化态到钝化态的转变过程，称作钝化过渡区，B点是金属建立钝化的临界电位（或称致钝电位），它所对应的电流IB称作临界电流（或称致钝电流）。CD段：电流密度保持在很小数值上几乎不变。这时阳极处于稳定的钝化状态，此电流区称作钝化区。

7、在此区域金属的溶解速度（腐蚀速度）急剧下降，此区域对应的电流称作维持钝化电流。DE段： D点以后的电流范围叫过钝化区，此时阳极的电流密度又重新随电位的正移而增大，金属的溶解速度也增大，这种在一定电位下使钝化了的金属又重新溶解的现象叫做过钝化。阳极钝化相关知识金属阳极极化曲线 活化区过渡钝化区稳定钝化区过钝化区低磷铜阳极可以在较大电流密度下使用，可采用的极化电位更广泛第15页，共20页，2022年，5月20日，0点39分，星期六阳极钝化相关知识生产过程中铜阳极钝化原因1.电流密度：不超过临界钝化电流密度。需关注阳极面积与阴极面积比，一般为1.22。阳极面积不易过大。2.Cl-浓度：高于80ppm

8、易与Cu+形成CuCl，吸附于铜球形成不导电层。从而增加其他地方电流密度，以至钝化发生。第16页，共20页，2022年，5月20日，0点39分，星期六极化（polarization）极化相关知识 当电极上无电流通过时，电极处于平衡状态，这时的电极电势分别称为阳极平衡电势 E（阳，平）和阴极平衡电势E（阴，平）。 在有电流通过时，随着电极上电流密度的增加，电极实际分解电势值对平衡值的偏离也愈来愈大，这种对平衡电势的偏离称为电极的极化。第17页，共20页，2022年，5月20日，0点39分，星期六极化的分类 根据极化产生的不同原因，通常把极化大致分为两类： 浓差极化和电化学极化。（1）浓差极化 在

9、电解过程中，电极附近某离子浓度由于电极反应而发生变化，本体溶液中离子扩散的速度又赶不上弥补这个变化，就导致电极附近溶液的浓度与本体溶液间有一个浓度梯度，这种浓度差别引起的电极电势的改变称为浓差极化。 （2）电化学极化 电极反应总是分若干步进行，若其中一步反应速率较慢，需要较高的活化能，为了使电极反应顺利进行所额外施加的电压称为电化学超电势（亦称为活化超电势），这种极化现象称为电化学极化。极化相关知识第18页，共20页，2022年，5月20日，0点39分，星期六在某一电流密度下，实际发生电解的电极电势E(不可逆)与平衡电极电势之间的差值称为超电势。超电势由极化作用引起。阳极上由于超电势使电极电势变大，阴极上由于超电势使电极电势变小。超电势或电极电势与电流密度之间的关系曲线称为极化曲线，极化曲线的形状和变化规律反映了电化学过程的动力学特征。随着电流密度的增大，两电极上的超电势也增大，阳极析出电势变大，阴极析出电势变小，使外加的电压增加极化相关知识第19页，共20页，2022年，5月20日，0点39分，星期六扩散层与电双层相关知识扩散层：当电极通电时，参与电极过程