無機化學成分包括銅(Cu2+)離子發色處理、硫酸和氯化物。
(1)硫酸銅。硫酸銅是鍍液中銅離子的主要來源。鍍液中銅離子通過陰極和陽極之間的庫侖平衡,維持濃度不變。通常陽極材料和鍍層材料是一樣的,在這裡銅既是陽極也是離子源。當然,陽極也可以采用不溶性陽極,Cu2+采用槽外溶解補加的方式,如采用純銅角、CuO粉末、CuCO3等。但是,需要注意的是,采用槽外補加的方式,極易混入空氣氣泡,在低電流區使Cu2+處於超飽和臨界狀態,不易析出。值得注意的是,提高銅離子濃度對通孔分散能力有負面影響。
(2)硫酸。硫酸用於增強鍍液的導電性,增加硫酸濃度可以降低槽液的電阻與提高電鍍的效率。
但是如果填孔電鍍過程中硫酸濃度增加,影響填孔的銅離子補充,將造成填孔不良。在填孔電鍍時一般會使用低硫酸濃度系統,以期獲得較好的填孔效果。
(3)酸銅比。傳統的高酸低銅(Cw+:Ccu2+=8~13)體系適用於通孔電鍍,電鍍填孔應采用低酸高銅(Cw+:Ccu2+=3~10)鍍液體系。這是因為為了獲得良好的填孔效果,微導通孔內的電鍍速率應大於基板表面的電鍍速率,在這種情況下,與傳統的電鍍通孔的電鍍溶液相比,溶液配方由高酸低銅改為低酸高銅,保證了凹陷處銅離子的供應無後顧之憂。
(4)氯離子。氯離子的作用主要是讓銅離子與金屬銅在雙電層間形成穩定轉換的電子傳遞橋梁。
在電鍍過程中,氯離子在陽極可幫助均勻溶解咬蝕磷銅球,在陽極表面形成一層均勻的陽極膜。在陰極與抑制劑協同作用讓銅離子穩定沉積,降低極化,使鍍層精細。
另外,常規的氯離子分析是在紫外可見光分光光度計進行的,而由於電鍍填孔鍍液對氯離陽極處理子濃度的要求較嚴格,同時硫酸銅鍍液呈藍色,對分光光度計的測量影響很大,所以應考慮采用自動電位滴定分析。
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