做和酸性光亮快速电镀硬铜技术中

酸性光亮快速电镀硬铜技术(中)

电镀层质量影响因素

1．硫酸铜 硫酸铜含量对镀铜层的硬度影响不大，甚至可以忽略。但作为该电镀工艺的主盐，必须控制好含量。铜的含量低，不能满足高电流密度的需要，会造成镀层粗糙、砂眼、毛刺等缺陷，高电流密度区烧焦的可能性较大。铜含量的提高受到其溶解度的限制，而且其溶解度随硫酸含量的升高而降低，一旦镀液遇到温度较低的版滚筒，硫酸铜就会在其表面结晶，影响电镀层的结合力，且降低电镀层的质量，如果小的结晶体夹杂在铜层晶格内，将会产生夹杂应力，容易使电雕针磨损，较大的硫酸铜结晶体还会造成砂眼、毛刺、针孔等质量缺陷，甚至返工。

2．硫酸

硫酸是强电解质，能显著提高镀液的电导率，还能防止硫酸铜水解沉淀。硫酸含量低，镀液的分散能力和深度能力差，造成镀层的光亮度和平整度下降(尤其是低电流密度区)，还会使阳极钝化，槽电压升高，浪费能均需选用高强高韧-低淬火敏感性铝合金大规格材料耗；硫酸含量过高，则会降低硫酸铜的溶解度，在生产过程中使硫酸铜升高过快，同样会带来质量隐患。另外硫酸的含量对铜层硬度和保持时间有一定的影口向，如图1所示，升高硫酸浓度能提高阴极的电化学极化，使晶核的形成速度大于晶核的生长速度，结晶细腻、紧密，晶格内原子间力也较大，所以能提高镀层硬度。

3。氯离子

氯离子是酸性镀铜技术中不可缺少的一种无机阴离子，没有氯离子不能获得理想的光亮铜层，氯离子含量过低镀层粗糙，铜层内应力过大，高电流密度区有筋条状分布的毛刺，严重时，铜层会分层爆落；4、弹性范围内产生改变变形时含量过高时，容易产不但要在选购的时候保证装备的质量生麻点，并影响光亮度和整平性，且在生产过程中消耗过量的添加剂；含量严重超标时，还容易在阳极表面形成一层白色的氯化物膜，影响阳极的正常溶解。另外，氯离子的含量对铜层的硬度及硬度保持时间几乎没有影响。

4．开缸剂

开缸剂主要是一些光亮剂和硬化剂的载体，主要成分属表面活性剂，在开缸时使用，它能在很大程度上拓宽阴极电流密度的上限。含量过低会影响整平剂的效果，高电流密度区容易烧焦，并且铜层的内应力过大，对电子雕刻不利。由于这些表面活性剂在电极表面上的吸附能力特别强，过量添加，同样影响硬化剂和光亮剂的效果，使镀层的光亮度和硬度及硬度保持时间下降，如图2所示。另外，含量过多还容易在阴极表面形成一层肉眼看不见的憎水膜，使镀层的结合力下降。

5。硬化剂 硬化剂既有硬化作用，又有光亮作用。在电镀再盲目增加A/D的位数就没有任何意义了过程中能有效提高阴极极化，使晶核的生成速度远大于晶核生长的速度，使结晶细致，铜层光亮；同时能有效提高镀层的微观分散能力，使电极表面细微不平处得到整平，也能有效提高镀层的亮度。这类硬化剂提高镀层硬度的机理有两个方面，一方面由于提高了阴极极化，能使离子还原后在结晶过程中的相互作用力增大，提高铜层的硬度。另一方面这类硬化剂的某些成分能夹杂在铜层的晶格当中，较均匀的提高了铜层的内应力，从而使镀层的硬度提高。硬化剂对镀层硬度及硬度保持时间的影响如图3所示。硬化剂在镀液中含量过少，刚刚镀好的铜层硬度下降不是太大，但硬度保持时间会明显缩短，亮度也不会理想，低电流密度区尤其严重。硬化剂含量过高，会抑制整平剂的效果，出现表面缺陷的几率升高，高电流密度区会有焦斑产生，铜层内应力也会变大，硬度升高，对电子雕刻不利。