引言 科技发展日新月异的信息时代，电解铜箔作(2)
2013-07-06 01:18
导读：2.4 CuCl2·2H2O 添加量对阴极铜沉积的影响 电解液中添加不同量的CuCl2·2H2O，对沉积层产生不同的影响。反映了不同添加量对电解铜箔表面宏观形貌的影响。
2.4 CuCl2·2H2O 添加量对阴极铜沉积的影响
电解液中添加不同量的CuCl2·2H2O，对沉积层产生不同的影响。反映了不同添加量对电解铜箔表面宏观形貌的影响。
可以看出，加入氯化铜浓度较小时得到电沉积铜箔厚度不均，易碎易裂，且表面有一些粒状结晶，平整度差；当加入氯化铜浓度大于1.0g/L 时，韧性提高，能够剥取完整的铜箔，但边缘仍存在粉晶；在氯化铜浓度为1.6g/L 时，获得平整光滑的阴极铜箔，韧性较好；随着氯化铜浓度继续增加达到2.0g/L 时，表面又出现粉晶和暗点。氯离子能沉淀一些重金属离子，能使电沉积铜箔杂质减少，纯度更高。
可能的原因是由于氯离子有去极化作用，提高阴极极限电流密度[10]，当加入氯离子量不够时，在300A/m2 时已经超过极限电流密度，生成铜箔质量很差。但氯离子加入过多，去极化作用过大，使得电流密度相对太小，铜箔质量下降。扫描照片同样可以看出，在添加氯化铜1.6g/L 时获得平整均匀的结晶状态。氯化铜浓度过大或过小都是不利的。
2.5 添加剂对阴极铜质量的影响
添加剂的选择与用量是影响电沉积铜箔的重要因素之一。电沉积工艺往往倾向于选用较大的电流密度来提高形核率，但容易导致沉积层发生起皮、烧焦等现象[11]。加入适当的添加剂，不但可以降低沉积层内应力，提高阴极极限电流密度，而且能够增大阴极过电位，阻碍晶体的生长，最终得到表面光滑、结晶致密的沉积层[12]。表5 为本次实验所采用的不同配比的添加剂。
我们以一定的比例即质量比2:1 加入胶和硫脲。a、b、c、d 是明胶和硫脲组合依次增加的变化趋势；e、f、b、g、h 是十二烷基磺酸钠依次增加的变化趋势。表6 反映了添加剂组合配比对电解铜箔表面质量的影响。
（转载自中国科教评价网www.nseac.com ）
a 的胶和硫脲的加入量少，在铜箔表面出现较粗的条纹，平整度很差；b 组添加剂适度，电沉积铜箔表面质量很好，平整光滑； c 和d 继续增加了胶和硫脲的加入量，阴极铜表面出现粒子并随加入量增加而增多。明胶在酸性电解液中离解成阳离子胶质根[13~14]，移向阴极并吸附在阴极晶粒表面上。当阴极部分晶粒优先长大时，由于其表面吸附了一层不导电胶膜，使阴极极化电位升高使得该突出的表面导电性比其余地方差，阻止该突出晶粒的生长，引起更多的晶核生成，最终使阴极表面平滑且坚硬。但明胶量过多时，明胶吸附在整个阴极表面，不仅产生电铜分层现象, 而且胶抑制阴极表面形成尖端或棱角的能力相对被削弱,阴极铜表面又会长出粒子[15~16]。硫脲作为胶的辅助剂，减少胶的极化作用，使结晶颗粒变细，避免胶加入过量引起阴极过硬及长芽现象[17~18]。
十二烷基磺酸钠是一种表面平整剂，主要作用是凝聚电解液中的悬浮物，促使其沉降而不会被吸附到阴极表面。但加入量过多时会与其它添加剂相互作用，反而降低其作用。对比e、f、b、g、h 反应铜箔表面质量随十二烷基磺酸钠的添加量增加而产生的变化，e 不添加十二烷基磺酸钠时表面出现长粒子，加入十二烷基磺酸钠过多或过少铜箔表面都会产生粒子。
3 结论
通过目测和扫描电镜观察对其影响电沉积铜箔的因素进行评价，结果表明，直流电沉积铜箔的最佳工艺条件： pH 值2~3；极板间距20~30mm；电流密度300A/m2 左右； CuCl2·2H2O添加量1.6g/L；添加剂选取明胶0.02g/L、硫脲0.01 g/L、十二烷基磺酸钠0.01g/L。
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（转载自http://www.ＮＳＥＡＣ.com中国科教评价网）
[参考文献] (References)
[1] 祝大同，世界及我国电解铜箔业的发展回顾[J]，世界有色金属，2003，第8 期：7~10.
[2] 金荣涛，电解铜箔产业发展与分析[J]，印制电路信息，2004，第12 期：17~20.
