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各种电镀铜工艺中广泛采用金属铜作为阳极材料。研究铜阳极材料在镀铜体系中的电化学行为对于电镀铜工艺中铜阳极材料的选用及防止阳极钝化具有重大意义。本文首先分析了纯铜、普通磷铜、微晶磷铜三种铜阳极材料的元素组成及晶型结构;然后利用线性电势扫描伏安法、恒电势氧化法、恒电流氧化法等研究了纯铜、普通磷铜及微晶磷铜三种铜阳极在酸性硫酸盐镀铜体系、焦磷酸盐镀铜体系及HEDP无氰碱性镀铜体系中的电化学行为,最后通过SEM和EDS对腐蚀后的铜阳极的表面形貌和元素组成进行了研究。纯铜阳极材料中P的含量低于0.0010%,普通磷铜阳极材料中P的含量为0.0484%,微晶磷铜阳极材料中P的含量为0.0422%,P元素在纯铜阳极和微晶磷铜阳极中的分布比较均匀,在普通磷铜阳极中的分布不及在纯铜和微晶磷铜中的均匀。纯铜阳极、普通磷铜阳极、微晶磷铜阳极分别在(220),(200),(111)晶面处有明显的择优取向。在酸性硫酸镀铜体系中,纯铜阳极、普通磷铜阳极、微晶磷铜阳极的临界钝化电势依次为0.400V、0.442V、0.455V,临界钝化电流密度依次为22.406 A/dm2、24.406 A/dm2、26.701 A/dm2,维钝电流密度依次为4.341 A/dm2、5.047 A/dm2、5.665 A/dm2。表观活化能微晶磷铜阳极的最小,恒电势氧化时微晶磷铜钝化最难,恒电流氧化时微晶磷铜放电窗口最宽,说明酸性硫酸盐体系中微晶磷铜最适合做阳极材料。腐蚀后的铜阳极表面形成了比较疏松多孔且较易脱落的产物层,产物层中主要含有O、Cl、S、Cu等元素。在焦磷酸盐镀铜体系中,纯铜阳极和普通磷铜阳极都在极化电势为0.2V及0.8V左右出现了钝化现象,而微晶磷铜则只在0.8V左右出现了钝化现象。铜阳极的电化学溶解过程表现为混合控制的动力学规律。恒电势及恒电流氧化时,一般纯铜阳极钝化最慢,微晶磷铜阳极钝化最快。铜电极腐蚀后其表面会形成一层致密多孔的氧化膜或者形成针孔结构,腐蚀后的表面产物中主要含有C、O、Cu元素,还可能含有P和K元素。在HEDP无氰碱性镀铜体系中,阳极极化曲线的结果表明,纯铜阳极在发生析氧前没有观察到钝化现象,普通磷铜阳极及微晶磷铜阳极在极化电势为0.4V左右出现了轻微的钝化现象。相同氧化电势下,反应电流最大的是纯铜阳极。腐蚀后的纯铜阳极表面形成珠状的颗粒物,而普通磷铜和微晶磷铜表面则是观察到分散的晶体状的大颗粒物质;腐蚀后的纯铜阳极表面主要含有C、Cu两种元素,普通磷铜阳极表面主要含有C、O、Cu三种元素,微晶磷铜阳极表面主要含有C、O、P、S、K、Cu几种元素。