焦磷酸盐预镀铜工艺研究+文献综述(7)
40 预镀层镀上酸铜后未弯曲就存在起皮
根据实验结果得出，当焦磷酸铜含量为2g/L时薄铜度层不完整，继续增加焦磷酸铜含量到5g/L时镀层的结合力良好，未起皮。当焦磷酸铜含量达到10g/L，20g/L时镀层的结合力越来越差，当含量达到40g/L时镀层未弯曲就有起皮脱落。
根据“电位活化理论”，在电沉积初始过程中，当金属离子的还原电位负于基体表面的活化电位时，阴极过程将首先极化至活化电位，完成对基体的表面活化，随后再极化至金属镀层的析出，形成具有良好结合强度的电镀层。反之，金属镀层只能在钝化的表面沉积，得到结合强度差的电镀层。铜含量低时，沉积速度慢，影响了镀层的整平性和光泽。铜含量过高时极化作用降低，镀层粗糙，影响镀层均匀性。
5.2.2 焦磷酸钾
焦磷酸钾是镀铜溶液中的主要配位剂。它与铜离子配合成焦磷酸铜钾:
Cu2++2K4 P2O7→K6 [Cu( P2O7)2] + 2K+
Cu2(P2O7)+3K4P2O7→2K6 [Cu( P2O7)2]
为了使镀液稳定和有较高的分散能力,并使镀铜层结晶细致、改善阳极溶解和提高镀铜液的导电性能,镀液中焦磷酸钾的含量必须大于其与铜离子生成的配合物盐的量。本实验采用焦磷酸钾350g/L。
5.2.3 柠檬酸铵
柠檬酸铵是辅助配位剂，它不仅能改善电解液的分散能力和阳极溶解性能，还可以增强镀液的缓冲作用。表5.2为柠檬酸铵加入量对镀层结合力与镀层外观的影响。
表5.2 柠檬酸铵含量对镀层结合力、镀层外观的影响
柠檬酸铵含量（g/L) 结合力 镀层外观
5 镀层弯曲1次后有起皮 镀层较粗糙呈暗红
15 镀层弯曲至断裂未起皮脱落 镀层平整光亮
25 镀层弯曲至断裂未起皮脱落 镀层平整光亮
35 镀层弯曲至断裂未起皮脱落 镀层平整光亮
由实验结果得出，当柠檬酸铵加入量为5g/L时镀层结合力较差，镀层外观较粗糙。随着柠檬酸铵含量的增加，当其含量达到15g/L时，镀层结合力得到改观，弯曲镀层至断裂未起皮脱落，镀层也变得平整光亮。当继续添加柠檬酸铵至25g/L和35g/L时，镀层的结合力和依然良好，镀层外观平整光亮。
因为柠檬酸铵改善了镀层的分散能力，促进阳极溶解，扩大阴极电流密度。使镀层结晶细致。但是柠檬酸铵含量过高也没有其他好处。
5.2.4 硝酸铵
硝酸铵为焦磷酸盐镀铜的辅助配位剂。表5.3为硝酸铵含量对镀层结合力和镀层外观的影响。
表5.3 硝酸铵含量对镀层结合力、镀层外观的影响
硝酸铵含量（g/L) 结合力 镀层外观
5 镀层弯曲至断裂未起皮 镀层有针孔，较粗糙
15 镀层弯曲至断裂未起皮 镀层平整光亮
25 镀层弯曲至断裂未起皮 镀层粗糙
35 镀层弯曲至断裂未起皮 镀层粗糙
由实验结果得出，当硝酸铵加入量为5g/L时，镀层有针孔，并且较粗糙。随着硝酸铵的增加，镀层外观得到改善，当硝酸铵含量为15g/L时镀层变得平整光亮。当继续加硝酸铵达到25g/L和35g/L时，镀层变得粗糙。另外硝酸铵加入量无论多少都能通过结合力试验。
加入硝酸铵能提高阴极电流密度上限，减少针孔，因为NO3-+10H++8e→NH4++3H2O
由于NO3-与阴极的H+反应从而抑制了H+的还原和氢气的生成，从而提高了阴极电流密度上限，减少了镀层针孔，但随着硝酸铵含量的提高，镀液阴极效率逐渐降低。因此硝酸铵含量控制为15g/L。
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