电沉积参数对电解铜箔组织性能的影响

论文摘要

电解铜箔是电子和电气工业的重要原材料,主要用于覆铜板和印制线路板的制作。随着电子信息产品向小型化、轻量化、薄型化、多功能和高可靠方向发展,印刷电路板也向着密、薄、平的方向发展,这对电解铜箔的抗拉强度、延伸率、抗剥离强度、防氧化性等物化性能指标提出了更高要求,而且要求电解铜箔微观形貌结构更均匀精细。根据铜箔工业化生产的实际条件,本文研究了不同工艺参数对电解铜箔形貌结构和力学性能的影响。研究发现：在硫酸铜电解液体系中,厚度能引起电解铜箔的形貌结构和性能的明显变化,厚度的增加不但会使铜箔毛面形貌发生改变,同时会发生(111)织构向(220)织构转变；电流密度通过提高阴极极化影响铜箔形貌结构,进而影响铜箔的力学性能；铜离子浓度通过影响铜箔结晶均匀性从而影响铜箔的抗拉强度和延伸率,对铜晶粒的生长方式不会产生影响；聚乙二醇(PEG)能够细化铜箔颗粒,降低铜箔粗糙度和提高其力学性能；但过量则会降低铜箔的力学性能。正交试验得出的优化工艺条件为：铜离子浓度为80h/L；电流密度为0.5A/cm2；电解液流量40L/min。本文针对某铜箔企业制造生产的铜箔具有针孔的现象,分析了引起针孔的主要因素；在满足铜箔正常物性前提下,找到了解决针孔的有效措施并应用到铜箔生产中。研究发现：电解铜箔生产时,铅阳极溶解产生不溶性硫酸铅是导致铜箔针孔的形成原因之一。针孔的存在不但会造成铜箔外观缺陷,而且会降低铜箔的力学性能。当向电解液中加入适量羟乙基纤维素时,不但防止铜箔针孔的形成,而且能使铜箔结晶细密均匀,提高了铜箔的力学性能。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 引言
• 1.1 课题的背景及意义
• 1.2 电解铜箔发展现状及趋势
• 1.3 铜的电沉积原理
• 1.4 电解铜箔生产工艺
• 1.5 电沉积过程工艺参数影响
• 1.6 工艺条件对铜箔性能的影响
• 1.7 本论文研究的意义及主要内容
• 第2章 实验方案
• 2.1 实验原料
• 2.2 实验主要仪器和设备
• 2.3 实验内容
• 2.4 铜箔试样制作实验步骤
• 2.5 实验技术路线
• 第3章 实验结果与讨论
• 3.1 厚度对电解铜箔组织性能的影响
• 3.1.1 不同厚度的铜箔表面微观形貌
• 3.1.2 不同厚度的铜箔织构分析
• 3.1.3 不同厚度的铜箔抗拉强度
• 3.1.4 不同厚度的铜箔延伸率
• 3.1.5 小结
• 3.2 电流密度对铜箔组织性能的影响
• 3.2.1 铜箔形貌与阴极电流密度的关系
• 3.2.2 阴极电流密度对铜箔粗糙度的影响
• 3.2.3 阴极电流密度对铜箔织构的影响
• 3.2.4 阴极电流密度对铜箔力学性能的影响
• 3.2.5 小结
• 3.3 铜离子浓度对铜箔组织性能的影响
• 3.3.1 铜离子浓度对铜箔组织形貌的影响
• 3.3.2 铜离子浓度对铜箔结构的影响
• 3.3.3 铜离子浓度对铜箔力学性能的影响
• 3.3.4 小结
• 3.4 聚乙二醇（PEG）对铜箔组织性能的影响
• 3.4.1 PEG浓度对铜箔组织形貌的影响
• 3.4.2 PEG浓度对铜箔力学的影响
• 3.4.3 小结
• 3.5 正交试验
• 3.5.1 铜箔SEM图分析
• 3.5.2 铜箔力学性能分析
• 3.5.3 小结
• 3.6 生产线上铅阳极溶解对铜箔的影响
• 3.6.1 电解槽内阳极泥的分析
• 3.6.2 硫酸铅颗粒对铜箔形貌的影响
• 3.6.3 硫酸铅颗粒对铜箔力学性能的影响
• 3.6.4 小结
• 第4章 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读学位期间的研究成果