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1、 电解铜箔论文：添加剂对电解铜箔组织性能的影响及优化【中文摘要要】近年来来铜的电沉沉积已经受受到了广泛泛研究,因因为铜箔在在印刷电路路板和覆铜铜板行业中中得到很好好的应用。而而添加剂在在铜电沉积积过程对铜铜箔性能的的影响中起起着很重要要的作用,即使是很很微量的添添加剂也能能显著改变变沉积层的的性能。本本文利用SSEM、微微机控制万万能试验机机、高温拉拉伸机、电电子背散射射衍射分析析技术、应应力仪研究究了聚二硫硫二丙烷磺磺酸钠(SSP)、羟羟乙基纤维维素(HEEC)、聚聚乙二醇(PEG)、明胶、稀稀土铈盐等等添加剂单单独及共同同作用时对对铜电沉积积的影响。实实验表明：SP整平平效果较好好,能提高
2、高铜箔抗拉拉强度和延延伸率,尤尤其是高温温延伸率。加加入0.22 mgLL左右的SSP,铜箔箔综合性能能最好。HHEC能促促使晶粒面面向生长,抑制针孔孔,但会引引起铜箔翘翘曲。PEEG能加大大阴极极化化,细化晶晶粒,使晶晶粒面向生生长。能抑抑制杂质金金属的电沉沉积,防止止异常晶粒粒长大。同同时能光滑滑尖锥状晶晶粒的峰尖尖,避免粗粗糙过度,但PEGG过量会降降低铜箔高高温抗拉强强度和延伸伸率。P-60000效果要好好于P-88000。明明胶具有细细化晶粒和和整平的效效果,能够够保证铜箔箔具有一定定的粗糙度度和提高铜铜箔常温抗抗拉强度和和延伸率,但会降低低铜箔高温温抗拉强度度和延伸率率。骨胶的的效
3、果要好好于胶原蛋蛋白。适量量的硫酸铈铈盐可以细细化晶粒,使晶粒均均匀致密,并能改善善铜箔的力力学性能,当铈离子子浓度为66 mg/L,晶粒粒细化效果果最好,力力学性能最最高。通过过正交试验验,研究了了不同添加加剂配方对对铜箔亮面面晶粒微观观结构、力力学性能,以及内应应力的影响响,利用直直观图示和和数据分析析得出了最最优的3种种添加剂配配方,经过过试验验证证确定了添添加剂最佳佳配比为：明胶、PPEG、SSP、HEEC浓度分分别为1.4mg/L、1.5 mgg/L、00.35 mg/LL、0.66mg/LL。制备出出的铜箔内内应力减少少,铜箔缺缺陷也有所所减少,亮亮面晶粒微微观结构：孪晶(界界)2
4、4.3%,(111)织构222.8%,晶粒平均均尺寸2550.4nnm,毛面面晶粒分布布较均匀,铜箔力学学性能也能能提高,其其中常温和和高温抗拉拉强度分别别是：3776.5 MPa、1197.11MPa,常温和高高温延伸率率分别是：5.6%、2.88%。将此此配方应用用到中试线线上,生产产出的生箔箔性能优异异,产品质质量得到明明显改善。【英文摘要要】Thee eleectroodepoositiion oof Cuu hass beeen a subjject of rrecennt exxtenssive inveestiggatioons bbecauuse oof ellectrrode
5、pposittion coppper ffoilss havve beeen wwidelly ussed tthe cconduuctorrs foor prrinteed ciircuiit booardss (PCCBs). Addditivves pplay a maajor rolee in conttrollling the proppertiies oof coopperr foiils, evenn smaall aamounnts oof ceertaiin addditiives can affeect tthe ppropeertiees annd asspectt of
6、 the depoosit.The effeect oof biis-(33-sullfoprropyll) diisulffide (SP), hyydroxxyethhylceellullose (HECC), ppolyeethyllene glyccol (PEG), geelatiin annd ceerouss sullfatee on the coppper eelecttrodeeposiits aare iinvesstigaated by SSEM (scannningg eleectroon miicrosscopee), mmicroocompputerr conntr
7、oll eleectroonic univversaal teestinng maachinne, hhigh tempperatture drawwing machhine, EBSSD(ellectrron bbacksscattteredd difffracctionn) annd sttresss gauuge. The resuults reveeal tthat SP ccan ddecreease the surfface rougghnesss annd immprovve thhe meechannicall proopertties, esppeciaally for el
8、onngatiion aat rooom ttempeeratuure. Coppper ffoil withh maxximumm vallue ccomprrehennsivee proopertties can be oobtaiined withh appproxiimateely 00.2 mmg/L SP cconteent. HEC can prommote the growwth oof grrain-orieentedd andd enssure coppper ffoil has certtain rougghnesss annd immprovve thhe meecha
9、nnicall proopertties at rroom tempperatture, butt redduce the tenssile streengthh of foill at highh temmperaaturee. HEEC allso ccan iinhibbit tthe ppinhoole, but causse coopperr foiil waarp. PEG can incrreasee thee deppositton oover-poteentiaal annd prromotte thhe grrowthh of graiin-orrientted, resu
10、ultinng inn graain rrefinnemennt annd alllowiing tthe mmicrooscoppic rroughhnesss of the coppper ffoil to bbe loower. PEGG alsso haas thhe abbilitty too inhhibitt thee depposittion of mmetall imppuritties and prevvent the growwth oof abbnormmal ggrainn. Buut exxcesss PEGG willl reeducee thee tennsil
11、ee strrengtth annd ellongaationn of coppper ffoil at hhigh tempperatture. Thee levvelinng annd reefineementt efffect of ggelattin aare wwell. It can imprrove the tenssile streengthh andd eloongattion of ccoppeer fooil aat rooom ttempeeratuure, but reduuce tthe ttensiile sstrenngth and elonngatiion o
12、of coopperr foiil att higgh teemperraturre. AAnd tthe eeffecct off bonne gllue iis beetterr thaan coollaggen. RE eelemeent ccan oobvioouslyy impprovee mecchaniical proppertiies oof thhe coopperr foiil byy reffininng annd unniforrmly disttribuutingg graain ssize in tthe ffoil, wheere iideall graain s
13、size in tthe ccoppeer fooil wwith maxiimum valuue meechannicall proopertties can be oobtaiined withh appproxiimateely 66 mg/L REE conntentt. Thhe efffectts off difffereent aaddittive formmula on tthe mmicroostruucturre off briight sidee, meechannicall proopertties and inteernall strress of eelecttro
14、deeposiited coppper ffoil are inveestiggatedd by the orthhogonnal ttest and the bestt 3 aaddittive formmulass werre goottenn by visuual ddiagrram aand ddata anallysiss. Thhe beest rratioo of formmula was provved bby exxperiimentts:Geelatiin、PEEG、SPP、HECC wass 1.44 mg/L、1.5mg/L、0.35mgg/L、00.6 mmg/L,
15、resspecttivelly. TThe iinterrnal streess aand ddefeccts oof coopperr foiil waas reeduceed, mmicroostruucturre off briight sidee wass:twiin off 24.3%, (1111) teexturre off 24.3% aand tthe aaveraage ggrainn sizze off 2500.4nmm. Thhe grrainss on rouggh suurfacce weere ddistrributted mmore unifformlly a
16、nnd meechannicall proopertties of ccoppeer weere iimprooved as wwell。TThe ttensiile sstrenngth at rroom tempperatture and highh temmperaaturee werre 3776.5 MPa and 197.1MPaa resspecttivelly, eelonggatioon att rooom teemperraturre annd hiigh ttempeeratuure wwere:5.6% andd 2.88%resspecttivelly. TThe b
17、best formmula is aapplyyed tto thhe piilot linee, thhe peerforrmancce off thee cruude ffoilss getts beetterr, annd thhe quualitty off thee prooductts immprovves oobvioouslyy.【关键词】电解铜箔 添加剂 正交试验 力学性能 内应力【英文关键键词】ellectrrodepposittion coppper ffoi addditivve orthhogonnal ttest meechannicall proopertties
18、 innternnal sstresss【目录】添添加剂对电电解铜箔组组织性能的的影响及优优化 摘要 3-4 ABSTTRACTT 4-5 第11章 绪论论 8-24 11.1 课课题的背景景及意义 8-110 1.2 电解解铜箔的发发展历程及及趋势 10-1121.22.1 电电解铜箔的的发展历程程 100-11 1.2.2 电解解铜箔的发发展趋势 11-12 11.3 无无机添加剂剂对铜电沉沉积的影响响 122-17 1.3.1 氯离离子对铜电电沉积的影影响 113-155 1.33.2 稀稀土离子对对铜电沉积积的影响 15-16 11.3.33 其它无无机离子对对铜电沉积积的影响 16-
19、17 11.4 有有机添加剂剂对铜电沉沉积的影响响 177-22 1.4.1 明胶胶对铜电沉沉积的影响响 177-19 1.4.2 聚乙乙二醇对铜铜电沉积的的影响 19-220 1.4.3 硫脲对铜铜电沉积的的影响 20-221 1.4.4 其它有机机添加剂对对铜电沉积积的影响 21-22 11.5 本本论文研究究的主要内内容及创新新点 222-244 第2章章 实验方方案 224-322 2.11 实验原原料与仪器器 244-25 2.1.1 实验验主要原料料 244 2.11.2 实实验主要设设备 224-255 2.22 实验内内容与步骤骤 255-28 2.2.1 添加加剂单因素素实验
20、设计计 255-26 2.2.2 添加加剂正交试试验设计 26-27 22.2.33 添加剂剂验证试验验设计 27 22.2.44 实验步步骤 227-288 2.33 实验测测试方法 28-32 第第3章 单单因素试验验结果与讨讨论 332-455 3.11 SP对对铜箔组织织性能的影影响 332-344 3.11.1 SSP对铜箔箔毛面组织织形貌的影影响 332-333 3.11.2 SSP对铜箔箔物性的影影响 333-344 3.22 HECC对铜箔组组织性能的的影响 34-336 3.2.1 HEC对对铜箔毛面面组织形貌貌的影响 34-35 33.2.22 HECC对铜箔力力学性能的的
21、影响 35-336 3.3 PEEG对铜箔箔组织性能能的影响 36-39 33.3.11 P-80000和P-60000对铜箔毛毛面组织形形貌的影响响 366-3733.3.22 P-88000和和P-60000对铜铜箔物性的的影响 37-339 3.4 明胶胶对铜箔组组织性能的的影响 39-4413.44.1 胶胶原蛋白和和骨胶对铜铜箔毛面组组织形貌的的影响 39-440 3.4.2 胶原蛋白白和骨胶对对铜箔物性性的影响 40-41 33.5 稀稀土铈盐对对铜箔组织织性能的影影响 441-444 3.55.1 稀稀土铈盐对对铜箔毛面面组织形貌貌的影响 41-42 33.5.22 稀土铈铈盐对铜箔箔力学性能能的影响 42-44 33.6 本本章小结 44-45 第第4章 正正交试验结结果与讨论论 455-60 4.1 铜箔亮面面晶粒微观观结构分析析 455-48 4.2 铜箔毛面面形貌分析析 488-49 4.3 铜箔力学学性能分析析 499-51 4.4 铜箔内应应力分析 51-57 44.5 验验证试验结结果讨论与与分析 57-558 4.6 本章章小结 58-660 第55章 结论论 600-61 致谢 61-662 参考考文献 62-667 攻读读学位期间间的研究成成果 667