电镀的基础和应用

电流密度（阴极电位）／搅拌／温度／电流分布

M.Bockris,M.A.V.Devanathan,K.Muller,Proc.Roy.Soc.(London),A274,55(1963)

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电镀技术的要点

电 镀

技术

电镀条件

电流密度(A/dm 2) 阴极电流密度(D C ) 阳极电流密度(D A ) 溶液温度 搅拌

溶液組成 金属离子 络合剂 ＰＨ缓冲剂 电解质

电镀设备条件 电镀槽 挂具／治具 阳极 整流器 过滤循环 热交换器

添加剂 平滑剂 光剂

界面活性剂 应力缓和剂

阳极溶解促进剂

管理

分析管理（自动分析＋自动补给） 处理量管理 温度管理 膜厚管理

溶液組成

电镀时的均镀能力

Wagner数＝κ/(ρＬ)

κ：极化电阻(dE/di) (V･cm2/A)

･cm)ρ:ｓｐｅｃｉｆｉｃ　ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ（ohm

Ｌ: 电极间的距离 （cm）

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硫酸铜电镀时的阳极

１． 含磷铜阳极生成阳极泥

1)由于１价铜离子的不均化反应而生成铜

2Cu＋ ⇔　Cu2＋ + Cu0

2)沿着粒界优先溶解并随之产生结晶粒的脱落

由于阳极铜结构的密度不均匀，粒届会比结晶粒容易溶解。

粒界是结晶组织结构的缺陷，比结晶面拥有更高的能量，易活性溶解。

结晶粒界的积蓄物：微量金属不纯物（Ｃｕ２Ｏ等）

２． 含磷铜阳极的制备（Ｐ：０．０３－０．０６％）

1)轧制阳极：组织结构微细

2)铸造阳极：组织结构粗大

３． 含磷铜阳极中磷的作用

1)参与改变拥挤的溶解机理，与１价铜离子化合成一价铜化合物（Ｃｕ　Ｐ）形成黑膜

3

2)防止铜阳极的制造过程中同的氧化，磷和铜形成合金将氧化物还原。

３． 含磷铜阳极的黑膜

1)含磷铜阳极的黑膜的种类

黑色的膜（黑膜）、白色的膜

２）　黑膜的组成

Cu3P（導電）、 Cu2Cl2（不导电）、 Ｃｕ2Ｏ（不导电）的混合物

３）　阳极的电流密度与黑膜的组成

0.5　A/dm2以下：Cl>P

1.5　A/dm2以上：Cl

４）　添加剂和黑膜的组成

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ｍｉｃｒｏｐｒｏｂｅ剖面图及ｈｏｌｅ　ｐａｔｔｅｒｎ

a) mask design b) cross sectional view of cathode

The schematic view of patterned substrate and cross sectional profile

of the microprobes electrodeposited onto micro-pattern substrate.

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propargyl alcohol 10ppm (GR=1.6)4-pentyne-1-ol 10ppm (GR=1.5)

2-butyne-1,4-diol 300ppm (GR=1.5)butan-1,4-diol 300ppm (GR=1.1)

2μm

100μm

参考文献

1)(社)表面技術協会　編：表面処理工学－基礎と応用－，日刊工業新聞社(2000)

2)最新表面処理技術総覧編集委員会　編：最新表面処理技術総覧，産業技術サービスセンター(1987)

3)材料技術研究協会　編：実用表面改質技術総覧，産業技術サービスセンター(1993)

4)渡辺　徹:表面技術,40,1221(1989)

5)渡辺正、金村聖志、益田秀樹、渡辺正義編；「基礎化学コースー電気化学」,p.78,丸善(2001)

6)春山志郎著；「表面技術者のためのー電気化学」,p.77,丸善(2001)

7)J.O’M.Bockris,M.A.V.Devanathan,K.Muller,Proc.Roy.Soc.(London),A274,55(1963)

8)淺富士夫､河南賢､杉本怜子､横島時彦､門間聰之､松田五明､本間英夫､逢坂哲彌:表面技術，54,300(2003)

9)吉沢四郎、渡辺信淳著；「電気化学　Ⅰ」,p.137,共立出版(1966)

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