添加剂对电解铜箔的作用钟孟捷

添加剂对电解铜箔的作用钟孟捷

钟孟捷

广东嘉元科技股份有限公司

摘要：我国电子工业生产中十分重要的材料资源之一就是电解铜箔，添加剂对电解铜箔的重要性是非常明显的，我国科技信息技术的进一步发展，对电子产品印刷电路板制作需求也在逐年提升，就需要升级电解铜箔技术来适应时代发展要求，改良电解铜箔添加剂，根据其发展趋势来针对性研究，能够分析出其添加剂发展特点以及趋势，给日后我国电解铜箔生产发展提供依据。

关键词：电解铜箔，添加剂，作用

在我国电子工业当中，电解铜箔是利用电沉积技术取得沉积层，此技术有非常多的有点，例如效率高、纯度高以及操作简便等，在很多电子工业领域普遍使用，制造电解铜时，要提升质量以及效率就需要将添加剂应用于制备中，很多种类的添加剂都可以应用到其中，能够发挥出非常重要的作用，胺类化合物能够增强高电流密度区组化作用，添加剂可以使产品的性能得以提升。

1电解铜箔发展历程

其历史十分悠久，1840年就有相关专利申请，日后研究当中，学者发现酸性镀铜操作便捷，且能够很好的处理废水以及具有较高的安全性能，应用添加剂于电解铜的生产当中反应更佳，人们开始对电解铜箔添加剂重点研究，最早可追溯至1940年。

上世纪40年代，有学者指出应用硫脉和衍生物当做电解铜实验的光亮剂使用，能够让镀层变更脆，实用价值不高，那么就需要调整硫脉的性能，进行试验时，有关人员应用了类似乙酞硫脉、硫脉衍生物等来代替，也试图利用加入甘油等添加剂来减轻镀层脆性，但效果不明显。上世纪70年代，不少西方国家对新型光亮剂进行了研究，且获得了较好的效果，镀层平整性、光亮程度以及韧性都有着很好的提升，在温度大于30℃的情况下，镀层整体性能就会产生显著的降低，不少国家继续对其进行研究，想要研发出可以地改良镀层综合性能的添加剂。1988年德国学者研制出一类名为cuprostar的单一无硫添加剂，是电解铜添加剂的一大进步，意味着添加剂朝着单一化的方向发展。直至上个世纪末期，有关添加剂的研究才逐渐增多，不少国家开始重点关注染料添加剂，应运而生出了安丽特869、瑞期869以及大和210多种复合染料，该添加剂虽说可以取得更好的平整性以及光亮度更加，但镀层脆性也增加了，对后续加工非常不利。21世纪以后，我国科技的不断进步，人们生活水平的提升使的对电子产品的需求也不断增大，越来越多的研究人员更加深入地研究电解铜添加剂的应用，部分学者和电子工业公司也在持续展开非染料添加剂研究且获得了非常好的效果，美国学者带来的EPI是非常好的非染料添加剂之一，且获得了非常好的运用。

2添加剂应用现状

2.1含硫有机物

该添加剂是最开始试验并投入使用的一种添加剂，在最早的试验里，通过MN型系列，但它最大的缺陷是效率不高、出光缓慢，特别是在低电流密度区域光亮过低导致缺乏平整性，要更好地调整MN系列，研究人员在之中加入另外富含S、O、N等杂原子有机物，利用这部分物质企图使阴极极化增加，从而处理低电流密度区域平整性以及光亮度不足的问题，且使温度范围能够增加。酸性电镀铜里，一般会采取丙烷磺酸盐衍生物，将其当做光亮剂使用，通过研究显示，单独应用硫二丙烷磺酸钠的情况下，会阻化铜的沉积，和氯离子共同作用的情况下能够起到极化作用，且要大于C1-单独存在时，SPS和C1-显示出较好的协同效果。

2.2胺类化合物和衍生物

根据其中的N原子，能够在电解的情况下吸附阴极，在通电以后，阴极极化作用十分明显，胺类化合物可当做低电流密度区域光亮剂使用也能够将其作为整平剂，可以在酸性镀铜添加剂里达到配位协同效果，添加胺类化合物，能够在电解沉积的过程中，增强高电流密度区的组化作用，取得很好的效果。但如果是单独应用的情况下，效果不是很理想，要配合使用硫类光亮剂，且在进行使用时要将用量控制到位，若是过度使用会降低光亮度。

2.3改性有机物和天然提取物

研究电解铜箔添加剂的过程中，有许多材料改性的方式，过去研究里采用化学添加剂来对材料改性，近几年以来有些人发现不少天然植物也能够当做添加剂，且效果非常好，我国有关人员作出了改性甲壳胺的研究，在试验里把改性甲壳胺当做酸性镀铜添加剂，能够使镀层取得更好的光亮性及整平性。在接下来的后续研究中农表明，改性甲壳胺能够在金属的表面吸附，发挥出增强阴极极化以及减低扩散系数的效果，国外一些研究人员也对七叶树提出物作出来了研究，这部分提取物质在比较硫脉、明胶等天几家时提取的添加剂IT-85能够抑制铜的点结晶，可以使镀层更加平整。

2.4铜箔物理性能控制

PCB上会应用到铜箔，另外也广泛应用于锂电池中，铜箔要符合应用要求就要具备一定物理性能，比如延伸率、抗拉强度、厚度、抗剥离能力以及均匀性等。使用厂家不同对应的使用要求也不一样，铜箔物理性能里最基础的就是延伸率与抗拉是十分重要的指标，铜电沉积里晶粒越是小，这两项指标的数值就越高，为了使铜箔能够有更高的性能，铜箔厂家重点研究添加剂，实验方面来说，要使铜箔结晶细小，可采用含硫的有机物添加剂，但过多加入会导致铜箔边脆，由于各个厂家生产添加剂不同，配方一般混合，要持续调整改进才能够取得更佳的效果。另外可利用高频直流开关电源让铜箔的质量更高，对比过去的硅整流来说，要明显省电，另外铜结晶也更加规则和细腻，给铜箔质量的提升带来了新的渠道。

2.5稀土添加剂

稀土元素有着4f层未填满独特原子结构和电负荷不大的特点，另外其和不少非金属元素自由焓增量是负值，有着很强的化学亲和力，加入稀土离子于镀液里，通过稀土元素活泼的特点能够使以往电镀工艺里镀液的性能得到提升，当前硫酸盐镀铜有一些不足之处，例如空气中易变色、孔隙率大，对镀层整体的耐蚀性能造成影响，要想避免这些不足之处，通常使用增厚镀铜层的方式，不但浪费材料，另外还浪费时间，尤其在电解铜箔电镀自动线方面，因工艺程序设计为固定的，通常在进到下一层工序以前，镀层出现变色，对镀层的质量造成影响，加入稀土添加剂光亮酸性镀铜，可以使其孔隙率降低，并使其耐蚀性以及抗变色能力增加，尤其能够在很大程度上提升镀层总体抗蚀能力，有研究人员在基础镀液中添加自制稀土光亮剂及添加剂来展开相关研究，结果证实添加稀土添加剂以后得到的镀铜层抗变色能够以及耐蚀能力要高于没加入时的一倍多，另外表面光亮、细致以及孔隙率很低，这表示稀土添加剂应用于电解铜箔生产过程中的推广价值非常高。

3结语

我国社会经济的不断发展，信息化发展带动了电子工业的快速进步，电子产品在与时俱进的升级换代，就要有更加平整以及光亮度更好的双光铜箔材料支持，我国电子制造业要想更好地发展，就要汲取国外好的电解铜箔添加剂研究手段，与我国实际情况进行联系，汲取合适的经验应用于工作当中，进一步更新添加剂复配技术，尽量早日改善电解工艺条件，进而取代进口铜箔。本文主要分析了点击铜箔添加剂发展历程以及在电解铜箔中起到的作用，望能够制作出更优秀的电解铜箔添加剂，进而促进我国电子行业健康稳定发展，给人们带来更好的服务。

参考文献:

[1]何田.添加剂对电解铜箔组织性能的影响及优化[J].南昌大学,2011.

[2]樊振龙.有机添加剂在电解铜箔生产中的应用[J].南昌大学,2010.

[3]易光斌.电解铜箔组织性能及其翘曲产生机理研究[J].南昌大学,2014.

[4]陈程.电解铜箔高温耐热镀层表面处理工艺及性能研究[J].江西理工大学,2015.