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只看楼主 2012-04-19 10:41

电解铜箔生产实践

电解铜箔生产实践的关键，是通过应用**系列的生产技术和技巧，来控制铜箔的质量满足要求。众所周知，国际标准IPC4562将印制线路用金属电解铜箔按照特性的质量保证水平差异分为三**：
1**：适用于要求电路功能完整，机械性能和外观缺陷不重要的应用场合。
2**：适用于电路设计、工艺及规范**致性要求允许局部区域不**致的应用场合。
3**：适用于要求保证等***高的应用场合。
在这三个等**中，3**的质量保证水平*高，2**的质量保证水平适中，1**的质量保证水平*低。
电解铜箔的质量缺陷主要有外观缺陷（箔材存在针孔和气隙度，麻点和压痕，缺口和撕裂，皱折，划痕）、尺寸缺陷（面积质量及厚度及偏差，箔轮廓超标）、物理性能缺陷（拉伸强度，疲劳延展性，延伸率，剥离强度，载体分离强度，金属箔表面粗糙度不能满足要求）、工艺性能不能满足要求（可蚀刻性，可焊性）以及其它性能（如纯度、质量电阻率）。
电解铜箔的*终性能，除剥离强度、可焊性等个别指标外，大多数是由生箔的性能所决定的。而这些性能，如拉伸强度、疲劳延展性、延伸率、金属箔表面粗糙度等均与生箔（毛箔）的晶体学织构有关。材料的晶体学织构表达了组成晶体材料的无数晶粒的取向分布方式。晶体的每个晶粒都是各向异性的，即其性能随着测量方位的变化而变化。用于测量这种晶体学织构的传统方法是X射线衍射法。在大多数工程材料及常用电沉积层中，其正常晶体的取向为优势取向，这就是所谓残余各向异性，电解铜箔的织构与其自身的沉积过程密切相关，电解沉积层的形成是由形核及晶体长大两个不同的过程所控制的，而织构的发展也可能是这两个过程相互竞争的结果。
沉积超电势及间接影响超电势的每个工艺参数，如流体动力学，添加剂等在织构形成中起着首要作用。有关研究表明，电解铜箔的生箔铜箔在小于12μm的情况下，XRD衍射图谱中的主峰为（111）面，并目（311）面呈现**定的择优取向。随着厚度的增加，其（220）衍射峰强度不断提高，其他晶面衍射强度则逐渐降低，当铜箔厚度达到21μm时，（220）晶面的织构系数达到92%。很显然，依靠简单技术使电解铜箔的性能达到压延铜箔的性能指标几乎不现实。
在生箔电解过程中，阴**基体材料的表面条件也是影响织构发展的重要因素。电解铜箔是铜离子在阴**辊表面晶体上结晶结构的延续，铜离子电沉积在钛晶体上，并由此而生长成铜箔。阴**钛辊表面的晶体结构决定着电解铜箔*初的结晶状态。随着电解沉积层的增加，阴**表面基体组织对铜沉积层结晶结构的影响越来越小。这可以从电解铜箔的毛面和光面的晶向变化上看出。

　　普通电解铜箔在高温时延伸率比压延铜箔低，这与其冶金结构有关。电解铜箔竖直结构不受加热到180℃、持续1时的影响，而压延铜箔的水平结构在较低的温度下退火而重新结晶。
5.1 铜箔的内应力
内应力是电解铜箔固有性能之**，其符号及数值大小与所选择的电解沉积条件有很大关系。虽然IPC4562标准并未对电解铜箔的内应力作出明确的要求，但在实际生产中，电解铜箔的这种内应力的出现是很有害的。例如，对于厚度小于18微米的铜箔，如果内应力过大，铜箔在裁片后卷边，导致覆铜板在叠配〔三明治）时操作困难、无法自动叠配。
对于电解铜箔内应力的起源，现有不同的理论给出了不同的解释，但都是真实应力的部分起因。例如电解铜箔内应力的起源与阴**表面原子氢的吸附以及反应的分子氢的脱附析出有关；由于电解液条件的改变引起的外来物质及杂质共沉积会导致很复杂的内应力；另**个原因是与铜箔电沉积自身形成过程的驱动力有关；阳离子在阴**的还原需要**定的外界能量输入，其中部分能量在镀层生长时以缺陷的形式存在于晶格之中。在电解过程中，电流密度增加时，内应力从压应力向拉应力逐渐转变，但在每个电流密度区间铜箔沉积层形貌结构几乎保持不变，内应力导致的另**个结果是当时效或加热时，铜箔沉积层结构发生转变。电解铜箔的内应力与**系列相关的参数有关，如阴**表面材料的结构、表面条件、镀液组成和电解条件。铜箔沉积层内应力可以通过测量设备测量，*简单的方法就是在电沉积时使用**个柔软阴**。在同样表面条件、镀液组成和电解条件，细长的条状阴**当受到其上电沉积铜箔内应力的作用时就会发生形变，这样应力就可通过阴**材料的挠度计算出来，这也是常用的螺旋应力计的测试原理，或通过阴**材料的延伸率计算出来。使用螺旋应力计测试仪，已知厚度的箔层的平均应力可以通过镀后螺旋金属片的挠度计算出来。**般，我们将铜箔镀层使阴**薄片向阳**弯曲的内应力称为拉应力（张应力），使阴**薄片背向阳**弯曲的内应力称为压应力。
过大的电解铜箔内应力可以通过适当调整生箔的生产工艺来减小。在实际操作中，我们发现铜箔内应力和电解时的电流密度大小有关。铜箔内应力会随着电流密度的增加而增加。事实上，由于各个铜箔企业生产工艺并不完全相同，铜箔内应力的表现方式也不相同：有的是压应力，有的表现为拉应力。所以，对于铜箔内应力控制，没有固定的解决方案可以套用，必须根据具体的生产工艺条件而确定。