科研之友
微信
新浪微博
Facebook
分享链接
摘要
目的探究射流电沉积过程中电镀液流场参数对铜沉积层的微观形貌、粗糙度、定域性和沉积速率的影响。方法本文以铂丝为阳极、镍板为阴极，电镀液从内置阳极铂丝的喷嘴流出接触镍板阴极，在外加电场作用下铜离子还原形成铜沉积层。通过控制喷嘴形状、长宽比例（1:1、2:1、4:1、6:1）等改变射流状态及流场参数。利用激光三维形貌仪、扫描电镜、COMSOL模拟等手段分析流场参数变化对铜沉积层粗糙度、定域性、缺陷的影响规律。结果当喷嘴面积固定时，矩形喷嘴长宽比的变化显著影响铜沉积层的粗糙度、瘤状沉积物、定域性以及内部缺陷。当长宽比为1:1时，沉积层面粗糙度Sa=5.40μm，定域性差，沉积范围为喷嘴宽度的192%，且瘤状沉积物较多。随着长宽比的减小，表面粗糙度逐渐降低，结构趋于均匀，瘤状沉积物也相应减少，且定域性精度增加。当长宽比为6:1时，铜沉积层面粗糙度Sa=2.76μm，定域性误差为-1%，瘤状沉积物显著减少。截面扫描电镜观察发现当长宽比为6:1时，沉积层内部的微裂纹、气孔最少。COMSOL流场模拟了不同长宽比下流场的速度分布，结果与实验一致。结论流场速度分布的均匀性显著影响铜沉积层的表面质量和内部结构。流场流速分布均匀性增加，则沉积层表面粗糙度降低，气泡、瘤状物等减少，且内部致密性增加，微裂纹、微孔洞等沉积缺陷明显减少。
- 单位
