孙玉梅 等
(1) (2) (3)
Figure 5. Scanning electron microscope images of the roughened layer at different solution temperatures [25]. (1) 21?C, (2) 25?C, (3) 30?C
图5. 不同溶液温度下所得粗化层的扫描电镜图[25]。(1) 21℃，(2) 25℃，(3) 30℃
Table 2. Effect of temperature on peel strength and “dropping powder” [11] 表2. 温度对剥离强度和“掉粉”情况的影响[11]
温度/(℃) 15 25 35 45 55
剥离强度/(N/mm)
1.87 2.07 2.21 2.20 2.05
表面铜粉 少量 无 无 无 少量
3.3.3. 时间
粗化时间过短，镀层不能将基体完全覆盖；粗化时间过长，铜晶粒过大，镀层过厚，会影响铜箔的电性能[12] [14]。
4. 其它条件
1) 搅拌强度：电解液的搅拌强度会影响镀层质量，在粗化过程中引入超声波，利用超声空化作用加强搅拌，消除溶液的局部浓度不均匀，可以提高铜的沉积速率、细化晶粒[26]。
徐火平等[27]在不锈钢表面电镀铜过程中引入超声波后，铜晶粒细化。邓庚凤等[28]采用磁力搅拌和超声波搅拌制备超薄电解铜箔，发现采用超声波搅拌得到的铜箔表面颗粒更均匀、细小。Martins等[29]采用磁力搅拌和超声波搅拌对铁基体表面铜沉积层的特性进行研究，结果表明，采用超声波搅拌得到的铜沉积层与铁基体之间的粘结力高；图6为采用磁力搅拌和超声波搅拌所得铜沉积层的扫描电镜图[29]，在磁力搅拌下铜镀层颗粒呈球状，在超声波搅拌下铜镀层颗粒形状不规则。
2) 脉冲电流：采用脉冲电流镀铜可以达到较好的深镀能力[30]，得到均匀致密的镀层[31]。Pena等[32]在不锈钢表面镀铜，研究了直流电和脉冲电流对铜镀层性能的影响，发现脉冲电流有利于新晶核生成，可以减小晶粒尺寸。乔瑞华等[33]采用100 Hz、1000 Hz的脉冲频率在铁表面电沉积铜，发现在100 Hz的脉冲频率下得到的铜沉积层颗粒尺寸小。采用直流电在钼基体上沉积的铜颗粒呈树枝状，在脉冲电流下钼基体上沉积的铜颗粒呈球状[34]。
5. 总结与发展趋势
综上所述，Cu2+浓度过高，导致粗化层晶粒形状不规则、剥离强度低、掉粉严重，Cu2+浓度过低，镀层覆盖不完整；H2SO4含量过高，粗化层晶粒呈树枝状，H2SO4含量过低，剥离强度低、掉粉严重；金
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属离子添加剂可以改变粗化层颗粒形态，提高剥离强度，减少掉粉；电流密度过低，铜颗粒粗大、剥离强度低，电流密度过高，加剧铜箔表面掉粉；温度过低，镀层不均匀，温度过高，掉粉严重；搅拌强度影响沉积层颗粒形状；脉冲电流可以细化晶粒，使沉积层颗粒呈球状。改善提高压延铜箔的表面粗化特性，以下三个方面是技术研发的发展趋势：
(1) (2)
Figure 6. Scanning electron microscope images of copper coating obtained under different stirring methods [29]. (1) Magnetic stirring, (2) Ultrasonic stir-ring
图6. 不同搅拌方式下所得铜镀层的的扫描电镜图[29]。(1) 磁力搅拌，(2) 超声波搅拌
1) 压延铜箔粗化工艺向减少粗化处理次数甚至只进行一次粗化处理方向发展。2) 在粗化液中加入合金离子，实现铜离子和合金离子共沉积，以提高压延铜箔的耐蚀性、耐热性和抗氧化性，延长终端产品的使用寿命。3) 为实现信号传输的高频化和高速化，电子产品要求压延铜箔在保持高剥离强度的同时，具备更低轮廓。因此，制备超低轮廓压延铜箔即减小粗化处理后铜箔表面粗糙度成为粗化处理的发展方向。
基金名称
国家重点研发计划项目(2016YFB0301300)；山东省重大科技创新工程项目(2019TSLH0101)。
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压延铜箔表面的电沉积粗化
