[发明专利]一种研究铜箔初期电结晶的方法及电沉积系统

权利要求书

1.一种研究铜箔初期电结晶的方法，所述方法采用铜电沉积工艺，其特征在于：通过控制铜电沉积初期的电结晶过程，获得铜电沉积初期形成的铜箔沉积层，观察和分析所述铜箔沉积层的微观结构；所述控制铜电沉积初期的电结晶过程包括控制铜电沉积初期的电结晶工艺时间，所述工艺时间最小可控制到1ms。

2.根据权利要求1所述一种研究铜箔初期电结晶的方法，其特征在于：所述工艺时间控制在1ms~2s的范围内。

3.根据权利要求1所述一种研究铜箔初期电结晶的方法，其特征在于：所述观察和分析所述铜箔沉积层的微观结构包括通过显微技术观察及分析所述铜箔沉积层的晶粒微观结构，所述微观结构包括晶粒分布密度、晶粒形状、晶粒尺寸，所述显微技术使用的显微装置为光学显微镜或扫描电镜。

4.根据权利要求1所述一种研究铜箔初期电结晶的方法，其特征在于：所述控制铜电沉积初期的电结晶过程还包括在电解液中加入不同种类、不同浓度的添加剂。

5.根据权利要求1所述一种研究铜箔初期电结晶的方法，其特征在于：所述控制铜电沉积初期的电结晶过程还包括控制铜电沉积的电流密度45-65 A/dm²、及电解液的条件，所述电解液的条件包括：铜电沉积过程中，电解液的循环流量控制为5~10 L/min；电解液铜离子含量为70-100 g/L、硫酸浓度为80-130g/L、温度50-60℃。

6.一种实现权利要求1~5任一项所述研究铜箔初期电结晶的方法的铜电沉积系统，其特征在于：所述铜电沉积系统包括平板电沉积装置、电源、直流接触器、串口控制继电器模块和控制中心；所述平板电沉积装置内设置有阴极板及阳极板；所述电源的正极输出端和负极输出端分别与所述阳极板和所述阴极板相连；且电源的正极输出端和阳极板之间串联了所述直流接触器；所述直流接触器的输入端与电源正极输出端相连，输出端与阳极板相连；所述串口控制继电器一端与所述控制中心相连，另一端与所述直流接触器相连；所述控制中心安装有控制软件，所述串口控制继电器模块根据所述控制软件的指令，对所述直流接触器进行“吸合”，“断开”的控制，进而利用所述直流接触器的常开或常闭触点去控制所述电源的正极输出端与所述阳极板之间电路的通断，达到控制铜电沉积初期的电结晶工艺时间的目的；

所述铜电沉积系统工作时，先使直流接触器处于断开状态，放置好阳极板和阴极板后，将电解液和添加剂溶液倒入平板电沉积装置；开启磁力循环泵，将添加剂和电解液混合均匀，且在铜电沉积系统工作期间，保持磁力循环泵连续工作，以控制电解液一直处于循环流动；打开电源，调整好所需的电流；打开控制中心，通过控制中心的控制软件，设置电结晶工艺时间、发送命令，串口控制继电器模块根据控制软件的指令，对直流接触器进行“吸合”，“断开”的控制，进而利用直流接触器的常开或常闭触点去控制电源正极输出端与阳极板之间电路的通断；电结晶工艺时间到达，控制软件指示自动断开直流接触器，从而电源正极输出端与阳极板之间电路断开，关闭电源，铜电沉积结束，得到铜电沉积初期形成的铜箔沉积层；将阴极板冲洗吹干，即可在显微装置下观察和分析所述铜箔沉积层的微观结构。

7.根据权利要求6所述一种铜电沉积系统，其特征在于：所述电源为大功率直流电源，能在0-15 V范围内调节电压，在0-200 A范围内调节电流；所述直流接触器采用线圈控制。

8.根据权利要求6所述一种铜电沉积系统，其特征在于：所述平板电沉积装置设置有磁力循环泵，所述磁力循环泵用于加入的添加剂溶液与电解液混合均匀、并控制电解液的循环流动，可控制电解液保持流量为5~10 L/min。

9.根据权利要求6所述一种铜电沉积系统，其特征在于：所述串口继电器模块所控制的时间最小能精确到1ms。

10.根据权利要求6所述一种铜电沉积系统，其特征在于：所述控制中心安装的控制软件为串口调试助手软件，串口控制继电器模块就是利用控制中心的串口调试助手软件，对直流接触器进行“吸合”，“断开”的控制。