Burada, bir modeli deneme ve nicel ölçümler dayalı bir analiz çözüm kaplama Bakır sülfat ısıtılmasıyla iyonu birikimi açıklanmıştır. Bu deney kaplama banyo ısıtılmasıyla iyonu birikimi sürecinin üretir.
Bileşiklerinin iyonları davranışını bilgisine (monovalent bakır iyon: Cu(I)) Bakır sülfat kaplama banyo kaplama işlemi geliştirmek için önemlidir. Biz başarıyla nicelik ve kolayca Cu(I) bir kaplama çözümde ölçmek için bir yöntem geliştirdi ve çözüm değerlendirilmesi için kullanılır. Bu kağıt, nicel emme spektrum ölçümü ve Cu(I) bir zaman çözüldü enjeksiyon ölçümü konsantrasyonları bir renk tepki açıklanmıştır. Bu yordamı yeniden ve laboratuvar kaplama banyo meydana fenomen aydınlatmak için bir yöntem olarak etkilidir. İlk olarak, Cu(I) oluşumu ve birikimi süreç elektroliz kaplama çözüm çözüm içinde gösterilir. Cu(I) miktarı çözümdeki her zamanki kaplama işlemi daha yüksek geçerli değerlerinde elektroliz artırılır. Cu(I), BCS (bathocuproinedisulfonic asit, disodyum tuzu), seçmeli olarak Cu(I) ile tepki bir reaktif belirlenmesi için kullanılır. Cu(I) konsantrasyonu Cu (I) Absorbans hesaplanan olamaz-BCS karmaşık. Daha sonra renk reaksiyon zaman ölçümü açıklanmıştır. Renk tepki eğrisi Cu(I) ve enjeksiyon yöntemiyle ölçülen BCS anlık bir bileşeni ve bir gecikme bileşeni çürümüş. Bu bileşenler analizi, Cu(I) holding yapısını açıklık ve üretilecek kaplama filmin kalitesini oluşabileceğini zaman bu bilgi önemlidir. Bu yöntem üretim hattı kaplama banyo değerlendirilmesi kolaylaştırmak için kullanılır.
Baskılı devre kartları daha yoğun ve çok katmanlı hale geldikçe, yönetim çözümleri üretim sürecinde kaplama, ürün kalitesini korumak daha önemli hale gelir. Bakır sülfat galvanik monovalent bakır iyon içinde (ısıtılmasıyla iyon: Cu(I)) büyük pürüzlülük ana nedenleri ve Bakır kaplama yüzeyi mat bitiş biri için kararlı. Davranış ve kaplama işlemi1,2,3,4,5, her katkı ve holding etkisini Cu(I) rolü6,7yapısı, 8 araştırıldı. Cu(I) kaplama çözümde çözümlemek gereklidir, ama onun konsantrasyon sulu bir çözüm Cu(I) istikrarsızlık nedeniyle ölçmek zordu. Bu nedenle, kaplama banyo yerinde Cu(I) analizinde kaplama çözüm kontrol etmek için etkili bir araçtır.
Renkölçer çözümleme Cu(I) yerinde kantitatif analizini bir Bakır sülfat çözüm kaplama oluşturmak için bir sulu şelat reaktif, BCS (bathocuproinedisulfonic asit, disodyum tuzu), kullanarak yapılır. BCS Cu(I) konsantrasyon sulu çözümler9,10,11‘ deki yönergeleri ölçmek için kullanılabilir. Geleneksel Cu(I) belirlenmesi için kullanılan, cuproine türü renk reaksiyonu reaktif hidrofobik ve ayıklama alkol ile gerekli. Bu BCS hidrofilik ve Cu(I) sulu bir çözüm doğrudan ölçebilirsiniz gösterilmiştir. BCS iki molekül 400 ve 550 nm (bkz: şekil 1) arasındaki dalga boylarında, görünür ışık absorbe 1:2 konut projeleri oluşturmak için bir Cu(I) koordine etmek. Cu(I) konsantrasyon Cu (I) Absorbans ölçümü kaplama çözümden belirlemek için bir metod kurduk-BCS karmaşık12,13. Bu iletişim kuralı ilk bölümünde bir modeli deneysel sistem ve Cu(I) konsantrasyonu bir kaplama çözümde nicel ölçüm çözüm kaplama Bakır sülfat Cu(I) oluşumunda hızlanan bir yöntemi açıklanmıştır. Bu oluşum süreci ve Cu(I) birikimi kaplama banyo netleştirmek için esastır.
Ayrıca, bu renk tepki Cu(I) ve BCS Çevik Mukabele ve nispeten yavaş reaksiyon bileşenleri bölünmüş olabilir gösterilmiştir. Bu belirsizlik Absorbans ölçümdeki artırır. Bu sorunu çözmek için reaksiyon eğrileri bir enjeksiyon yöntemi14,15tarafından ölçme yöntemi geliştirdi. İkinci bölümü Cu(I) enjeksiyon yöntemiyle alan ölçümü gösterir. Enjeksiyon yöntemiyle elde edilen bileşenleri analiz ederek, Cu(I) formasyonu mekanizması anlayış ve çözümde yapı holding yaklaştırmak mümkündür.
Geleneksel olarak, bu Cu(I) bir kaplama çözümde anında kuprik iyonları (Cu(II)). okside iddia edilmiştir Biz birkaç millimoles (mmol/L) Cu(I) üretim hattı12kaplama banyoda olduğunu doğruladı. Bu deneme yöntemine göre Cu(I) kaplama banyo için benzer birikimi bile laboratuvar kabı içinde çoğaltılabilir. Bu çözüm, bilinmeyen14olan galvanik Bakır sülfat Cu(I) üretim ve birikim sürecinde aydınlatmak için temel bir teknolojidir. Ayrıca, Cu(I) kaplama çözümde kontrol ederek, Cu(I) kaplama film15kalitesi üzerindeki etkisini tahmin etmek mümkündür.
Şekil 2 şematik elektroliz deneme için bir sistemi gösterir. Jig oluşan Şişeler için düzeltilmesi için akrilik bir parçası ve metal parçalar plakaları takmak ve güç kaynağı ile bağlanmak için sipariş edilen bir maddedir. Bu mekanizma tarafından plakaların daldırma bölge sürekli oluyor ve geçerli değeri ve akım yoğunluğu arasındaki ilişki sabit tutulur. Bizim koşullarında daldırma 4 cm x 2 cm, ve akım yoğunluğu 62.5 mA/cm2 1 A. mevcut olacak Cu(I) birikimi yordamda bakır plaka için anot bağlı olduğu ve platin bir tabak katot için eklenir. Cu(I) birikimi verimliliğini artırmak için önceden azot gazı ile kaplama çözüm deoxidize için tercih edilir.
Nicel ölçüm Cu(I) basit bir yordam içerir. Nötralizasyon çözüm ve BCS çözüm hücre içine dökün ve karıştırın kaplama çözüm (şekil 4). Bu heyecan daha–dan 20 dk kadar Cu(I) ve BCS yeterince tepki gereklidir. Bu yeterince tepki ilerleyen ölçüm doğruluğunu sağlamaktır. Cu(I) kaplama çözümde içeriyorsa, örnek çözümü portakal ve bir tepe 485 sahip bir emme spektrum görünür nm elde edilir. Çözüm renk karmaşık oluşumu nedeniyle değişiklikler dramatik ve birçok Bakır kaplama teknisyenleri şaşırttı.
Bu geçerli bir çözüm (şekil 5) kaplama Bakır sülfat geçtikten sonra Cu(I) çözüm içinde biriken doğrulanır. Soğurma spektrumu Cu (I) şeklini gösterir-485 Absorbans üzerinden Cu(I) toplama hesaplamak için uygundur BCS karmaşık nm. Geçerli değer rasgele olsa da, Cu(I) pek 0,2 A geçerli değeri birikmiş ve daha yüksek bir geçerli değer gereklidir. Her ne kadar Cu(I) birikimi miktarı elektroliz zamanla artış eğilimi, aşırı akım (örneğin, birden fazla 10 dakika bir 1,0, elektroliz) tarafından doymuş yağlardır. Elektroliz 10 min için geçerli değeri 0,5-1,0 A14yaşındayken artışla Cu(I) birikim tutarı. (Örneğin, bir 20 dk için 1,0,) bir aşırı akım akan zaman Cu(I) konsantrasyon azalmıştır. Bu ilerleme orantısız tepki nedeniyle bakır parçacıkları oluşumu ile ilgili düşünülmektedir.
Cu(I) ve BCS tepki kaplama çözümde kez konsantrasyonu doğru belirlenmesi zor yapmak birden çok zamanı bileşenleri vardır. Bu sorunu çözmek için bir enjeksiyon ölçüm arzu edilir (şekil 6). Bu ölçüm, Cu (I) emme yoğunluğu-BCS karmaşık alınan temel enjeksiyon kaplama çözümün önce değiştirilen bir miktar olarak çok daha doğru bir şekilde tespit edilebilir. Tepki eğrisi sadece sayısal olarak analiz edilebilir beri tepki tamamlanmamış olsa bile buna ek olarak, konsantrasyonu yüksek doğrulukta bilinen olabilir. Tepki eğrisi bileşenlerini kaplama çözüm14Cu(I) saklama yapısını yansıtmak tahmin edilmektedir.
Holding yapısındaki Cu(I) karşı Cu(I) kaplama banyo anında Cu(II) oksitlenir onaylama işlemi kaplama çözüm modeli önemlidir. Biz analiz özellikleri geçerli tutar, oluşumu ve Cu(I) birikimi aşağıdaki modelinden öneriyoruz. Bakır plaka eluted Cu(I) bir kısmını bir Cu (I) şeklinde çözümde korunur-PEG karmaşık. Karmaşık oluşumu erken aşamalarında, klorür iyonları bir rol Cu(I)6,8için geçici bir sabitleyici olarak düşünülmektedir. PEG için koordine Cu(I) üç boyutlu yapısı içinde kurulmuştur ve hidrofobik bir ortamdır. Cu(I) oluşumu yükseltildiğinde, aşırı Cu(I) PEG yüzeye koordine ve çevresinde sıvı olabilir. Cu(I) yüzeyi derhal BCS ile tepki beri tepki eğrisi A0 bileşeni yansıtır. Bu yana Cu(I) içinde PEG BCS saldırıya karşı korunmuş olur, yavaş bir AL bileşeni vardır. Bu A0 bileşeni özellikle kaplama film15kalitesini etkiler işaret edilmiştir. Bu bilgi kaplama çözüm yönetimi için önemlidir.
Kaplama çözüm denatürasyon hızlandırılması ve birikmiş Cu(I) konsantrasyon ve holding yapı doğrulama, açıkça kaplama çözüm ayırdetmek mümkündür. Bu sadece üretilecek kaplama filmin kalitesini tahmin için de kaplama işlemi anlamak için önemlidir. SEM görüntü doğrulaması Cu(I) konsantrasyonu, özellikle A0 bileşeni, güçlü kaplama film (şekil 8) pürüzlülüğü üretimi ilgilenmektedir gösterildi. Cu(I) yerinde ölçüm banyo kaplama yönetimi için yeni göstergeler verir.
Bu araştırma üzerinde optik ölçüm esaslı kaplama banyo yönetimine katkıda bulunabilir. Zamanında ve yerinde üretim hattı üzerinde kaplama banyo durumunu değerlendirebilir bir sistemi geliştirmek için amacımız.
The authors have nothing to disclose.
Biz Bayan Hirakawa bu araştırma için onun büyük katkı için teşekkür ederim.
Acetic acid | Wako | 016-18835 | |
BCS | Dojindo | B002 | |
Copper plate | YAMAMOTO-MS | B-60-P05 | |
Copper sulfate | Wako | 033-04415 | |
Hydrochorinic acid | SIGMA-ALDRICH | 13-1750-5 | |
JGB | Wako | 106-00011 | |
Magnetic stirrer | Iuchi | HS-30D | |
NaOH | NACALAI TESQUTE | 31511-05 | |
PEG4000 | Wako | 162-09115 | |
Platinum plate | NILACO | PT-353326 | |
Power supply | TAKASAGO | LX018-28 | |
SPS | Wako | 327-87481 | |
Stir bar | AS ONE | 1-5409-01 | |
Sulfuric acid | Wako | 192-04696 | |
Syringe port | JASCO | CSP-749 | |
Thermostat cell holder with a stirrer | JASCO | STR-773 | |
UV/vis Spectrophotometer | JASCO | V-630 |