銅材的檢測方法與流程

2023-05-13 13:06:31

本發明涉及一種銅材的檢測方法。

背景技術：

隨著電子器件的日益發展，銅以其獨特的物理化學特性，例如高熱導率、較強的化學穩定、較大的抗張強度大及易熔接等，且具有很好的抗蝕性、可塑性、延展性等優點，使得其成為電子器件行業中常用的材料之一。而銅材在許多情況下通常是以薄膜的形式使用，但是隨著電子器件尺寸的不斷減小，膜的大氣隔層厚度的降低，使得製造與使用過程中的腐蝕問題成為影響電子器件的重要因素。

其中薄膜氧化是一個重要的方面，如今常用的測量薄膜氧化的方法有稱重法、膜厚測量法以及利用SEM等儀器去測量，但是這些方法普遍存在操作難度大的問題，並不適用於真正的車間作業測量。

技術實現要素：

基於此，有必要提供一種操作較為簡單且適用於車間的銅材的檢測方法。

一種銅材的檢測方法，包括如下步驟：

測試銅材的方阻，得到所述銅材的初始方阻；

將所述銅材與氫離子濃度為4mol/L以下的酸溶液反應，得到處理後的銅材；

測試處理後的所述銅材的方阻，得到處理後的所述銅材的方阻。

上述銅材的檢測方法根據純銅幾乎不溶於稀酸中，鹼式碳酸銅和氧化銅均會與稀酸發生反應而使氧化後的銅材變薄，以及方阻的大小與材料的特性及膜層的厚度有關，而與材料的面積大小無關的原理，通過分別測試與氫離子濃度為4mol/L以下的酸溶液反應前和反應後的方阻，此時，操作者可通過對比處理後的銅材的方阻與銅材的初始方阻，若處理後的銅材的方阻與銅材的初始方阻之間存在差值，說明銅材已經被氧化，操作非常簡單，且採用車間常用的方阻儀就能夠達到判斷銅材是否已經被氧化的目的，非常適用於車間判斷銅材是否已經被氧化。

在其中一個實施例中，測試所述銅材的方阻的步驟為：分別測試所述銅材上的多個點的方阻，並取平均值，得到所述銅材的初始方阻；測試處理後的所述銅材的方阻的步驟為：分別測試處理後的所述銅材上的多個點的方阻，並取平均值，得到處理後的所述銅材的方阻。

在其中一個實施例中，所述酸溶液為鹽酸、硫酸或硝酸。

在其中一個實施例中，將所述銅材與所述氫離子濃度為4mol/L以下的酸溶液反應的步驟為：將所述銅材浸泡在所述酸溶液中。

在其中一個實施例中，將所述銅材與所述氫離子濃度為4mol/L以下的酸溶液反應的步驟為：使用所述酸溶液對所述銅材的表面進行擦拭。

在其中一個實施例中，將所述銅材與所述氫離子濃度為4mol/L以下的酸溶液反應的步驟為：使用所述酸溶液對所述銅材進行衝洗。

在其中一個實施例中，所述酸溶液中的氫離子的濃度為0.5mol/L～1.5mol/L。

在其中一個實施例中，在測試處理後的所述銅材的方阻的步驟之前，還包括將處理後的所述銅材用水清洗，然後浸泡在含有紫脲酸銨指示劑的溶液中以判斷所述銅材上的氧化層是否反應完全。

在其中一個實施例中，在得到處理後的所述銅材的方阻的步驟之後，還包括對比處理後的所述銅材的方阻與所述銅材的初始方阻的步驟，若處理後的所述銅材的方阻與所述銅材的初始方阻相等，則所述銅材沒有氧化，若處理後的所述銅材的方阻與所述銅材的初始方阻不相等，則所述銅材已氧化。

附圖說明

圖1為一實施方式的銅材的檢測方法的流程圖。

具體實施方式

為了便於理解本發明，下面將參照相關附圖對本發明進行更全面的描述。附圖中給出了本發明的較佳的實施例。但是，本發明可以以許多不同的形式來實現，並不限於本文所描述的實施例。相反地，提供這些實施例的目的是使對本發明的公開內容的理解更加透徹全面。

除非另有定義，本文所使用的所有的技術和科學術語與屬於本發明的技術領域的技術人員通常理解的含義相同。本文中在本發明的說明書中所使用的術語只是為了描述具體的實施例的目的，不是旨在於限制本發明。

如圖1所示，一實施方式的銅材的檢測方法，特別適用於車間判斷銅材是否氧化，通常，銅在潮溼的環境中會被氧化，生成鹼式碳酸銅和氧化銅，氧化銅與鹼式碳酸銅能夠溶於在稀酸中，而純銅幾乎不溶於稀酸中，根據該特性將氧化的銅材使用稀酸處理，銅材表面的氧化層(鹼式碳酸銅和氧化銅)會與稀酸發生反應，以使銅材變薄，而方阻(方阻是指膜厚一定、長度和寬度相同的膜材料的電阻，又稱為片電阻率、面積電阻率。)的大小與材料的特性及膜層的厚度有關，而與材料的面積大小無關，因此，該銅材的檢測方法通過利用這一特性以採用車間常用的方阻儀來達到檢測銅材的是否被氧化的目的。其中，該銅材的檢測方法包括如下步驟：

步驟S110：測試銅材的方阻，得到銅材的初始方阻。

具體的，測試銅材的方阻的步驟為：分別測試銅材上的多個點的方阻，並取平均值，得到銅材的初始方阻。

其中，銅材為銅薄膜。

步驟S120：將銅材與氫離子濃度為4mol/L以下的酸溶液反應，得到處理後的銅材。

具體的，酸溶液為鹽酸、硫酸或硝酸。由於鹽酸、硫酸和硝酸為三大強酸，與其他酸相比，其與鹼式碳酸銅、氧化銅等反應速率更快。

進一步的，酸溶液中的氫離子的濃度為0.5mol/L～1.5mol/L。酸濃度太大會腐蝕掉未氧化的銅材，濃度太小又不能與氧化層反應，而該氫離子濃度的酸溶液不僅能夠使銅材表面的氧化層與酸溶液快速反應，又能夠儘可能地降低未氧化的銅材被腐蝕的問題。

具體的，將銅材與氫離子濃度為4mol/L以下的酸溶液反應的步驟為：將銅材浸泡在酸溶液中；或者，將銅材與氫離子濃度為4mol/L以下的酸溶液反應的步驟還可以為使用酸溶液對銅材的表面進行擦拭；或者，將銅材與氫離子濃度為4mol/L以下的酸溶液反應的步驟也可以為使用酸溶液對銅材進行衝洗。

步驟S130：測試處理後的銅材的方阻，得到處理後的銅材的方阻。

具體的，測試處理後的銅材的方阻的步驟為：分別測試處理後的銅材上的多個點的方阻，並取平均值，得到處理後的銅材的方阻。

具體的，在測試處理後的銅材的方阻的步驟之前，還包括將處理後的銅材用水清洗，然後浸泡在含有紫脲酸銨指示劑的溶液中以判斷銅材上的氧化層是否反應完全。由於銅離子會與紫脲酸銨指示劑反應，以使溶液成黃色，若溶液呈黃色，說明銅材上的氧化層沒有反應完全，若溶液不變色，說明銅材上的氧化層已經完全反應。此時，將銅材與氫離子濃度為4mol/L以下的酸溶液反應的步驟具體為：將銅材與氫離子濃度為4mol/L以下的酸溶液反應直至含有紫脲酸銨指示劑的溶液不變色。通過用含有紫脲酸銨指示劑的溶液判斷銅材上的氧化層已經完全反應，有利於更加精確的確定銅材的氧化程度。

進一步的，在得到處理後的銅材的方阻的步驟之後，還包括對比處理後的銅材的方阻與銅材的初始方阻的步驟，若處理後的銅材的方阻與銅材的初始方阻相等，則銅材沒有氧化，若處理後的銅材的方阻與所述銅材的初始方阻不相等，則銅材已氧化。

上述銅材的檢測方法根據純銅幾乎不溶於稀酸中，鹼式碳酸銅和氧化銅均會與稀酸發生反應而使氧化後的銅材變薄，以及方阻的大小與材料的特性及膜層的厚度有關，而與材料的面積大小無關的原理，通過分別測試與氫離子濃度為4mol/L以下的酸溶液反應前和反應後的方阻，此時操作者可通過對比處理後的銅材的方阻與銅材的初始方阻，若處理後的銅材的方阻與銅材的初始方阻之間存在差值，說明銅材已經被氧化，操作非常簡單，且採用車間常用的方阻儀就能夠達到判斷銅材是否已經被氧化的目的，非常適用於車間判斷銅材是否已經被氧化。

以下為具體實施例部分：

實施例1

本實施例的銅材的檢測方法過程具體如下：

(1)採用方阻儀分別測試銅材上的18個點的方阻，並取平均值，得到銅材的初始方阻，如表1所示。

(2)在常溫下，將銅材浸泡在氫離子濃度為1mol/L的鹽酸中，15分鐘之後，將銅材取出，並採用去離子水清洗銅材的表面，再將銅材浸泡到含有紫脲酸銨指示劑的溶液，若含有紫脲酸銨指示劑的溶液不變色，則進行下一步，若含有紫脲酸銨指示劑的溶液變成黃色，則再將銅材浸泡在氫離子濃度為1mol/L的鹽酸中，直至含有紫脲酸銨指示劑的溶液不變色，得到處理後的銅材。

(3)採用方阻儀分別測試處理後的銅材上的18個點的方阻，並取平均值，得到處理後的銅材的方阻，如表1所示。

(4)對比處理後的銅材的方阻與銅材的初始方阻。

實施例2

本實施例的銅材的檢測方法過程具體如下：

(1)採用方阻儀分別測試銅材上的16個點的方阻，並取平均值，得到銅材的初始方阻，如表1所示。

(2)在常溫下，將銅材浸泡在氫離子濃度為0.5mol/L的硫酸中，15分鐘之後，將銅材取出，並採用去離子水清洗銅材的表面，再將銅材浸泡到含有紫脲酸銨指示劑的溶液，若含有紫脲酸銨指示劑的溶液不變色，則進行下一步，若含有紫脲酸銨指示劑的溶液變成黃色，則再將銅材浸泡在氫離子濃度為1mol/L的鹽酸中，直至含有紫脲酸銨指示劑的溶液不變色，得到處理後的銅材。

(3)採用方阻儀分別測試處理後的銅材上的16個點的方阻，並取平均值，得到處理後的銅材的方阻，如表1所示。

(4)對比處理後的銅材的方阻與銅材的初始方阻。

實施例3

本實施例的銅材的檢測方法過程具體如下：

(1)採用方阻儀分別測試銅材上的10個點的方阻，並取平均值，得到銅材的初始方阻，如表1所示。

(2)在常溫下，將銅材浸泡在氫離子濃度為1.5mol/L的鹽酸中，15分鐘之後，將銅材取出，並採用去離子水清洗銅材的表面，再將銅材浸泡到含有紫脲酸銨指示劑的溶液，若含有紫脲酸銨指示劑的溶液不變色，則進行下一步，若含有紫脲酸銨指示劑的溶液變成黃色，則再將銅材浸泡在氫離子濃度為1mol/L的鹽酸中，直至含有紫脲酸銨指示劑的溶液不變色，得到處理後的銅材。

(3)採用方阻儀分別測試處理後的銅材上的10個點的方阻，並取平均值，得到處理後的銅材的方阻，如表1所示。

(4)對比處理後的銅材的方阻與銅材的初始方阻。

實施例4

本實施例的銅材的檢測方法過程具體如下：

(1)採用方阻儀分別測試銅材上的25個點的方阻，並取平均值，得到銅材的初始方阻，如表1所示。

(2)在常溫下，將銅材浸泡在氫離子濃度為4mol/L的硝酸中，15分鐘之後，將銅材取出，並採用去離子水清洗銅材的表面，再將銅材浸泡到含有紫脲酸銨指示劑的溶液，若含有紫脲酸銨指示劑的溶液不變色，則進行下一步，若含有紫脲酸銨指示劑的溶液變成黃色，則再將銅材浸泡在氫離子濃度為1mol/L的鹽酸中，直至含有紫脲酸銨指示劑的溶液不變色，得到處理後的銅材。

(3)採用方阻儀分別測試處理後的銅材上的25個點的方阻，並取平均值，得到處理後的銅材的方阻，如表1所示。

(4)對比處理後的銅材的方阻與銅材的初始方阻。

表1為實施例1～4的銅材的初始方阻和處理後的銅材的方阻。

表1

從表1中可以看出，實施例1的銅材的初始方阻和處理後的銅材的方阻相等，說明實施例1的銅材沒有被氧化，而實施例2～實施例4的銅材的處理後的銅材的方阻明顯高於銅材的初始方阻，說明實施例2～實施例4的銅材已經被氧化。

以上所述實施例的各技術特徵可以進行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實施例中的各個技術特徵所有可能的組合都進行描述，然而，只要這些技術特徵的組合不存在矛盾，都應當認為是本說明書記載的範圍。

以上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但並不能因此而理解為對發明專利範圍的限制。應當指出的是，對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬於本發明的保護範圍。因此，本發明專利的保護範圍應以所附權利要求為準。