有機(jī)添加劑對(duì)銅電沉積機(jī)理影響研究.pdf

1、近年來，隨著社會(huì)的進(jìn)步與發(fā)展，電鍍銅工藝廣泛應(yīng)用于電子信息行業(yè)，日常家具的表面裝飾，其他金屬的中間鍍層等領(lǐng)域。其中電鍍液添加劑是優(yōu)化工藝性能的重要手段之一，一直備受專家學(xué)者關(guān)注。但是不少對(duì)電極反應(yīng)過程起到十分重要作用的添加劑，其反應(yīng)機(jī)理仍眾說紛紜，沒有統(tǒng)一的定論。電分析化學(xué)測(cè)試技術(shù)是銅電沉積性能測(cè)試的重要研究方法，本文主要圍繞EQCM技術(shù)，應(yīng)用電化學(xué)分析方法，在硫酸鹽鍍液中幾種添加劑對(duì)銅沉積過程影響的機(jī)理探討。
　　本論文的主要研

2、究?jī)?nèi)容如下:
　　1、綜述了目前電鍍行業(yè)常用的幾種鍍銅工藝以及鍍液與鍍層性能測(cè)試技術(shù)，重點(diǎn)介紹了EQCM技術(shù)的原理、電解池構(gòu)造以及其在分析電極反應(yīng)機(jī)理和反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方面的研究。
　　2、通過循環(huán)伏安法(CV)和電化學(xué)石英晶體微天平(EQCM)方法研究了N-甲基硫脲(MTU)添加劑的銅陽極溶出和陰極沉積過程;通過塔菲爾方程研究了N-甲基硫脲和Cl-共同存在時(shí)對(duì)鍍層耐腐蝕性的影響。結(jié)果表明:N-甲基硫脲能吸附在銅電極表面，改變了反

3、應(yīng)歷程，生成Cu(Ⅰ)的中間產(chǎn)物;當(dāng)Cl-質(zhì)量濃度為70mg/L時(shí)，鍍層的耐腐蝕性最好。
　　3、運(yùn)用循環(huán)伏安法(CV)、計(jì)時(shí)電流法(CA)、原子力顯微鏡(AFM)以及電化學(xué)石英晶體微天平(EQCM)技術(shù)研究硫酸鹽鍍液中玻碳電極以及鉑電極上2-巰基-1-甲基咪唑?qū)︺~沉積過程的影響。由CV曲線可知在玻碳電極上2-巰基-1-甲基咪唑與銅發(fā)生反應(yīng)能抑制銅的沉積，使晶體晶粒細(xì)化。CA測(cè)試結(jié)果及擬合數(shù)據(jù)表明添加劑不改變玻碳電極上銅沉積的成核

4、機(jī)理，有無添加劑，沉積過程都是瞬時(shí)成核。AFM圖像表明，雖然不改變成核機(jī)理，2-巰基-1-甲基咪唑能改善鍍層整平效果，EQCM測(cè)試表明鉑電極上銅沉積過程的M/n值不發(fā)生改變，2-巰基-1-甲基瞇唑能不改變影響反應(yīng)機(jī)理。但添加劑可以在表面沉積，抑制銅的反應(yīng)過程。
　　4.EQCM和CV法研究硫酸鹽鍍銅工藝中脒基硫脲對(duì)銅電沉積過程的影響。不同掃描速率的CV曲線表明添加劑存在情況下，銅電沉積過程是受擴(kuò)散控制。基礎(chǔ)鍍液與含有脒基硫脲添加劑