应用CuR_1型添加剂的HEDP镀铜新工艺_庄瑞舫

应用CuR一1型添加剂的HEDP镀铜新工艺庄瑞舫(南京大学配位化学研究师)【摘要]本文研究讨论了应用CuR一添加剂的HED(P舟基乙叉二麟酸)直接镀铜新工艺。测定了镀液和镀层的性能并与未加cuR一1添加剂的HEDP一cu(1)和C伙一cu镀液的结果作了比较.结果表明加入CuR一添加剂的日EDP~Cu(2)镀液能扩大允许阴极电流密度(叩(自1.5A/dm,扩大至3.OA/d们并提高了整平性,克服了原性E叮一cu(l)镀液的某些缺点.因此,应用cuR一l添加刽的HDEP~uC(2)镀液作为替代氰化镀液是有发展前途的无氛镀铜新工艺。「关键词】卿心石叮玉添加#.]I琪ppElectr0PlatingofCopPerFormHEDPBhatUsingCuR一1dAiditvehZuangRinfangAbstaret;hTeProcessofdiereteleetroPliatngofcoPperfromHEDP(l一hydroxyehtylidene一l,l一diPhoSPhonieaeid)bathusingCu-Rladd过veisdoscribed、BothPorepirtesofPlatingbhatandqu司itiesofhteersultingeoPeprPlaethavebeendeet伽ned.TheersultswereomPaerdwihthtoseObiatnedfomeyanidebath.It15foundhtatthenewH万DP一CuPlatingbhatusingCuR一1additiveeanexetndtheallowedehatodeuerntdensiyt(D`)form1.5月d时to3.。刀d扩andalsoimporvethe1eveilngpoweraseompaerdwi山theb汕诚thoutCuR一1additive.50,那asubsittuteofeyanidebathhtenewHEI〕P一CuPlatingbhatusingCuR一laddiitveismoreSuiatblefordieretelectroPliatngofseiln一ibrghteoPperlayeroniornsubstaret.Keywo川s:CoPperPlaitng:CuR一1Additive;HEDP一、前言根据《中华人民共和国清洁生产促进法》的要求,为了保护环境,减少污染,在电镀工艺中如何实现以无氰工艺代替氰化工艺是一项极为重要的课题,对无氰镀铜工艺的研究和生产实践中过去己经做了大量工作。其中,对无氰的HEDp(轻基乙叉二磷酸)碱性镀铜新工艺的研究和生产实践结果表明该新工艺与氰化工艺一样能在钢铁件上直接镀复,无需预镀工序就可获得结合力良好的细致半光亮镀层,镀液成分简单稳定,操作维护方便,镀液深镀能力优于氰化工艺,其缺点是允许阴极电流密度(D日较窄(l<.SA/dmZ)低于氰化工艺,整平性能也不如氰化工艺。经研究加入CuR一1型添加剂的EHDP镀铜新工艺克服了原工艺允许电流密度窄的缺点(可扩大至3刀dm勺并提高了整平性能。因此,是有发展前途的无氰镀铜新工艺。二、镀液成分和工艺规范CuZ+(以Cu(OH)荞ue03或Cos04·5H20形式加入)8一2叨HEDP(l伪%)80一生30911(HEDP/Cu+2克分子比311一411)KZCO,40一60幼CuR一120一25ml月PHg一10Dk(阴极电流密度)Lo一.30A了d时阴极移动巧一乃加分阳极材料压铸的电解铜板三、镀液配制按需要量称取EHDP,加入玩q(30%)2一4ml以稀释10倍后加入),以氧化EHDP中的亚磷酸等还原性杂质,搅拌后用水稀释至总体积的60%左右,逐渐加入KOH的浓溶液(KOH要缓慢加入,以防止中和放热反应过分激烈),调节镀液pH至8左右,然后加入所需量铜盐(Cusq·SHZo或Cu(0H沁cuc几),搅拌溶解后加入导电盐K厂03,待全部溶解后,如pH值偏低,可加入KOH浓溶液调节四至9一10范围,然后加入添加剂CuR一l(20一25m切),最后加水稀释至所需体积。四、钦液中各成分的作用及工艺条件的影响(l)铜盐铜盐可用碱式碳酸铜(Cu(OH)ZCuC03)或硫酸铜(CuSO;·SHZo)。euZ,的浓度与允许电流密度和分散能力有关,为了使允许电流密度、分散能力和沉积速度等性能均达到实用要求,经试验Cu含量在8一12叨范围为宜,镀液中CuZ+浓度过低,光亮范围缩小,允许电流密度下降。Cu+2浓度过高,分散能力降低。(2)EHDP〔C(c玩)(oH)(p03H2):〕(以HSL表示)是镀液中CuZ+的主络合剂、在镀液所确定的工艺范围内主要生成HDEjPCuZ十摩尔比值为2的络阴离子(C[u(H)L,〕竹,其组成和结构