非离子型表面活性剂对沉铜韧性的影响

摘要

近年来，化学沉铜在线路板PCB通孔电镀中具有重要的应用。由于孔内部是绝缘层与铜层交替存在的，因此要实现孔内电路导通，需要对孔壁进行金属化处理。在孔内金属化过程中，往往会存在沉铜层韧性不好、起镀慢、孔内药液交换不良等，影响了孔内沉铜的质量。为了克服化学沉铜孔壁破裂、以及沉铜不完整等问题，本课题提出以非离子表面活性剂改善铜层韧性和起镀能力，以满足孔内沉铜要求。本文以黄铜片为基体进行化学镀铜，基础镀液的组成和工艺条件为:CuSO4·5H2O10g/L，EDTA-2Na40g/L，NaOH12g/L，HCHO10ml/L，pH13.0，温度35℃。研究了向镀液中加入非离子型表面活性剂OP-10、AEO9、聚氧乙烯烷基胺、曲拉通X-100、吐温-80和聚乙二醇6000，阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠，复配型表面活性剂脂肪醇乙烯醚、聚氧乙烯烷基胺复配、脂肪醇乙烯醚、聚乙二醇6000复配、脂肪醇乙烯醚、曲拉通X-100复配对起镀时间、沉积速率、铜镀层韧性和晶粒细化的影响。结果表明:(1)质量浓度较少量（低于10mg/L）时，OP-10、AEO9、曲拉通X-100、脂肪醇乙烯醚分别与聚氧乙烯烷基胺、曲拉通X-100复配能降低铜的沉积速率并改善铜镀层的韧性。(2)曲拉通X-100对沉铜颗粒细化的作用最明显;其次是吐温80，最后是OP-10。(3)表面活性剂是以夹杂的形式存在于镀层中的。(4)在未添加表面活性剂时，起镀时间较短，加入AEO9、OP-10;聚乙二醇6000、吐温-80、曲拉通X-100后，起镀时间延长，由平衡电位和起镀时间综合判断，其表面活性剂吸附能力大小的顺序为:AEO9＜OP-10、聚乙二醇6000＜吐温80＜曲拉通X-100。且大多数表面活性剂的存在对镀层的抗腐蚀性能是不利的，但当OP-10的添加量小于3mg/L时，镀铜层对硫酸溶液具有一定的防腐蚀作用。由于吸附能力较弱，OP-10对化学镀铜的阴极极化也没有太大影响。AEO9加入10或20mg/L对阴极电流起增大作用，即有利于铜的沉积。

目录

摘要

Contents

第一章 绪论

1．1 化学镀铜概述

1．2 化学镀铜机理

1．3 化学镀铜工艺

1．4 化学镀铜层性质

1．5 表面活性剂概述

1．6 表面活性剂对化学镀铜的作用

1．7 韧性

1．8 选题的意义与内容

1．8．1 课题来源及研究意义

1．8．2 研究目标

1．8．3 研究内容

第二章 实验部分

2．1 实验方法

2．1．1 实验仪器和主要药品

2．1．2 工艺流程

2．1．3 基材的预处理

2．1．4 对基材施镀

2．1．5 配方

2．2 沉积速度的测定

2．3 沉铜韧性的测定

2．4 主要分析仪器

2．4．1 扫描电镜

2．4．2 能谱分析

2．4．3 元素分析

2．4．4 电化学工作站

2．5 开路电位—时间测试

2．6 塔菲尔曲线测试

2．7 极化曲线测试

第三章 表面活性剂对沉积速率及沉铜弯折度的影响

3．1 表面活性剂对沉积速率的影响

3．1．1 聚氧乙烯类表面活性剂对沉积速率的影响

3．1．2 多元醇类表面活性剂对沉积速率的影响

3．1．3 阴离子型表面活性剂对沉积速率的影响

3．1．4 复配的表面活性剂对沉积速率的影响

3．1．5 不同表面活性剂对沉铜速率的影响

3．2 表面活性剂对沉铜弯折度的影响

3．2．1 聚氧乙烯类表面活性剂对沉铜弯折度的影响

3．2．2 多元醇类表面活性剂对沉铜弯折度的影响

3．2．3 阴离子型表面活性剂对沉铜弯折度的影响

3．2．4 复配的表面活性剂对沉铜弯折度的影响

3．2．5 不同表面活性剂对沉铜弯折度的影响

3．3 本章小结

第四章 镀层的性能表征

4．1 镀层的表面形貌和含量分析

4．2 元素分析

4．3 电化学测试

4．3．1 表面活性剂对开路电位-时间的影响

4．3．2 表面活性剂对镀层的耐腐蚀性能

4．3．3 表面活性剂对铜沉积的影响

4．4 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士研究生期间发表的论文和专利

声明

致谢