丁二酰亚胺无氰镀铜体系的研究

摘要

电镀铜在电镀产业中具有非常重要的位置。到目前为止，传统的镀铜液大多由氰化物组成，电镀出的镀铜层表面平整细致，不过氰化物对人体影响巨大，对生态环境污染造成严重影响。就当前情况，我国政府有关部门颁布一系列相关法规，要求用无氰电镀代替氰化镀种。目前的工艺虽不能完全代替，但依据清洁生产的要求，最终必须要无氰，是以不竭的发展和完善现行无氰镀铜工艺，是当务之急。
　　本文研究内容和结论如下：
　　首先，进行无氰电镀铜的基础配方研究，通过前期大量的研究，对比了HEDP、焦磷酸盐、柠檬酸等体系，发现丁二酰亚胺较为合适，通过单因素实验，筛选出辅助络合剂和导电盐，并确定镀液组成为：硫酸铜50 g/L，丁二酰亚胺90 g/L，硝酸钾20 g/L，柠檬酸25g/L，三乙醇胺40g/L,氢氧化钾40 g/L。通过单因素实验，探究了镀液含量高低及工艺参数的改变对镀层表面状态、槽电压、电流密度范围、电流效率等的影响。确定工艺条件为：电流密度范围为2-3A/dm2、温度取35℃（±5℃），pH在9（±5）。
　　其次，进行无氰电镀铜的基础配方进行优化研究，先通过单因素试验研究了光亮剂2-疏基苯并咪唑、二氧化硒和表面活性剂十二烷基硫酸钠、聚乙二醇10000添加对无氰镀铜层光泽度的影响。确定2-疏基苯并咪唑和聚乙二醇10000作为组分的添加剂,再通过正交试验对这2种物质和3种工艺条件进行复配得到较优复合添加剂工艺：2-疏基苯并咪唑1.5 mg/L，聚乙二醇1000040 mg/L。通过实验发现，此种状态结合力优秀，镀层结晶细致，镀液深度能力和稳定性能良好，比氰化体系明显优秀。
　　最后，对镀液及镀层的性能进行测试。进行了结合力、硬度、分散能力和孔隙率的测试，结果显示，镀层结合力和硬度良好，孔隙率和分散能力达标并且都优于基本镀液所镀镀层。采用SEM对镀层的微观形貌进行分析，结果表明：所得镀铜层最为光滑、平整，结晶比较细致、均匀。镀层的晶面取向以及晶体结构通过采用XRD进行分析，结果表明：晶面取向沿(111)晶面。镀层含铜量100%，电流效率达到80.6%直流沉积速率达10.58mg/(cm2·h)，电沉积速率随电流密度的上升而加快。

目录

第一章 绪论

1.1 课题背景及研究的目的和意义

1.2电镀铜的发展与研究现状

1.3 电镀铜的研究现状

1.4 电镀的结晶过程

1.5 研究内容及研究可行性分析

第二章 测试方法及实验器材

2.1 实验方法

2.2 实验器材

2.3 测试与表征方法

2.4 本章小结

第三章 无氰镀铜基础配方研究

3.1 引言

3.2 镀液基础配方的确定

3.3 无氰镀铜工艺参数的优化

3.4 本章小结

第四章 无氰镀铜配方的优化

4.1 引言

4.2 光亮剂的筛选

4.3 表面活性剂的筛选

4.4 正交实验优化

4.5 本章小结

第五章 镀液及镀层的性能

5.1 镀层性能

5.2 镀液性能

5.3 本章小结

第六章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

致谢

附录：在校期间公开发表的论文

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