代甲醛还原剂PCB基材化学镀铜研究

摘要

随着时代对环保物质的需求，目前以甲醛为还原剂的化学镀铜液终将被取代。其中研究最热的镀铜还原剂为次磷酸钠和乙醛酸，但它们分别由于不能自催化镀铜、铜层中带有Ni而使得电阻率升高;价格比较昂贵而不能普及。考虑到完全替代甲醛还原剂还存在很多问题，降低游离甲醛的溢出是一个很好的解决办法。因此本论文以甲醛加合物和乙醛酸为复合还原剂，对其化学镀铜工艺进行研究，并结合镀液性能进行了考察。发现铜的沉积速率快，镀液稳定，获得镀层外观很好，附着力好的化学镀铜层。
　　 通过单一变量法优化出最佳镀铜工艺参数:硫酸铜为0.032 mol/，氢氧化钠0.375 mol/L，甲醛0.0136 mol/L，亚硫酸钠0.036 mol/L，乙醛酸0.0263 mol/L，乙二胺四乙酸二钠0.046 mol/L，酒石酸钾钠0.028mol/L,2,2’-联吡啶10 mg/L,YL-343A0.4 mL/L,YL-343B0.08 g/L。并将工艺优化后的化学镀铜层外观形貌与次磷酸钠及市售镀铜液所获得的镀层进行对比，发现本实验所得的镀层形貌均匀且平整，无孔隙。
　　 将以上优化后的未添加任何添加剂的溶液作为基础溶液进行电化学测试。其中硫酸铜和氢氧化钠含量的增加促进了铜的阴极还原，而氢氧化钠含量的增加对甲醛加合物和乙醛酸的氧化析氢反应和铜的阳极溶解有促进作用，乙醛酸含量的增加对铜的溶解有抑制作用。并分别对单一添加剂和复合添加剂的影响进行了研究。结果发现，复合添加剂可以发挥不同添加剂的协同作用，从而改善了镀液性能。
　　 通过PdCl2加速分解实验法对以甲醛加合物和乙醛酸为还原剂的不同成分的镀液稳定性进行对比。结果发现，添加剂的复合，起到了加快反应、稳定镀液和延长镀液寿命的的作用。
　　 通过盐酸滴定法对不同系列还原剂的游离甲醛含量进行分析。亚硫酸钠的加入降低了游离甲醛含量，使得溢出甲醛含量减少，起到了环保作用。通过对市面用沉铜溶液与本实验沉铜液相比较，了解了本实验沉铜液的可行性，和发展意义。
　　 通过金像显微镜观察方法和百格试验法对背光级数和附着力进行分析来反映镀层质量，发现本实验获得的镀层外观良好，背光达到8.5级以上，附着力达到GB5270-85标准。

目录

声明

摘要

第一章 文献综述及课题背景

1．1 引言

1．2 PCB的概况

1．2．1 PCB的概念

1．2．2 PCB的发展状况

1．2．3 PCB的孔金属化

1．3 化学镀铜概念及研究进展

1．3．1 化学镀铜概念

1．3．2 化学镀铜研究进展

1．4 化学镀铜机理研究

1．4．1 热力学机理

1．4．2 动力学机理

1．4．3 电化学机理

1．5 化学镀铜前处理及可能出现的问题

1．5．1 除胶渣

1．5．2 中和

1．5．3 除油

1．5．4 微蚀

1．5．5 预浸

1．5．6 活化

1．5．7 加速

1．5．8 化学镀铜易出现的问题及对策

1．6 论文研究目的、背景及主要内容

1．6．1 论文研究背景、目的

1．6．2 主要研究内容

第二章 甲醛加合物和乙醛酸复合还原剂化学镀铜工艺参数研究

2．1 引言

2．2 仪器与药品

2．2．1 实验仪器

2．2．2 实验试剂

2．3 实验机理和方法

2．3．1 实验机理

2．3．2 实验方法

2．4 化学镀铜工艺参数探索

2．4．1 硫酸铜含量对沉积速率的影响

2．4．2 亚硫酸钠含量对沉积速率的影响

2．4．3 乙醛酸含量对沉积速率的影响

2．4．4 氢氧化钠含量对沉积速率的影响

2．4．5 络合剂含量对沉积速率的影响

2．4．6 添加剂的影响

2．5 不同情形表面形貌的对比及分析

2．6 本章小结

第三章 甲醛加合物和乙醛酸复合还原剂化学镀铜镀液性能测试

3．1 引言

3．2 实验仪器及实验方法

3．2．1 实验仪器

3．2．2 实验方法

3．3 阴阳极曲线测定

3．3．1 硫酸铜含量对阴极还原的影响

3．3．2 氢氧化钠含量对阴极还原和阳极氧化的影响

3．3．3 乙醛酸含量对阳极氧化的影响

3．3．4 单一添加剂对铜阴极还原的影响

3．3．5 共同添加剂对铜阴极还原的影响

3．3．6 单一添加剂对阳极氧化的影响

3．3．7 共同添加剂对铜阴极还原的影响

3．4 不同添加剂对本实验体系镀液稳定性测试

3．5 本章小结

第四章 不同还原剂性能对比

4．1 引言

4．2 实验仪器、试剂和实验方法

4．2．1 实验仪器

4．2．2 不同还原剂体系中各成分实验试剂

4．2．3 测定方法

4．3 甲醛、次磷酸钠和本实验体系的对比

4．3．1 甲醛+次磷酸钠体系中，甲醛含量对游离甲醛的影响

4．3．2 甲醛+次磷酸钠体系中，次磷酸钠含量对游离甲醛的影响

4．3．3 甲醛、甲醛+次磷酸钠和本实验体系反应次数对沉积速率对比

4．4 不同体系对游离甲醛影响的对比

4．5 本实验体系背光和附着力影响情况及其与次磷酸钠体系的对比

4．5．1 以甲醛加合物和乙醛酸为复合还原剂时背光和附着力影响

4．5．2 以次磷酸钠为还原剂时背光和附着力影响

4．6 市面用的沉铜溶液与实验相比较

4．7 本章小结

第五章 结论

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的论文