化学镀铜新工艺及相关机理研究

摘要

由于化学镀可以在非金属材料及复杂基件上获得均匀镀层，该方法被广泛应用于电子、计算机、机械、化学化工等工业领域。本论文的工作主要分为两个部分，一部分为在载玻片表面涂覆一层PdCl2掺杂的ZnO薄膜，使得化学镀可以直接进行，所获得镀层附着力强、表面平整光滑；另一部分为在次磷酸钠化学镀铜体系中，研究2，2’-联吡啶/亚铁氰化钾复合添加剂对化学镀铜的影响；具体研究工作如下：
　　 (1)本文先采用溶胶-凝胶法在普通载玻片上沉积ZnO溶胶薄膜，并着重研究了ZnO溶胶薄膜的TG和DSC曲线、ZnO溶胶薄膜中间产物和最终产物的红外图谱，以考察掺入的PdCl2是否在溶胶-凝胶中发生反应或产生影响。同时采用SEM和XRD对ZnO薄膜的形貌和结构进行分析。研究结果表明：PdCl2并未在溶胶-凝胶中发生反应，但PdCl2的加入使ZnO薄膜的生长远离平衡条件，造成失稳分解，导致掺杂后的ZnO薄膜呈现无序的连续两相交织结构。
　　 (2)研究在PdCl2掺杂ZnO薄膜的载玻片上直接进行化学镀铜的方法。通过表面形貌分析可知，在掺杂ZnO薄膜上，镀层按Volmer-Weber型生长方式生长。镀层表面粗糙度随沉积时间的增加先增后降，所得的镀层表面致密、平整、光滑。由X射线衍射分析可知，在PdCl2掺杂ZnO薄膜上沉积的镀层晶粒(111)晶面衍射峰尖锐，与基体结合牢固，其电阻率为0.0951μΩ·m。
　　 (3)研究了在以次磷酸钠为还原剂的化学镀铜体系中，2，2’-联吡啶/亚铁氰化钾复合添加剂对化学镀铜的影响。研究结果表明：较之单一添加剂，10 mg/L2，2’-联吡啶和4 mg/L亚铁氰化钾复合添加剂所得铜镀层纯度更高(w(Cu)=96.27％)，外观更加光亮、致密和均匀，铜层表面平均电阻率也降低为0.0229μΩ·m。