化学镀铜新工艺及相关机理研究

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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。
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