超填孔镀铜技术是印制电路板(PCB)尤其是高密度互联(HDI)板金属化制程的关键。目前,超填孔镀铜选择的都是酸性硫酸盐镀铜体系,而酸性硫酸盐镀铜的关键是添加剂的选择与使用。本文以加速剂为研究对象,根据分子的组成与结构特点将待研究的有机物分子分为两组:1)分子中含直链烷烃的;2)分子中含五元杂环的。首先,通过循环伏安、计时电位等电化学测试方法研究各有机物分子对镀铜过程的影响规律,结果表明:所有有机物分子都对镀铜过程具有加速效果,但加速响应时间与加速作用强度存在差别。接下来,详细揭示了加速剂浓度、对流强度以及氯离子对加速剂加速作用的影响规律,结果表明:1)H1、SH110、TPS和M存在临界浓度,它们均表现为在低浓度下加速铜沉积,而在高浓度下抑制铜沉积;2)对流强度越弱,加速剂对镀铜过程的加速作用越明显;3)DMPS和TPS在无氯条件下加速作用更强,其他加速剂均表现为抑制作用。然后,通过预吸附-脱附实验揭示加速剂分子在电极表面的吸脱附行为,结果表明:氯离子能增强加速剂分子在电极表面的吸附强度并延长脱附时间,但无氯条件下加速剂分子吸附量更多。为了进一步研究加速剂分子对镀铜过程影响的作用机制,借助旋转环盘电极(RRDE)技术研究加速剂分子对沉铜中间产物Cu+离子产量的影响规律,进而明确加速剂分子对沉铜速度控制步骤(RDS)的影响,结果表明:加速剂分子中巯基和磺酸钠基与Cu+的产量无关;而氯离子存在可以增强Cu+的氧化峰值。最后,通过计时电位法测试强、弱对流下的电位时间曲线,然后计算强弱对流下电位之间的差值,根据对流吸附理论(CDA)对加速剂分子的填孔效果进行预测,结果表明:MPS、TPS和M三种加速剂最可能实现超填孔。接下来,通过实际的电镀铜填盲孔实验对不同加速剂分子获得的镀铜层表面形貌、晶体结构以及填孔效果进行了表征,结果表明:MPS、SH110和TPS三种加速剂体系表面铜层在[200]方向生长取向增强,提高了表面铜层平整度和光亮度。但M体系表面铜层平整度很差。MPS、TPS和M都具备超填孔能力。通过引入整平剂对DMPS和M体系进行优化并验证H1和TPS能否作为单一添加剂实现超填孔,结果表明引入JGB能使DMPS体系实现超填孔,引入PN能提高M体系表面铜层平整度;H1和TPS均能作为单一添加剂实现超填孔,最佳填孔浓度分别为2.5 mg/L和5 mg/L。