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超填孔镀铜是印制电路板上孔金属化制程的关键技术,而添加剂又是超填孔镀铜工艺的核心,因此围绕镀铜添加剂开展研究工作十分重要。本文以五元杂环、对甲苯衍生物为研究对象,在对比分析有机物分子结构特点的基础上,对其进行理论计算和电化学行为研究,揭示有机物分子中特征官能团对其在铜层表面吸附行为、沉铜速度以及填孔效果的影响,并对性能优异的加速剂分子进行了盲孔镀铜配方的设计优化。通过对含氮五元杂环的对比研究,明确了硫原子、碳硫双键以及苯环对铜沉积过程的影响。理论计算结果表明:这些特征官能团均可增强分子在铜层表面的吸附能力,其中硫原子是分子在铜层表面吸附的关键。电化学测试结果表明:在有氯离子(Cl-)存在的情况下,这些有机物分子均可加速铜沉积,加速能力的强弱顺序为:四氢噻唑硫酮(H1)>乙烯硫脲(N)>2-巯基苯并噻唑>2-巯基苯并咪唑>噻唑>咪唑。此外,深入研究了 H1与Cl-的作用关系,结果表明二者在铜层表面会发生竞争性吸附。以性能优异的H1和N为加速剂,进行盲孔镀铜配方的设计,通过镀液体系的调控,最终实现了对盲孔的超填充,填孔率分别为:80.2%和74.9%。接下来,以对甲苯衍生物为研究对象,对比研究了巯基(-SH)与磺酸根基团(HSO3-)对沉铜过程影响的差异。理论计算结果表明:-SH与HSO3-基团电子结构存在差异,即亲核攻击的分布位置不同;计时电位法结果证明对流强度对含有HSO3-基团分子在铜层表面的吸附具有明显影响。此外,深入分析了 HSO3-基团在铜沉积过程中的作用机制,结果表明HSO3-基团与Cl-的相互作用是加速铜沉积的关键。通过填盲孔实验分析-SH与HSO3-基团对镀液填孔性能影响的差异,并在此基础上优化了对甲苯磺酸钠镀液体系,使其实现“超填孔”。本文通过理论计算与电化学测试深入揭示了加速剂分子的构效关系,为后续设计合成新型高效的加速剂分子提供了理论基础。