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随着信息社会不断进步,电子产品不断向着智能化和轻便化方向发展。线路板作为电子产品的载体,对电子产品的性能影响巨大。盲孔作为连接线路板中电子原件的通道,其填充质量的好坏决定了电子产品的电气性能。盲孔的填充常用的工艺是酸性硫酸盐电镀铜工艺,其镀铜质量的好坏跟添加剂息息相关。盲孔添加剂主要分为加速剂、整平剂和抑制剂,三者之间相互作用能够实现盲孔的完美填充。目前,盲孔添加剂的研究主要集中在添加剂的开发和复配,对单组份添加剂和复合添加剂在盲孔填充中作用机理鲜有研究。本论文以MPS(3-巯基-1-丙烷磺酸钠)为加速剂,IML(咪唑季铵盐)为整平剂,EPE4500(环氧乙烷与环氧丙烷共聚物)为抑制剂,分别研究了单组份添加剂MPS、IML和EPE4500在盲孔填充中的作用机理,之后通过三者组合研究组合添加剂在盲孔填充中的作用机理。主要研究内容及结果有如下四点。(1)在MPS单一体系中,MPS会与Cu+形成-S--Cu+络合物和-SO-3-Cu+络合物,且MPS浓度在6ppm时抑制作用达到最好,MPS加入到基础液后会使阴极电流密度正移、平衡电位负移,表明MPS此时起到了抑制铜离子沉积作用;在MPS-氯离子复合体系中,MPS能够形成MPS-Cu+-Cl-络合物,当MPS浓度为6ppm、氯离子浓度为60ppm时,加速作用达到最大,由于氯离子的存在,MPS加入到基础液后会使阴极电流密度负移、平衡电位正移,表明MPS此时起到了加速铜离子沉积作用。MPS在没有氯离子时会形成-S--Cu+和-SO-3-Cu+络合物而起到抑制作用,在有氯离子时会形成MPS-Cu+-Cl-络合物而起到加速作用;并提出了这些络合物都会以“单分子层”形式吸附于盲孔底部的理论模型。(2)在IML单一体系中,IML中N+会吸附在阴极表面电流密度较大的区域,且浓度在30ppm时抑制作用达到最大,IML加入到基础液后会使阴极电流密度正移、平衡电位负移,表明IML此时抑制铜离子沉积。在IML-氯离子复合体系中,IML能够形成-N+-Cl-络合物,当IML浓度为30ppm、氯离子浓度为60ppm时,抑制作用达到最大。对比两个体系,根据填孔结果和电化学测试结果可以发现,有氯离子存在时IML的抑制作用增强,这是由于IML形成的-N+-Cl-络合物是以“化学键”的方式吸附在阴极表面;提出了添加剂IML在无氯离子存在时是以“范德华”力和有氯离子存在时是以“化学键”的方式在电镀填盲孔中的作用机理模型。(3)在EPE4500单一体系中,EPE4500中的氧与Cu+形成-O--Cu+络合物,吸附在阴极表面抑制铜离子沉积,填孔结果和电化学测试结果表明EPE4500浓度在30ppm时,抑制作用达到最大。在EPE4500-氯离子体系中,单个EPE4500分子会形成多个-O--Cu+-Cl-络合物,此络合物稳定性强于O--Cu+络合物,填孔结果和电化学测试结果表明,当EPE4500浓度在30ppm、氯离子浓度在100ppm时,抑制作用达到最大。提出了EPE4500在盲孔上表面和孔口的作用模型。(4)在组合添加剂中,当MPS浓度在3-6ppm、IML和EPE4500浓度在30-50ppm范围内有利于实现盲孔的填充,其中MPS和IML在盲孔的填充中主要作用于盲孔孔口及上表面,EPE4500主要作用于盲孔上表面。填孔结果和电化学结果表明,组合添加剂中IML浓度的增加,能够抑制部分MPS的活性,即IML能使MPS失去活性,而EPE4500和IML之间存在协同作用。本论文研究成果对电镀添加剂的开发和应用有促进作用,对电镀铜填盲孔工艺、印刷线路板和电子工业都将起到很大的推动作用。