印制电路板（Printed Circuit Board,PCB）作为各类电子信息产品的重要部件之一,其主要功能是支撑和互连电路元器件。而且,消费者对电子产品在智能化、轻薄化、小型化以及多功能化等方面的需求增长驱动着印制电路板不断向着高精度、高密度和高可靠性方向发展。通孔电镀铜是连接多层电路板的层与层之间的“桥梁”之一,并对下一代先进印制电路板制作有着重要指导意义。然而,直接采用直流电源进行通孔电镀时,孔内电流密度的不均匀分布和镀液传质的不佳都将导致通孔电镀技术的失败,而改变这一现象的有效途径就是向镀液中添加合适的添加剂。通孔电镀铜技术在国内市场的不成熟以及有机添加剂的短缺都使得寻找一种新型有效的添加剂配方成为一项非常有实际意义和价值的工作。本论文选择一种名为2,2’-二硫代二吡啶（DTDP）的新型含氮小分子化合物作为整平剂,通过分子动态模拟（MD模拟）、量子化学计算、X射线光电子能谱（XPS）、电镀、电化学测量、原子力显微镜（AFM）以及扫描电子显微镜（SEM）等测试手段,对该化合物在电镀铜过程中的作用效果和机理作了相关探究。本论文所做的主要研究工作和结果如下:1.本文采用量子化学计算和MD模拟对DTDP分子在铜表面的吸附情况作了相关理论计算和模拟,结果表明DTDP分子不仅存在N,S和吡啶环等丰富的活性位点,而且可以平行吸附在铜表面,并与铜表面有着较强的成键能力,这都暗示着DTDP分子在电镀过程中可以在铜表面形成一层吸附膜,减少铜离子与阴极表面的接触,从而阻碍阴极表面铜离子的沉积。其次,XPS元素检测和AFM测试结果表明,经DTDP分子浸泡后的铜面可能形成了N-Cu结构,且DTDP分子更易扩散至铜面的凸出位置且吸附量大,对铜的阻抑作用大,而反之亦然。这使得铜面凸出位置的铜沉积速度小于凹陷处,最终使铜面变得平整。综合上述结果,DTDP分子在理论上可作为一种潜在的整平剂。2.含不同浓度DTDP分子浓度的电镀液配方的电化学测量数据阐释了DTDP分子通过在铜表面形成一层吸附膜,进而增加阴极极化,增强抑制剂对铜沉积的阻碍作用。SEM测试和粗糙度模拟结果表明,在合适的范围内,DTDP分子浓度的增加可以降低镀层表面的平均粗糙度,使镀层表面变得平整。所有实验结果都为DTDP分子可以作为整平剂的猜想提供了强有力的数据支撑。3.采用预测的整平剂以及设计的电镀添加剂体系,通过对低深径比通孔进行电镀铜填孔实验,进而验证DTDP分子作为整平剂的猜想,并找出填孔效果最佳的添加剂参数组合。单因素和正交优化试验结果表明,添加剂浓度的微小变化对电镀效果的影响较为显著,只有当Cl-、SPS、PEG-10000和DTDP四种添加剂的浓度分别为60 mg/L、8 mg/L、250 mg/L和13 mg/L时,填孔效果最好,其平均填孔率高达91.7%。4.使镀层表面变得平整并使表面的平均粗糙度降低,以深镀能力作为指标,通过正交试验对不同高深径比通孔的电镀添加剂做了优化,结果表明,深径比约为10:1和8:1时,添加剂的最优参数组合均为:5 mg/L SPS、250 mg/L PEG、60 mg/L Cl-、2 mg/L DTDP,其深镀能力分别高达112.9%和110.0%;深径比为6.7:1时,添加剂的最优参数组合为:3mg/L SPS、200 mg/L PEG、60 mg/L Cl-、2 mg/L DTDP,其深镀能力高达103.4%。