1 陶瓷基上化学镀铜的研究 1 前言陶瓷具有各向同性、高耐磨、高强度、高绝缘、低热膨胀系数等优良的性能。陶瓷表面金属化不仅解决了陶瓷微粒与金属基体的浸润问题，而且通过焊接可使陶瓷与电子元件相连接。因此，可广泛用于航空航天和微电子工业。以甲醛作还原剂的化学镀铜液在施镀过程中除Cu2+被还原而沉积外， 还存在形成 Cu2O及其歧化反应的副反应，从而导致镀液分解、沉积速率下降和镀层性能恶化等问题[1] 。故应在镀液中加入适宜的添加剂，如亚铁氰化钾和a，a’- 联吡啶以提高镀液的稳定性，减少副反应和改善镀层性能。董超[1] 等应用电化学恒电势扫描法研究了a，a’- 联吡啶、L- 精氨酸和亚铁氰化钾等添加剂的极化行为，指出这三种添加剂在化学镀铜中均起稳定作用，但作用机理不尽相同。刘兴平研究了甲醇、亚铁氰化钾和a，a’- 联吡啶对化学镀铜液稳定性的影响，结果发现，三者混合使用对镀液的稳定效果比单独使用时好。本文探索了镀液中存在a，a’- 联吡啶和亚铁氰化钾时的化学沉积铜过程，根据镀液沉积速率经验方程 [3 ，4] ，研究了镀液中a，a’- 联吡啶和亚铁氰化钾对铜沉积活化能的影响，并探讨了温度和添加剂对镀液和镀层性能的影响。2 实验部分2.1 镀液基础配方镀液基础配方为：CuSO4·5H2O28.0g/L ，乙二胺四乙酸二钠44.0g/L ，NaOH20.0g/L，甲醛 (37%)11.0ml/L，用去离子水配制溶液。2.2 实验方法2 将半径为0.75cm 的陶瓷片进行清洗→粗化→敏化→活化→还原等预处理[5] 。化学镀铜在 250mL的烧杯中进行，镀液体积为100mL，陶瓷片悬挂在镀液中，施镀过程中不断地用空气搅拌器鼓入空气。在保持其它组分和工艺条件不变的前提下，控制温度为35℃、40℃、45℃、 50℃、 55℃、 60℃、 65℃和 70℃，进行化学镀铜。根据化学镀前后的质量变化、所用时间，求得沉积速率。3 化学镀铜基本过程及反应活化能化学镀铜按下列两个半反应进行，阳极反应： 2HCHO十 4OH-→2HCOO-十 2H2O十 H2十 2e阴极反应： Cu(EDTA)2- 十 2e→ Cu+ED-TA4-总反应： Cu(EDTA)2-十 2HCHO十 4OH-→Cu 十 2HCOO-十 H2十 2H2O十 ETTA4-化学镀铜沉积速率受镀液温度、铜离子浓度、甲醛浓度、络合剂浓度、稳定剂浓度和pH 值的影响。 由于添加剂也影响化学镀铜基本过程，因此， 上述 4 种配方的化学镀铜沉积速率为：υ 1=K[Cu2+]a[HCHO]b[OH-]c[ED-TA4-]dexp(-Ea1/RT)υ 2=K[Cu2+]a[HCHO]b[OH-]c[ED-TA4-]d[K4Fe(CN...
