不同品质的焦磷酸盐对电镀铜的影响

摘要：采用赫尔槽试验、哈林阴极法、贴滤纸法及稳态阴极极化测量，研究了分别由ACTl和普通国产焦磷酸盐配制的镀铜液的性能差别，采用络合能力指数(CAI)对不同品质焦磷酸钾的络合能力进行评价。结果表明，采用络合能力指数高的ACTl焦磷酸盐配制的镀铜液，其分散能力、络合能力和镀层致密性、孔隙率均优于以络合能力指数低的普通焦磷酸盐配制的镀铜液。杂质正磷酸根离子严重影响ACTl焦磷酸盐镀铜液的极化性能：随着其质量浓度增大，槽电压升高，镀液的络合能力降低。三聚磷酸根离子对ACTl焦磷酸盐镀铜液的极化性能影响不大。

关键词：电镀铜；焦磷酸盐；络合能力指数；分散能力；阴极极化；金相组织；孔隙率

中图分类号：TQl53．14    文献标志码：A

文章编号：1004—227X(2009)02—0008—04

Effect of pyrophosphate quanty on copper electroplating／／SUN Song-hua*，WANG Jun，CAO Hua—zhen，ZHENG Gu0—qu

Abstract：The performance differences between the Cu plating baths prepared respectively with ACTI and ordinary China—made pyrophosphates were studied by Hull cell test， Haring cell method，filter paper method and steady—state cathodic polarization measurement．The complexing capabilities of potassium pyrophosphates of different qualities were evaluated by determination of complexing capability index fCAI)．The results showed that the CU plating bath prepared with ACTI pyrophosphate has higher throwing power and complexing capability than that prepared with ordinary pyrophosphate，producing Cu deposits with better compactness and less porosity．Orthophosphate ions，as impurities，greatly affect the polarization of ACTI pyrophosphate Cu plating bath．The increase in the mass concentration of orthophosphate results in an increased cell voltage and a decreased complexing capability of the bath． Tripolyphosphate ions have a slight effect on the polarization of ACTI pyrophosphate Cu plating bath．

Keywords：copper electroplatin9；pyrophosphate；complexing capability index；throwing power；cathodic polarization； metallographic structure；porosity

First-author’S address：Home Office of American ChemTech Inc．in Asia，Hangzhou 3 1 1 200，China

1 前言

铜镀层广泛用于钢铁件多层镀覆以及镀锡、镀金、镀银等的“底”层，以提高基体金属与镀层的结合力。当铜镀层无孔时，可大大提高表面镀层的抗蚀性。目前，工业上最普遍的电镀铜方法是使用含氰化物盐类的镀液^[1-3]。氰化镀液最大的缺点是具有毒性，在使用过程中对环境带来危害。采用低毒或无毒的镀铜方法是电镀行业的发展趋势。

焦磷酸盐镀铜工艺成分简单，镀液稳定，电流效率高，均镀能力和深镀能力较好，镀层结晶细致，镀速快，电镀过程中没有刺激性气体逸出，是一种低毒、性能优异的镀铜方法^[4-6]。焦磷酸盐镀液的主要成分是供给铜离子的焦磷酸铜和作为络合剂的焦磷酸钾，此两者能相互作用而生成络盐焦磷酸铜钾。焦磷酸钾除了与铜生成络盐外，还有一部分游离于镀液中，它不仅可使络盐稳定，而且可提高镀液的均镀能力和深镀能力。本文根据焦磷酸盐镀铜方法，比较了不同品质的焦磷酸铜和焦磷酸钾对镀液及镀层性能的影响，并分析了杂质正磷酸根离子和三聚磷酸根离子对电镀液的影响。

2  实验

2．1材料

  ACTl焦磷酸钾K₄P₂0₇和ACTl焦磷酸铜 Cu₂P₂0₇·4H₂0均由美国化学技术公司提供，并分别采用ACTl 2156-2002及ACTl 2157-2002标准检测(以离子交换柱色谱法分离样品中的焦磷酸盐、正磷酸盐、三聚磷酸盐、三偏磷酸盐和多聚磷酸盐后，采用磷钼酸喹啉重量法测定)；普通焦磷酸钾K₄P₂0_{7注：本站部分资料需要安装PDF阅读器才能查看，如果你不能浏览文章全文，请检查你是否已安装PDF阅读器！}