电子电镀添加剂的分子设计

张磊

摘 要：文章通过对当前电子电镀添加剂的研究方法的具体介绍，指出了现阶段研究的成果和不足。并探索出了更为科学和先进的设计方法，从分子设计角度上详细阐述了添加剂的构成以及设计结构与成品效果的联系，进一步强调了以合理科学的方法进行电子电镀添加剂分子结构设计的重要性和必要性。

关键词：电子电镀；分子设计；合成

中图分类号：TQ153.13文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）05（c）-0000-00

随着科学技术的不断发展，电子电镀技术也更为成熟和先进。在电子电镀过程中最为普遍和重要的类型就是锡金属及锡合金的电镀，其应用广泛的存在于工业产品的加工制作中。在无添加剂的情况下，镀锡所获得的成果并不完美，加工品基本是粗糙和松散的，这是因为镀锡的过程中存在较快的化学反应速度、较大的电流、较低的电压，因此想要成功的镀锡离不开添加剂的使用。

1添加剂的设计方法

将添加剂的分子结构按照其各部分的特征、功能进行合理的分组设计，再规划每个比分的具体形态和构成。这种有针对性和适用性的方法是值得考虑并采用的。不同的种类、形态、范畴使得添加剂分类的方法也千差万别，现阶段还没有任何规范、完善的方法来对添加剂的组成进行划分、归类。目前主要有光亮剂、加速剂、整平剂等常见的添加剂，镀锡使用的添加剂应属于光亮剂、抗氧化剂这一类型[1]。只有全面地了解使用添加剂物质的具体性能才能更完美地设计出添加剂的结构。目前也有一些中间体来进行专业的添加剂生产，并已初具规模形成了完整的产业链。但针对镀锡添加剂的中间体只占很小一部分，大部分都是其他金属的项目。因此，研究分组功能是非常重要的，在制定可供选择的添加剂类型之前，先构建一个涵盖了不同性能的基础组成的规划蓝图，制定完成后，对单个类型的添加剂行进考核，最后将对单体研究的内容融入到对多种类型性能的研究中。完成了这些基础研究后，就可以着手开始构建添加剂分子结构的设计体系[2]。

2 添加剂的制配方法

添加剂可以通过对电沉积的过程及电沉积的质量进行合理的调控来实现对物质形态、大小、构成、性能的控制。而物质的外貌形态往往会影响沉积层的质量，因此使用添加剂对其加以控制是必不可少的。工业生产中对沉积层性质的要求在不断提高，因此添加剂的功效也应该日益强大，电子电镀添加剂的分子设计也应更加完善。目前主要采用的是用构成基础部分的分子结构尝试拼凑或将分子结构组合起来进行筛选的方法[3]。这样的方法并不合理，很大程度上使工作更加复杂、冗余，也无法保证添加剂的性能，这样就大大降低了工作效率。

添加剂组分的合成和组分间的混合是添加剂制配的两个主要组成部分。添加剂作为一种具有配方性的产品，绝大多数情况下，其制配与多种组分的混合是密不可分的，只有把各组分更好地协调、配合起来，使各组分互相影响、互相作用，才能使制配好的添加剂性能更加优良。

3 添加剂的考核方法

研发添加剂的过程非常复杂、繁琐，新研发的添加剂在实际应用到工业生产中之前，必须针对其特点和性能进行规范的、全面的、完善的评估与考核。不仅要在实验室对其理论上的可行性进行考核，更要在工厂器械中对其实际上的适用性和在特殊情况下会出现的各种问题进行观察和考核。以下内容是考核中应该具备的项目：添加剂的的物理性质、电镀液体的物理性质、电镀液体的性能、电镀层的外观形态和性能、添加剂抗老化的功能等。结合考核的结果，对其进行进一步的分析、讨论，对添加剂设计的具体参数进行相应合理地调整，并建立一个按这种模式运行的考核体系，今后对添加剂的考核都严格按照这些步骤来进行。

4 添加剂的分子结构设计

生产出具有优质性能的产品是涉及添加剂的主要目标。现实际工作中，添加剂的种类、性能繁多复杂，不同添加剂对不同电镀也会产生不同的作用。添加剂具有优质的性能是对其设计的最主要要求。如，要使工业产品具有良好的外观、坚韧的硬度、较强的可焊性和密度等；同时，也要使电镀液具有较强的平整能力和覆盖能力、较快的沉积、较好的电流效率等。普遍情况下，电镀添加剂都是多种性能分子结构的整合体，各种分子结构间相互联系、相互影响。其性能是对个分子结构整合的结果，与单个结构的性能是不同的。添加剂的能效受到许多状况的影响，存在着很大的复杂性，设计时往往采用经验性的、模糊性的方法，这使得添加剂设计的目标难以达成。

添加剂的效果主要表现在电极表面的分子结构的各种表现及化学反映情况。添加剂的性质是由其分子构成决定的。分子大小、官能团结构、邻近基团、和碳架结构等是影响分子结构特性的主要因素。一定要从分子水平的角度，全面探索分子结构和产生不同化学反应的联系，必须从分子水平上系统地研究分子结构与电化学性能之间的关系，研究产生这种化学反应的原理。通过对分子结构的不同作用引起添加剂性能的变化的研究，实现对分子结构影响化学性质的深入理解与认识，更好的优化添加剂的设计。

然而，现阶段对电镀添加剂设计的方法还是过于经验化，无论是在思想上还是研发过程中都存在着一定的局限性，从分子水平的角度来设计的方法也只是理论上的构想。因此，对添加剂的分子设计进行更全面、更深入的讨论与探索是十分重要的，这样才能为构建更合理、更全面的添加剂设计方法和体系。结合当前情况，在进行添加剂的分子设计时，应该尽可能地运用分子结构发生各种化学反应的理论知识和信息，进一步对分子构成与添加剂性能之间存在的关系和规律进行探索，结合分子结构的研究成果，设计规划出添加剂的分子结构。

5 结束语

电子电镀添加剂的研发、设计、使用、作用过程十分复杂，影响这些部分的因素很多，对这些因素所造成的影响目前还并没有相关的解决方案以及系统的理论解释。但只要能按照前文中所描述的各阶段的方法来工作，就能很大程度上保证添加剂具有良好的性能。同时，不断完善电子电镀添加剂设计的理论基础和操作能力，努力转变为从分子水平来进行设计工作，设计出的添加剂就会日趋完美，该行业的发展也会更加迅速，进而促进我国工业水平的提高。

参考文献

[1]贺岩峰，王鹤坤，刘鹤等.基体表面性质对引线框架上无铅镀锡层的影响[J].电镀与环保，2011（2）：1-4

[2]沈品华.现代电镀手册（上册）[M].北京：机械工业出版社，2010（4）：21-35

[3]贺岩峰，张莹莹，高学朋等.电子电镀添加剂的分子设计[J].电镀与涂饰，2012（2）：1-5