电解铜箔添加剂研究进展

徐建平

（江西省江铜耶兹铜箔有限公司，江西 南昌 330096）

在电子工业当中，电解铜箔是非常重要的材料之一，是电子行业发展的基础材料。所谓电解铜箔铜箔就是通过电沉积技术，获得沉积层的技术。该技术优点众多，具有操作简单、效率快、纯度高等特点，所以被多个电子工业领域（CCL、PCB）广泛应用。

在电解铜箔的制作工作中，要想使得电解铜箔的效率和质量进一步提高，就需要在制备中使用添加剂。关于电解铜箔技术可以使用的添加剂有很多，这些添加剂可以在制备过程中发挥有效的作用。例如氯离子能够对金属异常生长起到一定的抑制作用；胺类化合物对高电流密度区的组化作用起到增强的效果；添加剂能够进一步提升电解铜箔产品的性能，所以对于电解铜箔添加剂研究对于电子行业的意义非常重要。

1 发展历程

电解铜的研究历史非常悠久，在1840年就有电解铜的申请专利，在后来的研究中，学者们发现酸性镀铜不仅仅在操作上相对简单，而且在安全性、废水处理等问题都有着一定的优势，并且在电解铜的过程中使用添加剂可以更好的进行反应，于是人们就开始了关于电解铜添加剂的研究，这个研究最早可以追溯到1940年。

在上世纪40年代，就有学者提出通过使用硫脉及其衍生物作为电解铜实验中的光亮剂，不过在这个过程中通过水解会产生有害的硫化物，这种硫化物会使得镀层变脆，缺乏实用价值，必须要对硫脉的性能进行改善，在试验的过程中，研究人员分别使用了硫脉衍生物，类似乙酞硫脉,磺化乙酞硫脉等进行替代，也尝试通过添加甘油等添加剂试图降低镀层脆性，但是都没有取得非常显著的效果。

在上世纪70年代，很多西方国家都展开了新型光亮剂的研究，并且也取得了一定的效果，镀层的光亮程度、平整性、韧性都有很大的提升，不过这些光亮剂并不完美，当超过30℃时，镀层的整体性能就会发生明显的下降。后来很多国家继续展开研究，希望可以研制出能够更好的对镀层综合性能进行改良的优秀添加剂，一直到1988年，德国学者终于研究出一种叫做Cuprostar的单一无硫添加剂，这是电解铜添加剂研究的重大发展，标志着添加剂开始向单一化发展。

到上世纪末期，关于添加剂的研究呈现出百花争放的态势，很多国家开始着重研究染料添加剂。开发出了瑞期869、安丽特869,大和210、大和910多个复合染料，这种染料添加剂虽然能够对镀层的光亮、整平性起到一定的作用，但是却增加了镀层的脆性，不利于后期的进一步加工。

在进行21世纪之后，随着科技的发展，人们对于电子产品的需求也越来越大，对于电解铜添加剂的研究也越来越重要，很多学者以及电子工业公司继续进行非染料添加剂的研究，并取得了积极的效果。当前，美国学者研究的EPI系列是当今最优秀的非染料添加剂产品之一，并在高端产品领域得到了良好的运用。

2 添加剂研究现状

2.1 含硫有机物

含硫有机物的添加剂最早进行研究，并开始试用的添加剂之一，在最初的研究中，采用MN型系列，这个系列的最大弊端是出光慢、效率低、尤其是在低电流密度区光亮度不足且整平性不足。为了对MN系列进行有效的改善，研究人员在其中进行了其他含有N、S、O等杂原子的有机物，通过这些有机物试图增加阴极极化，进而改善低电流密度区的光亮度和整平性不足的问题，希望可以进一步拓宽使用温度的范围。

在酸性电镀铜当中，通常会选用丙烷磺酸盐的衍生物，也就是硫代丙烷磺酸盐作为光亮剂，研究表明在单独使用硫二丙烷磺酸钠时，会对铜的沉积起阻化作用，而与氯离子共同作用时表现为去极化作用，且其去极化作用明显比C1一单独存在时大，SPS与C1一表现出很好的协同作用。

2.2 胺类化合物及其衍生物

通过胺类化合物及其衍生物中的N原子，可以在电解的过程中被阴极吸附，在进行通电之后，起到非常显著的阴极极化作用，胺类化合物可以充当整平剂也可以充当低电流密度区的光亮剂，能够在酸性镀铜添加剂中起到配位协同的作用。

通过胺类化合物的添加，可以有效的在电解沉积时，对高电流密度区的组化作用起到增强的效果，是非常良好的酸铜走位剂。

不过在使用的过程中，单独使用的效果欠佳，需要和硫类光亮剂进行配合使用，并且在使用的过程中需要控制好用量，如果用量过度反而会使得光亮度降低。

2.3 改性有机物及天然提取物

在电解铜添加剂的研究中，关于材料改性的方法有很多，在以往的研究中会通过化学添加剂进行材料改性，近年来有学者发现很多天然植物也可以作为添加剂，并且具有良好的效果。我国海南理工大学杨晓静教授，就进行了改性甲壳胺的相关研究，并在试验中发现将改性甲壳胺作为酸性镀铜添加剂，可以帮助镀层获得更加良好的整平性和光亮性。而且在进一步的研究中发现，改性甲壳胺可以吸附在金属表面，起到减小扩散系数、增大阴极极化的作用。国外学者Muresan等也进行了七叶树提取物的研究，发现所提取的物质，在与明胶、硫脉等添加剂进行比较时，所提取的添加剂IT-85可以对铜的电结晶起到抑制作用，能够获得更加平整的镀层。

3 结论

在电子工业迅速发展的当今时代，随着电子产品的不断升级，就需要获得光亮度和整平性更加良好的双光铜箔材料。要想我国电子制造行业进一步发展，就必须要充分借鉴国外优秀的电解铜箔添加剂研究方法，在结合我国实际情况后，不但发展更新的添加剂复配技术，争取早日通过对电解工艺条件的改善，完成对进口铜箔的取代。在本文中，通过对国外电解铜箔添加剂研究发展进程的分析，希望可以找出制作高效电解铜箔添加剂的突破口，这对我国电子行业的发展，有着非常重要的意义。