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亚硫酸盐/硫代硫酸盐体系无氰镀铜:结果与讨论(一)

放大字体  缩小字体发布日期:2012-04-18  浏览次数:691

1.镀液稳定性及铁丝置换反应速度

 

    镀液稳定性是无氰镀铜工艺能否实际应用的关键之一。镀液中的主盐可以为氯化铜、氯化亚铜、硫酸铜或氧化亚铜。硼酸作为镀液的pH缓冲剂。SO2-3/S2O2-3不仅可以将镀液中的二价铜还原为一价铜,而且可以与一价铜形成配合物。为了使镀液中的一价铜稳定存在,避免产生氯化亚铜沉淀,镀液中也加入了与一价和二价铜离子均可形成配合物的胺化合物。

 

    正如邹忠利、李宁等[1]所述:相同的沉积电流效率下,二价铜镀液中沉积等量铜所需的总电量为一价铜镀液的两倍;镀铜液中能够稳定存在的是二价铜离子,而不是一价铜离子。亚硫酸盐和硫代硫酸盐与一价铜离子的配合物不稳定常数分别为3.1×10-9和6.0× 10-13,比氰化物的高得多,表明溶液中的一价铜离子稳定性较低,易被空气中的氧气氧化,或者在阳极上电解氧化。不含有硼酸和葡萄糖的镀液(pH 8.5)稳定时间为2.5 d,超过这一时限,溶液/空气界面的溶液中,一价铜会被空气中的氧气氧化为二价铜,溶液逐渐呈蓝绿色;含有硼酸的镀液(pH 8.5)稳定不变色的时间延长为5 d。含有硼酸和葡萄糖的镀液稳定性及铁丝置换反应‘实验结果如表l所示。显然,镀液的pH小于6.5时,溶液/空气界面溶液变为蓝绿色所需的时间很长,但铁丝置换反应速度快;pH高于6.5时,溶液/空气界面处的溶液变为蓝绿色所需的时间缩短,但铁丝置换反应速度变慢。因此,适宣的镀液pH为8左右。实验发现,搅拌镀液或者补充SO2-3/S2O2-3,溶液可从蓝绿色变回原先一价铜存在时的无色或淡黄色。

 

表1镀液稳定性及铁丝置换反应的实验结果

Table l Results ofbath stability test and iron replacement reaction

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