5,5-二甲基乙内酰脲在化学镀铜中的作用

doi:10.7503/cjcu20220191

摘要/Abstract

摘要：

在以酒石酸钾钠和乙二胺四乙酸二钠为双配位剂、甲醛为还原剂的化学镀铜液中, 研究了5，5-二甲基乙内酰脲(DMH)在化学镀铜中的作用. 化学镀铜实验结果表明, DMH提高了镀液的稳定性; 扫描电子显微镜(SEM)结果表明, DMH使镀层颗粒尺寸减小, 镀层光亮致密; 紫外-可见光谱结果表明, DMH在镀液中与Cu(II)不发生强配位作用; 线性伏安扫描结果表明, DMH在化学镀铜过程中能抑制Cu⁺的产生或促进Cu⁺快速还原, 降低甲醛的氧化速率; X射线衍射(XRD)结果表明, 在含和不含DMH化学镀铜液中, 得到的铜镀层均呈现面心立方混晶结构的特征, 且未出现Cu₂O夹杂衍射峰.

关键词: 化学镀铜, 双配位剂体系, 5, 5-二甲基乙内酰脲, 镀液稳定性

Abstract:

In this paper， the effects of 5，5-dimethylhydantoin（DMH） on electroless copper plating were studied in the solution containing sodium potassium tartrate and disodium ethylene diamine tetraacetic acid as the complexing agents， and formaldehyde as the reducing agent. The experimental results of the electroless copper plating show that DMH can improve the stability of the bath. SEM and appearance images show that DMH can reduce the particle size of the copper coating and make the coating brighter and more compact. UV-Vis absorption spectra reveal that DMH does not strongly coordinate with Cu（II） in the bath. Linear voltammetry curves illuminate that DMH can inhibit the generation of Cu⁺ ions or promote the reduction of Cu⁺ ions， and reduce the oxidation rate of the formaldehyde during electroless copper plating. XRD patterns show that the copper coatings obtained from the baths both with and without DMH present the same face-centered cubic multi-crystal structures. No Cu₂O diffraction peak is detected.

Key words: Electroless copper plating, Double complexing agents bath, 5, 5-Dimethylhydantoin, Bath stability

中图分类号:

O646

TrendMD:

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图/表 5

Fig.1 SEM and appearance(inset) images of copper coatings without DMH(A) and with 5 g/L DMH(B)

Fig.2 UV?Vis absorption spectra of different coordination agents and Cu(II) at different mole ratioscCu（II）=0.87 mmol/L； a. CuSO4； b. cCu（II）∶cC4H4O6=1∶1； c. cCu（II）∶cC4H4O6=1∶2； d. cCu（II）∶cEDTA=1∶1； e. cCu（II）∶cEDTA=1∶2； f. cCu（II）∶cEDTA∶cC4H4O6=1∶1∶1； g. cCu（II）∶cEDTA∶cC4H4O6∶cDMH=1∶1∶1∶0.5； h. cCu（II）∶cEDTA∶cC4H4O6∶cDMH=1∶1∶1∶1； i. cCu（II）∶cEDTA∶cC4H4O6∶cDMH=1∶1∶1∶2； j. cCu（II）∶cEDTA∶cC4H4O6∶cDMH=1∶1∶1∶4.

Fig.3 Linear voltammetry curve of anodic oxidation of formaldehyde in electroless copper plating base solution without DMH(a) and with 5 g/L DMH(b)(scanning rate: 20 mV/s)

Fig.4 Linear voltammetry curve of cathodic reduction of Cu(II) coordination in electroless copper plating base solution without DMH(a) and with 5 g/L DMH(b)(scanning rate: 20 mV/s)

Fig.5 XRD patterns of copper coating from basic plating base solution without DMH(a) and with 5 g/L DMH(b)

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