Effects of 5，5-Dimethylhydantoin on Electroless Copper Plating

doi:10.7503/cjcu20220191

Abstract

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

CLC Number:

O646

TrendMD:

ZHENG Anni, JIN Lei, YANG Jiaqiang, WANG Zhaoyun, LI Weiqing, YANG Fangzu, ZHAN Dongping, TIAN Zhongqun. Effects of 5，5-Dimethylhydantoin on Electroless Copper Plating[J]. Chem. J. Chinese Universities, 2022, 43(8): 20220191.

Figures/Tables 5

References 21

22	Lu J. H.， Wang M. Y.， Deng X. M.， Electrochem. Soc. Japan， 2019， 87（4）， 214—219
23	Fang J. L.， Theory and Application of Electroplating Additive， National Defense Industry Press， Beijing， 2006， 321—322
	方景礼. 电镀添加剂理论与应用，北京：国防工业出版社， 2006， 321—322
24	Shu J.， Grandjean B. P. A.， Kaliaguine S.， Ind. Eng. Chem. Res.， 1997， 36（5）， 1632—1636
25	Guo R. H.， Jiang S. Q.， Yuen C.， J. Mater. Sci.， 2009， 20（1）， 33—38
26	Wang L. L.， Xu L.， Srinivasakannan C.， Koppala S.， Han Z. H.， Xia H. Y.， J. Alloys Compd.， 2018， 764， 177—185
27	Balaramesh P.， Venkatesh P.， Rekha S.， Surface Engineering.， 2014， 30（8）， 552—556
28	Wang J. Y.， Liu R.， Cai W. B.， Chem. J. Chinese Universities， 2008， 29（8）， 1644—1646
	王金意，刘冉，蔡文斌. 高等学校化学学报， 2008， 29（8）， 1644—1646
29	Jin Y. L.， Zhang Y.， Gu N.， Chem. J. Chinese Universities， 2008， 29（9）， 1859—1862
	金永龙，张宇，顾宁. 高等学校化学学报， 2008， 29（9）， 1859—1862
30	Ren X. F.， Song Y.， Liu A.， RSC Advances， 2015， 5（80）， 64997—65004
31	Pavlovich G. Z.， Luthy R. G.， Water Res.， 1988， 22（3）， 327—336
32	Puszy´ nska⁃Tuszkanow M.， Grabowski T.， Daszkiewicz M.， Wietrzyk J.， Filip B.， Maciejewska G.， Cie´ slak⁃Golonka M.， Inorg. Biochem. J.， 2011， 105（1）， 17—22
33	Liu A.， Ren X. F.， An M. Z.， Sci. Rep.， 2014， 4（5）， 1—10
34	Li W. Q.， Jin L.， Yang J. Q.， Wang Z. Y.， Yang F. Z.， Zhan D. P.， Tian Z. Q.， Chem. J. Chinese Universities.， 2021， 42（9）， 2919—2925
	李威青，金磊，杨家强，王赵云，杨防祖，詹东平，田中群. 高等学校化学学报， 2021， 42（9）， 2919—2925
35	Zhao M.， Yu L.， Akolkar R.， J. Phys. Chem. C， 2016， 120（43）， 24789—24793
1	Zhao F. C.， Mater. Dev. Appl.， 2001， 16（5）， 29—33
2	Wang J. C.， New Chem. Mater.， 2002， 30（7）， 16—18
3	Su W.， Yao L.， Yang F.， Li P.， Chen J.， Liang L.， Appl. Surf. Sci.， 2011， 257（18）， 8067—8071
4	Han E. G.， Kim E. A.， Oh K. W.， Synth. Met.， 2001， 123（3）， 469—476
5	Hong Y.， You X. Q.， Zeng Y.， Vacuum， 2019， 170（108967）， 1—6
6	Han X.， Wu W. G.， Yi L.， Thin Solid Films， 2006， 515（4）， 2607—2611
7	Yang F. Z.， Wu W. G.， Tian Z. Q.， Zhou S. M.， Acta Phys. Chim. Sin.， 2011， 27（9）， 2135—2140
	杨防祖，吴伟刚，田中群，周绍民. 物理化学学报， 2011， 27（9）， 2135—2140
8	Olivera S.， Handanahally B.， Muralidhara B.， J. Mater. Sci.， 2016， 51（8）， 3657—3674
9	Kang D. H.， Choi J. C.， Choi J. M.， Kim T. W.， Trans. Electr. Electron. Mater.， 2010， 11（4）， 174—177
10	Wang Z. L.， Li Z. X.， He Y.， J. Electrochem. Soc.， 2011， 158（11）， D664—D670
11	Shu Z. N.， Xu W.， Appl. Surf. Sci.， 2012， 258（14）， 5328—5331
12	Norkus E.， Vaskeli A.， Jaciauskiene J.， J. Appl. Electrochem.， 2005， 35（1）， 41—47
13	Lin Y. M.， Yen S. C.， Appl. Surf. Sci.， 2001， 178（1—4）， 116—126
14	Norkus E.， Kepenienė V.， Stalnionienė I.， CHEMIJA， 2012， 23（3）， 155—170
15	Wang H.， Jia J. F.， Song H. Z.， Ceram. Int.， 2011， 37（7）， 2181—2184
16	Wang L. J.， Sun L. L.， Jian L.， Bioresources， 2011， 6（3）， 3493—3504
17	Wu L. Q.， Yang F. Z.， Huang L.， Sun S. G.， Zhou S. M.， J. Electrochemistry， 2005， 11（4）， 403—406
	吴丽琼，杨防祖，黄令，孙世刚，周绍民. 电化学， 2005， 11（4）， 403—406
18	Shacham⁃Diamand Y. Y.， Electrochem. Solid⁃State Lett.， 2000， 3（6）， 279—282
19	Yang F. Z.， Yang B.， Lu B. B.， Huang L.， Xu S. K.， Zhou S. M.， Acta Phys. Chim. Sin.， 2006， 22（11）， 1317—1320
	杨防祖，杨斌，陆彬彬，黄令，许书楷，周绍民. 物理化学学报， 2006， 22（11）， 1317—1320
20	Gan X. P.， Wu Y. T.， Lei L.， Surf. Coat. Technol.， 2007， 201（16/17）， 7018—7023
21	Matsuda H.， Yae S.， Iwagishi T.， Transactions IMF， 1998， 76（6）， 241—243

[1]	HUANG Qiuhong, LI Wenjun, LI Xin. Organocatalytic Enantioselective Mannich-type Addition of 5H-Oxazol-4-ones to Isatin Derived Ketimines [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2022, 43(8): 20220131.
[2]	JIN Ruiming, MU Xiaoqing, XU Yan. Bio-chemical Synthesis of Melanin Precursor—— 5，6-Dihydroxyindole（DHI） [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2022, 43(8): 20220134.
[3]	GE Yicong, NIE Wanli, SUN Guofeng, CHEN Jiaxuan, TIAN Chong. Silver-catalyzed ［5+1］ Cyclization of 2-Vinylanilines with Benzisoxazoles [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2022, 43(8): 20220142.
[4]	YAO Yiting, LYU Jiamin, YU Shen, LIU Zhan, LI Yu, LI Xiaoyun, SU Baolian, CHEN Lihua. Preparation of Hierarchical Microporous-mesoporous Fe₂O₃/ZSM-5 Hollow Molecular Sieve Catalytic Materials and Their Catalytic Properties for Benzylation [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2022, 43(8): 20220090.
[5]	LI Xiaohui, WEI Aijia, MU Jinping, HE Rui, ZHANG Lihui, WANG Jun, LIU Zhenfa. Effects of SmPO₄Coatingon Electrochemical Performance of High-voltage LiNi_0.5Mn_1.5O₄Cathode Materials [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2022, 43(2): 20210546.
[6]	ZHANG Zhinan, CHENG Haiming, TENG Shiyong, ZHANG Ying. Synthesis and Optical Properties of RbPb₂Cl₅ [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2022, 43(11): 20220418.
[7]	WANG Yuanyue, AN Suosuo, ZHENG Xuming, ZHAO Yanying. Spectroscopic and Theoretical Studies on 5-Mercapto-1，3，4-thiadiazole-2-thione Microsolvation Clusters [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2022, 43(10): 20220354.
[8]	ZHOU Yonghui, HUANG Rujun, YAN Jianyang, LI Yajun, QIU Huanhuan, YANG Jinxuan, ZHENG Youxuan. Synthesis and Electroluminescence Properties of Two Iridium（Ⅲ） Complexes with Nitrogen Heterocycle Structures [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2022, 43(1): 20210415.
[9]	LI Chenchen, NA Yong. g-C₃N₄/CdS/Ni Composite as a Bifunctional Photocatalyst for H₂ Generation and 5-Hydroxymethylfurfural Oxidation [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2021, 42(9): 2896.
[10]	GAO Xiaole, WANG Jiaxin, LI Zhifang, LI Yanchun, YANG Donghua. Synthesis of NiO_x-ZSM-5 Composite Materials and Its Electrocatalytic Hydrogen Evolution Performance in Microbial Electrolysis Cell [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2021, 42(9): 2886.
[11]	LEI Xiaotong, JIN Yiqing, MENG Xuanyu. Prediction of the Binding Site of PIP₂ in the TREK-1 Channel Based on Molecular Modeling [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2021, 42(8): 2550.
[12]	ZHU Qichen, XIONG Ming, TAO Siyu, TANG Siwei, REN Qizhi. Effect of Light Source on the Photocatalytic Performance of Dihydroxynaphthalene by Water-soluble Sulfonated Porphyrins [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2021, 42(6): 1933.
[13]	LI Jian, YU Mingming, SUN Yuan, FENG Wenhua, FENG Zhaochi, WU Jianfeng. Effect of Aqueous Solution pH on the Oxidation of Methane to Methanol at Low Temperature [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2021, 42(3): 776.
[14]	YU Xia, SONG Chenhai, GUO Xiangke, XUE Nianhua, DING Weiping. Cooperative Catalysis of Adjacent Acid Sites in Zeolite HZSM-5 [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2021, 42(1): 239.
[15]	GUO Shujia, WANG Sen, ZHANG Li, QIN Zhangfeng, WANG Pengfei, DONG Mei, WANG Jianguo, FAN Weibin. Regulating the Acid Sites Distribution in ZSM-5 Zeolite and Its Catalytic Performance in the Conversion of Methanol to Olefins [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2021, 42(1): 227.