電解銅箔添加劑研究進展

徐建平

（江西省江銅耶茲銅箔有限公司，江西 南昌 330096）

在電子工業當中，電解銅箔是非常重要的材料之一，是電子行業發展的基礎材料。所謂電解銅箔銅箔就是通過電沉積技術，獲得沉積層的技術。該技術優點眾多，具有操作簡單、效率快、純度高等特點，所以被多個電子工業領域（CCL、PCB）廣泛應用。

在電解銅箔的制作工作中，要想使得電解銅箔的效率和質量進一步提高，就需要在制備中使用添加劑。關于電解銅箔技術可以使用的添加劑有很多，這些添加劑可以在制備過程中發揮有效的作用。例如氯離子能夠對金屬異常生長起到一定的抑制作用；胺類化合物對高電流密度區的組化作用起到增強的效果；添加劑能夠進一步提升電解銅箔產品的性能，所以對于電解銅箔添加劑研究對于電子行業的意義非常重要。

1 發展歷程

電解銅的研究歷史非常悠久，在1840年就有電解銅的申請專利，在后來的研究中，學者們發現酸性鍍銅不僅僅在操作上相對簡單，而且在安全性、廢水處理等問題都有著一定的優勢，并且在電解銅的過程中使用添加劑可以更好的進行反應，于是人們就開始了關于電解銅添加劑的研究，這個研究最早可以追溯到1940年。

在上世紀40年代，就有學者提出通過使用硫脈及其衍生物作為電解銅實驗中的光亮劑，不過在這個過程中通過水解會產生有害的硫化物，這種硫化物會使得鍍層變脆，缺乏實用價值，必須要對硫脈的性能進行改善，在試驗的過程中，研究人員分別使用了硫脈衍生物，類似乙酞硫脈,磺化乙酞硫脈等進行替代，也嘗試通過添加甘油等添加劑試圖降低鍍層脆性，但是都沒有取得非常顯著的效果。

在上世紀70年代，很多西方國家都展開了新型光亮劑的研究，并且也取得了一定的效果，鍍層的光亮程度、平整性、韌性都有很大的提升，不過這些光亮劑并不完美，當超過30℃時，鍍層的整體性能就會發生明顯的下降。后來很多國家繼續展開研究，希望可以研制出能夠更好的對鍍層綜合性能進行改良的優秀添加劑，一直到1988年，德國學者終于研究出一種叫做Cuprostar的單一無硫添加劑，這是電解銅添加劑研究的重大發展，標志著添加劑開始向單一化發展。

到上世紀末期，關于添加劑的研究呈現出百花爭放的態勢，很多國家開始著重研究染料添加劑。開發出了瑞期869、安麗特869,大和210、大和910多個復合染料，這種染料添加劑雖然能夠對鍍層的光亮、整平性起到一定的作用，但是卻增加了鍍層的脆性，不利于后期的進一步加工。

在進行21世紀之后，隨著科技的發展，人們對于電子產品的需求也越來越大，對于電解銅添加劑的研究也越來越重要，很多學者以及電子工業公司繼續進行非染料添加劑的研究，并取得了積極的效果。當前，美國學者研究的EPI系列是當今最優秀的非染料添加劑產品之一，并在高端產品領域得到了良好的運用。

2 添加劑研究現狀

2.1 含硫有機物

含硫有機物的添加劑最早進行研究，并開始試用的添加劑之一，在最初的研究中，采用MN型系列，這個系列的最大弊端是出光慢、效率低、尤其是在低電流密度區光亮度不足且整平性不足。為了對MN系列進行有效的改善，研究人員在其中進行了其他含有N、S、O等雜原子的有機物，通過這些有機物試圖增加陰極極化，進而改善低電流密度區的光亮度和整平性不足的問題，希望可以進一步拓寬使用溫度的范圍。

在酸性電鍍銅當中，通常會選用丙烷磺酸鹽的衍生物，也就是硫代丙烷磺酸鹽作為光亮劑，研究表明在單獨使用硫二丙烷磺酸鈉時，會對銅的沉積起阻化作用，而與氯離子共同作用時表現為去極化作用，且其去極化作用明顯比C1一單獨存在時大，SPS與C1一表現出很好的協同作用。

2.2 胺類化合物及其衍生物

通過胺類化合物及其衍生物中的N原子，可以在電解的過程中被陰極吸附，在進行通電之后，起到非常顯著的陰極極化作用，胺類化合物可以充當整平劑也可以充當低電流密度區的光亮劑，能夠在酸性鍍銅添加劑中起到配位協同的作用。

通過胺類化合物的添加，可以有效的在電解沉積時，對高電流密度區的組化作用起到增強的效果，是非常良好的酸銅走位劑。

不過在使用的過程中，單獨使用的效果欠佳，需要和硫類光亮劑進行配合使用，并且在使用的過程中需要控制好用量，如果用量過度反而會使得光亮度降低。

2.3 改性有機物及天然提取物

在電解銅添加劑的研究中，關于材料改性的方法有很多，在以往的研究中會通過化學添加劑進行材料改性，近年來有學者發現很多天然植物也可以作為添加劑，并且具有良好的效果。我國海南理工大學楊曉靜教授，就進行了改性甲殼胺的相關研究，并在試驗中發現將改性甲殼胺作為酸性鍍銅添加劑，可以幫助鍍層獲得更加良好的整平性和光亮性。而且在進一步的研究中發現，改性甲殼胺可以吸附在金屬表面，起到減小擴散系數、增大陰極極化的作用。國外學者Muresan等也進行了七葉樹提取物的研究，發現所提取的物質，在與明膠、硫脈等添加劑進行比較時，所提取的添加劑IT-85可以對銅的電結晶起到抑制作用，能夠獲得更加平整的鍍層。

3 結論

在電子工業迅速發展的當今時代，隨著電子產品的不斷升級，就需要獲得光亮度和整平性更加良好的雙光銅箔材料。要想我國電子制造行業進一步發展，就必須要充分借鑒國外優秀的電解銅箔添加劑研究方法，在結合我國實際情況后，不但發展更新的添加劑復配技術，爭取早日通過對電解工藝條件的改善，完成對進口銅箔的取代。在本文中，通過對國外電解銅箔添加劑研究發展進程的分析，希望可以找出制作高效電解銅箔添加劑的突破口，這對我國電子行業的發展，有著非常重要的意義。