题目：三乙醇胺和亚铁氰化钾对化学镀铜的影响

    目前印刷线路板制造业大都采用以甲醛为还原剂，EDTA·2Na为络合剂的碱性化学镀铜液体系，该体系要求操作温度在70℃左右，铜的沉积速率为4μm/h。因此，提高化学镀铜的沉积速率是印刷线路板制造业降低成本的有效途径。为了获得高速、稳定、镀层性能优良的化学镀铜溶液，我们研究了以甲醛还原剂，乙二胺四乙酸二钠(EDTA·2Na)为络合剂的化学镀铜溶液中各种成分对铜的沉积速率和镀层质量的影响。通过电化学方法研究了溶液中各种组分对化学铜沉积电位的影响，讨论了其作用机理，并研究了加速剂对镀液寿命的影响。
化学镀铜溶液的沉积速率与溶液的组成、操作温度密切相关。镀液中甲醛浓度的增加，提高了铜的沉积速率，而EDTA·2Na浓度的增加降低了化学铜的沉积速率，但可以提高镀液的稳定性。化学镀铜溶液的阴阳极极化曲线也证明了上述结果。在此基础上得到基本镀液组成为：CuSO4·5H2O 10 g/L， EDTA·2Na 30 g/L，聚乙二醇(Mw=1000) 0.5 g/L，甲醛(37 %) 3 ml/L，2,2`-联吡啶 20 mg/L；操作温度为70℃；pH值为12.5。
为了提高镀液的沉积速率，我们研究了加速剂三乙醇胺对化学镀铜溶液沉积速率的影响。研究结果表明，三乙醇胺加入后，降低了反应的活化能，提高了镀液的沉积速率。当三乙醇胺的浓度为5 ml/L时，镀液在50 ℃时就具有了传统镀液在70℃才有的沉积速率4 μm/h。
电化学研究表明，三乙醇胺的加入，可与溶液中的自由铜离子形成络合物，提高了由自由铜离子还原成金属铜的还原电流和还原电位，从而提高了铜的沉积速率。X-射线衍射(XRD)分析和原子力显微镜(AFM)分析结果表明：三乙醇胺的加入提高了镀膜的结晶度，降低了镀膜表面的粗糙程度，改善了镀层的结构。因此，三乙醇胺的加入，不仅提高了镀液的沉积速率，而且适当地改善了镀层质量。
我们利用三乙醇胺可以提高镀液沉积速率的特点沉积了铜种子层。结果表明，加入三乙醇胺后的化学镀铜液可以在比较短的时间内获得连续、均匀的铜种子层。
为了提高镀液的稳定性，我们研究了稳定剂亚铁氰化钾对化学镀铜溶液沉积速率及镀液寿命的影响。结果表明，亚铁氰化钾的加入，虽然降低了铜的沉积速率，但镀液的稳定性得到了明显提高。当亚铁氰化钾的浓度为25mg/L时，镀液的寿命为14.7个周期，比工业上的8个周期提高许多。
超级化学镀铜液，具有很好的应用前景，但其较低的沉积速率阻碍了该技术在集成电路微孔填充中的应用。为此，我们研究了三乙醇胺对超级化学镀铜液沉积速率的影响。结果表明，三乙醇胺的加入不仅能加速超级化学铜的沉积速率，并且能在一定程度上对镀层质量给予改善。
    由以上研究结果表明，加入三乙醇胺和亚铁氰化钾的镀液体系，基本实现了高速、稳定、镀层质量优良的目标，在工业应用上具有很大的价值。