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1.鍍液穩(wěn)定性及鐵絲置換反應速度
鍍液穩(wěn)定性是無氰鍍銅工藝能否實際應用的關鍵之一。鍍液中的主鹽可以為氯化銅、氯化亞銅、硫酸銅或氧化亞銅。硼酸作為鍍液的pH緩沖劑。SO2-3／S2O2-3不僅可以將鍍液中的二價銅還原為一價銅，而且可以與一價銅形成配合物。為了使鍍液中的一價銅穩(wěn)定存在，避免產(chǎn)生氯化亞銅沉淀，鍍液中也加入了與一價和二價銅離子均可形成配合物的胺化合物。
正如鄒忠利、李寧等[1]所述：相同的沉積電流效率下，二價銅鍍液中沉積等量銅所需的總電量為一價銅鍍液的兩倍；鍍銅液中能夠穩(wěn)定存在的是二價銅離子，而不是一價銅離子。亞硫酸鹽和硫代硫酸鹽與一價銅離子的配合物不穩(wěn)定常數(shù)分別為3．1×10-9和6．0× 10-13，比氰化物的高得多，表明溶液中的一價銅離子穩(wěn)定性較低，易被空氣中的氧氣氧化，或者在陽極上電解氧化。不含有硼酸和葡萄糖的鍍液(pH 8．5)穩(wěn)定時間為2．5 d，超過這一時限，溶液／空氣界面的溶液中，一價銅會被空氣中的氧氣氧化為二價銅，溶液逐漸呈藍綠色；含有硼酸的鍍液(pH 8．5)穩(wěn)定不變色的時間延長為5 d。含有硼酸和葡萄糖的鍍液穩(wěn)定性及鐵絲置換反應‘實驗結果如表l所示。顯然，鍍液的pH小于6．5時，溶液／空氣界面溶液變?yōu)樗{綠色所需的時間很長，但鐵絲置換反應速度快；pH高于6．5時，溶液／空氣界面處的溶液變?yōu)樗{綠色所需的時間縮短，但鐵絲置換反應速度變慢。因此，適宣的鍍液pH為8左右。實驗發(fā)現(xiàn)，攪拌鍍液或者補充SO2-3／S2O2-3，溶液可從藍綠色變回原先一價銅存在時的無色或淡黃色。
表1鍍液穩(wěn)定性及鐵絲置換反應的實驗結果
Table l Results ofbath stability test and iron replacement reaction
