化學鍍是指金屬離子被還原劑通過自催化或化學還原反應,在基體表面進行鍍覆的過程,金屬離子以帶電荷的離子絡合物的形式參與反應。化學鍍銅是重要的基礎工藝之一,目前以單一絡合劑體系為主,動力學可調控空間小,不同程度地存在鍍速低、表面粗糙、晶粒大等問題�；诖�,本文提出EDTA/THPED二元絡合劑體系化學鍍銅的思路,通過調節(jié)絡合劑占比來研究體系的電化學特性及對鍍層結構的作用,以優(yōu)化出一個合適的化學鍍銅體系。此外,鮮有關于添加劑對二元絡合劑體系的動力學和結構影響的系統(tǒng)性研究,對此本文系統(tǒng)探究了穩(wěn)定劑、加速劑和表面活性劑等添加劑的沉積特征,在此基礎上制備了銅包覆復合材料,并在化學鍍銅表面上組裝了有機單分子膜以期解決新生銅鍍層易氧化腐蝕的問題。主要取得如下結果:（1）系統(tǒng)分析了 EDTA/THPED二元絡合劑體系化學鍍銅各因子的電極過程、動力學調節(jié)機制與鍍層結構演變規(guī)律。本文提出以混合電位負移值（△Emix）來作為化學沉積的熱力學指標,根據(jù)體系混合電位的變化趨勢將沉積過程分為誘導、過渡和穩(wěn)定三個反應過程。發(fā)現(xiàn)增加THPED占比及Cu2+、OH-、甲醛濃度,都能使△Emix增加,對應的反應電流密度也相... 

【文章頁數(shù)】：145 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
1 引言
2 文獻綜述
    2.1 化學鍍銅的絡合劑
        2.1.1 銅離子與絡合劑的結合
        2.1.2 絡合劑在化學鍍銅過程中的熱力學
        2.1.3 絡合劑在化學鍍銅過程中的動力學
        2.1.4 化學鍍銅添加劑的作用
        2.1.5 化學鍍銅的展望
    2.2 化學鍍銅基復合材料
    2.3 自組裝膜的研究
        2.3.1 自組裝單分子膜形成機理
        2.3.2 單分子自組裝膜的表征
        2.3.3 單分子自組裝膜制備與應用
        2.3.4 單分子自組裝膜的研究展望
    2.4 本文的選題背景及主要研究內容
        2.4.1 選題背景
        2.4.2 主要研究內容
3 試驗材料和研究方法
    3.1 試驗原料及設備
    3.2 主要試驗器具:
    3.3 研究方法
        3.3.1 試片的處理
        3.3.2 鍍速的測定
        3.3.3 化學鍍液的穩(wěn)定性測試
        3.3.4 電化學測試
        3.3.5 鍍層結構分析
        3.3.6 接觸角測試
        3.3.7 反射傅里葉變換紅外光譜(FT-IR)分析
4 EDTA/THPED二元絡合化學鍍銅體系的沉積規(guī)律
    4.1 EDTA/THPED絡合比對沉積過程的作用
        4.1.1 不同絡合劑體系的混合電位響應
        4.1.2 不同絡合比在二元化學鍍銅體系的電極過程
        4.1.3 絡合劑占比對沉積速率的響應
        4.1.4 絡合劑總量與沉積速率的關系
        4.1.5 絡合劑占比對鍍層表面微觀結構的影響
    4.2 Cu~(2+)對二元絡合化學鍍銅體系沉積過程的作用
        4.2.1 Cu~(2+)對體系混合電位的響應
        4.2.2 Cu~(2+)濃度在二元化學鍍銅體系的電極過程
        4.2.3 Cu~(2+)濃度對沉積速率的影響
        4.2.4 Cu~(2+)濃度對化學沉積表觀形貌和結構的演變
    4.3 NaOH對二元絡合化學鍍銅體系沉積過程的作用
        4.3.1 NaOH對體系混合電位的響應
        4.3.2 NaOH在二元化學鍍銅體系的電極過程
        4.3.3 NaOH對沉積速率的作用
        4.3.4 NaOH對化學沉積銅表觀形貌和結構的演變
    4.4 甲醛對二元絡合化學鍍銅體系沉積過程的作用
        4.4.1 甲醛對體系混合電位的響應
        4.4.2 HCHO在二元化學鍍銅體系的電極過程
        4.4.3 甲醛濃度對沉積速率的作用
        4.4.4 甲醛對化學沉積銅表觀形貌和結構的演變
    4.5 溫度對二元絡合化學鍍銅體系沉積過程的影響
        4.5.1 溫度對沉積速率的作用
        4.5.2 溫度對化學沉積銅表觀形貌和結構的演變
    4.6 二元絡合劑體系的反應動力學分析
    4.7 本章小結
5 添加劑在二元絡合化學鍍銅體系中的作用
    5.1 穩(wěn)定劑2,2'-聯(lián)吡啶在二元絡合化學鍍銅體系中的作用
        5.1.1 2,2'-聯(lián)吡啶對體系混合電位的響應
        5.1.2 2,2'-聯(lián)吡啶在二元化學鍍銅體系的電極過程
        5.1.3 2,2'-聯(lián)吡啶對鍍液穩(wěn)定性的影響
        5.1.4 2,2,-聯(lián)吡啶對沉積速率的作用
        5.1.5 2,2'-聯(lián)吡啶對化學沉積銅表觀形貌和結構的演變
    5.2 穩(wěn)定劑K_3Fe(CN)_6對EDTA/THPED體系的影響
        5.2.1 K_3Fe(CN)_6對體系混合電位的響應
        5.2.2 K_3Fe(CN)_6在二元化學鍍銅體系的電極過程
        5.2.3 K_3Fe(CN)_6對鍍液穩(wěn)定性的影響
        5.2.4 K_3Fe(CN)_6對沉積速率的作用
        5.2.5 K_3Fe(CN)_6對化學沉積銅表觀形貌和結構的演變
    5.3 穩(wěn)定劑K_4Fe(CN)_6對EDTA/THPED體系的影響
        5.3.1 K_4Fe(CN)_6濃度對體系混合電位的響應
        5.3.2 K_4Fe(CN)_6在二元化學鍍銅體系的電極過程
        5.3.3 K_4Fe(CN)_6對鍍液穩(wěn)定性的影響
        5.3.4 K_4Fe(CN)_6對沉積速率的作用
        5.3.5 K_4Fe(CN)_6對化學沉積銅表觀形貌和結構的演變
    5.4 加速劑在二元絡合化學鍍銅體系中的作用
        5.4.1 SPS濃度對體系混合電位的響應
        5.4.2 SPS在二元化學鍍銅體系的電極過程
        5.4.3 SPS對化學沉積速率的作用
        5.4.4 SPS對化學沉積銅表觀形貌和結構的演變
    5.5 表面活性劑在二元絡合化學鍍銅體系中的作用
        5.5.1 PEG6000濃度對對混合電位的響應
        5.5.2 PEG6000在二元化學鍍銅體系的電極過程
        5.5.3 PEG6000濃度對沉積速率的作用
        5.5.4 PEG6000對化學沉積銅表觀形貌和結構的演變
    5.6 本章小結
6 二元絡合劑體系化學鍍銅制備銅包覆復合材料
    6.1 用ETDA/THEPA二元絡合劑體系制備潤滑復合材料
        6.1.1 Cu包覆石墨復合材料的制備
        6.1.2 Cu包覆MoS_2復合材料制備
    6.2 潤滑減摩復合材料的性能
    6.3 不同絡合體系制備Cu包覆金剛石復合材料的分析
    6.4 本章小節(jié)
7 自組裝技術用于新生化學鍍銅層表面的防腐蝕
    7.1 自組裝膜的表征
    7.2 混合有機膦酸自組裝的研究
        7.2.1 混合有機膦酸自組裝膜的制備
        7.2.2 混合有機膦酸自組裝膜的電化學響應
        7.2.3 混合有機膦酸自組裝膜的FT-IR分析
        7.2.4 混合有機膦酸自組裝膜接觸角的測量
    7.3 烷基硫醇自組裝單分子膜的研究
        7.3.1 硫醇自組裝膜的電化學響應
        7.3.2 硫醇自組裝膜的FT-IR分析
        7.3.3 硫醇自組裝膜的接觸角測量
    7.4 本章小節(jié)
8 結論與展望
    8.1 結論
    8.2 展望
參考文獻
作者簡歷及在學研究成果
學位論文數(shù)據(jù)集


【參考文獻】：
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本文編號：3712902