摘　要：通過過去的研究表明，可以在混合電位理論的基礎上解釋化學鍍銅沉積金屬。混合電位理論解釋所有金屬電沉積過程中的部分電極過程的電化學參數：金屬還原成離子和還原劑的氧化。一塊金屬浸入溶液能夠化學鍍沉積金屬，每個反應都力求以穩定其自身的平衡電位。

　　關鍵詞：化學鍍銅,配體,化學沉積

　　中圖分類號：G633.8　　文獻標志碼：A 　　文章編號：1000-8772(2014)38-0000-00

　　這個過程的結果是建立一個穩定的狀態即穩態的混合電位(EMP)。在化學鍍沉積金屬的初期，這些非穩態狀態的過程，導致穩態建立混合電位稱為Sn的生產期。在金屬基板穩定狀態的沉積被認為分為陰極區和陽極區，與相應的過程的氧化和還原反應同時發生，空間上分開的。

　　由于這些陰極和陽極區的一部分的金屬片相同，稱為“短接”，并在這些區域之間有一個的電子流。在這樣的混合電位理論的基礎上，在化學鍍沉積金屬的有兩種類型的過程：(i)非穩態過程及(ii)穩態過程。我們的主要重點是在穩態條件下的誘導期和部分陰極過程。

　　陽極氧化過程是部分陽極過程即甲醛的氧化過程。在這些研究的基礎上最重要的特征是甲醛的陽極氧化動力學過程，(a)該電活性物質是羥基乙酸乙烯陰離子; (b)該電化學反應之前由電活性物質解離吸附的，i,e表面的脫氫反應;(c)該速率決定步驟是吸附物質的電子轉移。亞甲基乙醇酸直接氧化陰離子,沒有吸附的中間的狀態的可能性不排除。

　　一、實驗

　　對于我們的研究中，我們選擇了四個配體：酒石酸，乙二胺四乙酸，乙二胺。我們選擇了這些配位體，因為它們顯示在銅的化學沉積的速率方面有著顯著的差異，因此是比較的很好的例子。我們已經研究了相應的銅配合物的濃度為0.05M硫酸銅，0.06和0.15M配位體在25℃，pH值為12.50，在氬氣環境中。在多晶硅電極的研究中，2.5克/升的多聚甲醛添加到該溶液中。我們已經用全玻璃電化學電池的兩種類型：一室和三室電解槽。

　　二、結果

　　誘導期過渡的全過程----過程—誘導期的研究。用一個非常簡單的實驗開始，在一塊金屬上進行化學沉積金屬，進行時間記錄，可浸泡在溶液中浸漬時間(或加入的還原劑的時間)，即時間為零，直到穩態混合的建立。可以銅基材為電極，做化學沉積銅的曲線，該曲線的記錄是在氬氣的環境系統中。在空氣氣氛中和在溶液中添加劑的存在下，在誘導期的持續時間可以是相當長的。例如，對于電解溶液，有0.2M EDTA和0.1M硫酸銅與0.5克/升的多聚甲醛在pH為12.50和25℃的銅基板上進行化學沉積銅。在氬氣氣氛下的誘導期為140秒，但在空氣氣氛中是350秒。對于實際操作的電鍍液在空氣氣氛中，含有添加劑的，誘導期至1小時30是比較長的。這樣就產生了另一個重要研究誘導期現象。例如，在實際操作中，適用在于電子工業生產的印刷電路板中，誘導時間表示的生產時間的損失。

　　不同的配位體的影響可以用下面的例子來說明。支持電解質，pH為12.50，1M KCl，25℃，1克/升的多聚甲醛，Topc在沒有配體的情況下是210秒。向電解液中添加酒石酸0.1M或0.1M乙二胺四乙酸(EDTA)給出Topc分別為240和45秒。對于0.2和0.3M EDTA與0.1M乙二胺四乙酸(EDTA)的值是相同的。

　　主波——類似前波已以同樣的方式分析主波。減少與掃描速度的增加，是一個診斷電荷轉移動力學的方案的標準，其中通過前面的化學反應。計時電位的結果導致同樣的結論。因此，這兩種方法都顯示了在該復合物的解離之前銅(II)EDTA絡合物的已經發生還原。

　　單電極：酒石酸，乙二胺，和CDTA的銅(II)配合物的減少。對所有這些配合物的用以銅(II)EDTA絡合物進行相同的方式分析。實驗條件為：在氬氣環境中，在0.05M硫酸銅，0.06M配位體，pH值：12.50。可以得出結論，在所有情況下，解離前研究電荷轉移是復雜的。根據觀察到的，斜坡曲線的線性部分是相當不同的。

　　多晶硅電極 ——多晶硅電極的電流電位曲線表明，在所研究的電位范圍內只有一個峰值。峰值電流的值與單電極的主波的峰值電流是相同的數量級。可以看出，相同的動力方案，復合物解離，有效的是多晶硅電極的單電極的主波。

　　化學鍍沉積和配合物的離解率的評估——電化學和重量分析已確定的化學鍍沉積銅的速率。電化學率表示，即沉積電流從多晶硅電極的陰極極化曲線獲得。這兩種方法都與先前所顯示的一致。化學沉積速率和配合物的解離率之間的比例關系的斜率所表示的曲線是直線關系。

　　三、討論

　　陰極過程部分的動力學方案：從我們對單電極的研究中，可以得出結論：所研究的金屬配合物的減少，同時在電極上進行吸附，并從中產生的解離的復合物。由于前波示出的過程，涉及吸附物質減少的特性，并且配位體/銅(II)的比例由于沉積電流的增加而增加的，從1.2A到3.0A，人們可以得出結論，該機制的第一個波是由Mark等人提出并研究了不同的催化機理。根據這一理論，配位體是在電極和金屬離子的的表面之間形成的復合體。這可以至少作為一個目前較好的解釋。

　　我們想指出一些事實，考慮到當試圖比較不同的復合物沉積的速率和穩定常數的復雜的因素。兩個最重要的因素如下：(a)同時存在的復合物，其中金屬離子是充分協調的配體，而配合物的金屬離子的配位體是部分的協調，(b)不同的配合物之間的功能分工。就這一點可能性的情況下，當一配合物的可能控制的整個沉積過程，同時其他的配合物可能控制電極的電化學活性。

　　這兩種機制都涉及到配合物的空間位阻。在k2或k3空間位阻因素反映了一個事實，即大多數的外領域(k2)或在單鍵合的配位體(k3)的可能的配位體配置有一個配置適合用于粘接或構型變化發生。在這項工作中所用的配合物的構形變化涉及圍繞單鍵旋轉的障礙，船椅式構型變化的屏障。由于旋轉障礙的大小隨取代基，阻擋船椅式變化是由于的旋轉空間位阻增加，按以下順序：酒石酸，EDTA，乙二胺。速率常數k3以相同的順序減少。K3增長同比結果減少。因此， 增加的順序為：酒石酸，EDTA，乙二胺。因此，速率常數k3的空間位阻，解釋復雜的配合物解離速率獲得教滿意的結果。

　　參考文獻：

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　　[3]李衛明,李文國,劉彬云,等. 環保型化學鍍銅新技術[C].國際PCB 技術信息論壇論文集.上海:印制電路信息雜志社出版,2006.