1 前言

    陶瓷具有各向同性、高耐磨、高強度、高絕緣、低熱膨脹系數(shù)等優(yōu)良的性能。陶瓷表面金屬化不僅解決了陶瓷微粒與金屬基體的浸潤問題，而且通過焊接可使陶瓷與電子元件相連接。因此，可廣泛用于航空航天和微電子工業(yè)。

    以甲醛作還原劑的化學鍍銅液在施鍍過程中除Cu2+被還原而沉積外，還存在形成Cu2O及其歧化反應的副反應，從而導致鍍液分解、沉積速率下降和鍍層性能惡化等問題[1]。故應在鍍液中加入適宜的添加劑，如亞鐵氰化鉀和a，a’-聯(lián)吡啶以提高鍍液的穩(wěn)定性，減少副反應和改善鍍層性能。董超[1]等應用電化學恒電勢掃描法研究了a，a’-聯(lián)吡啶、L-精氨酸和亞鐵氰化鉀等添加劑的極化行為，指出這三種添加劑在化學鍍銅中均起穩(wěn)定作用，但作用機理不盡相同。劉興平研究了甲醇、亞鐵氰化鉀和a，a’-聯(lián)吡啶對化學鍍銅液穩(wěn)定性的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，三者混合使用對鍍液的穩(wěn)定效果比單獨使用時好。本文探索了鍍液中存在a，a’-聯(lián)吡啶和亞鐵氰化鉀時的化學沉積銅過程，根據(jù)鍍液沉積速率經(jīng)驗方程[3，4]，研究了鍍液中a，a’-聯(lián)吡啶和亞鐵氰化鉀對銅沉積活化能的影響，并探討了溫度和添加劑對鍍液和鍍層性能的影響。

    2 實驗部分

    2．1 鍍液基礎配方

    鍍液基礎配方為：CuSO4·5H2O28．0g/L，乙二胺四乙酸二鈉44．0g/L，NaOH20．0g/L，甲醛(37％)11．0ml／L，用去離子水配制溶液。

    2．2 實驗方法

    將半徑為0.75cm的陶瓷片進行清洗→粗化→敏化→活化→還原等預處理[5]。化學鍍銅在250mL的燒杯中進行，鍍液體積為100mL，陶瓷片懸掛在鍍液中，施鍍過程中不斷地用空氣攪拌器鼓入空氣。在保持其它組分和工藝條件不變的前提下，控制溫度為35℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃和70℃，進行化學鍍銅。根據(jù)化學鍍前后的質(zhì)量變化、所用時間，求得沉積速率。

    3 化學鍍銅基本過程及反應活化能

    化學鍍銅按下列兩個半反應進行，

    陽極反應：2HCHO十4OH-→2HCOO-十2H2O十H2十2e

    陰極反應：Cu(EDTA)2-十2e→Cu+ED-TA4-

    總反應：Cu(EDTA)2-十2HCHO十4OH-→Cu十2HCOO-十H2十2H2O十ETTA4-

    化學鍍銅沉積速率受鍍液溫度、銅離子濃度、甲醛濃度、絡合劑濃度、穩(wěn)定劑濃度和pH值的影響。由于添加劑也影響化學鍍銅基本過程，因此，上述4種配方的化學鍍銅沉積速率為：

    υ1＝K[Cu2+]a[HCHO]b[OH-]c[ED-TA4-]dexp(-Ea1／RT)

    υ2＝K[Cu2+]a[HCHO]b[OH-]c[ED-TA4-]d[K4Fe(CN)6]eexp(-Ea2／RT)

    υ3＝K[Cu2+]a[HCHO]b[OH-]c[ED-TA4-]d[a，