溴化N-乙烯基-N′-丁基咪唑鹽-丙烯酸乙酯共聚物對電鍍銅層性能的影響

劉小平,劉　勇,唐有根,王海波

(中南大學化學化工學院化學電源與材料研究所,湖南長沙410083)

[摘　要]　目前,以溴化N-乙烯基-N′-丁基咪唑鹽-丙烯酸乙酯共聚物(QVI-EA)為酸性鍍銅添加劑的研究較少。為此,將自制的QVI-EA作添加劑,用于酸性鍍銅。通過陰極極化曲線、循環(huán)伏安測試了其電化學性能,采用金相顯微鏡和掃描電子顯微鏡分別對鍍層表面形貌進行分析。結果顯示,自制的QVI-EA對銅離子在陰極還原有很強的極化作用,使銅離子在電解液中的還原電位降低了約0.1V;酸性鍍銅槽液中添加該化合物可獲得顆粒細致、光亮平整的鍍層。

[關鍵詞]　電鍍添加劑;酸性鍍銅層;溴化N-乙烯基-N′-丁基咪唑鹽-丙烯酸乙酯共聚物;電化學性能

0　前　言

目前,印刷線路板(PCB)由于孔徑變小,縱橫比加大,使得基板表面與凹槽電流密度的分布更加不均勻[1],鍍覆通孔、盲孔已成為電鍍銅技術的難題,由之對電鍍銅添加劑的要求也越來越高[2]。含氮雜環(huán)類有機高分子能改善凹槽電流密度的分布,對電鍍通孔、盲孔有良好的填充效果[3]。近年來,國內外對季銨化的咪唑鹽作為離子液體材料的研究較多[4,5],但是對于高分子量的咪唑鹽與丙烯酸乙酯的共聚物作為電鍍銅添加劑的研究少。本工作自制了溴化N-乙烯基-N′-丁基咪唑鹽-丙烯酸乙酯共聚物(QVI-EA),從其電化學性能方面考察了其對銅離子還原的影響,并將此化合物作為酸性鍍銅添加劑,通過掃描電子顯微鏡和金相顯微鏡研究了其對電鍍層表面形貌的影響。

1試　驗

1.1　基材處理

純度為99.9%的銅表面經(jīng)1~6號金相砂紙(上海砂紙廠)逐級打磨,用1%的稀HNO3處理2min以去除氧化層,用丙酮浸泡脫脂,蒸餾水沖洗。

1.2　QVI-EA的合成

依次將25.0g(0.27mol)N-乙烯基咪唑(VI)單體、73.0g溴丁烷(0.53mol)以及50mL無水乙醇裝入帶有回流冷凝管的250mL三頸燒瓶中,N2保護下,磁力攪拌并加熱至80℃,保持恒溫反應20h后,得到深紅色液體,旋轉蒸發(fā)去除溶劑和原料,80℃真空干燥24h至恒重,得到深棕色固體QVI62.0g,產(chǎn)率為99.7%。

取上述制取的QVI30.0g(0.13mol),2.0g(0.02mol)丙烯酸乙酯,50mL苯以及0.5g自由基引發(fā)劑AIBN裝入帶有回流冷凝管的250mL三頸燒瓶中,N2保護下,磁力攪拌并加熱至65℃,保持恒溫反應20h后,旋轉蒸發(fā)去除溶劑,用適量無水乙醇溶解,再用乙酸乙酯將產(chǎn)物析出,重復操作3次,80℃真空干燥24h至恒重,得到易潮解的棕色薄膜狀固體QVI-EA29.7g,產(chǎn)率為92.8%。真空保存待用。

1.3　鍍液配制