化学镀铜的基本原理

化学镀铜的基本原理

自化学镀铜技术诞生以来，科学工作者不断地探索其异相表面催化沉积的动力学过程；提出了各种化学沉积的机理、假说，试图对化学镀铜的实验事实作出合理解释，增加对化学镀铜现象的本质的认识。目前，大多数商品化学镀铜溶液采用甲醛作为还原剂，反应过程中存在两个基本化学反应，即

Cu2++2e→Cu

2HCHO+40H一→H2↑+2H20+2HC00一+2e

化学反应发生在催化性异相表面，并不存在外来电源和电子。化学镀铜的总反应式可表示为

Cu2++2HCHO+40H一→Cu+H2↑+2H20+2HC00一

该反应式只表示反应物与最终的反应产物的关系，实际反应过程要复杂得多，可能分为二步或多步进行，可能有一价铜盐作为反应的中间产物形成，目前还不了解反应的确切过程。一般认为，化学镀铜反应历程是通过两个连贯的反应而发生的，即电子在阳极部分反应中释放，在阴极部分反应中消耗。化学镀铜反应受甲醛氧化过程的动力学控制，即完全受阳极部分反应控制，反应中两个部分电极反应不是相互独立的；甲醛的氧化反应发生在同时产生沉积铜的表面。当然，讨论化学镀铜反应机理是复杂的，它还要受到主要反应物浓度比的影响；倘若镀液中反应物浓度比朝着低铜离子浓度、高甲醛浓度的方向极端变化，化学镀铜反应机理也会朝着受阴极部分反应控制的方向变化。