DPS对PCB通孔电镀铜电化学行为的影响及模拟分析

摘要

[目的]微孔填孔电镀铜技术是实现印制电路板（PCB）层间电路互连的核心技术，镀层品质对PCB的电气性能和可靠性具有决定性的影响。[方法]采用N,N-二甲基-二硫甲酰胺丙磺酸钠（DPS）作为通孔电镀铜的加速剂。通过循环伏安、线性扫描伏安与恒电流测试，研究了DPS对铜电沉积行为的影响。借助量子化学计算和分子动力学模拟，分析了DPS在铜表面的吸附能力、吸附位点和吸附动力学过程。[结果]当DPS质量浓度从0 mg/L增大至6 mg/L时，铜电沉积显著加快，高于6 mg/L后DPS的加速效果趋于稳定。DPS分子中的二甲氨基是其在铜表面的主要吸附位点，而磺酸基可有效捕获溶液中的Cu²⁺;DPS能与抑制剂聚乙二醇（PEG）竞争吸附位点，减弱阴极极化，促进铜离子传输。[结论]本研究从分子层面揭示了DPS加速铜沉积的作用机理，为PCB填孔电镀添加剂的设计与国产化开发提供了重要的理论依据。

关键词

印制电路板 / 通孔 / 电镀铜 / 加速剂 / 电化学测试 / 量子化学计算 / 分子动力学模拟