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Jul 05, 2023

환경의 표면 특성 및 전기화학적 특성에서 첨가제에 대한 킬레이터의 효과

Scientific Reports 13권, 문서 번호: 11062 (2023) 이 기사 인용 친환경 무전해 증착조에 사용되는 킬레이터에 대한 연구 결과를 나타냅니다.

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 11062(2023) 이 기사 인용

친환경 무전해 증착조에 사용되는 킬레이터가 수산화물의 존재량에 따라 달라지는 것에 대한 연구 결과를 나타냅니다. 금속 이온으로 구리 메탄설포네이트를 사용하는 킬레이터로서 폴리수산화물, 글리세롤 및 소르비톨을 사용하여 욕조를 준비했습니다. 디메틸아민 보란(DMAB)은 N-메틸티오우레아 및 시토신과 함께 글리세롤 및 소르비톨 함유 욕조 모두에서 첨가제로 환원제로 사용되었습니다. pH 조절제로 수산화 칼륨을 사용했으며, 글리세롤 욕조와 소르비톨 욕조는 실온 28 ± 2 °C에서 각각 pH 11.50과 10.75로 유지되었습니다. XRD, SEM, AFM, 순환 전압전류법 연구, Tafel 및 Impedance 연구와 추가 방법을 사용하여 침전물과 욕조의 표면, 구조 및 전기화학적 특성을 모니터링하고 기록했습니다. 연구 보고서는 무전해 증착조에서 구리 나노 증착 시 첨가제에 대한 킬레이트제의 효과를 명확하게 보여주는 흥미로운 결과를 제공했습니다.

표면 코팅은 무전해 도금이 다른 모든 도금 기술보다 산업 분야에서 확고한 위치를 차지하고 있는 현대 사회에서 매우 중요합니다1,2,3,4,5. 현재 시나리오에서 가장 오래된 원소 중 하나인 구리는 낮은 전기 저항과 높은 전자기 이동으로 인해 무전해 욕조에서 널리 사용되어 왔으며 전기, 전자, 인쇄, 식품 가공 및 기타 여러 산업 분야에서 응용되고 있습니다6,7, 8. 무전해 구리 도금은 전자 산업에서 사용되며, FCCL(Flexible Copper Clad Laminate) 제조에는 구리로 코팅된 폴리이미드 필름이 사용됩니다. 인쇄회로기판, 자동차 부품 등에는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 테프론, 아크릴로니트릴부타디엔스티렌(ABS) 등 구리 증착 플라스틱이 널리 사용된다. 구리 코팅은 전자파 차폐를 제공하는 가장 좋은 방법이며, 전자파 간섭 차폐는 디지털 서비스 간의 간섭을 피하기 위해 점점 더 요구되고 있습니다. 마이크로 기술에서 구리와 그 합금은 인터커넥트와 ULSI(초대규모 통합) 패키징 애플리케이션으로 사용됩니다. 현재 이용 가능한 주요 증착 공정은 44가지가 있으며, 무전해 코팅 방법은 가장자리의 균일한 코팅과 금속 및 비금속 표면의 돌출로 인해 가장 간단한 방법 중 하나입니다9.

무전해 욕조에서 킬레이트제는 금속 이온과 안정한 복합체를 형성하여 도금 속도를 향상시키는 물질입니다. 전통적인 킬레이터인 EDTA는 낮은 생분해성 때문에 높은 생분해성과 안정성을 갖춘 효과적인 킬레이터로 대체되어야 합니다13,14. 최근에는 폴리하이드록사이드가 알칼리성 매질에서 효과적인 킬레이트 특성으로 인해 무전해욕을 끌어당겼습니다. 폴리하이드록실 알코올은 생분해성이고 알칼리성 매질에서는 매우 우수한 킬레이트 특성을 가지고 있습니다. 이러한 킬레이터를 포함하는 무전해 구리 도금 용액은 안정적이며 선택된 최적의 조건에서 최대 3μm 두께의 구리 코팅을 주변 온도에서 1시간 내에 얻을 수 있습니다. 최근 연구에서는 자일리톨, D-만니톨, 에리트리톨, 알디톨, 아도니톨, 글리세롤, D-소르비톨, 말티톨 등과 같은 많은 자연 발생 폴리하이드록실 알코올이 착화제로 사용됩니다. 이 연구에서는 글리세롤, 소르비톨과 같은 폴리하이드록실 화합물이 착화제로 사용됩니다. 전통적인 환원제인 포름알데히드는 발암성이 입증된 이후 비포름알데히드 환원제인 DMAB가 연구에서 중요성을 얻었습니다16,17. 이는 높은 용해도, 다양한 pH 내성 및 다양한 온도에서의 작업성을 보유합니다. 무전해조에서 첨가제, 온도 및 pH의 역할은 잊을 수 없습니다18,19,20,21.