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Jul 05, 2023

エコシステムの表面特性評価および電気化学的特性における添加剤に対するキレート剤の影響

Scientific Reports volume 13、記事番号: 11062 (2023) この記事を引用する 環境に優しい無電解めっき浴に使用されるキレート剤としての研究結果を示します。

Scientific Reports volume 13、記事番号: 11062 (2023) この記事を引用

環境に優しい無電解めっき浴に使用されるキレート剤が、存在する水酸化物の量に応じて変化することについての研究結果を示します。 浴は、金属イオンとしてメタンスルホン酸銅を有するキレート剤としてポリ水酸化物、グリセロールおよびソルビトールを使用して調製された。 グリセロールとソルビトールを含む両方の浴の添加剤として、N-メチルチオ尿素およびシトシンとともに、ジメチルアミンボラン (DMAB) を還元剤として使用しました。 水酸化カリウムをpH調整剤として使用し、グリセロールおよびソルビトール浴を室温28±2℃でそれぞれpH11.50および10.75に維持した。 XRD、SEM、AFM、サイクリックボルタンメトリー研究、ターフェル研究とインピーダンス研究、および追加の方法を使用して、堆積物と浴の表面、構造、および電気化学的特性を監視および記録しました。 研究報告では、無電解メッキ浴での銅のナノメッキにおける添加剤に対するキレート剤の影響を明らかにする興味深い結果が得られました。

表面コーティングは現代社会において非常に重要であることがわかっており、無電解めっきが他のすべてのめっき技術を超えて産業分野で独自の地位を獲得しています1、2、3、4、5。 現在のシナリオでは、最も古い元素の 1 つである銅は、電気抵抗が低く、電磁マイグレーションが高いため、無電解槽で広く使用されており、電気、電子、印刷、食品加工、その他多くの産業分野で用途が見出されています6,7。 8. 無電解銅めっきは電子産業で使用され、フレキシブル銅張積層板 (FCCL) の製造では、銅でコーティングされたポリイミド フィルムが使用されます。 プリント基板や自動車部品などには、ポリエチレンテレフタレート（PET）、テフロン、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン（ABS）などの銅蒸着プラスチックが広く使用されています。 銅コーティングは電磁シールドを提供する最良の方法であり、デジタル サービス間の干渉を回避するために電磁干渉シールドの需要が高まっています。 マイクロテクノロジーでは、銅とその合金は相互接続として、また超大規模集積回路 (ULSI) のパッケージング用途に使用されます。 現在利用可能な主要な堆積手順が 44 あるという事実を考慮すると、無電解コーティング法は、金属および非金属表面のエッジや突起に均一にコーティングできるため、最も簡単な方法の 1 つです9。

無電解浴では、キレート剤が金属イオンと安定した錯体を形成するため、めっき速度が向上します10、11、12。 従来のキレート剤である EDTA は生分解性が低いため、高い生分解性と安定性を備えた効果的なキレート剤に置き換える必要があります 13,14。 この懸念において、最近では、ポリ水酸化物がアルカリ性媒体中での効果的なキレート特性により無電解浴を惹きつけている15。 多価アルコールは生分解性があり、アルカリ性媒体中では非常に優れたキレート特性を示します。 これらのキレート剤を含む無電解銅めっき溶液は安定しており、最適な条件を選択すると、周囲温度で 1 時間以内に最大 3 μm の厚さの銅コーティングを得ることができます。 最近の研究では、キシリトール、D-マンニトール、エリスリトール、アルジトール、アドニトール、グリセロール、D-ソルビトール、マルチトールなどの多くの天然多価アルコールが錯化剤として使用されています。 この研究では、グリセロールやソルビトールなどのポリヒドロキシル化合物が錯化剤として使用されます。 従来の還元剤ホルムアルデヒドは発がん性があることが判明して以来、非ホルムアルデヒド還元剤 DMAB が研究で重要性を増しています 16,17。 高い溶解性、さまざまな pH 耐性、およびさまざまな温度での作業性を備えています。 無電解浴における添加剤、温度、pH の役割は忘れられないものです 18、19、20、21。