PCB设计生产中工艺电镀添加剂的作用原理

 在PCB设计中电镀添加剂包括无机添加剂(如镀铜用的镉盐)和有机添加剂(如镀镍用的香豆素等)两大类。早期所用的电镀添加剂大多数为无机盐类，随后有机物才逐渐在电镀添加剂的行列中取得了主导地位。按功能分类，电镀添加剂可分为光亮剂、整平剂、应力消除剂和润湿剂等。不同功能的添加剂一般具有不同的结构特点和作用机理，但多功能的添加剂也较常见，例如糖精既可作为镀镍光亮剂，又是常用的应力消除剂;并且不同功能的添加剂也有可能遵循同一作用机理。
　　
　　电镀添加剂的作用机理
　　
　　金属的电沉积过程是分步进行的：首先是电活性物质粒子迁移至阴极附近的外赫姆霍兹层，进行电吸附，然后，阴极电荷传递至电极上吸附的部分去溶剂化离子或简单离子，形成吸附原子，后，吸附原子在电极表面上迁移，直到并入晶格。上述的一个过程都产生一定的过电位(分别为迁移过电位、
　　
　　活化过电位和电结晶过电位)。只有在一定的过电位下，金属的电沉积过程才具有足够高的晶粒成核速率、中等电荷迁移速率及提足够高的结晶过电位，从而保证镀层平整致密光泽、与基体材料结合牢固。而恰当的电镀添加剂能够提高金属电沉积的过电位，为镀层质量提供有力的保障。
　　
　　1、扩散控制机理
　　
　　在大多数情况下，添加剂向阴极的扩散(而不是金属离子的扩散)决定着金属的电沉积速率。这是因为金属离子的浓度一般为添加剂浓度的100～105倍，对金属离子而言，电极反应的电流密度远远低于其极限电流密度。
　　
　　在添加剂扩散控制情况下，大多数添加剂粒子扩散并吸附在电极表面张力较大的凸突处、活性部位及特殊的晶面上，致使电极表面吸附原子迁移到电极表面凹陷处并进入晶格，从而起到整平光亮作用。
　　
　　2、非扩散控制机理
　　
　　根据电镀中占统治地位的非扩散因素，可将添加剂的非扩散控制机理分为电吸附机理、络合物生成机理(包括离子桥机理)、离子对机理、改变赫姆霍兹电位机理、改变电极表面张力机理等多种