添加劑對傳感器用PCB環氧樹脂闆真空蒸鍍銅層參數優化及結構的影響
光學傳感器表面的吸光性能直接影響到傳感器的工作效率，其表面塗層的制備尤為重要，采用真空蒸鍍方法進行銅沉積時不需要施加外部電流，屬于一種對非金屬材料進行金屬化處理的重要技術，同時需要對試樣表面進行除油、打磨、預浸、活化與解膠預處理之後再開始真空蒸鍍。
目前，上述技術已被大量應用于精密測試儀器、電子裝置等部件，為了在印刷線路闆闆上搭接電子器件并實作導通層間電路的作用，通常需PCB闆表面設定一些孔洞，一旦孔洞發生不均勻金屬化或深孔處沒有完成金屬化時，便會引起整塊PCB闆報廢，為成功實作真空蒸鍍銅過程，需要選擇合适的鍍液類型與添加劑成分。
苯亞磺酸鈉是一種非離子型高分子化合物，分子中N原子容易與銅離子結合，而且SBS對環境友好，同時廉價易得，聚乙烯亞胺有助于提高鍍液穩定性，可作為輔助添加劑使用，本工作選擇SBS與PEI作為添加劑，同時利用次磷酸鈉體系測試了添加劑對真空蒸鍍銅過程産生的影響，由此獲得更适合真空蒸鍍銅工藝的添加劑。
本試驗需要使用的原料包括碳酸鈉、氫氧化鈉、檸檬酸鈉、硼酸、五水硫酸銅、SBS、PEI、硫酸鎳、次磷酸鋼以及磷酸内二膠活化液，同時采用傳感器用PCB環氧樹脂作為沉銅闆，将其尺寸加工成3mmx4mmx2mm。
之後利用砂紙打磨試樣表面并将其浸人内酮中超聲清洗以充分去除表面雜質，接着經過活化與解膠處理後再對其真空蒸鍍銅，真空蒸鍍液的主要組成為：5g/l五水硫酸銅，30g/L次磷酸鈉，16g/L檸檬酸鈉，30g/L硼酸，1g/L硫酸鎳，鍍液pH=10，總共配制300ml的真空蒸鍍銅液。
将試樣放人ES500真空鍍膜機網籠中，将網籠安裝在專用夾具上，真空室真空度設定為2.1x104Pa，溫度為320度，充入120mL/min氟氣，偏壓-400V電源電流為1800A，對磁體進行鋁薄膜的真空熱蒸發沉積，沉積時間為60min，使真空室内産生的循環氟離子對基體進行轟擊。
按照GB/T8856.5-2008進行鍍液穩定性測試，取體積為4.2mL的磷酸丙二胺活化液，加入去離子水定容到100mL，并充分搖勻，然後加入适量0.1mg/ml把元素溶液，在60攝氏度下，将把溶液分别加入原始真空蒸鍍銅鍍液與含有組合添加劑的鍍液内，同時記錄鍍液分解的最初時間與分解完成後的時間。
觀察制備得到的鍍層表面組織形态，分析鍍層表面均勻性及其光亮狀态，并判斷是否有漏鍍的情況，從外觀顔色看，鍍層顔色包括褐色、灰褐色、磚紅色、褐色、粉色，其中，表面狀态最優的為帶光澤的粉色，對鍍層的微觀形貌進行SEM表征，并通過EDS測試了各元素的分布狀态。
通過三電極體系測試了各鍍層試樣的電化學極化曲線，分别以試樣與鉑片作為工作電極與對電極，參比電極為飽和甘汞電極，電解質溶液為3.5%(品質分數)NaCl溶液，測試溫度為室溫，控制試樣的露出面積為1cm2，進行測試前，先将試樣浸人電解液内保持1小時。
在65攝氏度下持續沉銅0.5h，優化添加劑組合，圖1為SBS含量為58mg/L時PEI濃度對真空蒸鍍銅層沉積速率和闆面顔色分布的影響，圖2給出了PEI含量為24mg/L時SBS濃度對真空蒸鍍銅層沉積速率和闆面顔色分布的影響，通過分析圖1和圖2可知，固定其中一種添加劑的含量并逐漸提高基礎液内的另一種添加劑的含量後，銅離子沉積速率表現出單調降低的變化趨勢。
這主要是由于添加劑會與銅離子發生配位，進而對其沉積過程起到一定的抑制作用，同時還會引起闆面顔色的明顯改變，觀察顔色發現，提高添加劑添加量後，闆面顔色表現為褐色一粉色一褐色的變化規律，粉色為要求制備的顔色，是以綜合考慮沉積速率以及闆面顔色，最終确定PEI含量應控制在16-28mg/L之間，同時加人54-62mgL的SBS。
在65攝氏度下持續沉銅0.5h，綜合考慮沉積率以及闆面顔色，最終确定PEI含量應控制在16-28mg/L之間，同時加入54~62mg/L的SBS，采用組合添加劑有助于制備合格沉積率的真空蒸鍍銅，實作互相協同的效果，真空蒸鍍銅的最佳溫度為40~50攝氏度。
鍍液都在較為接近的20min時開始析出銅，添加組合添加劑的真空蒸鍍銅液的鍍液穩定時間最長，表現出了最優的穩定性。
添加劑優化了鍍層的組織結構，使得顆粒尺寸更加細小，孔洞數量降低，形成了更加緻密的結構，晶粒外形也變得更加平整，采用組合添加劑制備的鍍層相對于以單獨添加劑條件下的孔隙率更小，鍍層性能更優。
