Vol. 51 (2015), Issue 6, p. 55-60

Surface Morphology of Copper Deposits by Using Azine Derivatives on an Ecofriendly Electroless Bath

Abstract

УДК 669.2.8+669.1(047)

This article reports the effect of azine stabilizers such as pyridine, 2,2’-bipyridine and 1,10-phenanthroline during electroless deposition of copper. In this work, the biodegradable copper methanesulphonate was used instead of the traditionally used copper sulphate and the environmentally safe polyhydroxylic compound xylitol was used as the complexing agent. Commercial para-formaldehyde was used as the reducing agent and potassium hydroxide (KOH) was used to optimize the bath in alkaline medium at pH 13.25. Surface morphologies of the electroless coated copper (Cu) substrates were investigated by atomic force microscopic (AFM) analysis. Crystallite size and specific surface area of copper thin film were observed by x-ray diffraction (XRD). Electrochemical characteristics were studied by cyclic voltammetry (CV) and Tafel polarization. The value of charge transfer resistance and double layer capacitance were determined by impedance techniques. In this xylitol bath, 2,2’-bipyridine was found to act as an enhancer but the results are not very different from the plain xylitol bath. Pyridine acted as a strong inhibitor and 1,10-phenanthroline was a good accelerator. All stabilizers provide high stability to the bath at 28 ± 2°C with 1 ppm addition.

Keywords: azine stabilizers, copper methanesulphonate, crystallite size, surface morphology, xylitol.

В статье рассматривается влияние на химическое осаждение меди азиновых стабилизаторов, таких как пиридин, 2,2'-бипиридин и 1,10-фенантролин. В этой работе вместо традиционно используемого сульфата меди использовали биоразлагаемый метансульфонат меди и в качестве комплексо-образующего агента было использовано экологически безопасное полигидроксильное соединение – ксилит. Коммерческий пара-формальдегид был использован в качестве восстанавливающего агента и гидроксид калия (КОН) был использован для обеспечения оптимальной щелочности ванны с рН 13,25. Морфология поверхности химически осажденного покрытия на медном (Cu) субстрате была проанализирована с помощью атомно-силовой микроскопии (АСМ). Размер кристаллитов и удельная площадь поверхности тонкой медной пленки определялась методом рентгеновской дифракции (XRD). Электрохимические характеристики были изучены с помощью циклической вольтамперометрии (CV) и Тафелевской поляризации. Величины сопротивления переноса заряда и емкости двойного слоя были определены импедансным методом. Было установлено, что в этой ванне с ксилитом, 2,2-бипиридин действует в качестве усилителя, но результаты не очень отличается от простой ванной с ксилитом. Пиридин действует как сильный ингибитор, но 1,10-фенантролин был хороший ускоритель. Все стабилизаторы обеспечивают высокую устойчивость ванны при 28 ± 2°С при добавке в количестве 1 промилле.

Ключевые слова: азиновые стабилизаторы, метансульфонат меди, размер кристаллитов, морфология поверхности, ксилит.

Download full-text PDF. 3016 downloads

Menu

Vol. 51 (2015), Issue 6, p. 55-60

Surface Morphology of Copper Deposits by Using Azine Derivatives on an Ecofriendly Electroless Bath

Abstract