金属铜具有良好的导电性和导热性,其镀层可用于实现印制电路板的孔金属化。由于电子产业的快速发展,印制电路板的尺寸逐渐减小,性能要求逐渐升高。这就要求板上的线路更精细,通孔的厚径比更高,镀层的稳定性更好。厚径比的升高使得镀液的分散能力降低,加大了孔金属化的难度。并且,随着印制电路板需求量的逐渐增大,需要提高电流密度,缩短电镀时间,采用高速电镀工艺,从而增大了电路板不同区域的浓差极化,对印制电路板电镀铜提出了更大的挑战。目前,通过新开发电镀添加剂,提高电镀液的均镀能力,可以较好地满足日益提高的电镀铜要求。本文从添加剂的作用机理入手,创立了新的添加剂性能评估方法,并通过实验验证了方法的准确性。采用循环伏安剥离法可以对抑制剂进行定性分析和定量分析,根据不同抑制剂的循环伏安曲线相似度来判断它们的性能差异;将镀液的循环伏安曲线与标准曲线对比,可以计算出镀液中的抑制剂浓度。采用计时电位法可以对电镀铜整平剂进行性能评估,铜沉积电位的负移幅度越大,表明整平剂对沉积电位的影响越大,整平性能越好。加入整平剂后,若电位负移幅度超过30毫伏,可对其进一步测试,采用这种方法对劣质整平剂进行初次淘汰。在电镀过程中,氧化还原电对会在镀液中发生氧化还原反应,与铜离子的沉积反应竞争消耗电能,降低电镀铜的电流效率,利用板面和孔内电流效率降低的程度不同,达到改善镀液均镀能力的目的。本文在镀液中分别加入硫酸铁和对苯醌这两种含有氧化还原电对的化合物,研究了它们对高速电镀铜的镀液性能的影响。结果表明,微量的铁离子不会改变电镀液的均镀能力;对苯醌会在镀液下实现氧化态和还原态的不断转换,影响电流效率,提高镀液的均镀能力,因此能够应用于电镀铜工艺中。在不同电镀条件下,有机添加剂在印制电路板上的吸附状态也有所不同。本文对镀液的重要成分配比进行了优化实验设计,得到了一组符合高速电镀铜的施镀参数,并发现光亮剂是高速电镀的重要影响因素。在优化控制条件下,对厚径比为6.4:1的通孔(Φ=0.25 mm)进行电镀实验,并对其进行了镀层性能测试,镀液的均镀能力能达到80%以上,孔径的微观形貌无瑕疵。将这一参数用于其他厚径比的通孔电镀,也得到了较好的结果。最后通过改变电流密度和搅拌强度,研究了它们在高速电镀中的作用。提高电流密度虽然能加快铜沉积速率,但会降低镀液的均镀能力;搅拌能够对阴极表面传质产生一定影响,从而改善电流分布的均匀性。