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电气互连是电子元件实现功能并组成功能化的电子产品时必不可少的环节,印制电路板层间互连结构和电子元件引脚封装是电子元件电气互连结构的重要组成部分;在新技术革命对电子产品在性能、集成度、可靠性方面提出更高要求的大背景下,采用盲孔结构提高印制电路板可靠性和高密度集成能力,以及设计新型结构提高片式电感品质因子是目前电气互连结构研究领域的重要方向;从添加剂吸附和协同作用的机理研究入手提高电镀铜填盲孔的效率、以新技术方法提高新型结构的片式电感的可制造性是目前国内外研究的热点与难点之一。本论文围绕金属沉积构建电子元件的电气互连结构的方法,采用电化学测试、分子动力学计算、金属沉积等方法,以机理研究为基础,以提高电镀铜填盲孔效率和建立片式电感L形结构端电极的产业化制作能力为目标;研究了电镀铜整平剂合成、测试、筛选方法,建立了电镀铜配方研发体系;研究了电镀铜体系中开路条件下添加剂吸附与解吸附、添加剂对流调控竞争吸附的机理,揭示了添加剂预吸附对电镀铜填盲孔的影响规律,获得了两种提高电镀铜填孔效率的方法;研究了材料间润湿性差异对材料边界上化学镀镍磷生长的影响,探索了精细银线路上各向异性生长的化学镀镍磷方法与机理,提出相关机理模型,解决了片式电感L形结构端电极制作的技术难题,获得了各向异性化学镀镍磷技术制作片式电感L形结构端电极的产业化制造能力,并用于企业生产,取得了相应的经济和社会效应。本论文研究成果具体包括:（1）聚二硫二丙烷磺酸钠（SPS）局部预吸附加速电镀铜填盲孔。以咪唑化合物和1,4-丁二醇二缩水甘油醚为单体合成整平剂,采用恒电流测试（GM）和电镀方法测试、筛选整平剂,提出相应的评价指标,建立电镀铜填盲孔研发体系,获得了1.5 A/dm2电镀45 min填充孔径100μm、孔深80μm的盲孔的电镀铜填孔配方,填孔dimple<10μm。采用GM和电镀方法研究了SPS、环氧乙烷与环氧丙烷嵌段聚合物（EO/PO）、咪唑与环氧的聚合物（IMEP）预吸附对电镀填孔能力的影响,发现预吸附SPS会导致电镀液失去填孔能力,提出相应的生产管理和维护方案。研究盲孔内、外SPS吸附特性和氧化剂传质差异,提出了SPS局部预吸附技术,该技术能将填盲孔时间从45 min缩短到25 min。此外,还研究了该技术与现有产业化电镀填盲孔技术的兼容性,提出了该技术的产业化应用方案。（2）SPS与EO/PO对流调控的竞争性预吸附加速电镀铜填盲孔和硅沟槽。采用GM、电化学阻抗谱（EIS）、分子动力学计算和电镀等方法,发现了开路条件下硫酸溶液中SPS与EO/PO在铜表面基于吸附位点竞争的对流调控竞争吸附行为,提出开路条件下铜表面SPS与EO/PO竞争吸附的理论模型:提高对流强度或EO/PO浓度,都能增强EO/PO的吸附速率,EO/PO占据的吸附位点增多导致SPS吸附量减少。采用GM和电镀方法发现了Cl-对SPS吸附具有显著的抑制作用,Cl-也会显著减少SPS与EO/PO竞争吸附时SPS的吸附量,但SPS与EO/PO间依旧存在对流调控的竞争吸附行为。采用GM方法发现开路条件下SPS与乙二醇、聚乙二醇（PEG）间也存在对流调控竞争吸附行为,且PEG的极化作用（与分子量相关）与其对SPS吸附的抑制作用正相关。研究还发现了硅沟槽底部的种子层中含Ti会导致电镀铜填充效果变差,通过技术优化获得了1.5 A/dm2电镀80 min填充硅沟槽（宽25μm、深115μm）的电镀铜配方。进一步地,基于SPS与EO/PO间对流调控竞争吸附行为可以在盲孔或沟槽底部预吸附相对多的SPS,从而加快电镀过程中盲孔或沟槽底部的加速剂累积的原理,提出SPS+EO/PO预吸附技术,该技术能将电镀填充盲孔和硅沟槽的时间缩短30%以上。（3）微米尺寸的各向异性化学镀镍磷技术制造片式电感L形结构端电极。发现了精细银线路（线宽<15μm）上宽度（Dw）方向生长比厚度（Dt）方向更具优势的微米尺寸的各向异性化学镀镍磷生长行为,其中,30 min内银线路上镍磷镀层沿Dw方向生长超过15μm,而沿Dt方向生长约6μm。通过研究Pb2+浓度、物质传递、强制对流对该各向异性化学镀镍磷的影响,提出了基于物质传递和Pb2+抑制作用贡献的精细银线路（阵列）上镍磷镀层生长的可能机理。在此基础上,研究了各向异性化学镀镍磷技术制作片式电感L形结构端电极的方法,提出了片式电感上陶瓷表面镍颗粒形成的可能机理:前处理中残留的Pd2+和镀液中活性微粒吸附在陶瓷表面生长成为镍颗粒;解决了小试、中试、产业化中的镍颗粒问题,实现了各向异性化学镀镍磷技术制作片式电感L形结构端电极的产业化（1kk/次）应用。