수정 무전해 구리도금에서의 반응

^ Electroless Copper Solution

무전해 구리도금은 구리 기판상에 포르말린의 산화반응 (국부 아노드반응) 과 구리이온의 환원반응 (국부 캐소드반응) 이 진행하여 국부전지 반응을 만든다.

이때 도금 전위는 국부 아노드 반응과 국부 캐소드 반응이 바란스되는 전위는 참고 도금액일 경우 약 -750 mV 정도이다. 다른 면으로 약 -280 mV 보다도 아노드측의 전위로는, 구리의 용해가 관찰되고

2Cu + O₂ → 2CuO ^…(1)
CuO + EDTA^{4 -} + H₂O → CuEDTA^2- + 2OH^{- …(2)}

도금액 중에 용해된 구리표면을 관찰하면 광택이 있는 구리색으로 되며, 도금액 중의 구리반응은 (1) 의 반응이 진행되는 것으로 추정된다. 도금액중에는 공기를 투입하여 도금하는 것이 일반적이므로, 액중의 가스의 산소분압을 높혀, (1) 식의 반응속도를 증대하여 도금액에 있어서도 구리용해가 가능하다고 추정된다.

수정 도금액 내의 여러반응

촉매화의 반응

HCHO + 3OH^- → HCOO^- +2H₂O +2e^-

2HCHO + 4OH ^- → 2HCOO ^- + 2H₂O + H₂ + 2e^- ↑ (촉매 PdㆍCuㆍAg 등)

2H + Cu⁺⁺ → Cu + H₂

전기화학적 반응

Cu2⁺ + 2e^- → CuO

이때의 E0 = + 0.34 V

pH 에 따른 HCHO 반응

E⁰ 는 ㏗ 가 0 일때

HCHOOH + 2H⁺ + 2e → HCHO + H²O

이때의 E⁰ = + 0.056 V

㏗ 가 14 일때

HCOO^- + 2H₂ + 2e → HCHO + 3OH^-

이때의 E⁰ = + 1.070 V

따라서 반응은 ㏗ 12 이상이 요구되고, 이때 구리 이온은 용해되지 않으므로 착체염이 필요하다.

구리 도금액에서의 부반응

2Cu + HCHO + 5 OH → Cu₂O + HCOO + 3H₂O 의  Fehling (페링 반응)

Cu₂O + H₂O → Cu + Cu^₂+ + 2OH disproportionation (불균화 반응)

2CHO + OH → CH₃OH + HCOO^- cannizzarro (카니자로 반응)

참고 도금액

0.04 ㏖/l CuSO₄·5H₂O

0.1 ㏖/l EDTA

0.03 ㏖/l HCHO

㏗ 12.5 (NaOH 조정)

첨가제 적량

• 액온도 74 ℃

수정 참고

• 무전해도금
• 무전해 구리도금
• 무전해구리 반응
• 페링액
• 포르말린
• 캐타리스트 (촉매)