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Jul 05, 2023

O efeito de quelantes sobre aditivos na caracterização superficial e propriedades eletroquímicas de um eco

Scientific Reports volume 13, Artigo número: 11062 (2023) Citar este artigo Representamos os resultados de um estudo sobre como os quelantes usados ​​no banho de deposição eletrolítica ecologicamente correto

Scientific Reports volume 13, Artigo número: 11062 (2023) Citar este artigo

Representamos os resultados de um estudo sobre como os quelantes usados ​​no banho de deposição eletrolítica ecologicamente correto mudaram dependendo das quantidades de hidróxidos presentes. Os banhos foram preparados utilizando polihidróxidos, glicerol e sorbitol, como quelantes, tendo metanossulfonato de cobre como íon metálico. Dimetilamina borano (DMAB) foi utilizado como agente redutor com N-metiltioureia e citosina, como aditivos nos banhos contendo glicerol e sorbitol. Hidróxido de potássio foi utilizado como ajustador de pH, com banhos de glicerol e sorbitol mantidos em pH de 11,50 e 10,75, respectivamente, à temperatura ambiente de 28 ± 2 °C. XRD, SEM, AFM, estudos de voltametria cíclica, estudos de Tafel e Impedância, bem como métodos adicionais, foram empregados para monitorar e registrar as características superficiais, estruturais e eletroquímicas dos depósitos e do banho. Os relatórios do estudo deram resultados interessantes, que mostram claramente o efeito dos quelantes sobre os aditivos na nanodeposição de cobre em um banho de deposição sem eletrólito.

Os revestimentos de superfície encontraram muita importância no mundo moderno, onde o revestimento sem eletrólito conquistou seu próprio lugar no campo industrial, acima de todas as outras técnicas de revestimento1,2,3,4,5. No cenário atual o cobre, um dos elementos mais antigos, devido à sua baixa resistência elétrica e alta migração eletromagnética tem sido amplamente utilizado em banhos sem eletrólito e tem encontrado aplicações em elétrica, eletrônica, impressão, processamento de alimentos e muitos outros campos industriais6,7, 8. O revestimento de cobre não eletrolítico é utilizado na indústria eletrônica, na fabricação de laminados flexíveis revestidos de cobre (FCCL), são utilizados filmes de poliimida revestidos com cobre. Em placas de circuito impresso, peças de automóveis, etc., os plásticos depositados em cobre, como tereftalato de polietileno (PET), Teflon, acrilonitrila butadieno estireno (ABS) são amplamente utilizados. O revestimento de cobre é a melhor forma de fornecer blindagem eletromagnética, a blindagem contra interferência eletromagnética é uma demanda crescente para evitar interferências entre serviços digitais. Na microtecnologia, o cobre e suas ligas são usados ​​como interconexões e em aplicações de embalagens de integração em escala ultralarga (ULSI). Com o fato de existirem atualmente quarenta e quatro procedimentos principais de deposição disponíveis, o método de revestimento sem eletrólito é um dos métodos mais simples devido ao seu revestimento uniforme na borda e à projeção de quaisquer superfícies metálicas e não metálicas .

Em um banho sem eletrólito, o agente quelante é aquele que forma complexos estáveis ​​com o íon metálico e, portanto, aumenta a taxa de plaqueamento10,11,12. O EDTA, o quelante tradicional, devido à sua baixa biodegradabilidade, deve ser substituído por um quelante eficaz, com alta biodegradabilidade e estabilidade13,14. Nesse sentido, nos últimos dias, os polihidróxidos atraíram os banhos eletrolíticos pelas suas eficazes propriedades quelantes em meio alcalino15. Os álcoois poli-hidroxilicos são biodegradáveis ​​e, em meio alcalino, possuem muito boas propriedades quelantes. As soluções de revestimento de cobre sem eletrólito contendo esses quelantes são estáveis ​​e, nas condições ideais selecionadas, revestimentos de cobre de até 3 µm de espessura podem ser obtidos em 1 hora à temperatura ambiente. Muitos álcoois poli-hidroxilicos de ocorrência natural, tais como xilitol, D-manitol, eritritol, alditol, adonitol, glicerol, D-sorbitol, maltitol, etc., são utilizados como agente complexante em estudos recentes. Neste trabalho, compostos poli-hidroxílicos como glicerol e sorbitol são utilizados como agentes complexantes. O redutor tradicional formaldeído, desde que se mostrou cancerígeno, um redutor não formaldeído DMAB ganhou importância no estudo16,17. Eles possuem alta solubilidade, tolerância variável ao pH e trabalhabilidade em temperaturas variadas. O papel dos aditivos, da temperatura e do pH nos banhos sem eletrólito é inesquecível18,19,20,21.