介绍
聚季铵盐-2是一种新型阳离子聚合物整平剂，用于整平酸性硫酸盐镀铜。该聚合物分子量为17450，分子链中每个重复单元含两个季铵阳离子与两个氯离子，在水溶液中可电离形成阳离子物种，以静电作用易向阴极表面迁移并吸附。
图一 聚季铵盐-2
电镀整平剂
未添加聚季铵盐-2时，铜表面存在抛光残留的沟槽；吸附该整平剂后，表面被直径 20-50 nm的颗粒覆盖，沟槽消失，表明吸附层改变了铜的电结晶形貌。电化学极化曲线测试表明，添加 Polyquaternium-2 后，铜离子还原的阴极电位显著负移，阴极极化程度增强，且极化强度随其浓度升高而增大，这是由于吸附层阻碍了铜离子向阴极表面的迁移与电子转移，从而抑制电沉积反应。当聚季铵盐-2浓度为0.17 μmol/L 时，通孔电镀的投掷功率（TP）从空白浴的 43.5% 提升至 101.8%，镀层厚度均匀性达到最优；浓度过高（0.29 μmol/L）时，TP值增至 133.1%，中心区域沉积速率过快反而破坏均匀性，验证了浓度调控的重要性。
聚季铵盐-2与镀铜体系中传统添加剂（加速剂 SPS、抑制剂 PEG、氯离子 Cl⁻）的协同作用是能够实现高效整平。氯离子作为桥梁物种，可与 PEG 形成 PEG-Cl 抑制复合物，与 SPS 形成催化活性物种，而聚季铵盐-2与氯离子存在吸附竞争，在氯离子存在下，其抑制作用被部分削弱，但仍能增强整体阴极极化。E-t 曲线测试表明，当体系同时存在 200 ppm PEG、50 ppm Cl⁻、1 ppm SPS 与 0.17 μmol/L 聚季铵盐-2时，对流依赖吸附（CDA）行为显著增强，电位差 Δη 为正值，意味着强对流区域（通孔口）的沉积抑制更明显，从而推动通孔口与中心的沉积速率趋于一致。PEG-Cl 提供基础抑制作用，SPS 调控催化活性，聚季铵盐-2则针对性强化高对流区域的抑制效果，三者共同构建了精准调控的沉积体系。
图二 添加剂的E-t曲线
PCB通孔电镀应用
在电流密度 2.0 A/dm²、温度 25℃的条件下，采用含 0.17 μmol/L聚季铵盐-2的复合添加剂体系，可在直径 250 μm、深度 3 mm 的通孔中获得厚度均匀的铜镀层，满足多层 PCB 的互连要求。相较于传统整平剂（如詹纳斯绿 B），聚季铵盐-2具有低毒、水溶性好、不易团聚等特点，可减少镀层缺陷；其与现有添加剂体系的良好兼容性，无需改造电镀设备即可直接应用，降低了工业升级成本。此外，该整平剂的吸附层稳定性强，在电镀过程中不易脱附，能长期维持整平效果，提升工艺重复性[1]。
参考文献
[1]CHEN B ,WANG A ,WU S , et al.Polyquaternium-2: A New Levelling Agent for Copper Electroplating from Acidic Sulphate Bath[J].Electrochemistry,2016,84(6):414-419.DOI:10.5796/electrochemistry.84.414.