本文主要从两个方向以羟基乙叉二膦酸作为基体,对提高无氰电镀体系性能进行研究。一是对羟基乙叉二膦酸体系中锌合金超声电沉积进行研究;另一方面是从分子结构上改性羟基乙叉二膦酸,提出以亚甲基氨基二膦酸为主配位剂的无氰电镀体系。在羟基乙叉二膦酸(HEDPA)为主配位剂的无氰镀铜液中,研究超声波辅助作用下锌合金电沉积铜行为。通过电位扫描研究铜电沉积的电化学行为,用扫描电镜观察镀层形貌。结果表明:从锌合金疏松多孔的界面模型说明电解除油等前处理工艺对镀层的结合力有重大影响;采用超声波作用,可明显提高阴极的极限电流密度值和镀液的深镀能力,获得铜镀层呈网络交叉状,使镀层与基体结合力优异。本文提出的以亚甲基氨基二膦酸为主配位体的无氰电镀体系。其中AMDPA的合成方法是:以二苄胺、原甲酸三乙酯和亚磷酸二乙酯为原料,经过加热回流、催化还原、酸性水解等反应合成亚甲基氨基二膦酸(AMDPA)。通过pH电位滴定法对AMDPA-Cu与HEDPA-Cu两种体系进行对比研究,结果表明:当在碱性环境下亚甲基氨基二膦酸比羟基乙叉二膦酸更易于二价铜离子发生配位反应,构成的配合物更加稳定。进一步测量得出亚甲基氨基二膦酸的各级解离常数和其与二价铜离子形成的分级配合物的稳定常数。另外,本文还对以亚甲基氨基二膦酸为主配位体的无氰电镀体系进行了电化学性能研究。以不同的扫描速度队此体系进行电化学性能研究表明:随着扫描速度的增加,阴极还原峰不断负移,析氢速度明显放缓;改变镀液的pH可以改变配位化合物形态,从而引起铜还原和氧化过程和产物的改变;AMDPA和HEDPA镀液在不锈钢电极的的阴极极化曲线进行对比发现:AMDPA镀液的阴极极化曲线明显负移,阴极极化增大,使得铜的还原电位负移。这对获得结晶细致的铜镀层是有利的。综上可知,AMDPA体系相较于HEDP体系更易获得结晶细致、结合力好的铜镀层。