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氰化物溶液镀铜是常规电镀中使用最为广泛的一种预镀铜工艺，但这一工艺使用有毒有害的氰化物，影响人类社会的公共安全和污染环境，也是目前我国明文禁止使用的一种电镀工艺。研究开发无氰镀铜技术替代这种氰化物溶液预镀铜工艺对于我国电镀工业的可持续性发展和促进生态环境保护都具有十分重要的科学意义。在研究开发的众多无氰镀铜技术中，HEDP溶液镀铜技术是最有可能替代氰化物溶液镀铜工艺之一，本文在前人研究工作的基础上采用多种电化学研究方法和分析测试技术对HEDP溶液镀铜的最佳镀液组成与工艺条件及其电沉积铜的动力学规律进行了较系统的研究探讨。（1）通过赫尔槽实验和方槽直接电解实验研究了HEDP溶液镀铜的镀液采用不同主盐时对镀铜工艺过程和镀层质量性能的影响。HEDP溶液镀铜的镀液采用具有不同阴离子的主盐时，主要是不同阴离子对电镀工艺过程和镀层质量性能的影响方式和影响程度不同。实验研究确定HEDP溶液镀铜的镀液使用的最佳主盐为CuSO4·5H2O。HEDP溶液镀铜的镀液使用CuSO4·5H2O为主盐时半光亮镀层的电流密度范围为0~1.947A/dm2，所得镀层结晶细致、致密平整，与钢铁基体的结合力良好；采用阴极电流密度为1.0A/dm2时进行电镀的镀速为0.192μm/min，阴极电流效率可达92.5%。（2）通过赫尔槽实验和方槽直接电解实验研究了在基础镀液组成（HEDP160g/L，CuSO4·5H2O40g/L，K2CO340g/L，PH9.5）中多种添加剂及其复配的作用。研究结果表明，不同添加剂对HEDP溶液镀铜的工艺过程和镀层性能的影响程度不同。HEDP溶液镀铜使用中间体HES为添加剂时电流密度范围为0.05~10.01A/dm2；使用中间体HEA为添加剂时电流密度范围为0~8.99A/dm2。中间体HES和HEA作为添加剂具有晶粒细化和整平作用，两者复配使用所得镀层光亮度明显增加；使用中间体HEM为添加剂时低电流密度区的光亮度增加。使用复配添加剂（HEA1.5mL/L+HES3mL/L+HEM0.5mL/L+CB-10.5mL/L）在阴极电流密度为0.24~6.70A/dm2范围内电镀可获得平整光亮、均匀致密、无微裂纹的优质铜镀层；在1A/dm2的阴极电流密度下的镀速可达到0.210μm/min。（3）通过大量过赫尔槽实验和方槽直接电解实验研究，确定HEDP溶液镀铜（挂镀）的最佳溶液组成和工艺条件为：HEDP160g/L，CuSO4·5H2O40g/L，K2CO340g/L，复配添加剂（HEA1.5mL/L+HES3mL/L+HEM0.5mL/L+CB-10.5mL/L），PH9.5，50℃，阴极电流密度范围为0.24~6.70A/dm2，电解铜阳极，空气搅拌。在这一溶液组成与工艺条件下镀铜的镀速可达到0.21μm/min，所得铜镀层均匀平整，外观全光亮。（4）通过进行大量滚镀实验研究，确定了HEDP溶液镀铜应用于滚镀工艺的可行性。实验确定的HEDP溶液镀铜（滚镀）的最佳镀液组成与工艺条件为：HEDP120g/L，CuSO4·5H2O16g/L，K2CO340g/L，HEAS0.8mL/L，pH9.5，温度50℃，滚筒装载量为50g/筒，阴极电流2.0A，滚筒转速15r/min。在该镀液组成与工艺条件下滚镀120min，可获得厚度大于10μm、表观半光亮且与钢铁基体结合力良好的铜镀层。（5）通过测量循环伏安曲线及极化曲线研究了HEDP溶液体系电沉积铜的电极过程动力学规律和添加剂对阴极极化的影响。HEDP溶液体系电沉积铜的电极过程是一步放电还原的不可逆过程，其可能的反应机理为：CuY2-+2e→Cu+Y4-。添加剂HES和HEA具有明显改变铜电沉积过程的阴极极化作用，添加剂HES还具有降低电沉积铜的超电势和增加析氢超电势的双重作用，有利于提高电沉积铜的电流效率。HEDP镀铜溶液镀铜时采用铜阳极，阳极氧化过程会发生钝化，影响其正常溶解。