酸性镀铜广泛应用于家用电器、日用五金、塑料电镀、印制电路板等方面。添加剂是酸性镀铜获取性能优异镀层的关键因素，加入合适添加剂可使镀层光亮度、整平性得到显著改善。　　 本文研究了酸性硫酸盐电镀硬铜工艺及其电化学机理；并根据电镀晶圆设备的特点设计了硬铜电镀的设备。在成功研制硬铜镀层的基础上对其镀铜工艺和机理进行了研究，研究了不同添加剂对酸性镀铜镀层外观质量的影响及对镀层硬度的影响；分别对不加添加剂的镀铜基础液、复配添加剂镀液和单个添加剂镀液的阴极稳态极化曲线特征及镀层外貌进行了研究。　　 通过对复配添加剂酸性光亮硬铜工艺研究，得到该体系适宜的工艺条件为：CuSO4·5H2O为220g/L，H2SO4为60g/L，Cl-为120ppm；HP为0.024g/L，H1为0.0018g/L，M为0.002g/L，N为0.0012g/L，MT-580为0.16g/L;温度10-40℃，电流密度0.74-8.35A/dm2。在适宜工艺条件下施镀，镀层表面细致光滑，镀层分布均匀，镀层外观平整光亮，镀层硬度可以达到220HV以上，分别比紫铜和黄铜的硬度高出100HV和50HV。为了进一步提高铜镀层的硬度，在原有镀液配方的基础上，本文还采用了脉冲电镀，脉冲电镀得到的镀层硬度可以达到240HV左右。　　 本文还对电镀硬铜机理进行了探讨。通过对X射线衍射图谱的解析，硬铜镀层的出峰位置与铜的标准卡片的出峰位置完全一致，基本可以排除镀层中含有其他杂元素的可能性；另外从其与紫铜箔出峰位置一致也可以说明这一点。通过对XRD图谱中峰面积的计算，可以得出镀层晶粒的大小，镀层各个晶面的晶粒明显小于紫铜箔。这也就解释了镀层之所以硬，是因为晶粒细化导致晶格更加紧凑。同时，阴极极化曲线的测试表明，加入添加剂的镀液极化曲线电化学极化区间明显大于无添加剂基础镀液极化曲线电化学极化区间，即电镀添加剂的加入使极化作用增强，从而形成细晶，起到提高硬度的作用。　　 由于铜是导热性最好的材料，其热导率可以达到397 W·m-1·K-1，比蓝宝石和硅高很多。因此本文将铜镀层应用于大功率LED的金属衬底和导热金属基板的制备中。用铜做硅衬底GaN基LED的金属衬底，不仅可以提高GaN芯片工作中热量的传导和散失，提高发光效率和延长使用寿命，而且由于铜的导电性可以将其作为LED电极中的一极，将LED做成垂直结构，简化制作工艺，提高生产效率，节省成本。而将电镀硬铜技术应用于大功率LED金属基板，一方面可以提高基板的散热效果(市场上多为铝)，另一方面可以实现LED灯与基板的无焊料连接，避免了锡焊低温易钝化成粉末的问题。