印制电路板(printed circuit board,PCB)为电子元器件的电气互连提供着基本通道。万物互联、人工智能等应用背景的驱动以及5G通信终端设备制造与其网络建设的巨大需求,正在共同推动着PCB制造技术的进步。目前,通过蚀刻铜制作互连线路是PCB制造的主流技术,而在铜上电镀锡层作为铜蚀刻阶段的抗蚀层是制作高品质电子线路的关键。因此,开展PCB互连图形表面锡修饰的研究,对提升PCB制造技术、助力5G通信等具有重要的科学价值和应用前景。在PCB互连图形上镀锡的实质是在铜面电沉积锡,添加剂可以通过影响锡电沉积的关键步骤而对镀锡层的结晶状况、镀层性能等产生重要改善。为解决PCB制造企业面临的针孔、疏松、发黑等锡层品质问题,论文优选三种光亮剂,围绕其对PCB互连图形铜面电沉积锡过程产生的影响进行研究,具体研究内容包括:(1)选取香兰素及其衍生物为电镀锡光亮剂,通过量子化学计算和分子动力学模拟研究三种光亮剂的作用机理,以及分子结构与作用机理之间的关系。研究发现,三种光亮剂都具有较高的分子反应活性,都能够自发地在锡层表面发生吸附,吸附位点是醛羰基氧,这与三种光亮剂的分子结构有关,除此之外,研究发现乙基香兰素在锡(211)晶面可以发生较强的吸附。(2)在数值模拟的基础上,通过电镀实验、电化学测试及耐蚀性测试等研究香兰素等三种光亮剂在实际电镀中发挥的作用。研究发现三种光亮剂都会对电沉积锡过程产生抑制作用,还可以改变镀锡层的致密性、均匀性和结晶取向,其中乙基香兰素的抑制作用最强,获得的镀层致密度最好、孔隙率最低、耐蚀性最好。结果还证实锡(211)晶面不利于镀层耐蚀性的提高。此外,工艺条件优化结果说明三种光亮剂的较优添加浓度分别为100mg/L、100mg/L和150mg/L。(3)针对现有PCB制造技术存在的不足,论文提出一种镀锡层在PCB制造中的创新型应用,这一应用以生长锡质种子层和电镀铜为关键点。应用实验在环氧树脂基板上实施,以镀层微观形貌测试、金相显微镜测试、能谱分析测试、剥离强度测试等为主要测试手段,结果发现获得的印制电路导电线路图形完整,线路侧蚀程度较轻,且线路与基板之间结合力良好,剥离强度为0.86N/mm。综上所述,本文对三种电镀锡光亮剂的作用机理和作用效果进行了综合探究,还提出了一种新型印制电路互连图形制作技术。研究的部分成果在企业生产中得到了应用,获得了较好的经济效益。