间苯二甲醛对MSA体系中锡电沉积行为和镀层性能的影响

杨瑶，蔡珊珊，许永姿，彭巨擘，罗晓斌，王加俊

（云南锡业集团(控股)有限责任公司研发中心，云南 昆明 650000）

锡及锡合金在高端的电子电镀与电子封装领域应用广泛，其主要作用是焊接和掩膜[1-3]。在精细化作业控制过程中，电镀锡可以满足高密度、高性能以及小型化的要求。甲基磺酸(MSA)体系具有稳定、高效和环保的优点，是发展前景良好的镀锡工艺。锡在MSA体系中以Sn2+形式存在，且Sn2+的交换电流密度(j0)较大，约为8 × 10-2A/cm2，因此MSA体系电镀锡时阴极极化较弱[4]，还原反应速率较高，若不加入添加剂，则镀层容易产生锡枝晶。添加剂能够通过界面作用影响Sn2+的还原电位，降低Sn2+的交换电流密度[5]，增强阴极极化，最终得到致密、平整的锡镀层。

镀锡光亮剂一般具有图1所示的烯酮式结构和席夫碱式结构(其中R、R′和R′′为烷基、H或芳香基)[6]，具有细化晶粒和提高镀层光亮度的作用[7-8]。如图2所示，间苯二甲醛由2个类似烯酮式结构连接，醛基与苯环上大π键的共轭效应具有强烈的亲核作用[6]。目前采用间苯二甲醛作为镀锡光亮剂的研究报道比较少。本文以间苯二甲醛为研究对象，考察其用量对MSA体系电镀锡的影响，为寻找高效、新型的镀锡光亮剂提供参考。

图1 镀锡主光亮剂的特征结构[6]Figure 1 Characteristic structures of primary brighteners for tin plating [6]

图2 间苯二甲醛的分子结构式Figure 2 Molecular structure of isophthalaldehyde

1 实验

1.1 MSA体系电镀锡工艺

选用2.5 cm × 2.5 cm的99.99%铜片为基材，镀前先用砂纸打磨，再用10%(质量分数)硫酸浸泡5 min，最后用去离子水冲洗。

基础镀液组成及工艺条件为：MSA 120 g/L，Sn2+(以甲基磺酸亚锡形式加入)10 g/L，BASF非离子表面活性剂BNO 0.1 g/L，温度35 ℃，电流密度2 A/dm2，时间30 min。……