用於銅或銅合金的表面處理劑及其應用的製作方法
2023-05-26 21:43:06
專利名稱：用於銅或銅合金的表面處理劑及其應用的製作方法
技術領域：
本發明涉及在將電子部件等焊接到印刷線路板的銅或銅合金期間使用的表面處 理劑、及其應用。
背景技術：
近年來，已經廣泛採用具有高密度的表面安裝技術以作為印刷線路板的安裝方 法。其中，將這種表面安裝技術分為雙面表面安裝技術和混合安裝技術等，在所述雙面表面 安裝技術中，使用焊膏將晶片型部件接合在一起，且所述混合安裝技術是使用焊膏的晶片 型部件的表面安裝技術與分立部件的通孔安裝技術的組合。在任一種安裝方法中，印刷線 路板經歷兩次以上的焊接步驟，因此將其曝露在高溫下，從而導致嚴重的熱經歷。結果，構成印刷線路板的電路部件的銅或銅合金(下文中有時簡稱作銅)的表面 由於加熱而促進了氧化膜的形成，因此電路部件的表面不能保持良好的焊接性。為了防止印刷線路板的銅電路部件發生空氣氧化，通常使用表面處理劑在電路部 件的表面上形成化學層。然而，必須通過即使在銅電路部件具有多個循環的熱經歷之後，也 防止化學層發生惡化(即，被劣化)來保護銅電路部件，從而保持良好的焊接性。常規上已將錫-鉛合金共晶焊料用於將電子部件安裝到印刷線路板上等。然而， 近年來，產生了如下擔心焊料合金中包含的鉛對人體產生有害的影響，因此期望使用無鉛 焊料。因此，正在考慮多種無鉛焊料。例如，已經提出了如下無鉛焊料，其中向錫的基礎 金屬中添加一種或多種金屬如銀、鋅、鉍、銦、銻、銅等。通常使用的錫-鉛共晶焊料在基板、特別是銅的表面上具有優異的潤溼性，因此 會牢固地粘附到銅上，從而導致高可靠性。相反，與通常使用的錫-鉛焊料相比，無鉛焊料在銅表面上的潤溼性較差，因此， 由於空隙和其他接合缺陷而導致焊接性差且接合強度低。因此，當使用無鉛焊料時，必須選擇具有優越焊接性的焊料合金和適合與無鉛焊 料一起使用的助焊劑。用於防止在銅或銅合金的表面上發生氧化的表面處理劑也需要具有 提高無鉛焊料的潤溼性和焊接性的功能。許多無鉛焊料具有高熔點，且其焊接溫度比通常使用的錫-鉛共晶焊料的溫度高 約20°C 約50°C。因此，用於利用無鉛焊料進行焊接的方法中的表面處理劑應具有能夠形 成耐熱性優異的化學層的特性。作為這種表面處理劑的活性成分，已經提出了多種咪唑化合物。例如，分別地，專 利文獻1公開了 2-烷基咪唑化合物如2-十一烷基咪唑；專利文獻2公開了 2-芳基咪唑化 合物如2-苯基咪唑和2-苯基-4-甲基咪唑；專利文獻3公開了 2-烷基苯並咪唑化合物如 2-壬基苯並咪唑；專利文獻4公開了 2-芳烷基苯並咪唑化合物如2- (4-氯苯基甲基)苯並 咪唑；且專利文獻5公開了 2-芳烷基咪唑化合物如2-(4-氯苯基甲基)咪唑和2- ，4-二 氯苯基甲基)-4，5-二苯基咪唑。
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然而，在使用含有這種咪唑化合物的表面處理劑的情況中，在銅表面上形成的化 學層的耐熱性仍然不理想。此外，在焊接時，焊料的潤溼性不足並因此不能獲得良好的焊接 性。特別地，在使用無鉛焊料代替共晶焊料來進行焊接的情況中，難以將上述表面處理劑付 諸實際使用。引用列表
專利文獻
專利文獻1JP--B--46-17046
專利文獻2JP--A--4-206681
專利文獻3JP--A--5-25407
專利文獻4JP--A--5-186888
專利文獻5JP--A--7-24305
發明內容
鑑於上述問題，完成了本發明。本發明的一個目的是提供一種表面處理劑和一種 表面處理方法，其中在使用焊料將電子部件等安裝到印刷線路板上時，所述表面處理劑在 構成印刷線路板的電路部件等的銅或銅合金表面上形成具有優異耐熱性的化學層，同時， 所述表面處理劑提高了對所述焊料的潤溼性且使得焊接性良好。另外，本發明的另一個目的是提供一種印刷線路板並提供一種焊接方法，所述印 刷線路板通過將構成銅電路部件的銅或銅合金的表面與上述表面處理劑接觸而得到，在所 述焊接方法中將銅或銅合金的表面與上述表面處理劑接觸並然後使用無鉛焊料進行焊接。為了解決上述問題，本發明人進行了廣泛而細緻的研究。結果發現，通過利用含有 由式(I)表示的咪唑化合物的表面處理劑對具有銅電路部件的印刷線路板進行處理，能夠 在銅電路部件的表面上形成具有優異耐熱性即能夠抵抗無鉛焊料的焊接溫度的化學層，同 時，通過在利用無鉛焊料進行的焊接中提高焊料對銅或銅合金表面的潤溼性，可獲得良好 的焊接性，從而完成了本發明。S卩，本發明在其最廣泛的構型中包括下列方面(1) 一種用於銅或銅合金的表面處理劑，其包含由式(I)表示的咪唑化合物
權利要求
1. 一種用於銅或銅合金的表面處理劑，其包含由式(I)表示的咪唑化合物
2.如權利要求1所述的表面處理劑，其中m和η中的每一個都為1以上。
3.如權利要求1所述的表面處理劑，其中m或η中的至少一個為2以上。
4.一種用於銅或銅合金的表面處理方法，所述方法包括將所述銅或所述合金的表面與 權利要求1 3中任一項所述的表面處理劑接觸。
5.一種印刷線路板，其包含構成銅電路部件的銅或銅合金，其中所述銅或所述合金的 表面已與權利要求1 3中任一項所述的表面處理劑接觸。
6.一種焊接方法，所述方法包括將銅或銅合金的表面與權利要求1 3中任一項所述 的表面處理劑接觸並然後利用無鉛焊料進行焊接。
全文摘要
一種用於銅或銅合金的表面處理劑，其包含由式(I)表示的咪唑化合物其中R表示氫原子或烷基，X1和X2相同或不同並表示氯原子或溴原子；m和n表示0～3的整數且m或n中的至少一個為1以上。另外，可以將所述表面處理劑用於表面處理方法中、用於製造印刷線路板以及用於焊接方法中。
文檔編號B23K35/36GK102119240SQ20098013102
公開日2011年7月6日 申請日期2009年8月7日 優先權日2008年8月8日
發明者山地範明, 平尾浩彥, 村井孝行 申請人:四國化成工業株式會社