无铬的防晦暗粘合促进处理组合物制造技术

本发明专利技术涉及含水的防晦暗且促进粘合的处理组合物，其包括锌离子；选自钨离子、钼离子、钴离子、镍离子、锆离子、钛离子、锰离子、钒离子、铁离子、锡离子、铟离子、银离子、及其结合中的金属离子；和任选地，不含钾或钠离子的电解质；其中该处理组合物基本上不含铬，和其中该处理组合物能够在材料上形成涂层，其中该涂层增强聚合物对该材料的粘合。本发明专利技术还涉及用上述处理组合物涂布的材料，和使用上述组合物涂布材料的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】专利技术背景1.专利
本专利技术涉及抗晦暗且促进粘合的处理组合物，和更特别地，涉及基本上不含铬的抗晦暗且促进粘合的处理组合物。2.现有技术的简要说明对于各种应用，例如印刷电路、电子封装、机动车车身装饰(例如，铝对PVC或ABS塑料)、钢丝带束层轮胎和油漆或其它聚合物涂层来说，长期寻求金属的抗晦暗和在金属与聚合物之间的强力粘合。例如，对于印刷电路应用来说，因寿命要求Cu箔抗晦暗，且耐受在印刷电路的加工中在层压和焊接过程中的热暴露。防晦暗涂层还防止一旦在部件的使用寿命期间因湿度和温度暴露导致的Cu氧化并与聚合物基底的反应。这一功能对于维持Cu和聚合物之间良好的粘结是关键的。对于电子封装应用来说，要求在金属插孔和围绕金属插孔的模塑塑料绝缘鞘之间的电子连接器内良好的粘合。作为第二个实例，在电子封装件的组装中，金属引线框(leadframe)内的内部引线可封装在聚合物模塑树脂内，以容纳集成电路。通过用对聚合物树脂形成更强力粘结的第二金属涂布金属基底，来改进在聚合物树脂与金属基底之间的粘合。合适的涂层包括耐火氧化物形成金属，例如镍和镍合金，或金属间化合物形成涂层，例如在铜基底上的锡。在Crane等人的美国专利No.4888449中公开了这些涂层，以及其它，在此通过参考将其全文引入。目前，在电子应用中，含锌/铬(ZnCr)的涂层广泛用于铜箔和引线框上，以改进抗晦暗和金属对聚合物基底的粘结强度。典型地在含NaOH、Zn和Cr(VI)离子的碱性溶液内，电沉积这些涂层，形成提供抗晦暗的Zn/Cr氧化物的混合物。-->美国专利No.4387006公开了处理在印刷线路板中使用的铜箔表面的方法。在含有锌离子和铬(VI)离子的铬酸锌水溶液内电解处理铜箔，并将铜箔浸渍在含有氨基硅烷、硅酸钠和/或硅酸钾的水溶液内。美国专利No.5230932、No.5098796和No.5022968公开了改进铜和铜基合金材料的抗晦暗和抗氧化的技术与组合物。通过在含有NaOH、锌离子和Cr(VI)离子的含水电解质内浸渍，电解涂布该材料。该涂层在超过190℃的温度下提供抗晦暗性。Chen的美国专利No.5250363公开了改进金属基底的抗晦暗和抗氧化的技术。将该基底浸渍在含有NaOH、锌离子和Cr(VI)离子的水溶液内，并将铬-锌涂层电解施涂到基底上。该涂层在超过230℃的温度下提供抗晦暗性，且通过在硫酸内浸渍容易除去。同样要求保护的是，在一定条件下，这些涂层中的数种涂层可降低引线框与模塑料之间的透湿性。这一效果可大大地降低“爆裂玉米(pop corn)效应”，认为所述爆裂玉米效应因当器件处于焊接温度(例如约230℃的温度)时，由在小片连接桨状物(paddle)下方捕获的累积湿气形成水蒸气而引起。认为因裂纹和脱层导致水蒸气的这种生成是器件故障的原因。此外，随着工业淘汰含铅和其它元素的焊料(这主要由于环境担心和严格的法规导致)，可供替代的焊料可具有甚至更高的焊接温度，和金属/聚合物的粘合特征可能变得更加重要。已知许多组合物提供金属与聚合物之间的粘合。Parthasarathi等人的美国专利No.5573845公开了一种复合材料，其具有所需表面保护层(finish)的金属核心。表观厚度小于275埃的针状(结节状)表面涂层与至少一部分金属核心相邻。在没有显著改变金属核心的表面保护层的情况下，表面涂层可从金属核心上除去。Parthasarathi等人的美国专利No.5449951公开了一种对聚合物树脂具有增强的粘合性的引线框。用含铬、锌或铬与锌的混合物的薄层涂布该引线框。涂布的引线框对聚合物树脂显示出改进的粘合性。在Lee等人的国际公开号WO00/74131A1中，公开了一种组装半导体器件封装件的方法，其中形成器件/引线框组件，并在器件/引线框-->组件的暴露表面上沉积粘合增强涂层，接着封装。该涂层是金属涂层，所述金属涂层可以是无机Zn-Cr涂层。这一公开出版物特意在此通过参考全文引入。Ogawa等人的美国专利No.5252855公开了通过阳极氧化基底，形成针状晶体的聚集体，从而改进铜基础金属基底与聚合物树脂之间的粘合。铝合金基底的阳极化增强聚合物粘结的强度，正如在Mahulikar等人的美国专利No.4939316中所公开的。其它满意的涂层包括厚度为300-5000埃的抗氧化材料，正如Yamazaki等人的美国专利No.5192995中所公开的。根据上述现有技术的公开内容，经常在浸渍浴中使用钠(Na)和/或钾(K)。然而，钠和钾离子的缺点是这些离子潜在地可扩散到硅片内并引起所生产的器件故障。在文献中充分地记载了这种故障(参见，例如“Metallization Contamination”，Microelectronic DefectsDatabase，CALCE Electronic Products and Systems Center，University of Maryland，2000年4月12日，证明了来自模塑料、小片涂层和小片连接涂层内的氯化物和钠污染；和Barnes与Robinson，“The Impact of Ionic Impurities in Die AttachAdhesives on Device Performance”，Proceedings of 34thElectronics Components Conf.，1984年5月，第68页，证明了小片连接粘合剂为离子污染的特定源)。另外，在电镀溶液中存在Cr(VI)离子引起处理和处置方面的环境担心。尽管数十年来，全世界一直在使用含Cr(VI)的电镀浴，但由于对健康和环境影响的增长担心导致使用Cr(VI)正接受愈加细致的检查。因此，希望或者用毒性较小的Cr(III)浴替代Cr(VI)电镀浴或者完全省去Cr。因此，本领域需要提供一种含水的促进粘合且抗晦暗的处理组合物，它基本上不含铬(VI)且利用不含钾或钠离子的任选电解质。认为本专利技术满足了这一需求。专利技术概述-->一方面，本专利技术涉及含水的防晦暗且促进粘合的处理组合物，其包括锌离子；选自钨离子、钼离子、钴离子、镍离子、锆离子、钛离子、锰离子、钒离子、铁离子、锡离子、铟离子、银离子、及其结合中的金属离子；和任选地，不含钾或钠离子的电解质；其中该处理组合物基本上不含铬，和其中该处理组合物能够在材料上形成涂层，其中该涂层增强聚合物对该材料的粘合。另一方面，本专利技术涉及用防晦暗和粘合处理涂层涂布的材料，所述处理涂层包括：锌或氧化锌原子；和选自钨、钼、钴、镍、锆、钛、锰、钒、铁、锡、铟、银、及其结合中的金属或金属氧化物原子；其中该涂层基本上不含铬，和其中该涂层在250℃下提供至少30分钟的抗晦暗性，和其中该涂层含有增强聚合物对该材料粘合性的结节结构。再一方面，本专利技术涉及用防晦暗且促进粘合的涂层涂布的材料的形成方法，该方法包括下述步骤：使该材料与含水的防晦暗且促进粘合的处理组合物接触，所述处理组合物包括锌离子；选自钨离子、钼离子、钴离子、镍离子、锆离子、钛离子、锰离子、钒离子、铁离子、锡离子、铟离子、银离子、及其结合中的金属离子；和任选地，不含钾或钠离子的电解质；其中该处理组合物基本上不含铬，和在该材料上沉积防晦暗且促进粘本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含水的防晦暗且促进粘合的处理组合物，其包括：　　　　锌离子；　　　　选自钨离子、钼离子、钴离子、镍离子、锆离子、钛离子、锰离子、钒离子、铁离子、锡离子、铟离子、银离子、及其结合中的金属离子；和　　　　任选地，不含钾或钠离子的电解质；　　　　其中所述处理组合物基本上不含铬，和其中所述处理组合物能在材料上形成涂层，其中所述涂层增强聚合物对所述材料的粘合。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2003-9-2 10/653,5821.一种含水的防晦暗且促进粘合的处理组合物，其包括：锌离子；选自钨离子、钼离子、钴离子、镍离子、锆离子、钛离子、锰离子、钒离子、铁离子、锡离子、铟离子、银离子、及其结合中的金属离子；和任选地，不含钾或钠离子的电解质；其中所述处理组合物基本上不含铬，和其中所述处理组合物能在材料上形成涂层，其中所述涂层增强聚合物对所述材料的粘合。2.权利要求1的含水的防晦暗且促进粘合的处理组合物，其中所述锌离子衍生于锌盐。3.权利要求2的含水的防晦暗且促进粘合的处理组合物，其中所述锌盐选自硫酸锌、氧化锌、氯化锌、氟硼酸锌、乙酸锌、其水合物、及其结合。4.权利要求1的含水的防晦暗且促进粘合的处理组合物，其中所述锌离子的用量为约0.1g/L-约100g/L。5.权利要求1的含水的防晦暗且促进粘合的处理组合物，其中所述锌离子的用量为约0.5g/L-约50g/L。6.权利要求1的含水的防晦暗且促进粘合的处理组合物，其中所述锌离子的用量为约0.5g/L-约20g/L。7.权利要求1的含水的防晦暗且促进粘合的处理组合物，其中所述金属离子衍生于相应的金属盐或金属酸。8.权利要求7的含水的防晦暗且促进粘合的处理组合物，其中所述金属盐选自硫酸镍、钼酸铵、氧化钼、高锰酸钾、硫酸锰、其水合物、及其结合。9.权利要求7的含水的防晦暗且促进粘合的处理组合物，其中所述金属酸选自钼酸、钨酸、钨硅酸。10.权利要求1的含水的防晦暗且促进粘合的处理组合物，其中所述金属离子选自钼和钨。11.权利要求1的含水的防晦暗且促进粘合的处理组合物，其中基于所述处理组合物的总份数，所述金属离子的用量为约5-约20000ppm。12.权利要求1的含水的防晦暗且促进粘合的处理组合物，其中基于所述处理组合物的总份数，所述金属离子的用量为约15-约2000ppm。13.权利要求1的含水的防晦暗且促进粘合的处理组合物，其中基于所述处理组合物的总份数，所述金属离子的用量为约25-约300ppm。14.权利要求1的含水的防晦暗且促进粘合的处理组合物，其中所述任选的电解质选自硫酸铵、硼酸、柠檬酸、葡糖酸、氢氧化铷、氯化铵、及其结合。15.权利要求1的含水的防晦暗且促进粘合的处理组合物，其中所述电解质的用量为约1g/L-约500g/L。16.权利要求1的含水的防晦暗且促进粘合的处理组合物，其中所述电解质的用量为约5g/L-约200g/L。17.权利要求1的含水的防晦暗且促进粘合的处理组合物，其中所述电解质的用量为约10g/L-约50g/L。18.一种用防晦暗和粘合处理涂层涂布的材料，所述处理涂层包括：锌或氧化锌原子；和选自钨、钼、钴、镍、锆、钛、锰、钒、铁、锡、铟、银、及其结合中的金属或金属氧化物原子；其中所述涂层基本上不含铬，和其中所述涂层在250℃下提供至少30分钟的抗晦暗性，和其中所述涂层含有增强聚合物对所述材料粘合性的结节结构。19.权利要求18的涂布的材料，其中所述材料包括选自铜、铜合金、镍、铁、铝、钢、不锈钢、锌、锡、银、钯、金、钛、碳、金属化非导体、及其结合中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：LR豪威尔，SF陈，
申请(专利权)人：奥林公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]