水溶性预焊剂及其应用制造技术

本发明专利技术的目的之一是提供一种水溶性预焊剂，其包含低挥发性增溶剂，具有使咪唑化合物溶解于水的优良性能，并且能够使咪唑化合物产生优良的成膜性能，并提供一种对金属导电部件表面的处理方法，该方法包括使所述表面与上述水溶性预焊剂进行接触。另一目的是提供一种印刷线路板，其中金属导电部件的所述表面已经与上述水溶性预焊剂进行接触；和一种焊接方法，其包含将金属导电部件的所述表面与上述水溶性预焊剂进行接触和随后对表面进行焊接。一种水溶性预焊剂，包含咪唑化合物和含４－１６个碳原子的羧酸化合物，该羧酸化合物由如上通式１表示，其中Ｒ↑［１］表示含１－４个碳原子的直链或支链烷基，Ｒ↑［２］表示氢原子或甲基，ｍ表示０－３的整数，ｎ表示１或２。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种水溶性预焊剂，其用于焊接构成电子部件和类似 物的印刷线路板电路部分的金属导电部件的表面。
技术介绍
近年来，具有增强密度的表面贴装技术已被广泛采用。这种表面 贴装技术可分为双侧表面贴装技术，该技术使用焊膏将芯片类部件进 行连接，和混合贴装技术，该技术使用焊膏的芯片类部件的表面贴装 技术与离散部件通孔贴装技术的组合。在每种贴装方法中，对印刷线 路板进行两道或更多道焊接步骤，因而要将其置于导致苛刻受热历史 的高温之下。结果，通过加热构成印刷线路板电路部件的金属导电部件的铜、 铜合金或银金属表面，加速了氧化膜的形成，从而导电部件的表面不 能保持优良的可焊性能。为了保护印刷线路板的金属导电部件免受空气氧化，使用表面处 理剂在导电部件表面形成化学层的处理被广泛进行。然而，甚至在金 属导电部件经受多个周期的受热历程之后，通过使化学层免于劣化(degenerating)(即被降解)以保护金属导电部件，这对保持优良可焊性 是必要的。由于咪唑化合物具有优良的成膜性能，如这类表面处理剂，己经 提出包含各种咪唑化合物的水溶性预焊剂。例如，专利文献1一4公开 了的2-垸基咪唑化合物如2-十一烷基咪唑、2-芳基咪唑化合物如2-苯 基咪唑和2-苯基-4-甲基咪唑、2-垸基苯并咪唑化合物如2-壬基苯并咪唑，和2-芳烷基苯并咪唑化合物如2- (4-氯苯基甲基)苯并咪唑。附带提及，由于咪唑化合物通常难溶于水，所以必须使用形成其 水溶性盐的有机酸或无机酸作为增溶剂使其溶解于水中。近年来，甲酸或乙酸作为增溶剂已经被广泛使用，二者都具有优 良的使咪唑化合物溶解于水的性能，并能促使咪唑化合物具有优良的 成膜性能。然而，由于这些酸化合物高度挥发并具有刺激性气味，将 会引起由于水溶性预焊剂中的酸浓度降低，咪唑化合物可能沉淀和酸 化合物可能造成工作环境恶化的问题。锡-铅合金共熔焊料在前述焊接中已被广泛采用。然而近年来，由 于含在焊料合金中包含的铅对人体产生副作用已倍受关注，因此期望 使用无铅焊料。由此，各种的无铅焊料正被研究。例如，已经提出这样的无铅悍 料，其中将金属如银、锌、铋、铟，锑或铜加到基础金属锡中，并且 其部分产品投入实际使用中。常规使用的锡-铅合金共熔焊料在金属导电部件的金属如铜、铜合 金或银表面上具有优良的可湿性，因此可牢固地粘附在金属上，导致 高可靠性。相反，无铅焊料不如常规使用的锡-铅焊料在金属表面的可湿性能 好，因此由于孔隙和其它粘结缺陷表现为较差的可焊接性能和低粘结 强度。因此，当使用无铅焊料时，必须选择一种具有更高可焊接性能的 焊料合金和适用于无铅焊料的助熔剂。所使用的用于避免金属导电部 件的金属如铜、铜合金或银的表面上氧化的水溶性预焊剂，也需要具有改善无铅焊料的可湿性和可焊接性的功能。此外，大多数无铅焊料熔点较高，并且焊接温度比常规使用的锡-铅共熔焊料的焊接温度高约20—约5(TC。因此，期望水溶性预焊剂具 有可形成优良耐热性化学层的特性。专利文献1: JP-B-46-17046专利文献2: JP-A-4-206681专利文献3: JP-A-5-25407专利文献4: JP-A-5-186888专利技术描述本专利技术要解决的问题鉴于前述情况，得到本专利技术。本专利技术的目标是提供一种含有低挥 发性增溶剂的水溶性预焊剂，其具有使咪唑化合物溶解于水中的优良 性能，并使咪唑化合物产生优良的成膜性能，还提供一种对金属导电 部件表面处理方法，其包含将所述表面与上述水溶性预焊剂进行接触。另一目标是提供一种印刷线路板，其中金属导电部件的所述表面 已经与上述水溶性预焊剂相接触，和一种焊接方法，该方法包括使金 属导电部件的所述表面与上述水溶性预焊剂接触以及随后焊接所述表 面。解决问题的方法为了解决前述问题，本专利技术的专利技术人进行了广泛而深入的研究。 结果发现了由下面通式1表示的含4一16个碳原子的羧酸化合物，具 有优良的使咪唑化合物溶解于水的性能和使咪唑化合物具有优良的成 膜性，因此本专利技术得以完成。<formula>formula see original document page 6</formula>(其中R'表示含l一4个碳原子的直链或支链垸基，W表示氢原 子或甲基，m表示0 — 3的整数，n表示l或2。)艮口，第一项专利技术涉及一种水溶性预焊剂，其包含咪唑化合物和上 述通式1表示的含4一16个碳原子的羧酸化合物。第二项专利技术涉及所述水溶性预焊剂，其包含比例为O.Ol — lO wt.% 的咪唑化合物，和比例为0.1 —50 wt.。/。的上述羧酸化合物。第三项专利技术涉及一种金属导电部件的表面处理方法，其包括使金 属导电部件的所述表面与第一项或第二项专利技术的水溶性预焊剂接触。第四项专利技术涉及一种印刷线路板，其中金属导电部件的所述表面 已经与第一项或第二项专利技术的水溶性预焊剂接触。第五项专利技术涉及一种焊接方法，其包括使金属导电部件的所述表 面与第一项或第二项专利技术的水溶性预焊剂接触和随后进行焊接。专利技术效果由于本专利技术中的水溶性预焊剂含有作为咪唑化合物增溶剂的低挥 发性羧酸化合物，因此可稳定保持水溶性预焊剂中增溶剂的浓度，并 且不产生难闻的气味。此外，与使用甲酸或乙酸作增溶剂的情况相比， 可使咪唑化合物具有优良的成膜性能。根据本专利技术的表面处理方法，可在金属导电部件表面形成化学层，并因此避免金属导电部件表面的氧化。当使用本专利技术的印刷线路板时，金属导电部件与电子部件之间的 粘接可通过焊接安全地实现。根据本专利技术的焊接方法，可防止金属导电部件表面的氧化，并因 此得到优良的可焊接性。本专利技术的最佳实施方式下文将详细解释本专利技术。适合实施本专利技术的咪唑化合物无特别限制。其实施例包括烷基咪 唑化合物、芳基咪唑化合物、芳烷基咪唑化合物、烷基苯并咪唑化合 物、芳基苯并咪唑化合物和芳垸基苯并咪唑化合物。对于上述垸基咪唑化合物，可以提及l-癸基咪唑、2-甲基咪唑、2-H^ —烷基咪唑、2-十七垸基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-十一烷基-4-甲基咪唑、4-甲基咪唑、4-辛基咪唑、2-环己基咪唑，等。对于上述芳基咪唑化合物，可以提及l-苯基咪唑、2-苯基咪唑、 2-甲苯基咪唑、2- (4-氯苯基)咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑、2-苯基-l-苯 甲基咪唑、2-苯基-4-苯甲基咪唑、2，4-连苯基咪唑、2，4-联苯基-5-甲基 咪唑、2-苯基-4- (3,4-二氯苯基)咪唑、2-苯基-4- (2，4-二氯苯基)-5-甲基咪唑、2- (2，4-二氯苯基)-4-苯基-5-甲基咪唑、4-苯基咪唑、2-壬 基-4-苯基咪唑、4-苯基-5-癸基咪唑、2-苯基-4-甲基-5-苯甲基咪唑、2-(l-萘基)咪唑、2- (2-萘基)-4- (4-氯苯基)-5-甲基咪唑、2-苯基-4-(2-萘基)咪唑、2，4，5-三苯基咪唑、2- (2，4-二氯苯基)-4，5-联苯基咪 唑、2- (l-萘基)-4,5-联苯基咪唑、2- (4-吡啶基)-4，5-联苯基咪唑， 等。对于上述芳烷基咪唑化合物，可以提及1-苯甲基咪唑、1- (4-氯苯基)甲基-2-甲基咪唑、2-苯甲基咪唑、2-苯甲基-4-甲基咪唑、2- (2-苯乙基)咪唑、2- (5-苯基戊基)咪唑、2-甲基-4，5-联苄基咪本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水溶性预焊剂，其包含咪唑化合物和具有４－１６个碳原子的羧酸化合物，该羧酸化合物由下式１表示：［式１］Ｒ↑［１］－Ｏ－［－ＣＨ↓［２］－＊Ｈ－Ｏ－］↓［ｍ］－（ＣＨ↓［２］）↓［ｎ］－ＣＯＯＨ其中Ｒ↑［１］表示含１－４个碳原子的直链或支链烷基，Ｒ↑［２］表示氢原子或甲基，ｍ表示０－３的整数，和ｎ表示１或２。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：平尾浩彦，菊川芳昌，村井孝行，
申请(专利权)人：四国化成工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]