印刷线路板的金属膜用的表面处理剂制造技术

一种表面处理剂，施用到印刷线路板的金属膜上，形成一层防锈膜。用于金属的表面处理剂包括含沸点大于或等于１７０℃的有机酸以及一种或多种选自咪唑基化合物和苯并咪唑基化合物的水溶液。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于金属的表面处理剂，印刷线路板，和用于印刷线路板上金属的表面处理方法。采用印刷线路板，使得一个线路单元可通过在例如覆铜层叠物上形成电路图形并在其上安装电子元件来形成。经常采用表面安装型作为这样的印刷线路板，其中，在印刷线路板表面提供具有电路的线路图形，并在线路图形上安装电子元件。要在其两端安装具有电极的芯片部件作为电子元件，例如，在印刷线路板上施用焊剂，然后通过喷焊或逆流焊接来焊接芯片元件。要形成印刷线路板上的电路，对覆铜层叠物的覆铜部分进行蚀刻，以提供要求的电路，在制得的电路上涂覆耐焊剂膜，而留下部分用于焊接电路上的芯片元件(这部分是所谓的焊接带)，随后进行软蚀刻。虽然在形成线路图形后离开焊接了芯片元件，但是，直到涂覆耐焊剂膜和随后的焊接工序一般都预先独立进行。例如，一旦涂覆有耐焊剂膜的印刷线路板作为一个部件储存后，就进行芯片的焊接工序。或者，涂覆有耐焊剂膜的印刷线路板作为一个部件分配后，另一种试剂可进行焊接工序。这样的话，由于在进行焊接工序之前已经过了较长时间，焊接带露出的铜箔表面容易被氧化。在潮湿气氛中，铜箔表面容易发生氧化。所以，为了防止铜箔表面氧化，可以在其表面形成抗氧化剂的膜，作为表面保护剂。即使在制造前长时间使用涂覆有耐焊剂膜的印刷线路板的情况，在通过逆流焊接方法进行双面安装电子元件时，在焊接带上施用了焊剂膏后进行260℃的高温加热等，以熔化焊剂粉。所以，在焊接到印刷线路板一面的工序期间，另一面也处于这样的高温，会使得焊接带的铜箔表面发生氧化。因此，这种情况下也要进行涂覆形成抗氧化剂膜的处理。这两种情况，即在用表面保护剂进行处理，以及对另一面上的焊接带进行的抗氧化处理，以防在印刷线路板一面进行焊接工序时造成的热伤害时，可采用所谓的预熔剂。具体的，优选使用一种水溶性的预熔剂，这种预熔剂不使用有机溶剂，不会对焊剂造成污染或燃火的危险。露出的焊剂带的铜箔一般需进行防锈处理，对含有苯并咪唑基化合物作为水溶性预熔剂的印刷线路板，已知可使用水溶性表面保护剂，如日本专利申请公开5-25407和5-186888中所述。当预熔剂含有松香等时，也可以在铜箔之外的区域形成其涂膜，并且除非在安装元件后洗去该涂膜，否则线路的可靠性不高。与此不同，按照日本专利申请公开5-25407和5-186888所述的方法，将表面具有铜箔的线路图形的印刷线路板浸在水溶性的印刷线路板的表面保护剂中，从而在该印刷线路板的线路图形上的铜和铜合金表面上形成耐热薄膜。这种保护膜即使暴露于高湿度下仍具具有充分的抗湿性，并且具有优良的印刷线路板保护性能以及安装元件时的可焊性。由于不必通过清洗来除去松香涂膜，这些方法在制造和实施等方面性能优良。由于咪唑基化合物和苯并咪唑基化合物是印刷线路板表面保护剂的主要组分，它们一般不溶于水，通过使用无机酸如盐酸或磷酸，或有机酸如乙酸、草酸或对甲苯磺酸作为形成其水溶性盐的溶解剂，使它们成为可溶的(日本专利申请公开7-243053)。近年来，表面安装法正越来越多地被采用，作为将电子元件连接到印刷线路板的方法，印刷线路板也因为临时固定芯片部件，双面安装部件和器件，芯片部件和离散部件的混合安装等而处于高温下。因此，使用水溶性的预熔剂。然而，由于在这类水溶性预熔剂中使用的是沸点较低的有机酸，在使用期间会逸散到周围环境中，存在气味，工作环境劣化以及有机酸化合物逸散到大气中的问题。还发现，有机酸的蒸发会引起溶液组成变化，导致咪唑化合物结晶或溶液物理性能波动，这会造成成膜性能下降。这种情况下，由于膜物理性能发生改变，印刷线路板的生产率下降。
技术实现思路
因此，本专利技术的一个目的是提供能减少有机酸化合物逸散到大气中，防止由于溶液组成变化导致的膜物理性能波动，同时防止损失对温度变化的稳定性等，涂层的高耐热性和抗湿性，以及部件安装时优良的可焊性。本专利技术人经过深入广泛的研究后，解决了上述问题，发现，一种金属表面处理剂能解决这一问题，这种金属表面处理剂包括含咪唑基化合物或苯并咪唑基化合物以及沸点大于或等于170℃的有机酸作为主要组分，还提供了新颖的水溶性预熔剂。本专利技术还涉及一种印刷线路板，其特点是，印刷线路板上，通过施用上述表面处理剂形成一层防锈膜。本专利技术还涉及用于印刷线路板金属的表面处理方法，其特点是，在印刷线路板的金属上施用上述表面处理剂，从而形成防锈膜。本专利技术人发现，在使用咪唑基化合物或苯并咪唑基化合物作为金属表面处理剂的主要组分时，可使用沸点为170℃或更高的有机酸化合物作为其溶解剂，从而可保持涂层的高耐热性和抗湿性，同时减少有机酸逸散到大气中，防止由于溶液组成的变化而导致膜物理性能波动，能在部件安装中提供优良的可焊性，防止损失对温度变化等的稳定性。由于咪唑基化合物或苯并咪唑基几乎不溶于中性水，本专利技术中通过使用沸点大于或等于170℃的有机酸使它们可溶于水。同时，水溶性的有机溶剂可以组合使用。结合附图阅读以下对本专利技术的描述，本领域技术人员能理解本专利技术的这些和其他目的、特征和优点，能对本专利技术进行一些修改、变动。附图简述附图说明图1所示是在水溶性预熔剂涂层的耐热性测试中使用的空气逆流炉的温度分布图。具体实施例方式本专利技术中使用的有机酸的沸点为170℃或更高，更好设定为等于或大于200℃。尽管可以具体限定有机酸的沸点上限，但是可设定为例如270℃或更低，因为有机酸的水溶解度会随沸点上升而下降。特别优选下列物质作为本专利技术使用的有机酸(1)有5个或更多碳原子的单价饱和脂肪酸虽然没有具体限定碳原子数的上限，但较好为例如7或更小。(2)有5个或更多碳原子的单价不饱和脂肪酸虽然没有具体限定碳原子数的上限，但较好为例如7或更小。(3)二价脂肪酸虽然没有具体限定碳原子数的上限，但较好为例如8或更小。(4)烷氧基脂肪酸虽然对烷氧基没有具体限定，可列举的有1-4个碳原子的烷氧基，如甲氧基，乙氧基，丙氧基或丁氧基。脂肪酸部分可以是饱和脂肪酸或不饱和脂肪酸。脂肪酸侧的碳原子数最好为1-3，尽管对此没有具体的限制。(5)羟基脂肪酸脂肪酸部分可以是饱和脂肪酸或不饱和脂肪酸。脂肪酸侧的碳原子数最好为1-6，尽管对此没有具体的限制。(6)脂肪酮酸脂肪酸部分可以是饱和脂肪酸或不饱和脂肪酸。脂肪酸侧的碳原子数最好为3-7，尽管对此没有具体的限制。(7)磺酸脂肪酸部分可以是饱和脂肪酸、不饱和脂肪酸或芳族脂肪酸。脂肪酸侧的碳原子数最好为3-8，尽管对此没有具体的限制。优选使用具有取代或未取代的苯环的脂肪酸，且优选烷基如甲基或乙基作为苯环的取代基。有机酸最好没有羟基。没有羟基的有机酸的具体例子包括草酸、丙二酸、琥珀酸、己二酸、马来酸、富马酸、对甲苯磺酸、甲磺酸、甲氧基乙酸和乙酰基丙酸。最优选甲氧基乙酸和乙酰基丙酸。尽管没有具体的限制，本专利技术表面处理剂中的有机酸含量宜为1-40重量％。能与有机酸混合的水溶性有机溶剂有甲醇、乙醇和丙酮等。表面处理剂中水溶性有机溶剂的含量尽管没有限定，但较好为1-10重量％。尽管对适合实施本专利技术的咪唑基化合物或苯并咪唑基化合物没有限定，但优选下面化学结构式中所示的咪唑类。(结构式1) (其中，R1、R2、R3和R4各自代表氢，有1-7个碳原子的直链或支链烷基，卤原子，羟基，或低级烷氧基(较好有1-4个碳原子)。R5本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于金属的表面处理剂，包括含沸点大于或等于１７０℃的有机酸以及一种或多种选自咪唑基化合物和苯并咪唑基化合物的水溶液。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：三浦一郎，中波一贵，林田喜任，大野隆生，
申请(专利权)人：田村化研株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[]