專利名稱：可作有機保焊劑的咪唑衍生物溶液的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有機保焊技術(shù)，尤其是一種可作有機保焊劑的咪唑衍生物溶液，用于印刷電路板上銅或銅合金的有機保焊(OrganicSolderability Preservatives)制程。

背景技術(shù)：
近年來，電子組件越來越輕薄短小，印刷電路板(PCB)更走向多層、高密度及薄板化的趨勢，表面黏著技術(shù)(SMT)趨于嚴格，傳統(tǒng)的噴錫(Hot Air Solder Leveling)制程已無法達到標準SMT錫鉛層厚度均一之要求，并且薄而軟的印刷電路板更無法承受噴錫時的高溫熱沖擊。在這樣的背景下出現(xiàn)了了替代噴錫(Hot Air SolderLeveling)制程的有機保焊(Organic Solderability Preservatives)制程，以苯并咪唑(benzimidazole)為主要成分，雖然抗氧化效果好，厚度均一，但難以承受3次以上的高溫回熔和155℃高溫烘烤超過四小時的嚴峻考驗，在高溫高濕條件下焊錫能力較差。為改善此不足，相繼被開發(fā)出各類咪唑衍生物以替代傳統(tǒng)的苯并咪唑美國專利第5173130號提出以2-烷基苯并咪唑(2-alkylbenzimidazole)、有機羧酸和金屬鹽組成為主的有機保焊劑溶液，其中2-烷基苯并咪唑(2-alkylbenzimidazole)的化學結(jié)構(gòu)式為
美國專利第5270694號、美國專利第5478607號，則將2-烷基部份修改為苯基或苯甲基(benzyl)及其衍生物，其化學結(jié)構(gòu)式為
美國專利第5498301號、5560785號發(fā)表以咪唑(imidazole)衍生物為主體應(yīng)用于有機保焊制程，如2-苯基咪唑(2-arylimidazole)，其化學結(jié)構(gòu)式為
上述的技術(shù)方案一定程度上解決了噴錫(Hot Air SolderLeveling)制程和使用苯并咪唑(benzimidazole)的有機保焊(Organic Solderability Preservatives)制程的不足，但仍然不能滿足精益求精的印刷電路板生產(chǎn)工藝。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為彌補現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種可作有機保焊劑的咪唑衍生物溶液，可在印刷電路板的銅或銅合金表面均勻的形成一層約0.1～1.0微米厚的有機保焊膜，使其具有優(yōu)良的可焊性(solderability)，并且在高溫、高濕環(huán)境中具有優(yōu)良的耐高溫、抗氧化能力。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案 可作有機保焊劑的咪唑衍生物溶液，溶液中按重量比包含有 0.05～10％的咪唑衍生物、0.01～30％的酸性物質(zhì)、0.0001～10％的水溶性金屬鹽。
其中，咪唑衍生物化學結(jié)構(gòu)式如下
在上述分子式中，Y為氧或硫或氮等非碳原子，X、Z為烷基或醚基或鹵素或硝基或醇基或酸基或胺基或酯基，m、n為0至4之數(shù)。
可選的，咪唑衍生物可選自[2-(4-氯苯氧甲基)]-1H-苯并咪唑、或2-苯氧甲基-1H苯并咪唑、或甲氧基-1H-苯并咪唑、或[2-(2.4-二氯苯氧甲基)]-1H-苯并咪唑等。
可選的，酸性物質(zhì)系選自甲酸、乙酸等烷基酸中的一種或幾種的組合，可幫助咪唑衍生物溶解。
可選的，水溶性金屬鹽為乙酸銅或硫酸銅或磷酸銅或硝酸銅或氯化亞銅或氯化銅或溴化銅或氫氧化銅或類似的銅鹽，也可為乙酸鋅或氯化鋅或硫酸鋅或草酸鋅或乳酸鋅或檸檬酸鋅或氧化鋅或氫氧化鋅或類似鋅鹽，還可為氯化鐵或氯化亞鐵或氧化亞鐵或氧化鐵或硫酸亞鐵或乙酸鐵或類似鐵鹽。
較佳的，溶液中按重量比含有0.5～8.0％的咪唑衍生物。
較佳的，溶液中按重量比含有0.1～20％的酸性物質(zhì)。
較佳的，溶液中按重量比含有0.05～2.0％的水溶性金屬鹽。
和現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的積極效果在于 可在印刷電路板的銅或銅合金表面均勻的形成一層約0.1～1.0微米厚的有機保焊膜，使其具有優(yōu)良的可焊性(solderability)，并且在高溫、高濕環(huán)境中具有優(yōu)良的耐高溫、抗氧化能力。

具體實施例方式 下面結(jié)合具體實施方式
對本發(fā)明進一步進行說明。
按本發(fā)明公開的可作有機保焊劑的咪唑衍生物溶液配備有機保焊劑溶液，其中按重量比包含5.0％的[2-(4-氯苯氧甲基)]-1H-苯并咪唑，20％的乙酸，0.2％的庚酸，0.1％乙酸銅。將上述有機保焊劑溶液的溫度調(diào)節(jié)為38℃，PH值調(diào)節(jié)為3.3。
以厚度為0.3mm、面積為3cm×7.5cm的銅板作為測試片，用上述有機保焊劑溶液對測試片進行有機保焊處理處理，再對測試片進行焊錫性檢驗。
測試片須經(jīng)過拋光，而后先經(jīng)過酸性或堿性清潔劑除去表面的油污，水洗后再經(jīng)硫酸/雙氧水之微蝕液使銅表面粗化，以提升有機保焊膜在銅上的附著力。微蝕后的測試片在5～10％的稀硫酸中清洗掉殘留的微蝕液，再經(jīng)水洗及冷空氣吹干后放入上述有機保焊劑溶液中120秒，以使銅表面形成厚度均勻的保焊膜。用冷空氣吹干后的測試片經(jīng)去離子水洗凈、烘干后，即完成有機保焊涂膜制程，并在200℃的烤箱中各烘烤5、10、15、20分鐘，而后上Sn/Pb助焊劑，根據(jù)JIS-C-0053規(guī)格作沾錫天平測試，JSI-Z-3197規(guī)格做擴散實驗測試。
取0.3mm的銅厚及3cm×7.5cm面積的銅板當測試片經(jīng)過下列流程 流程浸泡時間(sec)溫度(℃) 酸性或堿性清潔劑120 40 水洗60 25 硫酸/雙氧水 60 25 水洗60 25 有機保焊劑溶液(OSP) 60 38 水洗60 25 烘干60 25 沾錫天平測試結(jié)果參見表1。
錫球擴散率測試結(jié)果參見表2。
表1，沾錫時間Zerocross-time(Sec，沾錫天平) 表2，錫球擴散率Spreading factor％
權(quán)利要求
1.可作有機保焊劑的咪唑衍生物溶液，其特征在于溶液中按重量比包含有0.05～10％的咪唑衍生物、0.01～30％的酸性物質(zhì)、0.0001～10％的水溶性金屬鹽；其中，咪唑衍生物化學結(jié)構(gòu)式為
上述分子式中，Y為氧或硫或氮等非碳原子，X、Z為烷基或醚基或鹵素或硝基或醇基或酸基或胺基或酯基，m、n為0至4之數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的咪唑衍生物溶液，其特征在于咪唑衍生物可選自[2-(4-氯苯氧甲基)]-1H-苯并咪唑、或2-苯氧甲基-1H苯并咪唑、或甲氧基-1H-苯并咪唑、或[2-(2.4-二氯苯氧甲基)]-1H-苯并咪唑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的咪唑衍生物溶液，其特征在于酸性物質(zhì)系選自甲酸、乙酸等烷基酸中的一種或幾種的組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的咪唑衍生物溶液，其特征在于水溶性金屬鹽為乙酸銅或硫酸銅或磷酸銅或硝酸銅或氯化亞銅或氯化銅或溴化銅或氫氧化銅或類似的銅鹽，也可為乙酸鋅或氯化鋅或硫酸鋅或草酸鋅或乳酸鋅或檸檬酸鋅或氧化鋅或氫氧化鋅或類似鋅鹽，還可為氯化鐵或氯化亞鐵或氧化亞鐵或氧化鐵或硫酸亞鐵或乙酸鐵或類似鐵鹽。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的咪唑衍生物溶液，其特征在于溶液中按重量比含有0.5～8.0％的咪唑衍生物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的咪唑衍生物溶液，其特征在于溶液中按重量比含有0.1～20％的酸性物質(zhì)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2任一項所述的咪唑衍生物溶液，其特征在于溶液中按重量比含有0.05～2.0％的水溶性金屬鹽。
全文摘要
本發(fā)明涉及有機保焊技術(shù)，尤其是一種可作有機保焊劑的咪唑衍生物溶液，用于印刷電路板上銅或銅合金的有機保焊(OrganicSolderability Preservatives)制程，溶液中按重量比包含有0.05～10％的咪唑衍生物、0.01～30％的酸性物質(zhì)、0.0001～10％的水溶性金屬鹽。和現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的積極效果在于可在印刷電路板的銅或銅合金表面均勻的形成一層約0.1～1.0微米厚的有機保焊膜，使其具有優(yōu)良的可焊性(solderability)，并且在高溫、高濕環(huán)境中具有優(yōu)良的耐高溫、抗氧化能力。
文檔編號B23K35/36GK101780614SQ20101010422
公開日2010年7月21日 申請日期2010年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月28日
發(fā)明者林原標 申請人:林原標