[发明专利]用于控制印刷电路板内电化腐蚀的组合物及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于减少印刷电路板表面腐蚀的含水抗蚀涂料组合物。

背景技术

印刷电路板(PCB)的制造方法通常包括许多步骤，部分是因为增强功能的需求增加了。PCB上的表面电路通常包括铜和铜合金材料，它们被涂布以提供与组件中其他器件之间良好的机械连接和电连接。在制造印刷电路板时，第一阶段包含制备电路板并且第二阶段包含在电路板上安装各种元器件。

可附接于电路板的元器件一般有两种类型：a)接脚元器件，如电阻器、晶体管等，其通过将每一个接脚穿入板中的孔中，接着再确保接脚周围的孔已用焊料充填，从而附接于电路板；以及b)表面贴装器件，其通过以平坦的接触面焊接或是以适合的黏着剂予以黏着的方式附接于板的表面。

镀通孔的印刷电路板一般可通过包括以下步骤顺序的方法来制造：

1)在覆铜积层板上钻孔；

2)通过标准镀通孔程序对板进行处理，从而在孔中和表面上化学镀铜；

3)涂覆阻镀剂；

4)在孔中及曝露的电路上电镀铜至所需的厚度；

5)在孔中及曝露的电路上电镀锡，以作为抗蚀层；

6)剥除抗镀层；

7)将曝露的铜(即，未镀锡的铜)蚀刻；

8)剥除锡；

9)涂覆阻焊剂、成像并显影，使得阻焊剂覆盖除了连接区域之外的实质上整个板表面；并且

10)在待焊接区域涂覆保护性可焊层。

也可以使用步骤的其他顺序，这些对于本领域的技术人员而言通常是已知的。此外，在每个步骤之间可插入淡水冲洗。可在第一阶段中用来制备印刷电路板的步骤顺序的其他例子已描述于例如Soutar等人的美国第6,319,543号专利、Toscano等人的美国第6,656,370号专利及Fey等人的美国第6,815,126号专利中，其每一篇的主题都以引用的方式完整并入本文。

涂敷阻焊剂是在除了焊盘、表面贴装盘和镀通孔之外的印刷电路板整个区域上有选择地覆盖有机聚合物涂料的一种操作方式。这种聚合物涂料在各盘的周围起到类似屏障的功能，以在组装期间避免不希望的焊料流动，同时改善导体之间的绝缘电阻，并且提供对环境的保护。

阻焊剂化合物通常为可与基板兼容的环氧树脂。阻焊剂可依所需要的图案丝网印刷于印刷电路板上，或者也可以是涂布在表面上的感光阻焊剂。两种类型的阻焊剂对于本领域的技术人员而言通常都是已知的。

接触区域包括引线接合区、芯片黏着区、焊接区和其他接触区。接触端必须提供良好的可焊性、良好的引线接合性能和高抗蚀性。某些接触端还必须提供高导电性、高耐磨性和高抗蚀性。典型的现有技术接触端涂层可包括顶端上具有电解金层的电解镍涂层，尽管其他涂层对于本领域技术人员而言也是公知的。

焊接通常是用来产生与各种物件之间的机械连接、电子机械连接或是电子连接。在利用印刷电路制造电子设备时，电子元器件与印刷电路的连接是通过将该元器件的引线与通孔、周围的焊垫、焊盘和其他连接点(统称“连接区域”)焊接在一起而达成的。

为了便于进行该焊接操作，通孔、焊垫、焊盘和其他连接点被安排成能够接受后续的焊接操作。因此，这些表面必须能轻易地被焊料润湿，并且允许与电子元器件的引线或表面形成整体导电连接。基于这些需求，印刷电路制造两已设计出可维持并改善表面可焊性的各种方法。这种方法的例子描述于Redline等人的美国第6,773,757号专利和Ferrier等人的美国第5,935,640号专利中，其每一篇的主题都以引用的方式完整并入本文。

如第6,773,757号和第5,935,640号专利(以引用的方式并入本文)中所述，已知浸镀银沉积物是优异的保焊剂，其在印刷电路板的制造中是特别有用的。浸镀是一种起因于置换反应的方法，藉此使被镀表面溶解到溶液中，并且同时使被镀金属由镀液沉积到表面上。浸镀通常不需要将表面先活化就可引发。被镀金属一般会比表面金属更为惰性。因此，与化学镀相比，通常浸镀明显更容易控制并且明显更省钱，而化学镀需要复杂的自动催化镀液和镀覆前的表面活化操作。

然而，因为阻焊剂界面侵蚀(SMIA，其中电化侵蚀会腐蚀阻焊剂和铜线路之间界面上的铜线路)的可能性，使用浸镀银沉积物可能会造成问题。SMIA已知的其他名称例如阻焊剂缝隙腐蚀和阻焊剂界面处的单纯电化侵蚀。无论名称为何，问题包括阻焊剂界面处的电化侵蚀。这种界面处的电化侵蚀造成的结果是阻焊剂-铜的界面结构和浸镀机制。