[发明专利]浸镀银涂层上的自组分子

说明书

技术领域

本发明一般性地涉及用于将保护性有机膜沉积在浸镀银涂层和电镀银上、特别是铜基板上的浸镀银涂层上的方法和组合物。

背景技术

多年以来，包含铜电路的裸板系以根据热风焊料整平(Hot Air SolderLeveling，HASL)方法的共熔性锡-铅焊料涂层润饰。由于危害物限制(Restriction of Hazardous Substances，RoHS)指令，工业上已经不再利用铅作为裸板的最终润饰成分。

替代性最终润饰物包括有机可焊性保存剂(organic solderabilitypreservative，OSP)、无电镍浸镀金(electroless nickel-immersion gold，ENIG)、浸镀锡和浸镀银。OSP为易受化学和机械除去影响的有机涂层，因此可能无法适当保护铜电路免于氧化。ENIG易受常见污染物影响且对高湿度敏感且倾向由于腐蚀而故障。另外，此方法缓慢且难以控制。最后，由于使用金，使其变成相当昂贵的方法。浸镀锡容易形成铜-锡金属间化合物和氧化锡。

在浸镀银保护涂层所观察到的特定问题为铜与银之间的某些裸铜界面处的铜盐蠕变腐蚀。浸镀银可能因各种理由而未充分覆盖铜表面。例如，浸镀银方法可能未将铜配线充分涂布在PCB中，特别是在经镀覆的贯穿孔和高深宽比盲孔。这些位置处的腐蚀以环绕导孔和镀覆贯穿孔的环状环的方式出现。在焊罩边缘会有一些暴露的裸铜出现。此外，浸镀银受固有的细孔形成所困扰。换言之，浸镀银方法(为自限型)沉积相对薄的层。这些薄层为多孔性。最后，银易受存在于环境(特别是在纸处理工厂、橡胶处理工厂和高污染环境)中的还原硫化合物(例如，硫化氢)的硫化影响。银的充分硫化会造成局部的硫化银盐类区域，如果它们长的够大，可能与银层分离，也会形成细孔。由于该浸镀法的覆盖不足、浸镀银方法所得层中固有细孔、或硫化所造成后来形成的细孔等因素，导致的铜暴露区域易受蠕变腐蚀影响。湿度和环境污染物会将铜氧化且硫化，形成可能蠕变经过该浸镀银层铜覆盖不足的任何位置的铜盐。

浸镀银涂层可以用包含硫醇的涂层来保护。然而，硫醇类可能无法充分保护该板免受蠕变腐蚀。而且，硫醇涂层可能在运用无铅焊料的自组方法时劣化，其中自组方法通常在高于220℃的温度时发生且可能在高达270℃时发生。

发明内容

简言之，本发明涉及一种用于增进沉积在可焊接铜基板上的浸镀银涂层的耐腐蚀性的组合物，该组合物包含多官能团分子，其中该多官能团分子包含至少一个会与铜表面相互作用且保护铜表面的含氮有机官能团和至少一个会与银表面相互作用且保护银表面的含硫有机官能团；醇；表面活性剂；和碱性pH调节剂。

本发明还涉及一种用于增进包含沉积在可焊接铜基板上的银涂层的物品的耐腐蚀性的方法，该方法包含将其上具有浸镀银涂层的铜基板暴露于抗腐蚀组合物，该抗腐蚀组合物包含a)多官能团分子，其中该多官能团分子包含至少一个会与铜表面相互作用且保护铜表面的有机官能团和至少一个会与银表面相互作用且保护银表面的有机官能团；b)醇；以及c)表面活性剂。

本发明的其它目的和特征部分是显而易见的，并且部分将在下文中指出。

附图说明

图1示出了其上沉积有浸镀银涂层且另外覆盖有本发明的保护性有机膜的铜基板。

图2示出了根据实施例4的方法进行腐蚀测试的板面的照片。

图3示出了根据实施例5的方法进行腐蚀测试的样品的照片。

图4示出了根据实施例6的方法的润湿均衡评估结果。

图中的相应部分用相应标号表示。

具体实施方式

本申请要求2008年11月8日提交的美国专利临时申请60/986481的优先权，并通过引用将其全文结合于此。

本发明涉及将保护性有机膜施于银涂层的方法和组合物。该银涂层可通过银浸镀法或电镀法施加。在优选实施方式中，该银涂层通过银浸镀法镀在铜基板上。该保护性有机膜特别适于保存浸镀银成品和下方铜基板的完整性，进而得到例如改善的外观、耐腐蚀性、耐蠕变腐蚀性以及上面具有浸镀银层的铜或铜合金基板的可焊性。适于用本发明的有机保护膜保护的铜基板包括电路板、芯片载体、半导体基板、金属导线架、连接器和其它可焊接铜基板。银浸渍置换镀覆是一种保存这些铜基板的可焊性的方法。银浸渍镀覆为自限型方法，其得到的银层的典型厚度介于约0.05微米与约0.8微米之间，通常介于约0.15微米与约0.40微米之间。某些浸渍法和组合物可镀覆具有超出此宽范围的厚度的银层。