[发明专利]用于铜或铜合金的表面处理剂及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及在将电子部件等焊接到印刷线路板的铜或铜合金期间使用的表面处理剂、及其应用。

背景技术

近年来，已经广泛采用具有高密度的表面安装技术以作为印刷线路板的安装方法。其中，将这种表面安装技术分为双面表面安装技术和混合安装技术等，在所述双面表面安装技术中，使用焊膏将芯片型部件接合在一起，且所述混合安装技术是使用焊膏的芯片型部件的表面安装技术与分立部件的通孔安装技术的组合。在任一种安装方法中，印刷线路板经历两次以上的焊接步骤，因此将其曝露在高温下，从而导致严重的热经历。

结果，构成印刷线路板的电路部件的铜或铜合金(下文中有时简称作铜)的表面由于加热而促进了氧化膜的形成，因此电路部件的表面不能保持良好的焊接性。

为了防止印刷线路板的铜电路部件发生空气氧化，通常使用表面处理剂在电路部件的表面上形成化学层。然而，必须通过即使在铜电路部件具有多个循环的热经历之后，也防止化学层发生恶化(即，被劣化)来保护铜电路部件，从而保持良好的焊接性。

常规上已将锡-铅合金共晶焊料用于将电子部件安装到印刷线路板上等。然而，近年来，产生了如下担心：焊料合金中包含的铅对人体产生有害的影响，因此期望使用无铅焊料。

因此，正在考虑多种无铅焊料。例如，已经提出了如下无铅焊料，其中向锡的基础金属中添加一种或多种金属如银、锌、铋、铟、锑、铜等。

通常使用的锡-铅共晶焊料在基板、特别是铜的表面上具有优异的润湿性，因此会牢固地粘附到铜上，从而导致高可靠性。

相反，与通常使用的锡-铅焊料相比，无铅焊料在铜表面上的润湿性较差，因此，由于空隙和其他接合缺陷而导致焊接性差且接合强度低。

因此，当使用无铅焊料时，必须选择具有优越焊接性的焊料合金和适合与无铅焊料一起使用的助焊剂。用于防止在铜或铜合金的表面上发生氧化的表面处理剂也需要具有提高无铅焊料的润湿性和焊接性的功能。

许多无铅焊料具有高熔点，且其焊接温度比通常使用的锡-铅共晶焊料的温度高约20℃～约50℃。因此，用于利用无铅焊料进行焊接的方法中的表面处理剂应具有能够形成耐热性优异的化学层的特性。

作为这种表面处理剂的活性成分，已经提出了多种咪唑化合物。例如，分别地，专利文献1公开了2-烷基咪唑化合物如2-十一烷基咪唑；专利文献2公开了2-芳基咪唑化合物如2-苯基咪唑和2-苯基-4-甲基咪唑；专利文献3公开了2-烷基苯并咪唑化合物如2-壬基苯并咪唑；专利文献4公开了2-芳烷基苯并咪唑化合物如2-(4-氯苯基甲基)苯并咪唑；且专利文献5公开了2-芳烷基咪唑化合物如2-(4-氯苯基甲基)咪唑和2-(2，4-二氯苯基甲基)-4，5-二苯基咪唑。

然而，在使用含有这种咪唑化合物的表面处理剂的情况中，在铜表面上形成的化学层的耐热性仍然不理想。此外，在焊接时，焊料的润湿性不足并因此不能获得良好的焊接性。特别地，在使用无铅焊料代替共晶焊料来进行焊接的情况中，难以将上述表面处理剂付诸实际使用。

引用列表

专利文献

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

专利文献5：JP-A-7-243054

发明内容

鉴于上述问题，完成了本发明。本发明的一个目的是提供一种表面处理剂和一种表面处理方法，其中在使用焊料将电子部件等安装到印刷线路板上时，所述表面处理剂在构成印刷线路板的电路部件等的铜或铜合金表面上形成具有优异耐热性的化学层，同时，所述表面处理剂提高了对所述焊料的润湿性且使得焊接性良好。

另外，本发明的另一个目的是提供一种印刷线路板并提供一种焊接方法，所述印刷线路板通过将构成铜电路部件的铜或铜合金的表面与上述表面处理剂接触而得到，在所述焊接方法中将铜或铜合金的表面与上述表面处理剂接触并然后使用无铅焊料进行焊接。

为了解决上述问题，本发明人进行了广泛而细致的研究。结果发现，通过利用含有由式(I)表示的咪唑化合物的表面处理剂对具有铜电路部件的印刷线路板进行处理，能够在铜电路部件的表面上形成具有优异耐热性即能够抵抗无铅焊料的焊接温度的化学层，同时，通过在利用无铅焊料进行的焊接中提高焊料对铜或铜合金表面的润湿性，可获得良好的焊接性，从而完成了本发明。

即，本发明在其最广泛的构型中包括下列方面：

(1)一种用于铜或铜合金的表面处理剂，其包含由式(I)表示的咪唑化合物：