专利名称：铜或铜合金用表面处理剂及其应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种表面处理剂及其应用，所述表面处理剂在将电子部件等焊接到印 刷线路板的铜或铜合金上期间使用。
背景技术：
近年来，已经广泛地将高密度的表面安装技术用作印刷线路板的安装方法。其中， 这种表面安装技术被分成了双面表面安装技术和混合安装技术，所述双面表面安装技术利 用焊膏将芯片型部件接合，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。在任一安装工艺中，对印刷线路板进行两个以上的焊接 步骤，因而将其曝露于高温，从而导致严重的热经历。结果，构成印刷线路板电路部件的铜或铜合金(在下文中有时简称为铜)的表面 由于加热而促进了氧化物膜的形成，因此电路部件的表面不能保持良好的焊接性。为了保护印刷线路板的铜电路部件免于空气氧化，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，必要的是，通过即使在铜电路部件具有多个循环的热经历后 也防止化学层发生恶化(即，劣化)，从而保护铜电路部件，从而保持良好的焊接性。常规上已经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，正在考虑各种无铅焊料。例如，已经提出了如下无铅焊料，其中向锡基的础 金属中添加一种以上金属如银、锌、铋、铟、锑、铜等。通常使用的锡铅共晶焊料在基板、特别是铜表面上的润湿性优异，因此会牢固地 粘附至铜上，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， 由于空隙和其它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，必须选择焊接性优良的焊料合金和适合与所述无铅焊 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 改进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°C 约50°C。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，已经提出了各种咪唑化合物。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；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- ，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下，在铜表面上形成的化 学层的耐热性仍然不理想。并且，在焊接时，焊料的润湿性不足，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进行焊接的情况下，难以将上述表面处理剂投入 实际使用。引用列表专利文献[专利文献 11JP-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-7-24305
发明内容
考虑到上述情形，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表 面处理方法，所述表面处理剂在使用无铅焊料将电子部件等安装到印刷线路板上时，在构 成印刷线路板的电路部件等的铜或铜合金的表面上形成具有优异耐热性的化学层，同时改 进对焊料的润湿性并使得焊接性良好。并且，本发明的另一个目的是提供一种印刷线路板以及提供一种焊接方法，所述 印刷线路板通过使构成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，所述 焊接方法通过使铜或铜合金的表面与上述表面处理剂接触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且深入的研究。结果发现，通过利用含有 由通式(I)表示的咪唑化合物的表面处理剂处理具有铜电路部件的印刷线路板，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改进焊料对铜或铜合金表面的润湿性，获得了良好的焊 接性，从而完成了本发明。S卩，本发明在其最广泛的构造中包括如下方面(1) 一种铜或铜合金用表面处理剂，所述表面处理剂包含由式(I)表示的咪唑化
合物式中Ar1和Ar2不同且表示下面的式(II)或式(III)，R表示氢原子或烷基
权利要求
1. 一种铜或铜合金用表面处理剂，所述表面处理剂包含由式(I)表示的咪唑化合物
2.一种铜或铜合金用表面处理方法，所述表面处理方法包括使所述铜或合金的表面 与权利要求1所述的表面处理剂接触。
3.—种印刷线路板，所述印刷线路板包含构成铜电路部件的铜或铜合金，其中所述铜 或铜合金的表面与权利要求1所述的表面处理剂接触。
4.一种焊接方法，所述焊接方法包括使铜或铜合金的表面与权利要求1所述的表面 处理剂接触，然后使用无铅焊料进行焊接。
全文摘要
本发明的一个目的是提供一种表面处理剂和表面处理方法，所述表面处理剂在使用无铅焊料将电子部件等安装到印刷线路板上时，在构成印刷线路板的电路部件等的铜或铜合金的表面上形成具有优异耐热性的化学层，同时改进对焊料的润湿性并使得焊接性良好。此外，本发明的另一个目的是提供一种印刷线路板以及提供一种焊接方法，所述印刷线路板通过使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，所述焊接方法包括使铜或铜合金的表面与上述表面处理剂接触，然后使用无铅焊料进行焊接。本发明提供一种铜或铜合金用表面处理剂，所述表面处理剂含有由式(I)表示的咪唑化合物式(I)中Ar1和Ar2不同且表示下面的式(II)或式(III)；R表示氢原子或烷基；式(II)、(III)中X1和X2相同或不同且表示氢原子或氯原子。
文档编号B23K1/20GK102131959SQ20098013351
公开日2011年7月20日 申请日期2009年8月24日 优先权日2008年8月25日
发明者山地范明, 平尾浩彦, 村井孝行 申请人:四国化成工业株式会社