专利名称：无铅印制电路板用复配osp处理剂的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种适用于印制电路板多次高温无铅焊接的铜面OSP处理剂及其制 备方法，用于铜面形成优良的可焊性保护膜，具有常温防锈、高温抗氧化和节能环保等优
点O
背景技术：
当印制电路板(PCB)在高温下进行元器件焊接(特别指无铅回流焊)时，保护铜焊 盘免受高温氧化、维持其可焊性是极为重要的。如果在焊接之前铜面已经氧化或者有其他 的污染，焊接后会导致焊点的焊接效果差、剪切强度低，不仅有焊点脱落的危险，甚至会导 致元器件在使用过程中发生过热而烧毁。传统的方法是采用热风整平工艺(HASL)来保护 焊盘铜在PCB制造和组装过程中免受污染和氧化。但是传统的HASL工艺存在一些明显的 不足1)焊盘不平整，致使SMT贴片时易发生偏离，并造成错位或短路；2)受HASL工艺操 作时高温影响，印制电路板在热冲击下易发生板面翘曲；3) HASL高温热冲击导致细线路易 发生断裂形成断路，而细间距的导线间则容易产生桥接以致短路；4)焊料与铜之间易形成 晶状化合物，易脆；5)操作时的高温和噪音不利于环保，同时还存在火警隐患；6)适用于有 铅焊接，不符合国际无铅化的潮流；7)生产成本较高。在此背景下，PCB业迫切要求采用新 的工艺来替代传统的热风整平技术，其中的OSP (有机可焊保护剂)工艺即为一种上佳的选 择。OSP (Organic Solderability Preservative，有机可焊保护剂)，又叫水溶性有机 预焊剂，国内更流行的称呼是铜面抗氧化剂，是一种无铅、水溶性、环保的产品。该技术通 过将裸铜印制电路板浸入到OSP处理液中，利用络合反应选择性地在PCB铜表面形成一层 厚度为0. 2^0. 5mm的憎水性有机膜，避免了 PCB板在储存运输之后及SMT/SMD之前的铜面 氧化而引起上锡不良。这层有机保护膜不仅能避免焊盘铜在焊接高温环境下氧化，而且在 SMT/SMD过程中能被助焊剂迅速溶解而使新鲜铜面裸露出来，从而保证熔融的焊料锡能轻 而易举地在铜表面铺开并与铜完成焊接合金反应。该技术的特点是1)表面均勻平坦，膜 厚0. 2^0. 5mm,非常适合于SMT贴装工艺和细导线、细间距PCB板的制造；2)水溶液操作，安 全环保，且操作温度低，一般低于60°C，所以不会造成基板翘曲，且避免了生产过程中产生 的高温、噪音和火灾隐患；3)膜层柔软易焊，与助焊剂兼容性好，且能承受3次以上的回流 焊热冲击；4) OSP膜与焊盘铜之间没有IMC形成，允许焊接时焊料和铜直接焊接，因此焊点 特别牢固，剪切强度很高；5)加工时能源消耗很少，整体运作成本比热风整平(HASL)工艺 低25飞0% ；6)保存期可达一年，且易于返修。OSP技术发展至今已经历了三大类材料和五代唑类的发展。三大类材料是指OSP 技术所用的主剂化学类型曾出现过松香类(Rosin)、活性树脂类(Active Resin)和唑类 (Azole)三种。目前使用最广的是唑类0SP，而唑类OSP又已经过了约5代的改善，这五代 根据其唑类母环的结构分别简称为^7\，认，8认，384和较新的4 4。早期的BTA类和IA类 对湿度较敏感，库存寿命很短(仅3个月)，不能承受多次加热，而且需要较强的助焊剂，所以性能不太好。美日等国的技术专家通过对唑类结构的不断改进，使OSP保护膜在耐湿性、抗 高温和可焊性等方面的性能不断有所提高，已从第一代的BTA类OSP发展到当今广泛使用 的APA类0SP，因而在此期间，出现了很多有关OSP工艺技术的专利文献。例如Ishiko等人 的美国专利5，658，611为PCB的制造提供了一种水性表面处理剂组合，含有苯并咪唑衍生 物，且用重金属离子如铜、锰、锌(含量不超过50ppm)的盐酸盐来调节pH值为广5。其中，有 效组分苯并咪唑衍生物可用如下通式来表示其化学结构
权利要求
1.无铅印制电路板用复配OSP处理剂，它包括复配咪唑化合物、有机酸，金属化合物， 卤化物，缓冲剂和水，其特征是作为成膜活性成分是一个复配的咪唑化合物，即由二氟代节 基苯并咪唑和2，4位二芳基取代的咪唑化合物组成，所述二氟代苄基苯并咪唑为新的有 机化合物，用量比例为0. 01 0. lwt%，所述2，4位二芳基取代咪唑的用量比例为0. 1 1. 0wt%，所述二氟代苄基苯并咪唑结构通式和物理常数如下
2.根据权利要求1所述的无铅印制电路板用复配OSP处理剂，其特征是所述的二氟代 节基苯并咪唑的用量比例为0. 05 0. 08wt%o
3.根据权利要求2所述的无铅印制电路板用复配OSP处理剂，其特征是所述的二氟代苄基苯并咪唑的用量比例为0. 07wt%o
4.根据权利要求1所述的无铅印制电路板用复配OSP处理剂，其特征是所述的2，4位 二芳基取代的咪唑化合物的用量比例为0. 3 0. 6wt%。
5.根据权利要求4所述的无铅印制电路板用复配OSP处理剂，其特征是所述的2，4位 二芳基取代的咪唑化合物的用量比例为0. 5wt%。
全文摘要
本发明涉及无铅印制电路板用复配OSP处理剂，用于印制电路板铜面形成优良可焊性保护膜。它公开了作为成膜活性成分是一个复配的咪唑化合物，即由二氟代苄基苯并咪唑和2,4位二芳基取代的咪唑化合物组成。所述二氟代苄基苯并咪唑为新的有机化合物，用量比例为0.01～0.1wt%，所述2,4位二芳基取代咪唑的用量比例为0.1～1.0wt%。本发明的处理剂不含溴、铅、汞等有害物质，绿色环保，符合欧盟RoHS标准和REACH法规，在印制电路板形成的OSP膜对铜焊盘有非常出色的保护功能，其抗氧化、抗变色和可焊性能力优良，克服内存插槽孔上锡不良的问题。所述二氟代苄基苯并咪唑结构通式如下。
文档编号C23F11/10GK102121108SQ20111004335
公开日2011年7月13日 申请日期2011年2月23日 优先权日2011年2月23日
发明者冼日华, 刘彬云, 涂敬仁, 王植材, 肖定军 申请人:广东东硕科技有限公司