專(zhuān)利名稱(chēng)：無(wú)鉛印制電路板用復(fù)配osp處理劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種適用于印制電路板多次高溫?zé)o鉛焊接的銅面OSP處理劑及其制 備方法，用于銅面形成優(yōu)良的可焊性保護(hù)膜，具有常溫防銹、高溫抗氧化和節(jié)能環(huán)保等優(yōu)
點(diǎn)O
背景技術(shù)：
當(dāng)印制電路板(PCB)在高溫下進(jìn)行元器件焊接(特別指無(wú)鉛回流焊)時(shí)，保護(hù)銅焊 盤(pán)免受高溫氧化、維持其可焊性是極為重要的。如果在焊接之前銅面已經(jīng)氧化或者有其他 的污染，焊接后會(huì)導(dǎo)致焊點(diǎn)的焊接效果差、剪切強(qiáng)度低，不僅有焊點(diǎn)脫落的危險(xiǎn)，甚至?xí)?dǎo) 致元器件在使用過(guò)程中發(fā)生過(guò)熱而燒毀。傳統(tǒng)的方法是采用熱風(fēng)整平工藝(HASL)來(lái)保護(hù) 焊盤(pán)銅在PCB制造和組裝過(guò)程中免受污染和氧化。但是傳統(tǒng)的HASL工藝存在一些明顯的 不足1)焊盤(pán)不平整，致使SMT貼片時(shí)易發(fā)生偏離，并造成錯(cuò)位或短路；2)受HASL工藝操 作時(shí)高溫影響，印制電路板在熱沖擊下易發(fā)生板面翹曲；3) HASL高溫?zé)釠_擊導(dǎo)致細(xì)線路易 發(fā)生斷裂形成斷路，而細(xì)間距的導(dǎo)線間則容易產(chǎn)生橋接以致短路；4)焊料與銅之間易形成 晶狀化合物，易脆；5)操作時(shí)的高溫和噪音不利于環(huán)保，同時(shí)還存在火警隱患；6)適用于有 鉛焊接，不符合國(guó)際無(wú)鉛化的潮流；7)生產(chǎn)成本較高。在此背景下，PCB業(yè)迫切要求采用新 的工藝來(lái)替代傳統(tǒng)的熱風(fēng)整平技術(shù)，其中的OSP (有機(jī)可焊保護(hù)劑)工藝即為一種上佳的選 擇。OSP (Organic Solderability Preservative，有機(jī)可焊保護(hù)劑)，又叫水溶性有機(jī) 預(yù)焊劑，國(guó)內(nèi)更流行的稱(chēng)呼是銅面抗氧化劑，是一種無(wú)鉛、水溶性、環(huán)保的產(chǎn)品。該技術(shù)通 過(guò)將裸銅印制電路板浸入到OSP處理液中，利用絡(luò)合反應(yīng)選擇性地在PCB銅表面形成一層 厚度為0. 2^0. 5mm的憎水性有機(jī)膜，避免了 PCB板在儲(chǔ)存運(yùn)輸之后及SMT/SMD之前的銅面 氧化而引起上錫不良。這層有機(jī)保護(hù)膜不僅能避免焊盤(pán)銅在焊接高溫環(huán)境下氧化，而且在 SMT/SMD過(guò)程中能被助焊劑迅速溶解而使新鮮銅面裸露出來(lái)，從而保證熔融的焊料錫能輕 而易舉地在銅表面鋪開(kāi)并與銅完成焊接合金反應(yīng)。該技術(shù)的特點(diǎn)是1)表面均勻平坦，膜 厚0. 2^0. 5mm,非常適合于SMT貼裝工藝和細(xì)導(dǎo)線、細(xì)間距PCB板的制造；2)水溶液操作，安 全環(huán)保，且操作溫度低，一般低于60°C，所以不會(huì)造成基板翹曲，且避免了生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生 的高溫、噪音和火災(zāi)隱患；3)膜層柔軟易焊，與助焊劑兼容性好，且能承受3次以上的回流 焊熱沖擊；4) OSP膜與焊盤(pán)銅之間沒(méi)有IMC形成，允許焊接時(shí)焊料和銅直接焊接，因此焊點(diǎn) 特別牢固，剪切強(qiáng)度很高；5)加工時(shí)能源消耗很少，整體運(yùn)作成本比熱風(fēng)整平(HASL)工藝 低25飛0% ；6)保存期可達(dá)一年，且易于返修。OSP技術(shù)發(fā)展至今已經(jīng)歷了三大類(lèi)材料和五代唑類(lèi)的發(fā)展。三大類(lèi)材料是指OSP 技術(shù)所用的主劑化學(xué)類(lèi)型曾出現(xiàn)過(guò)松香類(lèi)(Rosin)、活性樹(shù)脂類(lèi)(Active Resin)和唑類(lèi) (Azole)三種。目前使用最廣的是唑類(lèi)0SP，而唑類(lèi)OSP又已經(jīng)過(guò)了約5代的改善，這五代 根據(jù)其唑類(lèi)母環(huán)的結(jié)構(gòu)分別簡(jiǎn)稱(chēng)為^7\，認(rèn)，8認(rèn)，384和較新的4 4。早期的BTA類(lèi)和IA類(lèi) 對(duì)濕度較敏感，庫(kù)存壽命很短(僅3個(gè)月)，不能承受多次加熱，而且需要較強(qiáng)的助焊劑，所以性能不太好。美日等國(guó)的技術(shù)專(zhuān)家通過(guò)對(duì)唑類(lèi)結(jié)構(gòu)的不斷改進(jìn)，使OSP保護(hù)膜在耐濕性、抗 高溫和可焊性等方面的性能不斷有所提高，已從第一代的BTA類(lèi)OSP發(fā)展到當(dāng)今廣泛使用 的APA類(lèi)0SP，因而在此期間，出現(xiàn)了很多有關(guān)OSP工藝技術(shù)的專(zhuān)利文獻(xiàn)。例如Ishiko等人 的美國(guó)專(zhuān)利5，658，611為PCB的制造提供了一種水性表面處理劑組合，含有苯并咪唑衍生 物，且用重金屬離子如銅、錳、鋅(含量不超過(guò)50ppm)的鹽酸鹽來(lái)調(diào)節(jié)pH值為廣5。其中，有 效組分苯并咪唑衍生物可用如下通式來(lái)表示其化學(xué)結(jié)構(gòu)
權(quán)利要求
1.無(wú)鉛印制電路板用復(fù)配OSP處理劑，它包括復(fù)配咪唑化合物、有機(jī)酸，金屬化合物， 鹵化物，緩沖劑和水，其特征是作為成膜活性成分是一個(gè)復(fù)配的咪唑化合物，即由二氟代節(jié) 基苯并咪唑和2，4位二芳基取代的咪唑化合物組成，所述二氟代芐基苯并咪唑?yàn)樾碌挠?機(jī)化合物，用量比例為0. 01 0. lwt%，所述2，4位二芳基取代咪唑的用量比例為0. 1 1. 0wt%，所述二氟代芐基苯并咪唑結(jié)構(gòu)通式和物理常數(shù)如下
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)鉛印制電路板用復(fù)配OSP處理劑，其特征是所述的二氟代 節(jié)基苯并咪唑的用量比例為0. 05 0. 08wt%o
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無(wú)鉛印制電路板用復(fù)配OSP處理劑，其特征是所述的二氟代芐基苯并咪唑的用量比例為0. 07wt%o
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)鉛印制電路板用復(fù)配OSP處理劑，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為0. 3 0. 6wt%。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無(wú)鉛印制電路板用復(fù)配OSP處理劑，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為0. 5wt%。
全文摘要
本發(fā)明涉及無(wú)鉛印制電路板用復(fù)配OSP處理劑，用于印制電路板銅面形成優(yōu)良可焊性保護(hù)膜。它公開(kāi)了作為成膜活性成分是一個(gè)復(fù)配的咪唑化合物，即由二氟代芐基苯并咪唑和2,4位二芳基取代的咪唑化合物組成。所述二氟代芐基苯并咪唑?yàn)樾碌挠袡C(jī)化合物，用量比例為0.01～0.1wt%，所述2,4位二芳基取代咪唑的用量比例為0.1～1.0wt%。本發(fā)明的處理劑不含溴、鉛、汞等有害物質(zhì)，綠色環(huán)保，符合歐盟RoHS標(biāo)準(zhǔn)和REACH法規(guī)，在印制電路板形成的OSP膜對(duì)銅焊盤(pán)有非常出色的保護(hù)功能，其抗氧化、抗變色和可焊性能力優(yōu)良，克服內(nèi)存插槽孔上錫不良的問(wèn)題。所述二氟代芐基苯并咪唑結(jié)構(gòu)通式如下。
文檔編號(hào)C23F11/10GK102121108SQ20111004335
公開(kāi)日2011年7月13日 申請(qǐng)日期2011年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月23日
發(fā)明者冼日華, 劉彬云, 涂敬仁, 王植材, 肖定軍 申請(qǐng)人:廣東東碩科技有限公司