專利名稱：：一種高抗熱性有機(jī)保焊劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及的是用于防止線路板銅面氧化的保焊劑，尤其是一種防止高溫處理時銅面的變色氧化，使后續(xù)焊接過程能順利進(jìn)行的高抗熱性有機(jī)保焊劑。
背景技術(shù)：
：近年來，各種電子元件日趨輕薄短小，而印制線路板(PCB)則往多層、高密度趨勢發(fā)展。表面貼裝技術(shù)(SMT)在零件和線路上的嚴(yán)格要求，使PCB必須接受更高的技術(shù)挑戰(zhàn)。在線路板最終表面處理上，傳統(tǒng)的熱風(fēng)整平技術(shù)(HotAirSolderLeveling)已經(jīng)無法滿足目前高標(biāo)準(zhǔn)SMT提出的要求，越來越輕的基板更加無法承受熱風(fēng)整平所帶來的高溫沖擊；化學(xué)鎳金雖然在無鉛可焊性方面有一定的優(yōu)勢，但此技術(shù)成本高，廢水處理困難，限制了它的進(jìn)一步發(fā)展。有機(jī)保焊膜不但可以滿足現(xiàn)在高精密無鉛焊接的需要，而且成本低廉，廢水處理簡單，因此越來越受到歡迎。但目前的有機(jī)保焊膜雖然膜厚均一性好，但不夠致密，抗熱性不佳，在1-2次無鉛紅外回流焊過后，銅面易氧化變色，從而導(dǎo)致下一步焊接上錫不良。美國專利5560785中所提到用2位長鏈取代苯并咪唑化合物、有機(jī)羧酸和金屬鹽組成的有機(jī)保焊劑溶液所得到的保焊膜只能經(jīng)受一次高溫處理，在155t:時這種保焊膜就會分解，從而增加銅面的氧化降低焊接性能。日本專利58-501281中所提到用2位芳基取代苯并咪唑化合物、有機(jī)羧酸和金屬鹽組成的有機(jī)保焊劑溶液所得到有機(jī)保焊膜，其耐高溫性能較2位長鏈取代苯并咪唑化合物有了明顯的提高，但在2次高溫回流焊過后，銅面顏色有明顯的變色。高精密無鉛焊接對有機(jī)保焊膜的耐溫性和致密性提出了更高的要求，現(xiàn)有技術(shù)已經(jīng)很難滿足這種要求。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是彌補(bǔ)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于防止線路板銅面的氧化，尤其是防止多次高溫處理時銅面的變色氧化，使后續(xù)焊接過程能順利進(jìn)行的高抗熱性有機(jī)保焊劑。本發(fā)明的技術(shù)問題通過以下技術(shù)方案予以解決。這種高抗熱性有機(jī)保焊劑由下述重量配比的物質(zhì)組成芳香酚類氧吸收劑0.005-1%咪唑類化合物0.01-5%有機(jī)酸3-30%增溶劑0.1-10%金屬化合物0.001-5%其余為溶劑去離子水。配制方法常溫下，將芳香酚類氧吸收劑與有機(jī)酸加入干凈的搪瓷攪拌釜中，在攪拌過程中，加入咪唑類化合物，攪拌半小時后，固體物質(zhì)基本上溶解完全，再依次加入去離子水、增溶劑及金屬化合物，繼續(xù)攪拌一個小時至固體原料完全溶解，混合均勻，停止攪拌，靜置過濾，獲得溶液pH值為2.54.5的高抗熱性有機(jī)保焊劑產(chǎn)品。這種高抗熱性有機(jī)保焊劑優(yōu)化重量百分比組成為芳香酚類氧吸收劑0.01-0.5%咪唑類化合物0.1-1%有機(jī)酸10-20%增溶劑1-3%金屬化合物0.05-2%其余為溶劑去離子水。這種高抗熱性有機(jī)保焊劑的芳香酚類氧吸收劑最優(yōu)化重量百分比含量為0.05-0.1%。本發(fā)明的技術(shù)問題通過以下進(jìn)一步的技術(shù)方案予以解決。所述的芳香酚類氧吸收劑是2-羧基-l-苯酚、5-羧基-l-萘酚、5，8-二羧基-1-萘酚、1_羧基-9-蒽酚、1，2-二羧基-9-蒽酚中的一種或兩種以上的混合物。所述的咪唑類化合物是2-戊基苯并咪唑、2_己基苯并咪唑、2_庚基苯并咪唑、2-環(huán)己基苯并咪唑、5_氯-2-節(jié)基苯并咪唑、2-(3_氯節(jié)基)_苯并咪唑、2_苯甲基咪唑、2-甲基-4，5-聯(lián)節(jié)基咪唑、2-(l-萘基)甲基-4-甲基咪唑。所述有機(jī)酸是甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、羥基乙酸、氯乙酸、溴乙酸、三氯乙酸、2-氯丙酸、2-溴丙酸、苯甲酸、對甲基苯甲酸、草酸、丙二酸、丁二酸、己二酸、檸檬酸、酒石酸、水楊酸中的一種或兩種以上的混合物。所述增溶劑是乙醇、丙醇、異丙醇、丁醇、乙二醇、丙二醇、丙三醇、二甘醇、乙二醇單丁醚、乙二醇單乙醚、二甘醇單乙醚、二甘醇單丙醚中的一種或兩種以上的混合物。所述金屬化合物是硫酸銅、硫酸亞銅、醋酸銅、氯化銅、氯化亞銅、溴化銅、磷酸銅、醋酸鋅、甲酸鋅、硫酸鋅、氯化鋅、溴化鋅、氧化鋅、擰檬酸鋅、乳酸鋅、硫酸鐵、硫酸亞鐵、醋酸鐵、氯化鐵、氯化亞鐵、溴化鐵中的一種或兩種以上的混合物。本發(fā)明高抗熱性有機(jī)保焊劑中各物質(zhì)作用芳香酚類氧吸收劑當(dāng)覆蓋保焊膜的銅面在265t:高溫環(huán)境下，膜表面的部分咪唑化合物必然會發(fā)生分解，再者由于膜本身的孔隙，致使空氣中的氧氣穿過保焊膜與底層銅面接觸，使得銅面氧化變色，變色后的銅面上錫率會大幅降低。當(dāng)加入上述芳香酚類氧吸收劑后，通過膜層孔隙的氧氣會先與芳香酚類化合物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而被吸收，芳香酚類下面的銅面因接觸不到氧氣，而不會被氧化變色。上述芳香酚類氧吸收劑結(jié)構(gòu)中最好含有羧基，含有的羧基可以增加芳香酚類氧吸收劑的溶解性，同時也增加咪唑物質(zhì)在水溶液中的穩(wěn)定性。芳香酚類氧吸收劑的含量少于0.005%時，起不到吸收氧氣的作用，當(dāng)添加量大于1%時，溶解困難。咪唑類化合物能在銅面形成有機(jī)保焊膜，形成對銅面的保護(hù)。當(dāng)咪唑類化合物的含量少于0.01%時，形成的有機(jī)保焊膜很薄甚至不能成膜，從而保護(hù)不了銅面，當(dāng)咪唑類化合物的含量大于5%時，咪唑物質(zhì)不能溶解或容易析出。有機(jī)酸解決咪唑化合物難溶于水的問題。當(dāng)有機(jī)酸含量少于3%，會降低咪唑化合物的溶解性，當(dāng)有機(jī)酸含量高于30%，咪唑化合物成膜薄甚至不能成膜。增溶劑更好地解決咪唑物質(zhì)難溶解于水的問題。若增溶劑含量過低，會降低咪唑化合物的溶解性，增溶劑含量過高，造成不必要的浪費(fèi)，而且咪唑化合物成膜薄甚至不能成膜。金屬化合物增加保焊膜的成膜速度和抗熱性，如金屬化合物使用量低于0.001%，成膜速度比較慢且抗熱性能不佳，如果金屬化合物使用量高于5%，會降低溶液的穩(wěn)定性，因此，使用上述范圍規(guī)定的量，效果較佳。本發(fā)明高抗熱性有機(jī)保焊劑的pH低于2.5時，所形成的保焊膜比較薄，起不到保護(hù)銅面的作用，此時可以添加氨水、單乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺進(jìn)行調(diào)節(jié)，當(dāng)pH高于4.5時，溶液會較不穩(wěn)定，容易析出晶體物質(zhì)，此時可用乙酸進(jìn)行調(diào)節(jié)。本發(fā)明的高抗熱性有機(jī)保焊劑的使用方法先把銅面進(jìn)行除油、微蝕、水洗等處理之后，再把銅面浸入高抗熱性有機(jī)保焊劑溶液中，處理溫度為30-5(TC，處理時間為30-90秒，也可以進(jìn)行噴霧等噴涂方法進(jìn)行接觸。本發(fā)明的有益效果是這種高抗熱型環(huán)保有機(jī)保焊劑對銅板進(jìn)行表面涂覆后，可以抑制線路板銅面的氧化，尤其是防止多次高溫處理時銅面的變色氧化，它能維持線路板銅面優(yōu)良的上錫性，提高可焊性，確保后續(xù)焊接過程能順利進(jìn)行。具體實(shí)施例方式以下以具體實(shí)施例來說明本發(fā)明的技術(shù)方案實(shí)施例112:在實(shí)施例112中，本高抗熱性有機(jī)保焊劑的組成中除咪唑類化合物和芳香酚類氧吸收劑含量如表1所列外，其它組份均為乙酸含量為15.6%，異丙醇含量為1.2%，氯化銅為O.1%，醋酸鋅為0.05%，余量為去離子水。配制方法常溫下，將2-羧基-1-苯酚與乙酸加入干凈的搪瓷攪拌釜中，在攪拌過程中，加入5-氯-2_芐基苯并咪唑，攪拌半小時后，固體物質(zhì)基本上溶解完全，再依次加入去離子水、異丙醇、氯化銅和醋酸鋅，繼續(xù)攪拌一個小時至固體原料完全溶解，混合均勻，停止攪拌，靜置過濾，獲得溶液PH值為3.40的高抗熱性有機(jī)保焊劑產(chǎn)品。若pH低于2.5時或高于4.5時，可用氨水或乙酸將溶液的pH調(diào)整至2.54.5范圍。表1是采用上述實(shí)施例112的高抗熱性有機(jī)保焊劑與比較例1、2、3的抗熱性有機(jī)保焊劑所進(jìn)行的焊件錫膏延展性測試效果對比比較例1、2、3的抗熱性有機(jī)保焊劑均由咪唑類化合物、有機(jī)酸、增溶劑、金屬化合物、去離子水配制而成，不含芳香酚類氧吸收劑。測試方法由長寬高60mmX60mmX1.6mm的單面有16ym厚的銅箔的覆銅板基材作為測試板，該測試板上面有以1.2mm的間距在寬度方向形成10條長寬30mmX0.80mm的銅箔電路。測試板除油后，經(jīng)受1.2ym的微蝕，然后水洗吸干，最后該測試板被浸泡在本發(fā)明的高抗熱性有機(jī)保焊劑中，浸泡溫度為42°C，時間為60秒，水洗后高溫吹干，在銅面上形成厚度為0.20.4iim的有機(jī)保焊膜。將已成膜的測試板經(jīng)過紅外回流爐(型號Genesis608，MadeinSuneastCo.，Ltd.)進(jìn)行三次回流加熱處理，其后使用具有1.2mm孔徑和1.5mm厚度的金屬模板，將Sn96.5Ag3.OCuO.5錫膏(型號WT0-LF2000-3B，MadeinVitalChemicalCo.，Ltd.)印制在銅電路的中心，最高回流加熱溫度設(shè)定為265°C。對鋪展在銅電路上的焊料長度進(jìn)行測試，10條銅線路取平均值，結(jié)果如表1所示。相同條件下，焊料長度越長說明焊接效果越好。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>由表1所示結(jié)果可知，用實(shí)施例1-12有機(jī)保焊劑處理后焊料鋪展長度相對比較例1-3的長度要長，焊錫擴(kuò)展性要更優(yōu)異。由此可知，在實(shí)施例1-12中得到的有機(jī)保焊劑在焊錫擴(kuò)展性方面是比較優(yōu)異的。實(shí)施例1318:在實(shí)施例1318中，高抗熱性有機(jī)保焊劑的組成中除芳香酚類氧吸收劑含量如表2所列外，其它組份均為3-氯-2-芐基苯并咪唑0.36%，乙酸含量為15.6%，異丙醇含量為1.2%，氯化銅為0.1%，醋酸鋅為0.05%，余量為去離子水。配制方法與實(shí)施例112相同。表2是采用實(shí)施例1318的高抗熱性有機(jī)保焊劑與比較例4、5的抗熱性有機(jī)保焊劑所進(jìn)行的焊件通孔上錫性測試效果對比比較例4、5的高抗熱性有機(jī)保焊劑均由咪唑類化合物、有機(jī)酸、增溶劑、金屬化合物、去離子水配制而成，不含芳香酚類氧吸收劑。由長寬高60mmX60mmX1.6mm的雙面有16ym厚的銅箔的覆銅板基材作為測試板，該測試板上形成200個直徑為0.8mm的通孔，制成處理用測試板。測試板除油后，經(jīng)受1.2iim的微蝕，然后水洗吸干，最后該測試板被浸泡在本發(fā)明的高抗熱性有機(jī)保焊劑中，浸泡溫度為42°C，時間為60秒，水洗后高溫吹干，在銅面上形成厚度為0.20.4iim的有機(jī)保焊膜。將已成膜的測試板經(jīng)過紅外回流爐(型號Genesis608，MadeinSuneastCo.，Ltd.)進(jìn)行多次回流加熱處理，回流加熱后使用助焊劑(型號GW9810-6A，MadeinVitalChemicalCo.，Ltd.)進(jìn)行噴涂，將已噴涂助焊劑的測試板進(jìn)行波峰焊處理。波峰焊處理方式如下將測試板的預(yù)熱溫度調(diào)節(jié)至12(TC，加熱85秒，然后將由Sn96.5Ag3.OCuO.5焊料(型號MadeinVitalChemicalCo.，Ltd.)溫度調(diào)節(jié)至265。C，對測試板進(jìn)行雙波峰處理，在雙波峰處理中，測試板與焊錫接觸時間為2.5秒，然后使測試板與焊錫不進(jìn)行接觸時間為2.5秒，再使測試板與焊錫接觸時間為3.0秒，最后冷風(fēng)吹冷。觀察測試板的焊接情況，結(jié)果如表2所示。通孔上錫合格是指在孔內(nèi)完全填有焊料，通孔上錫合格率為上錫合格通孔數(shù)占總數(shù)200的比例。表28<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>從表2可知，實(shí)施例13-18中的通孔上錫合格率要比比較例4-5高，由此表明這是加入了芳香酚類氧吸收劑所導(dǎo)致的結(jié)果，銅面因此免于被氧氣所氧化，從而增加通孔上錫合格率。由以上結(jié)果可知，使用本發(fā)明的高抗熱型環(huán)保有機(jī)保焊劑對覆銅板進(jìn)行表面涂覆后，可以抑制銅面的氧化，即使在多次高溫處理后，也能維持優(yōu)良的上錫性。權(quán)利要求一種高抗熱性有機(jī)保焊劑，其特征在于它由下述重量配比的物質(zhì)組成芳香酚類氧吸收劑0.005-1％咪唑類化合物0.01-5％有機(jī)酸3-30％增溶劑0.1-10％金屬化合物0.001-5％其余為溶劑去離子水。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高抗熱性有機(jī)保焊劑，其特征在于其重量百分比組成為芳香酚類氧吸收劑0.01-0.5%咪唑類化合物0.1-1%有機(jī)酸10-20%增溶劑1-3%金屬化合物0.05-2%其余為溶劑去離子水。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高抗熱性有機(jī)保焊劑，其特征在于芳香酚類氧吸收劑的含量為0.05-0.1%。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高抗熱性有機(jī)保焊劑，其特征在于所述的芳香酚類氧吸收劑是2-羧基-1-苯酚、5-羧基-1-萘酚、5，8-二羧基-1-萘酚、1-羧基_9-蒽酚、1，2-二羧基-9-蒽酚中的一種或兩種以上的混合物。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高抗熱性有機(jī)保焊劑，其特征在于所述的咪唑類化合物是2-戊基苯并咪唑、2-己基苯并咪唑、2-庚基苯并咪唑、2-環(huán)己基苯并咪唑、5-氯-2-節(jié)基苯并咪唑、2-(3-氯節(jié)基)-苯并咪唑、2-苯甲基咪唑、2-甲基-4，5-聯(lián)節(jié)基咪唑、2-(l-萘基)甲基-4-甲基咪唑。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高抗熱性有機(jī)保焊劑，其特征在于所述有機(jī)酸是甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、羥基乙酸、氯乙酸、溴乙酸、三氯乙酸、2-氯丙酸、2-溴丙酸、苯甲酸、對甲基苯甲酸、草酸、丙二酸、丁二酸、己二酸、檸檬酸、酒石酸、水楊酸中的一種或兩種以上的混合物。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高抗熱性有機(jī)保焊劑，其特征在于所述增溶劑是乙醇、丙醇、異丙醇、丁醇、乙二醇、丙二醇、丙三醇、二甘醇、乙二醇單丁醚、乙二醇單乙醚、二甘醇單乙醚、二甘醇單丙醚中的一種或兩種以上的混合物。8.根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的高抗熱性有機(jī)保焊劑，其特征在于所述金屬化合物是硫酸銅、硫酸亞銅、醋酸銅、氯化銅、氯化亞銅、溴化銅、磷酸銅、醋酸鋅、甲酸鋅、硫酸鋅、氯化鋅、溴化鋅、氧化鋅、檸檬酸鋅、乳酸鋅、硫酸鐵、硫酸亞鐵、醋酸鐵、氯化鐵、氯化亞鐵、溴化鐵中的一種或兩種以上的混合物。9.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的高抗熱性有機(jī)保焊劑，其配制方法常溫下將芳香酚類氧吸收劑與有機(jī)酸加入干凈的搪瓷攪拌釜中，在攪拌過程中，加入咪唑類化合物，攪拌半小時后，固體物質(zhì)基本上溶解完全，再依次加入去離子水、增溶劑及金屬化合物，繼續(xù)攪拌一個小時至固體原料完全溶解，混合均勻，停止攪拌，靜置過濾，獲得溶液PH值為2.54.5的高抗熱性有機(jī)保焊劑產(chǎn)品。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的高抗熱性有機(jī)保焊劑，其特征在于當(dāng)溶液pH低于2.5時，用添加氨水、單乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺進(jìn)行調(diào)節(jié)；當(dāng)溶液pH高于4.5時，用乙酸進(jìn)行調(diào)節(jié)。全文摘要一種高抗熱性有機(jī)保焊劑，其特征在于它由下述物質(zhì)組成芳香酚類氧吸收劑、咪唑類化合物、有機(jī)酸、增溶劑、金屬化合物和去離子水。這種高抗熱型環(huán)保有機(jī)保焊劑對銅板進(jìn)行表面涂覆后，可以抑制線路板銅面的氧化，尤其是防止多次高溫處理時銅面的變色氧化，它能維持線路板銅面優(yōu)良的上錫性，提高可焊性，確保后續(xù)焊接過程能順利進(jìn)行。文檔編號C23F11/10GK101697662SQ200910110400公開日2010年4月21日申請日期2009年10月29日優(yōu)先權(quán)日2009年10月29日發(fā)明者吳晶,唐欣,潘建明,王永,邱大勇申請人:深圳市唯特偶化工開發(fā)實(shí)業(yè)有限公司;