本發(fā)明涉及用于金或金合金的表面處理溶液，并且更具體地說，涉及用于金或金合金的表面的密封劑。
背景技術(shù)：
近來年，鍍金已廣泛用于電子設(shè)備和電子組件中，尤其用于保護電子組件的連接端表面，因為金具有極佳的電特性、防腐蝕性等。鍍金也用作半導(dǎo)體元件的電極端的表面處理和電子組件(如用于連接電子設(shè)備的連接器)的表面處理。電子組件，如連接器，通常由銅或銅合金制成。通常為了在這些電子組件上應(yīng)用鍍金，首先在銅表面上施用電鍍鎳作為基底電鍍，接著在鍍鎳層上鍍金。然而，因為金是昂貴的貴金屬，所以在制造這些電子組件時，盡可能地降低鍍金膜的厚度以便使用更少量的金和降低制造成本。
然而，鍍金膜中小孔的數(shù)目隨著鍍金膜厚度降低而增加。如果水、氯化物和其它這類腐蝕性物質(zhì)滲透小孔，那么這些小孔引起如下伏金屬鎳和母材銅腐蝕、由于表面上腐蝕反應(yīng)產(chǎn)物的沉積而使接觸電阻升高等問題。
密封處理是解決這一問題的方法之一。密封處理是用于金的表面處理，以便通過鍍金膜表面上化學(xué)物質(zhì)的作用覆蓋小孔來改良耐腐蝕性。日本特許公開專利公開案第9-170096號描述含有抑制劑和自體乳化劑的密封處理溶液，并且日本特許公開專利公開案第2003-129257號描述含有抑制劑、表面活性劑和胺化合物的基于水的密封劑。在這些文獻中，苯并三唑等例示為抑制劑，并且在密封處理期間，使用電鍍材料作為陽極進行DC電解。然而，對于在密封處理中進行電解的方法，需要輔助設(shè)備進行密封處理。另一方面，本發(fā)明人進行研究并且發(fā)現(xiàn)，當(dāng)使用含有苯并三唑的水性溶液作為密封劑并且不進行DC電解時，小孔的密封不足，因此可能發(fā)生腐蝕。因此，需要研發(fā)在不進行電解的簡單處理方法情況下能夠高度密封小孔的密封劑。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
作為集中研究的結(jié)果，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)通過使用含有陽離子聚合物和磷化合物的組合物，有可能在不進行如先前技術(shù)文獻中提及的電解的情況下進行高度密封處理，其中所述陽離子聚合物是含氮雜環(huán)化合物與表鹵代醇的反應(yīng)產(chǎn)物。因此，基于這些發(fā)現(xiàn)，已實現(xiàn)本發(fā)明。
本發(fā)明涉及一種組合物，其含有陽離子聚合物和磷化合物，所述陽離子聚合物是含氮雜環(huán)化合物與表鹵代醇的反應(yīng)產(chǎn)物。磷化合物優(yōu)選是至少一種選自由以下各者組成的群組的化合物：磷酸、聚磷酸和其鹽以及磷酸酯。
本發(fā)明還涉及用于金或金合金的表面處理劑，其含有陽離子聚合物和磷化合物，所述陽離子聚合物是含氮雜環(huán)化合物與表鹵代醇的反應(yīng)產(chǎn)物。磷化合物優(yōu)選是至少一種選自由以下各者組成的群組的化合物：磷酸、聚磷酸和其鹽以及磷酸酯。陽離子聚合物和磷化合物的含量優(yōu)選分別是0.01到70g/L和0.01到50g/L。
本發(fā)明還涉及用于金或金合金的表面處理方法，其包含使金或金合金的表面與含有陽離子聚合物和磷化合物的水性溶液接觸的步驟，所述陽離子聚合物是含氮雜環(huán)化合物與表鹵代醇的反應(yīng)產(chǎn)物。
因此，本發(fā)明的一個主要目標(biāo)是提供用于金或金合金的表面的密封劑，其能夠密封金或金合金的表面。
具體實施方式
如在整個說明書中所使用，℃是攝氏度，g/L是克/升，ml/L是毫升/升，μm是微米，m/min是米/分鐘，并且A/dm2和ASD是安培/平方分米。
本發(fā)明涉及由含有陽離子聚合物和磷化合物的組合物制成的表面處理劑，所述陽離子聚合物是從含氮雜環(huán)化合物和表鹵代醇獲得的反應(yīng)產(chǎn)物。含氮雜環(huán)化合物的實例包括咪唑和吡啶。表鹵代醇中的鹵素包括氟、氯、溴或碘。表鹵代醇的實例包括表氯醇和表溴醇。通過使含氮雜環(huán)化合物與表鹵代醇反應(yīng)而獲得的陽離子聚合物的實例包括通過在相同溶劑中按所需濃度溶解咪唑和表氯醇并且使其反應(yīng)而獲得的陽離子聚合物；然而，也可以使用市售產(chǎn)品。市售產(chǎn)品的實例包括由Raschig chemicals制造的PLATE IME(產(chǎn)品名稱)(CAS編號：68797-57-9)。組合物中通過使含氮雜環(huán)化合物與表鹵代醇反應(yīng)而獲得的陽離子聚合物的含量是0.01到70g/L，優(yōu)選是1到20g/L。
本發(fā)明的組合物使用通過使含氮雜環(huán)化合物與表鹵代醇反應(yīng)而獲得的陽離子聚合物與磷化合物的混合物。磷化合物包括磷酸、聚磷酸和其鹽以及磷酸酯，優(yōu)選至少一種選自這些類型。此處，聚磷酸是通過兩種或更多種磷酸的脫水縮合而獲得。聚磷酸包括偏磷酸和三聚磷酸。磷酸和聚磷酸的鹽是指這些酸的無機或有機鹽。其實例包括鈉、鉀、銨和胍鹽。磷酸酯是通過由(C1至C6)烷基取代磷酸的至少一個羥基中的氫原子而獲得。實例包括磷酸三甲基、磷酸三乙基等。組合物中磷化合物的含量是0.01到50g/L，優(yōu)選是10到30g/L。
本發(fā)明的組合物還可以含有pH值調(diào)節(jié)劑、濕潤劑作為任選的組分。本發(fā)明的組合 物也使用水作為溶劑；優(yōu)選可使用去離子水。本發(fā)明的組合物的pH值是6到12，優(yōu)選是8到12。
本發(fā)明的組合物可按金或金合金的表面處理劑形式使用。更優(yōu)選的是，其用作金或金合金的密封劑以便通過覆蓋金或金合金上的產(chǎn)生的小孔來防止腐蝕。
如上文所描述，在用本發(fā)明的密封劑進行金或金合金的表面處理時，使用由銅或銅合金制成的電子組件作為經(jīng)處理的材料，所述由銅或銅合金制成的電子組件通常經(jīng)歷鎳電鍍作為基底電鍍，接著在電鍍的鎳上電鍍金或金合金。將本發(fā)明的組合物調(diào)節(jié)至20℃到80℃，優(yōu)選30℃到60℃。使經(jīng)處理的材料與以上組合物接觸0.1秒到5分鐘，優(yōu)選1秒到1分鐘。可通過浸漬、噴霧或其它這類方法實現(xiàn)接觸。接著優(yōu)選用去離子水洗滌1到60秒并且干燥。
本發(fā)明的組合物適用于在表面上具有金或金合金電鍍膜的電子設(shè)備和電子組件的表面處理劑；優(yōu)選的是，其可以用作在電子組件的連接端表面上形成的金或金合金電鍍膜的表面處理劑。舉例來說，組合物可以用作在半導(dǎo)體元件的電極端、用于連接電子設(shè)備的連接器等的表面上形成的金或金合金電鍍膜的表面處理劑。對于金或金合金電鍍，通常使用硬金電鍍?nèi)芤?，例如金鈷合金電鍍、金鎳合金電鍍等?/p>
下文中，將參考實例說明本發(fā)明；然而，本發(fā)明不限于這些實例。
實例1
使用經(jīng)歷鍍鎳(2微米厚度的涂層)，接著經(jīng)歷鍍金(0.026微米厚度的涂層)的銅材料的電子組件(銅合金194)作為測試樣品。將以下組合物中的組合物1調(diào)節(jié)至45℃，并且將測試樣品浸沒5秒，并且進行表面處理。接著用去離子水沖洗測試樣品并且用氣刀和熱氣干燥。
組合物1
從咪唑和表氯醇獲得的陽離子聚合物(產(chǎn)品名稱：由Raschig Chemicals制造的PLATE)：20g/L
聚磷酸鈉(由Taihei Chemical Industrial Co.,Ltd.制造)：20g/L
其余部分：水
腐蝕測試
中性鹽霧試驗(NSS測試)
條件
噴霧溶液：5％氯化鈉水溶液
溫度：34℃到36℃
pH值：6.5到7.2
噴霧量：水平收集面積是0.5到3.0ml/h(每80cm2)
噴霧時間：48小時或72小時
噴霧角度：20度到垂直線
評估方法：用肉眼檢驗經(jīng)過預(yù)定時間之后，測試樣品的表面上產(chǎn)生的腐蝕狀態(tài)，并且根據(jù)以下標(biāo)準(zhǔn)評級。接著，用10倍顯微鏡對凹槽類腐蝕進行計數(shù)。
評估標(biāo)準(zhǔn)
第0級：未腐蝕
第1級：約1％到9％測試樣品表面區(qū)域腐蝕
第2級：約10％到29％測試樣品表面區(qū)域腐蝕
第3級：約30％到49％測試樣品表面區(qū)域腐蝕
第4級：約50％或更多的測試樣品表面區(qū)域腐蝕
實例2-3，比較實例1至8
除了組合物的濃度變成如表1至3中所描述的組合物以外，按照與實例1相同的方式進行操作，以便評估腐蝕程度。結(jié)果展示于表1至3中。
表1
表2
表3
*1：N-吡咯烷酮與甲基丙烯酸N-二甲氨基乙酯磺酸二乙酯的共聚物，由Osaka Organic Chemical Co.,Ltd.制造。