專利名稱：：一種高抗熱性有機保焊劑的制作方法
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)焊接過程能順利進行的高抗熱性有機保焊劑。
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)的熱風整平技術(shù)(HotAirSolderLeveling)已經(jīng)無法滿足目前高標準SMT提出的要求，越來越輕的基板更加無法承受熱風整平所帶來的高溫沖擊；化學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，限制了它的進一步發(fā)展。有機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、有機羧酸和金屬鹽組成的有機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、有機羧酸和金屬鹽組成的有機保焊劑溶液所得到有機保焊膜，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)焊接過程能順利進行的高抗熱性有機保焊劑。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的高抗熱性有機保焊劑產(chǎn)品。這種高抗熱性有機保焊劑優(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)明高抗熱性有機保焊劑中各物質(zhì)作用芳香酚類氧吸收劑當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)生化學反應而被吸收，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保焊膜，形成對銅面的保護。當咪唑類化合物的含量少于0.01%時，形成的有機保焊膜很薄甚至不能成膜，從而保護不了銅面，當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。有機酸解決咪唑化合物難溶于水的問題。當有機酸含量少于3%，會降低咪唑化合物的溶解性，當有機酸含量高于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，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、三乙醇胺進行調(diào)節(jié)，當pH高于4.5時，溶液會較不穩(wěn)定，容易析出晶體物質(zhì)，此時可用乙酸進行調(diào)節(jié)。本發(fā)明的高抗熱性有機保焊劑的使用方法先把銅面進行除油、微蝕、水洗等處理之后，再把銅面浸入高抗熱性有機保焊劑溶液中，處理溫度為30-5(TC，處理時間為30-90秒，也可以進行噴霧等噴涂方法進行接觸。本發(fā)明的有益效果是這種高抗熱型環(huán)保有機保焊劑對銅板進行表面涂覆后，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)焊接過程能順利進行。具體實施例方式以下以具體實施例來說明本發(fā)明的技術(shù)方案實施例112:在實施例112中，本高抗熱性有機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是采用上述實施例112的高抗熱性有機保焊劑與比較例1、2、3的抗熱性有機保焊劑所進行的焊件錫膏延展性測試效果對比比較例1、2、3的抗熱性有機保焊劑均由咪唑類化合物、有機酸、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，用實施例1-12有機保焊劑處理后焊料鋪展長度相對比較例1-3的長度要長，焊錫擴展性要更優(yōu)異。由此可知，在實施例1-12中得到的有機保焊劑在焊錫擴展性方面是比較優(yōu)異的。實施例1318:在實施例1318中，高抗熱性有機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。配制方法與實施例112相同。表2是采用實施例1318的高抗熱性有機保焊劑與比較例4、5的抗熱性有機保焊劑所進行的焊件通孔上錫性測試效果對比比較例4、5的高抗熱性有機保焊劑均由咪唑類化合物、有機酸、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.)進行噴涂，將已噴涂助焊劑的測試板進行波峰焊處理。波峰焊處理方式如下將測試板的預熱溫度調(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)保有機保焊劑對覆銅板進行表面涂覆后，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保焊劑，其特征在于所述有機酸是甲酸、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保焊劑，其配制方法常溫下將芳香酚類氧吸收劑與有機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保焊劑，其特征在于當溶液pH低于2.5時，用添加氨水、單乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺進行調(diào)節(jié)；當溶液pH高于4.5時，用乙酸進行調(diào)節(jié)。全文摘要一種高抗熱性有機保焊劑，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)保有機保焊劑對銅板進行表面涂覆后，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)實業(yè)有限公司;