專利名稱：增強表面可焊性的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種處理表面的方法，該處理能夠增強表面可焊性。此方法對于印刷電路板的制造及組裝特別有用。
背景技術(shù)：
焊接通常用于形成對各種物品的機械、電機或電子連接。期望的鏈接點的功能間的特異性是重要的，因為各個應(yīng)用對表面制備有著其本身的特定要求。三種焊接應(yīng)用中，形成電子連接的要求是最為嚴(yán)格的。在制造使用印刷電路的電子設(shè)備時，電子元件對印刷電路的連接是通過將元件的引線焊接到通孔、周圍的墊、盤及其它連接點(概括為“連接區(qū)域”)而形成的。一般而言， 連接是通過各種焊接技術(shù)完成的。為了利于焊接操作，印刷電路制造者需要安排使通孔、墊、盤及其它連接點可接受后續(xù)的焊接方法。因此這些表面必須易被焊錫濕潤且可與電子元件的引線或表面整體地導(dǎo)電性連接。因為這些需求，印刷電路制造者已設(shè)計各種保護(hù)及增強表面可焊性的方法。一種討論的為表面安排良好的可焊性的手段為對表面提供預(yù)涂覆焊錫，其一般通過一種稱為熱氣焊錫調(diào)平的方法或經(jīng)某些形式的鍍敷方法實行。然而在印刷電路制造中， 此方法有嚴(yán)重的缺點。使用熱氣焊錫調(diào)平由于短路而可能造成無法接受的高缺陷比率，特別是在處理小型電路時。如果使用鍍敷，則由于不易對這些區(qū)域選擇性地提供焊錫，其必須將板的全部導(dǎo)電區(qū)域鍍焊錫而對后續(xù)施敷阻焊劑造成嚴(yán)重的問題。此外，以上方法效率低且相當(dāng)昂貴。另一種為這些表面安排良好的可焊性的手段為將其鍍以貴金屬(如金、鈀或銠) 的最終表面處理涂層。美國專利第5，235，139號(Bengston等人)，其內(nèi)容在此并入作為參考，提議一種得到此貴金屬最終表面處理涂層的方法。Bengston等人提議對待焊銅區(qū)域鍍以化學(xué)鍍鎳-硼，然后鍍以如金等貴金屬涂層。類似方法也可以參見Juskey，Jr.等人的美國專利第4，940，181號，其內(nèi)容在此并入作為參考，其教導(dǎo)鍍以化學(xué)鍍銅，繼而鍍以電解銅，繼而鎳，繼而金成為可焊接表面。這些方法表現(xiàn)良好但耗時且昂貴?，F(xiàn)已進(jìn)行各種嘗試以僅對所需區(qū)域選擇性地涂布焊錫。一種此方法涉及在連接的鍍焊錫區(qū)域上使用有機抗蝕劑，繼而在涂布阻焊劑前從銅殘跡中選擇性剝?nèi)ュa-鉛。參見 Durnwith等人的美國專利第4，978，423號。其它已知的選擇性焊接方法還可參見Larson 的美國專利第5，160，579號，其內(nèi)容在此并入作為參考。直接焊接銅表面為困難及不合理的。這些問題主要由于在全部焊接操作中無法使銅表面保持清潔及無氧化。現(xiàn)已發(fā)展各種有機處理以將銅表面維持在易焊接狀態(tài)。例如參見美國專利第5，173，130號(Kinoshita)，其教導(dǎo)使用特定2-烷基苯并咪唑作為銅的預(yù)助焊劑以保護(hù)銅表面的可焊性。如Kinoshita教導(dǎo)的處理已證明為成功的，但是仍有提高該方法的可靠性的需求。在此提出的保護(hù)可焊性的方法為對待焊銅表面在焊接前涂以銀鍍層。然而現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)在使用以上方法時，銀鍍層具有腐蝕的趨勢，特別是如果暴露于含硫成分的環(huán)境。即使是在焊接結(jié)束后，此腐蝕仍可在界面處持續(xù)，因而減弱焊錫連接。本發(fā)明的一個目的為提議一種保護(hù)及增強銅表面的可焊性的方法，其通過將該銅表面鍍以浸漬銀鍍層繼而后處理，因而使銀鍍層較現(xiàn)有技術(shù)浸漬銀沉積物更具抗腐蝕性且確保堅固、長期的焊錫黏結(jié)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提議使用浸漬或化學(xué)銀涂層作為各種表面(特別是銅表面)的改良的可焊性保護(hù)劑。還公開了用于沉積銀涂層的優(yōu)選組合物。所提出的鍍銀方法產(chǎn)生的銀鍍層比傳統(tǒng)的銀沉積物更加抗腐蝕及抗降解。所提出的方法為有效地保護(hù)表面(特別是銅表面及印刷電路板上的連接區(qū)域)可焊性的多樣化、低成本方法。
具體實施例方式本發(fā)明涉及一種保護(hù)及增強金屬表面(特別是銅表面)的可焊性的方法。所提出的方法包括以下步驟a)清潔金屬表面；b)非強制選擇地蝕刻金屬表面；c)使用浸漬或化學(xué)鍍銀溶液處理金屬表面；d)使用包含巰基硅烷或硫代硅烷化合物的溶液處理鍍銀表面。優(yōu)選的鍍銀溶液為浸漬或化學(xué)鍍銀溶液?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)浸漬銀沉積物提供優(yōu)良的可焊性保護(hù)劑，其對于制造印刷電路板特別有用。已意外地發(fā)現(xiàn)，在印刷電路應(yīng)用中用簡單浸漬或化學(xué)銀沉積得到的可焊性超越了用現(xiàn)有技術(shù)的鍍鎳-金法(如美國專利第5，235，139號所述)得到的可焊性，并且意外地超越其它浸漬沉積。如由以下實例可知，本發(fā)明的方法產(chǎn)生在不利條件下為高可焊性的表面。在印刷電路應(yīng)用中，根據(jù)本發(fā)明制備的表面是可引線接合的。浸漬鍍敷為一種由置換反應(yīng)引起的方法，其中將待鍍表面溶于溶液中，同時鍍敷金屬從鍍液中沉積在表面上。浸漬鍍敷不需要預(yù)先表面活化而引發(fā)。待鍍金屬通常比表面金屬貴重。因此浸漬鍍敷通常比化學(xué)鍍敷更易控制及節(jié)省成本，化學(xué)鍍敷可能需要復(fù)雜的自動催化鍍液及鍍敷前的表面活化過程。結(jié)果，在本發(fā)明的方法中優(yōu)選浸漬鍍銀。鍍銀液通常包含酸性含水基質(zhì)中的可溶性銀離子源。可溶性銀離子源可從各種銀化合物衍生而來。本發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)硝酸銀最佳。鍍液中的銀濃度通常可為每升0.1至25 克，但是最優(yōu)選以每升0. 5至2克的濃度存在。雖然各種酸均適用于此配方，但本發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)甲磺酸或硝酸最佳。鍍液中的酸濃度通?？蔀槊可?至150克，但是優(yōu)選為每升5至 50克。本發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)，包含下式的咪唑或咪唑衍生物對用于本發(fā)明的浸漬鍍液(特別是浸漬銀鍍液)產(chǎn)生的鍍層具有顯著的正面影響
權(quán)利要求
1.一種改善金屬表面可焊性的方法，該方法包括a)使金屬表面與鍍銀液接觸，從而在金屬表面上產(chǎn)生銀鍍層；然后b)使用一種包含巰基取代或硫取代硅烷的溶液來處理鍍銀的金屬表面。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該鍍銀液包含選自咪唑、苯并咪唑、咪唑衍生物和苯并咪唑衍生物的材料。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該鍍銀液還包含氧化劑。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該金屬表面包含銅。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該添加劑選自3-巰丙基三甲氧基硅烷和3-辛?；?1-丙基三乙氧基硅烷。
6.如權(quán)利要求4所述的方法，其中該鍍銀液包含選自咪唑、苯并咪唑、咪唑衍生物和苯并咪唑衍生物的材料。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中該鍍銀液還包含氧化劑。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中該添加劑選自3-巰丙基三甲氧基硅烷和3-辛?；?1-丙基三乙氧基硅烷。
9.如權(quán)利要求5所述的方法，其中該溶液包含二醇單醚。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種增強金屬表面的可焊性的方法，其中將金屬表面在焊接前鍍以銀鍍層，將此浸漬銀鍍層用一種包含巰基取代或硫取代硅烷化合物的添加劑處理。優(yōu)選的后處理包含3-巰丙基三甲氧基硅烷和/或3-辛?；?1-丙基三乙氧基硅烷。
文檔編號C25D5/54GK102165103SQ200980137419
公開日2011年8月24日 申請日期2009年7月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月2日
發(fā)明者C·P·施泰內(nèi)克, C·麥柯里埃爾, D·柯洛格, E·朗, L·M·托斯卡諾, P·羅曼, S·A·卡斯塔爾迪 申請人:麥克德米德股份有限公司