铜或铜合金用表面处理剂及其应用 技术领域 本发明涉及一种表面处理剂及其应用， 所述表面处理剂在将电子部件等焊接到印 刷线路板的铜或铜合金上期间使用。
背景技术 近年来， 已经广泛地将高密度的表面安装技术用作印刷线路板的安装方法。 其中， 这种表面安装技术被分成了双面表面安装技术和混合安装技术， 所述双面表面安装技术利 用焊膏将芯片型部件接合， 所述混合安装技术是使用焊膏的芯片型部件的表面安装技术与 分立部件的通孔安装技术的组合。在任一安装工艺中， 对印刷线路板进行两个以上的焊接 步骤， 因而将其曝露于高温， 从而导致严重的热经历。
结果， 构成印刷线路板电路部件的铜或铜合金 ( 在下文中有时简称为铜 ) 的表面 由于加热而促进了氧化物膜的形成， 因此电路部件的表面不能保持良好的焊接性。
为了保护印刷线路板的铜电路部件免于空气氧化， 通常使用表面处理剂在电路部 件的表面上形成化学层。 然而， 必要的是， 通过即使在铜电路部件具有多个循环的热经历后 也防止化学层发生恶化 ( 即， 劣化 )， 从而保护铜电路部件， 从而保持良好的焊接性。
常规上已经将锡铅合金共晶焊料用于将电子部件安装到印刷线路板上等。然而， 近年来， 产生了如下担心 ： 焊料合金中包含的铅对人体产生有害的影响， 因此期望使用无铅 焊料。
因此， 正在考虑各种无铅焊料。例如， 已经提出了如下无铅焊料， 其中向锡基的础 金属中添加一种以上金属如银、 锌、 铋、 铟、 锑、 铜等。
通常使用的锡铅共晶焊料在基板、 特别是铜表面上的润湿性优异， 因此会牢固地 粘附至铜上， 从而导致高可靠性。
相反， 与通常使用的锡 - 铅焊料相比， 无铅焊料在铜表面上的润湿性较差， 因此， 由于空隙和其它接合缺陷而导致焊接性差且接合强度低。
因此， 当使用无铅焊料时， 必须选择焊接性优良的焊料合金和适合与所述无铅焊 料一起使用的助焊剂。 用于防止在铜或铜合金的表面上发生氧化的表面处理剂也需要具有 改进无铅焊料的润湿性和焊接性的功能。
许多无铅焊料具有高熔点， 且其焊接温度比通常使用的锡铅共晶焊料的温度高约 20℃～约 50℃。因此， 用于利用无铅焊料进行焊接的方法中的表面处理剂应具有能够形成 耐热性优异的化学层的特性。
作为这种表面处理剂的活性成分， 已经提出了各种咪唑化合物。例如， 分别地， 专 利文献 1 公开了 2- 烷基咪唑化合物如 2- 十一烷基咪唑 ； 专利文献 2 公开了 2- 芳基咪唑化 合物如 2- 苯基咪唑和 2- 苯基 -4- 甲基咪唑 ； 专利文献 3 公开了 2- 烷基苯并咪唑化合物如 2- 壬基苯并咪唑 ； 专利文献 4 公开了 2- 芳烷基苯并咪唑化合物如 2-(4- 氯苯基甲基 ) 苯 并咪唑 ； 专利文献 5 公开了 2- 芳烷基咪唑化合物如 2-(4- 氯苯基甲基 ) 咪唑和 2-(2， 4- 二 氯苯基甲基 )-4， 5- 二苯基咪唑。
然而， 在使用含有这种咪唑化合物的表面处理剂的情况下， 在铜表面上形成的化 学层的耐热性仍然不理想。并且， 在焊接时， 焊料的润湿性不足， 因此不能获得良好的焊接 性。 特别地， 在使用无铅焊料代替共晶焊料进行焊接的情况下， 难以将上述表面处理剂投入 实际使用。
引用列表
专利文献
[ 专利文献 1]JP-B-46-17046
[ 专利文献 2]JP-A-4-206681
[ 专利文献 3]JP-A-5-25407
[ 专利文献 4]JP-A-5-186888
[ 专利文献 5]JP-A-7-243054 发明内容
考虑到上述情形， 完成了本发明。本发明的一个目的是提供一种表面处理剂和表 面处理方法， 所述表面处理剂在使用无铅焊料将电子部件等安装到印刷线路板上时， 在构 成印刷线路板的电路部件等的铜或铜合金的表面上形成具有优异耐热性的化学层， 同时改进对焊料的润湿性并使得焊接性良好。
并且， 本发明的另一个目的是提供一种印刷线路板以及提供一种焊接方法， 所述 印刷线路板通过使构成电路部件的铜或铜合金的表面与上述表面处理剂接触而得到， 所述 焊接方法通过使铜或铜合金的表面与上述表面处理剂接触然后使用无铅焊料进行焊接。
为了解决上述问题， 本发明人进行了广泛且深入的研究。 结果发现， 通过利用含有 由通式 (I) 表示的咪唑化合物的表面处理剂处理具有铜电路部件的印刷线路板， 能够在铜 电路部件的表面上形成具有优异耐热性， 即能够抵抗无铅焊料的焊接温度的化学层， 同时 通过在利用无铅焊料进行的焊接中改进焊料对铜或铜合金表面的润湿性， 获得了良好的焊 接性， 从而完成了本发明。
即， 本发明在其最广泛的构造中包括如下方面 ：
(1) 一种铜或铜合金用表面处理剂， 所述表面处理剂包含由式 (I) 表示的咪唑化 合物 ：
式中 Ar1 和 Ar2 不同且表示下面的式 (II) 或式 (III)， R 表示氢原子或烷基 ：式 (II) 中 X1 和 X2 相同或不同， 且表示氢原子或氯原子。
(2) 一种铜或铜合金用表面处理方法， 所述表面处理方法包括 ： 使所述铜或铜合 金的表面与上述 (1) 所述的表面处理剂接触。
(3) 一种印刷线路板， 其包含构成铜电路部件的铜或铜合金， 其中所述铜或合金的 表面与上述 (1) 所述的表面处理剂接触。
(4) 一种焊接方法， 其包括 ： 使铜或铜合金的表面与上述 (1) 所述的表面处理剂接 触， 然后使用无铅焊料进行焊接。
本发明的表面处理剂不但能够在构成印刷线路板的电路部件等的铜或铜合金的 表面上形成具有优异耐热性的化学层， 而且能够大大改进无铅焊料对物体表面的润湿性并 使得焊接性良好。
并且， 因为本发明的焊接方法使得可以使用不含有害金属铅的焊料， 所以从环境 保护的观点来看， 其是有用的。
具体实施方式
下面将详细描述本发明。
用于本发明的咪唑化合物由下式 (I) 表示， 且是如下咪唑化合物 ： 其中苄基的氢 可以被氯原子取代的苄基键合至咪唑环的 2- 位且萘基键合至咪唑环的 4- 位 ； 或者萘甲 基键合至咪唑环的 2- 位且其中苯基的氢原子可以被氯原子取代的苯基键合至咪唑环的 4- 位。在上述苄基或苯基的氢原子可以被氯原子取代的情况下， 氯原子数优选是一或二。
式中 Ar1 和 Ar2 不同且表示下面的式 (II) 或式 (III) ； R 表示氢原子或烷基 ：式中 X1 和 X2 相同或不同且表示氢原子或氯原子。
上式 (I) 中的 R 是氢原子或烷基， 所述烷基是具有 1 ～ 8 个碳原子的直链或支化 的饱和脂族基团。这种烷基的实例包括甲基、 乙基、 丙基、 异丙基、 丁基、 异丁基、 仲丁基、 叔 丁基、 戊基、 己基、 庚基和辛基。
用于实施本发明的咪唑化合物能够通过例如采用如下反应图式中所示的合成方 法合成。
式中 Ar1、 Ar2 和 R 与上述相同且 X3 表示氯原子、 溴原子或碘原子。
作为用于实施本发明的由式 (I) 表示的咪唑化合物， 在 R 是氢原子的情况下其实 例包括 ：
2-(1- 萘甲基 )-4- 苯基咪唑，
4-(2- 氯苯基 )-2-(1- 萘甲基 ) 咪唑，
4-(3- 氯苯基 )-2-(1- 萘甲基 ) 咪唑，
4-(4- 氯苯基 )-2-(1- 萘甲基 ) 咪唑，
4-(2， 3- 二氯苯基 )-2-(1- 萘甲基 ) 咪唑，
4-(2， 4- 二氯苯基 )-2-(1- 萘甲基 ) 咪唑，
4-(2， 5- 二氯苯基 )-2-(1- 萘甲基 ) 咪唑，
4-(2， 6- 二氯苯基 )-2-(1- 萘甲基 ) 咪唑， 4-(3， 4- 二氯苯基 )-2-(1- 萘甲基 ) 咪唑， 4-(3， 5- 二氯苯基 )-2-(1- 萘甲基 ) 咪唑， 2-(2- 萘甲基 )-4- 苯基咪唑， 4-(2- 氯苯基 )-2-(2- 萘甲基 ) 咪唑，4-(3- 氯苯基 )-2-(2- 萘甲基 ) 咪唑， 4-(4- 氯苯基 )-2-(2- 萘甲基 ) 咪唑， 4-(2， 3- 二氯苯基 )-2-(2- 萘甲基 ) 咪唑， 4-(2， 4- 二氯苯基 )-2-(2- 萘甲基 ) 咪唑， 4-(2， 5- 二氯苯基 )-2-(2- 萘甲基 ) 咪唑， 4-(2， 6- 二氯苯基 )-2-(2- 萘甲基 ) 咪唑， 4-(3， 4- 二氯苯基 )-2-(2- 萘甲基 ) 咪唑， 4-(3， 5- 二氯苯基 )-2-(2- 萘甲基 ) 咪唑， 2- 苄基 -4-(1- 萘基 ) 咪唑， 2-(2- 氯苄基 )-4-(1- 萘基 ) 咪唑， 2-(3- 氯苄基 )-4-(1- 萘基 ) 咪唑， 2-(4- 氯苄基 )-4-(1- 萘基 ) 咪唑， 2-(2， 3- 二氯苄基 )-4-(1- 萘基 ) 咪唑， 2-(2， 4- 二氯苄基 )-4-(1- 萘基 ) 咪唑， 2-(2， 5- 二氯苄基 )-4-(1- 萘基 ) 咪唑， 2-(2， 6- 二氯苄基 )-4-(1- 萘基 ) 咪唑， 2-(3， 4- 二氯苄基 )-4-(1- 萘基 ) 咪唑， 2-(3， 5- 二氯苄基 )-4-(1- 萘基 ) 咪唑， 2- 苄基 -4-(2- 萘基 ) 咪唑， 2-(2- 氯苄基 )-4-(2- 萘基 ) 咪唑， 2-(3- 氯苄基 )-4-(2- 萘基 ) 咪唑， 2-(4- 氯苄基 )-4-(2- 萘基 ) 咪唑， 2-(2， 3- 二氯苄基 )-4-(2- 萘基 ) 咪唑， 2-(2， 4- 二氯苄基 )-4-(2- 萘基 ) 咪唑， 2-(2， 5- 二氯苄基 )-4-(2- 萘基 ) 咪唑， 2-(2， 6- 二氯苄基 )-4-(2- 萘基 )1 咪唑， 2-(3， 4- 二氯苄基 )-4-(2- 萘基 ) 咪唑， 和 2-(3， 5- 二氯苄基 )-4-(2- 萘基 ) 咪唑。 相似地， 在 R 是甲基的情况下其实例包括 ： 5- 甲基 -2-(1- 萘甲基 )-4- 苯基咪唑， 4-(2- 氯苯基 )-5- 甲基 -2-(1- 萘甲基 ) 咪唑， 4-(3- 氯苯基 )-5- 甲基 -2-(1- 萘甲基 ) 咪唑， 4-(4- 氯苯基 )-5- 甲基 -2-(1- 萘甲基 ) 咪唑， 4-(2， 3- 二氯苯基 )-5- 甲基 -2-(1- 萘甲基 ) 咪唑， 4-(2， 4- 二氯苯基 )-5- 甲基 -2-(1- 萘甲基 ) 咪唑， 4-(2， 5- 二氯苯基 )-5- 甲基 -2-(1- 萘甲基 ) 咪唑， 4-(2， 6- 二氯苯基 )-5- 甲基 -2-(1- 萘甲基 ) 咪唑， 4-(3， 4- 二氯苯基 )-5- 甲基 -2-(1- 萘甲基 ) 咪唑， 4-(3， 5- 二氯苯基 )-5- 甲基 -2-(1- 萘甲基 ) 咪唑，5- 甲基 -2-(2- 萘甲基 )-4- 苯基咪唑， 4-(2- 氯苯基 )-5- 甲基 -2-(2- 萘甲基 ) 咪唑， 4-(3- 氯苯基 )-5- 甲基 -2-(2- 萘甲基 ) 咪唑， 4-(4- 氯苯基 )-5- 甲基 -2-(2- 萘甲基 ) 咪唑， 4-(2， 3- 二氯苯基 )-5- 甲基 -2-(2- 萘甲基 ) 咪唑， 4-(2， 4- 二氯苯基 )-5- 甲基 -2-(2- 萘甲基 ) 咪唑， 4-(2， 5- 二氯苯基 )-5- 甲基 -2-(2- 萘甲基 ) 咪唑， 4-(2， 6- 二氯苯基 )-5- 甲基 -2-(2- 萘甲基 ) 咪唑， 4-(3， 4- 二氯苯基 )-5- 甲基 -2-(2- 萘甲基 ) 咪唑， 4-(3， 5- 二氯苯基 )-5- 甲基 -2-(2- 萘甲基 ) 咪唑， 2- 苄基 -5- 甲基 -4-(1- 萘基 ) 咪唑， 2-(2- 氯苄基 )-5- 甲基 -4-(1- 萘基 ) 咪唑， 2-(3- 氯苄基 )-5- 甲基 -4-(1- 萘基 ) 咪唑， 2-(4- 氯苄基 )-5- 甲基 -4-(1- 萘基 ) 咪唑， 2-(2， 3- 二氯苄基 )-5- 甲基 -4-(1- 萘基 ) 咪唑，2-(2， 4- 二氯苄基 )-5- 甲基 -4-(1- 萘基 ) 咪唑，
2-(2， 5- 二氯苄基 )-5- 甲基 -4-(1- 萘基 ) 咪唑，
2-(2， 6- 二氯苄基 )-5- 甲基 -4-(1- 萘基 ) 咪唑，
2-(3， 4- 二氯苄基 )-5- 甲基 -4-(1- 萘基 ) 咪唑，
2-(3， 5- 二氯苄基 )-5- 甲基 -4-(1- 萘基 ) 咪唑，
2- 苄基 -5- 甲基 -4-(2- 萘基 ) 咪唑，
2-(2- 氯苄基 )-5- 甲基 -4-(2- 萘基 ) 咪唑，
2-(3- 氯苄基 )-5- 甲基 -4-(2- 萘基 ) 咪唑，
2-(4- 氯苄基 )-5- 甲基 -4-(2- 萘基 ) 咪唑，
2-(2， 3- 二氯苄基 )-5- 甲基 -4-(2- 萘基 ) 咪唑，
2-(2， 4- 二氯苄基 )-5- 甲基 -4-(2- 萘基 ) 咪唑，
2-(2， 5- 二氯苄基 )-5- 甲基 -4-(2- 萘基 ) 咪唑，
2-(2， 6- 二氯苄基 )-5- 甲基 -4-(2- 萘基 )1 咪唑，
2-(3， 4- 二氯苄基 )-5- 甲基 -4-(2- 萘基 ) 咪唑， 和
2-(3， 5- 二氯苄基 )-5- 甲基 -4-(2- 萘基 ) 咪唑。
将咪唑化合物用作通过将其溶于水中而制备的表面处理剂的活性成分。咪唑化 合物可以例如以 0.01 ～ 10 重量％， 优选 0.1 ～ 5 重量％的比例包含在表面处理剂中。当 咪唑化合物的含量低于 0.01 重量％时， 形成在铜表面上的化学层的膜厚度可能太薄， 从而 使得不能充分防止铜表面的氧化。另一方面， 当其超过 10 重量％时， 表面处理剂中的咪唑 化合物可能无法完全溶解， 或者存在即使在咪唑化合物已经完全溶解后也可能再沉淀的担 心， 因此不是优选的。
顺便提及， 在实施本发明时， 在由式 (I) 表示的咪唑化合物中， 可以仅使用其一种 合适的咪唑化合物， 但是也可以使用不同种咪唑化合物的组合。
在实施本发明时， 在将咪唑化合物溶解在水中 ( 形成水溶液 ) 时， 通常可以将有机酸或无机酸用作所述酸， 但是可以同时使用少量有机溶剂。要在这种情况下使用的有 机酸的代表性实例包括甲酸、 乙酸、 丙酸、 丁酸、 乙醛酸、 丙酮酸、 乙酰乙酸、 乙酰丙酸、 庚 酸、 辛酸、 癸酸、 月桂酸、 乙醇酸、 甘油酸、 乳酸、 丙烯酸、 甲氧基乙酸、 乙氧基乙酸、 丙氧基乙 酸、 丁氧基乙酸、 2-(2- 甲氧基乙氧基 ) 乙酸、 2-[2-(2- 乙氧基乙氧基 ) 乙氧基 ] 乙酸、 2-{2-[2-(2- 乙氧基乙氧基 ) 乙氧基 ] 乙氧基 } 乙酸、 3- 甲氧基丙酸、 3- 乙氧基丙酸、 3- 丙 氧基丙酸、 3- 丁氧基丙酸、 苯甲酸、 对硝基苯甲酸、 对甲苯磺酸、 水杨酸、 苦味酸、 草酸、 琥珀 酸、 马来酸、 富马酸、 酒石酸和己二酸 ； 且无机酸的实例包括盐酸、 磷酸、 硫酸和硝酸。 可以以 0.1 ～ 50 重量％， 优选 1 ～ 30 重量％的比例在表面处理剂中添加这种酸。
并且， 作为有机溶剂， 适合的是低级醇如甲醇、 乙醇和异丙醇， 或者丙酮， N， N- 二甲 基甲酰胺， 乙二醇等， 所述溶剂可与水自由混溶。
为了加快铜或铜合金的表面上化学层的形成速率， 可以向本发明的表面处理剂中 添加铜化合物。并且， 为了进一步增强所形成的化学层的耐热性， 可以添加锌化合物。
铜化合物的代表性实例包括乙酸铜、 氯化亚铜、 氯化铜、 溴化亚铜、 溴化铜、 碘化 铜、 氢氧化铜、 磷酸铜、 硫酸铜和硝酸铜 ； 且锌化合物的代表性实例包括氧化锌、 甲酸锌、 乙 酸锌、 草酸锌、 乳酸锌、 柠檬酸锌、 硫酸锌、 硝酸锌和磷酸锌。它们两者可以以 0.01 ～ 10 重 量％， 优选 0.02 ～ 5 重量％的比例包含在表面处理剂中。
在使用这种铜化合物或锌化合物的情况下， 除了有机酸或无机酸之外， 还可期望 通过添加具有缓冲作用的物质， 胺化合物如氨、 单乙醇胺、 二乙醇胺或者三乙醇胺来稳定溶 液的 pH。
为了进一步提高化学层的形成速率和所述层的耐热性， 可以以 0.001 ～ 1 重量％、 优选 0.01 ～ 0.1 重量％的比例将卤素化合物添加到表面处理剂中。卤素化合物的实例包 括氟化钠、 氟化钾、 氟化铵、 氯化钠、 氯化钾、 氯化铵、 溴化钠、 溴化钾、 溴化铵、 碘化钠、 碘化 钾和碘化铵。
关于使用本发明的表面处理剂处理铜或铜合金表面的条件， 表面处理剂的液体温 度可以优选是 10℃～ 70℃， 接触时间可以优选是 1 秒～ 10 分钟。接触方法的实例包括浸 渍、 喷雾和涂布方法。
并且， 在按照本发明进行表面处理后， 可以通过形成包含涂有热塑性树脂的化学 层的双层结构来进一步增强耐热性。
即， 在铜或铜合金的表面上形成化学层后， 可以通过如下操作形成化学层和热塑 性树脂的双层结构 ： 溶解具有优异耐热性的热塑性树脂， 并使用辊涂机等在化学层上以例 如 1 ～ 30μm 的厚度均匀地涂布溶液， 所述热塑性树脂可以由松香衍生物 ( 例如， 松香或松 香酯 )、 萜烯树脂衍生物 ( 例如， 萜烯树脂或萜酚树脂 )、 烃树脂 ( 例如， 芳族烃树脂或脂族 烃树脂 ) 或者其在溶剂 ( 例如， 甲苯、 乙酸乙酯或异丙醇 ) 中的混合物构成。
适合实施本发明的无铅焊料的实例包括无铅焊料如 Sn-Ag-Cu 基、 Sn-Ag-Bi 基、 Sn-Bi 基、 Sn-Ag-Bi-In 基、 Sn-Zn 基和 Sn-Cu 基焊料。
本发明的焊接方法适用于流体焊接或回流焊接， 所述流体焊接包括在焊接槽中的 熔融液态焊料上移动印刷线路板以对电子部件与印刷线路板之间的接合部进行焊接， 所述 回流焊接包括预先按照电路图案在印刷线路板上印刷糊膏状焊料， 在其上安装电子部件并 对整个印刷线路板进行加热以熔化焊料， 从而完成焊接。实施例 下面将参考实施例和比较例具体描述本发明， 但是不应该理解为将本发明限制于此。 顺便提及， 用于实施例和比较例的咪唑化合物和评价试验方法如下。
( 咪唑化合物 )
用于实施例的咪唑化合物如下且在参考例 1 ～ 6 中示出合成例。
·2-(1- 萘甲基 )-4- 苯基咪唑 ( 称为 “IMZ-A” )
·4-(3， 4- 二氯苯基 )-5- 甲基 -2-(1- 萘甲基 ) 咪唑 ( 称为 “IMZ-B” )
·2-(2- 萘甲基 )-4- 苯基咪唑 ( 称为 “IMZ-C” )
·2-(4- 氯苄基 )-4-(1- 萘基 ) 咪唑 ( 称为 “IMZ-D” )
·2- 苄基 -4-(2- 萘基 ) 咪唑 ( 称为 “IMZ-E” )
·2- 苄基 -5- 甲基 -4-(2- 萘基 ) 咪唑 ( 称为 “IMZ-F” )
参考例 1
IMZ-A 的合成
在 50 ℃ 下 将 由 33.7g(0.15mol)1- 萘 基 乙 脒 盐 酸 盐、 53g(0.38mol) 碳 酸 钾 和 180mL N， N- 二 甲 基 甲 酰 胺 组 成 的 悬 浮 液 搅 拌 30 分 钟 后， 在相同温度下逐渐添加 30.0g(0.15mol)2- 溴苯乙酮， 接着在相同温度下搅拌 3 小时。接着， 将反应悬浮液倒入 600mL 水中， 接着用甲苯萃取 (100mL×2 次 )。 在用水洗涤甲苯层后， 将所述层在减压下浓缩 并通过过滤收集沉淀的晶体， 利用少量甲苯洗涤， 然后干燥， 从而获得深粉红色粉末。使晶 体从乙腈中重结晶， 从而获得 19.3g(0.068mol， 收率 ： 45％ )2-(1- 萘甲基 )-4- 苯基咪唑， 其为微粉红色粉末。
参考例 2
IMZ-B 的合成
按照参考例 1 的方法合成 4-(3， 4- 二氯苯基 )-5- 甲基 -2-(1- 萘甲基 ) 咪唑， 将 参考例 1 的 2- 溴苯乙酮变成 2- 溴 -3′， 4′ - 二氯苯丙酮。
参考例 3
IMZ-C 的合成
按照参考例 1 的方法合成 2-(2- 萘甲基 )-4- 苯基咪唑， 将参考例 1 的 1- 萘基乙 脒盐酸盐变成 2- 萘基乙脒盐酸盐。
参考例 4
IMZ-D 的合成
按照参考例 1 的方法合成 2-(4- 氯苄基 )-4-(1- 萘基 ) 咪唑， 将参考例 1 的 1- 萘 基乙脒盐酸盐变成 (4- 氯苯基 ) 乙脒盐酸盐且将 2- 溴苯乙酮变成 2- 溴 -1′ - 萘乙酮。
参考例 5
IMZ-E 的合成
按照参考例 1 的方法合成 2- 苄基 -4-(2- 萘基 ) 咪唑， 将参考例 1 的 1- 萘基乙脒 盐酸盐变成苯基乙脒盐酸盐且将 2- 溴苯乙酮变成 2- 溴 -2′ - 萘乙酮。
参考例 6
IMZ-F 的合成
按照参考例 1 的方法合成 2- 苄基 -5- 甲基 -4-(2- 萘基 ) 咪唑， 将参考例 1 的 1- 萘 基乙脒盐酸盐变成苯基乙脒盐酸盐且将 2- 溴苯乙酮变成 2- 溴 -2′ - 萘丙酮。
用于比较例的咪唑化合物如下。
· 2- 十一烷基咪唑 ( 称为 “IMZ-G” ； 由四国化成工业株式会社 (Shikoku Chemicals Corporation) 制造的商品名 “CUREZOL C11Z” )
·2- 苯基咪唑 ( 称为 “IMZ-H” ； 由四国化成工业株式会社制造的商品名 “CUREZOL 2PZ” )
·2- 苯基 -4- 甲基咪唑 ( 称为 “IMZ-I” ； 由四国化成工业株式会社制造的商品名 “CUREZOL 2P4MZ” )
· 2- 壬基苯并咪唑 ( 称为 “IMZ-J” ； 由西格玛 - 奥德里奇株式会社 (SIGMA-ALDRICH Co.) 制造的试剂 )
·2-(4- 氯苄基 ) 苯并咪唑 ( 称为 “IMZ-K” ； 由和光纯药工业株式会社 (Wako Pure Chemical Industries， Ltd.) 制造的试剂 )
下面示出用于实施例的咪唑化合物 (IMZ-A ～ IMZ-F) 和用于比较例的咪唑化合物 (IMZ-G ～ IMZ-K) 的化学式。
用于实施例和比较例中的评价试验方法如下。
( 用于焊料向上流动率 (flow-up) 性能的评价试验 )
将 由 玻 璃 环 氧 树 脂 制 成 的 印 刷 线 路 板 用 作 试 件， 所述印刷线路板的尺寸为 120mm( 长度 )×150mm( 宽度 )×1.6mm( 厚度 ) 并具有 300 个内径为 0.80mm 的铜通孔。 将该 试件脱脂， 进行软蚀， 然后用水洗涤。其后， 于保持在规定液体温度下的表面处理剂中将试 件浸渍规定的时间段， 用水洗涤， 然后干燥， 从而在铜表面上形成厚度为约 0.10 ～ 0.50μm 的化学层。
使用红外回焊炉 ( 商品名 ： MULTI-PRO-306， 由维特尼株式会社 (Vetronix Co.， Ltd.) 制造 )， 对表面处理过的试件进行两个其中峰值温度是 240℃的回流加热循环， 随后 利用流体焊接装置进行焊接 ( 传送带速度 ： 1.0m/ 分钟 )。
所用的焊料是组成为 63％锡和 37％铅 ( 重量％ ) 的锡铅共晶焊料 ( 商品名 ： H63A， 由千住金属工业株式会社 (Senju Metal Industry Co.， Ltd.) 制造 )， 且用于焊接的助焊 剂是 JS-64MSS( 由弘辉株式会社 (Koki Co.， Ltd.) 制造 )。焊接温度是 240℃。
另外， 按照与锡铅共晶焊料相同的方式， 使用无铅焊料对如上表面处理过的试件 进行焊接。所用的焊料是组成为 96.5 ％锡、 3.0 ％银和 0.5 ％铜 ( 重量％ ) 的无铅焊料 ( 商品名 ： H705“ECOSOLDER” ， 由千住金属工业株式会社制造 )， 且用于焊接的助焊剂是 JS-E-09( 由弘辉株式会社制造 )。回流加热的峰值温度是 245℃， 且焊接温度也是 245℃。
对于焊接的试件， 计算 ( 焊接的 ) 铜通孔数相对于铜通孔总数 (300 个孔 ) 的比例 (％ )， 在所述 ( 焊接的 ) 铜通孔中焊料填充至铜通孔的上部 (upper land)。
当在铜表面上的焊料润湿性大时， 熔融焊料渗透到各个铜通孔内， 由此熔融焊料 容易对通孔进行填充至通孔上部。 即， 当上部被焊接的通孔数与通孔总数之比大时， 将焊料 对铜的润湿性和焊接性判定为优异。
( 用于焊料铺展性的评价试验 )
将由玻璃环氧树脂制成的 50mm( 长度 )×50mm( 宽度 )×1.2mm( 厚度 ) 的印刷线 路板用作试件。该印刷线路板具有如下电路图案， 其中在宽度方向上以 1.0mm 的间隔形成 10 片导体宽度为 0.80mm 且长度为 20mm 的铜箔电路。将试件脱脂， 进行软蚀， 然后用水洗 涤。其后， 于保持在规定液体温度下的表面处理剂中将试件浸渍规定的时间段， 用水洗涤，
然后干燥， 从而在铜表面上形成厚度为约 0.10 ～ 0.50μm 的化学层。
使用红外回焊炉 ( 商品名 ： MULTI-PRO-306， 由维特尼株式会社制造 )， 对表面处理 过的试件进行一个其中峰值温度是 240℃的回流加热循环。 其后， 使用孔径为 1.2mm 且厚度 为 150μm 的金属掩模将锡铅焊膏印刷在铜电路部件的中心上， 在上述条件下进行回流加 热并进行焊接。所用的锡铅焊膏是由 63％锡和 37％铅 ( 重量％ ) 构成的共晶焊料 ( 商品 名： OZ-63-330F-40-10， 由千住金属工业株式会社制造 )。
另外， 按照与锡铅焊膏相同的方式， 使用无铅焊膏对如上表面处理过的试件进 行焊接。所用的无铅焊料由 96.5 ％锡、 3.0 ％银和 0.5 ％铜 ( 重量％ ) 构成 ( 商品名 ： M705-221BM5-42-11， 由千住金属工业株式会社制造 )。将焊膏印刷前后获得的回流加热的 峰值温度设定成 245℃。
对在获得的试件的铜电路部件上润湿和铺展的焊料的长度 (mm) 进行测量。
当长度较长时， 将焊料润湿性和焊接性判定为优异。
实施例 1
在将作为咪唑化合物的 2-(1- 萘甲基 )-4- 苯基咪唑、 作为酸的乙酸， 作为金属盐 的乙酸铜和作为卤素化合物的碘化铵溶解在去离子水中以便具有如表 1 中所述的组成之 后， 利用氨水将 pH 调节至 2.8， 从而制得表面处理剂。
接着， 于控制在 40℃温度下的表面处理剂中将印刷线路板的试件浸渍 20 秒， 用水 洗涤， 然后干燥， 从而测量焊料的向上流动率性能和焊料的铺展性。 将这些试验结果示于表 2 中。
实施例 2 ～ 6
使用如表 1 中所述的咪唑化合物、 酸、 金属盐和卤素化合物， 按照与实施例 1 中相 同的方式制备各自具有如表 1 中所述的组成的表面处理剂， 并在如表 2 中所述的处理条件 下进行表面处理。关于所得的试件， 测量焊料的向上流动率性能和焊料的铺展性。将这些 试验结果示于表 2 中。
比较例 1 ～ 5
使用如表 1 中所述的咪唑化合物、 酸、 金属盐和卤素化合物， 按照与实施例 1 中相 同的方式制备各自具有如表 1 中所述的组成的表面处理剂， 并在如表 2 中所述的处理条件 下进行表面处理。关于所得的试件， 测量焊料的向上流动率性能和焊料的铺展性。将这些 试验结果示于表 2 中。
根据如表 1 和表 2 中所示的试验结果， 据认为通过使本发明的表面处理剂与印刷 线路板的铜表面接触， 改进了共晶焊料或无铅焊料对印刷线路板的铜表面的润湿性， 从而
在铜表面上形成化学层， 且大大改进了共晶焊料或无铅焊料对铜表面的焊接性 ( 焊料的向 上流动率性能、 焊料的铺展性 )。当然可以将本发明的表面处理剂用于使用共晶焊料的焊 接， 但是在使用无铅焊料的焊接中可以将其充分地投入实际使用， 考虑到焊料对铜或铜合 金的润湿性， 所述无铅焊料与共晶焊料相比显示出差的润湿性。
工业实用性
本发明的表面处理剂不但能够在构成印刷线路板的电路部件等的铜或铜合金表 面上形成具有优异耐热性的化学层， 而且能够大大改进无铅焊料对物体表面的润湿性并使 得焊接性良好。
并且， 因为本发明的焊接方法使得可以使用不含有害金属铅的焊料， 所以从环境 保护的观点来看， 其是有用的。
尽管已经参考其具体实施方案详细描述了本发明， 但是对本领域的技术人员来说 显而易见， 在不背离本发明范围的情况下， 可以在其中进行各种变化和修改。
本申请以 2008 年 8 月 25 日提交的日本专利申请 2008-215733 号为基础， 特此通 过参考将其全部内容并入。17