JPH0673572A - 銅又は銅合金の表面処理剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 プリント配線板の金属の露出部を防錆し、低
融点クリーム半田の濡れ性、拡がり性、及びリフロー後
の半田付け性を向上させる耐熱プリフラックスの処理方
法を提供すること、また、粘着性被膜にはんだ粉を付着
させリフロー後の均一性に優れたはんだ基板を提供する
ことにより、プリント配線板上の電子部品の表面実装す
るのに顕著な効果が得られ、これらによってプリント配
線板の実装密度を向上させることができ、且つ作業環
境、安全性の面からも優れたプリント配線板の製造がで
きる。 【構成】 この発明のプリフラックスの使用方法は、一
般式で表される化合物及び有機酸、無機酸、カルボン
酸、ハロゲン化芳香族、ハロゲン化脂肪酸、金属化合物
等を１種類又は２種類以上を含有する溶液で処理するこ
とによりプリント配線板の金属表面に化成被膜を形成し
たものである。また、粘着性被膜上にはんだ粉を付着さ
せリフロー処理をしてはんだ膜を形成したものである。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野）この発明は金属の表面処理剤に関
するものであリ、特にプリント配線板の表面処理剤又は
防錆剤として好適なものである。 （従来の技術）従来、プリント配線板の銅又は銅合金か
らなる回路部を防錆し、半田付け性を保持する目的で使
用されているプレフラックスは、大別してプリント配線
板全体をコーティングするロジン系プレフラックスと、
選択的に銅又は銅合金と化学反応させるアルキルイミダ
ゾール系プレフラックスの２種類がある。前者は天然ロ
ジン、ロジンエステル、ロジン変成マレイン酸樹脂等
を、有機溶剤に溶解させたものをロールコターで塗布す
るか、噴霧又は浸漬によつてプリント配線板全体に塗布
し、乾燥して被膜を形成する方法で用いられる。このた
め有機溶剤の揮散によって作業環境及び安全性が著しく
損われる欠点がある。又、ロジン系プレフラックスは揮
発性溶剤を使用しているため作業時引火の危険が伴うと
いう欠点も有している。他方、アルキルイミダゾール系
プレフラックスは水溶性であり、作業環境の面でも安全
性の面でも優れているが、化学反応したアルキルイミダ
ゾール銅錯体が高温に曝されると空気中の酸素と銅の触
媒作用で変質してポストフラックスの作用を阻害して、
半田付け性を悪くするという欠点を有している。 （発明が解決しようとする課題）ところで、近年プリン
ト配線板に電子部品を半田付けする方法として表面実装
法が多く採用されている。この表面実装法、電子部品の
仮止めクリーム半田のリフロー等、プリント配線板が高
温に曝される機会が多くなり、プリント配線板の半田付
け性を保持するために用いられるプレフラックスの耐熱
性、即ちプリント配線板が高温に曝された後での半田付
け性が優れていることがプレフラックスの性能に要求さ
れるようになった。又、大気汚染等に問題を有する揮発
性溶剤を使用せず、且つ高温に曝された後でも半田付け
性の優れたプレフラックスの開発が切望されている。 （課題を解決するための手段）本発明者はこのような事
情に鑑み、揮発性溶剤を使用せず且つ高温に曝された後
でも半田付け性の良いプレフラックスに関して鋭意検討
を重ねた結果、酢酸、カプリン酸、グリコール酸、パラ
ニトロ安息香酸、パラトルエンスルホン酸、ピクリン
酸、蓚酸、蟻酸、コハク酸、亜りん酸、マレイン酸、ア
クリル酸、フマール酸、酒石酸、アジピン酸、乳酸、オ
レイン酸等の有機酸、塩酸、硫酸、燐酸、又は酢酸亜
鉛、酢酸鉛、水酸化亜鉛、水酸化鉛、硫化亜鉛、リン酸
亜鉛、酸化亜鉛、塩化亜鉛、塩化第一鉄、塩化第二鉄、
酸化第一鉄、酸化第二鉄、塩化第一銅、塩化第二銅、酸
化第一銅、酸化第二銅、水酸化銅、リン酸銅、炭酸銅、
酢酸銅、硫酸銅等の金属化合物を含む水溶液、又はメタ
ノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ブタノ
ール、アセトン等の水溶性溶媒、のいずれかの群から選
ばれた少なくとも一つの液と、有効成分として下記一般
式で表わされる化合物を１種類又は２種類以上を混合し
た溶液を金属表面処剤として用いる場合には、上述した
従来の問題点を解決し所期の目的を達成出来ることを見
出し、本発明を完成するに至ったものである。 一般式 ［但し式中Ｒ_１は水素原子又は低級のアルキル基、Ｒ_２
はフェニル基、ＨＡは有機又は無機の酸を示す。］ 上記一般式で表わされる化合物を可溶化あるいは乳化さ
せるために用いられる上記した有機酸等は、有機酸、有
機酸の塩、あるいはアルコール等の水溶性溶媒を夫々単
独に用いることができる他、任意の割合で混合して使用
することも可能である。例えば上記水溶性溶媒は単独で
用いられる他有機酸等と併用することもでき、特に有機
酸等単独では、２−フェニル−イミダゾール、２−フェ
ニル−４−メチル−イミダゾールあるいはその誘導体の
溶解が困難となる場合には、水溶性溶媒を含有させるこ
とが好ましく、この場合の含有率は０〜５０％とするこ
とが適当である場合が多い。上記各溶媒により溶解して
得られた溶液は、上記有効成分を０．０１〜４０％、好
ましくは０．５〜５％含有した可溶化溶液あるいは、乳
化溶液に浸漬処理する方法が一般的であり、浸漬は０〜
１００℃の温度範囲で浸漬時間は数秒〜数十分の処理範
囲が適当である。又化成被膜形成後、酸化処理赤外線
・近赤外線・遠赤外線・紫外線照射処理を０〜３００℃
の温度範囲で、処理時間数秒〜数十分の処理範囲が適当
である。オゾンＯ_３に数秒〜数十分の暴露処理範囲が
適当である。過酸化水素水１〜２０％の濃度に数秒〜
数十分の浸漬、噴霧の薬液処理の範囲が適当である。
〜の処理を行なうことにより耐熱性に優れた化成被膜
が出来る。本発明の金属表面処理剤の有効成分として具
体的には、２−フェニル−イミダゾール、２−フェニル
−４−メチル−イミダゾール、が好適なものとして例示
される。本発明の表面処理剤を金属表面又は、プリント
配線板の表面に塗布するには、浸漬、噴霧による方法を
用いる。 実施例 １ ２−フェニルイミダゾールを有効成分とする２％溶液を
５リットル容器に入れ、液温を４０°Ｃに加熱し調整し
た。他方、１ｃｍ×５ｃｍ×０．３ｍｍの銅板及び２０
ｃｍ×２４ｃｍ×１．６ｍｍのスルーホール基板を脱脂
⇒水洗⇒ソフトエッチング⇒水洗⇒酸洗⇒水洗し表面を
洗浄した試料片を準備し、上記２−フェニルイミダゾー
ルを有効成分とする２％溶液に６０秒間浸漬した。その
後水洗し次いで熱風乾燥機に入れ、１００℃で５分加熱
した後、 熱風乾燥機に入れ２００℃で１０分間加熱して測定前
にポストフラックスを刷毛塗りしてスルーホールの半田
上りを測定した。 熱風乾燥機に入れ２００℃で１０分間加熱して測定前
にポストフラックスに浸漬し半田濡れ性試験器を用いて
濡れ時間を測定した。 耐湿（９０％ＲＨ／４０℃／９６ｈｒ）処理後の試験
片をポストフラックスに浸漬して半田濡れ性試験機を用
いて濡れ時間を測定した。 この試験結果は表１に示した。 実施例２ ２−フェニル−４−メチルイミダゾールを有効成分とす
る２％溶液を５リットル容器に入れ、液温を４０℃に加
熱し調整した。他方、１ｃｍ×５ｃｍ×０．３ｍｍの銅
板及び２０ｃｍ×２４ｃｍ×１．６ｍｍのスルーホール
基板を脱脂⇒水洗⇒ソフトエッチング⇒水洗⇒酸洗⇒水
洗し表面を洗浄した試験片を準備し、上記２−フェニル
−４−メチルイミダゾールを有効成分とする２％溶液に
６０秒間浸漬した。その後水洗し次いで熱風乾燥機に入
れ、１００℃で５分加熱した後、 熱風乾燥機に入れ２００℃で１０分間加熱して測定前
にポストフラックスを刷毛塗りしてスルーホールの半田
上りを測定した。 熱風乾燥機に入れ２００℃で１０分間加熱して測定前
にポストフラックスに浸漬し半田濡れ性試験器を用いて
濡れ時間を測定した。 耐湿（９０％ＲＨ／４０℃／９６ｈｒ）処理後の試験
片をポストフラックスに浸漬して半田濡れ性試験器を用
いて濡れ時間を測定した。 この試験結果は表１に示した。 実施例３ ２−フェニルイミダゾール、２−フェニル−４−メチル
イミダゾールを有効成分とする２％混合溶液を５リット
ル容器に入れ、液温を４０°Ｃに加熱し調整した。他
方、１ｃｍ×５ｃｍ×０．３ｍｍの銅板及び２０ｃｍ×
２４ｃｍ×１．６ｍｍのスルーホール基板を脱脂⇒水洗
⇒ソフトエッチ⇒水洗⇒酸洗⇒水洗し表面を洗浄した試
験片を準備し、上記２−フェニルベンツイミダゾール、
２−フェニル−４−メチルイミダゾールを有効成分とす
る２％混合溶液に６０秒間浸漬して、その後水洗し次い
で熱風乾燥機に入れ１００℃で５分加熱した後、 熱風乾燥機に入れ２００℃で１０分間加熱して測定前
にポストフラックスを刷毛塗りしてスルーホールの半田
上りを測定した。 熱風乾燥機に入れ２００℃で１０分間加熱して測定前
にポストフラックスに浸漬して半田濡れ性試験器を用い
て濡れ時間を測定した。 耐湿（９０％ＲＨ／４０℃／９６ｈｒ）処理後の試験
片をポストフラックスに浸漬して半田濡れ性試験器を用
いて濡れ時間を測定した。 この試験結果は表１に示した。 比較例１ 市販のプレフラックス（有効成分２−ウンデシル−４−
メチルイミダゾール「商品名、グリコートＴ、四国化成
工業（株）」）を用い、１ｃｍ×５ｃｍ×０．３ｍｍの
銅板及び２０ｃｍ×２４ｃｍ×１．６ｍｍのスルーホー
ル基板を脱脂⇒水洗⇒酸洗⇒水洗し銅表面を洗浄した
後、グリコートＴ水溶液に３０℃で１５秒浸漬した、そ
の後水洗し次いで熱風乾燥気に入れ１００℃で５分加熱
した後、 熱風乾燥機に入れ２００℃で１０分間加熱して測定前
にポストフラックスを刷毛塗りしてスルーホールの半田
上りを測定した。 熱風乾燥機に入れ２００℃で１０分間加熱して測定前
にポストフラックスに浸漬して半田濡れ性試験器を用い
て濡れ時間を測定した。 耐湿（９０％ＲＨ／４０℃／９６ｈｒ）処理後の試験
片をポストフラックスに浸漬して半田濡れ性試験器を用
いて濡れ時間を測定した。 この試験結果は表１に示した。（発明の効果）本発明のプレフラックスは、銅又は銅合
金の表面に形成された被膜は耐熱性に優れ、高温下に曝
された後でも半田濡れ性が非常に良好という効果があ
り、プリント配線板に電子部品を表面実装するのに、特
に顕著な効果を発揮しうるものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１） 金属表面を下記一般式で表されるイミダゾール
   化合物又はその誘導体の塩を含む溶液で表面処理するこ
   とを特徴とする金属の表面処理方法 一般式 ［但し、式中Ｒ_１は水素原子又は低級アルキル基、Ｒ_２
   はフェニル基、ＨＡは有機又は無機の酸を示す。］