JP2834884B2 - Copper and copper alloy surface treatment method - Google Patents

Copper and copper alloy surface treatment method

Info

Publication number
JP2834884B2
JP2834884B2 JP2293402A JP29340290A JP2834884B2 JP 2834884 B2 JP2834884 B2 JP 2834884B2 JP 2293402 A JP2293402 A JP 2293402A JP 29340290 A JP29340290 A JP 29340290A JP 2834884 B2 JP2834884 B2 JP 2834884B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
copper
barium
compound
copper alloy
acid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2293402A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH04165083A (en
Inventor
隆 吉岡
雅士 木下
孝行 村井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shikoku Chemicals Corp
Original Assignee
Shikoku Chemicals Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shikoku Chemicals Corp filed Critical Shikoku Chemicals Corp
Priority to JP2293402A priority Critical patent/JP2834884B2/en
Publication of JPH04165083A publication Critical patent/JPH04165083A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2834884B2 publication Critical patent/JP2834884B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23FNON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F11/00Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent
    • C23F11/08Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent in other liquids
    • C23F11/10Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent in other liquids using organic inhibitors
    • C23F11/14Nitrogen-containing compounds
    • C23F11/149Heterocyclic compounds containing nitrogen as hetero atom
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/22Secondary treatment of printed circuits
    • H05K3/28Applying non-metallic protective coatings
    • H05K3/282Applying non-metallic protective coatings for inhibiting the corrosion of the circuit, e.g. for preserving the solderability

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は銅及び銅合金の表面に耐熱性に優れた化成
被膜を形成する方法に関するものであり、特に硬質プリ
ント配線板あるいはフレキシブルプリント配線板におけ
る回路部のプリフラックス処理として好適な方法を提供
するものである。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of forming a chemical conversion coating having excellent heat resistance on the surface of copper and a copper alloy, and more particularly to a hard printed wiring board or a flexible printed wiring board. And a method suitable for the pre-flux treatment of the circuit section in the above.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

銅あるいは銅合金の表面に、2位長鎖アルキルイミダ
ゾール化合物の被膜を形成する表面処理方法として、特
公昭46−17046号、同48−11454号、同48−25621号、同4
9−1983号、同49−26183号、同58−22545号、同61−419
88号及び特開昭61−90492号公報に記載されている。
JP-B-46-17046, JP-B-48-11454, JP-B-48-25621, and JP-B-4-25646 disclose surface treatment methods for forming a coating of a 2-position long-chain alkylimidazole compound on the surface of copper or a copper alloy.
No. 9-1983, No. 49-26183, No. 58-22545, No. 61-419
No. 88 and JP-A-61-90492.

また銅あるいは銅合金の表面にベンズイミダゾール系
化合物の化成被膜を形成する方法として、特開昭58−50
1281号公報に5−メチルベンズイミダゾールを用いたも
のが開示されている。
As a method of forming a conversion coating of a benzimidazole compound on the surface of copper or a copper alloy, Japanese Patent Application Laid-Open No.
No. 1281 discloses a method using 5-methylbenzimidazole.

近時プリント配線板に対する電子部品の接合方法とし
て、表面実装法が多く採用されるようになり、チップ部
品の仮止め、部品装置の両面装着あるいはチップ部品と
ディスクリート部品の混載などにより、プリント配線板
が高温下に曝されるようになった。
In recent years, surface mounting has been widely used as a method of joining electronic components to printed wiring boards. Printed wiring boards have been used by temporarily fixing chip components, mounting both sides of component devices, or mixing chip components and discrete components. Have been exposed to high temperatures.

ところが、従来知られている2位長鎖アルキルイミダ
ゾールの化成被膜を銅回路部に形成したものは、室温近
辺においては安定しているが高温下では変色し、時とし
てはんだ付けに支障を来たす惧れがあり、また5−メチ
ルベンズイミダゾール化合物を用いる銅金属の表面処理
方法は、これらベンズイミダゾール化合物が水に比較的
溶け易いため、好ましい膜厚と認められる0.08μm以上
の化成被膜を形成することができず、加熱時における下
地保護の役割を果し難いものであった。
However, a conventional conversion coating of a long-chain alkylimidazole formed at the 2-position on a copper circuit portion is stable at around room temperature, but discolors at high temperatures, and may sometimes hinder soldering. In addition, the surface treatment method of copper metal using a 5-methylbenzimidazole compound, since these benzimidazole compounds are relatively easily soluble in water, to form a conversion coating of 0.08 μm or more which is recognized as a preferable film thickness. Therefore, it was difficult to perform the role of protecting the underlayer during heating.

本発明者等は、このような表面実装法に対応するため
に、既に銅あるいは銅合金の表面に、2位に炭素数3以
上のアルキル基を有するベンズイミダゾール化合物(以
下2−アルキルベンズイミダゾール化合物という)と有
機酸を含む水溶液を接触させることによって、耐熱性に
優れたプリフラックス被膜を形成する方法を提案した。
In order to cope with such a surface mounting method, the present inventors have proposed a benzimidazole compound (hereinafter, a 2-alkylbenzimidazole compound) having an alkyl group having 3 or more carbon atoms at the 2-position on the surface of copper or a copper alloy. ) And an aqueous solution containing an organic acid to form a pre-flux coating having excellent heat resistance.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

しかしながら、前記銅金属の表面を2−アルキルベン
ズイミダゾール化合物と有機酸を含む水溶液に接触して
処理する方法を実施する際、一般的に銅金属表面の汚れ
を除く前処理工程において、過硫酸ナトリウム、過硫酸
アンモニウムあるいは硫酸と過酸化水素等からなるソフ
トエッチング液が使用されている。
However, when the method of treating the surface of the copper metal by contacting it with an aqueous solution containing a 2-alkylbenzimidazole compound and an organic acid is carried out, generally, in a pretreatment step of removing stains on the copper metal surface, sodium persulfate is used. A soft etching solution comprising ammonium persulfate or sulfuric acid and hydrogen peroxide is used.

従って、前記の前処理と化成被膜の形成処理を連続的
に行う場合、硫酸根を含むエッチング液が、2−アルキ
ルベンズイミダゾール化合物を含む処理液に徐々に混入
し、その結果銅あるいは銅合金の表面に形成される化成
被膜が均一なものとならず、且つ化成被膜の膜厚が著し
く低減し、また時としてオイル状の2−アルキルベンズ
イミダゾール化合物の硫酸塩が析出するなど種々の問題
があることが判明した。
Therefore, when the pretreatment and the formation of the chemical conversion film are continuously performed, the etching solution containing a sulfate group is gradually mixed into the treatment solution containing a 2-alkylbenzimidazole compound, and as a result, copper or a copper alloy is formed. There are various problems such that the chemical conversion film formed on the surface is not uniform, the thickness of the chemical conversion film is significantly reduced, and sometimes a sulfate of an oily 2-alkylbenzimidazole compound is precipitated. It has been found.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

本発明者等は、このような問題を解決するために試験
研究を重ねた結果、銅あるいは銅合金の表面を、2−ア
ルキルベンズイミダゾール化合物、有機酸及びバリウム
イオンもしくはバリウムイオンとハロゲンイオンを含む
水溶液に接触させることによって、所期の目的を達成し
うることを知見し、本発明を完遂するに至った。
As a result of repeated studies to solve such a problem, the present inventors have found that the surface of copper or a copper alloy contains a 2-alkylbenzimidazole compound, an organic acid and barium ions or barium ions or barium ions and halogen ions. The inventor has found that the intended purpose can be achieved by contact with an aqueous solution, thereby completing the present invention.

本発明方法の実施において用いられる2−アルキルベ
ンズイミダゾール化合物の代表的なものとしては、 一般式 (但し、式中R1は炭素数3以上のアルキル基を示す) で示される2−プロピルベンズイミダゾール、2−ブチ
ルベンズイミダゾール、2−ペンチルベンズイミダゾー
ル、2−ヘキシルベンズイミダゾール、2−ヘプチルベ
ンズイミダゾール、2−オクチルベンズイミダゾール、
2−ノニルベンズイミダゾール、2−ウンデシルベンズ
イミダゾール、2−ヘプタデシルベンズイミダゾール及
びこれらの塩、 一般式 (但し、式中R1は前記と同じであり、R2、R3及びR4は低
級アルキル基、ハロゲン原子、ニトロ基または水素原子
を表わし、且つそのひとつが低級アルキル基、ハロゲン
原子またはニトロ基のいずれかを示す) として表わされる2−プロピル−5−メチルベンズイミ
ダゾール、2−プロピル−4,5−ジメチルベンズイミダ
ゾール、2−ブチル−5−クロロベンズイミダゾール、
2−ブチル−5−ニトロベンズイミダゾール、2−ペン
チル−4−メチルベンズイミダゾール、2−ペンチル−
5−メチル−ベンズイミダゾール、2−ペンチル−5,6
−ジクロロベンズイミダゾール、2−ヘキシル−5,6−
ジメチルベンズイミダゾール、2−ヘキシル−5−ニト
ロベンズイミダゾール、2−ヘプチル−4−メチルベン
ズイミダゾール、2−ヘプチル−5−メチルベンズイミ
ダゾール、2−ヘプチル−5−クロロベンズイミダゾー
ル、2−オクチル−5,6−ジクロロベンズイミダゾー
ル、2−オクチル−5−クロロベンズイミダゾール、2
−ノニル−4−メチルベンズイミダゾール、2−ノニル
−4,5−ジメチルベンズイミダゾール、2−ノニル−5
−ニトロベンズイミダゾール、2−ウンデシル−4−メ
チルベンズイミダゾール、2−ヘプタデシル−5−メチ
ルベンズイミダゾール及びこれらの塩並びに2−プロピ
ル−4−メチルベンズイミダゾールと2−プロピル−5
−メチルベンズイミダゾールの混合物、2−ブチル−4
−メチルベンズイミダゾールと2−ブチル−5−メチル
ベンズイミダゾールの混合物、2−ペンチル−4−メチ
ルベンズイミダゾールと2−ペンチル−5−メチルベン
ズイミダゾールの混合物、2−ヘキシル−4−メチルベ
ンズイミダゾールと2−ヘキシル−5−メチルベンズイ
ミダゾールの混合物、2−ヘプチル−4−メチルベンズ
イミダゾールと2−ヘプチル−5−メチルベンズイミダ
ゾールの混合物、2−オクチル−4−メチルベンズイミ
ダゾールと2−オクチル−5−メチルベンズイミダゾー
ルの混合物、2−ノニル−4−メチルベンズイミダゾー
ルと2−ノニル−5−メチルベンズイミダゾールの混合
物、2−ウンデシル−4−メチルベンズイミダゾールと
2−ウンデシル−5−メチルベンズイミダゾールの混合
物、2−ヘプタデシル−4−メチルベンズイミダゾール
と2−ヘプタデシル−5−メチルベンズイミダゾールの
混合物とこれら混合物の塩などである。
Representative examples of the 2-alkylbenzimidazole compound used in the practice of the method of the present invention include a compound represented by a general formula (Wherein, R 1 represents an alkyl group having 3 or more carbon atoms) 2-propylbenzimidazole, 2-butylbenzimidazole, 2-pentylbenzimidazole, 2-hexylbenzimidazole, 2-heptylbenzimidazole , 2-octylbenzimidazole,
2-nonylbenzimidazole, 2-undecylbenzimidazole, 2-heptadecylbenzimidazole and salts thereof, general formula (Wherein, R 1 is the same as described above, and R 2 , R 3 and R 4 represent a lower alkyl group, a halogen atom, a nitro group or a hydrogen atom, and one of them is a lower alkyl group, a halogen atom or a nitro group. 2-propyl-5-methylbenzimidazole, 2-propyl-4,5-dimethylbenzimidazole, 2-butyl-5-chlorobenzimidazole,
2-butyl-5-nitrobenzimidazole, 2-pentyl-4-methylbenzimidazole, 2-pentyl-
5-methyl-benzimidazole, 2-pentyl-5,6
-Dichlorobenzimidazole, 2-hexyl-5,6-
Dimethylbenzimidazole, 2-hexyl-5-nitrobenzimidazole, 2-heptyl-4-methylbenzimidazole, 2-heptyl-5-methylbenzimidazole, 2-heptyl-5-chlorobenzimidazole, 2-octyl-5, 6-dichlorobenzimidazole, 2-octyl-5-chlorobenzimidazole, 2
-Nonyl-4-methylbenzimidazole, 2-nonyl-4,5-dimethylbenzimidazole, 2-nonyl-5
-Nitrobenzimidazole, 2-undecyl-4-methylbenzimidazole, 2-heptadecyl-5-methylbenzimidazole and salts thereof, and 2-propyl-4-methylbenzimidazole and 2-propyl-5
-Methylbenzimidazole mixture, 2-butyl-4
A mixture of -methylbenzimidazole and 2-butyl-5-methylbenzimidazole, a mixture of 2-pentyl-4-methylbenzimidazole and 2-pentyl-5-methylbenzimidazole, 2-hexyl-4-methylbenzimidazole and 2 Mixture of 2-hexyl-5-methylbenzimidazole, mixture of 2-heptyl-4-methylbenzimidazole and 2-heptyl-5-methylbenzimidazole, 2-octyl-4-methylbenzimidazole and 2-octyl-5-methyl A mixture of benzimidazole, a mixture of 2-nonyl-4-methylbenzimidazole and 2-nonyl-5-methylbenzimidazole, a mixture of 2-undecyl-4-methylbenzimidazole and 2-undecyl-5-methylbenzimidazole, 2 −Heptade Mixture and salts of these mixtures-4-methylbenzimidazole and 2-heptadecyl-5-methylbenzimidazole, and the like.

2位の炭素数が小さいアルキル基を持つベンズイミダ
ゾール化合物を用いた場合、銅金属の表面に形成された
化成被膜の一部が溶出する傾向があり、また炭素数が大
きいアルキル基を持つベンズイミダゾールを使用する
と、処理液を形成するのに大量の有機酸が必要になるた
め、2位のアルキル基としては炭素数5ないし9のもの
が、特に好適である。
When a benzimidazole compound having an alkyl group having a small number of carbon atoms at the 2-position is used, a part of the chemical conversion film formed on the surface of copper metal tends to elute, and benzimidazole having an alkyl group having a large number of carbon atoms. When a is used, a large amount of an organic acid is required to form a treatment solution, and therefore, an alkyl group at the 2-position having 5 to 9 carbon atoms is particularly preferable.

本発明方法の実施に当たっては、水に対して2−アル
キルベンズイミダゾール化合物を0.01〜5%の範囲、好
ましくは0.1〜2%の割合で添加すればよい。
In carrying out the method of the present invention, the 2-alkylbenzimidazole compound may be added to water in a range of 0.01 to 5%, preferably 0.1 to 2%.

本発明方法の実施においては、2−アルキルベンズイ
ミダゾールは水に対して難溶性であるため、これらを水
に溶解させるには、アルキルベンズイミダゾールを有機
酸と反応させて、水に可溶な塩とすればよい。
In the practice of the method of the present invention, since 2-alkylbenzimidazoles are hardly soluble in water, to dissolve them in water, alkylbenzimidazole is reacted with an organic acid to form a water-soluble salt. And it is sufficient.

本発明方法の実施において用いられる有機酸として
は、蟻酸、酢酸、乳酸、プロピオン酸、カプリン酸、グ
リコール酸、アクリル酸、安息香酸、パラニトロ安息香
酸、パラブチル安息香酸、パラトルエンスルフォン酸、
ピクリン酸、サリチル酸、メタトルイル酸、酸、琥珀
酸、マレイン酸、フマール酸、酒石酸、アジピン酸等が
あり、水に対して0.01〜15%の範囲、好ましくは0.2〜
5%の割合で添加すれば良い。
The organic acids used in the practice of the method of the present invention include formic acid, acetic acid, lactic acid, propionic acid, capric acid, glycolic acid, acrylic acid, benzoic acid, paranitrobenzoic acid, parabutylbenzoic acid, paratoluenesulfonic acid,
Picric acid, salicylic acid, metatoluic acid, acid, succinic acid, maleic acid, fumaric acid, tartaric acid, adipic acid, etc., in the range of 0.01 to 15% based on water, preferably 0.2 to
It may be added at a rate of 5%.

本発明方法の実施において使用されるバリウムイオン
供給源としての化合物は、水あるいは酸性水溶液に可溶
性のものが適しており、その代表的なものとしては臭化
バリウム、塩化バリウム、弗化バリウム、水酸化バリウ
ム、炭酸バリウム、硝酸バリウム、燐酸バリウム、酸化
バリウム、酸バリウム、酢酸バリウム等であり、これ
らのうち特に臭化バリウム、塩化バリウム及び水酸化バ
リウムが好適である。
The compound used as a barium ion source used in the practice of the method of the present invention is suitably soluble in water or an acidic aqueous solution, and typical examples thereof include barium bromide, barium chloride, barium fluoride, and water. Barium oxide, barium carbonate, barium nitrate, barium phosphate, barium oxide, barium oxide, barium acetate and the like, among which barium bromide, barium chloride and barium hydroxide are particularly preferred.

本発明の実施においては、バリウム化合物を処理液中
のバリウムイオン濃度が少なくとも50ppm以上、好まし
くは200〜5000ppmとなる割合に添加すべきである。
In the practice of the present invention, the barium compound should be added in such a proportion that the barium ion concentration in the treatment liquid is at least 50 ppm or more, preferably 200 to 5000 ppm.

また処理液中にバリウムイオンとハロゲンイオンを共
存させる場合に、ハロゲンイオン供給源として使用する
化合物は、塩酸、臭化水素酸等のハロゲン化水素酸、塩
化ナトリウム、塩化カリウム、塩化バリウム、臭化バリ
ウム、沃化ナトリウム、弗化ナトリウム、弗化カリウ
ム、塩化アンモニウム、臭化アンモニウム等のアルカリ
金属、アルカリ土類金属及びアンモニウムイオンのハロ
ゲン化物、塩化クロム、塩化ニッケル、塩化第二銅、塩
化亜鉛、臭化ニッケル、臭化銅等の第一遷移系列金属の
ハロゲン化物等であり、これらのうち特に塩化アンモニ
ム、臭化アンモニウム、塩化第二銅及び臭化第二銅が好
適である。
In the case where barium ions and halogen ions coexist in the treatment liquid, compounds used as a halogen ion supply source include hydrohalic acids such as hydrochloric acid and hydrobromic acid, sodium chloride, potassium chloride, barium chloride, and bromide. Alkali metals such as barium, sodium iodide, sodium fluoride, potassium fluoride, ammonium chloride, ammonium bromide, halides of alkaline earth metals and ammonium ions, chromium chloride, nickel chloride, cupric chloride, zinc chloride, It is a halide of a first transition series metal such as nickel bromide and copper bromide. Of these, ammonium chloride, ammonium bromide, cupric chloride and cupric bromide are particularly preferred.

この場合の処理液中のハロゲンイオン濃度は、少なく
とも50ppm以上、好ましくは200〜5000ppmとなる割合に
添加すべきであり、ハロゲンイオンの量が多くなり過ぎ
ると、銅金属の表面に形成される化成被膜の耐湿性が低
下する傾向がある。
In this case, the halogen ion concentration in the treatment liquid should be added at a rate of at least 50 ppm or more, preferably 200 to 5000 ppm.If the amount of the halogen ions is too large, the chemical conversion formed on the surface of the copper metal The moisture resistance of the coating tends to decrease.

本発明の実施に当たっては、2−アルキルベンズイミ
ダゾール化合物及び有機酸、並びにバリウムイオンもし
くはバリウムイオンとハロゲンイオンを含む水溶液に、
銅化合物あるいは亜鉛化合物を添加して、銅あるいば銅
合金の表面に接触させることによって、化成被膜の耐熱
性をさらに高めることができる。
In the practice of the present invention, a 2-alkylbenzimidazole compound and an organic acid, and an aqueous solution containing barium ions or barium ions and halogen ions,
By adding a copper compound or a zinc compound and bringing it into contact with the surface of copper or a copper alloy, the heat resistance of the chemical conversion film can be further increased.

これらの方法に使用することができる銅化合物の代表
的なものとしては、塩化第一銅、塩化第二銅、臭素銅、
水酸化銅、燐酸銅等であり、亜鉛化合物の代表的なもの
としては、酸化亜鉛、蟻酸亜鉛、酢酸亜鉛、酸亜鉛、
乳酸亜鉛、クエン酸亜鉛、安息香酸亜鉛、サリチル酸亜
鉛、リン酸亜鉛等であり、これらはいずれも水に対して
0.1〜5%の割合で添加する望ましい。
Representative copper compounds that can be used in these methods include cuprous chloride, cupric chloride, copper bromide,
Copper hydroxide, copper phosphate, etc., typical zinc compounds include zinc oxide, zinc formate, zinc acetate, zinc acid,
Zinc lactate, zinc citrate, zinc benzoate, zinc salicylate, zinc phosphate, etc.
It is desirable to add at a ratio of 0.1 to 5%.

また本発明の実施においては、銅あるいは銅合金の表
面に2−アルキルベンズイミダゾール化合物及び有機
酸、並びにバリウムイオンもしくはバリウムイオンとハ
ロゲンイオンを生じる化合物を含む水溶液を接触させた
のち、続いて金属表面を前記銅化合物あるいは亜鉛化合
物を含む水溶液を接触させてもよい。
In the practice of the present invention, a copper or copper alloy surface is contacted with an aqueous solution containing a 2-alkylbenzimidazole compound and an organic acid, and a barium ion or a compound that generates a barium ion and a halogen ion. May be brought into contact with an aqueous solution containing the copper compound or the zinc compound.

なお処理液には、アンモニア水あるいはアミン類等の
緩衝作用を有する物質を添加して、溶液のpHを安定に維
持することが好ましい。
It is preferable to add a substance having a buffering action such as ammonia water or amines to the treatment liquid to stably maintain the pH of the solution.

この発明の実施おいて、処理が長時間にわたる場合に
は、処理液に徐々に持ち込まれたソフトエッチング液に
含まれる硫酸根により、硫酸バリウムが析出して処理液
が白濁するので、必要に応じて処理液を濾過機を備えた
循環系統を通過させ、発生した硫酸バリウムを系外に除
去することが望ましい。
In the practice of the present invention, when the treatment is performed for a long time, barium sulfate is precipitated by the sulfate group contained in the soft etching solution gradually brought into the treatment solution and the treatment solution becomes cloudy. It is desirable to pass the treatment liquid through a circulation system equipped with a filter to remove the generated barium sulfate out of the system.

本発明方法における銅あるいは銅合金の表面に2−ア
ルキルベンズイミダゾール化合物及び有機酸並びにバリ
ウムイオンあるいはバリウムイオンとハロゲンイオンを
含む水溶液を接触させる工程は、水溶液の温度を約20℃
から60℃とし、接触時間を1秒ないし数分間接触させれ
ば良い。
In the method of the present invention, the step of contacting the surface of the copper or copper alloy with an aqueous solution containing a 2-alkylbenzimidazole compound and an organic acid and barium ions or barium ions and halogen ions is carried out at a temperature of the aqueous solution of about 20 ° C.
To 60 ° C. for a contact time of one second to several minutes.

銅あるいは銅合金の表面に処理液を接触させる手段と
しては、浸漬、塗布または噴霧のいずれの方法も可能で
ある。
As a means for bringing the treatment liquid into contact with the surface of copper or a copper alloy, any of immersion, coating, and spraying is possible.

また本発明方法の実施において、化成被膜上に熱可塑
性樹脂の二層構造を形成し、耐熱性を向上させることも
可能である。
In the practice of the method of the present invention, it is also possible to form a two-layer structure of a thermoplastic resin on the chemical conversion film to improve heat resistance.

即ち、銅あるいは銅合金の表面に化成被膜を形成した
のち、ロジン、ロジンエステル等のロジン誘導体、テル
ペン樹脂、テルペンフェノール樹脂等のテルペン樹脂誘
導体及び芳香族炭化水素樹脂、脂肪族炭化水素樹脂、脂
環族炭化水素樹脂等の炭化水素樹脂などからなる耐熱性
に優れた熱可塑性樹脂をトルエン、酢酸エチル、IPA等
の溶媒に溶解し、ロールコーター法等により化成被膜上
に膜厚1〜30μ、好ましくは2〜20μの厚みになるよう
に均一に塗布すればよい。
That is, after forming a chemical conversion film on the surface of copper or copper alloy, rosin, rosin derivative such as rosin ester, terpene resin, terpene resin derivative such as terpene phenol resin and aromatic hydrocarbon resin, aliphatic hydrocarbon resin, oil Dissolve a thermoplastic resin having excellent heat resistance, such as a hydrocarbon resin such as a cyclic hydrocarbon resin, in a solvent such as toluene, ethyl acetate, or IPA, and form a film having a thickness of 1 to 30 μm on the chemical conversion film by a roll coater method or the like. Preferably, the coating may be performed uniformly so as to have a thickness of 2 to 20 μm.

作 用 銅あるいは銅合金の表面に、2−アルキルベンズイミ
ダゾール化合物及び有機酸並びにバリウムイオンもしく
はバリウムイオンとハロゲンイオンを含む水溶液を接触
させると、2−アルキルベンズイミダゾール化合物と銅
との錯体形成反応及び2−アルキルベンズイミダゾール
化合物間の水素結合とファンデルワールス力の両作用に
より、局部的に銅錯体となった2−アルキルベンズイミ
ダゾール化合物の化成被膜が、銅表面上に形成される。
The contact between a 2-alkylbenzimidazole compound and an organic acid and an aqueous solution containing barium ion or barium ion and halogen ion is brought into contact with the surface of copper or a copper alloy to form a complex between the 2-alkylbenzimidazole compound and copper. By the action of both the hydrogen bond between the 2-alkylbenzimidazole compounds and the van der Waals force, a chemical conversion coating of the 2-alkylbenzimidazole compound which locally becomes a copper complex is formed on the copper surface.

このようにして形成された化成被膜を放置しあるいは
加熱すると銅表面からの銅の移行が起こり、2−アルキ
ルベンズイミダゾール化合物の大部分が2−アルキルベ
ンズイミダゾール銅錯体となり、2−アルキルベンズイ
ミダゾール化合物からなる化成被膜は共役したベンゼン
環を含むので、熱的に安定しているものと思われる。
When the thus formed chemical conversion coating is left or heated, copper migration from the copper surface occurs, and most of the 2-alkylbenzimidazole compound becomes a 2-alkylbenzimidazole copper complex, and the 2-alkylbenzimidazole compound Since the chemical conversion coating consisting of comprises a conjugated benzene ring, it is considered to be thermally stable.

銅あるいは銅合金の表面に2−アルキルベンズイミダ
ゾール化合物、有機酸及びバリウムイオンもしくはバリ
ウムイオンとハロゲンイオン並びに銅化合物または亜鉛
化合物を含む水溶液を接触させる場合には、2−アルキ
ルベンズイミダゾール化合物の化成被膜が金属表面に形
成される過程において、銅または亜鉛が化成被膜中に取
り込まれ、2−アルキルベンズイミダゾール亜鉛錯体を
形成するため、化成被膜の耐熱性が向上すると考えられ
る。
When contacting the surface of copper or a copper alloy with an aqueous solution containing a 2-alkylbenzimidazole compound, an organic acid and barium ion or a barium ion and a halogen ion or a copper compound or a zinc compound, a conversion coating of the 2-alkylbenzimidazole compound is used. In the process of forming on the metal surface, copper or zinc is taken into the chemical conversion film to form a 2-alkylbenzimidazole zinc complex, so that the heat resistance of the chemical conversion film is considered to be improved.

このような化成被膜を形成する際に、前処理としての
銅金属表面の汚れを除くソフトエッチング処理工程にお
いて、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウムあるいは
硫酸と過酸化水素等が用いられ、これらが2−アルキル
ベンズイミダゾール化合物を含む処理液に混入し蓄積さ
れると、銅あるいは銅合金の表面に形成される化成被膜
の均一性が損なわれ、化成被膜の膜厚が極端に低減する
が、処理液中に適正な量のバリウムイオンが存在すれ
ば、処理液に持ち込まれたソフトエッチング剤に含まれ
る硫酸根がバリウムイオンと反応して、不溶性の硫酸バ
リウムになって系外に析出するので、2−アルキルベン
ズイミダゾール化合物の硫酸塩の生成が未然に防止され
て、前記の障害を回避することができ且つ化成被膜の特
性を紡げることがない。
In forming such a chemical conversion coating, sodium persulfate, ammonium persulfate or sulfuric acid and hydrogen peroxide are used in a soft etching treatment step for removing dirt on a copper metal surface as a pretreatment, and these are 2-alkyl. When mixed and accumulated in a treatment solution containing a benzimidazole compound, the uniformity of the conversion coating formed on the surface of copper or copper alloy is impaired, and the thickness of the conversion coating is extremely reduced. If an appropriate amount of barium ions is present, sulfate groups contained in the soft etching agent brought into the processing solution react with barium ions to form insoluble barium sulfate and precipitate out of the system. The formation of a sulfate of a benzimidazole compound is prevented beforehand, so that the above-mentioned obstacles can be avoided and the properties of the chemical conversion film are not spun.

また処理液にバリウムイオンとハロゲンイオンを共存
させると、硫酸根を含むソフトエッチング剤によるトラ
ブルを抑制する効果がさらに高まる。
When barium ions and halogen ions coexist in the treatment liquid, the effect of suppressing troubles caused by the soft etching agent containing sulfate is further enhanced.

以下実施例及び比較例によって、本発明方法を具体的
に説明する。
Hereinafter, the method of the present invention will be specifically described with reference to Examples and Comparative Examples.

なお、これらの試験において金属表面における化成被
膜の厚さは、所定の大きさの試験片を0.5%塩酸水溶液
に浸漬して、2−アルキルベンズイミダゾール化合物を
抽出し、紫外線分光光度計を用いてこの抽出液中に含ま
れる化合物の濃度を測定し、下式で示される実験式に基
づいて算出した。
In these tests, the thickness of the conversion coating on the metal surface was determined by immersing a test piece of a predetermined size in a 0.5% hydrochloric acid aqueous solution to extract a 2-alkylbenzimidazole compound, and using an ultraviolet spectrophotometer. The concentration of the compound contained in this extract was measured and calculated based on the empirical formula shown by the following equation.

膜厚(μ)=0.2579×A×y÷X (但し、Aは268.5nm近辺の最大吸光度、xは銅金属の
表面積(cm2)、yは使用した抽出液の量(ml)を示
す) また、はんだ濡れ時間は処理されたテストピース(5m
m×50mm×0.3mm)を測定直前にポストフラックス〔商品
名「JS−64」(株)弘輝製〕に浸漬して、はんだ濡れ性
試験器(SAT−2000、(株)レスカ製)によって測定し
たものであり、その測定条件は、はんだ温度240℃、浸
漬深さ2mm、浸漬スピード16mm/secとした。
Film thickness (μ) = 0.2579 × A × y ÷ X (where A is the maximum absorbance around 268.5 nm, x is the surface area of copper metal (cm 2 ), and y is the amount (ml) of the extract used) In addition, the solder wetting time depends on the treated test piece (5m
(m × 50mm × 0.3mm) is immersed in post flux (trade name “JS-64” manufactured by Hiroki Co., Ltd.) immediately before measurement, and measured with a solder wettability tester (SAT-2000, manufactured by Resca Corporation). The measurement conditions were a solder temperature of 240 ° C., an immersion depth of 2 mm, and an immersion speed of 16 mm / sec.

実施例1〜3及び比較例1〜2 短冊状銅板(縦50mm、横5mm、厚さ0.3mm)を脱脂し、
研磨、水洗を行って、テストピースを造り、これを表1
に示した組成からなる処理水溶液に、所定の温度でそれ
ぞれ所定の時間浸漬し、水洗、乾燥を行って、テストピ
ースの表面にそれぞれ0.2μm(比較例1、No.2を除
く)の化成被膜を形成した。
Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2 A strip-shaped copper plate (length 50 mm, width 5 mm, thickness 0.3 mm) was degreased,
After polishing and washing, a test piece was made.
Each of the test pieces was immersed in a treatment aqueous solution having the composition shown in Table 2 at a given temperature for a given time, washed with water, and dried to form a chemical conversion coating of 0.2 μm (excluding Comparative Example 1 and No. 2) on the surface of each test piece. Was formed.

また比較のため、バリウムイオンを含まない処理液を
用いて同様の試験を行った。
For comparison, a similar test was performed using a treatment solution containing no barium ion.

前記処理がなされたテストピースは、目視によって化
成被膜の状況を点検したのち、加熱処理として、120℃
のオーブンで5分間及び215℃の気相(スリーエム社製
「フロリナートFC−70」)で5分間それぞれ加熱する工
程を3回繰り返し、この加熱処理されたテストピースの
はんだ濡れ性を測定した。
After the test piece subjected to the above treatment was visually inspected for the condition of the chemical conversion film, the heat treatment was performed at 120 ° C.
The steps of heating for 5 minutes in an oven for 5 minutes and in a gas phase at 215 ° C. (“Fluorinert FC-70” manufactured by 3M) for 5 minutes were repeated three times, and the solder wettability of the heat-treated test pieces was measured.

これらの試験結果は、表1に示したとおりであり、処
理液中にバリウムイオンを存在させた場合には、処理液
にソフトエッチング剤を添加しても化成被膜には何等の
影響が見られず、且つリフロー加熱処理をしたのちも、
化成被膜のはんだ濡れ性はほとんど変わらないものであ
った。
The test results are as shown in Table 1. In the case where barium ions were present in the treatment liquid, even if a soft etching agent was added to the treatment liquid, there was no effect on the conversion coating. After the reflow heat treatment,
The solder wettability of the conversion coating was almost unchanged.

実施例4〜9 前記実施例と同様の処理をして造った銅板テストを表
2に示した組成からなる処理水溶液に、所定の温度でそ
れぞれ所定の時間浸漬し、水洗、乾燥を行って、テスト
ピースの表面にそれぞれ化成被膜を形成した。
Examples 4 to 9 A copper plate test produced by performing the same treatment as in the above example was immersed in a treatment aqueous solution having the composition shown in Table 2 at a predetermined temperature for a predetermined time, washed with water, and dried. A chemical conversion coating was formed on the surface of each test piece.

このように処理されたテストピースの化成被膜は、い
ずれもムラなく均一なものであり、その膜厚は同表に示
したとおりであった。
The conversion coatings of the test pieces thus treated were all uniform and uniform, and the film thickness was as shown in the table.

ついで各テストピースを、前記実施例と同様のリフロ
ー炉による加熱処理を行い、テストピースのはんだ濡れ
性を測定した。
Next, each test piece was subjected to the same heat treatment in the same reflow furnace as in the above-described example, and the solder wettability of the test piece was measured.

これらの試験結果は、表2に示したとおりであり、処
理液中にバリウムイオンを存在させた場合には、処理液
にソフトエッチング剤を添加してもソフトエッチング剤
を添加しない処理液とほぼ同じはんだ濡れ性を有してい
た。
The test results are as shown in Table 2. When barium ions were present in the processing liquid, the processing liquid was almost the same as the processing liquid without the soft etching agent even if the soft etching agent was added. It had the same solder wettability.

実施例10 真鍮板(縦50mm、横5mm、厚さ0.3mm)を、実施例1と
同様にソフトエッチング処理をして、表面を研磨したテ
ストピースを造り、これを実施例9のNo.1及びNo.2と同
じ組成からなる処理水溶液に、液温40℃で30秒間浸漬
し、水洗、乾燥したところ、テストピース表面にはいず
れもムラのない均一な化成被膜が形成され、その膜厚は
0.31μmと0.36μmであった。
Example 10 A brass plate (length 50 mm, width 5 mm, thickness 0.3 mm) was soft-etched in the same manner as in Example 1 to produce a polished surface test piece. When the test piece was immersed in a treatment aqueous solution having the same composition as that of No. 2 at a liquid temperature of 40 ° C. for 30 seconds, washed with water, and dried, a uniform chemical conversion film was formed on the test piece surface without any unevenness. Is
It was 0.31 μm and 0.36 μm.

〔発明の効果〕 この発明の方法によれば、銅及び銅合金の表面に耐熱
性に富む化成被膜を形成することができ、その際、処理
液中に硫酸根を含むエッチング剤が混入しても、化成被
膜の形成及び膜の特性が影響されないので、特にプリン
ト配線板の表面実装法におけるはんだ付け作業の改善
に、顕著な効果を発揮しうるものである。
[Effects of the Invention] According to the method of the present invention, it is possible to form a chemical coating having high heat resistance on the surface of copper and a copper alloy, and at that time, an etching agent containing a sulfate group is mixed in the treatment liquid. Also, since the formation of the chemical conversion film and the characteristics of the film are not affected, the present invention can exert a remarkable effect particularly in improving the soldering work in the surface mounting method of the printed wiring board.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−28381(JP,A) 特開 平3−2383(JP,A) 特開 平4−80375(JP,A) 特開 平4−157174(JP,A) 特開 平4−99285(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C23C 22/00 - 22/86──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-3-28381 (JP, A) JP-A-3-2383 (JP, A) JP-A-4-80375 (JP, A) JP-A-4- 157174 (JP, A) JP-A-4-99285 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) C23C 22/00-22/86

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】銅あるいは銅合金の表面を、少なくとも2
位に炭素数3以上のアルキル基を有するベンズイミダゾ
ール化合物及び有機酸並びに50ppm以上のバリウムイオ
ンを含む水溶液に、接触させることを特徴とする銅及び
銅合金の表面処理方法。
1. The method according to claim 1, wherein the surface of the copper or copper alloy is at least 2
A surface treatment method for copper and copper alloys, which comprises contacting a benzimidazole compound having an alkyl group having 3 or more carbon atoms at the position with an organic acid and an aqueous solution containing 50 ppm or more of barium ion.
【請求項2】銅あるいは銅合金の表面を、少なくとも2
位に炭素数3以上のアルキル基を有するベンズイミダゾ
ール化合物及び有機酸並びに50ppm以上のバリウムイオ
ンとハロゲンイオンを含む水溶液に、接触させることを
特徴とする銅及び銅合金の表面処理方法。
2. The method according to claim 1, wherein the surface of the copper or copper alloy is
A surface treatment method for copper and copper alloys, which comprises contacting a benzimidazole compound having an alkyl group having 3 or more carbon atoms at the position with an organic acid and an aqueous solution containing 50 ppm or more of barium ion and halogen ion.
【請求項3】バリウムイオンの供給源として、塩化バリ
ウム、臭化バリウム及び水酸化バリウムのいずれかを用
いることを特徴とする請求項(1)及び請求項(2)に
記載の銅及び銅合金の表面処理方法。
3. The copper and copper alloy according to claim 1, wherein any one of barium chloride, barium bromide and barium hydroxide is used as a supply source of barium ions. Surface treatment method.
【請求項4】銅あるいは銅合金の表面を、少なくとも2
位に炭素数3以上のアルキル基を有するベンズイミダゾ
ール化合物、有機酸及び50ppm以上のバリウムイオン並
びに銅化合物を含む水溶液に、接触させることを特徴と
する銅及び銅合金の表面処理方法。
4. The method according to claim 1, wherein the surface of the copper or copper alloy is
A surface treatment method for copper and a copper alloy, comprising contacting an aqueous solution containing a benzimidazole compound having an alkyl group having 3 or more carbon atoms at a position, an organic acid, and 50 ppm or more of barium ion and a copper compound.
【請求項5】銅あるいは銅合金の表面を、少なくとも2
位に炭素数3以上のアルキル基を有するベンズイミダゾ
ール化合物、有機酸及び50ppm以上のバリウムイオン並
びに亜鉛化合物を含む水溶液に、接触させることを特徴
とする銅及び銅合金の表面処理方法。
5. The method according to claim 5, wherein the surface of the copper or copper alloy is at least 2
A surface treatment method for copper and a copper alloy, comprising contacting an aqueous solution containing a benzimidazole compound having an alkyl group having 3 or more carbon atoms at a position, an organic acid, and 50 ppm or more of barium ion and a zinc compound.
JP2293402A 1990-10-29 1990-10-29 Copper and copper alloy surface treatment method Expired - Fee Related JP2834884B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2293402A JP2834884B2 (en) 1990-10-29 1990-10-29 Copper and copper alloy surface treatment method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2293402A JP2834884B2 (en) 1990-10-29 1990-10-29 Copper and copper alloy surface treatment method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH04165083A JPH04165083A (en) 1992-06-10
JP2834884B2 true JP2834884B2 (en) 1998-12-14

Family

ID=17794305

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2293402A Expired - Fee Related JP2834884B2 (en) 1990-10-29 1990-10-29 Copper and copper alloy surface treatment method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2834884B2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2834885B2 (en) * 1990-11-07 1998-12-14 四国化成工業株式会社 Copper and copper alloy surface treatment method
JP2575242B2 (en) * 1991-07-17 1997-01-22 タムラ化研株式会社 Surface protective agent for printed wiring boards
TW200907107A (en) * 2007-07-20 2009-02-16 Mec Co Ltd Surface treating agent

Also Published As

Publication number Publication date
JPH04165083A (en) 1992-06-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5173130A (en) Process for surface treatment of copper and copper alloy
US9072203B2 (en) Solderability enhancement by silver immersion printed circuit board manufacture
EP0627499B1 (en) Agent for treating surfaces of copper and copper alloys
JP2002105662A (en) Surface treating agent and surface treating method for copper and copper alloy
JP2834885B2 (en) Copper and copper alloy surface treatment method
JP2834884B2 (en) Copper and copper alloy surface treatment method
JP2686168B2 (en) Surface treatment method for copper and copper alloy and surface treatment agent for soldering
JPH09293954A (en) Treatment agent for copper or copper alloy surface
JP3367743B2 (en) Copper and copper alloy surface treatment agent
JPH04183874A (en) Surface treatment of copper and copper alloy
US6090493A (en) Bismuth coating protection for copper
JP2972295B2 (en) Copper and copper alloy surface treatment method
JPH0569914B2 (en)
JP3398296B2 (en) Copper and copper alloy surface treatment agent
JP2834776B2 (en) Copper and copper alloy surface treatment method
JP2849216B2 (en) Copper and copper alloy surface treatment method
JP2561150B2 (en) Surface treatment method for copper and copper alloys
JPH10251867A (en) Surface treating agent for copper and copper alloy
KR100208555B1 (en) Surface treatment method for copper and copper alloys
JPH05163585A (en) Surface treatment of copper and copper alloy
JPH0480375A (en) Surface treatment of copper and alloy thereof
JPH10245684A (en) Surface treating agent for copper and copper alloy
JPH06173022A (en) Surface treating agent for copper and copper alloy
JPH07202386A (en) Metal surface protective agent and surface treatment method
KR19990014550A (en) Surface treatment method of copper and copper alloy

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081002

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091002

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091002

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101002

Year of fee payment: 12

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees