JPH06299374A - はんだ、無電解はんだ、銀、ニッケル、亜鉛等の金属の表面 処理方法 - Google Patents
はんだ、無電解はんだ、銀、ニッケル、亜鉛等の金属の表面 処理方法Info
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Abstract
等の金属の表面に、耐湿性、耐熱性、耐薬品性に優れた
化成被膜が形成し、金属表面を防錆するばかりでなく、
はんだの濡れ性、拡がり性を劣化させず長期間保存を可
能にする。 【構成】 〔1〕式で表される化合物および有機酸、無
機酸、金属化合物等を含有する水溶液に、はんだ、無電
解はんだ、ニッケル、銀、亜鉛等の金属表面を接触させ
る。 (但し、式中R1=水素、アルキル基、フェニルアルキ
ル基、アリル基、R2=アルキル基、フェニルアルキル
基、R3=水素、スルホン酸基、アルキル基、ハロゲン
原子、n=0〜17、x=0〜1。)
Description
だ、ニッケル、銀、亜鉛等の金属の防錆、はんだ荒れ防
止、変色防止、耐アルカリ性、耐湿性、耐薬品性、耐熱
性、はんだ付け性を向上させる処理方法に関するもので
あり、特にこれら金属のはんだ付け性を長期間良好な状
態に維持することや、プリント配線板製造時のアルカリ
性溶液による表面荒れ防止に好適な方法を提供するもの
である。また、接合した異種金属の両者共に処理できる
ため、めっきのピンホールの防錆にも最適で無電解はん
だのピンホールの防錆や、コネクターのニッケル・金め
っき後の封孔処理剤として好適なものである。
の製造方法は、銅張積層板に穴あけ、化学銅めっき、電
気銅めっき続いてアルカリ水溶液に可溶のアルカリ現像
型感光性フィルムを銅張積層板上に陰画回路を形成し、
次いで電気銅めっき、はんだめっき後、アルカリ性水溶
液と接触させてアルカリ現像型感光性フィルムを除く。
この時アルカリにより、はんだ表面が侵され銅素材が露
出することがある。この場合後工程のアルカリエッチン
グ液で銅がエッチングされ回路が切断される場合もあ
る。また、はんだめっきを残しはんだスルーホール基板
を製造する場合、このままでははんだ付け性が悪くフュ
ージング処理等を行う必要がある。プリント配線板のは
んだ接合技術の1つとしての無電解はんだは置換めっき
により行われる。このため多孔質となり素材の銅表面が
露出している。また、析出も鉛、錫個別に行われる両者
の混合物となっている。このためはんだ付け性の悪い
銅、錫合金の生成や鉛、錫の酸化が起りやすくめっき後
フュージングをしなければ良好なはんだ付け性を長期間
維持できない。ニッケルは強固な酸化膜を形成しやすく
はんだ付け性が悪い。そのためプリント配線板やコネク
ターでは、はんだ付け性の必要な場合ニッケル上に金め
っきを施し酸化防止している。銀、亜鉛の防錆としては
クロメート処理が行われるが、有害な6価クロム化合物
を使用するため問題がある。また、銀の防錆にはパラフ
ィン等を溶剤に溶解して塗布するが溶剤使用の問題があ
る。
の製造方法では、はんだエッチングレジスト膜としての
信頼性に劣り製造不良が発生しやすい、そこで、アルカ
リ現像型感光性フイルム剥離時、アルカリエッチング時
のはんだ荒れを防止し、良好な回路形成を得ると共には
んだ付け性を良好な状態に保つ。また、無電解はんだに
おいては、基板へのサーマルストレスが強いばかりでな
くコストも高いフュージングを行なわず防錆処理により
良好なはんだ付け性を維持する。ニッケルにおいては高
価な金めっきを使用せずに変色を防止しまた良好なはん
だ付け性を維持する。銀、亜鉛については、有害な6価
クロム化合物を含有しない安全な溶液で処理し、長期間
変色を防止したりはんだ付け性を良好なはんだ付け性を
維持する。
事情に鑑み、アルカリ現像型感光性フイルム剥離時、ア
ルカリエッチング時のはんだ荒れ、変色防止のためのは
んだ防錆剤、無電解はんだ防錆剤。また、コネクター部
品、ニッケル基板等の防錆、耐湿性、耐熱性、はんだ付
け性の優れた防錆剤に関して鋭意検討を重ねた結果、本
発明の実施において用いられる有機酸としては、酢酸、
ヨード酢酸、ブロモ酢酸、ジメチル酢酸、ジエチル酢
酸、α−ブロモ酢酸、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、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、クエン酸、メタスルホン酸、ス
ルファミン酸等の有機酸、塩酸、硫酸、亜りん酸、燐酸
等の無機酸、その他のカルボン酸、ハロゲン化脂肪酸、
ハロゲン化芳香族カルボン酸等があり水に対して0.0
1〜20%の割合で添加すれば良い。有効成分として
(化1)〜(化5)で表わされる化合物を1種類又は2
種類以上を酸水溶液に対して0.1〜5%の割合で添加
すれば良い。本発明方法の実施において使用される金属
イオンとしての化合物の代表的なものとしてはリチウ
ム、ベリリウム、カリウム、マグネシウム、酢酸亜鉛、
蟻酸亜鉛、乳酸亜鉛、クウン酸亜鉛、安息香酸亜鉛、蓚
酸亜鉛、水酸化亜鉛、臭化亜鉛、リン酸亜鉛、酸化亜
鉛、塩化亜鉛、酢酸鉛、水酸化鉛、臭化鉛、ヨウ化鉛、
蓚酸鉛、ほう酸鉛、塩化第一鉄、塩化第二鉄、臭化第一
銅、臭化第二銅、ヨウ化第一銅、蟻酸銅、塩化ニッケ
ル、酢酸ニッケル、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であり、水に対して0.00
1〜5%の割合で添加すれば良い。本発明の実施におい
て用いられるハロゲン化芳香族カルボン酸としては、3
−ブロモ−4メチル安息香酸、4−(ブロモメチル)フ
ェニル酢酸、α−ブロモフェニル酢酸、α−ブロモテト
ラデカン酸、2−ブロモフェニル酢酸、3−ブロモフェ
ニル酢酸、4−ブロモフェニル酢酸等であり、水溶液に
対して0.01〜20%の範囲、好ましくは0.1〜5
%の割合で添加すれば良い。本発明の実施において用い
られるハロゲン化脂肪酸としては、ブロモ酢酸、3−ブ
ロモ−2−(ブロモメチル)プロピオン酸、2−ブロモ
ブタン酸、4−ブロモブタン酸、2−ブロモヘキサンデ
カン酸、2−ブロモヘキサン酸、2−ブロモ−3−メチ
ルブタン酸、2−ブロモ2−メチルプロピオン酸、2−
ブロモオクタン酸、8−ブロモオクタン酸、2−ブロモ
プロピオン酸、3−ブロモプロピオン酸、2−ブロモペ
ンタン酸、5−ブロモペンタン酸、クロロ酢酸、クロロ
酪酸、クロロプロピオン酸等であり、水溶液に対して
0.01〜20%の範囲、好ましくは0.1〜5%の割
合で添加すれば良い。 本発明の実施においては、
(化1)〜(化5)で表わされる化合物及び有機酸、金
属化合物、ハロゲン化芳香族カルボン酸、ハロゲン化脂
肪酸の溶解が困難となる場合には乳化あるいは、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、
(化1)〜(化5)で表される化合物あるいはその誘導
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0.01〜60
%とすることが適当である場合が多い。 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
る物質を添加することは、水溶液のPHの安定性を高め
るばかりでなく被膜形成速度を速めるために有効であ
る。本発明の金属表面処理剤により防錆化成被膜、耐熱
性化成被膜、耐薬品性化成被膜を金属表面に施すには、
金属と処理液とを接触させる。接触させる方法としては
浸漬、噴霧、塗布による方法を用いる。接触させる処理
液の温度は、0〜100℃の温度範囲で浸漬時間は数秒
〜数十分の処理が適当である。又防錆化成被膜形成後、
耐湿性、耐熱性、耐薬品性をさらに向上させる処理とし
て、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
が効果的である。
んだ、ニッケル、銀、亜鉛等の金属表面に防錆に有効
な、(化1)〜(化5)を主体とする防錆化成被膜、耐
熱性化成被膜、耐薬品性化成被膜が形成される。この化
成被膜は揆水性で耐湿性、耐熱性、耐薬品性にも優れ金
属表面を長期間保護すると共に、ポストフラックスとの
相溶性があるため後工程はんだ付け時のはんだ上がり
性、濡れ性を良好に保つ。
の記載の化合物)を1%、コハク酸、カルボン酸、アン
モニア水、塩化第二銅、イオン交換水等を含む各種類の
水溶液を作り、100ml容器に入れ、液温を40°C
に加熱し調整した。他方、1cm×5cm×0.3mm
の銅板に、電気はんだめっき、無電解はんだめっ
き、ニッケルめっき、銀めっきをした。次いで脱
脂、水洗、ソフトエッチング、水洗、酸洗、水洗し表面
を洗浄して、上記(化1)〜(化5)で表される化合物
を有効成分とする各種類の1%溶液に60秒間浸漬し
た。その後水洗した〜の試料片を準備し次いで、
(1)〜の試料片を熱風乾燥機に入れ200℃で5
分間加熱して測定前にポストフラックスに浸漬してはん
だ濡れ性試験機を用いて濡れ時間を測定した。(2)
〜の試料片を耐湿(MIL−STD−202F−M−
106E)処理した後、試験片をポストフラックスに浸
漬してはんだ濡れ性試験機を用いて濡れ時間を測定し
た。(3)アルカリ性溶液を40℃に加熱し、〜試
験片を5分間浸漬した。その後水洗して表面状態(荒れ
性、変色性)を見る。(4)の試料片をガス腐食試験
(1±0.3ppmH2S、25±2℃、5%RH、1
0日間)後の金属の表面状態(荒れ性、変色性)を見
る。この試験結果は表1に示した。
んだ、無電解はんだ、ニッケル、銀、亜鉛等の金属表面
に、耐湿性、耐薬品性、耐熱性に優れた化成被膜が形成
し、金属表面を防錆するばかりでなく、はんだの濡れ
性、はんだの広がり性、及びリフロー後のはんだ上がり
性、濡れ性が良好という効果で、プリント配線板の電子
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。また、パターンめっき法によるプリント配線
板製造時のアルカリ性水溶液処理時のはんだ荒れ防止、
回路切断の危険性をなくすばかりでなく、はんだ付け部
のはんだを残しフュージング処理なしではんだ付け性を
良好な状態に保ち得るものである。また、作業環境、安
全性の面からも優れたプリント配線板、金属部品の製造
ができうる。
Claims (7)
- 【請求項1】 (化1)〜(化5)で表される化合物又
はその誘導体の塩を含有する水溶液に接触させることを
特徴とする金属の表面処理方法。 【化1】 【化2】 【化3】 【化4】 【化5】 - 【請求項2】 (化1)〜(化5)で表される化合物及
び有機酸、無機酸、金属化合物を含む水溶液に接触させ
ることを特徴とする金属の表面処理方法。 - 【請求項3】 (化1)〜(化5)で表される化合物及
び有機酸、無機酸、金属化合物にアンモニア塩類を含む
水溶液に接触させることを特徴とする金属の表面処理方
法。 - 【請求項4】 請求項1〜請求項3記載の金属の表面処
理後、はんだリフロー処理を行うことを特徴とするプリ
ント配線板の製造方法。 - 【請求項5】 請求項1〜請求項3記載の金属の表面処
理後、はんだ付け処理を行うことを特徴とするプリント
配線板の製造方法。 - 【請求項6】 請求項1〜請求項3記載の金属の表面処
理後、空気中または窒素雰囲気中で加熱する赤外線リフ
ロー、近赤外線リフロー、遠赤外線リフロー、窒素リフ
ロー、ベーパーリフロー処理を行うことを特徴とするプ
リント配線板の製造方法。 - 【請求項7】 (化1)〜(化5)で表される化合物及
び有機酸、金属化合物を含む溶液で表面処理後、アルカ
リ性溶液処理を行うことを特徴とするプリント配線板の
製造方法。
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- 1993-12-24 JP JP35475893A patent/JP3668767B2/ja not_active Expired - Fee Related
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