JPH07166381A - 銅および銅合金の表面処理剤 - Google Patents

銅および銅合金の表面処理剤

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JPH07166381A
JPH07166381A JP34115393A JP34115393A JPH07166381A JP H07166381 A JPH07166381 A JP H07166381A JP 34115393 A JP34115393 A JP 34115393A JP 34115393 A JP34115393 A JP 34115393A JP H07166381 A JPH07166381 A JP H07166381A
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copper
acid
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surface treating
metal
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JP34115393A
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Daisaku Akiyama
大作 秋山
Yoshiaki Maki
善朗 牧
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MEC Co Ltd
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MEC Co Ltd
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    • 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
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C22/00Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C22/05Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions
    • C23C22/06Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6
    • C23C22/48Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6 not containing phosphates, hexavalent chromium compounds, fluorides or complex fluorides, molybdates, tungstates, vanadates or oxalates
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 銅および銅合金の表面に高温にさらされた後
でもはんだ付け性が低下しない有機皮膜を形成しうる水
溶性の表面処理剤を提供する。 【構成】 イミダゾール化合物を皮膜形成成分とする表
面処理剤に、銅よりもイオン化傾向の大きい金属とβ−
ジケトン類との錯体を含有させた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はプリント配線板の防錆剤
等として有用な銅および銅合金の表面処理剤に関する。
【0002】
【従来の技術】プリント配線板の銅からなる回路を防錆
し、はんだ付け性を保持する方法としては、回路を他金
属で覆う方法と有機皮膜で覆う方法とがあり、コスト、
表面の平滑性等の点から使い分けられている。
【0003】後者の方法に用いられる有機皮膜を形成す
る材料には、プリント配線板全体をコーティングするロ
ジン系プレフラツクスと、選択的に銅回路部のみに化学
反応で皮膜を形成するアルキルイミダゾール系プレフラ
ックスとがある。
【0004】ロジン系プレフラックスは、天然ロジン、
ロジンエステル、ロジン変性マレイン酸樹脂等を有機溶
剤に溶解させたものでプリント配線板全体を塗布、噴霧
または浸漬によって処理したのち、乾燥して皮膜を形成
する方法で使われる。しかしながら、この方法には、有
機溶剤が揮散するため作業環境および安全性に問題があ
る。このため、ドラフト等の排気手段を備える特別の装
置を必要とする。
【0005】そこで、作業環境や安全性の面で優れてい
る水溶液タイプのアルキルイミダゾール系プレフラック
スを使用したいという要望が高まってきている。しかし
ながら、アルキルイミダゾール系プレフラックスの皮膜
には、高温にさらされると変質し、はんだ付けの際に使
用されるポストフラツクスの作用を阻害し、はんだ付け
性を低下させるという欠点がある。
【0006】近年、プリント配線板上に電子部品を接合
する方法は表面実装法へと移行しており、回路は部品の
仮止めやクリームはんだのリフロー等で高温にさらされ
る機会が多くなってきている。そのため高温にさらされ
た後でもはんだ付け性が低下しない水溶性の表面処理剤
が要求されるようになってきている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記ア
ルキルイミダゾール系プレフラックスは、耐熱性におい
て充分に満足できるものが得られていないのが現状であ
る。本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、
作業環境や安全面に優れ、耐熱性が改良された銅および
銅合金の表面処理剤を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者らは前記課題を
解決するべく種々検討を重ねた結果、皮膜形成成分とし
てイミダゾール類を用いた銅および銅合金の表面処理剤
に、銅よりもイオン化傾向の大きい金属とβ−ジケトン
類との錯体を含有させると、皮膜の耐熱性が著しく改善
されることを見出した。
【0009】
【実施例】本発明の表面処理剤は、イミダゾール類を皮
膜形成成分とする水溶液タイプのものであり、イミダゾ
ール類の窒素原子の非共有電子対が銅表面と配位結合し
て皮膜を形成すると考えられているものである。
【0010】前記イミダゾール類に特に限定はなく、例
えば2−ペンチルイミダゾール、2−(2−エチルペン
チル)イミダゾール、2−ヘプチル−4−エチルイミダ
ゾール、2−ヘプチル−5−メチルイミダゾール、2−
デシルイミダゾール、2−デシル−5−クロロイミダゾ
ール、2−ウンデシル−4−メチルイミダゾール、2−
ドデシルイミダゾール、2−テトラデシル−5−メチル
イミダゾール、2−ヘキサデシルイミダゾール等の2位
にアルキル基を有するイミダゾール化合物、例えば2−
フェニルイミダゾール、2−(フェニルエチル)イミダ
ゾール、2−トルイルイミダゾール、2−フェニル−5
−クロロイミダゾール、2−(ジフェニルメチル)イミ
ダゾール、2−ジフェニルメチル−5−メチルイミダゾ
ール、2−ナフチルメチル−5−クロロイミダゾールな
どの2位に芳香族基を有するイミダゾール化合物、例え
ば2−チエニルベンゾイミダゾール等の2位にチエニル
基を有するイミダゾール化合物、ベンゾイミダゾール、
例えば2−メチルベンゾイミダゾール、2−エチルベン
ゾイミダゾール、2−プロピルベンゾイミダゾール、2
−(2−エチルプロピル)ベンゾイミダゾール等の2位
にアルキル基を有するベンゾイミダゾール化合物、例え
ば2−フェニルベンゾイミダゾール、2−トルイルベン
ゾイミダゾール、2−フェニル−5−クロロベンゾイミ
ダゾール、2−(フェニルメチル)ベンゾイミダゾー
ル、2−(フェニルメチル)ベンゾイミダゾール、2−
(ジフェニルメチル)ベンゾイミダゾール、2−ジフェ
ニルメチル−5−メチルベンゾイミダゾール、2−ナフ
チルメチル−5−クロロベンゾイミダゾール等の2位に
芳香族基を有するベンゾイミダゾール化合物、例えば2
−チエニルベンゾイミダゾール等の2位にチエニル基を
有するベンゾイミダゾール化合物等があげられる。
【0011】前記イミダゾール類の表面処理剤中の好ま
しい含有量は、溶媒に対する溶解性、分散性等により一
概には規定できないが、通常0.1〜5.0%(重量
%、以下同様)である。
【0012】本発明の表面処理剤には、水に不溶性であ
るイミダゾール類を水中に安定に溶解または分散させる
ために、有機酸、無機酸および水溶性有機溶剤のうちの
少なくとも一種が配合される。前記有機酸としては、例
えばギ酸、酢酸、プロピオン酸、グリコール酸、n−酪
酸、イソ酪酸、アクリル酸、クロトン酸、イソクロトン
酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、アジピン酸、マレ
イン酸、アセチレンジカルボン酸、モノクロロ酢酸、ト
リクロロ酢酸、モノブロモ酢酸、乳酸、オキシ酪酸、グ
リセリン酸、酒石酸、リンゴ酸、クエン酸等があげられ
る。前記無機酸としては、例えば塩酸、硫酸、硝酸、リ
ン酸等があげられる。前記水溶性有機溶剤としては、例
えばメタノール、エタノール、イソプロピルアルコー
ル、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレン
グリコールモノエチルエーテル等があげられる。
【0013】有機酸、無機酸および水溶性有機溶剤の配
合量は、イミダゾール類を表面処理剤中に安定に溶解ま
たは分散させうる量であればよい。
【0014】本発明の表面処理剤に用いる銅よりもイオ
ン化傾向の大きい金属とβ−ジケトン類との錯体は、イ
ミダゾール類の皮膜の耐熱性を向上させるために使用さ
れる成分である。前記銅よりもイオン化傾向の大きい金
属としては、例えば鉄、鉛、錫、ニッケル、コバルト、
カドミウム、クロム、亜鉛、マグネシウム、カルシウム
等があげられる。前記β−ジケトン類としては、例えば
アセチルアセトン、トリフルオロアセチルアセトン、ヘ
キサフルオロアセチルアセトン、ベンゾイルアセトン、
ベンゾイルトリフルオロアセトン、ジベンゾイルメタ
ン、フロイルアセトン、トリフルオロフロイルアセト
ン、ベンゾイルフロイルメタン、テノイルアセトン、ト
リフルオロテノイルアセトン、フロイルテノイルメタン
等があげられる。
【0015】前記錯体の好ましい含有量はその種類によ
り異なるが、通常表面処理剤中0.01%以上で、溶媒
に溶解しうる範囲であればよい。前記含有量が0.01
%未満では充分な効果が得られない。
【0016】本発明の表面処理剤には、さらに従来から
銅の表面処理剤に使用されている種々の添加剤を、必要
に応じて添加してもよい。
【0017】以上のような本発明の表面処理剤を銅また
は銅合金に接触させることにより、その表面に耐熱性、
はんだ付け性に優れた有機皮膜を形成することができ
る。
【0018】以下の実施例、比較例により本発明をさら
に具体的に説明する。
【0019】実施例1 2−ウンデシルイミダゾール1.0gを0.6gの酢酸
に加え、均一に混合した。これを水100gに加え、さ
らにフロイルアセトン亜鉛錯体のアセトン溶液(10
%)0.2mlを加えてよく撹拌し、処理液を調製し
た。径0.8mmの銅スルーホール1000個を有する
厚さ1.6mmの基板を脱脂し、水洗し、ついでマイク
ロエッチング剤(メック(株)製のメックブライトCB
−801)に30℃で1分間浸漬し、さらに水洗して表
面を清浄にした試験片を準備した。この試験片を前記処
理液にて40℃、1分間の条件で浸漬処理して銅表面に
撥水性皮膜を形成し、その後水洗、乾燥した。得られた
試験片を150℃で15分間加熱したが、銅表面にはほ
とんど変色が見られなかった。さらにこの加熱後の試験
片に超低残渣タイプのポストフラックス(メック(株)
製のAP−4626)を塗布し、ウエーブソルダリング
によるはんだ付け試験を行なったところ、合格率は9
5.7%であった。なお、はんだ付け合格の基準は図1
に示すとおりである。
【0020】実施例2 2−ヘキサデシルイミダゾール1.0gを、酢酸0.5
gに加え、均一に混合した。これを水100gに加え、
さらにベンゾイルアセトン亜鉛錯体0.02gを加えて
よく撹拌し、処理液を調製した。得られた処理液を用い
て実施例1と同様に試験片を処理すると、銅表面に撥水
性皮膜が形成された。得られた試験片を150℃で15
分間加熱したが、銅表面にはほとんど変色が見られなか
った。また、はんだ付け合格率は98.3%であった。
【0021】実施例3 2−ウンデシルイミダゾール1.0gを、酢酸0.6g
に加え、均一に混合した。これを水100gに加え、さ
らにアセチルアセトン鉄錯体0.05gを加えてよく撹
拌し、処理液を調製した。得られた処理液を用いて実施
例1と同様に試験片を処理すると、銅表面に撥水性皮膜
が形成された。得られた試験片を150℃で15分間加
熱したが、銅表面にはほとんど変色が見られなかった。
また、はんだ付け合格率は88.7%であった。
【0022】実施例4 2−ヘキサデシルイミダゾール1.0gを、酢酸0.5
gに加え、均一に混合した。これを水100gに加え、
さらにベンゾイルアセトン鉄錯体0.02gを加えてよ
く撹拌し、処理液を調製した。得られた処理液を用いて
実施例1と同様に試験片を処理すると、銅表面に撥水性
皮膜が形成された。得られた試験片を150℃で15分
間加熱したが、銅表面にはほとんど変色が見られなかっ
た。また、はんだ付け合格率は90.6%であった。
【0023】実施例5 2−フェニルベンゾイミダゾール1.0gを、酢酸0.
5gに加え、均一に混合した。これを水100gに加
え、さらにベンゾイルアセトン鉛錯体0.02gを加え
てよく撹拌し、処理液を調製した。得られた処理液を用
いて実施例1と同様に試験片を処理すると、銅表面に撥
水性皮膜が形成された。得られた試験片を150℃で1
5分間加熱したが、銅表面にはほとんど変色が見られな
かった。また、はんだ付け合格率は90.1%であっ
た。
【0024】実施例6 2−(フェニルメチル)ベンゾイミダゾール1.0g
を、酢酸0.5gに加え、均一に混合した。これを水1
00gに加え、さらにアセチルアセトンクロム錯体0.
02gを加えてよく撹拌し、処理液を調製した。得られ
た処理液を用いて実施例1と同様に試験片を処理する
と、銅表面に撥水性皮膜が形成された。得られた試験片
を150℃で15分間加熱したが、銅表面にはほとんど
変色が見られなかった。また、はんだ付け合格率は8
7.5%であった。
【0025】比較例1 フロイルアセトン亜鉛錯体を加えなかったほかは実施例
1と同様にして処理液を調製した。得られた処理液を用
いて実施例1と同様に試験片を処理すると、銅表面に撥
水性皮膜が形成された。得られた試験片を150℃で1
5分間加熱すると、銅表面は赤褐色に激しく変色した。
また、はんだ付け合格率は62.9%であった。
【0026】比較例2 ベンゾイルアセトン亜鉛錯体を加えなかったほかは実施
例2と同様にして処理液を調製した。得られた処理液を
用いて実施例1と同様に試験片を処理すると、銅表面に
撥水性皮膜が形成された。得られた試験片を150℃で
15分間加熱すると、銅表面は赤褐色に激しく変色し
た。また、はんだ付け合格率は53.5%であった。
【0027】
【発明の効果】本発明の表面処理剤は、耐熱性に優れ、
高温にさらされた後でもはんだ付け性が非常に良好な皮
膜を銅または銅合金の表面に形成しうるため、プリント
配線板に電子部品を表面実装する際に、特に顕著な効果
を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例におけるはんだ付けの合格、不合格の判
定基準を示す図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 皮膜形成成分としてイミダゾール類を用
    いた銅および銅合金の表面処理剤において、銅よりもイ
    オン化傾向の大きい金属とβ−ジケトン類との錯体を含
    有させたことを特徴とする銅および銅合金の表面処理
    剤。
JP34115393A 1993-12-13 1993-12-13 銅および銅合金の表面処理剤 Pending JPH07166381A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0791671A1 (en) * 1996-02-26 1997-08-27 Shikoku Chemicals Corporation Surface treating agent for copper or copper alloy
JP2014101554A (ja) * 2012-11-20 2014-06-05 Shikoku Chem Corp 銅または銅合金の表面処理液及びその利用

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