JPH07202386A

JPH07202386A - 金属の表面保護剤および処理方法

Info

Publication number: JPH07202386A
Application number: JP34830593A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Yamaguchi; 秀明山口
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-06-30
Filing date: 1993-12-15
Publication date: 1995-08-04

Abstract

(57)【要約】【目的】プリント配線板の金属表面に、耐湿性、耐熱
性、耐薬品性に優れた化成防錆被膜、粘着性化成被膜、
耐薬品性化成被膜が形成し、低融点クリームはんだの濡
れ性、拡がり性、また、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、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、粘着
性化成被膜は、防錆、耐熱性に優れ、はんだ粉の付着が
良くリフロー処理後のはんだ拡がり性、濡れ性及び均一
性が向上するという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
る。【構成】この発明の金属の表面処理剤の使用方法は、
（化１）〜（化１０）で表される化合物および有機酸、
無機酸、金属化合物、イオン交換水等を含有する金属の
表面保護剤を塗布することにより防錆、耐湿性、耐熱
性、耐薬品性、粘着性に優れた化成被膜を形成したもの
である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、銅、銅合金、はん
だ、無電解はんだ、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、粘着性、はんだ付け性を向上さ
せる処理方法として好適なものである。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、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。また、はんだ粉を付着させリフロー処理後の
膜厚の均一性が優れ、高密度表面実装用電子部品のチッ
プ及びパッケージ等の接続用プリント基板として好適な
ものである。

【０００２】

【従来の技術】実装用基板を洗浄した後、クリームはん
だ印刷、一般部品実装、ファインボンド塗布、超ファイ
ン部品実装、リフロー、実装完了という工程でプリント
配線板を製造している。また、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、はんだ付け性を保持す
る目的で使用されているプリフラックスは、プリント配
線板全体をコーティングするロジン系プリフラックスが
使用されている。有効成分として天然ロジン、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、ロジン系プリ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。

【０００３】

【発明が解決しょうとする課題】近年プリント配線板に
電子部品をはんだ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、電子部品の仮止め低
融点クリームはんだのリフロー等、プリント配線板が高
温に曝される機会が多くなり、プリント配線板のはんだ
付け性を保持するために用いられるプリフラックスの耐
熱性、即ちプリント配線板が高温に曝された後での低融
点クリームはんだの濡れ性、拡がり性、はんだ付け性が
優れていることがプリ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クリームはんだ
の濡れ性、はんだ付け性の優れたプリフラックスの開発
が切望されている。プリント配線板の製造方法では、ク
リームはんだ印刷時のずれ、はんだの膜厚、生産性、コ
スト等が悪い。そこで金属の露出部のみ選択的に粘着性
化成被膜を反応させた後、はんだ粉を付着させリフロー
処理後の、はんだ膜厚の均一性、膜厚のコントロールの
優れたはんだ基板の開発が切望されている。

【０００４】

【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、高温に曝された後でも低融点クリームはん
だの濡れ性、拡がり性。リフロー後のはんだ上がり性、
濡れ性の良い耐熱水溶性プリフラックス剤。また、金属
の露出部のみ選択的に粘着膜を反応させ金属粉を付着さ
せる粘着剤。また、銅の回路部に化成被膜を形成させる
表面保護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０．０１〜２０
％の割合で添加すれば良い。有効成分として（化１）〜
（化１０）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０．００１〜５％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、プロモ酢酸、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１０）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１０）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、粘着性化成膜、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。

【０００５】

【作用】上記した処理方法によれば、銅、銅合金、はん
だ、無電解はんだ、ニッケル、銀、亜鉛等の金属表面に
防錆に有効な、（化１）〜（化１０）を主体とする防錆
化成被膜、粘着性化成被膜、耐熱性化成被膜、耐薬品性
化成被膜が形成される。これらの化成被膜は揆水性で防
錆、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、低融点クリームはんだの濡れ性、拡
がり性、リフロー後のはんだ上がり性、濡れ性が良好で
ある。また、粘着性化成被膜にはんだ粉を付着させリフ
ロー処理後のはんだ膜厚の均一性が良好である。また、
作業環境、安全性の面からも優れたプリント配線板の製
造ができる。

【０００６】

【実施例】（化１）〜（化１０）で表される化合物（表
１の記載の化合物）を１％、蟻酸、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、硫酸銅めっきした試料片を準備し、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１０）で表される化合
物を有効成分とする各種類の１％水溶液に６０秒間浸漬
した。その後水洗した後ち、（１）熱風乾燥機に入れ２
００℃で１０分間加熱して測定前にポストフラックスに
浸漬しはんだ濡れ性試験機を用いて濡れ時間を測定し
た。（２）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はんだ濡れ性
試験機を用いて濡れ時間を測定した。（３）１０ｃｍ×
１０ｃｍ×０．８ｍｍの銅表面を洗浄した試料片を（化
１）〜（化１０）で表される化合物（表１の記載の化合
物）を有効成分とする上記の１％水溶液に３分間浸漬し
た。その後水洗しはんだ粉を塗布して粘着性およびリフ
ロー処理後の均一性を見る。この試験結果は表１に示し
た。

【表１】

【０００７】

【発明の効果】本発明の処理方法によれば、金属表面
に、防錆性、耐湿性、耐熱性、耐薬品性、粘着性に優れ
た化成被膜が形成し、低融点クリームはんだの濡れ性、
拡がり性、また、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、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、粘着性化成
被膜は、防錆、耐熱性に優れ、はんだ粉の付着が良くリ
フロー処理後のはんだ拡がり性、濡れ性及び均一性に優
れ、且つ作業環境、安全性の面からも優れたプリント配
線板の製造がでる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（化１）〜（化１０）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で表面処理後、は
んだ粉を付着させ加熱処理を行なう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】【化６】【化７】【化８】【化９】【化１０】
【請求項２】（化１）〜（化１０）で表される化合物
及び有機酸、金属化合物を含む水溶液で表面処理後、は
んだ粉を付着させ加熱処理を行なうことを特徴とする金
属の表面処理方法。
【請求項３】（化１）〜（化１０）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で表面処理後、は
んだ粉を付着させポストフラックスを塗布した後加熱処
理を行なうことを特徴とする金属の表面処理方法。
【請求項４】（化１）〜（化１０）で表される化合物
及び有機酸、金属化合物を含む水溶液で表面処理後、は
んだ粉を付着させポストフラックスを塗布した後加熱処
理を行なうことを特徴とする金属の表面処理方法。
【請求項５】請求項１〜請求項４記載の金属の表面処
理後、はんだ粉を付着させた後、または、はんだ粉を付
着させポストフラックスを塗布した後、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等の加熱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】（化１）〜（化１０）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保護剤および処理方法。
【請求項７】（化１）〜（化１０）で表される化合物
及び有機酸、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保護剤および処理方法。
【請求項８】請求項６〜請求項７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９】請求項６〜請求項７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。