KR100254016B1 - 프레플럭스의 사용방법, 프린트 배선판 및 그 제조방법 - Google Patents

프레플럭스의 사용방법, 프린트 배선판 및 그 제조방법 Download PDF

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가부시키가이샤 상와 겐큐쇼
타까야나기 아키라
가부시키가이샤 히타치 테레콤 테크노로지
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Abstract

본 발명의 프레플럭스 사용 방법은 하기 일반식(1) 또는 (2)로 표시되는 화합물을 유효성분으로서 함유하는 프레플럭스를 금속 표면에 도포한 다음, 산화 처리를 한 것이다.
(단, R1은 H 또는 탄소수 3~17의 알킬기, R2는 H 또는 탄소수 1~6의 알킬기, n 은 0~3)
(단, R3은 H 또는 탄소수 1~6의 알킬기, R4는 H 또는 탄소수 1~6의 알킬기, R5는 탄소수 0~7의 알킬기, n 은 0~3)
또, 본 발명의 프린트 배선판은 회로 형성후의 프린트 배선판에 하기 일반식(1) 또는 (2)로 표시되는 프레플럭스를 도포한 다음, 산화 처리를 하여 프린트 배선판의 실장면의 금속 표면에 산화막을 형성한 것이다.
(단, R1은 H 또는 탄소수 3~17의 알킬기, R2는 H 또는 탄소수 1~6의 알킬기, n 은 0~3)
(단, R3은 H 또는 탄소수 1~6의 알킬기, R4는 H 또는 탄소수 1~6의 알킬기, R5는 탄소수 0~7의 알킬기, n 은 0~3)
또, 본 발명의 프린트 배선판의 제조 방법은 회로 형성 후의 프린트 배선판에 하기 일반식(1) 또는 (2)로 표시되는 프레플럭스를 도포한 다음, 산화 처리를 하도록 한 것이다.
(단, R1은 H 또는 탄소수 3~17의 알킬기, R2는 H 또는 탄소수 1~6의 알킬기, n 은 0~3)
(단, R3은 H 또는 탄소수 1~6의 알킬기, R4는 H 또는 탄소수 1~6의 알킬기, R5는 탄소수 0~7의 알킬기, n 은 0~3)

Description

프레플럭스의 사용 방법, 프린트 배선판 및 그 제조 방법
제1도는 본 발명에 의한 프린트 배선판에 전자 부품을 실장해서 이루어지는 실장 프린트 배선판 일부의 측면도.
제2도는 본 발명에 의한 프린트 배선판의 제조 공정의 흐름도.
제3도는 본 발명에 의한 프린트 배선판의 제조 공정에 있어서 프레플럭스 처리 공정의 흐름도.
제4도는 산화 처리로서 공기 분위기 중에서 열처리한 경우의 열처리 온도와 납땜 불량률과의 관계를 나타낸 선도.
제5도는 산화 처리로서 약액 처리한 경우의 과산화수소 농도와 납땜 불량률과의 관계를 나타낸 선도.
제6도는 원적외선 리플로 처리의 온도 분포를 나타낸 선도.
제7도는 베이퍼 리플로 처리의 온도 분포를 나타낸 선도.
제8도는 산화 처리로서 자외선 조사 처리한 경우의 납땜접성을 나타낸 선도.
제9도는 베이퍼 리플로 처리의 온도 분포를 나타낸 선도.
제10도는 공기 분위기의 원적외선 리플로 처리를 1~3회 실시한 경우의 열처리 회수와 납땜접성과의 관계를 나타낸 선도.
제11도는 프린트 배선판 동(銅) 위에 프레플럭스 처리를 하여 조건 1~8의 공정으로 처리하고, 플로딥 납땜한 것의 조건과 납땜접성과의 관계를 나타낸 선도.
제12(a)도는 동 또는 동합금 관통공 및 동 또는 동합금 패턴을 구비한 프린트 배선판 일부의 단면도.
제12(b)도는 동일한 프린트 배선판을 프레플럭스 처리한 후의 설명도.
제12(c)도는 프레플럭스 처리한 프린트 배선판을 산화 처리한 후의 설명도.
본 발명은 금속의 납땜 등에 사용되는 프레플럭스의 내열성 및 내약품성을 향상시키는 방법에 관한 것이다. 또한, 프린트 배선판의 양면에 전자 부품을 고밀도로 실장하고, 리플로 납땜을 하는 경우에 있어서 땜납의 습윤성, 관통공의 납땜접성(solderability)이 뛰어난 프린트 배선판과 그 제조 방법에 관한 것이다.
종래, 프린트 배선판 중 동 또는 동합금으로 구성되어 납땜이 이루어지는 회로부를 방청(rust proof)하고 납땜접성을 유지시킬 목적으로 사용되고 있는 프레플럭스는 크게 분류하여 프린트 배선판 전체를 코팅하는 수지계 프레플럭스와, 선택적으로 동 또는 동합금과 화학 반응시키는 알킬이미다졸계 프레플럭스로서 2 종류가 있다.
수지계 프레플럭스는 천연 로진, 로진 에스테르, 로진 변성 말레인산 수지등을 유기 용제에 용해시킨 후, 롤코터에 의한 분무, 침지 또는 이들의 조합에 의해 프린트 배선판 전체에 도포하고 건조시켜서 피막을 형성시키는 방법으로 사용된다.
그러나, 수지계 프레플럭스는 유기 용제를 사용하기 때문에, 용제가 대기 중에 휘산되므로 환경 및 안정성 면을 현저하게 손상시키는 결점을 가지고 있다.
한편, 알킬이미다졸계 프레플럭스는 수용성이므로 작업 환경 및 안정성 면에서는 우수하지만, 프린트 배선판의 동 또는 동합금과 반응한 알킬이미다졸 동착제(銅錯體)가 고온에 노출되면 공기 중의 산소와 동의 촉매 작용에 의해 분해 및 변질되어 동 또는 동합금으로 이루어진 회로 상에 교착하여, 포스트플럭스의 작용을 저해함으로써 납땜접성을 나쁘게 하는 결점을 지니고 있다.
최근, 작업 환경 및 안전성 면을 고려하여 알킬이미다졸계 프레플럭스가 많이 사용되고 있다.
프린트 배선판을 제조하는 방법으로는 알킬이미다졸계 프레플럭스를 도포한 후, 프린트 배선판 상에 전자 부품을 표면 실장하는 리플로 납땜 방법을 이용한다.
그리고, 프린트 배선판 상에 전자 부품을 표면 실장하는 리플로 납땜으로서 현재 실용화되고 있는 것으로는 에어리플로 납땜, 원적외선 리플로 납땜, 근적외선 리플로 납땜, 에어리플로와 원적외선 리플로를 조합한 리플로 납땜, 질소 분위기 리플로 납땜, 및 퍼플로로카본의 기상 중에서 납땜하는 베이퍼리플로 납땜이 있다.
여기서, 상기한 바와 같이 알킬이미다졸계 프레플럭스를 도포한 후, 리플로 납땜을 하면 프레플럭스가 고온에 노출되기 때문에, 프레플럭스의 내열성 및 내약품성의 문제가 발생하여, 땜납으로 사용되는 크림 땜납 중에 포함되는 할로겐화물이나, 프린트 배선판 중에서 휘산된 수분에 의해 동 및 동합금의 표면이 침식되거나, 휘산된 수분에 의해 퍼플로로카본이 미량 분해되어 불화수소산이 발생해서 동표면이 침식되어, 리플로 납땜시의 땜납 습윤성이나, 리플로 납땜 후 프린트 배선판의 관통공의 납땜접성이나 습윤성이 저하되는 현상이 발생하였다.
본 발명자들은 상기 문제점을 감안하여 금속 납땜을 프레플럭스의 내열성 및 내약품성을 향상시켜 2~3회의 리플로 납땜 후에도 완전한 땜납 습윤성 및 납땜접성을 나타내는 프린트 배선판과 그 제조 방법에 대해 평가, 검토를 거듭한 결과, 프린트 배선판의 동 또는 동합금의 땜납 접속부 상에 화학 반응한 하기 일반식(1) 또는 (2)로 표시되는 알킬벤즈이미다졸 또는 그 유도체를 산화 처리하면 목표가 달성된다는 것을 발견하였다.
(단, R1은 H 또는 탄소수 3~17의 알킬기, R2는 H 또는 탄소수 1~6의 알킬기, n 은 0~3임)
(단, R3은 H 또는 탄소수 1~6의 알킬기, R4는 H 또는 탄소수 1~6의 알킬기, R5는 탄소수 0~7의 알킬기, n 은 0~3임)
또한, 마찬가지로 동 또는 동합금의 회로 상에 화학 반응한 알킬벤즈이미다졸 또는 그 유도체에 가열 처리, 또는 산화제에 의한 약액 처리 또는 노출 처리를 하므로써, 내열성 및 내약품성을 향상시켜 2~3회의 리플로 납땜 후에도 완전한 납땜접성, 습윤성을 나타내는 프린트 배선판의 제조 방법을 발견하였다.
본 발명이 제1 목적으로 하는 바는 프레플럭스의 내열성 및 내약품성을 향상시키는 프레플럭스의 사용 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 제2 목적으로 하는 바는 프린트 배선판 상에 전자 부품을 표면 실장하는 리플로 납땜접성이 향상된다고 하는 현저한 효과가 얻어지고, 또한 이것에 의해 프린트 배선판의 실장 밀도를 향상시킬 수 있으며, 전자 장치의 소형화에 기여할 수 있는 프린트 배선판을 제공하는 데 있다.
본 발명이 제3 목적으로 하는 바는 전자 부품을 표면 실장하는 리플로 납땜접성이 향상되는 프린트 배선판의 제조 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 프레플럭스의 사용 방법은 하기 일반식(1) 또는 (2)로 표시되는 화합물을 유효 성분으로 함유하는 프레플럭스를 금속 표면에 도포한 후 산화 처리하는 것을 특징으로 한다.
(단, R1은 H 또는 탄소수 3~17의 알킬기, R2는 H 또는 탄소수 1~6의 알킬기, n 은 0~3임)
(단, R3은 H 또는 탄소수 1~6의 알킬기, R4는 H 또는 탄소수 1~6의 알킬기, R5는 탄소수 0~7의 알킬기, n 은 0~3임). 상기 프레플럭스의 사용 방법에 의하면, 프레플럭스의 내열성 및 내약품성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 이점은 첨부한 도면을 참조한 다음의 설명을 보면 더욱 명백히 알 수 있다.
프린트 배선판(1)은, 프린트 배선판 본체(1a) 양면의 실장면에 있어 제1도에 나타낸 바와 같이 면실장 전자 부품(2, 3) 및 리드삽입 실장 부품(4)이 각각 실장된 것이다.
제2도는 본 발명의 (동 관통공) 프린트 배선판의 제조 공정을 나타내는 도면이다. 제2도에 있어서, 먼저 프린트 배선판 본체(1a)에 구멍을 뚫는 배선판 천공가공(101)을 하고, 관통공을 형성하는 도금 마무리(102)를 한다. 다음에, 배선 패턴을 형성하는 회로 형성(103)을 하고, 소울더 레지스트를 인쇄하여 소울더 레지스트 형성(104)을 한다. 다음에, 프린트 배선판 본체(1a)의 외형을 가공하는 외형가공(105)을 하고, 프레플럭스 처리(106)를 한다. 그 후, 프린트 배선판 본체(1a)에 도포한 프레플럭스를 산화시키는 산화 처리(107)를 한다. 이로써 프린트 배선판(1)이 작성된다.
이와 같이 작성된 프린트 배선판(1)의 실장면에 땜납 크림을 도포(108)하고, 전자 부품(2, 3)을 장착(109)하여, 리플로 납땜 공정(110)을 거쳐 실장 프린트 배선판을 작성(111)한다.
제3도는 제2도에 나타낸 프레플럭스 처리(106)의 상세한 공정을 나타내는 도면이다. 제3도에 있어서, 먼저 프린트 배선판 본체(1a)를 과황산소다 용액(200g/1, 30℃)에 20~30 초간 침지시켜 소프트 에칭하는 소프트 에칭 처리(201)를 한 후, 프린트 기판 본체(1a)를 수세하는 수세 처리(202)를 한다.
다음에, 프린트 기판 본체(1a)를 3% 염산의 상온 용액으로 20 초간 침지시켜 산세(酸洗)하는 산세 처리(203)를 한 후, 프린트 기판 본체(1a)를 수세하는 수세 처리(204)를 한다.
다음에 상기 일반식(1), 바람직하게는 하기 일반식(3)으로 표시하는 벤즈이미다졸 또는 벤지이미다졸의 유도체, 또는 상기 일반식(2), 바람직하게는 하기 일반식(4)로 표시되는 벤즈이미다졸 또는 벤즈이미다졸 유도체의 일례인주식회사상와 연구소 제품인 도코트 H의 용액(45℃)에 60~80 초간 침지시켜, 프린트 배선판 본체(1a) 실질상의 동 표면에 화학 반응에 의해 프레플럭스를 부착(도포)시키는 프레플럭스 처리(205)를 한 후, 프린트 배선판을 80℃, 30~40초의 조건에서 건조시키는 건조 처리(206)를 한다.
(단, R은 H 또는 탄소수 1~17의 알킬기, R'는 H 또는 탄소수 1~3의 알킬기임)
(단, R''는 H 또는 탄소수 0~3의 알킬기임)
이와 같이 해서 제2도에 표시되는 프레플럭스 처리(106)를 한다.
또한, 제2도에 제시한 산화 처리(107)로는, 산화 처리의 제1예로서 공기 분위기 중에서 열처리하는 산화 처리, 제2예로서 약액 처리를 하는 산화 처리, 및 제3예로서 오존(O3)에 노출시키는 노출 처리 등을 들 수 있다.
이하에는, 프레플럭스 도포 후 산화 처리를 하므로써 프레플럭스의 내열성 및 내약품성이 어떻게 향상되는지를, 상기 공정에 의해 작성한 프린트 배선판(1)을 사용하여 평가한 결과를 제시하기로 한다. 평가 조건으로서 리플로 땜납의 내열성 및 내약품성을 고려하여, 베이퍼 리플로 처리(땜납 페이스트를 붙이지 않은 프린트 배선판(1)을 베이퍼 리플로 처리하는 처리 탱크에 통과시킴)를 2회 수행하고, 플로딥 납땜 후의 납땜 불량률을 평가하였다.
또한, 플로딥 납땜 조건은 포스트플럭스, JS-64P, 비중 0.84~0.86, 납땜 온도 245℃, 납땜 시간 3초로 하여 실시하였다.
산화 처리의 제1예로서 공기 분위기 중에서 열처리한 경우의 예를 제4도에 제시하였다. 제4도는 열처리 온도 80℃, 100℃, 120℃, 150℃에 대해 각각 1 분, 5 분, 10 분간 처리한 경우의 납땜 불량률을 나타낸 것이다.
이 결과, 100℃에서는 10 분간 처리, 120℃에서는 5 분간 처리, 150℃에서는 1~5 분간 처리시, 산화 처리를 하지 않은 경우와 비교했을 때 납땜 불량률이 1/7~1/30로 되어 프레플럭스의 내열성 및 내약품성이 현저하게 향상되는 것으로 판명되었다.
다음, 산화 처리의 제2예로서 약액 처리한 경우의 예를 제5도에 제시하였다.
약액 처리는 일례로서주식회사상와 연구소 제품인 도코트 H로 프레플럭스 처리한 프린트 배선판(1)을, 1%, 5%, 10% 농도의 과산화수소 상온 용액에 1 분, 5 분, 10 분간 처리하는 방법을 이용하였다.
이 결과, 1% 농도의 경우, 5분 처리가 가장 효과가 있어 미처리시의 1/7로 되어, 약액 처리에 의해 프레플럭스의 내열성 및 내약품성을 대폭 높일 수 있는 것으로 판명되었다.
또한, 약액 처리로서는 과산화수소수와 마찬가지로 Ca(ClO)2·3H2O의 2% 수용액을 사용해도 완전히 같은 효과가 얻어진다.
또한, 산화 처리의 제3예로서 오존(O3)에 노출시키는 노출 처리를 한 경우에도 역시 프레플럭스의 내열성 및 내약품성을 향상시킬 수 있다.
또한, 산화 처리의 제4예로서 자외선 조사 처리를 한 경우의 예를 제8도에 제시하였다. 자외선 조사 처리의 일례로서 나혼 덴치(日本電池)사 제품인 자외선 램프의 단위 길이 당 전력이 120 W/cm인 것을 사용하여 조사 시간 3 초, 6 초, 10 초, 20 초간 처리한 경우의 납땜접성을 나타낸 것이다. 이 결과, 약 10 초간의 처리 시간에서는 납땜접성이 100%가 되어 내열성 및 내약품성이 향상될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 프레플럭스의 내열성 및 내약품성 향상 방법은, 회로 형성 후의 프린트 배선판(1)을, 일반식(1), 바람직하게는 일반식(3)으로 표시되는 벤즈이미다졸 또는 벤즈이미다졸 유도체, 또는 일반식(2), 바람직하게는 일반식(4)로 표시되는 벤즈이미다졸 또는 벤즈이미다졸 유도체의 일례인주식회사상와 연구소 제품 도코트 H를 제2도에 나타낸 바와 같이 프레플럭스 처리(106)하여 프레플럭스를 동 또는 동합금 상에 반응시킨 다음, 산화 처리(107)를 하므로써 내열성 및 내약품성을 현저하게 향상시키는 방법이다.
상기 산화 처리는 프레플럭스 처리(106) 후의 가열 처리, 일례로 온도 100~150℃, 시간 1~10 분간의 처리로서, 미처리 경우와 비교하여 납땜 불량률이 1/7~1/30가 된다. 가열 처리 방법으로서는 프레플럭스 처리 후, 프린트 배선판(1)을 항온조 또는 컨베이어식 건조로 등을 사용하여 용이하게 실시할 수 있다.
또한, 산화 처리를 프레플럭스 처리 후 약액 처리, 일례로서 1% 농도의 과산화수소수(상온)로 5 분간 처리한 경우에도 효과가 있어, 납땜 불량률이 미처리 경우의 1/7로 되어 약액 처리에 의해 프레플럭스의 내열성 및 내약품성을 대폭 높일 수 있다.
그리고, 산화 처리에 사용되는 약액으로서는 Ca(ClO)2·3H2O의 2% 수용액을 사용해도 같은 효과가 얻어지며, 프레플러스 처리 후, 약액 처리조에 침지시키거나 또는 샤워 도포에 의해 용이하게 실시할 수 있다.
또한, 프레플럭스 처리 후, 프린트 배선판(1)을 오존 분위기에 노출시켜 산화 처리하여도 약액 처리시와 같은 효과를 얻을 수 있다. 이 처리는 오존 처리용 챔버 등을 사용하여 실시하여 내열성 및 내약품성을 현저히 향상시킬 수 있다.
또한, 산화 처리를 프린트 배선판(1)의 제조 공정에서 실시하지 않는 경우, 제2(a)도 및 제2(b)도에 나타낸 공정(112) 내지 공정(118) 및 공정(119) 내지 공정(125)에 의해 작성한 프린트 배선판에 전자 부품을 실장하는 공정으로 공기 중 또는 산소 분위기 중에서 가열하는 리플로 처리의 예비 가열 처리(일례로서, 120∼150℃, 1~5분의 처리)에 의해서도 제4도에 제시한 효과와 같은 효과가 얻어지며, 미처리 경우와 비교하여 납땜 불량률이 1/7~1/30로 되어 프린트 배선판의 내열성 및 내약품성이 대폭 향상될 수 있다.
즉, 제2(a)도에 나타낸 공정에서는 프레플럭스 처리(106)한 프린트 배선판(1)의 실장면에 땜납 크림을 도포(112)하고, 이것에 전자 부품을 실장(113)하여, 산소 분위기 내에서 원적외선 리플로 처리(114//0하고, 프린트 배선판(1)의 다른 실장면에 땜납 크림을 도포(115)하고 이것에 전자 부품을 실장(116)한 후, 리플로 납땜(117)을 하여 실장 프린트 배선판을 작성(118)한다.
또한, 제2(b)도에 나타낸 공정에서는 프레플럭스 처리(106)한 프린트 기판(1)의 실장면에 접착제를 도포(119)하고, 이것에 전자 부품을 실장(12)하고, 산소 분위기 내에서 원적외선 가열에 의한 접착제 열경화 처리(121)를 하며, 프린트 배선판(1)의 다른 실장면에 땜납 크림을 도포(122)하고, 이것에 전자 부품을 실장(123)한 후, 리플로 납땜(124)을 해서 실장 프린트 배선판을 작성(125)한다.
그리고, 제6도에는 원적외선 리플로 처리시의 온도 분포를, 제7도에는 베이퍼 리플로 처리시의 온도 분포를 각기 제시하였다. 이 원적외선 리플로 처리시의 온도 분포에 있어서 H로 나타낸 영역(예비 가열 처리한 일부 영역)에서 산화 처리가 행해진다.
다음에는 본 발명의 효과를 가열하기 위해 실시한 실험에 대해 기술한다.
실험에서는, 동 관통공 프린트 배선판을 사용하여주식회사상와 연구소 제품인 도코트 H로 프레플럭스 처리한 후, 150℃에서 5분간 산화 처리하고, 본 발명의 샘플 A를 작성하였다. 비교예로서 도코트 H로 프레플럭스 처리한 후, 산화 처리를 하지 않은 샘플 B, 및 일반적으로 많이 사용되고 있는 수지계 프레플럭스 처리를 한 샘플 C를 작성하였다.
샘플, A, B, C에 대해 내열성 및 내약품성을 평가하기 위해 퍼플로로카본의 기상(氣相) 중에서 리플로 처리조를 통과시키는 처리를 1~3회 실시하고, 상기 샘플을 플로딥 납땜하여 동 관통공부의 납땜접성을 평가하였다. 제10도에 열처리 회수와 납땜접성의 결과를 제시하였다. 산화 처리한 샘플 A는 무처리 샘플 B와 비교해서 납땜접성이 현저하게 향상되었으므로, 내열성 및 내약품성 면에서 산화 처리가 큰 효과가 있다. 수지계 프레플럭스를 사용한 샘플 C와 비교해도 큰 효과가 있다.
또한, 도코트 H의 프레플럭스를 사용하여 공기 분위기 중의 원적외선 리플로의 예비 가열 처리로 산화 처리를 한 경우의 샘플 A'와 수지계 프레플럭스 처리를 한 샘플 C'를 작성하고, 공기 분위기의 원적외선 리플로 처리조를 통과시키는 처리를 1~3회 한 경우의 결과를 제10도에 제시하였다.
원적외선 리플로 처리조에 통과시키는 처리를 1~3회 한 경우에도, 납땜접성이 대략 100%로 되어 커다란 효과가 얻어진다.
또한, 본 발명이 효과를 확인하기 위한 목적으로, 프린트 배선판의 양면에 표면 실장을 한 경우에 있어 실장되는 전자 부품에의 열적인 영향을 고려하여 베이퍼 리플로와 원적외선 리플로 공정을 조합하고, 리플로 작업 중의 땜납 수정 및 부품 교환성을 감안하여 하기에 나타낸 실험을 수행하였다.
프린트 배선판은주식회사상와 연구소 제품인 도코트 H를 사용하여 동(銅)상에 하기 조건 1~8의 공정으로 프레플럭스 처리를 하고, 마지막으로 플로딥 납땜 처리를 하여 납땜접성을 평가하였다. 여기서, 조건 1~4는 산화 처리를 하지 않고 리플로 처리를 한 것이고, 조건 5~8은 공기 분위기의 원적외전 리플로 처리 전에 온도 120~150℃, 시간 1~5 분간의 조건에서 수행한 가열 처리 형태로 산화 처리를 한 것이다.
조건 1 : 베이퍼 리플로 + 원적외선 리플로
조건 2 : 베이퍼 리플로 + 원적외선 리플로 + 원적외선 리플로
조건 3 : 베이퍼 리플로 + 베이퍼 리플로 + 원적외선 리플로
조건 4 : 베이퍼 리플로 + 베이퍼 리플로 + 원적외선 리플로 + 원적외선 리플로
조건 5 : 원적외선 리플로 + 베이퍼 리플로
조건 6 : 원적외선 리플로 + 원적외선 리플로 + 베이퍼 리플로
조건 7 : 원적외선 리플로 + 베이퍼 리플로 + 베이퍼 리플로
조건 4 : 원적외선 리플로 + 원적외선 리플로 + 베이퍼 리플로 + 베이퍼 리플로
제11도는 결과를 나타낸 것이다. 제11도에서 명백히 알 수 있는 바와 같이, 산화 처리를 하지 않는 조건 1~4는 리플로 처리조를 통과시키는 회수가 증가할수록 납땜접성이 나빠진다. 한편, 원적외선 리플로에 있어서의 예비 가열 처리로 산화 처리를 한 조건 5~8 중, 리플로 처리조를 통과시키는 처리를 3회 수행한 조건 5~7에서는 납땜접성이 99% 이상으로 대략 완전한 납땜접성을 갖고 있고, 또한 리플로 처리조를 통과시키는 처리를 4회 수행한 조건 8에서는 납땜접성이 95%로 되어 있다.
이와 같은 결과에서, 프린트 배선판(1)의 양면에 전자 부품을 실장하기 위해 리플로 납땜을 복수회 수행할 경우, 적어도 최초의 리플로를 산소 분위기 중에서 가열하는 원적외선 리플로로 하면 납땜이 유효하게 행해진다는 사실이 판명되었다.
따라서, 프린트 배선판의 양면에 표면 실장을 하는 고밀도 실장에 매우 유효하며, 리플로 땜납 수정이나 부품 교환상에도 충분한 효과가 얻어진다.
또한, 프린트 배선판(1)을 프레플럭스 처리한 다음, 산화 처리한 경우의 프린트 배선판(1)의 동 또는 동합금 관통공(5) 및 동 또는 동합금 패턴(6)의 표면에 벤즈이미다졸 동착체 피막(7)을 형성시키는 공정을 제12(a)도, 제12(b)도 및 제 12(c)도에 나타낸다.
즉, 동 또는 동합금 관통공(5) 및 동 또는 동합금 패턴(6)을 구비한 프린트 배선판(1)을 프레플럭스 처리하여 동 또는 동합금 관통공(5) 및 동 또는 동합금 패턴(6)의 표면에, 제12(b)도에 나타낸 바와 같이 일반식(3)으로 표시되는 2-알킬벤즈이미다졸 또는 2-알킬벤즈이미다졸 유도체, 또는 일반식(4)로 표시되는 2-페닐벤즈이미다졸 또는 2-페닐벤즈이미다졸 유도체의 피막(8)을 형성하고, 그 후의 산화 처리에 의해 제12(c)도에 나타낸 바와 같이 동 또는 동합금 관통공(5) 및 동 또는 동합금 패턴(6) 표면의 피막(8)을 벤즈이미다졸 동착체 피막(7)으로 전환시킨다.
여기서, 벤즈이미다졸 동착체 피막의 형성을 확인하기 위해 2-n-노닐벤즈이미다졸 0.5%, 유기산 30%, 동이온 100ppm을 물에 용해시킨 프레플럭스액을 사용하여 약 40℃에서 30~60초간 동판 표면을 침지 처리하고, 동표면의 피막 구조 변화에 대해 X선 광전자 분광법을 이용하여 분석하였다.
시료는, ① 2-n-노닐벤즈이미다졸(프레플럭스액의 주원료)
② 미처리 동판
③ 2-n-노닐벤즈이미다졸 처리 동판
④ 상기 ③의 시료를 120℃, 5분간 공기 중에서 가열 처리한 것.
⑤ 상기 ③의 시료를 230℃, 3분간 공기 중에서 가열 처리한 것.
을 사용하고, 분석 방법은 VG사 제품인 ESCALAB5를 사용하며, 측정 조건으로서
X 선원 : Alk α1.2
X 선 출력 : 10 KV, 20mA
분석기 모드 : constant analyzer energy(CAE) mode pass energy wide scan 50 eV narrow scan 20 eV
슬릿 : A4
진공도 : 1 × 10-9Torr
시료 : 양면 테이프로 시료대에 고정
횡축 보정 : 중성 탄소의 Cis 피크치를 284.6 eV로 설정
광전자의 검출 각도 : θ=90。(θ는 시료 표면에 대한 검출기의 경사 각도). X선 광전자 분광 분석 결과로부터 NIS 스펙트럼의 해석에 의해 이미다졸기인 -N=, -NH-, 및 벤즈이미다졸 동착체 ＞ N-Cu의정성 정량(定性定量) 평가를 하였다. 각 작용기의 존재량을 다음 표에 제시하였다.
벤즈이미다졸 유도체(2-n-노닐벤즈이미다졸)를 유효 성분으로 하고, 유기산 및 동이온을 포함하는 프레플럭스로 동표면에 형성시킨 피막은 동착체를 70% 생성 시켰으나 유리 이미다졸기 -N=, -NH-가 30% 잔존하고 있다. 산화 처리, 일례로서 120℃, 5분간의 공기 중에서의 가열 처리, 230℃, 3분간의 공기 중에서의 가열 처리시 유리 이미다졸기는 거의 존재하지 않게 되고, 벤즈이미다졸 동착체 생성량이 96%, 97%로 되어 착체 생성 반응이 완전히 진행되어서 벤즈이미다졸 동착체 피막으로 전환된다.
이와 같은 벤즈이미다졸 동착체 피막(7)의 형성시, 프린트 배선판(1) 상에 전자 부품을 표면 실장하는 리플로 납땜접성이 향상되는 현저한 효과가 얻어진다. 또한, 이것에 의해 프린트 배선판(1)의 실장 밀도를 향상시킬 수 있고, 전자 장치의 소형화에 기여할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명에 의하면, 일반식(1)로 표시되는 벤즈이미다졸 또는 벤즈이미다졸 유도체나 일반식(2)로 표시되는 벤즈이미다졸 또는 벤즈이미다졸 유도체를 사용하여 동 및 동합금 상에 프레플럭스 처리를 한 다음, 산화 처리를 하므로써 내열성 및 내약품성을 현저하게 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 프린트 기판에 의하면, 회로 형성 후의 프린트 배선판에 일반식(1) 또는 일반식(2)로 표시되는 프레플럭스를 도포한 다음, 산화 처리를 하고, 프린트 배선판의 실장면의 금속 표면에 산화막을 형성했으므로, 프린트 배선판 상에 전자 부품을 표면 실장하는 리플로 납땜접성이 향상된다고 하는 현저한 효과가 얻어진다. 또한, 이것에 의해 프린트 배선판의 실장 밀도를 향상시킬 수 있고, 전자장치의 소형화에 기여할 수 있다.
또한, 본 발명의 프린트 배선판의 제조 방법은 회로 형성 후의 프린트 배선판에 일반식(1) 또는 일반식(2)로 표시되는 프레플럭스를 도포한 다음 산화 처리를 하도록 했으므로, 납땜접성, 습윤성이 양호하며, 또한 작업 환경 및 안정성 면에서도 뛰어난 프린트 기판을 제조할 수 있다.
또한, 본 발명의 프린트 배선판의 제조 방법은 회로 형성후의 프린트 배선판에 일반식(1) 또는 (2)로 표시되는 프레플럭스를 도포한 다음, 공기 중 또는 산소 분위기 중에서 가열하는 리플로 처리를 하는 것을 특징으로 하며, 그리고 바람직하게는 리플로 처리는 적어도 제일 처음에 원적외선 리플로 처리를 하도록 하므로써, 상기 프린트 배선판의 제조 방법에 의한 효과에 더해서, 프린트 배선판의 제조 공정에서 프레플럭스 처리한 다음 별도의 산화 처리를 하지 않고, 리플로 처리로 프레플럭스를 산화시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 일반식(3)으로 표시되는 2-알킬벤즈이미다졸 또는 2-알킬벤즈이미다졸 유도체, 또는 일반식(4)로 표시되는 2-페닐벤즈이미다졸 또는 2-페닐벤즈이미다졸 유도체를 사용하여 동 및 동합금 상에 프레플럭스 처리를 한 다음, 산화 처리를 하므로써 내열성 및 내약품성을 현저하게 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 프린트 기판에 의하면 회로 형성 후의 프린트 배선판에 일반식(3) 또는 일반식(4)로 표시되는 프레플럭스를 도포한 후, 산화 처리를 하고, 프린트 배선판의 실장면에 금속 표면에 벤즈이미다졸 동착체 피막을 형성했으므로 프린트 배선판상에 전자 부품을 표면 실장하는 리플로 납땜접성이 향상되는 현저한 효과가 얻어진다. 또한, 이것에 의해 프린트 배선판의 실장 밀도를 향상시킬 수 있고, 전자 장치의 소형화에 기여할 수 있다.
또한, 본 발명의 프린트 배선판의 제조 방법은 회로 형성 후의 프린트 배선판에 일반식(3) 또는 일반식(4)로 표시되는 프레플럭스를 도포한 다음, 산화 처리를 하도록 했으므로, 납땜접성, 습윤성이 양호하며, 또한 작업 환경 및 안전성 면에서도 뛰어난 프린트 기판을 제조할 수 있다.
또한, 본 발명의 프린트 배선판의 제조 방법은 회로 형성 후의 프린트 배선판에 일반식(3) 또는 일반식(4)로 표시되는 프레플럭스를 도포한 다음, 공기 중 또는 산소 분위기 중에서 가열하는 리플로 처리를 하는 것을 특징으로 하며, 그리고 바람직하게는 리플로 처리는 적어도 제일 처음에 원적외선 리플로 처리를 하도록 하므로써, 상기 프린트 배선판의 제조 방법에 의한 효과에 더해서, 프린트 배선판의 제조 공정에서 프레플럭스 처리 후 별도의 산화 처리를 하지 않고 리플로 처리로 프레플럭스를 산화 시킬 수 있다.
본 발명은 그 바람직한 실시예에 관해서 설명했으나, 당업자라면 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않고 다른 변경을 할 수 있다는 것을 알 것이다.

Claims (9)

  1. 하기 일반식(1), (2), (3) 또는 (4) 중 어느 하나로 표시되는 이미다졸계 화합물을 유효 성분으로 함유하는 프레플럭스를 금속 표면에 도포한 다음, 80~150℃의 온도에서 1~10분간 가열하는 가열 처리, 약액 처리, 오존(O3)에 노출 시키는 노출 처리 중 어느 하나에 의해 산화 처리를 하는 것을 특징으로 하는 금속 표면의 처리 방법:
    (단, R1은 H 또는 탄소수 3~17의 알킬기, R2는 H 또는 탄소수 1~6의 알킬기, n 은 0~3임)
    (단, R3은 H 또는 탄소수 1~6의 알킬기, R4는 H 또는 탄소수 1~6의 알킬기, R5는 탄소수 0~7의 알킬기, n 은 0~3임)
    (단, R은 H 또는 탄소수 1~17의 알킬기, R'는 H 또는 탄소수 1~3의 알킬기임)
    (단, R''는 H 또는 탄소수 0~3의 알킬기임)
  2. 회로 형성 후의 프린트 배선판에 하기 일반식(1), (2), (3) 또는 (4) 중 어느 하나로 표시되는 이미다졸계 화합물을 유효 성분으로 함유하는 프레플렉스를 도포한 후, 80~150℃의 온도에서 1~10분간 가열하는 가열 처리, 약액 처리, 오존(O3)에 노출시키는 노출 처리, 또는 자외선 조사 처리 중 어느 하나에 의해 산화 처리를 하고, 상기 프린트 배선판의 실장면에 금속 표면에 벤즈이미다졸 동착체 피막을 형성시킨 것을 특징으로 하는 프린트 배선판:
    (단, R1은 H 또는 탄소수 3~17의 알킬기, R2는 H 또는 탄소수 1~6의 알킬기, n 은 0~3임)
    (단, R3은 H 또는 탄소수 1~6의 알킬기, R4는 H 또는 탄소수 1~6의 알킬기, R5는 탄소수 0~7의 알킬기, n 은 0~3임)
    (단, R은 H 또는 탄소수 1~17의 알킬기, R'는 H 또는 탄소수 1~3의 알킬기임)
    (단, R''는 H 또는 탄소수 0~3의 알킬기임)
  3. 회로 형성 후의 프린트 배선판에 하기 일반식(1), (2), (3) 또는 (4) 중 어느 하나로 표시되는 이미다졸계 화합물을 유효 성분으로 함유하는 프레플럭스를 도포한 다음, 공기 중 또는 산화 분위기 중에서 120~150℃의 온도로 1~5 분간 가열하는 리플로 처리를 수행하고, 상기 프린트 배선판의 실장면의 금속 표면에 벤즈이미다졸 동착체 피막을 형성시킨 것을 특징으로 하는 프린트 배선판:
    (단, R1은 H 또는 탄소수 3~17의 알킬기, R2는 H 또는 탄소수 1~6의 알킬기, n 은 0~3임)
    (단, R3은 H 또는 탄소수 1~6의 알킬기, R4는 H 또는 탄소수 1~6의 알킬기, R5는 탄소수 0~7의 알킬기, n 은 0~3임)
    (단, R은 H 또는 탄소수 1~17의 알킬기, R'는 H 또는 탄소수 1~3의 알킬기임)
    (단, R''는 H 또는 탄소수 0~3의 알킬기임)
  4. 상기 리플로 처리는 적어도 제일 처음에 원적외선 리플로 처리를 실시하는 것을 특징으로 하는 프린트 배선판.
  5. 회로 형성 후의 프린트 배선판에 벤즈이미다졸기 유도체 물질을 유효 성분으로 함유하는 프레플럭스를 도포한 다음, 80~150℃의 온도에서 1~10 분간 가열하는 가열 처리, 약액 처리, 오존(O3)에 노출시키는 노출 처리, 또는 자외선 조사 처리 중 어느 하나에 의해 산화 처리를 실시하고, 상기 프린트 배선판의 실장면의 금속 표면에 벤즈이미다졸 동착체 피막을 형성시킨 것을 특징으로 하는 프린트 배선판.
  6. 회로 형성 후의 프린트 배선판에 하기 일반식(1), (2), (3) 또는 (4) 중 어느 하나로 표시되는 이미다졸계 화합물을 유효 성분으로 함유하는 프레플럭스를 도포한 다음, 80~150℃의 온도에서 1~10분간 가열하는 가열 처리, 약액 처리, 오존(O3)에 노출시키는 노출 처리, 또는 자외선 조사 처리 중 어느 하나에 의해 산화 처리를 하는 것을 특징으로 하는 프린트 배선판의 제조 방법:
    (단, R1은 H 또는 탄소수 3~17의 알킬기, R2는 H 또는 탄소수 1~6의 알킬기, n 은 0~3임)
    (단, R3은 H 또는 탄소수 1~6의 알킬기, R4는 H 또는 탄소수 1~6의 알킬기, R5는 탄소수 0~7의 알킬기, n 은 0~3임)
    (단, R은 H 또는 탄소수 1~17의 알킬기, R'는 H 또는 탄소수 1~3의 알킬기임)
    (단, R''는 H 또는 탄소수 0~3의 알킬기임)
  7. 회로 형성 후의 프린트 배선판에 하기 일반식(1), (2), (3) 또는 (4) 중 어느 하나로 표시되는 이미다졸계 화합물을 유효 성분으로 함유하는 프레플럭스를 도포한 다음, 공기 중 또는 산소 분위기 중에서 120~150℃의 온도로 1~5 분간 가열하는 리플로 처리를 실시하는 것을 특징으로 하는 프린트 배선판의 제조 방법:
    (단, R1은 H 또는 탄소수 3~17의 알킬기, R2는 H 또는 탄소수 1~6의 알킬기, n 은 0~3임)
    (단, R3은 H 또는 탄소수 1~6의 알킬기, R4는 H 또는 탄소수 1~6의 알킬기, R5는 탄소수 0~7의 알킬기, n 은 0~3임)
    (단, R은 H 또는 탄소수 1~17의 알킬기, R'는 H 또는 탄소수 1~3의 알킬기임)
    (단, R''는 H 또는 탄소수 0~3의 알킬기임)
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 리플로 처리는 적어도 제일 처음에 원적외선 리플로 처리를 실시하는 것을 특징으로 하는 프린트 배선판의 제조 방법.
  9. 회로 형성 후의 프린트 배선판에 벤즈이미다졸기 유도체 물질을 유효 성분으로 함유하는 프레플럭스를 도포한 다음, 80~150℃의 온도에서 1~10 분간 가열하는 가열 처리, 약액 처리, 오존(O3)에 노출시키는 노출 처리, 또는 자외선 조사 처리 중 어느 하나에 의해 산화 처리를 실시하는 것을 특징으로 하는 프린트 배선판의 제조 방법.
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