KR100269830B1 - 구리표면 보호용 유기금속계 복합 피복물 - Google Patents

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Abstract

적층된 전자 회로판과 같은 기판의 구리함유 표면은 치환되거나 비치환된 벤즈이미다졸, 알킬이미다졸, 벤조트리아졸 및 알킬트리아졸로 이루어진 그룹으로부터 선택된 유기 화합물 및 땜납-습윤성 금속과 금속 땜납의 금속입자를 포함하는 유기금속계 피복물에 의해 보호된다. 금속입자는 귀금속 아세테이트, 아세틸아세토네이트 및 카보네이트와 같은 금속계 화합물로부터 그 자리에서 열에 의해 형성될 수 있다.

Description

구리표면 보호용 유기금속계 복합 피복물{ORGANIC-METALLIC COMPOSITE COATING FOR COPPER SURFACE PROTECTION}
구리 및 구리합금은 전자 공학적 용도에, 특히 인쇄 배선 회로판 및 인쇄 배선 회로카드에 대한 전도성 회로경로를 제공하는데 가장 통상적으로 사용되는 금속이다.
인쇄 배선 회로판 또는 인쇄 배선 회로카드는 흔히 회로요소 및 소자를 삽입하고 납땜하여 최종 제품에 사용하기 까지는 제조시점으로부터 1년이상의 상당히 장시간 동안 보관상태로 있게된다. 불행하게도, 구리 및 구리합금은 공기중에 존재하는 다양한 물질(예, 산소, 수증기, 이산화탄소, 염소 및 황)과 반응하는 경향이 있다. 이것은 다시 장기간에 걸쳐 구리 함유 물질의 납땜성의 저하를 초래한다. 이들 구리 함유 물질의 표면 부식을 방지하고, 구리 함유 물질의 납땜성을 보존하기 위하여 각종 방법이 제시되어 왔다. 예를 들면, 회로판 또는 회로카드 원제품을 완성한후 비교적 단시간내에 구리함유 물질의 표면상에 땜납을 도금하는 방법이 제안되었다. 이 방법은 회로판 및 회로카드의 납땜성을 보존하는데 효과적인 것으로 알려져 있지만, 이것은 또한 미세한 선으로된 고밀도 인쇄 배선 회로의 단락을 일으키는 부정적인 효과를 야기하는 시간 소비적이고 비용이 많이드는 방법이다.
납땜성을 보존하기 위해 사용되는 다른 통상적인 방법은 구리를 보호하기 위해 주석 침지법을 사용하는 것이다. 그러나, 이러한 방법은 비교적 비싸고, 주석은 비교적 높은 습도조건하에서 수증기에 의해 부식되기 쉽다.
또한, 구리의 부식을 억제하기 위해 각종 아졸물질을 사용하는 다수의 방법이 제안되어 왔다. 예를 들면, 미국 특허 제 3,933,531 호; 제 4,134,959 호; 제 4,123,562 호; 제 4,373,656 호; 제 4,395,294 호; 제 4,402,847 호는 구리를 처리하기 위해 아졸을 사용하는 각종 방법을 제시하고 있다. 그러나, 제공되는 보호 정도가 주석 침지법등의 보다 비싼 방법만큼 양호하지 않기 때문에 아졸 처리는 전반적으로 만족스럽지 않다.
표면 설치 조립 방법에서의 최근의 경향에 따라, 납땜 공정이 조립 라인상에서 수행될때까지 산화 및 부식으로부터 보호되어야하는 구리 패드 및 도금된 관통 구멍(PTHs)에 적합한 표면 피복물이 사용되어야 한다. 이들 경향은 1) 혼합(하이브리드) 기술의 사용; 2) 수차례의 가열 주기를 필요로하는 어셈블리; 3) 조립후 세정공정의 제거; 4) 덜 활성인 "비세정" 및 VOC가 없는 페이스트 및 용제의 사용; 5) 높은 VO 성분(미세 피치); 6) "비세정" 및 VOC가 없는 페이스트 및 용제의 사용; 7) 높은 VO 성분(미세 피치); 8) 땜납대신에 전기 전도성 접착제의 사용이다. 이들 변화를 유지하기 위해 구리표면에 사용되는 보호 피복물은 이들 모든 요구를 충족시키면서도 여전히 가격면에서 효율적인 물질(들)로 대체되어야 한다.
벤조트리아졸 및 핫 에어 솔더 레벨링(HASL)은 구리표면의 보호 및 구리표면의 납땜성 보호를 위해 전자산업에서 광범위하게 사용되는 피복물이다. 그러나, 벤조트리아졸은 다중 가열 주기를 견딜 수 없고, 게다가 HASL은 비쌀 뿐만 아니라 카드중에 열적 응력을 생성하여 랩핑 또는 IP 분리문제를 초래한다. HASL 처리된 카드는 또한 두께의 변화 및 땜납의 크라우닝(crowning) 때문에 표면의 동일한 평면성을 유지할 수 없다. 피복물 산업은 산화로부터 구리표면을 보호하고 다중 가열 주기동안 견딜 수 있는 이미다졸계 피복물을 개발하여 이들 문제에 대처하고 있다. 그러나, 이러한 피복물은 두껍고(0.3 내지 0.5μ), 덜 공격적인 "비세정" 용제를 사용할 때 웨이브 납땜 공정동안에 요구되는 납땜도 또는 모세관 작용을 획득하는데 문제를 야기한다. 이미다졸 피복물은 또한 소위 "베드 오브 네일(Bed of Nails)" 시험에서 하부에 놓이는 구리 표면에 접하는 프로브에 장벽을 형성하거나 반복 시험후에 절연 잔여물로 프로브의 끝을 피복함으로써 문제를 야기할 수 있다. 무전해 니켈의 상부상의 침지 금 또는 팔라듐의 금속계 피복물은 두꺼운 유기 피복물의 절연성 문제를 극복할 수 있지만, 이들은 보통 귀금속 가격이 비싸고 도금 공정이 느려 공정 비용이 많이 든다. 로진계 또는 수지계 피복물(예비용제)은 다중 가열 주기동안 결딜 수 있으나 용매 세정가능한 땜납 페이스트 및 용제를 요구하므로 환경 안전성 측면에서 바람직하지 않다.
기술 진보에 대한 요구를 충족시키기 위해 유기 피복물 및 금속 피복물 둘다의 장점을 결합시키고 전자공학적 구성요소들을 조립하는 동안에 피복 성능을 최적화시키는 개선된 피복물 및 피복방법이 필요하다.
발명의 개요
본 발명은 적어도 종래기술에 사용된 아졸 피복물만큼 부식의 억제에 효과적인, 구리 및 구리합금에 대한 유기 피복물을 제조하기 위한 방법 및 피복 조성물을 포함한다. 본 발명의 복합 피복 조성물은 치환되거나 비치환된 벤즈이미다졸, 알킬이미다졸, 벤조트리아졸 및 알킬트리아졸로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나이상의 유기 부식 억제 화합물, 및 주석-납 땜납을 포함하는 금속 땜납 또는 땜납-습윤성 금속으로 구성되는 금속입자를 포함한다. 복합 피복 조성물은 또한 유기용매 또는 수성용매, 및 산성계 알칼리 금속 비설파이트, 산성계 방향족 아민 및 에틸렌 글리콜로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나이상의 산소-포획제를 포함할 수 있다. 금속입자의 평균크기는 피복물의 두께에 필적하고, 바람직하게 약 0.2 내지 2μ, 더욱 바람직하게 0.5 내지 1μ이다. 땜납-습윤성 금속은 Pd, Sn, Ag, Au, Cu, Ni, Ni-피복된 Cu 및 Ni-Pd 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택된다. 금속 땜납은 전형적으로 약 62%의 주석 및 38%의 납을 함유하는 공융 땜납 혼합물이거나, 또는 약 60%의 주석 및 40%의 납을 함유하는 공융 땜납에 비교적 근접할 수 있다. Sn Bi계 땜납 및 Ag계 땜납이 통상적인 Sn-Pb 땜납 대신에 사용될 수 있다. 실제 금속입자대신에, 조성물은 가열시 땜납-습윤성 금속 입자를 생성시키는 금속 아세테이트, 아세틸아세토네이트 및 카보네이트로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나이상의 금속계 화합물을 포함할 수 있다.
구리 또는 구리합금을 포함하는 금속기판을 피복하기 위한 본 발명의 방법은 a) 치환되거나 비치환된 벤즈이미다졸, 알킬 이미다졸, 벤조트리아졸 및 알킬트리아졸로 이루어진 그룹으로부터 선택된 유기 부식 억제 화합물, 및 땜납-습윤성 금속 및 땜납으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 금속 입자를 포함하는 피복 조성물을 기판에 도포하는 단계; b) 피복된 표면을 물로 헹구는 단계; c) 조성물을 건조시키는 단계를 포함한다.
이러한 방법으로, 조성물은 유기 화합물중 금속 입자의 현탁액으로서 도포될 수 있거나, 또는 가열시 땜납-습윤성 금속 입자를 생성시키는 금속계 화합물을 포함할 수 있다. 후자의 경우에, 피복물은 피복된 기판을 보관하기 전에 입자를 생성하기 위해 가열될 수 있거나, 또는 납땜시에 가해진 열에 의해 금속 입자가 형성될 수 있다. 다르게는, 상기 조성물은 처음에 도포된 금속입자나 유기 화합물과는 별도로 금속입자 및 유기 화합물을 도포함으로써 자체적으로 형성될 수 있다. 금속표면은 PdCℓ 또는 SnCℓ와 같은 금속 할라이드로 "시드"될 수 있고, 이어서 현탁된 금속입자를 함유하는 유기 화합물중에 침지될 때 금속입자를 끌어당길 것이다.
상기 단계(a), (b), (c)이외에, 상기 방법은 바람직하게 적합한 세정제로 기판을 세정시키는 예비단계이후에 물로 헹구는 단계, 알칼리 금속 퍼설페이트와 같은 산화제로 미세에칭하는 단계, 황산과 같은 산으로 탈산소시키는 단계, 건조전에 물로 다시 헹구는 단계를 포함한다. 기판은 바람직하게 최종 헹굼이전에 벤조트리아졸과 같은 용액중에 침지된다.
본 발명은 또한 a) 치환되거나 비치환된 벤즈이미다졸, 알킬이미다졸, 벤조트리아졸 및 에틸트리아졸로 이루어진 그룹으로부터 선택된 유기 부식 억제 화합물로 착화된 구리의 내층, 및
b) 유기 화합물과, 땜납-습윤성 금속 및 땜납으로 이루어진 그룹으로부터의 금속입자를 포함하는 외층을 포함하는 표면 보호 피복물 및 구리를 포함하는 금속계 기판을 제공한다.
표면 보호 피복물은 피복물을 형성시킨후 임의의 시간에서 열, 용제 및 땜납을 사용하여 통상적인 방법으로 납땜될 수 있다. 피복물중 금속입자의 존재는 땜납으로부터 열을 흡수하고, 땜납의 모세관 흐름을 향상시킨다. 유기 피복물이 열분해됨으로써 금속입자가 형성될 수 있다.
전형적으로, 상기 방법은 벤즈이미다졸, 알킬이미다졸, 벤조트리아졸 및 알킬트리아졸로부터 선택된 유기 부식 억제 화합물 및 땜납-습윤성 금속과 땜납으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 금속입자를 포함하는 피복 조성물을 도포하여 회로판의 구리함유 표면을 보호하는 것을 포함한다.
본 발명은 구리함유 표면의 부식을 방지하는 방법, 특히 납땜에 의해 다른 성분들을 부착시키기 전에 상당한 시간동안의 보관이 요구되는 인쇄 배선 회로에 사용되는 구리 기판의 부식을 억제하기 위해 사용된다. 본 발명은 또한 본 발명의 방법에 의해 얻어지는 보호된 구리 제품에 관한 것이다.
도 1은 통상적인 유기 피복물로 피복된 전도성 구리 패드를 도시한다.
도 2는 도 1의 유기 피복된 패드의 표면 설치 기술(SMT) 납땜에 대한 재흐름 메카니즘을 도시한다.
도 3은 본 발명에 따르는 유기금속계 피복물로 피복된 도 1의 구리 패드를 도시한다.
도 4는 도 3의 유기금속계 피복된 패드의 SMT 납땜에 대한 재흐름 메카니즘을 도시한다.
도 5는 구리표면이 종래의 유기 피복물로 덮힌, 종래의 도금된 관통 구멍(PTH)를 도시한다.
도 6은 도 5의 도금된 관통 구멍에 삽입된 핀의 웨이브 납땜의 메카니즘을 도시한다.
도 7은 구리표면이 본 발명에 따르는 유기금속계 피복물로 덮힌 도금된 관통 구멍을 도시한다.
도 8은 구리표면이 본 발명에 따르는 유기금속계 피복물로 덮힌 도 7의 도금된 관통 구멍에 삽입된 핀의 웨이브 납땜의 메카니즘을 도시한다.
본 발명에 따라 부식으로부터 보호되는 표면은 전자공학적 구성요소의 제조에 통상적으로 사용되는 것과 같은 구리 및 구리합금 표면이다.
하기 기술되는 바와 같이, 유기 부식 억제 화합물은 하나이상의 벤즈이미다졸, 알킬이미다졸, 벤조트리아졸 또는 알킬트리아졸일 수 있다. 이들 화합물은 비치환된 형태일 수 있거나, 또는 저급알킬기, 할로기 또는 니트로기와 같은 통상적인 치환체로 치환될 수 있다.
벤즈이미다졸은 하기 화학식 1로 나타낸다:
Figure pct00001
상기식에서,
R1은 알킬기 또는 수소이고,
R2, R3, R4, R5는 각각 저급 알킬기, 할로겐원자, 니트로기 또는 수소원자이다.
특정 실례는 벤즈이미다졸, 2-메틸벤즈이미다졸, 5-메틸벤즈이미다졸, 5,6-디메틸벤즈이미다졸, 2-프로필-4,5-디메틸벤즈이미다졸, 2-부틸-5-니트로벤즈이미다졸, 2-펜틸-5,6-디클로로벤즈이미다졸 및 2-헵타데실-5-메틸벤즈이미다졸을 포함한다.
벤조트리아졸은 하기 화학식 2로 나타낸다:
Figure pct00002
상기식에서,
R1, R2, R3, R4는 화학식 1의 R2 내지 R5와 동일한 치환체이다. 특정 실례는 i-메틸벤조트리아졸 및 5-메틸벤조트리아졸을 포함한다.
알킬이미다졸은 하기 화학식 3으로 나타낸다:
Figure pct00003
상기식에서,
R1은 2 내지 약 5의 탄소수를 갖는 알킬기이고,
R2 및 R3는 화학식 1의 R2 내지 R5와 동일할 수 있다. 특정 실례는 2-아밀이미다졸, 2-헵틸이미다졸, 2-데실이미다졸, 2-운데실이미다졸, 2-도데실이미다졸, 2-트리데실이미다졸, 2-테트라데실이미다졸, 2-헵타데실이미다졸, 2-운데실-4-메틸이미다졸 및 2-헵타데실-4-메틸이미다졸을 포함한다.
알킬트리아졸은 하기 화학식 4로 나타낸다:
Figure pct00004
상기식에서,
R1은 1 내지 약 6의 탄소수를 갖는 알킬기이다. 특정 실례는 R1이 메틸 또는 에틸인 알킬트리아졸을 포함한다.
피복 조성물은 유기 화합물을 용해시키고 목적하는 점도, 바람직하게 약 1 내지 약 100cp를 제공하기 위해 적합한 유기용매 또는 수성용매를 함유할 수 있다. 유기 화합물을 용해시키도록 적합한 용매가 사용될 수 있다. 그러나, 장쇄 알킬기가 화합물중에 포함될 때 물 단독으로는 화합물을 용해시킬 수 없고, 유기용매 또는 물함유 유기용매가 사용되어야 한다. 적합한 유기용매는 저급알콜, 글리콜케톤, 방향족 탄화수소, 지방족 탄화수소 및 할로카본을 포함한다. 본 발명에 사용할 수 있는 바람직한 유기용매는 메탄올, 에탄올, 1-프로판올, 2-프로판올, 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 아세톤, 아세토니트릴, 디옥산, 피리딘, 루티딘, 벤젠, 톨루엔, n-헥산, 트리클로로에틸렌 및 사염화탄소를 포함하지만, 이들로 한정되는 것은 아니다.
피복물의 보호효과 이론은 완전히 명확하지는 않지만 미국 특허 제 3,933,531 호(콜트(colt) 2)에 개시되어 있는 하기의 메카니즘에 의거할 수 있다. 구리 또는 구리합금의 표면은 이미다졸(또는 트리아졸) 고리의 --HN--기와 반응할 수 있고, 몇가지 유형의 결합은 구리원자와 이미다졸 분자사이에서 형성된다. --NH--기는 고정점으로서 작용하는 것으로 보인다. 반응에 의해 생성되는 수소원자는 흡착 수소의 형태로 구리금속상에 흡착될 수 있다. 이어서, 다른 이미다졸 분자의 --NH--기는 구리표면에 부착된 이미다졸의 3급 질소와 결합될 수 있고, 이들 3급 질소 및 --NH--기는 수소결합에 의해 함께 고정된다. 또한, 이러한 수소결합이 존재하는 경우 알킬기의 미셀 형성을 보조할 수 있다. 따라서, 이미다졸이 일단 구리표면에 침착되거나 부착되면 추가의 이미다졸 분자는 점차적으로 수소결합 및 가능하게는 미셀 형성에 의해 부착된 이미다졸 분자에 차례로 유인되고, 구리표면은 박층의 이미다졸로 피복된다. 한편 상기 메카니즘은 기판의 표면에서 Cu+이온의 형성으로 설명될 수 있고, 상기 이온은 3차원이지만 얇은 Cu(I)-벤즈이미다졸 착체를 형성하기 위해 Cu 표면에서 흡착된 벤즈이미다졸 분자와 반응한다. 임의의 경우에, 필름은 기판에 부착성이고, 물 또는 알콜에 불용성이고, 약 1 내지 5의 가장자리 두께를 갖는다.
한편으로, 하기 상세하게 기술되는 바와 같이 금속입자를 함유하는 다량의 피복물은 구리에 부착되지 않고, 단지 내층상에 보호층으로 제공된다. 그의 두께는 부유된 금속입자의 크기에 비례한다.
조성물은 또한 선택적으로 산성계 알칼리 금속 비설파이트, 산성계 방향족 아민 및 에틸렌 글리콜로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나이상의 산소 포획제를 포함할 수 있다.
금속입자는 땜납-습윤성 금속 및 금속 땜납으로부터 선택된다. "땜납-습윤성"이란 용어는 용융된 땜납에 노출될 때 입자 스스로 용융됨이 없이 입자 표면이 땜납으로 다소 균일하게 덮히는 것을 의미한다. 한편으로, 땜납의 입자는 용융된 땜납 자체내에 흡수되는 경향이 있다. 이러한 땜납 습윤성 금속은 Pd, Sn, Ag, Au, Cu, Ni, Ni-도금된 Cu 및 Ni-Pd 합금을 포함하지만, 이들로 한정되는 것은 아니다. 주석-납 땜납은 약 3 내지 약 90중량%의 주석 및 약 10 내지 약 97중량%의 납을 포함할 수 있지만, 바람직하게는 약 62%의 주석 및 38%의 납의 공융 혼합물이다. Sn-Bi 및 Ag계 땜납이 또한 사용될 수 있다. 입자의 평균크기는 일반적으로 약 0.2 내지 2μ, 바람직하게는 약 0.5 내지 1μ으로 형성되는 외부 피복물의 두께에 필적하여야 한다.
금속입자는 가열시 땜납-습윤성 금속원소를 형성하는 금속계 화합물 또는 유기금속계 화합물을 사용하여 구리의 납땜성분에 대한 열처리에서도 신장하는 피복 조성물 및/또는 피복물중에서 자체적으로 열적 형성될 수 있다. 이러한 입자는 균일한 형태로 형성되고, 약 0.2 내지 약 2μ의 평균크기를 갖는다. 이러한 화합물은 귀금속 아세테이트, 귀금속 아세틸아세토네이트 및 귀금속 카보네이트를 포함한다. 특정 화합물은 팔라듐 아세테이트, 실버 아세틸아세토네이트 및 실버 카보네이트를 포함하지만 이들로 한정되는 것은 아니다.
피복 방법의 필수 단계는 유기 화합물 및 금속입자를 함유하는 피복 조성물을 도포한 다음 과잉의 피복물을 제거하기 위해 물로 헹구고 건조시키는 것이다. 그러나, 피복하기 전에 구리표면은 바람직하게 유기 오염물 및 구리의 광 산화물을 제거하기 위해 하나이상의 적합한 세정제로 세정하여 준비한다. 적합한 세정제는 과황산 나트륨 용액, 염산과 같은 무기산 조성물, 중탄산나트륨 및 탄산나트륨과 같은 염기성 전처리물을 포함한다. "큐텍(Cutek) HL41" 및 "아큐클린(Accuclean)" (엔톤 인코포레이티드(Enthone, Inc.)과 같이 특허된 세정제가 또한 사용될 수 있다. 엔톤 오엠아이 인코포레이티드(Enthone OMI Inc.)에서 시판중인 "엔텍(Entek)" 방법이 사용될 수 있다. 구리 표면을 더욱 습윤성으로 하기 위해 특허된 세정제 엔텍 클리너(Entek Cleaner) SC-IOIDE로 세정시키고 물로 헹군후에 기판을 엔텍 마이크로에치(Entek Microetch) ME-1020에 침지시켜 구리 표면을 조면화시킨다. 추가 헹굼후에 기판을 황산에 침지시켜 산화물을 제거하고 헹구고 벤조트리아졸 함유 엔텍(Entek) Cu-56용액에 침지시키고, 헹군다음 건조시킨다. 이러한 세정후에 기판 표면을 물로 헹구어야 한다. 이어서 기판 표면을 과황산나트륨과 같은 산화제로 미세에칭시켜 조면화시켜야 한다. 이어서 기판 표면을 황산과 같은 무기산에 침지시켜 탈산소시킨다. 이어서 기판을 바람직하게 벤조트리아졸과 같은 화합물 함유 용액에 침지시킨다(엔톤 인코포레이티드의 엔텍(ENTEK) Cu-56 용액). 최종적으로, 기판을 물로 헹구고 취입 건조시켜 수분을 제거한다.
구리-유기 착체를 표면상에 형성시키고 땜납-습윤성 금속입자의 분산액을 함유하는 유기 피복물을 표면상에 균일하게 형성시킬 수 있는 적합한 수단에 의해 피복 조성물을 도포할 수 있다. 침지, 브러싱, 분무를 포함하는 각종 수단에 의해, 유기 화합물중 금속입자의 분산액으로 표면을 피복할 수 있다. 다르게는, 상기 기술된 바와 같이 가열시 금속입자를 형성하는 유기 화합물 및 금속계 또는 유기 금속계 화합물의 용액을 동일한 방법으로 표면에 도포할 수 있다. 피복된 기판을 적절한 시간동안 가열하여 금속입자를 형성시킬 수 있거나, 또는 기판에 대한 땜납성분에 열을 가하여 금속입자가 그자리에서 국소적으로 형성될 수 있다.
유기 화합물을 피복처리하기 전이나 후에 금속입자를 기판상에 시드시킴으로써 금속입자 및 유기 화합물을 개별적으로 도포시킬 수 있다. 금속입자는 브러싱 또는 분무와 같은 적합한 수단에 의해 도포될 수 있지만, 바람직하게는 부착성을 확고히 하고 손실을 최소화하기 위해 정전기적 분무에 의해 도포된다. 금속입자는 초음파 교반을 포함하는 적합한 수단에 의해 유기 화합물 용액에 분산되어 유지될 수 있다.
하기의 비제한적인 가설적 실시예는 본 발명을 추가로 예시하기 위해 제공된다.
가설적 실시예 및 비교실시예
실시예 A: SMT 납땜
도 1은 구리패드(12)를 갖는 인쇄 배선 회로판 적층체(10)("FR4")를 도시한다. 벤즈이미다졸 등의 통상적인 유기 피복물을 도포하여 구리-유기 착체의 얇은 표면 피복물(14) 및 유기물의 두꺼운 표면 피복물(16)을 생성한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 땜납 페이스트(18)를 도포하고 가열할 때 땜납은 유기 피복물의 전체 두께를 통과하여 구리 표면에 도달한다. 도 3은 본 발명의 유기금속계 피복물로 피복된 유사 회로판(10) 및 구리 패드(12)를 도시한다. 구리-유기 착체의 동일한 박층(14)이 금속표면상에 형성되지만, 두꺼운 외층(15)은 분산된 금속입자(17)를 갖는다. 따라서, 도 4에 도시된 바와 같이, 땜납 페이스트(18)를 도포하고 가열할 때 유기물이 분해 및 결합됨으로써 용융된 땜납은 분산된 금속 입자를 쉽게 적시고 분산된 금속입자사이로 흐르며, 모세관 작용에 의해 구리표면에 도달하는 것이 촉진된다.
실시예 B: 도금된 관통 구멍의 웨이브 납땜
도 5는 회로판(10)중의 도금된 관통 구멍(20)을 도시한다. 구리층(22)은 구멍내부의 회로판의 테두리를 덮고, 구멍내부는 구리-유기 착체층(24) 및 두꺼운 유기물층(26)을 형성하는 통상적인 유기 피복물로 피복된다. 도 6에서, 금속 핀(28)이 도 5의 구멍으로 삽입되고 땜납 웨이브(30)가 아래로부터 도입되어 핀을 구멍내에서 납땜시킬 때, 땜납은 유기층을 통과하여 구리 표면에 도달해야 하고, 구체적으로는 표면장력 때문에 땜납 웨이브가 구멍의 표면과 핀사이의 공간내부로 매우 멀리까지 통과하지 못하기 때문에 문제가 발생한다. 도 7은 금속입자(34)를 갖는 본 발명의 유기금속계 피복물(32)로 피복된 회로판(10)중의 유사하게 도금된 관통 구멍(20)을 도시한다. 도 8에서, 땜납 웨이브(30)가 아래로부터 접촉될 때, 땜납은 금속입자와 결합하고 모세관 작용에 의해 금속입자와 핀(28)사이를 통과함으로써 구리표면까지 쉽게 도달한다. 상기 결과는 핀과 회로판중의 도금된 관통 구멍사이에 우수한 땜납 접합부를 제공하는 속성 납땜방법을 나타낸다.

Claims (10)

  1. 벤즈이미다졸, 알킬이미다졸, 벤조트리아졸 및 알킬트리아졸로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나이상의 유기 부식억제 화합물; Pd, Sn, Ag, Au, Cu, Ni-도금된 Cu 및 Ni-Pd 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 땜납-습윤성 금속 또는 금속 땜납을 포함하는 금속입자; 및 산성계 알칼리 금속 비설파이트, 산성계 방향족 아민 및 에틸렌 글리콜로 이루어진 그룹으로부터 선택된 산소-포획제를 포함하는, 구리함유 금속의 부식을 억제하기 위한 피복 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    탄소수 1 내지 6의 저급알콜, 글리콜 케톤, 방향족 탄화수소 및 물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나이상의 용매를, 조성물이 1 내지 100cp의 점도를 나타내는 양으로 추가로 포함하는 피복 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서,
    금속입자의 평균크기가 0.5 내지 1μ인 피복 조성물.
  4. 제 1 항에 있어서,
    가열시 땜납-습윤성 금속입자를 생성시키는 귀금속 아세테이트, 귀금속 아세틸아세토네이트 및 귀금속 카보네이트로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나이상의 유기금속계 화합물을 추가로 포함하는 조성물.
  5. a) 벤즈이미다졸, 알킬이미다졸, 벤조트리아졸 및 알릴트리아졸로 이루어진 그룹으로부터 선택된 유기 화합물, 및 Pd, Sn, Ag, Au, Cu, Ni-도금된 Cu 및 Ni-Pd 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 땜납-습윤성 금속과 Sn-Pb 땜납을 갖는 금속 땜납으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 금속입자를 포함하는 피복 조성물을 기판에 도포하는 단계;
    b) 피복된 표면을 물로 헹구는 단계; 및
    c) 건조시키는 단계를 포함하고,
    귀금속 아세테이트, 귀금속 아세틸아세토네이트 및 귀금속 카보네이트로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나이상의 금속계 화합물과 상기 유기 화합물의 용액을 도포한다음 상기 용액을 그 자리에서 가열하여 귀금속 입자를 형성시킴으로써 상기 피복 조성물을 도포하는, 구리 또는 구리 합금을 함유하는 금속기판의 피복방법.
  6. a) 벤즈이미다졸, 알킬이미다졸, 벤조트리아졸 및 알킬트리아졸로 이루어진 그룹으로부터 선택된 유기 부식억제 화합물로 착화된 구리의 내층, 및
    b) 상기 유기 화합물, 및 Pd, Sn, Ag, Au, Cu, Ni-도금된 Cu 및 Ni-Pd 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 땜납-습윤성 금속과 Sn-Pb 땜납을 갖는 금속 땜납으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 금속입자 및 산성계 알칼리 금속 비설파이트, 산성계 방향족 아민 및 에틸렌 글리콜로 이루어진 그룹으로부터 선택된 산소-포획제를 포함하는 외층에 의해 보호되는 하나이상의 표면을 갖는, 인쇄 배선 회로에 사용하기 위한 금속계 기판.
  7. 벤즈이미다졸, 알킬이미다졸, 벤조트리아졸 및 알킬트리아졸로 이루어진 그룹으로부터 선택된 유기 화합물, 및 Pd, Sn, Ag, Au, Cu, Ni-도금된 Cu 및 Ni-Pd 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 땜납-습윤성 금속과 Sn-Pb 땜납을 갖는 금속 땜납으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 금속입자를 포함하는 피복 조성물을 도포함으로써 회로판의 구리표면을 보호하는 방법으로서, 평균 크기가 0.2 내지 2.0μ인 상기 금속입자를 상기 회로판에 도포한다음 상기 유기 화합물을 그위에 도포함으로써 상기 조성물을 도포하여 회로판의 구리 표면을 보호하는 방법.
  8. a) 벤즈이미다졸, 알킬이미다졸, 벤조트리아졸 및 알릴트리아졸로 이루어진 그룹으로부터 선택된 유기 화합물, 및 Pd, Sn, Ag, Au, Cu, Ni-도금된 Cu 및 Ni-Pd 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 땜납-습윤성 금속과 Sn-Pb 땜납을 갖는 금속 땜납으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 금속입자를 포함하는 피복 조성물을 기판에 도포하는 단계;
    b) 피복된 표면을 물로 헹구는 단계;
    c) 건조시키는 단계를 포함하고,
    적합한 세정제로 상기 기판을 세정시키고, 물로 헹구고, 산화제로 미세에칭하고, 탈산소시키고, 물로 헹구고 건조시키는 예비단계를 추가로 포함하는, 구리 또는 구리합금을 함유하는 금속 기판의 피복방법.
  9. a) 벤즈이미다졸, 알킬이미다졸, 벤조트리아졸 및 알릴트리아졸로 이루어진 그룹으로부터 선택된 유기 화합물, 및 Pd, Sn, Ag, Au, Cu, Ni-도금된 Cu 및 Ni-Pd 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 땜납-습윤성 금속과 Sn-Pb 땜납을 갖는 금속 땜납으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 금속입자를 포함하는 피복 조성물을 기판에 도포하는 단계;
    b) 피복된 표면을 물로 헹구는 단계;
    c) 건조시키는 단계를 포함하고,
    상기 금속입자를 상기 기판에 도포한다음 상기 유기 화합물을 그위에 도포함으로써 상기 피복 조성물을 도포하는, 구리 또는 구리 합금을 함유하는 금속 기판의 피복방법.
  10. a) 벤즈이미다졸, 알킬이미다졸, 벤조트리아졸 및 알릴트리아졸로 이루어진 그룹으로부터 선택된 유기 화합물, 및 Pd, Sn, Ag, Au, Cu, Ni-도금된 Cu 및 Ni-Pd 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 땜납-습윤성 금속과 Sn-Pb 땜납을 갖는 금속 땜납으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 금속입자를 포함하는 피복 조성물을 기판에 도포하는 단계;
    b) 피복된 표면을 물로 헹구는 단계; 및
    c) 건조시키는 단계를 포함하고,
    상기 조성물이 상기 유기 화합물중에 금속입자의 현탁액으로서 도포되는, 구리 또는 구리 합금을 함유하는 금속 기판의 피복방법.
KR1019970708764A 1996-04-18 1996-04-19 구리표면 보호용 유기금속계 복합 피복물 KR100269830B1 (ko)

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