KR20070019764A - 납땜 동안 구리 표면에 사용하기 위한 페닐나프틸이미다졸 - Google Patents

납땜 동안 구리 표면에 사용하기 위한 페닐나프틸이미다졸 Download PDF

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Abstract

다음 화학식 I의 신규한 페닐나프틸이미다졸 화합물을 함유하는 표면 처리제를 구리 또는 구리 합금의 표면과 접촉시킨다.
화학식 I
Figure 112006091164023-PCT00020
위의 화학식 I에서,
A1이 페닐 그룹인 경우, A2는 1-나프틸 그룹 또는 2-나프틸 그룹이고, A1이 1-나프틸 그룹 또는 2-나프틸 그룹인 경우, A2는 페닐 그룹이며,
R은 수소 원자 또는 메틸 그룹이다.
페닐나프틸이미다졸, 표면 처리제, 구리 또는 구리 합금, 납땜, 인쇄 배선판

Description

납땜 동안 구리 표면에 사용하기 위한 페닐나프틸이미다졸{Phenylnaphthylimidazoles for use on copper surfaces during soldering}
본 발명은 다음 화학식 I의 신규한 페닐나프틸이미다졸 화합물; 전자 부품 등을 납땜하는 동안에 인쇄 배선판의 구리 또는 구리 합금에 사용되는 표면 처리제; 구리 또는 구리 합금의 표면 처리방법; 인쇄 배선판; 및 납땜방법에 관한 것이다.
Figure 112006091164023-PCT00001
위의 화학식 I에서,
A1이 페닐 그룹인 경우, A2는 1-나프틸 그룹 또는 2-나프틸 그룹이고, A1이 1-나프틸 그룹 또는 2-나프틸 그룹인 경우, A2는 페닐 그룹이며;
R은 수소 원자 또는 메틸 그룹이다.
최근에, 고밀도 표면 설치 기술이 광범위하게 채택되고 있다. 이러한 표면 설치 기술은 다른 것들 중에서, 칩 타입 부품이 땜납 부품 사용과 함께 결합되는 양측 표면 설치 기술, 및 땜납 페이스트를 사용하는 칩 타입 부품의 표면 설치 기술 및 별개 부품의 구멍을 통한 설치 기술의 병행인 혼성 설치 기술로 분류된다. 어떠한 설치방법에서도, 인쇄 배선판은 둘 이상의 납땜 단계에 적용하고, 따라서 이는 고온에 노출되어 극심한 열 처리를 초래한다.
산화물 막 형성은 인쇄 배선판의 회로 부품을 구성하는 구리 또는 구리 합금의 표면을 가열함으로써 촉진되고, 따라서 회로 부품의 표면은 우수한 납땜성을 유지시키지 못한다.
인쇄 배선판의 구리 회로 부품을 공기 산화로부터 보호하기 위해서, 일반적으로 회로 부품의 표면에 표면 처리제를 사용하여 화학 층을 형성시킨다. 그러나 우수한 납땜성은 화학 층이 변성되는(즉, 분해되는) 것을 방지함으로써 유지시켜 구리 회로 부품이 다수 주기의 열 처리된 후까지 구리 회로 부품을 보호하는 것이 필수적이다.
주석-납 합금 공융 땜납은 전자 부품을 인쇄 배선판 등에 설치하기 위해 통상적으로 사용되었다. 그러나 최근에는, 땜납 합금에 함유된 납이 인체에 역효과를 주며, 따라서 납-유리된 땜납의 사용이 필요하다는 관심사가 전개되고 있다.
따라서, 다양한 납-유리된 땜납이 고려되고 있다. 예를 들면, 납-유리된 땜납이 제안되었으며, 여기에서 하나 이상의 금속(예: 은, 아연, 비스무트, 인듐, 안티몬, 구리 등)을 주석의 비금속(base metal)에 첨가한다.
통상적으로 사용되는 납-주석 공융 땜납은 기판, 특히 구리의 표면에서 습윤성이 우수하며, 따라서 구리에 강하게 접착하여 높은 신뢰도를 초래한다. 대조적 으로, 납-유리된 땜납은 구리 표면에서 습윤성에 있어서 통상적으로 사용되는 주석-유리된 땜납보다 열등하며, 따라서 공극 및 다른 결합 결함에 기인하여 불량한 땜납성 및 낮은 결합 강도를 나타낸다.
따라서, 납-유리된 땜납을 사용하는 경우, 우수한 땜납성을 갖는 땜납 합금 및 납-유리된 땜납과 함께 사용하기에 적합한 융제를 선택하는 것이 필수적이다. 구리 또는 구리 합금의 표면에서 산화를 방지하는 데에 사용하기 위한 표면 처리제는 또한, 납-유리된 땜납의 습윤성 및 땜납성을 개선시키기 위한 기능을 갖는 것이 필요하다.
많은 납-유리된 땜납은 높은 융점, 및 통상적으로 사용되는 주석-납 공융 땜납보다 약 20 내지 약 50℃ 이상 높은 납땜 온도를 갖는다. 따라서, 납-유리된 땜납으로 납땜하는 공정에 사용하기 위한 표면 처리제는 우수한 내열성을 갖는 화학 층을 형성시킬 수 있는 특성을 갖는다.
이들 표면 처리제의 활성 성분으로서, 다양한 이미다졸 화합물이 제안되었다. 예를 들면, 일본 특허공보 제(소)46-17046호에는 2-알킬이미다졸 화합물(예: 2-운데실이미다졸)이 기재되어 있고; 일본 공개특허공보 제(평)4-206681호에는 2-아릴이미다졸 화합물(예: 2-페닐이미다졸 및 2-페닐-4-메틸이미다졸)이 기재되어 있고; 일본 공개특허공보 제(평)5-25407호에는 2-알킬벤즈이미다졸 화합물(예: 2-노닐벤즈이미다졸)이 기재되어 있고; 일본 공개특허공보 제(평)5-186888호에는 2-아르알킬벤즈이미다졸 화합물(예: 2-(4-클로로페닐메틸)벤즈이미다졸)이 각각 기재되어 있다.
그러나, 이러한 이미다졸 화합물을 함유하는 표면 처리제를 사용하는 경우, 구리 표면에 형성된 화학 층의 내열성은 아직 만족스럽지 않다. 또한, 납땜에서, 땜납 습윤성이 충분하지 않아 우수한 납땜성을 수득할 수 없게 된다. 특히, 납-유리된 땜납을 공융 땜납 대신에 사용하여 납땜을 수행하는 경우, 상기 표면 처리제를 실제적 사용에 투입하기가 곤란하다.
발명의 요약
상기 상황을 고려하여, 본 발명에 만들어졌다. 본 발명의 목적은 신규한 페닐나프틸이미다졸 화합물을 제공하고, 표면 처리제 및 표면 처리방법을 제공하고, 이 표면 처리제는 공융 납땜납 또는 납-유리된 납땜납을 사용하여 인쇄 배선판에 전자 부품 등을 설치함에 있어서, 인쇄 배선판 등의 회로 부품을 구성하는 구리 또는 구리 합금의 표면에서 우수한 내열성을 갖는 화학 층을 동시에 형성하고, 땜납에 대한 습윤성을 개선시키고, 납땜성을 우수하게 만든다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 구리 회로 부품을 구성하는 구리 또는 구리 합금의 표면을 상기 표면 처리제와 접촉시켜 수득된 인쇄 배선판을 제공하고, 구리 또는 구리 합금의 표면을 상기 표면 처리제와 접촉시킨 후, 공융 땜납 또는 납-유리된 땜납을 사용하여 납땜을 수행함에 의한 납땜방법을 제공하는 것이다.
상기 문제를 해결하기 위해서, 본 발명자들은 광범위하고 집중적으로 연구하였다. 결과로서, 상기 화학식 I의 신규한 페닐나프틸이미다졸 화합물을 활성 성분으로서 함유하는 표면 처리제를 구리 또는 구리 합금의 표면과 접촉시킴으로써, 본 발명의 목적을 성취하고 본 발명의 수행을 유도할 수 있음을 밝혀냈다.
본 발명에 따르는 신규한 페닐나프틸이미다졸 화합물을 함유하는 표면 처리제는 인쇄 배선판 등의 회로 부품을 구성하는 구리 또는 구리 합금의 표면에서 우수한 내열성을 갖는 화학 층을 형성할 수 있을 뿐만 아니라 대상 표면에 대한 공융 땜납 및 납-유리된 땜납의 습윤성을 상당히 개선시키고 납땜성을 양호하게 만들 수 있다.
또한, 본 발명에 따르는 납땜방법은 유해 금속인 납을 함유하지 않는 땜납을 사용할 수 있게 하므로, 환경 보호의 관점에서 유용하다.
본 발명을 수행하기 위한 최선의 방법은 다음에 기재되어 있다.
본 발명에 따르는 페닐나프틸이미다졸 화합물을 다음을 포함한다:
2-페닐-4-(1-나프틸)이미다졸,
2-페닐-4-(2-나프틸)이미다졸,
2-페닐-4-(1-나프틸)-5-메틸이미다졸,
2-페닐-4-(2-나프틸)-5-메틸이미다졸,
2-(1-나프틸)-4-페닐이미다졸,
2-(2-나프틸)-4-페닐이미다졸,
2-(1-나프틸)-4-페닐-5-메틸이미다졸, 및
2-(2-나프틸)-4-페닐-5-메틸이미다졸.
본 발명에 따르는 페닐나프틸이미다졸 화합물은 공지된 방법에 따라 합성할 수 있다. 즉, 본 발명에 따르는 페닐나프틸이미다졸 화합물 중에서, 2-페닐-4-나프틸이미다졸 화합물로 분류되는 화합물(여기에서, 이들의 이미다졸 환의 2-위치 및 4-위치는 페닐 그룹 및 나프틸 그룹에 의해 각각 치환된다), 즉, 2-페닐-4-(1-나프틸)-이미다졸, 2-페닐-4-(2-나프틸)-이미다졸, 2-페닐-4-(1-나프틸)-5-메틸이미다졸, 및 2-페닐-4-(2-나프틸)-5-메틸이미다졸은, 예를 들면, 다음 반응식에 도시된 바와 같이, 2-할로겐화 나프틸알킬케톤 화합물 및 벤즈아미딘 화합물을 가열하에 유기 용매 중에서 탈수소할로겐화제의 존재하에 반응시켜 합성할 수 있다.
Figure 112006091164023-PCT00002
위의 반응식에서, X는 염소 원자, 브롬 원자 또는 요드 원자를 나타내고; R은 수소 원자 또는 메틸 그룹을 나타낸다.
상기 반응식에 도시된 반응에서, 사용되는 벤즈아미딘 화합물의 양은, 2-할로겐화 나프틸알킬케톤 화합물을 기준으로 하여, 바람직하게는 0.8 내지 1.5배의 몰 비로, 더욱 바람직하게는 0.9 내지 1.1배의 몰 비로 존재할 수 있다. 사용되는 탈수소할로겐화제의 양은, 2-할로겐화 나프틸알킬케톤 화합물을 기준으로 하여, 바람직하게는 1 내지 10 당량 배의 비율이다.
상기 2-할로겐화 나프틸알킬케톤 화합물의 예는 ω-브로모-1-아세토나프톤, ω-브로모-2-아세토나프톤, 2-브로모-1'-프로피오나프톤, 2-브로모-2'-프로피오나프톤, ω-클로로-1-아세토나프톤, ω-요오도-1-아세토나프톤, 2-클로로-1'-프로피오나프톤 및 2-요오도-2'-프로피오나프톤을 포함한다.
이들 2-할로겐화 나프틸알킬케톤 화합물 중에서, ω-브로모-2-아세토나프톤은 시약으로서 사용할 수 있다. 또한, ω-브로모-2-아세토나프톤 이외의 다른 화합물에 대하여, 예를 들면, 나프틸알킬케톤 화합물을 2-위치에서 할로겐화시켜 합성된 것을 사용할 수 있다. 2-위치에서 할로겐화에 대하여, 2-위치에서 염소화 및 2-위치에서 요드화가 가능하지만, 나프틸알킬케톤 화합물 1mole을 브롬 1mole과 반응시키기 위한 2-위치에서 브롬화가 가장 간단하다.
나프틸알킬케톤 화합물 중에서, 아세토나프톤 화합물의 예는 1-아세토나프톤 및 2-아세토나프톤을 포함하며, 이들은 둘다 공지되어 있고 용이하게 입수할 수 있다.
나프틸알킬케톤 화합물 중에서, 프로피오나프톤 화합물의 예는 1-프로피오나프톤 및 2-프로피오나프톤을 포함한다. 1-프로피오나프톤은, 예를 들면, 나프탈렌과 염화프로피오닐·염화알루미늄을 용매로서 1,2-디클로로에탄 등을 사용하여 반응시킴으로써 수득할 수 있다(이후에 기재되는 참조 실시예 1을 참고).
2-프로피오나프톤은, 예를 들면, 2-나프토니트릴과 브롬화에틸마그네슘 등을 반응시키고 반응 혼합물을 강산성 조건하에 가수분해시켜 수득할 수 있다(이후에 기재되는 참조 실시예 2를 참고).
벤즈아미딘 화합물의 예는 벤즈아미딘; 벤즈아미딘의 유기산염(예: 벤즈아미딘 아세테이트); 및 벤즈아미딘의 무기산염(예: 벤즈아미딘 염산염)을 포함한다.
탈수소할로겐화제로서, 공지된 화합물은 제한 없이 사용할 수 있다. 이러한 탈수소할로겐화의 예는 무기 알칼리(예: 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화칼슘, 탄산나트륨, 탄산칼륨, 중탄산나트륨 및 중탄산칼륨); 유기 염기(예: 트리에틸아민 및 1,8-디아자비사이클로[5.4.0]-7-운데센(DBU); 및 금속성 알콕사이드 화합물(예: 나트륨 메톡사이드 및 칼륨 t-부톡사이드)을 포함한다.
반응 용매로서, 공지된 화합물은 이들이, 예를 들면, 2-할로겐화 나프틸알킬케톤 화합물 및 벤즈아미딘 화합물을 용해시킬 수 있는 한, 제한 없이 사용할 수 있으며, 반응에 참여하지 않는다. 적합한 용매의 예는 알콜(예: 에탄올 및 이소프로필 알콜); 탄화수소(예: 헥산 및 톨루엔); 할로겐화 탄화수소(예: 클로로포름 및 클로로벤젠); 에스테르(예: 에틸 아세테이트); 니트릴(예: 아세토니트릴); 에테르(예: 테트라하이드로푸란 및 디옥산); 아미드(예: 디메틸포름아미드(DMF) 및 디메틸아세트아미드(DMAC)); 및 이외에, 디메틸 설폭사이드(DMSO)를 포함한다.
반응 온도는 바람직하게는 실온 내지 환류 온도이며; 반응 시간은 바람직하게는 1 내지 10시간이다. 반응은 일반적으로 대기압에서 수행할 수 있다.
상기 반응 조건에서 2-페닐-4-나프틸이미다졸 화합물은 예를 들면, 다음 분리 작업에 의해 제거할 수 있다. 즉, 반응이 완결된 후, 목적하는 조 물질은, 예를 들면, 다량의 물을 수득된 반응 혼합물 또는 농축물에 첨가함으로써 고체로서 수득할 수 있으며, 이로부터 용매는 반응 혼합물로부터 증류 제거된다. 이러한 조 물질은 재결정 작업 등에 의해 정제시킬 수 있다.
본 발명에 따르는 페닐나프틸이미다졸 화합물 중에서, 2-나프틸-4-페닐이미다졸 화합물로 분류되는 화합물(여기에서, 이들의 이미다졸 환의 2-위치 및 4-위치는 나프틸 그룹 및 페닐 그룹에 의해 각각 치환되고, 5-위치는 치환되지 않는다), 즉, 2-(1-나프틸)-4-페닐이미다졸 및 2-(2-나프틸)-4-페닐이미다졸은, 예를 들면, 다음 반응식에 도시된 바와 같이, 나프트알데히드 화합물, 2-아세톡시아세토페논, 암모니아 및 구리(II) 아세테이트를 가열하에 수용성 유기 용매(예: 알콜) 중에서 반응시켜 합성할 수 있다.
Figure 112006091164023-PCT00003
상기 반응식에 도시된 반응에서, 사용되는 2-아세톡시아세토페논의 양은, 나프트알데히드 화합물을 기준으로 하여, 바람직하게는 0.8 내지 1.5배의 몰 비로, 더욱 바람직하게는 0.9 내지 1.1배의 몰 비로 존재할 수 있다. 사용되는 암모니아의 양은 바람직하게는, 나프트알데히드 화합물을 기준으로 하여, 바람직하게는 10 내지 50배, 더욱 바람직하게는 20 내지 30배의 몰 비로 존재할 수 있다. 사용되는 구리(II) 아세테이트의 양은, 나프트알데히드 화합물을 기준으로 하여, 1 내지 5배, 더욱 바람직하게는 2 내지 3배의 몰 비로 존재할 수 있다.
2-아세톡시아세토페논은, 예를 들면, 2-클로로아세토페논과 아세트산칼륨을 반응시켜 수득할 수 있다(이후에 기재되는 참조 실시예 3을 참고). 또한, 나프트알데히드 화합물은 1-나프트알데히드 및 2-나프트알데히드를 포함하며, 이들 화합물은 공지되어 있고 용이하게 입수할 수 있다.
반응 용매의 예는 알콜(예: 메탄올, 에탄올, 프로판올 및 이소프로판올), 아세토니트릴 및 테트라하이드로푸란을 포함한다.
반응 온도는 바람직하게는 50 내지 80℃이고; 반응 시간은 바람직하게는 1 내지 10시간이다. 반응은 일반적으로 대기압에서 수행할 수 있다.
상기 반응 조건에서 형성되는 2-나프틸-4-페닐이미다졸 화합물은, 예를 들면, 다음 분리 작업에 의해 제거할 수 있다. 즉, 반응이 완결된 후, 침전을 여과하여 수집하고, 침전을 메탄올에 현탁시킨다. 다음에, 나프트알데히드 화합물을 기준으로 하여, 0.5 내지 0.8배 몰량의 나트륨 하이드로설파이드를 이 메탄올 현탁액에, 나트륨 하이드로설파이드가 더 이상 소비되지 않을 때까지, 점진적으로 첨가하고; 침전된 황화구리를 여과하고; 메탄올을 진공 중에 증류 제거하고; 잔사를 물로 헹구고, 이에 의해 목적하는 조 물질을 고체로서 수득할 수 있다. 이러한 조 물질은 재결정 작업 등에 의해 정제시킬 수 있다.
본 발명에 따르는 페닐나프틸이미다졸 화합물 중에서, 2-나프틸-4-페닐-5-메틸이미다졸 화합물로 분류되는 화합물(여기에서, 이들의 이미다졸 환의 2-위치, 4-위치 및 5-위치는 나프틸 그룹, 페닐 그룹 및 메틸 그룹에 의해 각각 치환된다), 즉, 2-(1-나프틸)-4-페닐-5-메틸이미다졸 및 2-(2-나프틸)-4-페닐-5-메틸이미다졸은, 예를 들면, 다음 반응식에 도시된 바와 같이, 나프틸알데히드 화합물, 1-페닐-1,2-프로판디온 및 아세트산암모늄을 아세트산 중에서 가열하에 반응시켜 합성할 수 있다.
Figure 112006091164023-PCT00004
상기 반응식에 도시된 반응에서, 사용되는 1-페닐-1,2-프로판디온의 양은, 나프트알데히드 화합물을 기준으로 하여, 바람직하게는 0.8 내지 1.5배의 몰 비로, 더욱 바람직하게는 0.9 내지 1.1배의 몰 비로 존재할 수 있다. 사용되는 아세트산암모늄의 양은, 나프트알데히드 화합물을 기준으로 하여, 바람직하게는 2 내지 10배, 더욱 바람직하게는 4 내지 6배의 몰 비로 존재할 수 있다.
이 반응에 사용되는 나프트알데히드 화합물은 1-나프트알데히드 및 2-나프트알데히드를 포함하며, 이들 화합물은 이전에 기재된 바와 동일하다.
반응 온도는 바람직하게는 80℃ 내지 환류 온도이고, 반응 시간은 바람직하게는 1 내지 10시간이다. 반응은 일반적으로 대기압에서 수행할 수 있다.
상기 반응 조건에서 형성되는 2-나프틸-4-페닐-5-메틸이미다졸 화합물은, 예를 들면, 다음 분리 작업에 의해 제거할 수 있다. 즉, 반응이 완결된 후, 아세트산을 반응 혼합물로부터 증류 제거하여 수득된 반응 혼합물 또는 잔사 및 이에 함유된 아세트산에 대해 과량의 알칼리제(예: 수산화나트륨, 탄산나트륨 및 암모니아)를 물에 용해시키고 혼합하여, 목적하는 조 물질을 침전시킬 수 있다. 이러한 조 물질은 재결정 작업 등에 의해 정제시킬 수 있다.
페닐나프틸이미다졸 화합물은 적합한 케리어(예: 물 또는 유기 용매)에 용해되어 표면 처리제를 형성할 수 있다.
페닐나프틸이미다졸 화합물은, 예를 들면, 표면 처리제 중에 0.01 내지 10중량%, 바람직하게는 0.1 내지 5중량%의 양으로 함유될 수 있다. 이미다졸 화합물의 함량이 0.01중량% 미만인 경우, 구리의 표면에 형성되는 화학 층의 막 두께가 너무 얇아 구리 표면의 산화가 방지되지 못하게 될 수 있다. 한편, 10중량%를 초과하는 경우, 표면 처리제 중의 이미다졸 화합물은 용해되지 않고 남아 균질한 수용액이 형성되지 못하게 될 수 있다.
이미다졸 화합물을 물에 용해시킴에 있어서(수용액의 형성), 유기산 또는 무기산을 산으로 사용할 수 있지만, 소량의 유기 용매를 동시에 사용할 수 있다. 사용되는 유기산의 대표적 예는 포름산, 아세트산, 프로피온산, 부티르산, 글리옥실산, 피루브산, 아세토아세트산, 레불린산, 헵타노산, 카프릴산, 카프르산, 라우르산, 글리콜산, 글리세르산, 락트산, 아크릴산, 메톡시아세트산, 에톡시아세트산, 프로폭시아세트산, 부톡시아세트산, 2-(2-메톡시에톡시)아세트산, 2-[2-(2-에톡시에톡시)에톡시]아세트산, 2-{2-[2-(2-에톡시에틸)에톡시]에톡시}아세트산, 메톡시프로피온산, 에톡시프로피온산, 프로폭시프로피온산, 부톡시프로피온산, 벤조산, p-니트로벤조산, p-톨루엔설폰산, 살리실산, 피크르산, 옥살산, 석신산, 말레산, 푸마르산, 타타르산 및 아디프산을 포함하고, 무기산의 예는 염산, 인산, 황산 및 질산을 포함한다.
이러한 산은, 수용액을 기준으로 하여, 0.1 내지 50중량%, 바람직하게는 1 내지 30중량%의 양으로 첨가할 수 있다.
또한, 유기 용매의 예는 저급 알콜(예: 메탄올, 에탄올 및 이소프로판올), 또는 아세톤, N,N-디메틸포름아미드, 및 에틸렌 글리콜 등을 포함하며, 이들은 물과 용이하게 혼화되어 섞인다.
본 발명의 표면 처리제에, 금속염을 첨가할 수 있다. 구리 화합물이 금속염으로서 사용되는 경우, 구리 또는 구리 표면에서 화학 층의 형성 속도를 빠르게 할 수 있다. 또한, 아연 화합물이 금속염으로서 사용되는 경우, 화학 층의 내열성을 추가로 증진시킬 수 있다.
구리 화합물의 대표적 예는 아세트산구리, 염화제1구리, 염화제2구리, 브롬화제1구리, 브롬화제2구리, 요드화구리, 수산화구리, 인산구리, 황산구리 및 질산구리를 포함하고; 아연 화합물의 대표적 예는 산화아연, 포름산아연, 아세트산아연, 옥살산아연, 락트산아연, 시트르산아연, 황산아연, 질산아연 및 인산아연을 포함한다. 이들 금속 염은 단독으로 또는 이들 중 둘 이상 종류의 배합으로 사용할 수 있다. 금속 염은 표면 처리제 중에 0.01 내지 10중량%, 바람직하게는 0.02 내지 5중량%의 양으로 첨가할 수 있다.
이러한 구리 화합물 또는 아연 화합물이 사용되는 경우, 완충 작용을 갖는 물질(예: 암모니아, 모노에탄올아민, 디에탄올아민 및 트리에탄올아민)을 유기산 또는 무기산 이외에 첨가함으로써 용액의 pH를 안정화시키는 것이 바람직할 수 있다.
화학 층의 형성 속도 및 막의 내열성을 추가로 증진시키기 위해서, 할로겐 화합물은 본 발명에 따르는 표면 처리제에 첨가할 수 있다. 할로겐 화합물의 예는 불화나트륨, 불화칼륨, 불화암모늄, 염화나트륨, 염화칼륨, 염화암모늄, 브롬화나트륨, 브롬화칼륨, 브롬화암모늄, 요드화나트륨, 요드화칼륨 및 요드화암모늄을 포함한다. 이들 할로겐 화합물은 단독으로 또는 이들 중 둘 이상 종류의 배합으로 사용할 수 있다. 할로겐 화합물은 표면 처리제 중에 0.001 내지 1중량%, 바람직하게는 0.01 내지 0.1중량%의 양으로 첨가할 수 있다.
구리 또는 구리 합금의 표면을 본 발명에 따르는 표면 처리제를 사용하여 처리하기 위한 조건에 대하여, 표면 처리제의 액체 온도는, 예를 들면, 10 내지 70℃일 수 있고, 접촉 시간은, 예를 들면, 1초 내지 10분일 수 있다. 접촉방법의 예는 침지, 분무 및 도포방법을 포함한다.
또한, 본 발명에 따르는 표면 처리를 수행한 후, 이중 구조물을 화학 층 위에 열가소성 수지를 사용하여 형성시킴으로써 내열성을 추가로 증진시킬 수 있다.
즉, 화학 층을 구리 또는 구리 합금의 표면에 형성시킨 후, 화학 층 및 열가소성 수지의 이중 구조물은 우수한 내열성을 갖는 열가소성 수지{이는, 예를 들면, 로진 유도체(예: 로진 및 로진 에스테르), 테르펜 수지 유도체(예: 테르펜 수지 및 테르펜 페놀 수지), 탄화수소 수지(예: 방향족 탄화수소 수지 및 지방족 탄화수소 수지) 또는 이들의 혼합물로 이루어질 수 있다}를 용매(예: 톨루엔, 에틸 아세테이트 및 이소프로필 알콜)에 용해시키고, 용액을, 예를 들면, 1 내지 30μ m의 두께로 화학 층 위에, 예를 들면, 롤러 도포기 등을 사용하여 균질하게 도포함으로써 형성시킬 수 있다.
본 발명을 수행하기에 적합한 땜납의 예는 일반적으로 사용되는 주석-납 합금 공융 땜납 뿐만 아니라 납-유리된 땜납(예: Sn-Ag-Cu계, Sn-Ag-Bi계, Sn-Bi계, Sn-Ag-Bi-In계, Sn-Zn계 및 Sn-Cu계 땜납)을 포함한다.
또한, 본 발명의 납땜방법은 유동 납땜방법 및 역류 납땜방법에 적합시킬 수 있다.
유동 납땜은 인쇄 배선판을 땜납 욕 중의 용융된 액체 상태 땜납 위로 옮겨 전자 부품 및 인쇄 배선판 사이의 접합부를 납땜함을 특징으로 한다.
반대로, 역류 납땜은 먼저 인쇄 배선판 위의 페이스트 크림 땜납을 인쇄 패턴에 따라 인쇄하고, 이 위에 전자 부품을 설치하고, 전체 인쇄 배선판을 가열하여 땜납을 용융시켜 납땜을 완결함을 특징으로 한다.
본 발명의 페닐나프틸이미다졸 화합물의 합성 실시예는 아래에 실시예 1 내지 8을 참조하여 상세하게 기재되지만, 본 발명이 이로 제한되는 것으로 추정해서는 안된다. 부수적으로, 페닐나프틸이미다졸 화합물의 합성에 사용되는 기본 원료는 다음과 같다.
(원료)
ㆍ 벤즈아미딘 염산염[도쿄 가세이 고교 가부시키가이샤(Tokyo Kasei Kokyo Co., Ltd.)가 제조한 시약)
ㆍ ω-브로모-1-아세토나프톤(일본 공개특허공보 제(평)9-286755호에 기재된 방법으로 제조)
ㆍ ω-브로모-2-아세토나프톤(도쿄 가세이 고교 가부시키가이샤가 제조한 시 약)
ㆍ 1-프로피오나프톤(참조 실시예 1에 기재된 방법으로 제조)
ㆍ 2-프로피오나프톤(참조 실시예 2에 기재된 방법으로 제조)
ㆍ 2-아세톡시아세토나프톤(참조 실시예 3에 기재된 방법으로 제조)
ㆍ 1-나프트알데히드(도쿄 가세이 고교 가부시키가이샤가 제조한 시약)
ㆍ 2-나프트알데히드(도쿄 가세이 고교 가부시키가이샤가 제조한 시약)
ㆍ 1-페닐-1,2-프로판디온(도쿄 가세이 고교 가부시키가이샤가 제조한 시약).
참조 실시예 1
(1- 프로피오나프톤의 제조)
염화알루미늄 143.7g(1.08mol)을 염화프로피오닐 92.6g(1.0mol) 및 1,2-디클로로에탄 320ml로 이루어진 용액에 소량씩 단계적으로 5 내지 10℃에서 첨가하고, 첨가를 완결한 후, 온도를 실온으로 상승시켜 염화프로피오닐ㆍ염화알루미늄 복합물의 1,2-디클로로에탄 용액을 제조한다.
염화프로피오닐ㆍ염화알루미늄 복합물의 상기 1,2-디클로로에탄 용액을 나프탈렌 128.2g(1.0mol) 및 1,2-디클로로에탄 300ml로 이루어진 용액에 35 내지 40℃에서 1시간에 걸쳐 적가한다. 첨가를 완결한 후, 수득된 혼합 액체를 45 내지 50℃에서 2시간 동안 가열하고, 실온으로 냉각시킨 후, 빙수에 붓는다. 진한 염산 200ml를 여기에 추가로 첨가하고, 혼합물을 교반시켜 혼합한다. 이 반응 혼합물에 서 형성된 생성물을 1,2-디클로로에탄과 함께 클로로포름으로 추출시키고, 황산마그네슘 상에서 건조시키고, 진공 중에 농축시킨다. 진한 액체를 진공 중에 증류시켜 1-프로피오나프톤 145.3g(수율: 79%, 비점: 139 내지 142℃/4mmHg)을 담황색 오일로서 수득한다.
참조 실시예 2
(2- 프로피오나프톤의 제조)
2-나프토니트릴의 50.8g(0.33mol)을 농도가 3M인 브롬화에틸마그네슘의 디에틸 에테르 용액 164g(0.5mol) 및 무수 벤젠 120ml로 이루어진 용액에 점차로 첨가하고, 열 발생이 중단된 후, 가열을 시작한다. 주로 디에틸 에테르로 이루어진 약 100ml의 증류액을 증류 제거하고, 벤젠 100ml를 첨가하고, 혼합물을 3시간 동안 환류 가열한다. 가열을 완결한 후, 반응 혼합물을 실온으로 냉각시키고; 염화알루미늄 35g(0.654mol) 및 물 140ml로 이루어진 용액을 첨가하고; 수성 층을 제거하고, 6N 염산 600ml를 첨가하고; 혼합물을 4시간 동안 환류 가열한다. 냉각시킨 후, 수성 층을 제거하고, 유기 층을 물로 세척하고, 황산나트륨 상에서 건조시킨 다음에, 진공 중에 증발 건고시켜 2-프로피오나프톤 57.3g(수율: 94.2%)을 진황색 고체로서 수득한다.
참조 실시예 3
(2- 아세톡시아세토페논의 제조)
아세트산칼륨 78.5g(0.80ml), 아세트산 5.0g(0.08mol) 및 2-클로로아세토페논 123.7g(0.80ml)을 에탄올 500ml 중에서 6시간 동안 환류 가열한다. 가열을 완결한 후, 반응 혼합물을 실온으로 냉각시키고, 침전된 염화칼륨을 여과 제거하고, 에탄올을 진공 중에 증류 제거하여 담갈색 유성 물질을 수득한다. 이러한 유성 물질을 물 1L에 붓고, 침전된 고체를 여과하여 수집하고, 메탄올로부터 재결정시켜 2-아세톡시아세토페논 113.1g(수율: 79.3%)을 담황색 고체로서 수득한다.
실시예 1
(2- 페닐 -4-(1- 나프틸 ) 이미다졸의 합성)
벤즈아미딘 염산염 31.3g(0.20mol), 나트륨 메틸레이트 10.8g(0.20mol) 및 테트라하이드로푸란 150ml로 이루어진 현탁액을 1시간 동안 환류 가열한다. 25℃로 냉각시킨 후, ω-브로모-1-아세토나프톤 49.8g(0.2mol) 및 테트라하이드로푸란 100ml로 이루어진 용액을 적가하여 내부 온도가 30℃를 초과하지 않도록 한다. 첨가를 완결한 후, 나트륨 메틸레이트 10.8g(0.20mol)을 첨가하고, 혼합물을 1시간 동안 환류 가열한다. 다음에, 반응 혼합물을 실온으로 냉각시키고, 불용성 물질을 여과 제거하고, 여액을 진공 중에 증발 건고시킨다. 잔류 고체를 물 및 아세토니트릴로 연속해서 세척한 후에 건조시켜 조 결정을 목적하는 물질로서 수득한다. 이러한 조 결정을 아세토니트릴로부터 재결정시켜 회청색 결정 18.0g(수율: 33.3%)을 수득한다.
수득된 결정의 융점, 박층 크로마토그래피의 Rf 값, 및 NMR 및 질량 스펙트 럼 데이터는 다음과 같다.
ㆍ 융점: 167 내지 169℃
ㆍ TLC(실리카 겔, 클로로포름/에틸 아세테이트 = 9/1), Rf = 0.90
ㆍ NMR(CD3OD): δ 7.3 내지 8.4(m)
ㆍ MS m/z(%): 270(M+, 100), 167(56), 139(20), 117(5), 104(7), 89(6)
이들 스펙트럼 데이터로부터, 수득한 화합물은 다음 화학식의 2-페닐-4-(1-나프틸)이미다졸로 확인된다.
Figure 112006091164023-PCT00005
실시예 2
(2- 페닐 -4-(2- 나프틸 ) 이미다졸의 합성)
벤즈아미딘 염산염 31.3g(0.20mol), 나트륨 메틸레이트 10.8g(0.20mol) 및 테트라하이드로푸란 150ml로 이루어진 현탁액을 1시간 동안 환류 가열한다. 20℃로 냉각시킨 후, ω-브로모-1-아세토나프톤 49.8g(0.2mol) 및 테트라하이드로푸란 100ml로 이루어진 용액을 적가하여 내부 온도가 30℃를 초과하지 않도록 한다. 첨가를 완결한 후, 나트륨 메틸레이트 10.8g(0.20mol)을 첨가하고, 혼합물을 1시간 동안 환류 가열한다. 다음에, 반응 혼합물을 실온으로 냉각시키고, 불용성 물질을 여과 제거하고, 여액을 진공 중에 증발 건고시킨다. 잔류 고체를 물 및 톨루엔으로 연속해서 세척한 후에 건조시켜 조 결정을 목적하는 물질로서 수득한다. 이러한 조 결정을 아세토니트릴로부터 재결정시켜 무색 결정 32.8g(수율: 60.7%)을 수득한다.
수득된 결정의 융점, 박층 크로마토그래피의 Rf 값, 및 NMR 및 질량 스펙트럼 데이터는 다음과 같다.
ㆍ 융점: 230 내지 233℃
ㆍ TLC(실리카 겔, 클로로포름/에틸 아세테이트 = 9/1), Rf = 0.33
ㆍ NMR(CD3OD): δ 7.4 내지 8.3(m)
ㆍ MS m/z(%): 270(M+, 100), 243(5), 166(11), 139(21), 117(10), 86(6)
이들 스펙트럼 데이터로부터, 수득한 화합물은 다음 화학식의 2-페닐-4-(2-나프틸)이미다졸로 확인된다.
Figure 112006091164023-PCT00006
실시예 3
(2- 페닐 -4-(1- 나프틸 )-5- 메틸이미다졸의 합성)
브롬 53.3g(0.334mol)을 1-프로피오나프톤 61.1g(0.332mol) 및 에탄올 180ml로 이루어진 용액에 50 내지 55℃에서 적가한다. 첨가를 완결한 후, 에탄올을 진 공 중에 증류 제거하고, 수득된 농축물을 톨루엔 130ml에 용해시키고, 중탄산나트륨 및 염화나트륨의 혼합 수용액으로 세척하고(150ml로 2회), 다음에 황산나트륨 상에서 건조시켜 2-브로모-1'-프로피오나프톤의 톨루엔 용액을 수득한다.
벤즈아미딘 염산염 50.1g(0.32mol), 탄산칼륨 133g(0.96mol) 및 테트라하이드로푸란 250ml로 이루어진 현탁액을 1시간 동안 환류 가열하고, 2-브로모-1'-프로피오나프톤의 상기 톨루엔 용액을 50분에 걸쳐 적가한다. 첨가를 완결한 후, 2시간 동안 환류 가열한다. 다음에, 반응 혼합물을 진공 중에 농축시키고, 수득된 농축물을 톨루엔 200ml로 희석시키고, 용액을 물 600ml에 붓는다. 혼합물을 교반시켜 고체를 침전시킨다. 이 고체를 여과하여 수집하고, 톨루엔 및 물로 연속해서 세척한 후에 건조시켜 조 결정을 목적하는 물질로서 수득한다. 이러한 조 결정을 DMF로부터 재결정시켜 백색 분말 48.1g(수율: 52.9%)을 수득한다.
수득된 분말의 융점, 박층 크로마토그래피의 Rf 값, 및 NMR 및 질량 스펙트럼 데이터는 다음과 같다.
ㆍ 융점: 280 내지 282℃
ㆍ TLC(실리카 겔, 아세톤 = 9/1), Rf = 0.65
ㆍ NMR(d6-DMSO): δ 2.27(s, 3H), 7.38 내지 8.27(m, 12H)
ㆍ MS m/z(%): 284(M+, 100), 269(1), 215(4), 180(23), 166(4), 153(17), 139(10), 127(7), 104(10), 89(6), 77(10), 62(6)
이들 스펙트럼 데이터로부터, 수득한 화합물은 다음 화학식의 2-페닐-4-(1-나프틸)-5-메틸이미다졸로 확인된다.
Figure 112006091164023-PCT00007
실시예 4
(2- 페닐 -4-(2- 나프틸 )-5- 메틸이미다졸의 합성)
브롬 46.0g(0.288mol)을 2-프로피오나프톤 55.8g(0.303mol) 및 에탄올 250ml로 이루어진 용액에 50 내지 55℃에서 적가한다. 첨가를 완결한 후, 에탄올을 진공 중에 증류 제거하고; 수득된 농축물을 톨루엔 130ml에 용해시키고, 중탄산나트륨 및 염화나트륨의 혼합 수용액으로 세척한(200ml로 2회) 다음에, 황산나트륨 상에서 건조시켜 2-브로모-2'-프로피오나프톤의 톨루엔 용액을 수득한다.
벤즈아미딘 염산염 45.1g(0.288mol), 탄산칼륨 119.4g(0.864mol) 및 테트라하이드로푸란 240ml로 이루어진 현탁액을 1시간 동안 환류 가열하고, 2-브로모-2'-프로피오나프톤의 상기 톨루엔 용액을 40분에 걸쳐 적가한다. 첨가를 완결한 후, 2시간 동안 계속해서 환류 가열한다. 다음에, 반응 혼합물을 진공 중에 농축시키고, 수득된 농축물을 톨루엔 200ml로 희석시키고, 용액을 물 600ml에 붓는다. 혼합물을 교반시켜 고체를 수득한다. 이 고체는 여과하여 수집하고, 톨루엔 및 물로 연속해서 세척한 후, 건조시켜 조 결정을 목적하는 물질로서 수득한다. 이러한 조 결정을 아세토니트릴로부터 재결정시켜 백색 분말 55.0g(수율: 67.2%)을 수득한다.
수득된 분말의 융점, 박층 크로마토그래피의 Rf 값, 및 NMR 및 질량 스펙트럼 데이터는 다음과 같다.
ㆍ 융점: 215 내지 218℃
ㆍ TLC(실리카 겔, 아세톤), Rf = 0.69
ㆍ NMR(CDCl3): δ 2.56(s, 3H), 7.34 내지 8.03(m, 12H)
ㆍ MS m/z(%): 284(M+, 100), 243(1), 215(2), 180(14), 153(12), 139(9), 127(4), 104(7), 89(5), 77(7), 63(5)
이들 스펙트럼 데이터로부터, 수득한 화합물은 다음 화학식의 2-페닐-4-(2-나프틸)-5-메틸이미다졸로 확인된다.
Figure 112006091164023-PCT00008
실시예 5
(2-(1- 나프틸 )-4- 페닐이미다졸의 합성)
아세트산구리(II) 일수화물 70.3g(0.352mol) 및 25% 암모니아수 220g(3.2mol)로 이루어진 용액을 1-나프트알데히드 25.6g(0.160mol), 2-아세톡시아세토페논 29.4g(0.165mol) 및 이소프로필 알콜 300ml로 이루어진 용액에 물로 냉각하에 적가하고, 계속해서 온도를 60℃로 1시간에 걸쳐 상승시키고, 다시 78℃로 3 시간에 걸쳐 상승시킨다. 반응 혼합물을 냉각시킨 후, 침전을 여과하여 수집하고, 물로 세척한 다음에, 건조시킨다. 수득된 진록색 분말을 메탄올에 현탁시키고, 70% 나트륨 하이드로설파이드 8.1g(0.10mol)을 첨가하고, 혼합물을 1시간 동안 환류 가열한다. 이 메탄올 용액을 냉각시키고, 흑색 불용성 물질을 여과 제거하고, 여액을 진공 중에 증발 건고시킨다.
잔류 고체를 클로로포름에 용해시키고, 물로 세척하고, 클로로포름을 진공 중에 증류 제거하고, 건조된 물질을 아세토니트릴로부터 재결정시켜 유백색 분말 12.1g(수율: 28%)을 수득한다.
수득된 분말의 융점, 박층 크로마토그래피의 Rf 값, 및 NMR 및 질량 스펙트럼 데이터는 다음과 같다.
ㆍ 융점: 198 내지 202℃
ㆍ TLC(실리카 겔, 클로로포름/에틸 아세테이트 = 9/1), Rf = 0.41
ㆍ NMR(CD3OD): δ 7.0 내지 8.4(m)
ㆍ MS m/z(%): 270(M+, 100), 241(3), 166(4), 139(10), 135(9), 127(7), 120(3), 116(5), 89(20), 77(4), 63(7)
이들 스펙트럼 데이터로부터, 수득한 화합물은 다음 화학식의 2-(1-나프틸)-4-페닐이미다졸로 확인된다.
Figure 112006091164023-PCT00009
실시예 6
(2-(2- 나프틸 )-4- 페닐이미다졸의 합성)
아세트산구리(II) 일수화물 72.4g(0.363mol) 및 25% 암모니아수 230g(3.38mol)로 이루어진 용액을 2-나프트알데히드 26.1g(0.167mol), 2-아세톡시아세토페논 30.0g(0.168mol) 및 이소프로필 알콜 300ml로 이루어진 용액에 물로 냉각하에 적가하고, 계속해서 온도를 60℃로 1시간에 걸쳐 상승시키고, 다시 78℃로 3시간에 걸쳐 상승시킨다. 반응 혼합물을 냉각시킨 후, 침전을 여과하여 수집하고, 물로 세척한 다음에, 건조시킨다. 수득된 진록색 분말을 메탄올에 현탁시키고, 70% 나트륨 하이드로설파이드 8.5g(0.11mol)을 첨가하고, 혼합물을 1시간 동안 환류 가열한다. 이 메탄올 용액을 냉각시키고, 흑색 불용성 물질을 여과 제거하고, 여액을 진공 중에 증발 건고시킨다. 잔류 고체를 물로 세척하고, 아세톤에 용해시키고, 옥살산을 첨가하고, 침전된 옥살레이트를 여과하여 수집한다. 이 옥살레이트를 메탄올에 현탁시키고, 나트륨 메틸레이트를 첨가하여 목적하는 물질을 유리시킨다. 메탄올을 진공 중에 증류 제거하고, 수득된 농축물을 물로 세척하고, 메탄올로부터 재결정시켜 담황색 결정 6.1g(수율: 13.5%)을 수득한다.
수득된 결정의 융점, 박층 크로마토그래피의 Rf 값, 및 NMR 및 질량 스펙트럼 데이터는 다음과 같다.
ㆍ 융점: 194 내지 198℃
ㆍ TLC(실리카 겔, 클로로포름/에틸 아세테이트 = 9/1), Rf = 0.57
ㆍ NMR(d6-DMSO): δ 7.22 내지 8.48(m)
ㆍ MS m/z(%): 270(M+, 100), 243(6), 215(3), 167(13), 153(6), 139(14), 127(9), 116(6), 89(25), 77(4), 63(9)
이들 스펙트럼 데이터로부터, 수득한 화합물은 다음 화학식의 2-(2-나프틸)-4-페닐이미다졸로 확인된다.
Figure 112006091164023-PCT00010
실시예 7
(2-(1- 나프틸 )-4- 페닐 -5- 메틸이미다졸의 합성)
1-페닐-1,2-프로판디온 50.2g(0.34mol), 1-나프트알데히드 52.9g(0.34mol) 및 아세트산암모늄 157g(2.04mol)을 아세트산 250ml 중에서 3시간 동안 환류 가열한다. 반응 혼합물을 진공 중에 농축시키고, 다량의 묽은 암모니아수를 수득된 농축물에 붓고, 침전된 고체를 여과하여 수집하고, 물로 세척한다. 수득된 고체를 아세톤에 용해시키고, 옥살산을 첨가하고, 침전된 옥살레이트를 여과하여 수집한다. 다음에, 수집된 옥살레이트를 메탄올에 용해시키고, 나트륨 메틸레이트를 첨가하여 목적하는 물질을 유리시키고, 메탄올을 진공 중에 증류 제거한다. 잔류 고체를 물 및 n-헥산으로 연속해서 세척하여 유백색 결정 30.8g(수율: 32%)을 수득한다.
수득된 결정의 융점, 박층 크로마토그래피의 Rf 값, 및 NMR 및 질량 스펙트럼 데이터는 다음과 같다.
ㆍ 융점: 80 내지 85℃
ㆍ TLC(실리카 겔, 클로로포름/에틸 아세테이트 = 9/1), Rf = 0.51
ㆍ NMR(d6-DMSO): δ 2.53(s, 3H), 7.14 내지 8.02(m, 12H)
ㆍ MS m/z(%): 284(M+, 100), 268(4), 241(2), 215(1), 180(2), 153(4), 142(6), 130(7), 103(12), 89(5), 77(7), 63(3)
이들 스펙트럼 데이터로부터, 수득한 화합물은 다음 화학식의 2-(1-나프틸)-4-페닐-5-메틸이미다졸로 확인된다.
Figure 112006091164023-PCT00011
실시예 8
(2-(2- 나프틸 )-4- 페닐 -5- 메틸이미다졸의 합성)
1-페닐-1,2-프로판디온 24.5g(0.165mol), 2-나프트알데히드 25.8g(0.165mol) 및 아세트산암모늄 76.5g(0.992mol)을 아세트산 120ml 중에서 5시간 동안 환류 가열한다. 반응 혼합물을 진공 중에 농축시키고, 수득된 농축물을 다량의 묽은 암모니아수에 붓고, 침전된 고체를 여과하여 수집하고, 물 및 아세토니트릴로 연속해서 세척하여 연한 황갈색 분말 22.7g(수율: 48.2%)을 수득한다.
수득된 분말의 융점, 박층 크로마토그래피의 Rf 값, 및 NMR 및 질량 스펙트럼 데이터는 다음과 같다.
ㆍ 융점: 237 내지 240℃
ㆍ TLC(실리카 겔, 클로로포름/에틸 아세테이트 = 9/1), Rf = 0.57
ㆍ NMR(CD3OD): δ 2.47(s 3H), 7.33 내지 8.37(m, 12H)
ㆍ MS m/z(%): 284(M+, 100), 243(3), 215(2), 180(5), 154(7), 142(9), 130(14), 103(13), 89(7), 77(8), 63(4)
이들 스펙트럼 데이터로부터, 수득한 화합물은 다음 화학식의 2-(2-나프틸)-4-페닐-5-메틸이미다졸로 확인된다.
Figure 112006091164023-PCT00012
본 발명에 따르는, 페닐나프틸이미다졸 화합물을 사용하는 표면 처리제, 표 면 처리방법, 납땜방법 및 인쇄 배선판의 예가 아래에서 참조 실시예 9 내지 22 및 비교 실시예 1 내지 7을 참조하여 특정하게 기재되지만, 본 발명이 이로 제한되는 것으로 추정해서는 안된다. 부수적으로, 납땜 시험은 다음과 같다.
(땜납 유량 특성에 대한 평가 시험)
120mm(길이) × 150mm(폭) × 1.6mm(두께)의 유리 에폭시 수지로부터 제조되고 내부 직경이 0.80mm인 300개의 구리 관통 구멍을 갖는 인쇄 배선판을 시험 조각으로 사용한다. 이러한 시험 조각은 탈지시키고, 연성 에칭에 적용한 다음에, 물로 세척한다. 이후에, 시험 조각을 소정의 액체 온도에서 소정의 시간 동안 유지된 표면 처리제에 침지시키고, 물로 세척한 후, 건조시켜 두께가 약 0.10 내지 0.50μm인 화학 층을 구리 표면에 형성시킨다.
표면 처리된 시험 조각을 3주기의 역류 가열(여기에서, 피크 온도는 240℃이다)에 적외선 역류 오븐[상품명: MULTI-PRO-306, 제조원: 베트로닉스 캄파니 리미티드(Vetronix Co., LTd.)]을 사용하여 적용하고, 계속해서 납땜은 유동 납땜 장치(컨베이어 속도: 1.0m/분)를 사용하여 수행한다.
사용된 땜납은 63% 주석 및 37% 납의 조성(중량%)을 갖는 주석-납 공융 땜납[상품명: H63A, 제조원: 센지 메탈 인더스트리 캄파니 리미티드(Senji Metal Industry Co., Ltd.)]이며, 납땜에 사용되는 융제는 JS-64MSS[제조원: 코카이 캄파니 리미티드(Koki Co., Ltd.)]이다. 납땜 온도는 240℃이다.
상기와 같이 처리된 시험 조각 표면은 또한, 납-유리된 땜납을 사용하여 주 석-납 공융 땜납에 대한 것과 동일한 방식으로 납땜한다. 사용된 땜납은 96.5% 주석, 3.0% 은 및 0.5% 구리의 조성(중량%)을 갖는 납-유리된 땜납[상품명: H705 "에코솔더(ECOSOLDER)", 제조원: 센지 메탈 인더스트리 캄파니 리미티드]이며, 납땜에 사용된 융제는 JS-E-09(제조원: 코카이 캄파니 리미티드)이다. 역류-가열 피크 온도는 245℃이고, 납땜 온도는 또한 245℃이다.
납땜된 시험 조각에 대해, 측정된 결과는 구리 관통 구멍의 총 수(300개의 구멍)에 대하여, 땜납이 구리 관통-구멍의 구리 부분으로 충전되는 구리 관통 구멍의 수의 비율(%)에 의해 제시된다.
구리 표면에서 땜납 습윤성이 큰 경우, 용융된 땜납은 각각의 구리 관통 구멍 내부로 침투하고, 이에 의해 용융된 땜납은 구멍을 관통 구멍의 상부 부분까지 용이하게 충전시킨다. 특히, 상부 부분이 납땜된 관통 구멍의 수가 많은 경우, 땜납 습윤성 및 구리에 대한 납땜성은 우수한 것으로 판단된다.
(땜납 전개능에 대한 평가 시험)
50mm(길이) × 50mm(폭) × 1.2mm(두께)의 유리 에폭시 수지로부터 제조된 인쇄 배선판을 시험 조각으로 사용한다. 이러한 인쇄 배선판은 특정한 회로 패턴을 갖고, 여기에서 도체 폭이 0.80mm이고 길이가 20mm인 10조각의 구리-호일 회로를 폭 방향으로 1.0mm 간격으로 형성시킨다. 시험 조각은 탈지시키고, 연성 에칭에 적용한 다음에, 물로 세척한다. 이후에, 시험 조각을 소정의 액체 온도에서 소정의 시간 동안 유지된 표면 처리제에 침지시키고, 물로 세척한 후, 건조시켜 두께 가 약 0.10 내지 0.50μm인 화학 전환 필름을 구리 표면에 형성시킨다.
표면 처리된 시험 조각을 1 주기의 역류 가열(여기서, 피크 온도는 240℃이다)에 적외선 역류 오븐(상품명: MULTI-PRO-306, 제조원: 베트로닉스 캄파니 리미티드)을 사용하여 적용한다. 이후에, 주석-납 땜납 페이스트를 구리 회로의 중앙에 1.2mm 구멍 직경 및 150mm 두께를 갖는 금속 마스크를 사용하여 인쇄하고, 역류 가열은 납땜에 대한 상기 조건에서 수행한다. 사용된 땜납은 63% 주석 및 37% 납(중량%)으로 이루어진 공융 땜납(상품명: OZ-63-330F-40-10, 제조원: 센지 메탈 인더스트리 캄파니 리미티드)이다.
상기와 같이 처리된 시험 조각 표면은 또한, 납-유리된 땜납 페이스트를 사용하여 주석-납 땜납 페이스트에 대한 것과 동일한 방식으로 납땜한다. 사용된 납-유리된 땜납은 96.5% 주석, 3.0% 은 및 0.5% 구리(중량%)로 이루어진다(상품명: M705-221BMS-42-11, 제조원: 센지 메탈 인더스트리 캄파니 리미티드)이다. 땜납 페이스트 인쇄 전후에 수득되는 역류-가열의 피크 온도는 245℃로 설정한다.
수득된 시험 조각의 구리 회로 위에서 습윤되고 전개된 땜납의 길이(mm)를 측정한다.
길이가 긴 경우, 땜납 습윤성 및 납땜성은 우수한 것으로 판단된다.
실시예 9
페닐나프틸이미다졸 화합물로서 실시예에서 합성된 2-페닐-4-(2-나프틸)이미다졸 및 산으로서 락트산 및 n-헵타노산을 탈이온수에 용해시켜 표 1에 기재된 조 성을 갖도록 하고, pH는 암모니아수를 사용하여 3.2로 조절하고, 이에 의해 표면 처리제를 제조한다.
다음에, 인쇄 배선판의 시험 조각을 40℃의 온도에서 240초 동안 조절된 표면 처리제에 침지시키고, 물로 세척한 후, 건조시키고, 이에 의해 땜납 유동 특성 및 땜납 전개능을 측정한다. 이들 시험 결과는 표 1에 나타낸다.
실시예 10 내지 22
표 1에 기재된 바와 같이 페닐나프틸이미다졸 화합물, 산, 금속염 및 할로겐 화합물을 사용하여, 표 1에 기재된 조성을 갖는 표면 처리제를 실시예 9에서와 동일한 방식으로 제조하고, 표 1에 기재된 처리 조건에서 표면 처리에 적용한다. 수득된 시험 조각에 대하여, 땜납 유동 특성 및 땜납 습윤성을 측정한다. 이들 시험 결과는 표 1에 나타낸다.
부수적으로, 산으로 사용된 2-(2-메톡시에톡시)아세트산은 시그마-알드리치(SIGMA-ALDRICH)가 제조한 시약이다. 또한, 2-[2-(2-에톡시에톡시)에톡시]아세트산 및 2-{2-[2-(2-에톡시에톡시)에톡시]에톡시}아세트산에 대하여, 문헌에 기재된 합성방법[참조: Yukagaku, Vol. 32, p.118(1983)]에 따라 합성된 것을 사용한다.
비교 실시예 1 내지 7
표 2에 기재된 바와 같이 이미다졸 화합물, 산, 금속염 및 할로겐 화합물을 사용하여, 표 2에 기재된 조성을 갖는 표면 처리제를 실시예 9에서와 동일한 방식으로 제조하고, 표 2에 기재된 처리 조건에서 표면 처리에 적용한다. 수득된 시험 조각에 대하여, 땜납 유동 특성 및 땜납 습윤성을 측정한다. 이들 시험 결과는 표 2에 나타낸다.
부수적으로, 비교 실시예에서 사용된 이미다졸 화합물은 다음과 같다.
ㆍ 2-운데실이미다졸[상품명: C11Z, 제조원: 시코쿠 케미칼즈 코포레이션(Shikoku Chemicals Corporation)]
ㆍ 2-페닐이미다졸(상품명: 2PZ, 제조원: 시코쿠 케미칼즈 코포레이션)
ㆍ 2-페닐-4-메틸이미다졸(상품명: 2P4MZ, 제조원: 시코쿠 케미칼즈 코포레이션)
ㆍ 2-노닐벤즈이미다졸(시그마-알드리치가 제조한 시약)
ㆍ 2-(4-클로로페닐메틸)벤즈이미다졸(문헌에 기재된 방법에 따라 합성[참조: Science of Synthesis, Vol. 12, 529 (2002)])
Figure 112006091164023-PCT00013
Figure 112006091164023-PCT00014
Figure 112006091164023-PCT00015
Figure 112006091164023-PCT00016
Figure 112006091164023-PCT00017
Figure 112006091164023-PCT00018
표 1 및 표 2에 나타난 시험 결과에 따라서, 본 발명에 따르는 표면 처리제가 구리 표면과 접촉하여 화학 층을 형성하고, 다음에 공융 땜납 또는 납-유리된 땜납을 사용하여 납땜에 적용하는 경우, 땜납 습윤성은 공융 납땜 및 납-유리된 납땜 둘다에서 상당히 개선되는데, 이는 땜납 유량 특성 및 땜납 습윤성이 현저하게 향상되기 때문이라는 사실이 제출되었다.
이러한 기술은 2004년 6월 10일자로 출원된 일본 특허원 제2004-173150호, 2004년 7월 27일자로 출원된 일본 특허원 제2004-218230호 및 2005년 4월 27일자로 출원된 일본 특허원 제2005-128938호를 근거로 하고, 이로부터 우선권을 주장하며, 이들의 내용은 본원에서 참조로 인용되어 있다.

Claims (15)

  1. 화학식 I의 페닐나프틸이미다졸 화합물.
    화학식 I
    Figure 112006091164023-PCT00019
    위의 화학식 I에서,
    A1이 페닐 그룹인 경우, A2는 1-나프틸 그룹 또는 2-나프틸 그룹이고, A1이 1-나프틸 그룹 또는 2-나프틸 그룹인 경우, A2는 페닐 그룹이며,
    R은 수소 원자 또는 메틸 그룹이다.
  2. 제1항에 따르는 페닐나프틸이미다졸 화합물과 케리어를 포함하는, 구리 또는 구리 합금용 표면 처리제.
  3. 제1항에 따르는 페닐나프틸이미다졸 화합물 0.01 내지 10중량%와 케리어를 포함하는, 구리 또는 구리 합금용 표면 처리제.
  4. 케리어, 제1항에 따르는 페닐나프틸이미다졸 화합물 0.01 내지 10중량% 및 유기산 또는 무기산 0.1 내지 50중량%를 포함하며 수용액인, 구리 또는 구리 합금 용 표면 처리제.
  5. 제2항에 있어서, 케리어가 물 또는 유기 용매인 표면 처리제.
  6. 제2항에 있어서, 금속염을 추가로 포함하는 표면 처리제.
  7. 제6항에 있어서, 금속염이 아세트산구리, 염화제1구리, 염화제2구리, 브롬화제1구리, 브롬화제2구리, 요드화구리, 수산화구리, 인산구리, 황산구리 및 질산구리로 이루어진 그룹으로부터 선택된 구리 화합물인 표면 처리제.
  8. 제6항에 있어서, 금속염이 산화아연, 포름산아연, 아세트산아연, 옥살산아연, 락트산아연, 시트르산아연, 황산아연, 질산아연 및 인산아연으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 아연 화합물인 표면 처리제.
  9. 제6항에 있어서, 금속염이 0.01 내지 10중량%의 양으로 존재하는 표면 처리제.
  10. 제2항에 있어서, 할로겐 화합물을 추가로 포함하는 표면 처리제.
  11. 제10항에 있어서, 할로겐 화합물이 불화나트륨, 불화칼륨, 불화암모늄, 염화 나트륨, 염화칼륨, 염화암모늄, 브롬화나트륨, 브롬화칼륨, 브롬화암모늄, 요드화나트륨, 요드화칼륨 및 요드화암모늄으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 표면 처리제.
  12. 제10항에 있어서, 할로겐 화합물이 0.001 내지 1중량%의 양으로 존재하는 표면 처리제.
  13. 구리 또는 구리 합금의 표면을 제2항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 따르는 표면 처리제와 접촉시킴을 포함하는, 구리 또는 구리 합금의 표면 처리방법.
  14. 구리 회로 부품을 구성하는 구리 또는 구리 합금을 포함하는 인쇄 배선판으로서, 구리 또는 합금의 표면이 제2항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 따르는 표면 처리제와 접촉하고 있는 인쇄 배선판.
  15. 구리 또는 구리 합금의 표면을 제2항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 따르는 표면 처리제와 접촉시킨 다음, 납땜을 수행하는 단계를 포함하는 납땜방법.
KR1020067025957A 2004-06-10 2005-06-08 납땜 동안 구리 표면에 사용하기 위한 페닐나프틸이미다졸 KR101074640B1 (ko)

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