本發(fā)明涉及有機(jī)保焊劑技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種耐高溫有機(jī)保焊劑及應(yīng)用用法。

背景技術(shù)：

近年來(lái)，隨著組裝技術(shù)的發(fā)展，印制電路板向高密度化、小孔化、薄型化和多層化方向發(fā)展。目前線路板的表面處理方式主要有松香涂覆、噴錫、化學(xué)沉鎳金、化學(xué)浸銀、化學(xué)沉錫、有機(jī)保焊劑(OSP)等涂覆方式。熱風(fēng)整平雖然成本低，可焊性較好，但其平整性差、操作溫度高、對(duì)環(huán)境有很大的影響，加上近年來(lái)無(wú)鉛化的趨勢(shì)，熱風(fēng)整平的使用受到了限制。化學(xué)鎳金由于成本較高、制程復(fù)雜等因素影響，限制了它的使用。浸銀比化鎳浸金便宜，浸銀具有良好的平坦度和接觸性，但是由于浸銀存在失去光澤、焊點(diǎn)空洞等缺陷，使得其增長(zhǎng)緩慢。有機(jī)保焊劑（OSP）具有工藝簡(jiǎn)單、操作方便、價(jià)格低廉、污染小等優(yōu)點(diǎn)，因而在計(jì)算機(jī)、通訊設(shè)備等電子器件集成電路的制造中得到廣泛應(yīng)用。

無(wú)論是印制線路板還是通訊器材元件，OSP工藝都是通過(guò)將元件裸銅表面浸入OSP水溶液中，通過(guò)化學(xué)反應(yīng)在銅表面生長(zhǎng)出一層0.2- 0.6 um的疏水性有機(jī)保護(hù)膜，該膜能保護(hù)銅面避免氧化，有助焊的作用，通常能兼容各種焊料并且能夠承受至少三次的熱沖擊。美國(guó)專利US5362334則提出了一種結(jié)構(gòu)如下：

其中，X可以為H、鹵素、硝基等，而R一般選擇帶鹵素的芳基，比如鹵代苯基、鹵代苯甲基等，此結(jié)構(gòu)解決了苯并咪唑在2位選擇長(zhǎng)鏈取代基后導(dǎo)致的抗高溫性與低溫溶解性不能共存的問(wèn)題，此OSP溶液一般選取有機(jī)酸物質(zhì)輔助溶解。美國(guó)專利US5560785中提到了2位烷基取代苯并咪唑化合物只能承受一次高溫處理，在155℃時(shí)有機(jī)膜會(huì)分解，降低焊接性能，而活性成分為2位烷基咪唑的OSP溶液所形成的有機(jī)保護(hù)膜具有良好的耐熱性能以及疏水性能，但長(zhǎng)鏈烷基則會(huì)導(dǎo)致咪唑化合物水溶性不良。

隨著集成電路技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，無(wú)鉛回流焊接的峰溫越來(lái)越高。高精密的無(wú)鉛焊接對(duì)有機(jī)保焊劑的耐溫性和致密性也提出了更高的要求，為了滿足在高達(dá)260 ℃以上峰溫的多次焊接，故開發(fā)出一種新型的滿足要求的OSP體系也尤為重要了。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種耐高溫有機(jī)保焊劑及應(yīng)用用法，從而解決上述背景技術(shù)中的問(wèn)題。

本發(fā)明所解決的技術(shù)問(wèn)題采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

一種耐高溫有機(jī)保焊劑，包括如下原料組成：

復(fù)配型咪唑類衍生物0.1wt%-10wt%，有機(jī)酸性物質(zhì)5wt%-35wt%，水溶性金屬鹽0.05wt%-1.5wt%，緩沖劑10wt%-20wt%，去離子水補(bǔ)足100%。

本發(fā)明中，作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述復(fù)配型咪唑類衍生物為苯基咪唑類衍生物和苯并咪唑類衍生物的混合物，其中，

所述苯基咪唑類衍生物為如結(jié)構(gòu)通式（A）的物質(zhì)：

（A）

式中，X為氫或烷基或烷氧基或羥基或羧基或硝基或酯基或鹵素；

所述苯并咪唑類衍生物為結(jié)構(gòu)通式（B）的物質(zhì)：

（B）

式中，X為氫或烷基或烷氧基或羥基或羧基或硝基或酯基或鹵素。

本發(fā)明中，作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，苯基咪唑類衍生物和苯并咪唑類衍生物重量比為1:9-4:6。優(yōu)選苯基咪唑類衍生物和苯并咪唑類衍生物重量比為2:8-3:7。

本發(fā)明中，作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，苯基咪唑類衍生物和苯并咪唑類衍生物重量占保護(hù)劑總重量的0.5%-5%。

本發(fā)明中，作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，有機(jī)酸性物質(zhì)總重量占保護(hù)劑總重量的10%-20%。所述有機(jī)酸性物質(zhì)由甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、草酸、羥基乙酸、檸檬酸等烷基酸一種或兩種以上的混合物組成。優(yōu)選有機(jī)酸性物質(zhì)為甲酸、乙酸、丁酸、檸檬酸的一種或兩種混合物。

本發(fā)明中，作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，水溶性金屬鹽占保護(hù)劑總重量的0.05%-1.5%。水溶性金屬鹽主要由硫酸銅、醋酸銅、氯化銅、溴化銅、硝酸銅、硫酸鋅、醋酸鋅、乳酸鋅、氯化鐵、醋酸鐵、溴化鐵、硫酸亞鐵中一種或兩種以上混合物組成。優(yōu)選水溶性金屬鹽為醋酸銅、醋酸鋅、氯化銅、乳酸鋅、氯化鐵、醋酸鐵中的一種或兩種以上混合物。

本發(fā)明中，作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述的緩沖劑由氨、有機(jī)胺的一種或兩種混合物組成。

本發(fā)明所采用的有機(jī)保焊劑處理印制電路板銅片試片的應(yīng)用方法包括如下步驟：在40℃對(duì)銅片除油處理50s，在常溫下水洗10-20s，在常溫下酸洗10-20s，常溫下二次水洗10-20s，35℃下微蝕60s，再在常溫下依次進(jìn)行水洗 10-20s、酸洗10-20s和水洗10-20s，在40℃下利用本發(fā)明所提供的有機(jī)保焊劑對(duì)銅片進(jìn)行處理60s，吸水海綿吸去水分，再用冷風(fēng)干燥，常溫下水洗10-20s，用吸水海綿吸去水分，再用冷風(fēng)干燥。

由于采用了以上技術(shù)方案，本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明采用復(fù)配型耐高溫有機(jī)保焊劑，經(jīng)過(guò)兩種咪唑類物質(zhì)的協(xié)同作用，使得經(jīng)過(guò)處理后的裸銅表面生長(zhǎng)出一層均勻致密的有機(jī)保護(hù)膜，改保護(hù)膜可以抑制線路板表面的銅面氧化，尤其是經(jīng)過(guò)多次高溫回流焊后銅面變色情況。使得生成銅面的耐高溫性顯著增強(qiáng)，提高了可焊性。且在較低溫度時(shí)溶液穩(wěn)定性好，無(wú)晶體析出。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。

實(shí)施例1：采用重量比2:8選取2-(2,4-二氯苯基)-2H-咪唑和2，6-二氯苯基苯并咪唑?yàn)槌赡SP主劑 0.1wt%，輔助以甲酸10wt%，乙酸20wt%，硫酸銅0.4wt%,硫酸鋅0.2wt%，醋酸胺10wt%的比例配成水溶液。氨水調(diào)節(jié)PH為3.8。在40℃對(duì)銅片除油處理50s，在常溫下水洗10-20s，在常溫下酸洗10-20s，常溫下二次水洗10-20s，35℃下微蝕60s，再在常溫下依次進(jìn)行水洗 10-20s、酸洗10-20s和水洗10-20s，在40℃下利用本發(fā)明所提供的有機(jī)保焊劑對(duì)銅片進(jìn)行處理60s，吸水海綿吸去水分，再用冷風(fēng)干燥，常溫下水洗10-20s，用吸水海綿吸去水分，再用冷風(fēng)干燥。經(jīng)過(guò)上述處理過(guò)程的線路板銅片基板上會(huì)形成一層光亮致密的疏水性薄膜。

實(shí)施例2：采用重量比3:7選取2-(4-硝基苯基)-2-咪唑和2-乙基苯基苯并咪唑?yàn)槌赡SP主劑 10wt%，輔助以甲酸15wt%，乙酸15wt%，醋酸銅0.6wt%,醋酸鋅0.3wt%，醋酸胺15wt%的比例配成水溶液。氨水調(diào)節(jié)PH為4.2。在40℃對(duì)銅片除油處理50s，在常溫下水洗10-20s，在常溫下酸洗10-20s，常溫下二次水洗10-20s，35℃下微蝕60s，再在常溫下依次進(jìn)行水洗 10-20s、酸洗10-20s和水洗10-20s，在40℃下利用本發(fā)明所提供的有機(jī)保焊劑對(duì)銅片進(jìn)行處理60s，吸水海綿吸去水分，再用冷風(fēng)干燥，常溫下水洗10-20s，用吸水海綿吸去水分，再用冷風(fēng)干燥。經(jīng)過(guò)上述處理過(guò)程的線路板銅片基板上會(huì)形成一層光亮致密的疏水性薄膜。

實(shí)施例3：采用重量比4:6選取2-(2,6-二氯-4-硝基苯基)-2-咪唑和2，4-二硝基苯基苯并咪唑?yàn)槌赡SP主劑 5wt%，輔助以甲酸20wt%，乙酸10wt%，硝酸銅0.8wt%,硝酸鋅0.4wt%，醋酸胺20%的比例配成水溶液。氨水調(diào)節(jié)PH為4.5。在40℃對(duì)銅片除油處理50s，在常溫下水洗10-20s，在常溫下酸洗10-20s，常溫下二次水洗10-20s，35℃下微蝕60s，再在常溫下依次進(jìn)行水洗 10-20s、酸洗10-20s和水洗10-20s，在40℃下利用本發(fā)明所提供的有機(jī)保焊劑對(duì)銅片進(jìn)行處理60s，吸水海綿吸去水分，再用冷風(fēng)干燥，常溫下水洗10-20s，用吸水海綿吸去水分，再用冷風(fēng)干燥。經(jīng)過(guò)上述處理過(guò)程的線路板銅片基板上會(huì)形成一層光亮致密的疏水性薄膜。

比較例4：選取2，4-二氯苯基苯并咪唑?yàn)槌赡SP主劑10wt%，輔助以甲酸15wt%，乙酸10wt%，氯化銅0.6wt%,氯化鋅0.3wt%，醋酸胺15wt%的比例配成溶液。氨水調(diào)節(jié)PH為3.8。在40℃對(duì)銅片除油處理50s，在常溫下水洗10-20s，在常溫下酸洗10-20s，常溫下二次水洗10-20s，35℃下微蝕60s，再在常溫下依次進(jìn)行水洗 10-20s、酸洗10-20s和水洗10-20s，在40℃下利用本發(fā)明所提供的有機(jī)保焊劑對(duì)銅片進(jìn)行處理60s，吸水海綿吸去水分，再用冷風(fēng)干燥，常溫下水洗10-20s，用吸水海綿吸去水分，再用冷風(fēng)干燥。經(jīng)過(guò)上述處理過(guò)程的線路板銅片基板上會(huì)形成一層光亮致密的疏水性薄膜。

比較例5：選取2-(2,6-二氯-4-硝基苯基)-2-咪唑?yàn)槌赡SP主劑 0.1wt%，輔助以甲酸10wt%，乙酸20wt%，溴化銅0.8wt%,溴化鋅0.4wt%，醋酸胺20wt%的比例配成溶液。氨水調(diào)節(jié)PH為4.0。經(jīng)過(guò)上述處理過(guò)程的線路板銅片基板上會(huì)形成一層光亮致密的疏水性薄膜。

比較例6：選取2-(4-氨基苯基)-2-咪唑和2-甲基苯基苯并咪唑?yàn)槌赡SP主劑5wt%，輔助以甲酸10wt%，乙酸20wt%，溴化銅0.8wt%,溴化鋅0.4wt%，醋酸胺20wt%的比例配成溶液。氨水調(diào)節(jié)PH為4.2。經(jīng)過(guò)上述處理過(guò)程的線路板銅片基板上經(jīng)過(guò)測(cè)量無(wú)疏水性薄膜生成。

比較例7：選取2-(2,6-二溴-4-三氟甲基苯基)-2-咪唑和2，6-二氯-4-甲基-苯基苯并咪唑?yàn)槌赡SP主劑，輔助以甲酸20%，乙酸10%，溴化銅0.6%,溴化鋅0.3%，醋酸胺15%的比例配成溶液。氨水調(diào)節(jié)PH為4.5。經(jīng)過(guò)上述處理過(guò)程的線路板銅片基板上經(jīng)過(guò)測(cè)量無(wú)疏水性薄膜生成。

試片進(jìn)行膜厚測(cè)量，將薄膜用稀酸溶解后，在UV分光光度計(jì)下測(cè)定溶解液吸收波長(zhǎng)，換算后可得到所形成有機(jī)膜的厚度。

試片進(jìn)行模擬回流焊測(cè)試，測(cè)試方法如下：模擬回流焊中溫度的變化情況，先在 200℃下烘烤試板 200s，緊接著在 260℃下烘烤試板 120s，然后將試板取至爐外自然冷卻。進(jìn)行一次上述烤板處理稱為 R1 測(cè)試，連續(xù)進(jìn)行兩次上述烤板處理稱為 R2 測(cè)試，連續(xù)進(jìn)行三次上述烤板處理稱為 R3 測(cè)試，同樣的，連續(xù)進(jìn)行四次、五次則記為R4、R5。

試片進(jìn)行可焊性測(cè)試，測(cè)試方法如下：根據(jù)標(biāo)準(zhǔn) IPC J-STD-003B，采用邊緣浸焊測(cè)試（無(wú)鉛焊料），來(lái)評(píng)定經(jīng)過(guò)OSP 處理后的 PCB 試板的可焊性。焊料為 SAC305，利用錫爐加熱至 255℃左右，手浸測(cè)試。首先，將測(cè)試板的待焊接部分放入助焊劑中，浸泡約 7s，然后懸空靜置1min。在進(jìn)行浸焊之前，須確保測(cè)試板上已無(wú)助焊劑殘留，并將除去在熔融焊料表面上的氧化物浮渣，之后將測(cè)試板浸入焊料中，在熔融焊料中的停留時(shí)間為 3.0±0.5s。浸焊提出后，測(cè)試板應(yīng)當(dāng)保持垂直狀態(tài) 1min，使焊料在空氣中冷卻凝固。當(dāng)測(cè)試板上的焊料凝固后，使用放大鏡、金相顯微鏡等對(duì)焊點(diǎn)進(jìn)行檢查，通過(guò)統(tǒng)計(jì)測(cè)試板上焊接完全的焊點(diǎn)，計(jì)算上錫率。

性能測(cè)試結(jié)果：

表1 實(shí)施例1-3與比較例4-5性能測(cè)試結(jié)果

由表1可知，通過(guò)實(shí)施例1-3和比較例4-5對(duì)比可知，采用單一咪唑化合物的OSP主劑，盡管成膜厚度較佳，但較低溫度下會(huì)析出晶體，污染儀器，且難以承受三次以上的回流焊測(cè)試，銅面變色明顯，耐高溫性能不佳。而采用復(fù)配型OSP主劑，在成膜厚度、溶液穩(wěn)定性、耐高溫性能等方面，都遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于單一型OSP主劑，能夠有效的提高銅面成膜的抗氧化能力與耐高溫能力，通過(guò)實(shí)施例1-3和比較例6-7對(duì)比可知，唯有符合本發(fā)明結(jié)構(gòu)通式的咪唑化合物才能在PCB基板上面形成一層光亮致密的疏水性薄膜。

本發(fā)明所采用的耐高溫有機(jī)保護(hù)劑溶液pH=3.8-4.5，減少了對(duì)PCB板的攻擊性。主劑采用苯基咪唑類衍生物與苯并咪唑類衍生物復(fù)配，形成的OSP膜更致密，耐高溫氧化性顯著增強(qiáng)，提高了可焊性，也延長(zhǎng)了OSP溶液的使用周期。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書中描述的只是說(shuō)明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。