浸镀银涂层上的自组分子制造技术

本发明专利技术公开了一种用于增进包含沉积在可焊接铜基板上的银涂层的物品的耐腐蚀性的方法。该方法包括将其上具有浸镀银涂层的铜基板暴露于抗腐蚀组合物，该抗腐蚀组合物包含：ａ）多官能团分子，其中该多官能团分子包含至少一个会与铜表面相互作用且保护铜表面的有机官能团和至少一个会与银表面相互作用且保护银表面的有机官能团；ｂ）醇；以及ｃ）表面活性剂。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般性地涉及用于将保护性有机膜沉积在浸镀银涂层和电镀银上、特别是 铜基板上的浸镀银涂层上的方法和组合物。
技术介绍
多年以来，包含铜电路的裸板系以根据热风焊料整平(Hot Air SolderLeveling, HASL)方法的共熔性锡-铅焊料涂层润饰。由于危害物限制(Restriction of Hazardous Substances, RoHS)指令，工业上已经不再利用铅作为裸板的最终润饰成分。替代性最终润饰物包括有机可焊性保存剂(organic solderabilitypreservative, 0SP)、无电银浸键金(electroless nickel-immersion gold,ENIG)、浸镀锡和浸镀银。OSP为易受化学和机械除去影响的有机涂层，因此可能无法 适当保护铜电路免于氧化。EMG易受常见污染物影响且对高湿度敏感且倾向由于腐蚀而故 障。另外，此方法缓慢且难以控制。最后，由于使用金，使其变成相当昂贵的方法。浸镀锡 容易形成铜_锡金属间化合物和氧化锡。在浸镀银保护涂层所观察到的特定问题为铜与银之间的某些裸铜界面处的铜盐 蠕变腐蚀。浸镀银可能因各种理由而未充分覆盖铜表面。例如，浸镀银方法可能未将铜配 线充分涂布在PCB中，特别是在经镀覆的贯穿孔和高深宽比盲孔。这些位置处的腐蚀以环 绕导孔和镀覆贯穿孔的环状环的方式出现。在焊罩边缘会有一些暴露的裸铜出现。此外， 浸镀银受固有的细孔形成所困扰。换言之，浸镀银方法(为自限型)沉积相对薄的层。这 些薄层为多孔性。最后，银易受存在于环境(特别是在纸处理工厂、橡胶处理工厂和高污染 环境)中的还原硫化合物(例如，硫化氢)的硫化影响。银的充分硫化会造成局部的硫化 银盐类区域，如果它们长的够大，可能与银层分离，也会形成细孔。由于该浸镀法的覆盖不 足、浸镀银方法所得层中固有细孔、或硫化所造成后来形成的细孔等因素，导致的铜暴露区 域易受蠕变腐蚀影响。湿度和环境污染物会将铜氧化且硫化，形成可能蠕变经过该浸镀银 层铜覆盖不足的任何位置的铜盐。浸镀银涂层可以用包含硫醇的涂层来保护。然而，硫醇类可能无法充分保护该板 免受蠕变腐蚀。而且，硫醇涂层可能在运用无铅焊料的自组方法时劣化，其中自组方法通常 在高于220°C的温度时发生且可能在高达270°C时发生。
技术实现思路
简言之，本专利技术涉及一种用于增进沉积在可焊接铜基板上的浸镀银涂层的耐腐蚀 性的组合物，该组合物包含多官能团分子，其中该多官能团分子包含至少一个会与铜表面 相互作用且保护铜表面的含氮有机官能团和至少一个会与银表面相互作用且保护银表面 的含硫有机官能团；醇；表面活性剂；和碱性PH调节剂。本专利技术还涉及一种用于增进包含沉积在可焊接铜基板上的银涂层的物品的耐腐 蚀性的方法，该方法包含将其上具有浸镀银涂层的铜基板暴露于抗腐蚀组合物，该抗腐蚀组合物包含a)多官能团分子，其中该多官能团分子包含至少一个会与铜表面相互作用且 保护铜表面的有机官能团和至少一个会与银表面相互作用且保护银表面的有机官能团；b) 醇；以及c)表面活性剂。本专利技术的其它目的和特征部分是显而易见的，并且部分将在下文中指出。 附图说明图1示出了其上沉积有浸镀银涂层且另外覆盖有本专利技术的保护性有机膜的铜基 板。图2示出了根据实施例4的方法进行腐蚀测试的板面的照片。图3示出了根据实施例5的方法进行腐蚀测试的样品的照片。图4示出了根据实施例6的方法的润湿均衡评估结果。图中的相应部分用相应标号表示。具体实施例方式本申请要求2008年11月8日提交的美国专利临时申请60/986481的优先权，并 通过引用将其全文结合于此。本专利技术涉及将保护性有机膜施于银涂层的方法和组合物。该银涂层可通过银浸镀 法或电镀法施加。在优选实施方式中，该银涂层通过银浸镀法镀在铜基板上。该保护性有机 膜特别适于保存浸镀银成品和下方铜基板的完整性，进而得到例如改善的外观、耐腐蚀性、 耐蠕变腐蚀性以及上面具有浸镀银层的铜或铜合金基板的可焊性。适于用本专利技术的有机保 护膜保护的铜基板包括电路板、芯片载体、半导体基板、金属导线架、连接器和其它可焊接 铜基板。银浸渍置换镀覆是一种保存这些铜基板的可焊性的方法。银浸渍镀覆为自限型方 法，其得到的银层的典型厚度介于约0. 05微米与约0. 8微米之间，通常介于约0. 15微米与 约0. 40微米之间。某些浸渍法和组合物可镀覆具有超出此宽范围的厚度的银层。如上所述，浸镀银可能不足以保护铜表面，如在铜与银之间的某些裸露铜界面处， 特别是在PCB基板中经镀覆的贯穿孔和高深宽比盲孔处。而且，浸镀银涂层的特征在于该 方法的自限性所造成的固有细孔。最后，除了硫化和氧化(特别是在高污染环境中)之外， 浸镀银表面易受镀覆方法所形成的细孔的影响。因此，除了浸镀银涂层之外，本专利技术涉及一 种施加保护性有机膜以在铜表面上提供腐蚀保护层的方法。施加该保护性有机膜的方法涉 及将该表面上具有银涂层的铜基板暴露于用于增进沉积在可焊接铜基板上的浸镀银涂层 的耐腐蚀性的组合物。因此本专利技术进一步涉及这种组合物。该组合物包括含有会与铜和银表面相互作用 且保护铜和银表面的官能团的分子。在一种实施方式中，该分子包含二个或多个具有不同 官能性的官能团，即为多官能团分子。多官能团分子涵盖双官能团分子，该分子包含两个具 有不同官能性的有机官能团。根据本专利技术，该双官能团分子包含至少一个会与铜表面相互 作用且保护铜表面的有机官能团和至少一个会与银表面相互作用且保护银表面的有机官 能团。在本专利技术的上下文中，多官能团分子还涵盖三官能团分子、四官能团分子等等，各个 分子具有三、四或更多个具有不同官能性的有机官能团。在一种实施方式中，该有机保护膜 可表征为包含该多官能团分子的自组单层。该多官能团分子包含至少一个会与铜表面相互作用且保护铜表面的有机官能团。 在一种实施方式中，该会与铜表面相互作用且保护铜表面的有机官能团为胺。胺为含氮官 能团，典型地键合至有机取代基，例如烃基或芳基。烃基包含烷基、烯基和炔基。该烃基可 为经取代或未经取代。芳基包含芳族基团，如苯基、萘基和具有多于两个稠合环的基团。该 芳基可为经取代或未经取代且可为同环族或杂环族。可应用的胺类包括一级胺类、二级胺类、三级胺类和包含氮的芳族杂环类。一级胺 类、二级胺类和三级胺类可具有通式(I) 其中R1、R2和R3为烃基、芳基或氢，且R1、R2和R3中至少一个为烃基或芳基。在 典型的结构中，R1、R2和R3中至少一个为包含约2与约24个之间的碳原子、典型地为约6 与约24个之间的碳原子、更典型地为约10与约18个之间的碳原子的烃基的碳链。芳基典 型地包含约6与约24个之间的碳原子，更典型地为约6与约10个之间的碳原子，即，苯基 (经取代的苯)、萘基(经取代的萘)、经取代的蒽、经取代的菲、经取代的稠四苯等等。该 烃基和芳基可进一步经取代。典型的取代基包含短碳链分支的烷基，其典型地具有1至4 个碳原子，即，甲基、乙基、丙基和丁基取代基，和芳族基团，如苯基、萘基和包含氮、氧和硫 的芳族杂环类。其它的取代基包括额外的胺类、硫醇类、羧酸酯类、磷酸酯类、膦酸酯类、硫 酸盐类、磺酸盐类、卤素、羟基、烷氧基、芳氧基、经保护的羟基、酮基、酰基、酰氧基、硝基、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于增进沉积在可焊接铜基板上的浸镀银涂层的耐腐蚀性的组合物，所述组合物包含：多官能团分子，其中所述多官能团分子包含至少一个会与铜表面相互作用且保护铜表面的含氮有机官能团和至少一个会与银表面相互作用且保护银表面的含硫有机官能团；醇；表面活性剂；和碱性ｐＨ调节剂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：约瑟夫A阿贝斯，孙申量，西奥多尔安东尼利斯，
申请(专利权)人：恩索恩公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]