[发明专利]铜底基的选择性沉积方法

说明书

                         发明背景

1.发明领域

本发明涉及一种金属表面的处理方法，用于保护表面免受氧化并增强它的可焊接性能，尤其是处理电子元件如含有铜和金电路的印刷线路板(PWB)，目的是在铜和金焊接前在铜表面提供保护性涂层，特点是使得底基不褪色或不受处理时其它的电子影响。

2.相关背景的描述

在加工要被焊接的含金属元件时，保护金属免受氧化以增强它的可焊接性能是必要的。为方便起见，如下描述将直接指具有将被焊接的铜电路的印刷线路板(PWB)或其它电子元件的加工，铜在焊接前不被氧化或其它腐蚀是基本要求。

通常，许多含有铜电路的此类电子元件在其上面也有金导线或其它通常用来连接一个电子元件和另一个电子元件的电路连接。然而最近被用来在焊接前保护铜电路的方法通过玷污金或电子影响金而损害性地影响到底基上金的冶金性能。

现在用于在焊接前保护铜的方法采用了沉积于铜表面的保护性涂层。该涂层用作热空气焊剂均匀化(HASL)和其它金属印刷线路板表面抛光的替代物。涂层提供了对铜可焊接性能下降的保护，这是由制造过程中不同的加工步骤导致的，如在电子元件的制造过程中由于表面装配技术(SMT)和混合技术PWB组装而暴露于多次热循环。

一般来讲，铜保护性涂层系统采用一系列步骤，包括清洗、微蚀和酸洗涤，随后利用含保护性成形剂的溶液在铜表面形成保护性涂层。典型的保护性成形剂是咪唑或苯并咪唑衍生物，涂层通常命名为有机可焊接性防腐(OSP)涂层。

在尝试解决有关在铜电路上提供保护性涂层的问题方面已经发表了一系列专利。

Ishiko等人的美国专利5,658,611为PWB提供了一种水性表面保护组合物，它含有苯并咪唑衍生物，并且用重金属如铜、锰和锌(含量不超过50ppm)的成盐酸来调节pH值为1-5。

在Kinoshita等人的美国专利5,173,130中公开了铜表面处理的一种方法，它包括将铜表面浸入含有苯并咪唑化合物和一种有机酸的水性溶液中，该化合物在2位上有一个至少3个碳原子的烷基。相似的，在Hirao等人的美国专利5,498,301和美国专利5,560,785中，用来保护具有优秀耐热性和耐湿性的印刷线路板上的铜的水基表面处理剂用2-芳基咪唑化合物作为活性组分。

在Hirao等人的欧洲专利公开EP 0 791 671中公开了一种铜的表面处理剂，它包括含有咪唑化合物或苯并咪唑化合物的水性溶液、配合物和铁离子。他们认为该表面处理剂在铜表面选择性地形成化学薄膜，而在其它金属上没有成膜。

在Adams等人的美国专利5,362,334中公开了一种在金属表面如印刷线路板上的铜电路上进行表面处理的组合物和方法，它包括用含苯并咪唑化合物的水性溶液来处理表面，该化合物在2位上有卤代苯基、卤代苄基或卤代乙基苯基。在Kukanskis的美国专利5,376,189中公开了一种用于处理金属表面如印刷线路板上的铜的组合物和方法，它包括用含有苯并咪唑化合物的水性溶液来处理表面，这种苯并咪唑化合物上直接或间接地接上至少一个羧基或磺酸基。

不幸的是，由于对用来涂布铜的涂层的吸附，以及以玷污形式导致的装饰缺陷并可能减少金接触表面的导电性，当前用来生产铜表面上保护性涂层的方法在不同程度上仍然损害性地影响到电子底基上金的冶金学性能。

由于前面技术中存在的问题和缺陷，因此本发明的目的之一是提供一种改进方法以在电子元件如印刷线路板的铜表面上选择性地沉积一种有机可焊性防腐(OSP)涂层，以用作保持铜表面可焊接性能的一种保护性涂层，同时基本上消除金表面吸附相同保护性涂层而玷污金和/或影响金的导电性。

本发明的另一个目的是提供电子元件如利用本发明方法制备的印刷线路板。

本发明的其它优点将在下面的描述中阐明。

                      发明概述

本发明一方面已经改善了金属表面的处理方法，以保护表面免受氧化并增强其可焊接性能，尤其是处理电子元件如含有铜和金电路的印刷线路板以在铜和金焊接前在铜上提供保护性涂层，其特征是底基不会褪色或因其它处理而受到电子影响。在处理金属表面以保护其表面免受氧化并增强它的可焊接性能的方法中，清洗金属表面，任选蚀刻，然后和有机可焊接性防腐物质的溶液接触，通常是三唑、咪唑或苯并咪唑或其衍生物，因此在金属表面形成一层有机可焊接性防腐保护膜或涂层，改进之处包括：