Composición de prerrecubrimiento para conservante de la soldabilidad orgánico.

Un método de mejora de la soldabilidad de una superficie de cobre que comprende las etapas de:

a) poner en contacto la superficie de cobre con una composición de pretratamiento que comprende una solución de un ácido carboxílico alifático y un aditivo seleccionado del grupo que consiste en aminas y amoniaco; y tras ello,

b) poner en contacto la superficie de cobre con una composición conservante de la soldabilidad orgánica que comprende una solución acuosa de uno o más materiales seleccionados del grupo que consiste en triazoles sustituidos o no sustituidos, imidazoles sustituidos o no sustituidos, bencimidazoles sustituidos o no sustituidos, benzotriazoles sustituidos o no sustituidos y azoles sustituidos o no sustituidos.

Composiciïn de prerrecubrimiento para conservante de la soldabilidad orgïnico

Campo de la invenciïn La presente invenciïn se dirige a un proceso de recubrimiento con conservante de la soldabilidad orgïnico para circuiterïas de cobre durante la fabricaciïn de tarjetas de circuito impreso. El proceso mejorado de la invenciïn comprende el uso de una cubierta de prerrecubrimiento previa al baïo principal con conservante de la soldabilidad orgïnico para mejorar la soldabilidad de las superficies de cobre.

Antecedentes de la invenciïn En la fabricaciïn de tarjetas de circuito impreso (TCI) que tienen componentes metïlicos que se van a soldar, es necesario proteger el metal de la oxidaciïn para mejorar su soldabilidad. Por lo general, muchos de dichos componentes electrïnicos tienen circuiterïa de cobre sobre los mismos, y tambiïn pueden tener cables de oro u otras conexiones elïctricas que se usan generalmente para conectar el componente electrïnico con otros componentes electrïnicos.

Los procesos usados en la actualidad para proteger el cobre antes de la soldadura normalmente emplean un recubrimiento protector depositado sobre el cobre. Los procesos de la tïcnica anterior incluyen la nivelaciïn de soldadura de aire caliente (HASL) , conservantes de la soldabilidad orgïnicos (OSP) y otros acabados superficiales para tarjetas de circuito impreso. El recubrimiento protector protege contra la degradaciïn de la soldabilidad del cobre causada por las diversas etapas del proceso de fabricaciïn.

Los sistemas de recubrimiento de protecciïn del cobre utilizan una serie de etapas que incluyen la limpieza, el micrograbado y el aclarado con ïcido seguidos de la formaciïn de un recubrimiento de protecciïn sobre el cobre usando una soluciïn que contiene un agente protector.

En general, primero se limpia la superficie de cobre o de aleaciïn de cobre mediante inmersiïn de la tarjeta en un limpiador y, a continuaciïn, preferentemente se graba al aguafuerte para aumentar la adhesiïn del cobre. Luego se sumerge el cobre en una soluciïn que contiene un material orgïnico conservante de la soldabilidad tal como triazol, imidazol, bencimidazol o derivados de los mismos. Tambiïn se puede usar la pulverizaciïn u otras formas de recubrimiento.

La limpieza de la TCI se puede realizar usando cualquier nïmero de productos de limpieza incluyendo limpiadores alcalinos, ïcidos o neutros, siendo preferentemente un limpiador ïcido que comprenda ïcido sulfïrico, ïcido clorhïdrico o ïcido cïtrico. Por lo general, la TCI se pone en contacto con el limpiador durante hasta aproximadamente 5 minutos a una temperatura de 26, 66 a 48, 88 ïC (80 a 120 ïF) .

Preferentemente, se usa un reactivo para el micrograbado de la superficie del cobre. Por lo general, se emplean reactivos para el grabado tales como una sal persulfato acidificada tal como persulfato de sodio o material de tipo sulfïrico/perïxido a 21, 11-37, 77 ïC (70-100 ïF) durante aproximadamente 1 min.

A todas las etapas del proceso convencional de OSP les sigue el aclarado del sustrato, normalmente, con agua desionizada. El aclarado se realiza generalmente a temperatura ambiente.

Normalmente, los recubrimientos orgïnicos protectores de la soldabilidad comprenden un material tal como un triazol, un imidazol o bencimidazol, o un derivado de los mismos. El sustrato se trata con la soluciïn de OSP para formar una capa protectora sobre la metalurgia del cobre. Esto se realiza generalmente a una temperatura de 35 a 46, 11 ïC (95-115 ïF) , preferentemente de aproximadamente 40, 55 a 43, 33 ïC (105-110 ïF) durante aproximadamente 15 segundos a 1 minuto.

Se ha emitido una serie de patentes para los recubrimientos de OSP con el objetivo de proporcionar recubrimientos 55 protectores que sean mïs uniformes y tengan un mejor aspecto, y tambiïn con el objetivo de mejorar la soldabilidad.

La patente de EE.UU Nï 5.658.611, concedida a Ishiko et al., proporciona una composiciïn acuosa para la protecciïn de la superficie de las TCI que contiene un derivado de bencimidazol que se ajusta a un pH de 1-5 con un ïcido formador de sales de un metal pesado tal como cobre, manganeso y cinc en una cantidad inferior a 50 ppm.

La patente de EE.UU. Nï 5.173.130, concedida a Kinoshita et al., describe un proceso para el tratamiento superficial del cobre que comprende sumergir la superficie de cobre en una soluciïn acuosa que contiene un compuesto de bencimidazol que tiene un grupo alquilo de al menos tres ïtomos de carbono en la posiciïn 2 y un ïcido orgïnico. Del mismo modo, en las patentes de EE.UU. Nï 5.498.301 y 5.560.785, concedidas a Hirao et al., cuya materia 65 objeto de cada una se incorpora en el presente documento por referencia en su totalidad, se describe un agente de tratamiento superficial a base de agua usado para proteger el cobre sobre una tarjeta de circuito impreso con una excelente resistencia al calor y resistencia a la humedad que usa un compuesto de 2-arilimidazol como principio activo.

La patente de EE.UU. Nï 5.362.334, concedida a Adams et al., describe una composiciïn y un proceso para el

tratamiento de superficies metïlicas tales como circuiterïa de cobre sobre tarjetas de circuito impreso que comprende tratar la superficie con un soluciïn acuosa que comprende un compuesto de bencimidazol que tiene bien un grupo fenilo halogenado, un grupo bencilo halogenado o un grupo etilfenilo halogenado en la posiciïn 2.

La patente de EE.UU. Nï 5.376.189, concedida a Kukanskis, describe una composiciïn y un proceso para el tratamiento de superficies metïlicas tales como el cobre de tarjetas de circuito impreso que comprende tratar la superficie con una soluciïn acuosa que comprende un compuesto de bencimidazol que tiene al menos un grupo de ïcido carboxïlico o sulfïnico directamente o indirectamente unido al compuesto de bencimidazol. Se cree que el grupo de ïcido carboxïlico o ïcido sulfïnico aumenta la solubilidad del bencimidazol que proporciona una vida del baïo mïs prolongada y facilidad de operaciïn.

La patente de EE.UU. Nï 6.635.123, concedida a Cavallotti et al., proporciona la adiciïn de sales de cinc a la soluciïn de OSP para mejorar las caracterïsticas de la superficie de cobre. La adiciïn de las sales de cinc hace que disminuya la oxidaciïn de la superficie, tanto durante la soldadura como durante la exposiciïn a la atmïsfera, y mejora la humectabilidad de la superficie de cobre, incluso tras largos perïodos de tiempo a temperaturas elevadas. Ademïs, la adiciïn de las sales de cinc mejora la adhesiïn de la aleaciïn de soldadura de estaïo a la superficie.

El documento US 5.560.785 desvela un agente acuoso de tratamiento de superficies usado para proporcionar una capa quïmica sobre una tarjeta de circuito impreso de cobre o de aleaciïn de cobre.

El documento US 5.689.266 desvela un mïtodo de montaje de una tarjeta de circuito impreso con componentes de paso ultrafino.

Otros procesos de la tïcnica anterior han sugerido la formaciïn de una capa de prerrecubrimiento sobre la superficie de cobre antes de aplicar el recubrimiento protector final. Por ejemplo, la patente de EE.UU. Nï 4.373.656, concedida a Parker Jr. et al., describe un mïtodo para el tratamiento de tarjetas de circuito impreso de cobre desnudo que comprende someter, en primer lugar, las superficies de cobre a una soluciïn de grabado al aguafuerte suave, estabilizar las superficies mediante el tratamiento con una soluciïn acuosa de ïcido fosfïrico en combinaciïn con un glicol y, posteriormente, tratar la superficie con un azol (por ejemplo, imidazol) .

La patente de EE.UU. Nï 6.524.644, concedida a Wengenroth, proporciona una etapa de pretratamiento previa al recubrimiento de OSP para proporcionar un recubrimiento protector final mejorado, que comprende un compuesto de bencimidazol y una alcanolamina. Se cree que el recubrimiento de pretratamiento descrito por Wengenroth conserva la soldabilidad de la superficie de cobre, mientras evita sustancialmente que las superficies de oro atraigan el recubrimiento de OSP, lo que podrïa generar defectos cosmïticos en forma de tinciïn y, posiblemente, reducir la conductividad de la superficie de contacto de oro.

Los inventores de la presente invenciïn han determinado que se pueden realizar mejoras adicionales en el proceso de recubrimiento con OSP que producen un recubrimiento mïs uniforme que tiene un mejor aspecto y color. Con ese fin, los inventores de la presente invenciïn han desarrollado un mïtodo de acuerdo con la reivindicaciïn 1. Una 45 vez que un sustrato se ha recubierto con la composiciïn de pretratamiento, el sustrato se puede procesar de la manera normal (es decir, recubriendo con un OSP que... [Seguir leyendo]

1. Un mïtodo de mejora de la soldabilidad de una superficie de cobre que comprende las etapas de:

a) poner en contacto la superficie de cobre con una composiciïn de pretratamiento que comprende una soluciïn de un ïcido carboxïlico alifïtico y un aditivo seleccionado del grupo que consiste en aminas y amoniaco; y tras ello, b) poner en contacto la superficie de cobre con una composiciïn conservante de la soldabilidad orgïnica que comprende una soluciïn acuosa de uno o mïs materiales seleccionados del grupo que consiste en triazoles sustituidos o no sustituidos, imidazoles sustituidos o no sustituidos, bencimidazoles sustituidos o no sustituidos, benzotriazoles sustituidos o no sustituidos y azoles sustituidos o no sustituidos.

2. El mïtodo de acuerdo con la reivindicaciïn 1, donde el ïcido carboxïlico alifïtico es seleccionado del grupo que consiste en ïcidos carboxïlicos con de 5 a 9 carbonos. 15

3. El mïtodo de acuerdo con la reivindicaciïn 2, donde el ïcido carboxïlico alifïtico comprende ïcido heptanoico.

4. El mïtodo de acuerdo con la reivindicaciïn 1, donde se usa el aditivo y comprende una amina que es

seleccionada del grupo que consiste en trietanolamina, dimetilamina, dipropilamina, dietanolamina, amoniaco y 20 etanolamina.

5. El mïtodo de acuerdo con la reivindicaciïn 4, donde la amina es trietanolamina.

6. El mïtodo de acuerdo con la reivindicaciïn 4, donde el ïcido carboxïlico alifïtico y la amina estïn cada uno 25 presente en la composiciïn de pretratamiento a una concentraciïn de 1 a 10 g/l.

7. El mïtodo de acuerdo con la reivindicaciïn 1, donde el pH de la soluciïn de pretratamiento es de entre 4, 5 y 9, 5.

8. El mïtodo de acuerdo con la reivindicaciïn 7, donde el pH de la soluciïn de pretratamiento es de 30 aproximadamente 6, 0.

9. El mïtodo de acuerdo con la reivindicaciïn 1, donde se realiza una etapa de aclarado entre la etapa de pretratamiento y la etapa del conservante de la soldabilidad orgïnico.

10. El mïtodo de acuerdo con la reivindicaciïn 1, donde dicha etapa de puesta en contacto de la superficie de cobre con la composiciïn de pretratamiento comprende sumergir la superficie de cobre en la composiciïn de pretratamiento.

11. El mïtodo de acuerdo con la reivindicaciïn 10, donde la superficie de cobre es sumergida en la composiciïn de 40 pretratamiento durante 1 a 5 minutos.

12. El mïtodo de acuerdo con la reivindicaciïn 1, donde la composiciïn conservante de la soldabilidad orgïnica comprende al menos un azol.

13. El mïtodo de acuerdo con la reivindicaciïn 12, donde el al menos un azol es un imidazol.