一种无铅印制电路板用复配OSP处理剂[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 CN 105671538 A (43)申请公布日 2016.06.15

(21)申请号 201610008997.4(22)申请日 2016.01.08

(71)申请人滁州嘉泰科技有限公司

地址239000 安徽省滁州市经济技术开发区

花园东路518号(72)发明人王传鹏(51)Int.Cl.

C23C 22/52(2006.01)H05K 3/28(2006.01)

权利要求书1页 说明书3页

(54)发明名称

一种无铅印制电路板用复配OSP处理剂(57)摘要

本发明公开了一种无铅印制电路板用复配OSP处理剂，包括以下重量百分比的原料：苯丙三氮唑：0.5-5%，2-已基苯并咪唑：0.5-2.5%，2-庚基-5-硝基苯并咪唑：1-5%，1-苯基-5硫基四氮唑：0.2-1.4%，磺胺塞硫代甘醇酸：1-4%，醋酸铜：0.1-0.5%，甲酸铜：0.1-0.5%，碘化钾：1-5%，氨水：0.1-1%，有机酸：4-12%，增溶剂：1-8%，缓冲剂：0.1-1%，余量为水。本发明可在印制线路板上的铜线路表面顺利形成附着力强、抗氧化、耐高温、致密透明的OSP，成膜均匀平整，耐热冲击性能好，适合于单双面板加工，溶液稳定，易于维护，水溶液操作温度可控制住80℃以下，不会造成基板弯曲变形，操作成本低，成品率高。

C N 1 0 5 6 7 1 5 3 8 ACN 105671538 A

权　利　要　求　书

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1.一种无铅印制电路板用复配OSP处理剂，其特征在于，包括以下重量百分比的原料：苯丙三氮唑：0.5-5％，2-已基苯并咪唑：0.5-2.5％，2-庚基-5-硝基苯并咪唑：1-5％，1-苯基-5硫基四氮唑：0.2-1.4％，磺胺塞硫代甘醇酸：1-4％，醋酸铜：0.1-0.5％，甲酸铜：0.1-0.5％，碘化钾：1-5％，氨水：0.1-1％，有机酸：4-12％，增溶剂：1-8％，缓冲剂：0.1-1％，余量为水。

2.根据权利要求1所述的一种无铅印制电路板用复配OSP处理剂，其特征在于，包括以下重量百分比的原料：苯丙三氮唑：1.5-3.5％，2-已基苯并咪唑：1-2％，2-庚基-5-硝基苯并咪唑：2-4％，1-苯基-5硫基四氮唑：0.6-1.2％，磺胺塞硫代甘醇酸：1.5-3.5％，醋酸铜：0.2-0.4％，甲酸铜：0.2-0.4％，碘化钾：2-4％，氨水：0.3-0.8％.有机酸：6-10％，增溶剂：2-6％，缓冲剂：0.3-0.7％，余量为水。

3.根据权利要求1所述的一种无铅印制电路板用复配OSP处理剂，其特征在于，包括以下重量百分比的原料：苯丙三氮唑：2.5％，2-已基苯并咪唑：1.5％，2-庚基-5-硝基苯并咪唑：3％，1-苯基-5硫基四氮唑：0.8％，磺胺塞硫代甘醇酸：2.5％，醋酸铜：0.3％，甲酸铜：0.3％，碘化钾：3％，氨水：0.5％有机酸：8％，增溶剂：4％，缓冲剂：0.5％，余量为水。

4.根据权利要求1所述的一种无铅印制电路板用复配OSP处理剂，其特征在于，所述有机酸包括甲酸和醋酸。

5.根据权利要求1所述的一种无铅印制电路板用复配OSP处理剂，其特征在于，所述增溶剂为可与水互溶的低级醇、十二烷基硫酸钠、二甲基亚砜、丙酮中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的一种无铅印制电路板用复配OSP处理剂，其特征在于，所述缓冲剂为铵盐、醋酸盐、柠檬酸盐中的一种或者几种。

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一种无铅印制电路板用复配OSP处理剂

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技术领域

[0001]本发明涉及无铅印制电路板技术领域，尤其涉及一种无铅印制电路板用复配OSP处理剂。

背景技术

[0002]随着人们对电子产品的轻、薄、短、小型化、多功能化方向发展，印制线路板向着高精密度、薄型化、多层化、小孔化方向发展，尤其是SMT的迅猛发展，从而使SMT用高密度薄板（如IC卡、移动电话、笔记本电脑、调谐器等印制板）不断发展，使得热风整平工艺愈来愈不适应上述要求。同时热风整平工艺使用的Sn-Pb焊料也不符合环保要求，随着2006年7月1日欧盟RoHS指令的正式实施，业界急需寻求PCB表面处理的无铅替代方式，最普遍的是有机焊

无电镀镍金沉浸(ENIG)、银沉浸以及锡沉浸。料防护(OSP)、

[0003]OSP是印刷电路板(PCB)铜箔表面处理的符合RoHS指令要求的一种工艺。OSP是Organic Solderability Preservatives的简称，中译为有机保焊膜，又称护铜剂，英文亦称之Preflux。简单地说，OSP就是在洁净的裸铜表面上，以化学的方法长出一层有机皮膜。这层膜具有防氧化，耐热冲击，耐湿性，用以保护铜表面于常态环境中不再继续生锈（氧化或硫化等）；但在后续的焊接高温中，此种保护膜又必须很容易被助焊剂所迅速清除，如此方可使露出的干净铜表面得以在极短的时间内与熔融焊锡立即结合成为牢固的焊点。[0004]是常见的几种PCB表面处理方式，浸Ag、浸Sn、OSP、无电镀镍浸金（ENIG）的性能比较，其中后4种适用于无铅工艺。可以看出OSP的工艺简单、成本低，所以越来越受到业界的欢迎。简单的说OSP就是在洁净的裸铜表面上，以化学的方法长出一层有机皮膜，这层膜具有防氧化，耐热冲击，耐湿性，用以保护铜表面于常态环境中不再继续生锈（氧化或硫化等）；但在后续的焊接高温中，此种保护膜又必须很容易被助焊剂所迅速清除，如此方可使露出的干净铜表面得以在极短时间内与熔融焊锡立即结合成为牢固的焊点。[0005]其实OSP并非新技术，它实际上已经有超过35年，比SMT历史还长。OSP具备许多好处，例如平整面好，和焊盘的铜之间没有IMC形成，允许焊接时焊料和铜直接焊接（润湿性好），低温的加工工艺，成本低（可低于HASL），加工时的能源使用少等等。OSP技术早期在日本十分受欢迎，有约4成的单面板使用这种技术，而双面板也有近3成使用它。在美国，OSP技术也在1997年起激增，从1997以前的约10%用量增加到1999年的35%。[0006]OSP有三大类的材料：松香类（Rosin），活性树脂类（Active Resin）和唑类（Azole），目前使用最广的是唑类OSP。唑类OSP已经经过了约5代的改善，这五代分别名为BTA，IA，BIA，SBA和最新的APA。

[0007]OSP工艺配方的核心是所配置的水溶液，该溶液可通过化学反应在铜表面形成一层厚度0.2-0.5μm的憎水性的有机保护膜，起到防氧化和助焊的作用。目前OSP供应商均是采用咪唑类衍生物溶于酸性水溶液中，使其在一定温度和pH值范围内作用铜面，生成有机铜络合物薄膜，起到保护作用。由此可见OSP成膜性能的好坏，与OSP水溶液选用的咪唑种类有很大关系，长期以来各国的表面处理工作者在OSP所用咪唑上做了大量的研究工作，开发

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出不同的咪唑类衍生物应用到OSP处理工艺中，无铅焊接工艺已基本取代传统的含铅焊接工艺，此时铜面焊接的温度有极大提高。而采用传统的OSP工艺，虽然形成的有机络合物膜能够起到防氧化的效果，但在无铅焊接的焊接温度下很容易分解挥发掉，不能有效保护铜面，从而导致铜面可焊性恶化，润湿性不良，焊点脱落，元器件失效。在这种情况下，需要优化OSP工艺，采用新型的咪唑化合物，以提高OSP膜的耐高温性能。发明内容

[0008]基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种无铅印制电路板用复配OSP处理剂。

[0009]本发明提出的一种无铅印制电路板用复配OSP处理剂，包括以下重量百分比的原料：苯丙三氮唑：0.5-5%，2-已基苯并咪唑：0.5-2.5%，2-庚基-5-硝基苯并咪唑：1-5%，1-苯基-5硫基四氮唑：0.2-1.4%，磺胺塞硫代甘醇酸：1-4%，醋酸铜：0.1-0.5%，甲酸铜：0.1-0.5%，碘化钾：1-5%，氨水：0.1-1%，有机酸：4-12%，增溶剂：1-8%，缓冲剂：0.1-1%，余量为水。[0010]优选地，所述无铅印制电路板用复配OSP处理剂包括以下重量百分比的原料：苯丙三氮唑：1.5-3.5%，2-已基苯并咪唑：1-2%，2-庚基-5-硝基苯并咪唑：2-4%，1-苯基-5硫基四氮唑：0.6-1.2%，磺胺塞硫代甘醇酸：1.5-3.5%，醋酸铜：0.2-0.4%，甲酸铜：0.2-0.4%，碘化钾：2-4%，氨水：0.3-0.8%，有机酸：6-10%，增溶剂：2-6%，缓冲剂：0.3-0.7%，余量为水。[0011]优选地，所述无铅印制电路板用复配OSP处理剂包括以下重量百分比的原料：苯丙三氮唑：2.5%，2-已基苯并咪唑：1.5%，2-庚基-5-硝基苯并咪唑：3%，1-苯基-5硫基四氮唑：0.8%，磺胺塞硫代甘醇酸：2.5%，醋酸铜：0.3%，甲酸铜：0.3%，碘化钾：3%，氨水：0.5%，有机酸：8%，增溶剂：4%，缓冲剂：0.5%，余量为水。[0012]优选地，所述有机酸包括甲酸和醋酸。[0013]优选地，所述增溶剂为可与水互溶的低级醇、十二烷基硫酸钠、二甲基亚砜、丙酮中的至少一种。

[0014]所述缓冲剂为铵盐、醋酸盐、柠檬酸盐中的一种或者几种

本发明中，无铅印制电路板用复配OSP处理剂可对印刷电路板(PCB)铜箔表面进行处理，有机酸中的乙酸在抗氧化剂里的催化剂铜盐下，形成乙酸酐，乙酸酐与2-已基苯并咪唑反应生成酮式和烯醇式的同分异构物，这两种同分异构物中只有与氨水亏化后才能和微蚀后印刷板上的铜离子螯合，在裸铜上生成一层坚固铜的有机螯合物抗氧化膜，在裸铜的表面生成一层坚固的有机膜，该有机膜可保护铜面于常态环境中不再继续氧化，在以后的焊接高温下保护膜易被助焊剂清除，能在极短时间内与熔融锡结成牢固的焊点，苯并三氮唑作为印制线路板表面金属铜的配体，与印制线路板表面游离的铜离子形成氮唑配合物，从而形成均匀致密的有机配合物纳米级薄膜，该有机配合物纳米级薄膜能在后续的OSP酸性成膜溶液中溶解，迅速被OSP成膜溶液中的2-已基苯并咪唑、2-庚基-5-硝基苯并咪唑与铜离子的络合物所取代，从而在印制线路板上的铜线路表面顺利形成附着力强、抗氧化、耐高温、致密透明的OSP，成膜均匀平整，耐热冲击性能好，适合于单双面板加工，溶液稳定，易于维护，水溶液操作温度可控制住80℃以下，不会造成基板弯曲变形，操作成本低，成品率高。具体实施方式

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下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。

[0016]实施例一

本实施例中，一种无铅印制电路板用复配OSP处理剂包括以下重量百分比的原料：苯丙三氮唑：0.5%，2-已基苯并咪唑：0.5%，2-庚基-5-硝基苯并咪唑：1%，1-苯基-5硫基四氮唑：0.2%，磺胺塞硫代甘醇酸：1%，醋酸铜：0.1%，甲酸铜：0.1%，碘化钾：1%，氨水：0.1%，有机酸：4%，增溶剂：1%，缓冲剂：0.1%，余量为水。[0017]实施例二

本实施例中，一种无铅印制电路板用复配OSP处理剂包括以下重量百分比的原料：苯丙三氮唑：1.5%，2-已基苯并咪唑：1%，2-庚基-5-硝基苯并咪唑：2%，1-苯基-5硫基四氮唑：0.6%，磺胺塞硫代甘醇酸：1.5%，醋酸铜：0.2%，甲酸铜：0.2%，碘化钾：2%，氨水：0.3%，有机酸：6%，增溶剂：2%，缓冲剂：0.3%，余量为水。[0018]实施例三

本实施例中，一种无铅印制电路板用复配OSP处理剂包括以下重量百分比的原料：苯丙三氮唑：2%，2-已基苯并咪唑：1.2%，2-庚基-5-硝基苯并咪唑：2.5%，1-苯基-5硫基四氮唑：0.7%，磺胺塞硫代甘醇酸：2%，醋酸铜：0.25%，甲酸铜：0.25%，碘化钾：2.5%，氨水：0.4%，有机酸：7%，增溶剂：3%，缓冲剂：0.4%，余量为水。[0019]实施例四

本实施例中，一种无铅印制电路板用复配OSP处理剂包括以下重量百分比的原料：苯丙三氮唑：2.5%，2-已基苯并咪唑：1.5%，2-庚基-5-硝基苯并咪唑：3%，1-苯基-5硫基四氮唑：0.8%，磺胺塞硫代甘醇酸：2.5%，醋酸铜：0.3%，甲酸铜：0.3%，碘化钾：3%，氨水：0.5%，有机酸：8%，增溶剂：4%，缓冲剂：0.5%，余量为水。[0020]实施例五

本实施例中，一种无铅印制电路板用复配OSP处理剂包括以下重量百分比的原料：苯丙三氮唑：3%，2-已基苯并咪唑：1.8%，2-庚基-5-硝基苯并咪唑：3.5%，1-苯基-5硫基四氮唑：1%，磺胺塞硫代甘醇酸：3%，醋酸铜：0.35%，甲酸铜：0.35%，碘化钾：3.5%，氨水：0.7%，有机酸：9%，增溶剂：5%，缓冲剂：0.6%，余量为水。[0021]实施例六

本实施例中，一种无铅印制电路板用复配OSP处理剂包括以下重量百分比的原料：苯丙三氮唑：3.5%，2-已基苯并咪唑：2%，2-庚基-5-硝基苯并咪唑：4%，1-苯基-5硫基四氮唑：1.2%，磺胺塞硫代甘醇酸：3.5%，醋酸铜：0.4%，甲酸铜：0.4%，碘化钾：4%，氨水：0.8%，有机酸：10%，增溶剂：6%，缓冲剂：0.7%，余量为水。[0022]实施例七

本实施例中，一种无铅印制电路板用复配OSP处理剂包括以下重量百分比的原料：苯丙三氮唑：5%，2-已基苯并咪唑：2.5%，2-庚基-5-硝基苯并咪唑：5%，1-苯基-5硫基四氮唑：1.4%，磺胺塞硫代甘醇酸：4%，醋酸铜：0.5%，甲酸铜：0.5%，碘化钾：5%，氨水：1%，有机酸：12%，增溶剂：8%，缓冲剂：1%，余量为水。[0023]以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

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