[发明专利]金属表面处理水溶液和抑制金属表面晶须的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属表面处理溶液，具体涉及锡或锡合金镀膜，本发明还 涉及一种用于处理锡或锡合金镀膜表面的方法。更更具体地，本发明涉及一种 当通过锡或锡合金镀覆方法制备锡或锡合金镀膜时，阻止薄膜表面晶须发生的 方法，并且还涉及其中的处理溶液。

背景技术

因为极好的连接性能、低成本、电性能和焊接性能，锡或合金镀覆广泛用 于电子部件，例如需要电连接的部件，例如芯片部件、石英振荡器、连接器销、 铅框架(frame)、印刷电路板，并且还用作半导体器件和印刷板制备工艺中的抗 蚀剂。

未经处理，锡或锡合金镀覆获得的镀膜随着时间在表面形成被称为晶须的 晶须状金属沉积物。铜基体上的锡或锡合金镀膜上晶须的发生被确认为是更加 显著的。当在电子部件基体表面上形成的锡或锡合金镀膜表面上发生晶须等时， 就可能会发生电短路。因此，利用铅抑制锡的氧化的作用和晶须生长作用的锡 铅合金镀覆已经通常应用于需要电连接的部件。然而，最近铅的毒性被认为是 一个问题，因而铅在电子部件中的应用已经受到限制。因此，需要无铅的锡或 锡合金镀覆。

为了抑制晶须的发生，可形成锡或锡合金镀膜之后进行高温处理或换句话 说回流处理。然而，尽管回流处理被认为具有抑制晶须发生作用，但是由于热 量的存在，会在锡和基体金属之间将会形成金属间化合物，因此出现了这样的 问题，即锡薄膜中纯锡数量减少，并且它对安装后的连接可靠性可能具有较大 的影响。因此，需要不经热处理或缓和热处理条件下能够抑制晶须发生的锡镀 膜表面处理方法。

处理锡薄膜表面的各种类型的溶液和表面处理方法过去被用作处理锡镀膜 表面的方法。例如，JP2007-56286公开了一种处理锡镀膜表面的锡镀膜表面处 理水溶液，所述水溶液包含磷酸铵盐、多磷酸盐(salt of polyphosphoric acid)、 或者马来酸盐等，并且具有特定的pH。这篇文献提出了一种马来酸盐，但是pH 值低于4.5时，不能实现满意的结果，不能满足本发明声称的成分，并且没有显 示本发明的有益效果。JP2007-197791公开了一种后镀处理组合物，包括具有 氨基氮的化合物，且至少两个或更多的亚甲基基团与膦酸基团连接的，或者上 述化合物的盐作为主要成分。该文献既没有公开本发明所使用的化合物，也没 有公开作为镀锡表面处理制剂的表面处理溶液的使用。而且，在本发明人所进 行的测试中，当用包含上述化合物的处理溶液处理镀锡表面时，镀膜将会腐蚀 并且基体将会暴露，因而证明该化合物不是优选的。JP2006-28610公开了一种 形成锡镀膜的方法，所述方法以该顺序包含以下步骤：剥离一部分锡镀膜的剥 离(peel)步骤，防止变色的处理步骤，和热处理步骤。该文献具有剥离步骤， 所述剥离步骤通过除去附着到非目标区域的区域上的锡原子以达到在热处理步 骤中防止变色，并且只有电解剥离公开为剥离步骤，因而与本发明的构成不同。 JP2004-300466公开了一种镀覆表面后处理溶液，其中2-巯基苯并噻唑的羧 酸衍生物溶解于有机溶剂例如酒精，并且接着加入水。然而，2-巯基苯并噻唑 的羧酸衍生物在水中的溶解度很小，且在JP2004-300466中显示酒精的联合使 用是需要的，并且因此实际的镀覆过程是复杂的。JP2006-307343公开了一种 使包括磷酸或其盐的组合物与金属接触的方法。该文献既没有公开本发明中所 用的化合物，也没有公开作为表面处理制剂的一种表面处理溶液的使用。

发明内容

本发明的一个目的是提供锡或锡合金镀膜表面处理水溶液，它能减少锡或 锡合金镀膜表面的晶须，并且能通过用于电子部件上的锡或锡合金薄膜的简单 方法来提供一种满意的锡或锡合金镀膜。

作为认真研究的结果，完成了上述目的，本发明人发现一种添加了包含羧 基的特定的有机化合物水溶液，与包含其它化合物的水溶液相比具有选择性的 优点，并且进而实现本发明。换句话说，通过本发明的表面处理水溶液的处理 的简单方法，能够有效地阻止锡或锡合金镀膜上晶须的发生。