CH507774A - Lötflussmittel - Google Patents

Description

  
 



  Lötflussmittel
Beim Löten elektrischer Verbindungen ist es im allgemeinen notwendig, Flussmittel zu verwenden, um das zu lötende Metall zu reinigen und, was wichtiger ist, die Metalloberfläche für ein gutes Anhaften vorzubereiten. Wirksame Flussmittel müssen bei Löttemperaturen verwendbar und wirksam sein. Flussmittelrückstände müssen leicht entfernbar und/oder für die gelöteten Metallkontakte nichtkorrosiv sein.



   Die bisher für diese Zwecke verwendeten Flussmittel haben den Nachteil, dass der Temperaturbereich, in dem sie verwendet werden können, eng ist dass sie auf die Kontaktmetalle häufig einen korrosiven Einfluss haben, insbesondere wenn das Flussmittel als Rückstand zurückbleibt, und dass sie bei der Verwendung von Alkylalkoholen eine Gefahr für die Haut oder die Hände des Arbeitspersonals wegen der Austrocknungswirkung darstellen.



   Diese Nachteile der bekannten Flussmittel werden nun erfindungsgemäss durch die Verwendung von Polyglykolen als Lösungsmittel oder Träger überwunden, da diese nicht hygroskopisch sind und Eigenschaften besitzen, die zusammen mit einem Aktivierungsmittel, z. B.



  einer Aminosäure, besonders vorteilhaft sind. Die Polyglykole besitzen auch eine benetzende Wirkung. Speziell der breite Anwendungstemperaturbereich der Polyglykole als Lösungsmittel von etwa 145 bis 3200 C (300 bis 6000 F) ist von besonderer Bedeutung, da diese als Flussmittel bei verschiedenartigen Lötarbeitsgängen innerhalb eines breiten Temperaturbereichs angewendet werden können. Da der nutzbare Temperaturbereich dieser Polyglykole grösser ist, d. h. der Flammpunkt höher liegt, als bei bisher verwendeten Lösungsmitteln, ist die Möglichkeit einer vorzeitigen Verdampfung solcher Flussmittel selbst bei längerem Arbeiten an einem Fliessband gering.



   Die bekannten Korrosionsprobleme bei den bekannten Flussmitteln werden ebenfalls durch diese Polyglykolzusammensetzungen gelöst, da der Rückstand dieser Substanzen nach dem Löten leicht mit Wasser weggewaschen werden kann. Auf diese Weise wird ein Einschliessen von unerwünschten Rückständen oder Verunreinigungen weitgehend vermieden. Selbst wenn etwas Rückstand verbleiben würde, so handelt es sich bei diesem doch um einen nichtkorrosiven Rückstand in nichtkorrosiv wirkenden Mengen.



   Ein weiterer wichtiger Faktor bei der Verwendung dieser Lösungsmittel ist darin zu sehen, dass die Arbeiter keinen Schaden erleiden, wenn die Haut oder Kleidung mit diesen Polyglykollösungsmitteln in Kontakt kommt, da diese nichttoxisch sind, wie deren häufige Verwendung in kosmetischen Mitteln, z. B. Gesichtsund Handcreme, zeigt.



   Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher ein bei Lötungen zur Herstellung elektrischer Verbindungen, insbesondere miniaturisierter Komponenten, verwendbares Glykol-Lötflussmittel.



   Die vorliegende Erfindung betrifft daher eine Zusammensetzung, die ein Aktivierungsmittel, ein Lösungsoder Trägermittel und gewünschtenfalls ein Netzmittel aufweist, um die erstrebten vorteilhaften Eigenschaften zu erzielen.



   Die genannten Erfordernisse für ein Aktivierungsmittel, ein Lösungs- oder Trägermittel   u ìd    das eventuelle Netzmittel können durch die   folgenden    beiden bevorzugten Zusammensetzungen erfüllt werden:
0,5- 5   Gew.S    Glutaminsäure-hydrochlorid;
32 -69   Gew.R    Polyglykole, einschliesslich einer
Kombination von sowohl Poly  äthylen- als auch Polypropylen glykolen;
19 -25 Gew.% Alkylalkohole; der Rest der Zusammensetzung ist Wasser.



   Die zweite Zusammensetzung enthält:
0- 5 Gew.% Glutaminsäure-hydrochlorid;
5-45 Gew.% eines niedrigen Polyoxyalkylen  äthers, z. B. P-15-200 der Dow
Chemical Company;  
20-45   Ges.,    eines Alkylalkohols;
0- 5   Ges.%'    Harnstoff;
0-10   Ges.,;    anderer Säuren innerhalb der Car bon- und Hydroxycarbonsäuren, wobei der Rest, falls vorhanden, Wasser ist.



   Bei der ersten Zusammensetzung wird als Lösungsmittel Polyäthylenglykol zusammen mit beispielsweise Isopropylalkohol als Verdünnungsmittel verwendet.



  Polyäthylenglykol dient dabei sowohl als Träger als auch als Netzmittel und ergibt verbesserte Fliesseigenschaften und Konsistenz im Vergleich mit anderen bisher verwendeten Lösungsmitteln. Das aktivierte Glutaminsäure-hydrochlorid lässt sich in besonders vorteilhafter Weise verwenden, da es für die vorliegende Flussmittelzusammensetzung gerade wirksam genug ist, ohne dass es zu stark wirksam wäre. Es wirkt ätzend und erzeugt eine Haftfähigkeit auf den zu lötenden Kontaktmetallen, ohne dass irgendwelche anderen bekannten Zusatzmittel, z. B. Zinkchlorid, verwendet werden müssten. Es können jedoch gewünschtenfalls kleine Mengen Harnstoff zusätzlich verwendet werden.



  Die Zusammensetzung ist darauf zugeschnitten, hohen Löttemperaturanforderungen zwischen etwa 145 und   320?    C (300 bis   600    F) zu entsprechend und schwingungsfeste Verbindungen zu schaffen. Die Zusammensetzung weist unter anderen Vorteilen eine niedrige Verdampfungsrate, optimale Lötmittelglättung und die Vermeidung von Lötmittelabscheidungen auf einzelnen Verbindungen auf und bringt gute Schmiereigenschaften mit sich. wenn sie in Kontakt mit sich bewegenden Teilen eines Gerätes gelangt. Schliesslich ist es von grosser Bedeutung, dass der nach dem Lötarbeitsgang zurückbleibende Flussmittelrückstand mit Wasser abwaschbar und entfernbar ist.



   Die zweite Lötmittelzusammensetzung enthält als   Lösungsmittelsystem    eine Kombination von Wasser, einem Alkylalkohol und einem Polyglykol, insbesondere einem niedrigen Polyoxyalkylenäther. Die Aktivierung erfolgt mit Hilfe einer Aminosäure, insbesondere Glut   aminsäure-hydrochlorid.    Diesem Aktivator können andere aktivierende Mittel, z. B. Harnstoff, eine Carbonsäure und eine Hydroxycarbonsäure, zugesetzt werden. Der Polyoxyalkylenäther, der geringe hygroskopische Eigenschaften aufweist und als Lösungsmittel oder Träger verwendet wird, wird dem Flussmittel zugesetzt, um sicherzustellen, dass eine Wasseraufnahme in den Flussmittelrückstand nach der Reinigung nicht auftritt, so dass der Rückstand nichtleitend und nichtkorrosiv bleibt.

  Polyoxyalkylenäther werden für weniger hygroskopisch als andere Lösungsmittel oder Träger gehalten und zeigen vollständige Löslichkeit in Wasser in dem ganzen für die   Lötarbeitsginge    geeigneten Temperaturbereich, während sie gleichzeitig ein grösseres Lösungsvermögen für organische Verdünnungsmittel, z. B. Iso   propylalkohol,    tert.- Butylalkohol oder irgendeinen der chlorierten Kohlenwasserstoffe, haben als die bisher verwendeten. Zusammen mit anderen Komponenten sind sie verträglich und bei Reinigung mit Wasser entfernbar. Diese Zusammensetzung ist bei Lötanwendungen brauchbar, bei denen ein minimaler Rückstand und nichtleitende Oberflächen nach der Flussmittelbehandlung und dem Löten gewünscht werden.



   Die folgenden Beispiele, die Ausführungsformen der Erfindung zeigen, dienen zur Erläuterung der Erfindung, ohne diese zu beschränken.



   Beispiel I
Glutaminsäure-hydrochlorid 20 g
Polyäthylenglykol 700 g
Isopropylalkohol 180 g
Citronensäure 5 g
Wasser (destilliert) 80 g
Beispiel 2    Glutaminsäure-hydrochlorid    30 g
Polyäthylenglykol 1470 g
Isopropylalkohol 720 g
Wasser (destilliert) 1350 g
Beispiel 3
Glutaminsäure-hydrochlorid 30 g
Polyäthylenglykol 700 g
Polypropylenglykol 700 g
Isopropylalkohol 720 g
Wasser (destilliert) 1400 g
Hinweis
In den obigen Beispielen können die Polyäthylenglykole Gemische von Polyäthylenglykolen verschiedener Molekulargewichte sein, während das Polypropylenglykol von Beispiel 3 eine Kombination von Polypropylenglykolen unterschiedlicher Molekulargewichte sein kann.

 

   Beispiel 4
Glutaminsäure-hydrochlorid 2,2 g
Polyoxyäthylenäther 26 g
Isopropylalkohol  (technische Sorte) 90 g tert.-Butylalkohol 10 g
Harnstoff 1,1 g
Glykolsäure (konz.) 10 g
Wasser (destilliert) 45 g
Beispiel 5    (ilutaminsäure-hydrochlorid    4,4 g
Polyoxymethylenäther 200 g
Harnstoff 2,2 g
Wasser (destilliert) 20 g
Die Erfindung wurde aus Gründen der Einfachheit und Kürze an Hand einer begrenzten Anzahl von Materialien und Ausführungsformen beschrieben. Es können jedoch auch andere Zusammensetzungen ähnlicher Art verwendet werden. 

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH

   Lötflussmittel, gekennzeichnet durch einen Gehalt an wenigstens einem Aktivator, mindestens einem flüssigen Polyglykol als Lösungsmittel und Wasser.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Lötflussmittel nach Patentanspruch. dadurch gekennzeichnet, dass der Aktivator eine Aminosäure ist.

   2. Lötflussmittel nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktivator Glutaminsäurehydrochlorid ist.

   3. Lötflussmittel nach Patentanspruch dadurch gekennzeichnet, dass als Polyglykol flüssiges Polyäthylenglykol undloder Polypropylenglykol vorhanden ist.

   4. Lötflussmittel nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Lösungsmittel ein niedriger Polyoxyalkylenäther ist.

   5. Lötflussmittel nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass es ausserdem wenigstens ein Ver dünnungsmittel für das Lösungsmittel aus der Gruppe des Isopropyl- und tert.-Butylalkohols enthält.

   6. Lötflussmittel nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktivator aus einer Aminosäure und geringen Mengen zumindest eines weiteren Aktivators aus der Gruppe von Citronensäure, Harnstoff und Glykolsäure, Carbonsäure und Hydroxycarbonsäure besteht.

   7. Lötflussmittel nach Patentanspruch, gekennzeichnet durch: 0,5- 5 Gew.% Glutaminsäure-hydrochlorid, 32 -69 Gew.% Lösungsmittel, umfassend ein Polyglykol aus der Gruppe Poly äthylen-, Polypropylenglykol oder eine Mischung von solchen, und Wasser.

   8. Lötflussmittel nach Unteranspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass es zusätzlich 19-25 Gew.% wenigstens eines Alkylalkohols enthält.

   9. Lötflussmittel nach Patentanspruch, gekennzeichnet durch: bis zu 5 Gew.% Glutaminsäure-hydrochlorid, 5-45 Gew.% eines niedrigen Polyoxyalkylen äthers und Wasser.

   10. Lötflussmittel nach Unteranspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass es zusätzlich 20-45 Gew.% eines Alkylalkohols enthält.

   International Business Machines Corporation Vertreter: Dipl.-EI. Ing. Leo B. Aepli, Rüschlikon