CN105462707A - 水基清洗剂及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及清洗剂技术领域，具体公开了一种水基清洗剂及其制备方法和应用。该清洗剂包括如下质量百分比的组分：油溶性溶剂10％-25％；助洗剂5％-15％；去离子水60％-80％。本发明的原料采用油溶性溶剂、助洗剂等组分，经过制备，获得的水基清洗剂不含表面活性剂，具有安全、环保、无害，并且清洗力强等特点，该清洗剂能大幅度改善波峰焊设备连续运转工艺中的挥发速度及材料兼容性，而且经该清洗剂清洗后的链爪在后续焊接工艺中，不易造成焊接炸锡、PCB电性能下降或材料腐蚀的等不良影响；因而非常适合在电子行业清洗领域尤其是链爪在线清洗中推广应用。

Description

水基清洗剂及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及清洗剂技术领域，尤其涉及一种水基清洗剂及其制备方法和应用。

背景技术

目前电子行业中，波峰炉链爪清洗一般采用两种清洗方式，第一种是离线清洗，第二种是在线清洗。离线清洗时将链爪从波峰炉上拆卸之后，配合清洗剂进行清洗，这种方式需要消耗大量的时间和人力物力，不仅清洗周期长而且效率低下，同时不利于日常的连续生产。

因此出现了第二种在线清洗的模式。目前业内在线清洗普遍采用易燃、易挥发的纯溶剂型清洗剂完成清洗，这种易燃、易挥发纯溶剂型清洗剂具有一定的火灾安全隐患，并对环境具有较大破坏，同时还会对人体产生较大危害，因此这类型清洗剂在使用过程中的安全性并不理想。于是人们又开发了水基清洗剂用于链爪的在线清洗，这些新型的水基清洗剂可以有效的去除链爪上各类助焊剂残留物，但目前的水基清洗剂往往挥发速度慢，且所含有的表面活性剂容易产生泡沫，无法满足在线清洗的简单便捷要求，也不能避免波峰炉在连续运转过程中，从链爪上蔓延至PCB板上的清洗剂残留液引起后续焊接工艺炸锡的现象。另外，目前的水基清洗剂还存在难以避免PCB板面非焊接区域绝缘性下降、焊点、元器件及铝质工件产生腐蚀等的缺陷。

因此，有必要继续寻找新的水基清洗剂，以满足链爪对清洗剂在泡沫、挥发速度及材料兼容性等方面的要求。

发明内容

本发明实施例针对现有在链爪在线清洗剂离线水基清洗剂存在的、易燃、易爆、有毒且治具有泡沫、挥发速度不佳及材料兼容性不良等问题，提出一种水基清洗剂及其制备方法。

本发明的另一个目的在于提供该水基清洗剂的应用。

为达到上述发明目的，本发明的实施例采用了如下的技术方案：

一种水基清洗剂，包括质量百分比的如下组分：

油溶性溶剂10％-25％；

助洗剂5％-15％；

去离子水60％-80％。

相应地，在上述实施例提供的配方的基础上，本发明实施例还提供了该水基清洗剂的一种制备方法，该制备方法至少包括以下步骤：

依次称取如上所述的组分；

向称取的所述去离子水中依次加入称取的所述油溶性溶剂、助洗剂，然后进行混料处理。

以及，相应地，如上所述的清洗剂或者如上所述的清洗剂的制备方法制备的清洗剂在电子行业清洗领域尤其是在链爪在线清洗中的应用

本发明上述实施例采用油溶性溶剂及助洗剂等组分，即可获得安全、环保、无害，并且清洗力强的水基清洗剂，该清洗剂能大幅度改善波峰焊设备尤其是链爪在线连续运转工艺中的挥发速度及材料兼容性，而且经该清洗剂清洗后的链爪在后续焊接工艺中，不易造成焊接炸锡、PCB电性能下降或材料腐蚀的等不良影响；与此同时，该清洗剂也适用于波峰炉及回流炉等设备的保养中，因而非常适合在电子行业清洗领域中推广应用。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供一种水基清洗剂，包括质量百分比的如下组分：

油溶性溶剂10％-25％；

助洗剂5％-15％；

去离子水60％-80％。

在任一实施例中，油溶性溶剂由二丙二醇二甲醚、丙二醇正丙醚、丙二醇丁醚、二丙二醇甲醚、二丙二醇正丙醚、丙二醇甲醚醋酸酯及丙二醇甲醚丙酸酯中的至少两种进行复配而成。

上述丙二醇醚在化学结构上具有强溶解能力的醚键和羟基，其中醚键具有亲油性，可溶解憎水性化合物，而羟基则具有亲水性，可溶解水溶性化合物；并且，丙二醇醚在生物体内代谢时会很快生成丙二醇，并最后被分解成二氧化碳和水，因而对生物体无毒无害。丙二醇甲醚醋酸酯是一种性能优良的低毒高级工业溶剂，对极性和非极性的物质均有很强的溶解能力，适用于高档涂料、油墨等各类聚合物如氨基甲基酸酯、乙烯基、聚酯、纤维素醋酸酯、醇酸树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂及硝化纤维素等的溶剂中，而丙二醇甲醚醋酸酯和丙二醇甲醚丙酸酯是涂料、油墨中最好的溶剂，适用于不饱和聚酯、聚氨酯类树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂中，因此，作为本发明实施例油溶性溶剂的组分，用于链爪的清洗中也能使得本发明水基清洗剂具有良好的清洗能力。

作为优选地，当油溶性溶剂中既包含二丙二醇二甲醚、丙二醇正丙醚、丙二醇丁醚、二丙二醇甲醚、二丙二醇正丙醚中的至少一种醚类化合物又包含丙二醇甲醚醋酸酯及丙二醇甲醚丙酸酯中的至少一种酯类化合物时，上述醚类化合物和酯类化合物的复配比例按照质量比为(1～4):1。该配比下，既能够充分发挥醚类中醚键和羟基的强溶解效果，也能够发挥醚酯类的清洗能力，而不会因为醚类或者醚酯类过量而造成原料的浪费。该经过复配而成的油溶性溶剂一方面能够有效溶解电子设备尤其是链爪中的各种助焊剂残留物；另一方面能够降低去离子水的表面张力，使本配方用于链爪清洗时具有适当的挥发速度。

在任一实施例中，助洗剂为乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、乙二胺中的至少一种。加入助洗剂，与油溶性溶剂发生协同效用，共同提高清洗能力，最终有效提高本发明实施例水基清洗剂的去污效率。另外，胺作为助洗剂还具有缓蚀作用，使得本配方获得的清洗剂能够跟焊点、元器件及铝质工件具有具有良好的材料安全兼容性能。

本发明上述实施例提供的水基清洗剂，由于不包含表面活性剂，用于链爪的在线清洗时，完全无泡，能够满足在线清洗对泡沫的严格要求。同时，本发明配方组分满足欧盟REACH指令对环保的要求，不含有REACH法规限制物质。

将本发明上述实施例提供的水基清洗剂应用在波峰炉链爪在线清洗装置中，一方面能有效去除链爪上各类助焊剂残留物，清洗后清洗剂挥发速度适中，材料兼容性好，不燃不爆，不会造成焊接炸锡、PCB电性能下降或材料腐蚀等负面影响。

相应地，在上述实施例提供的水基清洗剂配方的基础上，还进一步提供了该清洗剂的制备方法。在一实施例中，该清洗剂的制备方法至少包括以下步骤：

依次称取油溶性溶剂、助洗剂、去离子水；

向称取的所述去离子水中依次加入称取的所述油溶性溶剂、助洗剂，然后进行混料处理。

具体地，在本实施例提供的清洗剂的制备过程中，可以采用人工搅拌进行混合，也可以采用机械搅拌进行混合。

在制备本发明的清洗剂时，无需特殊的温度条件。

本发明实施例提供的水基清洗剂的制备方法，工艺简单，可操作性强，最重要的是可以根据清洗的现场需要进行现配。

为了更好的说明本发明水基清洗剂，下面通过实施例做进一步的说明。

实施例1

一种水基清洗剂，包括如下质量百分比的组分：

该清洗剂的制备过程为：将本实施例1提供的上述各组分混合均匀即可。

实施例2

一种水基清洗剂，包括如下质量百分比的组分：

该清洗剂的制备过程为：将本实施例2提供的上述各组分混合均匀即可。

实施例3

一种水基清洗剂，包括如下质量百分比的组分：

该清洗剂的制备过程为：将本实施例3提供的上述各组分混合均匀即可。

实施例4

一种水基清洗剂，包括如下质量百分比的组分：

该清洗剂的制备过程为：将本实施例4提供的上述各组分混合均匀即可。

对比例1

在上述实施例的基础上，本发明实施例还提供了以酒精作为纯溶剂型清洗剂与本发明上述实施例作为对比。

为了验证本发明实施例1～4所提供的水基清洗剂的清洗能力，本发明对实施例1～4进行了相应的性能测试；并将对比例1及实施例1～4在清洗力、挥发速度、PCB电性能、材料兼容性及清洗泡沫等方面的表现，具体如下所述：

辅以同等的手工刷洗机械力，对比酒精和在水基清洗剂用刷子刷净链爪的效率。经过上述清洗剂清洗后，分别对清洗效果进行评估，评估的内容包括如下：

A：清洗力评估方法，使用不超过4倍的光学显微镜检验对比酒精清洗链爪的清洗效率。

B：挥发速度评估方法，清洗后的链爪经过2min，80～85℃预热温度后，进入250℃的高温锡炉中是否产生炸锡现象。

C：电性能评估方法，水基清洗剂漫延到PCB板，PCB经过2min(80～85℃)预热和3～4S(250℃)焊接温度后非焊点区域的绝缘电阻。且经过双85高温高湿环境实验后，绝缘电阻值＞1×10¹⁰Ω。

D：材料兼容性的评级。

E：清洗泡沫评级。

其中，A的评级方法：

0级：强于酒精的清洗力。

1级：与酒精清洗力相当。

2级：弱于酒精的清洗力。

B的评级方法：

0级不炸锡；

1级轻微炸锡；

2级有明显的炸锡现象。

C的评级方法：

水基清洗剂漫延到PCB板，PCB经过2min(80～85℃)预热和3～4S(250℃)焊接温度后非焊点区域的绝缘电阻。

0级绝缘电阻＞9×10¹¹Ω；

1级绝缘电阻＝1～9×10¹¹Ω；

2级绝缘电阻<1×10¹¹Ω。

双85实验后，非焊点区域的绝缘电阻值

0级绝缘电阻＞9×10¹⁰Ω；

1级绝缘电阻＝1～9×10¹⁰Ω；

2级绝缘电阻<1×10¹⁰Ω。

D的评估测试及评级方法：

选SAC305合金焊点，ALCap铝电容、IS02贴片电阻浸泡在清洗剂中约24hrs，观察颜色变化，并对电容和贴片电阻进行功能性测试。

0级无变化；

1级表面轻度均匀变色或失光，元器件功能正常；

2级表面不均匀变色、失光，局部有斑点，元器件功能异常；

3级表面严重变色或腐蚀，元器件功能失效。

E的清洗泡沫评级方法：

0级无泡沫；

1级少量泡沫，循环清洗过程中不会溢出槽体；

2级泡沫多，循环清洗过程中易溢出槽体。

具体的测试结果如表1所述。

表1实施例1-4及对比例1的性能测试结果

从表1可知，本发明实施例1-4提供的水基清洗剂的清洗力为1，达到普通清洗链爪的油溶性溶剂酒精的清洗力；清洗后松香残留发白等级为0，达到最高标准；清洗后不炸锡；清洗剂蔓延至PCB后的绝缘电阻值均大于9×10¹¹Ω，在过双85实验后绝缘电阻值均大于9×10¹⁰Ω，达到最高标准；并且对焊点及PCB板面元器件也无腐蚀性破坏。由此可知，本发明实施例提供的水基清洗剂具有有效去除链爪上各类助焊剂残留物，挥发速度适中，材料兼容性好，不燃不爆，不会造成焊接炸锡、PCB电性能下降或材料腐蚀等负面影响等特点，非常适合在电子行业清洗领域中推广应用。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种链水基清洗剂，包括质量百分比的如下组分：

油溶性溶剂10％-25％；

助洗剂5％-15％；

去离子水60％-80％。

2.如权利要求1所述的清洗剂，其特征在于：所述油溶性溶剂由二丙二醇二甲醚、丙二醇正丙醚、丙二醇丁醚、二丙二醇甲醚、二丙二醇正丙醚、丙二醇甲醚醋酸酯及丙二醇甲醚丙酸酯中的至少两种进行复配而成。

3.如权利要求2所述的清洗剂，其特征在于：所述油溶性溶剂为二丙二醇二甲醚、丙二醇正丙醚、丙二醇丁醚、二丙二醇甲醚、二丙二醇正丙醚中的至少一种醚类化合物，以及为所述丙二醇甲醚醋酸酯及丙二醇甲醚丙酸酯中的至少一种酯类化合物，且所述醚类化合物和所述醚类化合物的质量比为(1～4):1。

4.如权利要求1所述的清洗剂，其特征在于：所述助洗剂为乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、乙二胺中的至少一种。

5.如权利要求1～4任一所述的清洗剂的制备方法，包括以下步骤：

依次称取如权利要求1～4任一所述的组分；

向称取的所述去离子水中依次加入称取的所述油溶性溶剂、助洗剂，然后进行混料处理。

6.一种如权利要求1～4所述的清洗剂或者如权利要求5所述的清洗剂的制备方法制备的清洗剂在电子行业清洗领域尤其是在链爪在线清洗中的应用。