CN109370808B - 一种柔和型水基清洗剂及清洗方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种柔和型水基清洗剂及清洗方法，由以下质量比的原料制成：表面活性剂6%~12%；缓蚀剂0%~0.1%;消泡剂0%~0.05%；余量为去离子水；表面活性剂为非离子表面活性剂、水性阴离子型表面活性剂、双子星非离子型表面活性剂和阳离子表面活性剂复配而成，其中非离子表面活性剂和双子星非离子型表面活性剂各占总重量的25%~35%；水性阴离子表面活性剂占总重量的10%~25%；阳离子表面活性剂占总重量的20%~29%。本发明清洗剂配合清洗工艺能够强力去除松香型助焊剂焊后的表面残留物，焊点保持光亮，表面绝缘性能好；本发明完全低挥发性，安全环保，不会产生公害物质。其成本低，且制备方法简单，清洗过程中几乎没有泡沫产生，清洗工艺易操作。
Description
技术领域
本发明属于电子工业清洗剂制造领域，涉及到一种柔和型水基清洗剂及清洗工艺方法，特别适用于集成电路芯片上的铆点(引脚)及其表面的焊后清洗。
背景技术
随着电子工业的发展，对电子产品质量的要求越来越高。在焊接完成后，钎剂残留物或者其他外来污染物，不仅影响产品外观，而且会使产品可靠性变差，引起短路，腐蚀等引起电气故障。
传统的含有氟利昂一类的ODS物质的清洗剂对油脂松香及其他树脂具有很好的清洗效果。但此类清洗剂含有破坏臭氧层的物质，在生产过程中卤素及其化合物的使用不当会对工作人员身体和环境带来危害，随着安全和环保意识的提高，ODS逐渐被禁用。
目前采用的无卤素清洗剂主要是由醇类，酮类，烷烃类，脂类等低闪电，低沸点的溶剂组成，此类清洗剂在清洗后残留物较少但其成本较高，有毒，易燃易爆，挥发性大，此外，低碳类的醇会因为吸水性强而出现清洗的表面出现发白现象。
如今国内研发的清洗剂品种繁多，其“水基”最为亮点，按照水的含量可分为半水基清洗剂和水基清洗剂，其中水基清洗剂还可按照酸碱性可分为碱性清洗剂、中性清洗剂、碱性清洗剂。虽然基本上都能满足清洗要求，但一方面，大多数清洗剂对钎料及助焊剂的种类依赖性强，清洗范围有限，稳定性差，易挥发且对人体健康有害。另一方面，大多数清洗剂制备方法繁琐，有的需要引进其他辅助设备，且清洗剂的成分复杂，对焊点会产生腐蚀，在清洗过程中会产生大量气泡，无法用于全自动化清洗和超声波清洗。
发明内容
本发明针对现有技术的上述不足，本发明的目的在于提供一种柔和型水基清洗剂及清洗工艺；该水基清洗剂制备方法简单，清洗过程中低挥发性、安全性高、清洗效果较好，不会腐蚀被清洗件等。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：柔和型水基清洗剂，其特征在于：由以下质量比的原料制成：
表面活性剂：6%~12%；
缓蚀剂： 0%~0. 1%;
消泡剂： 0%~0.05%；
余量为去离子水；各成分重量之和为100%。
进一步的特征是：所述表面活性剂为非离子表面活性剂、水性阴离子型表面活性剂、双子星非离子型表面活性剂和阳离子表面活性剂复配而成，其中非离子表面活性剂和双子星非离子型表面活性剂各占总重量的25%~35%；水性阴离子型表面活性剂占总重量的10%~25%；阳离子表面活性剂占总重量的20%~29%。
所述非离子表面活性剂为三乙醇胺，脂肪醇聚氧乙烯醚，吐温20，烷基酚聚氧乙烯9醚中的任一种，或任两种以各自大于0%的质量比混合，或任三种以各自大于0%的质量比混合，或四种以各自大于0%的质量比混合；
所述水性阴离子型表面活性剂是：杜邦氟碳表面活性剂3100，杜邦氟碳表面活性剂63， 氟碳表面活性剂 FC-4430中的任一种，或任两种以各自大于0%的质量比混合，或三种以各自大于0%的质量比混合；
所述双子星非离子型表面活性剂由Surfynol420、Surfynol440、Surfynol465中的任一种，或任两种以各自大于0%的质量比混合，或三种以各自大于0%的质量百分百分比混合；
所述阳离子表面活性剂是；十六烷基三甲基氯化铵、十四烷基三甲基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵中的任一种，或任两种以各自大于0%的质量比混合，或任三种以各自大于0%的质量比混合。
所述缓蚀剂为异丙胺。
所述消泡剂为聚醚改性硅油。
所述水基清洗剂为碱性类清洗剂，其PH为9.5~11.0。
所述非离子表面活性剂、双子星非离子型表面活性剂、水性阴离子表面活性剂和阳离子表面活性剂的重量比为3:3:2:2。
一种柔和型水基清洗剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤:
按照权利要求 1-7任一所述的水基清洗剂所含的成分和含量比例分别量取各成分原料，在常温常压下，在带有搅拌器的反应釜中加入去离子水开始搅拌，再分别加入表面活性剂、缓蚀剂及消泡剂，持续搅拌至完全混合后停止搅拌并静置。
一种柔和型水基清洗剂清洗方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）待清洗件在80℃+2℃的水中浸泡35~50min；
2）将配置好的清洗剂与待清洗件置于超声波清洗机内，调整初始为60℃—65℃，超声清洗25~40min，所选超声波机功率根据清洗件的尺寸和数量在100~800W之间调节；
3）完成步骤2）后，将清洗件置于55℃—65℃的去离子水中漂洗5~8min；
4）把漂洗完成的清洗件置于75℃—85℃的干燥箱干燥0.5h—2 h后取出，清洗完成。
相对于现有技术，本发明的柔和型水基清洗剂及清洗工艺，具有如下有益效果：
1、本发明获得的水基清洗剂制备方法简单，成本低廉；
2、本发明获得的水基清洗剂在清洗过程中低泡、低挥发性、安全性高、不会腐蚀被清洗件；
3、本发明的水基清洗剂洗后表面无残留，焊点光亮，表面绝缘性能好；
4、本发明的水基清洗剂适用于自动化清洗和超声波清洗，其清洗效果显著。
5、本发明的水基清洗剂适用于各种软钎钎料的焊后清洗，不会腐蚀焊点。
本发明中的水基清洗剂，是针对目前于集成电路芯片上的铆点（引脚）及其表面的焊后清洗，焊接过程中产生的大量残留物和外来污染物，腐蚀性大，影响外观。本发明清洗剂配合清洗工艺能够强力去除松香型助焊剂焊后的表面残留物，焊点保持光亮，表面绝缘性能好；与传统清洗剂相比，本发明完全低挥发性，安全环保，不会产生公害物质。其成本低，且制备方法简单，清洗过程中几乎没有泡沫产生，适用于全自动化清洗和超声波清洗，清洗工艺易操作。
具体实施方式
以下将结合具体实施方式，对本发明进行详细说明。
一种柔和型水基清洗剂，其特征在于，由以下质量比的原料制成：
表面活性剂6%~12%；
缓蚀剂 0%~0. 1%;
消泡剂 0%~0.05%；
余量为去离子水；
各成分重量之和为100%。
所述表面活性剂为非离子表面活性剂、水性阴离子表面活性剂、双子星非离子型表面活性剂和阳离子表面活性剂复配而成，其中其中非离子表面活性剂和双子星非离子型表面活性剂各占总重量的25%~35%；水性阴离子表面活性剂表面活性剂占总重量的10%~25%；阳离子表面活性剂占总重量的20%~29%。
所述非离子表面活性剂为三乙醇胺，脂肪醇聚氧乙烯醚，吐温20，烷基酚聚氧乙烯9醚中的任一种，或两种以各自大于0%的质量比混合，或任三种以各自大于0%的质量比混合，或四种以各自大于0%的质量比混合；其主要作用是在清洗过程中能够保护金属表面，防止待清洗件表面氧化；
所述水性阴离子表面活性剂是：杜邦氟碳表面活性剂3100，杜邦氟碳表面活性剂63， 氟碳表面活性剂 FC-4430中的任一种，或任两种以各自大于0%的质量比混合，或三种以各自大于0%的质量比混合，其特点是可提供优异的降低表面张力的性能，加强润湿，分散作用；
所述阳离子表面活性剂属于季铵盐；是十六烷基三甲基氯化铵、十四烷基三甲基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵中的任一种，或任两种以各自大于0%的质量比混合，或三种以各自大于0%的质量比混合，其具有优良的渗透、乳化作用；
所述双子星非离子型表面活性剂为Surfynol 系列: Surfynol420、Surfynol440、Surfynol465中的任一种，或任两种以各自大于0%的质量比混合，或三种以各自大于0%的质量比混合，其主要成分是炔二醇乙氧基化合物，主要作用是降低体系的动态表面张力和静态表面张力，具有较好的亲水性，润湿，低泡等性能。
所述缓蚀剂为异丙胺；
所述消泡剂为聚醚改性硅油。
所述的水基清洗剂为碱性类清洗剂，其PH为9.5~11.0。
优选地，所述非离子表面活性剂、双子星非离子型表面活性剂、水性阴离子表面活性剂和阳离子表面活性剂的重量比为3:3:2:2。
本发明的表面活性剂，其可选择的具体的质量比为：6%、6.5%、7%、7.5%、8%、8.5%、9%、9.5%、10%、10.5%、11%、11.5%、12%等，都能满足本发明的需要；本发明的缓蚀剂，其可选择的具体的质量比为：0%，0.001%、0.002%、0.005%、0.01%、0.02%、0.03%、0.04%、0.05%、0.06%、0.07%、0.08%、0.09%、0. 1%等，都能满足本发明的需要; 本发明的消泡剂，其可选择的具体的质量比为：0%，0.001%、0.002%、0.005%、0.008%、0.01%、0.015%、0.018%、0.02%、0.025%、0.03%、0.035%、0.04%、0.045%、0.05%等，都能满足本发明的需要。某组分的含量取零时，则表示这个单一配比中不采用这个组分。
一种柔和型水基清洗剂的制备方法，按照前面任一所述的水基清洗剂所含的成分和含量比例分别量取各成分原料，在常温常压下，在带有搅拌器的反应釜中加入去离子水开始搅拌，再分别加入表面活性剂、缓蚀剂及消泡剂，持续搅拌至完全混合后停止搅拌并静置。
一种柔和型水基清洗剂清洗方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）待清洗件在恒温80℃±2℃的水中浸泡35~50min；
2）将配置好的清洗剂与待清洗件置于超声波清洗机内，调整初始为60℃—65℃，超声清洗25~40min，所选超声波机功率可根据清洗件的尺寸和数量在100~800W之间调节；
3）完成步骤2）后，将清洗件置于55℃—65℃的去离子水中漂洗5~8min；
4）最后把漂洗完成的清洗件置于75℃—85℃的干燥箱干燥0.5h—2 h后取出，清洗完成。
实施例 1
柔和型水基清洗剂成分组成如下：表面活性剂其重量占比6%， 其中吐温20：Surfynol420：杜邦氟碳表面活性剂3100：十六烷基三甲基氯化铵 =3:3:2:2，缓蚀剂0.01%，为异丙胺，消泡剂0.01%，为聚醚改性硅油，余量为去离子水。
实施例 2
柔和型水基清洗剂成分组成如下：表面活性剂其重量占比7%，其中烷基酚聚氧乙烯9醚：Surfynol420：杜邦氟碳表面活性剂3100：十六烷基三甲基氯化铵=3:3:2:2，缓蚀剂0.02%，为异丙胺，消泡剂0.02%，为聚醚改性硅油，余量为去离子水。
实施例 3
柔和型水基清洗剂成分组成如下：表面活性剂其重量占比9%，其中吐温20：三乙醇胺：Surfyonl104：杜邦氟碳表面活性剂3100：十六烷基三甲基氯化铵=2.5:2：2：1.5：2，缓蚀剂0.05%，为异丙胺，消泡剂0.04%，为聚醚改性硅油，余量为去离子水。
实施例 4
柔和型水基清洗剂成分组成如下：表面活性剂其重量占比8%， 其中烷基酚聚氧乙烯9醚：吐温20：三乙醇胺：杜邦氟碳表面活性剂63：SurfyonlSE-F：十四烷基三甲基氯化铵=15:10:25:25:10:15, 缓蚀剂0.02%，为异丙胺，消泡剂0.025%，为聚醚改性硅油，余量为去离子水。
实施例 5
柔和型水基清洗剂成分组成如下：表面活性剂其重量占比6.5%，其中吐温20：杜邦氟碳表面活性剂63：十四烷基三甲基氯化铵：Surfyonl465=5:3:1:1，缓蚀剂0.03%，为异丙胺，消泡剂0.035%，为聚醚改性硅油，余量为去离子水。
实施例 6
柔和型水基清洗剂成分组成如下：表面活性剂其重量占比9.5%，吐温20：三乙醇胺：杜邦氟碳表面活性剂63： Surfyonl465：十四烷基三甲基氯化铵=22:20:24:18:16，缓蚀剂0.06%，为异丙胺，消泡剂0.04%，为聚醚改性硅油，余量为去离子水。
实施例 7
柔和型水基清洗剂成分组成如下：表面活性剂其重量占比10.5%，其中三乙醇胺：氟碳表面活性剂 FC-4430： Surfyonl465：十二烷基三甲基氯化铵=4:3:1：2，缓蚀剂0.08%，为异丙胺，消泡剂0.04%，为聚醚改性硅油，余量为去离子水。
实施例 8
柔和型水基清洗剂成分组成如下：表面活性剂其重量占比10%，其中吐温20：三乙醇胺：脂肪醇聚氧乙烯醚：氟碳表面活性剂 FC-4430： Surfyonl465:十二烷基三甲基氯化铵=20:15:16:23:11:15， 缓蚀剂0.09%，为异丙胺，消泡剂0.04%，为聚醚改性硅油，余量为去离子水。
使用以上实施例配制成的清洗剂，清洗后的表面基本无残留，焊点光亮、美观，表面绝缘性能好，对焊点不会产生腐蚀，洗后废液可直接当一般废液处理，且不会对工作人员和大自然产生危害，真正意义上的无残留，安全环保的水基清洗剂。
最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制技术方案，尽管申请人参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (4)
1.一种柔和型水基清洗剂，其特征在于：由以下质量比的原料制成：
表面活性剂：6%~12%；
缓蚀剂：0.001%~0. 1%，缓蚀剂为异丙胺；
消泡剂： 0.001%~0.05%，消泡剂为聚醚改性硅油；
余量为去离子水；各成分重量之和为100%；
所述表面活性剂为非离子表面活性剂、水性阴离子型表面活性剂、双子星非离子型表面活性剂和阳离子表面活性剂复配而成，其中非离子表面活性剂和双子星非离子型表面活性剂各占表面活性剂总重量的25%~35%；水性阴离子型表面活性剂占表面活性剂总重量的10%~25%；阳离子表面活性剂占表面活性剂总重量的20%~29%；
所述非离子表面活性剂为三乙醇胺，脂肪醇聚氧乙烯醚，吐温20，烷基酚聚氧乙烯9醚四种以各自大于0%的质量比混合；
所述水性阴离子型表面活性剂是：杜邦氟碳表面活性剂3100，杜邦氟碳表面活性剂63，氟碳表面活性剂 FC-4430三种以各自大于0%的质量比混合；
所述双子星非离子型表面活性剂由Surfynol420、Surfynol440、Surfynol465三种以各自大于0%的质量百分百分比混合；
所述阳离子表面活性剂是：十六烷基三甲基氯化铵、十四烷基三甲基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵三种以各自大于0%的质量比混合；
所述水基清洗剂为碱性类清洗剂，其pH为9.5~11.0。
2.根据权利要求1所述的柔和型水基清洗剂，其特征在于：所述非离子表面活性剂、双子星非离子型表面活性剂、水性阴离子表面活性剂和阳离子表面活性剂的重量比为3:3:2:2。
3.一种柔和型水基清洗剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤:
按照权利要求 1或2所述的水基清洗剂所含的成分和含量比例分别量取各成分原料，在常温常压下，在带有搅拌器的反应釜中加入去离子水开始搅拌，再分别加入表面活性剂、缓蚀剂及消泡剂，持续搅拌至完全混合后停止搅拌并静置。
4.一种柔和型水基清洗剂清洗方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）待清洗件在80℃+2℃的水中浸泡35~50min；
2）将按照权利要求 1或2所述的水基清洗剂所含的成分和含量比例配制好的清洗剂与待清洗件置于超声波清洗机内，调整初始为60℃—65℃，超声清洗25~40min，所选超声波机功率根据清洗件的尺寸和数量在100~800W之间调节；
3）完成步骤2）后，将清洗件置于55℃—65℃的去离子水中漂洗5~8min；
4）把漂洗完成的清洗件置于75℃—85℃的干燥箱干燥0.5h—2 h后取出，清洗完成。
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