CN111040893B - 一种复杂环境用水基清洗剂及清洗方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种复杂环境用水基清洗剂，其特征在于，由以下重量百分比的原料制成：表面活性剂：3%~12%；缓蚀剂：0.01%~0.25%；消泡剂：0.1%~0.3%；余量为去离子水，各成分重量百分比之和为100%。本发明获得的水基清洗剂能够快速有效的去除元件表面的助焊剂残留以及其它污染物，并且兼容性好，适用范围广，尤其适用于高温、高酸、碱性及高氧化性等复杂环境中的清洗；在清洗过程中低泡、低挥发性、低毒性，具有很好的清洗效果，洗后表面无残留，且焊点光亮；该水基清洗剂制备简单，清洗工艺易操作，可与市面上的自动化喷淋清洗和超声波清洗配合使用。
Description
技术领域
本发明涉及电路焊接组装焊后清洗剂制造领域，具体涉及一种复杂环境用水基清洗剂及清洗方法。
背景技术
近年来，随着国内电子信息产业的蓬勃发展，封装技术的高密度化、高集成化，同时伴随着三维封装技术的出现，超摩尔定律随之诞生，极小的间距差使得封装要求也变得更加严格。稍许的助焊剂残留以及大气中微小颗粒、尘土等，都有可能造成电路接触不良、短路乃至于整个电路瘫痪，使得小型元器件无法正常工作，轻则设备运行不佳，工业误差变大（如传感器、测试仪），重则导致其它安全事故。为避免这些情况的产生，保证质量和性能达到要求，在电子产品的加工过程中，需要引进清洗工艺并使用清洗剂。
国内外较早使用的清洗剂类型都是以有机溶剂型为主，其中包含了一些低级醇、酮类、醚类，此类清洗剂对松香型助焊剂残留以及其它有机物残留有着非常好的清洗效果。但此类清洗剂价格昂贵、挥发性强、容易燃烧、毒性较大、存在较大的安全隐患，部分金属还会与有机溶剂发生反应，生成有机化合物。
水基清洗剂在市场上具有出色的竞争力，不仅可以带动整个市场经济的发展，自身也能创造巨大的经济和社会效益，为了推进绿色化工业发展，水基清洗剂的研发得到大力支持并被广泛运用于工业，其独特的优势使得水基清洗剂在清洗行业得到迅猛发展，在将来很有可能替代有机溶剂成为主要的工业清洗剂。
发明内容
针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于：提供一种复杂环境用水基清洗剂及清洗方法，以解决现有清洗剂价格昂贵、挥发性强、容易燃烧、毒性较大、对工作人员有危害，且还会与部分金属发生反应的问题。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种复杂环境用水基清洗剂，由以下重量百分比的原料制成：
表面活性剂：3%~12%；缓蚀剂：0.01%~0.25%；消泡剂：0.1%~0.3%；余量为去离子水，各成分重量百分比之和为100%。
进一步，所述表面活性剂为非离子表面活性剂和阴离子表面活性剂复配而成，其中，非离子表面活性剂的重量百分比不小于所述表面活性剂总量的30%，阴离子表面活性剂的重量百分比不大于所述表面活性剂总量的70%。
进一步，所述非离子表面活性剂占所述水基清洗剂总量的质量百分比为1%~10%，所述阴离子表面活性剂占所述水基清洗剂总量的质量百分比为1%~10%。其中，非离子表面活性剂占水基清洗剂重量的最优质量百分比为3%~9%，阴离子表面活性剂占水基清洗剂总量的最优质量百分比为1%~7%。
进一步，所述非离子表面活性剂由椰子油脂肪酸二乙酰胺、聚山梨酸酯60、三羟乙基胺、失水山梨醇单油酸酯、OP系列中的一种，或两种以各自大于0%的质量分数混合，或任三种以各自大于0%的质量份数混合。其中，OP系列为烷基酚聚氧乙烯醚类表面活性剂。这几种非离子表面活性剂之间能够产生协同作用以提升清洗效果，且互溶性较好，混合时呈无色透明液体，无沉淀或晶体析出。
进一步，所述阴离子表面活性剂为十二烷基二苯醚磺酸钠盐。其中，十二烷基二苯醚磺酸钠盐为淡黄色透明液体，对强酸、强碱及盐溶液中均有较高稳定性，可用于高温、高酸、碱性及高氧化性等复杂环境中清洗。具有较强的吸附能力，配制乳液时效率高，成本低。热稳定性强，在80-120℃温度下仍旧适合乳化聚合反应，而不失表面活性。氧化稳定性高，室温下仅在极强氧化剂的作用下才能发生变化。用以作为湿润剂、联结剂和稳定剂，它与其它非离子表面活性剂和阴离子表面活性剂具有协同效应，且能快速除掉被清洗件表面的离子残留物。
进一步，所述缓蚀剂为钼酸钠、苯并三氮唑中的一种，或两种各自以质量份数大于0%混合。其中，缓蚀剂还可起到钝化作用。
进一步，所述消泡剂为聚醚和多种活性助剂精制而成的无硅消泡剂。其中，消泡剂为聚醚类无硅消泡剂，此类消泡剂可有效解决清洁清洗时产生的泡沫，消泡快、抑泡时间长、使用成本低、可消除含水性体系的泡沫。
进一步，所述水基清洗剂为碱性类清洗剂，pH范围为8.5~12.0。
一种复杂环境用水基清洗剂的制备方法，包括以下步骤：
按照前述的复杂环境用水基清洗剂所含的成分和含量比例分别量取各成分原料，在带有搅拌器的反应釜中加入去离子水并开始搅拌，对反应釜进行加热，保持温度在30±5℃下，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。
一种复杂环境用水基清洗剂清洗方法，包括如下步骤：
1）利用水浴加热，在密闭容器内将药液加温至25℃~40℃；
2）将待洗件置于步骤1）的药液中浸泡20min~35min，再将完成浸泡后的待洗件放入超声波清洗机，清洗时间为10min~25min，清洗温度为35℃~60℃，超声波清洗机额定功率大于500W；
3）完成步骤2）后用热的去离子水漂洗3~5次，其中，去离子水的温度为30℃±2℃，每次漂洗时间不低于1min。
4）完成步骤3）后，将漂洗完成的清洗件置于干烘烤箱0.5~2h后取出，烘烤温度70℃~95℃，清洗完成。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1、本发明获得的水基清洗剂能够快速有效的去除元件表面的助焊剂残留以及其它污染物，并且兼容性好，适用范围广，尤其适用于高温、高酸、碱性及高氧化性等复杂环境中的清洗；
2、本发明中的水基清洗剂在清洗过程中低泡、低挥发性、低毒性，具有很好的清洗效果，洗后表面无残留，且焊点光亮；
3、本发明的水基清洗剂，是针对目前高密度封装过程中产生的助焊剂残留物以及其它外来污染物容易引起电气故障导致产品的可靠性降低这一问题，该水基清洗剂制备简单，清洗工艺易操作，可与市面上的自动化喷淋清洗和超声波清洗配合使用，清洗效果显著。
附图说明
图1为采用本发明中实施例1清洗前后对比图。
图2为采用本发明中实施例2清洗前后对比图。
图3为采用本发明中实施例3清洗前后对比图。
图4为采用本发明中实施例4清洗前后对比图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明作进一步说明。
一种复杂环境用水基清洗剂，由以下重量百分比的原料制成：
表面活性剂：3%~12%；缓蚀剂：0.01%~0.25%；消泡剂：0.1%~0.3%；余量为去离子水，各成分重量百分比之和为100%。
所述表面活性剂为非离子表面活性剂和阴离子表面活性剂复配而成，其中，非离子表面活性剂的重量百分比不小于所述表面活性剂总量的30%，阴离子表面活性剂的重量百分比不大于所述表面活性剂总量的70%。
所述非离子表面活性剂占所述水基清洗剂总量的质量百分比为1%~10%，所述阴离子表面活性剂占所述水基清洗剂总量的质量百分比为1%~10%。
所述非离子表面活性剂由椰子油脂肪酸二乙酰胺、聚山梨酸酯60、三羟乙基胺、失水山梨醇单油酸酯、OP系列中的一种，或两种以各自大于0%的质量分数混合，或任三种以各自大于0%的质量份数混合。
所述阴离子表面活性剂为十二烷基二苯醚磺酸钠盐。
所述缓蚀剂为钼酸钠、苯并三氮唑中的一种，或两种各自以质量份数大于0%混合。
所述消泡剂为聚醚和多种活性助剂精制而成的无硅消泡剂。
所述水基清洗剂为碱性类清洗剂，pH范围为8.5~12.0。
一种复杂环境用水基清洗剂的制备方法，包括以下步骤：
按照前述的复杂环境用水基清洗剂所含的成分和含量比例分别量取各成分原料，在带有搅拌器的反应釜中加入去离子水并开始搅拌，对反应釜进行加热，保持温度在30±5℃下，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。
一种复杂环境用水基清洗剂清洗方法，包括如下步骤：
1）利用水浴加热，在密闭容器内将药液加温至25℃~40℃；
2）将待洗件置于步骤1）的药液中浸泡20min~35min，再将完成浸泡后的待洗件放入超声波清洗机，清洗时间为10min~25min，清洗温度为35℃~60℃，超声波清洗机额定功率大于500W；
3）完成步骤2）后用热的去离子水漂洗3~5次，其中，去离子水的温度为30℃±2℃，每次漂洗时间不低于1min。
4）完成步骤3）后，将漂洗完成的清洗件置于干烘烤箱0.5~2h后取出，烘烤温度70℃~95℃，清洗完成。
实施例 1
复杂环境用水基清洗剂成分组成如下：表面活性剂其重量占比5%，其中非离子表面活性剂: 阴离子表面活性剂=3:7，缓蚀剂0.01%，消泡剂0.1%，余量为去离子水。
实施例 2
复杂环境用水基清洗剂成分组成如下：表面活性剂其重量占比6%， 其中非离子表面活性剂: 阴离子表面活性剂=7:15，缓蚀剂0.05%，消泡剂0.12%，余量为去离子水。
实施例 3
复杂环境用水基清洗剂成分组成如下：表面活性剂其重量占比7.5%， 其中非离子表面活性剂: 阴离子表面活性剂=4:6，缓蚀剂0.08%，消泡剂0.15% ，余量为去离子水。
实施例 4
复杂环境用水基清洗剂成分组成如下：表面活性剂其重量占比8%， 其中非离子表面活性剂: 阴离子表面活性剂=9:13，缓蚀剂0.18%，消泡剂0.05%，余量为去离子水。
实施例 5
复杂环境用水基清洗剂成分组成如下：表面活性剂其重量占比8.5%， 其中非离子表面活性剂: 阴离子表面活性剂=5:5，缓蚀剂0.15%，消泡剂0.2%，余量为去离子水。
实施例 6
复杂环境用水基清洗剂成分组成如下：表面活性剂其重量占比9%， 其中非离子表面活性剂: 阴离子表面活性剂=6:4，缓蚀剂0.15%，消泡剂0.22%，余量为去离子水。
实施例 7
复杂环境用水基清洗剂成分组成如下：表面活性剂其重量占比10%，其中非离子表面活性剂: 阴离子表面活性剂=8:2，缓蚀剂0.2%，消泡剂0.25%，余量为去离子水。
实施例 8
复杂环境用水基清洗剂成分组成如下：表面活性剂其重量占比12%，其中非离子表面活性剂: 阴离子表面活性剂=9:1，缓蚀剂0.25%，消泡剂0.3%，余量为去离子水。
使用以上实施例配制成的清洗剂配合清洗工艺能够有效的去除助焊剂残留以及其它污染物，洗后表面无残留，焊点光亮。该水基清洗剂制备简单，清洗工艺易操作，适用范围广。可用于高温、高酸、碱性及高氧化性等复杂环境中清洗；能快速除去元件表面的离子残留物；兼容性好，清洗过程中低泡、低挥发性、低毒性等；适用于喷淋清洗和超声波清洗，且市场上已有相应设备，配合此清洗剂的使用，其清洗效果显著。
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，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 (1)
1.一种复杂环境下用于去除电子元件表面助焊剂残留的水基清洗剂，其特征在于，由以下重量百分比的原料制成：表面活性剂：3%~12%；缓蚀剂：0.01%~0.25%；消泡剂：0.1%~0.3%；余量为去离子水，各成分重量百分比之和为100%；
所述表面活性剂为非离子表面活性剂和阴离子表面活性剂复配而成，其中，非离子表面活性剂的重量百分比不小于所述表面活性剂总量的30%，阴离子表面活性剂的重量百分比不大于所述表面活性剂总量的70%；所述非离子表面活性剂占所述水基清洗剂总量的质量百分比为1%~10%，所述阴离子表面活性剂占所述水基清洗剂总量的质量百分比为1%~10%；
所述非离子表面活性剂为椰子油脂肪酸二乙酰胺、聚山梨酸酯60、三羟乙基胺、失水山梨醇单油酸酯、烷基酚聚氧乙烯醚类表面活性剂混合物；所述阴离子表面活性剂为十二烷基二苯醚磺酸钠盐；所述缓蚀剂为钼酸钠、苯并三氮唑混合物；所述消泡剂为聚醚类无硅消泡剂；所述清洗剂的PH值为8.5~12.0，所述复杂环境指高温、高酸性环境。
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