CN113201743A - 一种适用于电子器件的除锈剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种适用于电子器件的除锈剂及其制备方法，所述除锈剂由如下重量百分比的组分组成：含氟醇10～30％，有机胺10～30％，有机酸3～5％，缓蚀剂1～5％，表面活性剂0～1％，余量为乙醇；本发明所述除锈剂绿色环保、不会产生酸雾，除锈速度快，在除锈的同时不会腐蚀基板更不会对线路产生损害，常温下即可使用，简单方便安全。

Description

一种适用于电子器件的除锈剂及其制备方法

技术领域

本发明属于表面除锈技术领域，具体涉及一种适用于电子器件表面的除锈剂及其制备方法。

背景技术

如今多种多样的电子器件广泛应用于社会的方方面面，诸如微电子器件、集成电路板的出现使得大众生活趋向简便、快速、多元化。像微电子器件、集成电路板等在制造封装过程中常使用松香等物质作为助焊剂，在封装完成后需要对电路板进行化学清洗以消除表面的助焊剂等杂物。这些电子器件在使用一段时间后同样需要对其进行清洗以消除表面附着的粉尘、油脂等污物。最近研究发现，电子器件在清洗过后容易在空气湿度大的环境下(特别是南方)生锈，特别是随着电子技术的发展，电路板上的器件引脚间距越来越小，器件排列更加密集，附着在电子器件上锈斑会影响电子器件尤其是精密电子仪器的工作性能。

目前，除锈方法主要依靠含盐酸和磷酸等的无机酸、混合酸等进行浸泡除锈，虽然可有效除锈，但是易产生酸雾腐蚀仪器，危害操作人员身体健康。如专利CN108517527A中介绍了一种以盐酸、硫酸掺杂有机酸的除锈剂配方，除锈速度快，除锈效果好，但不可避免地对基体本身产生腐蚀，并不适用于电子器件的表面除锈，而且除锈后的酸液处理是一个很大的环保处理难题。如何除去电子器件表面的锈迹一直是除锈技术面临的一个难题，而水性除锈剂的出现使得除去电子器件表面的锈迹成为可能，这种除锈剂主要以水为溶剂，添加有机酸、缓蚀剂、表面活性剂等助剂渗透到基材表面与形成锈渍的媒介物发生化学反应，破坏、分解、剥落锈渍，以此达到除锈目的。专利CN112301350A中使用含氮多元磷酸、磷酸二氢钠等磷酸盐，EDTA二钠及螯合剂等助剂，以去离子水为溶剂制备的除锈剂具有快速除锈无污染的优点。此类除锈剂虽大大降低了对环境的污染以及对操作人员的伤害，但不可避免地带来了另一个问题，除锈过后的水分残留容易导致二次生锈，使得除锈效果变差。

含氟醇是一类具有低GWP值和ODP值为0的绿色环保含氟有机物，具有较低的表面张力，本身可作为清洗剂和含氟溶剂使用，并因其所带的氟原子强大的电负性使它相较其他的醇类有着较强的酸性。目前，对于电子器件上的锈迹处理方法鲜少有人提及和报道，而化学酸洗和水性除锈剂又存在着一些问题和弊端，因此本发明选用以含氟醇为代表的组合物提供一种应用于电子器件的除锈剂及其制备方法。该除锈剂绿色环保、除锈效果好、除锈速度快、不产生酸雾、对电子器件的线路不会产生腐蚀、不会产生二次生锈，可在常温下使用。

发明内容

针对现有技术中存在的一些问题和弊端，本发明提供了一种适用于电子器件的除锈剂及其制备方法。本发明所述除锈剂绿色环保、不会产生酸雾，除锈速度快，在除锈的同时不会腐蚀基板更不会对线路产生损害，常温下即可使用，简单方便安全。

本发明的技术方案如下：

一种适用于电子器件的除锈剂，由如下重量百分比的组分组成：

含氟醇10～30％，有机胺10～30％，有机酸3～5％，缓蚀剂1～5％，表面活性剂0～1％，余量为乙醇。

优选所述除锈剂由如下重量百分比的组分组成：

含氟醇15～30％，有机胺15～25％，有机酸3～5％，缓蚀剂2.5～5％，表面活性剂0.5～1％，余量为乙醇。

所述含氟醇为三氟乙醇、四氟丙醇、五氟丙醇、六氟异丙醇、五氟戊醇、八氟戊醇中的一种或两种以上任意比例的混合物；优选所述含氟醇为六氟异丙醇、五氟丙醇、三氟乙醇中的一种或两种以上任意比例的混合物。

所述有机胺为环己胺、二环己胺、六亚甲基四胺、六亚甲基亚胺、三乙醇胺、三异丙醇胺中的一种或两种以上任意比例的混合物；优选所述有机胺为环己胺、二环己胺中的一种或两种以任意比例的混合物。

所述有机酸为柠檬酸、酒石酸、磺基水杨酸、丙烯酸、丁二酸、醋酸中的一种或两种以上任意比例的混合物；优选所述有机酸为柠檬酸、酒石酸、丙烯酸中的一种或两种以上任意比例的混合物。

所述缓蚀剂为2-甲苯基苯并恶唑、8-羟基萘醌、苯并三氮唑与6-甲基-2-甲苯基-4-羟基甲苯质量比为2：3的复配溶液、硫脲、EDTA四钠中的一种；优选所述缓蚀剂为2-甲苯基苯并恶唑、EDTA四钠中的一种。

所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、壬基酚聚氧乙烯醚、溴代十六烷基吡啶中的一种；优选所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、壬基酚聚氧乙烯醚中的一种。

所述乙醇可以为工业乙醇。

进一步优选本发明中提到的表面活性剂与缓蚀剂选自如下组合之一：

壬基酚聚氧乙烯与EDTA四钠；

溴代十六烷基吡啶与硫脲；

十二烷基苯磺酸钠与2-甲苯基苯并恶唑；

表面活性剂与缓蚀剂的特定组合能够使得缓蚀率大幅提高，有效防止基板被破坏。

本发明所述适用于电子器件的除锈剂的制备方法为：

按照配方，将含氟醇与有机胺混匀，然后依次加入缓蚀剂、表面活性剂、有机酸，最后加入乙醇，搅拌6～10min成均相溶液，封装待用。

本发明除锈剂的使用方法为：

将带有锈迹的电子器件浸入到除锈剂中，待2～8min后，取出电子器件，用乙醇清洗表面残留的除锈剂，放置干燥后保存。

与现有技术相比，本发明的有益效果主要体现在：

(1)本发明除锈剂采用的配方为有机型含氟化合物配方，不仅具有较低的表面张力，而且具有较好的绝缘性能，容易保存和运输。

(2)因其氟原子强大的电负性，含氟醇羟基上的氢容易脱掉，可在络合剂如柠檬酸辅助作用下溶解铁锈，去除锈迹，产生的游离铁离子和亚铁离子则通过有机胺配位和络合剂络合除去，除锈速度快，不会产生酸雾，常温下即可使用，方便安全。另外，氟碳醇易挥发，对电子线路板材料有很好的相容性，对电子线路不会产生任何影响。

(3)表面活性剂如溴代十六烷基吡啶与缓蚀剂如硫脲搭配使用，缓蚀剂与表面活性剂的协同作用使得除锈剂的缓蚀率大幅提高，能够在完成除锈任务的同时又不会伤害电子器件基板及其负载的电子线路。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不仅限于此。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

实施例1

一种适用于电子器件表面除锈的除锈剂，其原料组成按重量百分比如下：

六氟异丙醇15％，环己胺20％，柠檬酸3％，十二烷基苯磺酸钠0.5％，2-甲苯基苯并恶唑3.2％，余量用乙醇补足至100％。

上述适用于电子器件表面的除锈剂的制备方法包括以下步骤：

(1)按质量百分比准备原料；

(2)将所需量的六氟异丙醇与环己胺混匀后，加入所需量的2-甲苯基苯并恶唑、十二烷基苯磺酸钠、然后加入柠檬酸。

(3)加入余量的乙醇补足至100％，室温下搅拌6-10min成均相溶液后封装待用。

实施例2

一种适用于电子器件表面除锈的除锈剂，其原料组成按重量百分比如下：

五氟丙醇20％，二环己胺20％，酒石酸4％，壬基酚聚氧乙烯醚0.5％，EDTA四钠2.5％，余量用乙醇补足至100％。

上述适用于电子器件表面的除锈剂的制备方法如实施例1所述。

实施例3

一种适用于电子器件表面除锈的除锈剂，其原料组成按重量百分比如下：

三氟乙醇25％，六亚甲基四胺25％，磺基水杨酸5％，溴代十六烷基吡啶1％，硫脲5％，余量用乙醇补足至100％。

上述适用于电子器件表面的除锈剂的制备方法如实施例1所述。

实施例4

一种适用于电子器件表面除锈的除锈剂，其原料组成按重量百分比如下：

四氟丙醇20％，六亚甲基亚胺25％，丙烯酸5％，十二烷基苯磺酸钠0.5％，8-羟基萘醌4％，余量用乙醇补足至100％。

上述适用于电子器件表面的除锈剂的制备方法如实施例1所述。

实施例5

一种适用于电子器件表面除锈的除锈剂，其原料组成按重量百分比如下：

五氟戊醇25％，三乙醇胺30％，丁二酸5％，苯并三氮唑与6-甲基-2-甲苯基-4-羟基甲苯质量比为2：3的复配溶液3％，余量用乙醇补足至100％。

上述适用于电子器件表面的除锈剂的制备方法如实施例1所述。

实施例6

一种适用于电子器件表面除锈的除锈剂，其原料组成按重量百分比如下：

八氟戊醇25％，三异丙醇胺30％，醋酸5％，苯并三氮唑与6-甲基-2-甲苯基-4-羟基甲苯质量比为2：3的复配溶液3％，余量用乙醇补足至100％。

上述适用于电子器件表面的除锈剂的制备方法如实施例1所述。

对比例1

一种适用于电子器件表面除锈的除锈剂，其原料组成按重量百分比如下：

环己胺20％，六亚甲基四胺15％，三乙醇胺5％，柠檬酸4％，壬基酚聚氧乙烯醚0.5％，EDTA四钠2.5％，余量用乙醇补足至100％。

上述适用于电子器件表面的除锈剂的制备方法如实施例1所述。

对比例2

一种适用于电子器件表面除锈的除锈剂，其原料组成按重量百分比如下：

三氟乙醇15％，六氟异丙醇5％，五氟丙醇15％，酒石酸3％，余量用乙醇补足至100％。

上述适用于电子器件表面的除锈剂的制备方法如实施例1所述。

选取8个50mm*70mm*1.6mm带有锈迹(锈迹程度相同)的PCB电路板，室温下用无水乙醇清洗带有锈迹的电路板，吹干后称重后浸于上述实施例1-6和对比例1-2制备的除锈剂中，一段时间后观察除锈情况。并引入腐蚀率的计算公式：

除锈结果如表1所示：

表1实施例1-6和对比例1-2使用除锈剂除锈性能结果

选取8个50mm*70mm*1.6mm带有锈迹(锈迹程度相同)的PCB电路板，用无水乙醇清洗带有锈迹的电路板，室温下吹干后称重置于上述实施例1-6和对比例1-2制备的除锈剂中浸泡4h，观察缓蚀情况并引入缓蚀率的计算公式：

θ＝(P₀-P)/P×100％

——θ为缓蚀率；

——P₀为除锈前电路板质量；

——P为除锈后电路板质量；

缓蚀情况如表2所示：

表2实施例1-6和对比例1-2使用除锈剂后缓蚀率结果

实施例7

一种适用于电子器件表面除锈的除锈剂，其原料组成、制备方法、除锈操作如实施例1-6所示。在不同温度下测试除锈效果。除锈效果如表3所示：

表3温度对除锈剂除锈效果的影响结果

从上表测试结果来看，温度的升高会缩短除锈时间，但是也会导致腐蚀率的上升和缓蚀率的下降，而且升温也会产生能源消耗，增加成本，因此综合考虑，常温下是使用除锈剂的最佳温度。从以上数据上来看，本发明的最佳实施例为实施例1。

实施例8

针对实施例1中制备的一种适用于电子器件表面除锈的除锈剂，改变其表面活性剂和缓蚀剂的种类和其质量百分比，其余部分均如实施例1所述，除锈性能测试方法如前所述。本实施例以不同的表面活性剂和缓蚀剂组合制备除锈剂观察其除锈效果，操作如前所述。除锈性能结果如表4所示：

表4不同的表面活性剂和缓蚀剂组合对除锈效果的影响

从上表测试结果来看，本发明中提到的表面活性剂与缓蚀剂只有特定的组合：壬基酚聚氧乙烯与EDTA四钠、溴代十六烷基吡啶与硫脲、还有实施例1中提到的十二烷基苯磺酸钠和2-甲苯基苯并恶唑，其缓蚀率才会大幅提高，能够有效防止基板被破坏。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种适用于电子器件的除锈剂，其特征在于，由如下重量百分比的组分组成：

含氟醇10～30％，有机胺10～30％，有机酸3～5％，缓蚀剂1～5％，表面活性剂0～1％，余量为乙醇；

所述含氟醇为三氟乙醇、四氟丙醇、五氟丙醇、六氟异丙醇、五氟戊醇、八氟戊醇中的一种或两种以上任意比例的混合物；

所述有机胺为环己胺、二环己胺、六亚甲基四胺、六亚甲基亚胺、三乙醇胺、三异丙醇胺中的一种或两种以上任意比例的混合物；

所述有机酸为柠檬酸、酒石酸、磺基水杨酸、丙烯酸、丁二酸、醋酸中的一种或两种以上任意比例的混合物；

所述缓蚀剂为2-甲苯基苯并恶唑、8-羟基萘醌、苯并三氮唑与6-甲基-2-甲苯基-4-羟基甲苯质量比为2：3的复配溶液、硫脲、EDTA四钠中的一种；

所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、壬基酚聚氧乙烯醚、溴代十六烷基吡啶中的一种。

2.如权利要求1所述适用于电子器件的除锈剂，其特征在于，由如下重量百分比的组分组成：

含氟醇15～30％，有机胺15～25％，有机酸3～5％，缓蚀剂2.5～5％，表面活性剂0.5～1％，余量为乙醇。

3.如权利要求1或2所述适用于电子器件的除锈剂，其特征在于，表面活性剂与缓蚀剂选自如下组合之一：

壬基酚聚氧乙烯与EDTA四钠；

溴代十六烷基吡啶与硫脲；

十二烷基苯磺酸钠与2-甲苯基苯并恶唑。

4.如权利要求1所述适用于电子器件的除锈剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法为：

按照配方，将含氟醇与有机胺混匀，然后依次加入缓蚀剂、表面活性剂、有机酸，最后加入乙醇，搅拌6～10min成均相溶液，封装待用。

5.如权利要求1所述除锈剂在电子器件除锈中的应用，其特征在于，所述应用的方法为：

将带有锈迹的电子器件浸入到除锈剂中，待2～8min后，取出电子器件，用乙醇清洗表面残留的除锈剂，放置干燥后保存。