DE1546079A1

DE1546079A1 - Verfahren zum Entfernen von Harz-Flussmitteln von elektrischen Schaltbrettern

Info

Publication number: DE1546079A1
Application number: DE19661546079
Authority: DE
Inventors: Begun Cary Alan; Murphy Kevin Paul; Orfeo Sabatino Robert
Original assignee: Allied Chemical Corp
Current assignee: Allied Corp
Priority date: 1965-12-22
Filing date: 1966-12-20
Publication date: 1970-03-26
Also published as: US3400077A; NL6708551A; GB1113379A; DE1546079B2; NL6617916A

Description

bestimmt zur 1 5 A 6 07

üffenlegung

P 15 46 079.4 26. November 1968

Allied Chemical Corporation, New York, N.Y., USA Verfahren zum Entfernen von Harz-Flußmitteln von elektrischen Schaltbrettern

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entfernen von Harz-Flußmitteln von elektrischen Schaltbrettern mit Hilfe eines neuen Lösungsmittels·

Ih der Elektronikindustrie versieht man elektrische Schalt* bretter vor dem Auflöten von elektronischen Elementen mit Harz- oder Kolophonium-Flußmitteln, dl· aber zur ErEielung der größtmöglichen Zuverlässigkeit der gedruckten Sohaltungen nach dem Löten wieder entfernt werden müssen. Zu diesem Steek ist die Verwendung von Lösungsmitteln erforderlich« die nicht nur hoohwirkeam sein, sondern die zu ihrer großtechnischen Anwendung auch stabil und nicht-brennbar sein müssen und die die elektronischen Elements auf dem Schaltbrett nicht angreifen dürfen.

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FUr den genannten Zweck ist schon eine Reihe von Lösungsmitteln erprobt worden} sie haben sich jedoch hinsichtlich eines oder mehrerer der genannten Erfordernisse als mehr oder weniger unbefriedigend erwiesen. So sind zwar hochchlorierte Lösungsmittel, wie CHgCIg und CHCl,, außerordentlich wirksam, greifen aber die elektronischen Elemente auf dem Schaltbrett an und erfordern außerdem den Zusatz eines Stabilisators, um ihre Zersetzung zu verhindern. Un das gewünschte Lösungsvermögen bei gleichzeitiger Unschädlichkeit gegenüber den elektrischen Elementen zu erzielen, verwendete man ferner eine Anzahl nicht-konstant siedender Gemische, die jedoch den Nachteil haben, daS die flüchtiger· Komponente vorzugsweise verdampfen und ein Gemisch mit weniger erwünschten Eigenschaften, wie einer erhöhten BrennbariceIt, zurückbleiben kann. Diesen großen Nachteil konnte man jedoch durch die Verwendung einer Anzahl von binären Azeotropen (konstant siedenden Gemischen) Überwinden. Jedoch 1st das lösungsvereögen dieser binären Azeotrope für die üblicherweise verwendeten Harz-Flußmittel nicht groß genug, so daß bei ihrer Verwendung entweder Rückstände auf den Schaltbrettern bleiben oder die Lösungsmittel trübe werden. Beispiele für derartige binäre Azeotrope sind das Gemisch aus 1,1,2-Trichlortrlfluoräthan und Methylenchlorid , vom Kp 27⁰CTOOnWi Hg (USA-Patentschrift 2 999 817) und das Gemisch aus 1,1,2-Trichlortrifluoräthan und Methanol vom Kp mm Hg (USA-P at ent schrift 2 999 816).

Es wurde nun ein ternäres Azeotrop gefunden, das nicht nur

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nicht-brennbar 1st und elektronische Elemente auf gedruckten Schaltbrettern nicht angreift, sondern auch ungewöhnlich gute Löaungaeigenachaften für die Harz-Flußmittel besitzt» die Üblicherweise bei der Herstellung derartiger Sohaitbretter verwendet werden.

Qegenetand der Erfindung ist ein azeotropes Gemisoh auf Grundlage halogenierter Kohlenwasserstoffe, das dadurch gekennseiohnet ist« daß es im wesentlichen aus etwa 33,1 Mol-£ 1,1,2-TriohlortrifluorKthan, etwa 55*3 MoI-* Methylenohlorld und etwa Ii,6 Mol~£ Methylalkohol besteht, sowie die Verwendung eines solchen azeotropen Gemisches zur Entfernung eines Harz-FluQiuittels von einer gedruckten Schalttafel.

Das aseotrope Genisch gemäß der Erfindung siedet bei etwa 34-« 1% bei 7^0 mm Hg. Ss kann wiederholt zur Entfernung der genannten Harz-Flußmittel verwendet werden und hinterläßt nach den Verdampfen keine wahrnehmbaren Rüokstände. Darüber hinaus bleibt das Lösungsmittel selbst nach wiederholter Verwendung klar. -

Die Komponenten des azeotropen Gemisches der Erfindung sind sämtlich im Handel erhältlich. Jede von Ihnen muß in hinreichend großer Reinheit verwendet werden, damit (Sie Siedepunktskonstanz nicht verloren geht. 1,1,2-Trichlortrifluoräthan wird beispielsweise in einem hierfür geeigneten Reinheitsgrad unter dem Handelsnamen "Genesolv-D" von der Allied Chemical Corporation

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Invert rieben.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung. Beispiel 1

Etwa Xqulmolare Mengen 1,1,2-Trlchlortrifluoritthan (CCl₂FCClF₂) von Kp 47,6«C, Methylenchlorld (CH₂Cl₂) vom Kp 40,1⁰C und Methanol (CH.0H) vom Kp 64,5$ wurden in einer 120 cm langen und 1,25 cn weiten Laboratoriumsdeetille am RUckfluS erhitzt. Die Temperatur am Kopf der Destille betrug 33,7*0/753*6 mm Hg, entsprechend einer Temperatur von 34,1^/760 mm Hg. Diese Temperatur liegt sowohl unterhalb des Siedepunktes jedes der drei genannten Komponenten als auch unterhalb der Siedepunkte der binären Azeotrope, die sich bekanntermaßen zwischen den genannten Komponenten ausbilden, wodurch die Bildung eines ternären Azeotropes angezeigt wurde, das sich von jedem vorher bekannten Gemisch, das die genannten Stoffe enthält, unterschied. Etwa 1000 g dieses Azeotropes vom Kp 33*VO bei einem Druck am Kopf

wurden
der Destille von 753*6 mm Hg/gesammelt. Eine Probe wurde mit Hilfe der Oas-FlUsslg-Chromatographle analysiert, wobei die Anwesenheit von CCl₂FCClF₂, CH₂Cl₂ und CHM)H bestätigt wurde. Danach wurde das Azeotrop erneut destilliert, wobei keine Änderung des Siedepunktes oder der Zusammensetzung beobachtet wurde. Die genaue Zusammensetzung wurde danach durch Kalibrierung der Chromatogramne mit folgendem Ergebnis bestimmt:

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CCl₂PCClP₂ 33,1 MoI-Si 55,0 Gew.-# CH₂Cl₂ 55,3 Mol-# 41,7 (ItW.-* CHLOH 11,6 MoI-Ji 3,3 dew.-*

Das Azeotrop νurde nach dem "open cup flash point test" (ASTN D131O-59T) auf Entflammbarkeit geprüftj es erwies sich als nicht entflammbar.

Beispiel 2

Das Löaungsvermögeη des erfindungegemSßen Azeotrops wurde im Vergleich zu den Lösungevermögen von anderen,ähnlichen Lösungsmitteln gemäß ASTH Test Dl 135-61 durch Bestimmung der Kauri-Butanol-Werte (K-B Werte) mit der einzigen Abweichung, daß statt 20 g 3 g der Kauri-GucnnilÖsung als Bezugslösung verwendet wurden, ermittelt. Wegen der erwähnten Abweichung wurden alle erhaltenen Ergebnisse mit 6,66 multipliziert, um zu genormten Versuobeergebnissen zu gelangen. Die Versuohsergebnisse sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt.

SAD

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ΐ a b e 11 e	I	K-B-Wert
Lösungsmittel		31
CCl₂FCClP₂		49
Binäres Azeotrop aus CCl₂PCClF₂ und CH₅OU		86
Binäres Azeotrop aus CCl₂FCClP₂ und CHgCIg		136
CH₂Cl₂		148
Tertiäres Azeotrop aus CCl₂PCClP₂, CH₂Cl₂ und CH₃OH

Aus den angegebenen K-B-Werten geht hervor, daß das erfindungsgemäße tertiäre Azeotrop ein ungewöhnliches und unerwartet großes Lösungsveraugen besitzt. Das binäre Azeotrop aus CCIgFCClFg und CHgCIg besitzt einen K-B-Wert von 86, der daait zwischen den Werten der Einzelkomponenten (31 bzw. 136) liegt: das binäre Azeotrop aus CCIgFCClPg und CHxOH, das mehr Methanol (6,4 Gew.-^) als das erflndungsgenäBe ternKre Azeotrop (3,3 Gew.-£) enthält, besitzt einen K-B-Wert von 49, verglichen mit einem K-B-Wert von 31 für CClgFCClPgf das ternäre Azeotrop CCIgPCClP₂/ CHgClg/CH^OH, das, wie oben angegeben, weniger CH^OH als das Azeotrop aus CCIgFCClFg und CH*OH und weniger CHgCl₂ (41,7 Gew.-??) als das Azeotrop aus CCl₂FCClP₂ und

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(48 Qew.-£ CH₂Cl₂) enthält, besitzt jedoch einen K-B-Wert von 148, der sogar hölier ist als der von reinem CHgCl₂. Somit 1st era loht 1 loh j daS die Anwesenheit der geringen Menge an CH-.OH In den ternKren Azeotrop eine unerwartet gro0e vorteilhafte Wirkung auf das Lösung»vermögen des Oealsonss ausübt.

Das unerwartet groSe Lusungsvenftugax. des srflndungwgemMBen terniren Atetrops wirkt sieh bei dessen Verwendung als Reinigungsflüssigkeit für gedruckt« elektrische Schaltungen dahingehend aus, dafi es selbst nach wiederholter Verwendung große Menge an gelöste« Harz-FluSnittel In Lösung hält und daait eine Trübung des Lösungsmittels sowie eine Ausfllluag des Harzes und eine erneute Bildung von dünnen Halbschichten «uf den von den PIuS-mitteln befreiten Oberflächen verhindert.

Beispiel 3 Eine Anzahl Teststreifen aus rostfreien Stahl wurde alt

2 gebräuchlichen Karz-Plufimltteln bedeckt und in einem Ofen 5 Minuten auf 205^ erhitzt. Nach den Abkühlen wurden die Streifen 60 Sekunden lang in eines von verschiedenen Teetlösungsnitteln getaucht. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle susasnengefaSt.

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Tabelle II

"Harz-Löthilfsmlttel

Lösungsmittel

Temäres
Azeotrop der
Erfindung

"Duchboy Wo. 120" χ

Flußmittelspuren sichtbar; kein siohtbarer Rückstand

Binäres Azeotrop Flußmittelspu. aus ren sichtbar;

und sichtbarer ^β Rückstand "2

Binäres Azeotrop aus *
CCl₂FCClP₂

und C

Unvollständige Entfernung des Flußmittels

H₅OH

"Kester
Ho.

PluQmitteispuren sichtbar;
kein sichtbarer Rückstand

Flußmittelspuren sichtbar;
sichtbarer
Rückstand

"Alpha No. 610-35" x

Flußmittelspu· ren sichtbar; kein sichtbarer Rückstand

Flußmittelspuren sichtbar; sichtbarer Rückstand

Unvollständige Unvollständige Entfernung des Entfernung des Flußmittels Flußmittels

χ "Dutchboy No. 120" = Warenzeichen der National Laad Company; jf "Kester No. 1544" « Warenzeichen der Kester Solder Company; α "Alpha No. 610-35" = Warenzeichen der Alpha Metals, Inc

Sämtliche der genannten Harze werden gewöhnlich bei der Her-

stellung von gedruckten Schaltungen verwendet und sollen als

Hauptbestandteil eine Art von Fichtengummiharz enthalten,

das seinerseits Abietinsäure und verwandte Substanzen enthält.

Eine Anzahl 5 cm großer, mit Glas verstärkter Schaltungs

tafeln aus Melamin wurden, wie oben für die Streifen aus

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rostfreiem Stahl beschrieben, mit Flußmittel versehen, und danach wurde jedes Plättchen in eine von verschiedene Proben verschiedener Lösungsmittel getaucht. Mit dem binären Azeotrop aus CCl₂FCClFg/CH,0H wurde wie oben eine nur unvollständige Entfernung des Flußmittels erreicht. Das binäre Azeotrop aua CCl₂FCClP₂ und CH₂Cl₂ wurde schon nach der Reinigung von 5 Testplättohen trübe, und das in ihm gelöste Flußmittel flockte aufgrund seiner geringen Löslichkeit nach einigem Stehen aus. Zm Gegensatz dazu blieb das ternäre Azeotrop aus CCl₂PCClFg. CH₂Cl₂ und CIM)H selbst nach Reinigung von 20 Plättohen klar und zeigte nach Stehenlassen keinerlei Ausfloekungaereohelnungen.

Keines der Lösungsmittel greift das Sohaltungsbrett selbst oder die elektrischen Elemente auf ihn an.

Das ternäre Azeotrop aus CCl₂FCClF₂, CH₂Cl₂ und CHLOH findet als Lösungsmittel In vielen technischen Bereichen »eitere Anwendung zum Entfernen von Fetten und Ölen und kann ebenfalls als Wäraeaustausotolttel und ale hydraulische Flüssigkeit verwendet werden.

PUr besondere Zwecke können dem erfindungsgeroäSen tertiären Azeotrop verschiedene Zusatzmittel beigemischt werden, bei· spielsweise Schmiermittel, Detergentien usw.; ferner kann man von der genauen azeotropeü Zusammensetzung in erträglichen Grenzen abweichen, ohne den konstanten Siedepunkt und die

Lösungseigenschaften des azeotropen Oemisohes ungünstig zu beeinflussen.- 0 0 9813/1617 8ADORaGlNAL

Claims

a tent ansprllc he

1. Azeotropes Gemisch auf Grundlage halogenierter Kohlenwasserstoffe, dadurch gekennzeichnet» daß es im wesentlichen aus etwa 35*1 Mol-# 1,1,2-Trichlortri· fluoräthan, etwa 55,5 Mol-# Methylenchlorid und etwa 11,6 Mol-# Methylalkohol besteht.

2. Verwendung eines azeotropen Gemisches nach Anspruch 1 zur Entfernung eines Harz-FluQmittels von einer gedruckten Schalttafel.

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