DE2114927A1 - Flux for (automatic) soldering - is soln of adipic acid and excess high-boiling alcohol(s) in organic solvent - Google Patents

Description

• Lötflußmittel Die vorliegende Erfindung betrifft Lötflußmittel, die zum Töten mittels Lötzinn benötigt werden. Das Lötflßiaittel. gemäß der vorliegenden Erfindung ist insbesondere geeignet zur Verwendung bei der maschinellen Lötung von z. B. gedruckten Schaltungen und ähnlichen Vorrichtungen.-Es isL bekannt, beim Löten auf die zu lötenden Teile ein Lötflußmittel aufzutragen, durch das die zu lötenden Teile von Verunreinigungen und insbesondere Oxydationsprodukten befreit werden, die auf den zu lötenden Metalloberflächen vorhanden sind. Dies ist erforderlich, um eine feste Verbindung der Lötstellen zu erzielen. Es ist weiterhin erforderlich, daß das Lötflußniittel nach den Löten keine nachteiligen Eigenschaften auf die Lötstelle und/oder benachbarte Stellen ausübt.
• Insbesondere soll das Lötflußmittel nach dem Löten keine weitere Korrosion der Metalloberfläche bewirken oder beschleunigen. Bin gutes Lötflußmittel nu also die an sich entgegengesetzten Forderungen erfüllen, daß es zunächst eine stark sitzende Wirl-ung auf die zu reinigenden Metallstellen ausübt, nach dem Löten aber diese Wirkung völlig verliert.
• In diesem Sinne sind seit langem Lötflußmittel auf Basis von Lösungen von Kolophonium in organischen Lösungsmitteln bekannt.
• Kolophonium enthält als -auptbestandteil Carbonsäuren. Die Carboxylgruppen sind im wesentlichen für die ätzende Wirkung verantwortlich. Das Kolophonium ist jedoch nach dea Löten relativ spröde und führt zum Abblättern. Es ist deshalb erforderlich, Zusatzstoffe zuzusetzen. Diese können aber den geschilderten Nachteil nicht völlig vermeiden oder führen zu anderen Nachteilen.
• In der US-PS 2 445 431 ist vorgeschlagen, Lötflußmittel zu verwenden, die ein Harz mit einer Säurezahl von mindestens 100 enthalten, das durch Reaktion einer organischen zweibasischen Säure und eines mehrwertigen Alkoholes erhalten worden ist. Dieses im Lötflußmittel verwendete Harz muß durch Reaktion der Dicarbonsäure mit dem mehrwertigen Alkohol bei Temperaturen von etwa 2000 e hergestellt werden.
• Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß ein Lötflußmittel mit ausgezeichneten Eigenschaften in überaus einfacher Weise dadurch erhalten werden kann, daß Adipinsäure mit einem stö-chio metrischen Überschuß an hochsiedenden Alkoholen in einem organischen Lösungsmittel gelöst wird.
• Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist demgemäß ein L-ötflußmittel aus einer Lösung von Carboxylgruppen enthaltenden Verbindungen in organischen Läsungsmitteln, des gemaß der Erfindung dadurch gekennzeichnet ist, daß es 0.5 bis 25 Gew.% Adipin säure und ein oder mehrere Alkohole mit einem um 70 bis 30°C unter der Lötteuperatur liegenden SiedepuIst in einer solchen Menge enthält, daß auf eine Carboxylgruppe 1.5 bis 5 HyaroYJwlgruppen entfallen Bevorzugt enthält das Lötflußmittel gemäß der Erfindung etwo 2 bis 8 Gew.% Adipinsäure und eine entsprechend der obigen Definition angegebene Itenge Alkohole. Der oder die Alkohole sollen, wie oben ausgeführt, einen Siedepunkt besitzen, der etwa 70 bis 300 C unterhalb der Löttemperatur, bei der das Löten flußmittel verwendet wird, liegt. Der Grund hierfür liegt darin, daß während des Lötens die Alkoholkomponente durch Verdampfen möglichst vollständig entfernt werden soll. Andererseits soll das Verdampfen nicht zu schnell erfolgen, da die Hydroxylgruppen während des Lötvorganges, d. h. bei den dabei angewandten erhöhten Temperaturen mit denC.arboxylruppen der Adipinsäure reagieren, wodurch die Carboxylgruppen ihre Acidität verlieren. Dadurch verliert dasLötflui3mittel nach Beendigung des Lötvorganges seine ätzende Wirkung und ist somit völlig unschädlich für die Lötstellen und die gelöteten Gegenstände. Besonders bevorzugt sind Alkohole mit einem Siedepurt, der etwa 60 bis 500 C unterhalb der Löttemperatur liegt. Es wurde gefunden, daß bei Verwendung solcher Alkohole besonders günstige Ergebnisse im obigen Sinne erzielt werden, d. h. die Carboxylgruppen derAdipinsäure werden während des Lötvorganges vollständig verestert, und der überschüssige Alkohol verdampft.
• Da die Löttemperatur in der Regel bei etwa 240 bis 2600 C liegt ist es bevorzugt, eine Alkoholkomponente zu verwenden, die einen Siedepunkt in der Größenordnung von etwa 200°C C hat.
• Bevorzugt sind zweiwertige Alkohole, da diese mit der Adipinsäure unter Bildung von linearen Polyestern reagieren, die lür die Lötstellen und die zu lötenden Gegenstande völlig unschädlich sind. Besonders bevorzugt ist aus den obigen Gründen Glykol, da es einen Siedepunkt von etwa 200° C hat.
• Wenn der Siedepunkt der Alkoholkomponente zu tief liegt, verdamit die Alkololkomponente während des Lötvorganges zu schnell, so das eine ausreichende Veresterung der Oarboxyl-Gruppen der Adipinsäure nicht eintritt. Da aber in keinem Yall zu vermeiden ist und auch nicht vermieden werden muß, daß ein Teil der Alkoholkomponente verdampft, ehe die-Temperatur beim Lötvorgang einen ausreichenden Zeitraum auf der erforderlichen Höhe ist, um eine Veresterung der Carboxylgruppen sicherzustellen, muß ein Überschuß an der Alkoholkomponente entsprechend der obigen Definition eingesetzt werden. Im allgemeinen reicht es aus, wenn-zwei bis drei Hydroxylgruppen auf eine Carboxylgruppe entfallen. Wenn also beispielsweise das Lötflußmittel gemäß der Erfindung ein Gemisch von Adipinsäure mit Äthylenglykol enthält, soll das Äthylenglykol vorzugsweise in der zwei-bis-dreifachen molaren Menge bezogen auf die Adipinsäure vorliegen.
• Als Lößungsmittel können auf diesem Stand der Technik an sich bekannte Lösungsmittel eingesetzt werden. Das Lösungsmittel muß naturgemäß in der Lage sein, die Adipinsäure und die Alkobolkomponente zu lösen. Besonders geeignet sind deshalb Äthylalkohol und/oder Isopropylalkohol.
• Wie oben angegeben, enthält das Lötflußmittel gemäß der Erfindung eine verhältnismäßig geringe Menge an Festkörpern. Dennoch wird überraschenderweise eine ganz ausgezeichnete Ätswirkung erzielt, ohne daß nachteilige Wirkungen im eingangs erwähnten Sinne auftreten. Besonders überraschend ist, daß trotz der außerordentlichen illnnflüssigkeit des Lötflußmittels gemäß der Erfindung eine ausreichende Menge aktiver Substanz auf die Lötstelle aufgetragen wird. Weiterhin ist sehr überraschend, daß die Adipinsäure und die -Alkoholkomponente so vollständig während des Lötvorganges reagieren, daß irgendwelche schädliche Rückstände vermieden werden. Dies steht im Gegensatz zu der Lehre der eingangs erwähnten US-PS 2 445 431, gemäß der es erforderlich ist, Dicarbonsäuren und mehrwertige Alkohole zunächst zu Polyestern umzusetzen, die dann als Lötflußmittel eingesetz werden.
• Der Auftrag des Lötflußmittels gemäß der Erfindung aui die zu lötenden Stellen bzw. Gegenstände erfolgt in an sich bekannter Weise. Beispielsweise beim maschinellen Löten in der Serienfabrikation von z. Be gedruckten Schaltungen kann das Lötflußmittel gemäß der Erfindung durch Bürsten, Walzen, Sprühen od. dgl. aufgebracht werden.
• Die aufzubringende Nenge' des Lötflußmittels gemäß der Erfindung bzw. der darin enthaltenen aktiven Bestandteile hangt im wesentlichen at von der Reinheit und Feinheit der zu lötenden Czu reinigenden) Oberflächen und. den Umwelteinflüssene Je nach diesen Bedingungen kann die Konzentration des Lötflußmitt'els gemäß der Erfindung in gewünschter Weise innerhalb des beanspruchten Bereiches angepaßt werden. Wenn die Menge an Adipinsäure über etwa 25 Gew.% liegt, werden in der Regel nach dem Löten zu viele Rückstände erhalten. Größere Mengen als 25 Gew.% Adipinsäure sind deshalb in der Regel unerwünscht. Wenn die Konzentration der Adipinsäure unter 0.5 Gew.% liegt, wird in der Regel keine ausreichende Wirkung erzielt.
• Es ist an sich auch möglich, anstelle der Adipinsäure andere Dicarbonsäuren einzusetzen. Die Adipinssure ergibt Jedoch besonders vorzügliche Ergebnisse, denn sie hat eine auagezeichnete Ätzwirkung und reagiert andererseits leicht mit der Alkoholkomponento während des Lötvorganges. Außerdem hat sie den -Vorteil, daß' sie während des Lötvorganges nicht nennenswert sublimiert oder verdampft, so daß Gesundheitsschädigungen des Bedienungspersonals vermieden werden.
• Anhand der nachfolgenden Beispiele wird die Erfindung weiter erläutert.
• Beisniel 1-In Isopropylalkohol werden 5 Gew. Adipinsäure und 5 Gew.0,o' Äthylenglykol gelöst. Dieses motaittel ist beliebig lange hbltbar und lagerfhig. Es wird vor dem Löten auf die zu lötenden Stellen in gewünschter Weise, beispielsweise durch Bürsten; Walzen oder Sprühen aufgebracht. Es werden beim Löten auQgezeichnete Lötverbindungen -erhalten, ohne daß irgendwelche schändliche Rückstände zurückbleiben. Die Löttemperatur lag zwischen 240 und 2600 C.
• Beispiel 2 5 Gew.% Adipinsäure und 5 Gew.% Äthylenglykol werden in Athylalkohol gelöst. Die Verwendung erfolgt wie in Beispiel 1 Beispiel 3 3 Gew.% Adipinsäure und 6 Gew.% Äthylenglykol werden in einer Gemisch aus gleichen Volumteilen Isopropylalkohol und Äthylalkohol gelöst.
• Beispiel 4 8 Gew.% Adipinsure, 6 Gew.% Äthylenglykol und 1 Gew.% Glyzerin werden in Äthylalkohol gelöst.
• Beispiel 5 4 Gew.% Adipinsäure, 3 Gew. Äthylenglykol und 3 Gew.% MXthylbenzylalkohol'werden in einem Gemisch aus gleichen Teilen Isopropylalkohol und Äthylalkohol gelöst.
• Beispiel 6 5 Gew.% Adipinsäure, 4 Gew.% Äthylenglykol und 2 Gew.% n-Oktylalkohol werden in Äthylalkohol gelöst.
• Patentansprüche:

Claims (6)

1. patentansprüche 1. Lötflußmittel aus einer Lösung von Carboxylgruppen enthaltenden Verbindungen in organischen Lösungsmitteln, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß es o.5 bis 25 Gew.% Adipinsäure und ein oder mehrere Alkohole mit einem um 70 bis 300 C unter der Löttemperatur liegenden Siedepunkt in einer solchen Menge enthält, daß auf eine Carboxylgruppe 1.5 bis 5 Hydroxylgruppen entfallen.
2. 2. Lötflußmittel gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es 2 bis 8 Gew.% Adipinsäure enthält.
3. 3. Lötflußmittei gemäß Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Siedepunkt der Alkoholkomponente 60 bis 500 a unter der Löttemperatur liegt.
4. 4. Lötflußmittel gemäß Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es auf eine Carboxylgruppe zwei bis drei Hydroxylgruppen enthält.
5. 5. Lötflußmittel gemäß Ansprüchen 1 is 4, dadurch gekennzeichnet, daß es zweiwertige Alkohole enthält.
6. 6. Lötflußmittel gemäß Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß es athylenglykol enthalt.