DE2254436C3

DE2254436C3 - Abdeckstoff

Info

Publication number: DE2254436C3
Application number: DE2254436A
Authority: DE
Inventors: Robert Mcdowell Hall; Jimmie Joe Mumm
Original assignee: Indusco Chemical Products; Tektronix Inc
Current assignee: Indusco Chemical Products; Tektronix Inc
Priority date: 1971-11-08
Filing date: 1972-11-07
Publication date: 1979-10-25
Also published as: NL159022B; JPS4858027A; DE2254436A1; DE2254436B2; CA999094A; US3773704A; IT973431B; FR2160217A5; GB1380092A; SE390735B; NL7215025A; JPS511451B2

Description

Die Erfindung betrifft einen Abdeckstoff mit einem organischen Polymer, Siliciumdioxid, einem Farbstoff und einem chlorhaltigen Lösungsmittel, zur Maskierung von bestimmten Bereichen eines Bauteils, um das Anhaften von auf das Bauteil aufzubringendem Material in diesen Bereichen zu verhindern.

Ein derartiger Abdeckstoff ist aus der DE-OS 20 07 929 bereits bekannt. Der bekannte Abdeckstoff wird zum chemischen Gravieren von metallischen Oberflächen verwendet. Einen ähnlichen Abdeckstoff beschreibt auch die US-PS 32 62 900.

Nachteilig bei dem aus der DE-OS 20 07 929 bekannten Abdeckmittel ist die Tatsache, daß es im wesentlichen aus einem kautschukartigen Stoff besteht, also einem Stoff auf Gummibasis, der zum einen eine lange Trockenzeit erfordert, zum anderen weder durch Wasser noch durch herkömmliche Lösungsmittel lösbar ist und daher von Hand aus von mit dem Stoff abgedeckten Löchern entfernt werden muß, was zeitraubend ist.

Nachteilig bei der aus der US-PS 32 62 900 bekannten Zusammensetzung ist es, daß die auf das Metall aufgesprühte Abdeckmasse an dem Metall nicht anhaftet, so daß sie zwar durch einfaches Abbürsten oder Abreiben unter Vermeidung eines Abwaschens wieder entfernt werden kann,'wobei jedoch gerade durch die mechanische Entfernung des Abdeckstoffes häufig Beschädigunger, z. B. einer geätzten Oberfläche entstehen, zum anderen aber auch nicht unbedingt sichergestellt ist, daß nicht das Ätzmittel unter die abgedeckten Bereiche dringt und so das gewünschte Muster zerstört.

Die GB-PS 11 95 054 beschreibt einen Lack, der nach Auftragen und Trocknen wieder abgezogen werden kann, d. h, daß seine Festigkeit mit Sicherheit ausreicht,

ίο um beim Abziehen nicht zu zerreißen. Auch dieses Material ist für den erfindungsgemäßen Zweck, nämlich beispielsweise die Herstellung von elektrischen Druckplatten, ungeeignet, da in Löcher eingedrungenes Material nur noch sehr schwer wieder entfernbar wäre.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Abdeckstoffes, der sich — etwa zur Maskierung in Verbindung mit einem Lötverfahren — nicht nur leicht aufbringen und mittels eines Stoffes wieder entfernen läßt, der auf der Oberfläche des behandelnden Bauteiles keine schädliche Wirkung ausübt, sondern der au .-h auf sehr einfache Weise wieder von dem Bauteil er tfernt werden kann, ohne daß dazu beispielsweise mechanische Mittel eingesetzt werden müßten. Vorzugsweise soll sich als Mittel zur Entfernung des Abdeckstoffes Wasser verwenden lassen, so daß eine Entfernung des Abdeckstoffes von Hand, der Einsatz schädlicher organischer Lösungsmittel sowie auch zeitraubende Behandlung des fertiggestellten Gegenstandes wegfallen. Der Abdeckstoff sollte zudem mittels herkömmlieher Verfahren leicht aufbringbar sein, bei Raumtemperatur rasch trocknen und insgesamt unter Kostensenkung eine Produktionssteigerung ermöglichen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch einen Abdeckstoff gelöst, der die im Anspruch 1 wiedergegebene Zusammensetzung aufweist. Im Gegensatz zum Stand der Technik wird also ein gummiartiges Material (Kautschuk-Elastomer) nicht verwendet und damit die sehr umständliche Entfernung dieses Materials vom Bauteil vermieden. Zwar enthält auch der aus dem Stand der Technik bekannte Abdeckstoff ein Polymer, jedoch ist das Molekulargewicht des im bekannten Stoff verwendeten Polymers nur etwa 5 000 bis 15 000, während erfindungsgemäß das Molekulargewicht 100 000 bis 5 000 000 betragen soll.

Gegenüber dem bekannten Abdeckstoff weist der erfindungsgemäße Abdeckstoff erhebliche Vorteile auf. Zum einen läßt sich der Abdeckstoff gemäß der Erfindung in einfacher Weise auf das zu behandelnde Bauteil aufbringen, noch wichtiger ist jedoch, daß er sich auch ohne Schwierigkeiten wieder entfernen läßt, was beim gummiartigen bekannten Abdeckstoff zumindest dann nicht gelingt, wenn der Gegenstand beispielsweise kleine Löcher aufweist, wie sie bei elektrischen Druckplatten vorkommen. Zum Entfernen des Überzuges genügt Wasser, es brauchen nicht organische Lösungsmittel verwendet werden, die aufgrund ihrer schädlichen Dämpfe mit erheblichen Nachteilen verbunden sind.

Es sei noch ergänzt, daß zwar die FR-PS 20 3U387 wie auch die US-PS 33 30 692 Materialien beschreiben, die auf Gegenstände aufgebracht werden können und deren Zusammensetzung die Zusammensetzung des erfindungsgemäßen Abdeckstoffes teilweise überlappt. Jedoch handelt es sich bei dem Belag gemäß der FR-PS 20 30 387 um einen Antirutsrhbelag, beim Belag der US-PS 33 30 692 um eine Auflage für Glas, die Glanzlichter beseitigen soll. In beiden Fällen ist also die Aufgabenstellung eine völlig andere.

Der erfndungsgemäße Abdeckstoff sei im folgenden noch anhand von praktischen Ausführungsbeispielen näher erläutert

Der erfindungsgemäße Abdeckstoff ist besonders ;:ur Herstellung von gedruckten oder geätzten Schaltungen geeignet Bei derartigen geätzten Schaltungen muß verhindert werden, daß in bestimmten Bereichen das Lot haften bleibt, wenn die Druckplatten einer Lötbehandlung ausgesetzt werden. Natürlich kann der Abdeckstoff auch dort eingesetzt werden, wo verhindert werden soll, daß auf das Bauteil aufzubringendes Material in bestimmten Bereichen des Bauteiles haften bleibt

Der erfindungsgemäße Abdeckstoff ist wasserlöslich und kann auf die zu schützende Fläche in herkömmlicher Weise aufgebracht, anschließend getrocknet und später mittels Wasser oder einem milden alkalischen Stoff entfernt werden.

Der Abdeckstoff besteht aus mehreren eine Dispersion bildenden Bestandteilen, wobei als Lösungsmittel insbesondere Methylenchlorid mit einem Gewichtsprozentanteil von 90—95 verwendet wird, jedoch können auch andere chlorierte Kohlenwasserstoffe wie Tetrachlorkohlenstoff, Äthylenchlorid, Trichloräthylen sowie Tetrachloräthylen als Lösungsmittel wirksam eingesetzt werden. Chlorierte Lösungsmittel sind insofern besonders gut geeignet, als sie nicht entflammbar sind. Andere Lösungmittel wie Äthanol, Isopropanol, Amylalkohol, Butanol und Benzol sind an sich geeignet, wegen ihrer Entzündbarkeit jedoch weniger günstig.

Um das Lösungsmittel alkalisch zu machen und eine Hydrolyse der chlorierten Kohlenwasserstoffe zu verhindern, wird ein Alkanolamin hinzugesetzt, vorzugsweise Monoäthanolamin, Diäthanolamin, Triäthanolamin, Monoisopropanolamin, Diisopropanolamin, Triisopropanolamin, Morpholin, N-Methylmorpholin oder N-äthylmorphoüri, und zwar mit einem Anteil von O,4-l,5Gew.-°/o. Das Alkanolamin reagiert mit dem Harzöl-Flußmittel, wenn dieses auf die gedruckte Schaltung aufgetragen wird. Es bildet sich dabei ein Seifenfilm, der die Entfernung mittels Wasser bzw. mittels eines sonstigen geeigneten Lösungsmittels erleichtert und außerdem den Widerstand gegenüber dem Lot erhöht.

Ein weiterer wichtiger Bestandteil ist Kieselgur, das in einem Anteil von 3—5 Gew.-°/o vorgesehen wird. Das Kieselgur muß feinpulvrig und eine geringe Dichte aufweisen, um ein Absetzen zu verhindern. Die Teilchengröße sollte 1—2 μ betragen, vorzugsweise etwa 1 μ, wobei die Siebanalyse für ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,044 mm und einem Drahtdurchmesser von 0,036 mm 0,5% beträgt. Das spezifische Gewicht von Kieselgur ist 2,1, so daß die Teilchen in Suspension bleiben. Auch andere Siliciumdioxid- bzw. Kieselsäureverbindungen können verwendet werden, sofern sie feinpulvrig sind und eine geringe Dichte aufweisen. Das Kieselgur dient als Kühlstoff, erhöht die Wasserlöslichkeit des Harzes und stellt eine lichtundurchlässige Beimengung dar, die die beschichteten Gebiete leichter erkennbar macht.

Ein weiterer Bestandteil ist ein Polymer-Harz, das in einer Menge von 0,7 — 0,9 Gew.-% hinzugefügt wird und ein Polyäthylenoxid-Homopolymer mit einem Molekulargewicht von 100 000-5 000 000 und einer Viskosität von 225—4000 Centipoise darstellt. Insbesondere kann wasserlösliches Polyoxyäthylen benutzt werden, das die angegebene Viskosität bei 25° C aufweist. Vorzugsweise haben die benutzten Polymerisate vor ihrer Verdünnung bei Messung in einer 5°/oigen wässrigen Lösung bei einer Temperatur von 25° C eine Viskosität von 1500—2000 Centipoise oder in einer l°/oigen wässrigen Lösung bei 25" C eine Viskosität von 2000-4000 Centipoise. Die Viskosität bezüglich der Äthylenoxid-Polymerisate wird mittels eines Brookfield-Viskosimeter PUF bei 2 UpM unter Verwendung der größten Spindel für den gewünschten Maßstab gemessen.

ίο Das Polymer-Harz dient als Bindemittel für den Farbstoff, ergibt die Wasserlöslichkeit und verleiht dem Film Hafteigenschaften, dient außerdem als Filmbildner und sorgt für ausreichende Viskosität zur Überbrückung von Löchern, die abgedeckt werden sollen, um Lot daran zu hindern, an metallbeschichteten Innenflächen der Löcher haften zu bleiben. Die Viskosität liegt zwischen flüssigem und pastenförmigem Zustand, je nach Größe der abzudeckenden Löcher. Je viskoser der Stoff ist, desto langsamer trocknet er.

Um die Wirksamkeit des Abdeckstoffes noch weiter zu erhöhen, kann bei einer besonders günstigen Ausführungsform der Erfindung ein nichtionischer grenzflächenaktiver Stoff mit einem Anteil bis zu 1,5 Gew.-% hinzugefügt werden, wodurch zum einen die Wasserlöslichkeit sich erhöht und zum anderen die Oberflächenspannung bei der Verteilung des Abdeckstoffes herabgesetzt wird. Ein derartig grenzflächenaktiver Stoff kann einen biologisch abbaubaren modifizierten Alkohol enthalten, beispielsweise einen Alkaryl-Polyäther-Alkohol mit 5 - 40 Kohlenstoffatomen.

Günstig ist es auch, wenn der Farbstoff aus Spuren eines rosa Rhodamin-Sulfa-Farbstoffes besteht, welcher wärmebeständig ist und deutlich macht, in welchen Bereichen der Abdeckstoff auf der abzudeckenden Fläche aufgebracht ist.

Der erfindungsgemäße Abdeckstoff wird durch Mischen der Bestandteile in den angegebenen Mengenverhältnissen hergestellt. Der sich ergebene Abdeckstoff trocknet sehr schnell (ungefähr 1 Minute), ist infolge dei Färbung und Lichtdurchlässigkeit gut sichtbar, nicht feuergefährlich bzw. nicht entzündbar und stört auch nicht im Abwassersystem. Zudem läßt sich der Abdeckstoff mit Hilfe von warmen Wasser und auch durch verschiedene Lösungsmittel wie Freon, Äthylchlorid oder halogenierte Lösungsmittel leicht entfernen, kann aber auch — wenn dies au keinen Beschädigungen führt — durch trockenes Abbürsten mit einer Nylonbürste oder dergleichen entfernt werden. Der Abdeckstoff bleibt während der Lötbehandlung haften und hält das Lot in den abgedeckten Bereichen fern. Der Abdeckstoff läßt sich in einfacher Weise mit Hilfe von Aufstreich-Plastikflaschen aufbringen, wodurch das Auftragen sich vereinfacht und das Herstellungsverfahren sich erheblich beschleunigt. Der neue Abdeckstoff ist auch billiger als bisher auf dem Markt befindliche vergleichbare Abdeckstoffe.

Zur weiteren Verdeutlichung seien noch die folgenden Beispiele angeführt:

Beispiel 1

Gedruckte Schaltungsplatten sind mit elektrischen Bauteilen wie Transistoren, Kondensatoren, Widerständen, Induktivitäten, Fassungen und dergleichen versehen. Bestimmte Gebiete der leitenden Bereiche der gedruckten Schaltung sollen nicht mit Lot beaufschlagt werden und müssen daher mit einer Schutzschicht versehen werden, um zu verhindern, daß das Lot dort haften bleibt. Ein Abdeckstoff erwies sich als geeignet,

der folgende Bestandteile enthält:

Methylenchlorid

Monoäthanolamin

Kieselgur

Polymer-Harz

Farbstoff

95,10 Gew.-%

0,46 Gew.-°/o

3,71 Gew.-°/o

0,73 Gew.-%

spurenweise

100,00 Gew.-°/o Methylenchlorid

Monoäthanolamin

Kieselgur

Polymer-Harz

Farbstoff

94,00 Gew.-°/o 1,41 Gew.-% 3,76 Gew.-% 0,83 Gew.-%

Spuren

100,00 Gew.-%

Der so gebildete Abdeckstoff wird auf die ausgewählten Bereiche der gedruckten Schaltung aufgebracnt, an denen kein Lot haften bleiben soll. Die gedruckten Schaltungen werden dann durch eine Flußmittel-Station geleitet, in der den zu verlötenden Gebieten Flußmittel zugeführt werden. Nachfolgend werden die Platten durch ein flüssiges Lotbad geführt, wo die zu verlötenden Gebiete mit Lötmittel versehen werden, während die mit dem Abdeckstoff beschichteten Gebiete Lot nicht annehmen. Nach der Lötbehandlung wird die mit Lötmittel versehene Schaltungsplatte durch eine Reinigungsstation geleitet, die ein herkömmliches alkalisches Detergens aufweist, so daß die Schutzschicht entfernt wird. An Stelle des Detergens kann auch eine Warmwasser-Spülung wie auch ein alkoholisches Lösungsmittel benutzt werden.

Beispiel 2

Ein ähnlich wie bei Beispiel 1 einsetzbarer Abdeckstoff weist die folgende Zusammensetzung auf:

Beispiel 3

Ebenfalls gemäß dem Verfahren des Beispiels 1 läßt sich der Abdeckstoff mit der folgenden Zusammensetzung verwenden:

Methylenchlorid	93,41 Gew.-%
Monoäthanolamin	1,40 Gew.-%
Kieselgur	3,73 Gew.-o/o
Polymer-Harz	0,73 Gew.-o/o
Nichtionischer grenz
flächenaktiver Stoff	0,73 Gew.-°/o
Farbstoff	Spuren
	100,00 Gew.-%

Die Viskosität des Abdeckstoffes gemäß Beispiel 1 ergab 2200 Centipoise bei Messung mit Hilfe eines Brookfield-Viskosimeters LVT unter Verwendung einer Spindel der Nr. 2 bei 12 UpM und einer Temperatur von 23°C. Je nach dem Molekulargewicht des verwendeten Bindemittels ergibt sich ein Viskositätsbereich von 1500—4000 Centipoise, wobei der mittlere Bereich von etwa 2200 Centipoise die günstigste Viskosität für den Abdeckstoff darstellt.

Claims

Patentansprüche:

1. Abdeckstoff mit einem organischen Polymer, Siliziumdioxid, einem Farbstoff und einem chlorhaltigen Lösungsmittel, zur Maskierung von bestimmten Bereichen eines Bauteils, um das Anhaften von auf das Bauteil aufzubringendem Material in diesen Bereichen zu verhindern, gekennzeichnet durch die folgende Zusammensetzung:

90 — 95 Gew.-% eines aus Tetrachlorkohlenstoff, Äthylendichlorid, Methylenchlorid, Trichloräthylen oder Perchloräthylen bestehenden Lösungsmittels;

0,4-l,5Gew.-°/o eines Alkanolamine aus der Gruppe Monoäthanolamin, Diäthanolamin, Triäthanolamin, Monoisopropanolamin, Diisopropanolamin, Triisopropanolamin, Morpholin, N-Methylmorpholin.N-ÄthylmorphoIin;
3 — 5 Gew.-% Kieselgur mit einer Teilchengröße von etwa 1 μ; sowie

0,7 - 0,9 Gew.-% eines Polyäthylenoxid-Homopolymers mit einem Molekulargewicht von 100 000 bis 5 000 000 und einer Viskosität von 225-4000CpS.

2. Abdeckstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er einen nichtionischen grenzflächenaktiven Stoff in einem Anteil bis zu 1,5 Gew.-% enthält.

3. Abdeckstoff nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Farbstoff aus Spuren eines rosa Rhodamin-Sulfa-Farbstoffs besteht.

4. Abdeckstoff nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß das Lösungsmittel Methylenchlorid und das Alkanolamin Monoäthanolamin ist.