DE2321880C2 - Lösungsmittelgemische für die Reinigung von gelöteten elektrischen Bauteilen und ihre Verwendung - Google Patents

Lösungsmittelgemische für die Reinigung von gelöteten elektrischen Bauteilen und ihre Verwendung

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DE2321880C2
DE2321880C2 DE19732321880 DE2321880A DE2321880C2 DE 2321880 C2 DE2321880 C2 DE 2321880C2 DE 19732321880 DE19732321880 DE 19732321880 DE 2321880 A DE2321880 A DE 2321880A DE 2321880 C2 DE2321880 C2 DE 2321880C2
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    • C23G—CLEANING OR DE-GREASING OF METALLIC MATERIAL BY CHEMICAL METHODS OTHER THAN ELECTROLYSIS
    • C23G5/00—Cleaning or de-greasing metallic material by other methods; Apparatus for cleaning or de-greasing metallic material with organic solvents
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    • C23G5/02806—Cleaning or de-greasing metallic material by other methods; Apparatus for cleaning or de-greasing metallic material with organic solvents using organic solvents containing halogenated hydrocarbons containing only chlorine as halogen atom
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Description

Die Erfindung betrifft den in den Ansprüchen gekennzeichneten Gegenstand.
Eine Schaltkreiskarte oder -platte mit einer gedruckten Schaltung besteht aus dem Substrat, auf dem eine elektrische Schaltung mittels einer Druck- und Ärztetechnik aufgebracht wurde. Dann werden verschiedene elektronische Bauteile, wie beispielsweise Transistoren und Kondensatoren, auf dem Substrat angebracht und mit der Schaltung durch Löten verbunden, wobei das Löten oftmals In einer Lötmaschine durchgeführt wird. Diese Schaltkreisplatten läßt man zuerst durch Vorrichtungen laufen, die ein Flußmittel auf die Platten auftragen. Das Flußmittel hat die Aufgabe, Oxide von der zu lötenden Oberfläche zu entfernen. Das Flußmittel, das häufig ein Holzharz (auf Basis von Kolophonium) lsi. wird bevorzugt In flüssiger Form angewandi und beispielsweise auf die Schaltkreisplatte aufgesprüht.
Nach Aufbringen des Flußmittels wird die Schaltkreisplatte mit einem Bad aus geschmolzenem Lot In Berührung gebracht. Nach dem Lötvorgang muß die Schallkreisplatte gewöhnlich gereinigt werden, um das Flußmittel und andere Verunreinigungen zu entfernen, Dies lsi aus mehreren Gründen notwendig. Die in Arbeil befindlichen elektronischen Bauteile erzeugen Wärme, wodurch Ihre Temperatur um mehr als 60" C erhöht werden kann. Das Flußmittel kann bei der angegebenen erhöhten Temperatur elektrisch leitfähig werden, wodurch unerwünschte Krlechströme auftreten können. Wenn das Flußmittel Halogene enthält, können die Krlechströme sogar bei Raumtemperatur auftreten. Ein
anderer Grund, die Reinigung vorzunehmen, besteht darin, daß man üblicherweise einen Kunststoff-Film auf die Schaltkreisplatte aufzutragen wünscht, was auch bei nur geringen Mengen an vorhandenem Flußmittel schwierig oder gar unmöglich ist, weil dieses das Haften von Kunststoffen an der Oberfläche der Schaltkreisplatte verhindert.
Ein weiterer Grund zur Reinigung besteht darin, daß unzureichend gereinigte elektronische Bauteile klebrig werden und daher schwierig zu handhaben und in ihrem Aussehen beeinträchtigt sind.
In der DE-OS 19 58 875 werden unter anderem Tnchlorüthylen, Perchloräthylen und niedere aliphatisch^ Alkohole, beziehungsweise Gemische dieser Lösungsmit-
If tel, als geeignet für die Reinigung von gedruckten Schaltungen angeführt. Die mengenmäßige Zusammensetzung derartiger Lösungsmittel bzw. Lösungsmiuelgemische wird jedoch nicht angegeben. Die DE-AS 15 18 167 betrifft die Stabilisierung von I.I.I-Trichlorathan. In dieser Veröffentlichung wird auch noch eine Mischung dieser Verbindung mit bis zu !CK tert.-Amylalkohol erwähnt, jedoch ist kein Hinweis darauf gegeben, daß derartige Gemische zur Reinigung von gelöteten elektronischen Gegenständen von Flußmaterial und anderen Verunreinigungen geeignet sein könnten. Es ist ferner bekannt, daß man Schaltkreisplaiten mit einem Gemisch von Äthanol ur.d Methylchloroform, oder einem Gemisch von lsopropanol und Trichlortrifluoräthan reinigen kann.
Die Verwendung der bekannten Gemische bringt aber gewisse Nachteile, wie geringe Reinigungswirksamkeit, nachteilige Beeinflussung der elektronischen Bauteile oder eine Feuergefährdung mit sich, weil die Zubereitungen entflammbar sind. Diese Gemische erleiden bei ihrer Verwendung auch hohe Verluste an Lösungsmittel durch Verdampfung der niedriger siedenden Komponenten.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand daher darin, Lösungsmitielgerr.ische für die Reinigung von gelöteten elektronischen Bauv-'üen von Flußmitteln und anderen Verunreinigungen, bestehend aus Perchloräthylen, Methylchloroform oder Trichloräthylen und einem Alkohol mit 4 bis 6 Kohlenstoffatomen zu schaffen, die eine hohe Reinigungswirksamkeit besitzen, nicht oder nur schwierig entflammbar sind, geringe Lösungsmittelverluste im Gebrauch aufweisen und nach ihrer Verwendung leicht durch beispielsweise azeotrope Destillation zurückgewonnen werden können.
Diese Aufgabe wurde erfindungsgemäß durch Lösungsmittelgemische gelöst, bei denen der Prozentsatz des Alkohols In Abhängigkeit von seinem Siedepunkt in den Bereich fällt, der in den Diagrammen der Zeichnung angegeben ist, und zwar in dem Diagramm von Fig. 1 für ein Perchlorälhylen-Alkohol-Gemlsch, in dem Diagramm von Flg. 2 für ein Methylchloroform-Alkohol-Gemisch und in dem Diagramm von Flg. 3 für ein Trlchloräthylen-Alkohol-Gemlsch
Der Alkohol kann aliphatisch oder cyclisch sein. Es wurde festgestellt, daß Pentancl für ein Lösungsmittelgemisch der Erfindung ein besonders brauchbarer Alkohol Is! und insbesondere In Kombination mit Perchloräthylen. Bevorzugt wird eine Zubereitung, die 10 bis 20 Gew.-% l'entanol und 80 bis 90 Gew.-% Perchloräthylen enthält. Diese Zubereitung Ist nicht entflammbar, hat nur einen geringen Dampfdruck und daher geringe Verluste an Lösungsmittel durch Verdampfen und kann leicht durch azeolrope Destillation wiedergewonnen werden. Von den Pentanol-Isomeren wird die Verwendung von I-Pentanol bevorzugt.
Bevorzugt wird auch eile Verwendung von Gemischen, die PerchlorWhylen enthalten, da dieses die geringste nachteilige Wirkung auf die elektronischen Bauteile zu haben scheint. Solche Bauteile werden gewöhnlich mit einem Kunststoff-Film abgedeckt und sind üblicherweise mit Anstrichen unterschiedlicher Farben markiert. Gemische, die Perchloräihylen enthalten, greifen die Kunststoff-Filme und Markierungen nur sehr wenig an, haben jedoch eine hohe Reinigungswirksamkeit gegenüber Flußmitteln und anderen Verunreinigungen. Gemische auf Perchloräthylen-Basis enthalten Alkohole mit einem Siedepunkt von 115 bis 150° C und Alkoholgehalte von 5 bis 32 Gew.-V
Bevorzugte Alkohole, die zusammen mit Perchloräthylen Verwendung finden, sind 3-Pentanol (Kp. 116° C). I-Buianol (Kp. 1183C), 2-Peniano! (Kp. 119° C), 3-Methyl-l-pentin-3-ol (Kp. 121° C), 3-Methyl-3-penianol (Kp. 122° C), 2-Methyl-l-butanol (Kp. 128° C), 3-Methyl-1-butanol (Kp. 1300C), 4-Methyl-2-penianol (Kp. I33CC). l-Hexen-3-ol (Kp. 134° C), gemischte Isomere von primärem Amylalkohol (Kp. 127 bis 139° C), i-Pentanoi (Kp. 138° C), Cyeiopenianoi (Kp. !4PC), 2-Äthyi-1-butanol (Kp. 146° C) und 2-Methyl-l-pentai<ol (Kp. 148° C).
Erfindungsgemäße Lösungsmittelgemische auf Trichloräthylen-Basis enthalten Alkohole mit einem Siedepunkt von 90 bis 115CC mit einem Gehalt von 5 bis 20 Gew.-% Alkohol. Die bevorzugten Alkohole, die zusammen mit Trichloräthylen Verwendung finden, sind 2-Methyl-3-buten-2-ol iKp. 99° C), 2-Butar.ol (Kp. 99C C). 2-Methyl-2-butanol (Kp. 102° C). 2-Methyl-3-butin-2-ol iKp. 1040C), 2-Methyl-l-propanol (Kp. 108° C) und 2.2-Dimethyl-1-propanol (Kp. 1140C).
Erfindungsgemäße Lösungsmittelgemische auf Methylchloroform-Basis enthalten Alkohole mit einem Siedepunkt von 82 bis 107° C mit einem Gehalt von 5 bis 15 Gew.-% Alkohol.
Bevorzugte Alkohole, die zusammen mit Methylchloroform verwendet werden, sind 2-MethyI-2-propanol (Kp. 83 C), 2-Methyi-3-buten-2-oI (Kp. 990C), 2-Butanol (Kp. 99° O, 2-Methyl-2-butanol (Kp. 102° C) und 2-Methyl-3-butin-2-oI (Kp. 1043C).
Die nachfolgenden Beispiele beschreiben einige besonders geeignete Zubereitungen. Alle Prozentsätze beziehen sich auf das Gewicht.
(I) 13,5% I-Penlanol
86.5% Perchloräthylen
(2) 10,0% Gemischte Isomere von primären
Amylalkoholen
90,0% Perchloräthylen
(3) 8,0% 4-Methyl-2-pentanol
92,0% ferchloräthylen
(4) 7,0% 2-Äthyl-l-butanol
93,0% Perchloräthylen
(5) 12,0% 2-Butanol
88.0% Trlchlorälhylen
(6) 7,0% 2-Methyl-2-butanol
93.0% Trichloräthylen
(7) 6,0% 2-MethyI-2-propanoI
94,0% Melhylchloroform
(8) 5,0% 2-Butanol
95,0% Melhylchloroform
Das Lösungsmittelgemlsch der Erfindung kann in minchen Fällen eine vollständige Reinigung auf einer gedruckten Schaltkrelsphilte bewirken, ohne daß irgendeine mechanische Beham'ijng erforderlich ist. Wenn beispielsweise die gedruckte Schaltkrelsplatte unter Verwendung eines Flußmittels auf Basis Kolophonlum/Dlcarbonsauren gelötet wurde, kann man das Flußmittel schon dadurch entfernen, daß man die Schaltkreisplatte bei Raumtemperatur in ein Gemisch eintaucht, das 13,5 Gew.-% I-Pentanol und 86,5 Gew.-'V. Perchloraihylen enthält. In anderen Fällen kann es wünschenswert sein, die Reinigungswirkung dadurch zu verbessern, daß man die Schaltkreisplatte bei erhöhter Temperalur behandelt oder gleichzeitig einer mechanischen Behandlung, beispielsweise durch Bürsten, aussetzt. Auch durch Bürsten werden unlösliche Verunreinigungen entfernt. Es wird daher bevorzugt, die Schaltkreisplatten in einer Maschine zu behandeln, in der sie der gleichzeitigen Wirkung von Lösungsmittel und Bürsten ausgesetzt werden. Die Temperatur des Lösungsmittels beträgt vorzugsweise 20 bis 50° C. Das Lösungsmittel wird vorzugsweise im Gegenstrom du:,ch die Maschine geführt. Das die Maschine verlassende, gebrauchte Lösungsmittel wird vorzugsweise durch Destillation wiedergewonnen und kann erneut einge1"':zt werden. Die dcstillalive Reinigung des Losungsmitteigemisch.es wird erleichtert, wenn das Lösungsmittel eine Zusammensetzung hat, die dem bei der Destillation gebildeten azeotropen Gemisch nahezu gleich ist. Beispielsweise bilde; ein Gemisch ''on 1-PentanoI und Perchloräthylen mit einer Zusammensetzung von etwa 15 Gew.-% 1-Pentanol und 85 Gew.-% Perchloraihylen ein Azeotrop mit einem Siedepunkt von etwa 119° C. In der Reinigungsmaschine tritt jedoch infolge der Verdampfung eir. gewisser Verlust an Lösungsmittel auf. Der Bestandteil mit dem niedrigsten Siedepunkt verdampft dabei am leichtesten. In einem Gemisch von 15% I-Pentanol und 85% Perchloräthylen ist das Verdampfungsverhältnis der beiden Bestandteile bei einer Temperatur von 20 bis 50; C gegenüber dem azeotropen Verhältnis verschieden, was zur Folge hat, daß das Lösungsmiltelgemisch in der Maschine an Perchlorälhylen verarmt. Es muß daher frisches Lösungsmittel zugeführt werden, um den Ver-
■*o dampfungsverlust durch einen erhöhten Prozentsatz an Perchloräthylen auszugleichen. Wenn man beispielsweise ein Gemisch mit einem Gehalt von 85% Perchloräthylen in der Reinigungsmaschine zu verwenden wünscht, sollte das frische Lösungsmittelgemisch je narh der Konstruk-
■'5 tion der Maschine beispielsweise 90 oder 95% Perchloräthylen enthalten.
Unter Berücksichtigung des Verdampfungsverlustes und der gewünschten azeotropen Destillation ist es daher notwendig, dem Lösungsmittel einen solchen Prozentsatz an Alkohol zuzusetzen, der von dem Siedepunkt des Alkohols abhängig ist, wie dies aus den Zeichnungen ersichtlich ist. Fig. 1 zeigt den Mischungsbereich von Alkohol und Perchloräthylen. Fig. 2 den Mischungsbereich von Alkohol und Methylchloroform und Fig. 3 den
■"'5 Mischungsbereich von Alkohol und Trichloräthylen. In jeder Figur gibt die Abszisse den Siedepunkt (in 0C) des Alkohols und die Ordinate den Gewichtsprozentsatz des Alkohols in dem Gemisch an. Die dargestellten Flächen geben die Zusammensetzung der erfindungsgemäßen
6(1 LösungsmitlelgemiSLiie wieder. Beispielsweise kann man der Fig. 1 entnehmen, daß ein zweckmäßiger Prozentsatz an I-Pentanol (Siedepunkt 138' C), wenn es mit Perchloräthylen gemischt ist, 5 bis 20 Gew.-",. beträgt. Ein zweckmäßiger Prozentsat/ an Cyeiopenianoi (Siedepunkt 141 C) ist 5 bis 18 Gew.-",.. Ein zweckmäßiger Prozentsat/ ;in 4-Mcihyl-2-pciit.mol (Siedepunkt 13.V C) liegi bei 7 bis 24 Gew.-1V und an 2-Äthyl-l-butanol (Siedepunk! I4(i C) ist 5 bis 13 Gew.-·1,,.
fis ist ein besonderer Vorteil, dall die meisten tier jrlindunt!sgcm;ll3en I.ösungsmitteluemische einen hohen flammpunkt haben, so dall Jie l-euergeftlhdung verringert wird. Die Alkohole mit einem hohen Siedepunkt bilden azeotrope Gemische, die nicht entnamnibar siml So Ist beispielsweise das a/eotrope Gemisch von I-Pentanol und Perchlorilthylen bis /u seinem Siedepunkt von 11(> C nicht entflammbar.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Lasungsmittelgemfsche für die Reinigung von gelöteten elektronischen Bauteilen von Flußmitteln und anderen Verunreinigungen, bestehend aus Perchloräthylen, Methylchloroform oder Trichloräthylen und einem Alkohol mit 4 bis 6 Kohlenstoffatomen, dadurch gekennzeichnet, daß der Prozentsatz des Alkohols in Abhängigkeit von seinem Siedepunkt in den Bereich fällt, der in den Diagrammen der Zeichnung angegeben ist, und zwar in dem Diagramm von Fig. 1 für ein Perchloräthylen-AIkohol-Gemisch, in dem Diagramm von Fig. 2 für ein Methylchloroform-AIkohol-Gemlsch, und in dem Diagramm von Fig. 3 für ein Trichloräthylen-Alkohol-Gemisch.
2. Verwendung des Lösungsmittelgemisches nach Anspruch 1, für die Reinigung von gelöteten elektronischen Bauteilen von Flußmitteln und anderen Verunreinigungen durch Waschen der Gegenstände mit dem Lösungsrnittclgcmisch.
3. Verwendung des Lösungsmittelgemisches nach Anspruch 1, im Rahmen der Reinigung von gelöteten elektronischen Bauteilen von Flußmitteln und anderen Verunreinigungen mittels Durchleiten der Gegenstände im Gegenstrom zur Fließrichtung des Lösungsmittelgemisches, Bürsten der Gegenstände, solange sie mit dem Lösungsmittelgemisch in Berührung stehen. Reinigung des Lösungsmittelgemisches durch Destillation. Zugabe von frischem Lösungsmittel zu dem gereinigten Lösungsmittelgemisch zum Ausgleich des Verdampfungsverli'stes und Zuführen von reinem Lösungsmitielgemisch in den Gegenstrom.
DE19732321880 1972-05-03 1973-04-30 Lösungsmittelgemische für die Reinigung von gelöteten elektrischen Bauteilen und ihre Verwendung Expired DE2321880C2 (de)

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