DE3517382A1

DE3517382A1 - Mittel zur chemischen oberflaechenbehandlung von metallen

Info

Publication number: DE3517382A1
Application number: DE19853517382
Authority: DE
Inventors: Bernd Dipl.-Ing. Dr. Pressbaum Lindinger; Leopold Dipl.-Ing. Dr. Wien Rippel
Original assignee: Kapsch AG
Current assignee: Kapsch AG
Priority date: 1984-06-18
Filing date: 1985-05-14
Publication date: 1985-12-19
Also published as: FR2566001A1; GB2160548B; AT380493B; GB8515405D0; FR2566001B1; ATA198684A; DE3517382C2; GB2160548A

Description

^ -2- 55816

Kapsch Aktiengesellschaft
in Wien (Österreich)

Mittel zur chemischen Oberflächenbehandlung von Metallen

Beschreibung:

Die Erfindung bezieht sich auf ein Mittel zur chemischen Oberflächenbehandlung von Metallen, insbesondere auf eine verbesserte chemische Entmetallisierungszusammensetzung zur Entfernung von Zinn und Zinn-Blei-Legierungen von einem metallischen oder metallisierten Substrat, beispielsweise verkupferten Substraten wie Leiterplatten.

'* Derartige Entmetallisierungslösungen sind in großer Zahl J 10 bekannt. Häufig beruhen solche wässerigen Lösungen auf Kombinationen von Wasserstoffperoxid, einer anorganischen oder organischen Säure und gegebenenfalls einem Stabilisator. Beispielsweise wird in der DE-OS 31 15 323 eine wässerige Metallabstripplösung mit einem Gehalt an Wasserstoffperoxid, 1-5 einem reaktionsfähigen Präparat aus Ammoniak und Fluorwasserstoffsäure, insbesondere Ammoniumbifluorid, Polyacrylamid und gegebenenfalls Trichloressigsäure beschrieben, während der DE-OS 26 00 970 ein Metallbeizmittel auf der Basis von Schwefelsäure und Wasserstoffperoxid entnehmbar ist, das ein Oxychinolinderivat als Wasserstoffperoxid-Stabilisator und ein Ethylenoxid-Fettalkohol-Polykondensationsprodukt als oberflächenaktives Mittel enthält. Aus der DE-OS 32 42 899 ist eine wässerige Stripperlösung bekannt, die Wasserstoffperoxid, Ammoniumhydrogenfluorid oder

Ammoniumfluorid, eine anorganische Säure, insbesondere Schwefelsäure, in einer zur Unterdrückung einer "Schmutzflockenbildung" ausreichenden Menge und eine 8-Hydroxychinolin-Verbindung als Metallkomplexbildner enthält.

Mit dem Wachsen der Industrie für gedruckte Schaltungen ist ein zunehmender Bedarf nach Zusammensetzungen entstanden, welche Lot von Metallsubstraten, wie kupferbeschichteten Leiterplatten, entfernen. Bei der Herstellung von Montageplatten mit gedruckten Schaltungen werden häufig Zinnlote oder Lote aus Zinn-Blei-Legierungen aufgebracht, die nach bestimmten Arbeitsgängen wiederum entfernt werden müssen. Wegen der hohen Produktionsgeschwindigkeiten in der einschlägigen Industrie wird eine rasche Entfernung des Lotes I als unerläßlich angesehen, ohne daß hiebei das Kupfer- \

substrat merklich angegriffen werden darf.

Die zur Entfernung von Zinn- oder Zinn-Blei-Loten von Kupfersubstraten bisher verwendeten Entmetallisierungszusammensetzungen, die häufig als Stripper bezeichnet werden, genügen nicht den gestellten Anforderungen, weil entweder die Entmetallisierungsgeschwindigkeit zu gering und/oder der Angriff auf das Kupfersubstrat zu groß sind oder zusätzliche Probleme entstehen, etwa eine unerwünschte Bildung von Metazinnsäure u. dgl.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Entmetallisierungszusammensetzung zur Entfernung von Zinn- oder Zinn-Blei-Loten von einem Metallsubstrat zu schaffen. Diese Zusammensetzung bzw. dieser Stripper soll

das Lot sehr rasch entfernen, ohne das Metallsubstrat wie Kupfer anzugreifen. Weiterhin soll der Stripper eine hohe Standzeit des Stripperbades ermöglichen und nur geringe Wartungsarbeit an dem damit betroffenen Modul, d.i. die Anlage, in welcher das Entmetallisieren bzw. Strippen ausgeführt wird, erfordern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer wässerigen Entmetallisierungszusammensetzung zur Entfernung von Zinn- und Zinn-Blei-Loten von Metallsubstraten, insbesondere Kupfer, auf der Basis von Wasserstoffperoxid, einer Mineralsäure und einem Stabilisator gelöst, die sich dadurch auszeichnet, daß sie, bezogen auf 1 Liter,0,1 bis 9 Mol Borfluorwasserstoffsäure, 0,5, bis 2 Mol Wasserstoffperoxid und 0,001 bis 0,5 Mol 8-Hydroxychinolin, gegebenenfalls in Form eines Salzes, oder ein Homologes hievon enthält.

Die erfindungsgemäße Kombination der angegebenen Komponenten in den spezifischen Mengenverhältnissen ergibt überraschenderweise einen hochwirksamen Stripper mit ausreichender Strippgeschwindigkeit und geringem Kupferabtrag unter gleichzeitiger Inhibierung des unerwünschten Wasserstoffperoxidzerfalls und Verhinderung einer gleichfalls nachteiligen Bildung von Metazinnsäure. Der erfindungsgemäße Stripper weist eine hohe Standzeit auf und erfordert nur geringe Wartungsarbeit am Modul, zumal eine Filtration des Strippers während seiner Lebensdauer nicht erforderlich ist.

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Zur Bereitung des gebrauchsfertigen Strippers wird der Stabilisator, z.B. 8-Hydroxychinolin, in verdünnter Borfluorwasserstoffsäure vorgelöst und dem Ansatz, noch vor der Wasserstoffperoxidzugabe, zugesetzt, Die Arbeitstemperatür beim Strippvorgang beträgt zweckmäßig 28 bis 4-0⁰C, vorzugsweise etwa 35°C. Da der Strippvorgang exotherm verläuft, ist es zweckmäßig, bei höheren Strippgeschwindigkeiten das Modul zu kühlen. Mit dem erfindungsgemäßen Stripper können beispielsweise Strippgeschwindigkeiten für Zinn- bzw. Zinn-Blei-Lote von etwa 50 bis 60 aim/min bei 35 'C erreicht werden, während der Kupferabtrag sich auf nur etwa 8 bis 9yum/min beläuft. Die Ergiebigkeit des erfindungsgemäßen Strippers liegt in der Größenordnung von etwa 100 g Zinn je Liter neuangesetztem % Stripper. .... ..

Zufolge von Verschleppungsvorgängen werden etwa 20 % der Ansatzmenge mit den vom Lot befreiten Substraten ausgetragen. Zum Ausgleich dieser Verschleppungsverluste braucht lediglich Borfluorwasserstoffsäure, Wasserstoffperoxid und Wasser zugesetzt zu werden, womit auch eine Nachschärfung des Strippers verbunden ist; eine Zugabe von Stabilisator ist in der Regel nicht erforderlich.

Neuansätze des erfindungsgemäßen Strippers erfordern eine gewisse Einarbeitungszeit, um die volle Strippgeschwindigkeit zu erreichen; durch Belassen von etwa 10 % des ausgearbeiteten Strippers im Modul kann jedoch bei weiteren Ansätzen gespart werden.

Als Werkstoff für das Modul bei Verwendung des erfindungsgemäßen Strippers sind beispielsweise Polyvinylchlorid und Hastelloy-C geeignet.

Das nachfolgende Beispiel soll die Erfindung näher erläutern.

r Beispiel:

Stripper-Rezeptur zur Entfernung von Zinn- und Zinn-Blei-Loten

Borfluorwasserstoffsäure 1 Mol

Wasserstoffperoxid 1,5MoI

8-Hydroxychinolin 0,003 Mol

Wasser auf 1 1

Diese Stripperlösung wurde in einem Ätzmodul bei 35°C zur Entfernung von Zinn- und Zinn-Blei-Loten von Kupferleiterplatten verwendet und zeigte bei kontinuierlichem Betrieb eine ausreichende Strippgeschwindigkeit bei nur geringem Kupferabtrag. Eine Bildung von Metazinnsäure trat nicht auf.

Claims

55816 * Kapsch Aktiengesellschaft 14. Mai 1985/je Wagenseilgasse 1 A-112ο Wien / ÖSTERREICH Mittel zur chemischen Oberflächenbehandlung von Metallen Patentansprüche:

1. Wässerige Entmetallisierungszusammensetzung zur Entfernung von Zinn- und Zinn-Blei-Loten von Metall-Substraten, insbesondere Kupfer, auf der Basis von Wasserstoffperoxid, einer Mineralsäure und einem Stabilisator, dadurch gekennzeichnet, daß sie, bezogen auf 1 Liter, 0,1 bis 9 Mol Borfluorwasserstoffsäure, 0,5 bis 2 Mol Wasserstoffperoxid und 0,001 bis 0,5 Mol 8-Hydroxychinolin, gege- f

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benenfalls in Form eines Salzes, 'oder ein Homologes hievon *■-enthält.

2. Entmetallisierungszusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie, bezogen auf 1 Liter, 1 Mol Borfluorwasserstoffsäure, 1,5 Mol Wasserstoffperoxid und 0,003 Mol 8-Hydroxychinolin oder ein Salz hievon, Rest Wasser, enthält.