DE4131950A1 - Produkte als flussmittel und umschmelzfluessigkeiten bei der herstellung von leiterplatten - Google Patents
Produkte als flussmittel und umschmelzfluessigkeiten bei der herstellung von leiterplattenInfo
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Description
Bei der Herstellung von Leiterplatten ist es notwendig, eine gute Lötbarkeit der Kontaktflächen
herzustellen. Hierzu werden die Leiterplatten mit einem Zinn-Blei-Überzug versehen nach Verfahren,
die dem Fachmann bekannt sind. So wird eine Zinn-Blei-Legierung galvanisch auf dem
Kupfer abgeschieden. Beim anschließenden Ätzen werden die lotbedeckten Stellen dann von
Säuren nicht angegriffen. Durch eine thermische Nachbehandlung schmilzt die Zinn-Blei-Legierung
in einer "Umschmelzflüssigkeit" bei erforderlicher Temperatur. Man kann die Leiterbahnen
auch durch eine Lötstoppmaske schützen. Sie brauchen dann nicht, wie oben beschrieben, behandelt
zu werden, jedoch müssen die Kontaktflächen und Lötaugen, die nicht maskiert sind,
durch eine "Heiß-Verzinnung" lötbar gemacht werden. Um eine gute Heiß-Verzinnung zu
erreichen, wird die Platte durch ein "Flußmittel" benetzbar gemacht. Eine blanke, oxidfreie
Kupferoberfläche mit guter Haftung des Lots erreicht man durch Zusetzen bekannter Aktivatoren,
wie Halogenide organischer Säuren, Hydrochloride aliphatischer Amine, wie Triethylamin
oder Morpholin, in Kombination mit netzaktiven Tensiden, wie z. B. Alkylphenolethoxylat mit
6-25 Mol, Ethylenoxid.
Diese Produkte sollen, wegen der langen Standzeiten der Umschmelzbänder, hochthermobeständig
sein und keine toxischen Gase abgeben oder schädliche Zersetzungsprodukte bilden.
Sie sollen ferner ohne Gelbildung löslich oder mit Wasser dispergierbar sein, beim Auswaschen
nicht schäumen und eine gute biologische Abbaubarkeit aufweisen.
Für diese Aufgaben werden Produkte auf Basis von Alkylphenolethoxylaten oder Ethylenoxid-
Propylenoxid-Blockpolymerisaten verwendet. Die DE-OS 27 41 312 beschreibt Flußmittel auf
der Basis von Blockpolymeren aus Polyoxyethylen und Polyoxypropylen und/oder Trimethylolalkan-Derivaten.
In der DE-PS 27 39 577 werden Alkylenoxid-Addukte aus 5-20 Mol Ethylenoxid und 3-6-wertigen
aliphatischen Alkoholen mit 3-6 C-Atomen als Wärmeübertragungsmittel beschrieben.
In der DE-PS 37 14 268 ist die Verwendung von Alkylenoxid-Addukten genannt, erhalten durch
die Umsetzung von 3-6-wertigen aliphatischen Alkoholen mit 3-6 C-Atomen, mit 2-7 Mol Alkylenoxid.
Der Nachteil oben genannter Verbindungen ist jedoch, daß diese bei Temperaturen um 200°C
relativ stark thermisch abgebaut werden.
Beispielsweise nennt die DE-PS 37 14 268, Spalte 6, Zeile 19, Sorbit mit 22 Mol Ethylenoxid
als Umschmelzflüssigkeit. Dieses Produkt wurde auf seine Thermostabilität, wie nachfolgend
beschrieben, geprüft:
In einem Glasschälchen mit 45 mm Durchmesser werden 0,5 g (bezogen auf wasserfreies Produkt)
der zu prüfenden Substanz bei Normaldruck 30 Min. lang einer Temperatur von 200°C
(Trockenschrank) ausgesetzt. Die Auswaage in % ist das Maß für die Thermostabilität der Prüfsubstanz.
Im Falle des Sorbit mit 22 Mol Ethylenoxid betrug die Auswaage 4% Einwaage, d. h. 96% der
Substanz hatten sich unter den Prüfbedingungen verflüchtigt.
Sorbit mit 22 Mol Ethylenoxid ist somit bei 200°C nur als sehr wenig thermostabil zu bezeichnen.
Im Gegensatz dazu und überraschenderweise zeigte es sich, daß durch die Anwendung der
erfindungsgemäßen Verbindungen, nämlich Alkanphosphonsäuren
und/oder Alkanphosphonsäurehalbestern und/oder Alkanphosphonsäuresalzen und/oder Alkanphosphonsäurehalbestersalzen
und/oder Alkanphosphonsäurediestern gemäß den Ansprüchen 1-4 sich Umschmelzbäder
mit hervorragender thermischer Stabilität ergeben.
Es wurde somit gefunden, daß sich Phosphorsäuren, deren Mono- und Di-Salze, Diester, Monoester und deren Salze als Flußmittel für die Heiß-Verzinnung und/oder Umschmelzmedium
ausgezeichnet eignen.
Die erfindungsgemäßen Produkte weisen die nachfolgend genannten Vorteile auf:
- 1. Hohe Thermostabilität bei Temperaturen um 200°C.
- 2. Ausgeprägtes Benetzungsvermögen (Tensidcharakter).
- 3. Wasserlöslichkeit bzw. Dispergierbarkeit in Wasser.
- 4. Keine Gelbildung in Zusammenwirkung mit Wasser.
- 5. Biologische Eliminierbarkeit in Kläranlagen.
Es wird eine Mischung verwendet aus:
| 1) 90.00 Gewichtsteilen | |
| Methanphosphonsäure-mono(PEG 600)ester | |
| 10.00 Gewichtsteilen | Wasser |
| 2) 85.00 Gewichtsteilen | |
| Octanphosphonsäure, halbverestert mit Methyloctaethylenglykol, neutralisiert mit Kalilauge | |
| 3.00 Gewichtsteilen | Glutaminsäurehydrochlorid |
| 12.00 Gewichtsteilen | Wasser |
| 3) 80.00 Gewichtsteilen | |
| Decanphosphonsäure-monoethylester, Kaliumsalz | |
| 5.00 Gewichtsteilen | Glutaminsäurehydrochlorid |
| 15.00 Gewichtsteilen | Wasser |
| 4) 90.00 Gewichtsteilen | |
| Methanphosphonsäure-mono(PEG/PPG)ester | |
| 2.00 Gewichtsteilen | Glutaminsäurehydrochlorid |
| 8.00 Gewichtsteilen | Wasser |
| 5) 85.00 Gewichtsteilen | |
| Sorbit.22 Mol EO (gemäß DE-PS 37 14 268) | |
| 5.00 Gewichtsteilen | Octanphosphonsäure-monoethylester, Kaliumsalz |
| 3.00 Gewichtsteilen | Glutaminsäurehydrochlorid |
| 7.00 Gewichtsteilen | Wasser |
| 6) 90.00 Gewichtsteilen | |
| Octanphosphonsäureoxethylat (8 Mol EO) | |
| 4.00 Gewichtsteilen | Glutaminsäurehydrochlorid |
| 6.00 Gewichtsteilen | Wasser |
als Flußmittel für die Heiß-Verzinnung und/oder Umschmelzmedium für Leiterplatten.
Claims (4)
1. Verwendung von Alkanphosphonsäuren und/oder Alkanphosphonsäurehalbestern und/oder
Alkanphosphonsäuresalzen und/oder Alkanphosphonsäurehalbestersalzen und/oder Alkan
phosphonsäurediestern der allgemeinen Formeln
im Falle von Alkanphosphonsäuren,
im Falle von Alkanphosphonsäurehalbestern,
im Falle von Alkanphosphonsäuresalzen,
im Falle von Alkanphosphonsäurehalbestersalzen und
im Falle von Alkanphosphonsäurediestern
wobei
Mr+ = Li⁺, Na⁺, K⁺, NH₄⁺, Mg2+, Ca2+, Al3+, Ti4+, Zr4+, H₃N-C₂H₄OH⁺, H₂N(C₂H₄OH)₂⁺, HN(C₂H₄OH)₃⁺, H₃N-CH₂-CH(OH)CH₃⁺, H₂N(CH₂-CH(OH)CH₃)₂⁺, HN(CH₂-CH(OH)CH₃)₃⁺, Morpholinium-Kation, Piperidinium-Kation,
R₁ = Alkyl gesättigt mit C-Kettenlängen von C₁ bis C₂₄ oder
ungesättigt mit C-Kettenlängen von C₃ bis C₆,
substituiertes oder unsubstituiertes Cycloalkyl mit 5-12 Ring-C-Atomen,
substituiertes oder unsubstituiertes Phenyl,
substituiertes oder unsubstituiertes Naphthyl,
substituiertes oder unsubstituiertes Benzyl, mit R₅=H oder CH₃ oder C₂H₅ mit m=0 (im Falle von R₆=Alkyl (C-Kettenlänge von C₁ bis C₂₄), geradkettig oder verzweigt, gesättigt oder ungesättigt oder Cycloalkyl mit 5-12 Ring C-Atomen, substituiert oder unsubstituiert),
oder m=1-25 im Falle von
R₆=H, Phenyl oder substituiertes Phenyl,
Alkyl mit einer C-Kettenlänge von C₁ bis C₂₄, geradkettig oder verzweigt, gesättigt oder ungesättigt,
Acyl mit einer C-Kettenlänge von C₁ bis C₂₄, gesättigt oder ungesättigt sein kann,
R₂ aber auch ein Aminooxalkylat der allgemeinen Formel mit R₇=Alkyl (C-Kettenlänge C₁-C₂₂) oder mit m=1-25
oder der Rest eines mehrwertigen Alkohols wie z. B. Pentaerythrit, Hexit oder Glycerin sein kann, (R₃ und R₄ können identisch sein) als Flußmittel und Umschmelzflüssigkeiten bei der Herstellung von Leiterplatten.
Mr+ = Li⁺, Na⁺, K⁺, NH₄⁺, Mg2+, Ca2+, Al3+, Ti4+, Zr4+, H₃N-C₂H₄OH⁺, H₂N(C₂H₄OH)₂⁺, HN(C₂H₄OH)₃⁺, H₃N-CH₂-CH(OH)CH₃⁺, H₂N(CH₂-CH(OH)CH₃)₂⁺, HN(CH₂-CH(OH)CH₃)₃⁺, Morpholinium-Kation, Piperidinium-Kation,
R₁ = Alkyl gesättigt mit C-Kettenlängen von C₁ bis C₂₄ oder
ungesättigt mit C-Kettenlängen von C₃ bis C₆,
substituiertes oder unsubstituiertes Cycloalkyl mit 5-12 Ring-C-Atomen,
substituiertes oder unsubstituiertes Phenyl,
substituiertes oder unsubstituiertes Naphthyl,
substituiertes oder unsubstituiertes Benzyl, mit R₅=H oder CH₃ oder C₂H₅ mit m=0 (im Falle von R₆=Alkyl (C-Kettenlänge von C₁ bis C₂₄), geradkettig oder verzweigt, gesättigt oder ungesättigt oder Cycloalkyl mit 5-12 Ring C-Atomen, substituiert oder unsubstituiert),
oder m=1-25 im Falle von
R₆=H, Phenyl oder substituiertes Phenyl,
Alkyl mit einer C-Kettenlänge von C₁ bis C₂₄, geradkettig oder verzweigt, gesättigt oder ungesättigt,
Acyl mit einer C-Kettenlänge von C₁ bis C₂₄, gesättigt oder ungesättigt sein kann,
R₂ aber auch ein Aminooxalkylat der allgemeinen Formel mit R₇=Alkyl (C-Kettenlänge C₁-C₂₂) oder mit m=1-25
oder der Rest eines mehrwertigen Alkohols wie z. B. Pentaerythrit, Hexit oder Glycerin sein kann, (R₃ und R₄ können identisch sein) als Flußmittel und Umschmelzflüssigkeiten bei der Herstellung von Leiterplatten.
2. Verfahren zum Umschmelzen von Zinn-Blei-Legierungen bei der Herstellung von Leiterplatten
in der üblichen Weise, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Umschmelzflüssigkeit
auf der Basis von Alkanphosphonsäuren und/oder Alkanphosphonsäurehalbestern
und/oder Alkanphosphonsäuresalzen und/oder Alkanphosphonsäurehalbestersalzen und/oder
Alkanphosphonsäurediestern gemäß Anspruch 1 einsetzt.
3. Verfahren zur Heiß-Verzinnung von Leiterplatten in üblicher Weise, dadurch
gekennzeichnet, daß man vor der Heiß-Verzinnung die Leiterplatten mit einem Flußmittel
auf der Basis von Alkanphosphonsäuren und/oder Alkanphosphonsäurehalbestern
und/oder Alkanphosphonsäuresalzen und/oder Alkanphosphonsäurehalbestersalzen und/oder
Alkanphosphonsäurediestern gemäß Anspruch 1 behandelt.
4. Flußmittel und Umschmelzflüssigkeiten für die Herstellung von Leiterplatten, bestehend aus
Alkanphosphonsäuren und/oder Alkanphosphonsäurehalbestern und/oder Alkanphosphonsäuresalzen
und/oder Alkanphosphonsäurehalbestersalzen und/oder Alkanphosphonsäurediestern
gemäß Anspruch 1 in bekannten üblichen Zusätzen.
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| DE19914131950 Withdrawn DE4131950A1 (de) | 1991-09-25 | 1991-09-25 | Produkte als flussmittel und umschmelzfluessigkeiten bei der herstellung von leiterplatten |
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|---|---|
| DE (1) | DE4131950A1 (de) |
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