DE69012104T2

DE69012104T2 - Peroxidzusammensetzung zum entfernen von zunder und verfahren zu deren verwendung.

Info

Publication number: DE69012104T2
Application number: DE69012104T
Authority: DE
Inventors: David P Jackson
Original assignee: Hughes Aircraft Co
Current assignee: Raytheon Co
Priority date: 1989-12-20
Filing date: 1990-11-08
Publication date: 1994-12-22
Anticipated expiration: 2010-11-09
Also published as: IL96332A0; NO302831B1; WO1991009987A1; ATE110797T1; JPH04504594A; CA2044607A1; IL96332A; JP2633083B2; DK0458948T3; NO913161D0; NO913161L; EP0458948A1; DE69012104D1; CA2044607C; EP0458948B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zusammensetzung und ein Verfahren zum Entfernen eines Flußmittelruckstandes von einem ausgewählten festen Substrat. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Wasserstoffperoxid-Zusammensetzung zum Entfernen eines Flußmittelrückstandes; und ein Verfahren unter Verwendung dieser Zusammensetzung.
Bei der Herstellung von gedruckten Leiterplatten, integrierten Schaltungen und Verschiedenen elektronischen Bauteilen und Geräten wird Lot verwendet, um die Metallteile der verschiedenen Bauteile miteinander zu verbinden. Das Lot selbst umfaßt eine Legierung, wie z.B. Zink/Kupfer oder Zinn/Blei. Vor dem Auftragen des Lots auf der Metalloberfläche wird die Oberfläche mit einem Flußmittel behandelt, um Oxide und andere Verunreinigungen zu entfernen, welche die Metallverbindung beeinträchtigen könnten, und um deren erneute Bildung während des Lötens zu verhindern. Diese Flußmittel sind gewöhnlich organische Materialien, wie z.B. natürliches Kolophonium, extrahiert aus Kiefernsaft, organische Säuren, wie z.B. Carbonsäure, Hydrazine, Amine und Amide, oder anorganische Materialien, wie z.B. anorganische Säuren oder Salze. Das am häufigsten verwendete Flußmittel ist ein saures Kolophonium-Flußmittel. Der Ausdruck "Kolophonium-Flußmittel", der hier verwendet wird, bedeutet ein Flußmittelmaterial, welches Kolophonium umfaßt, d.h., das Harz nach der Abdestillation von Terpentin aus der Ausscheidung von Kiefernarten, und enthaltend Abietinsäure oder das Anhydrid davon. Gewöhnlich wird dem Kolophonium-Flußmittel eine kleine Menge einer anderen Säure zugegeben, um dieses zu aktivieren, und solche Zusammensetzungen werden als "saures Kolophonium-Flußmittelll oder "aktiviertes Kolophonium-Flußmittel" bezeichnet. Nach dem Lötvorgang verbleiben überschüssiges Flußmittel sowie Flußmittelrückstände auf der gelöteten Oberfläche, und diese Rückstände sind harzartig, wachsartig und leitfähig. Diese Flußmittelrückstände und überschüssiges Flußmittel müssen vor den nachfolgenden Verfahrensschritten entfernt werden, um deren Reaktion mit dem kontaktierten Teil zu verhindern, was ansonsten zur Korrosion und zu elektrischen Isolationsverlusten führen würde.
Lösungsmittel zum Entfernen von Flußmitteln, die zur Zeit einen breiten Anwendungsbereich finden, sind halogenierte Kohlenwasserstoffe, wie z.B 1,1,1-Trichlorethan und Freon (ein Handelsname von E. I. Dupont für polyhalogenierte Kohlenwasserstoffe, die Chlor und Fluor enthalten). Während diese organischen Materialien wirksame Lösungsmittel zum Entfernen von Flußmitteln sind, haben sie gravierende Nachteile, wie z.B einen negativen Einfluß auf die Umwelt infolge der Luftverschmutzung und der Ozonzerstörung. Tatsächlich wurden erst kürzlich gesetzliche Umweltvorschriften erlassen, um diese Materialien in den nächsten Jahren aus dem Verkehr zu ziehen oder deren Herstellung drastisch zu beschränken. Wenn diese Materialien verwendet werden, selbst in kleinen Mengen, sind teure Betriebssysteme für den Transport, die Lagerung, die Verwendung und die Entsorgung, sowie Umweltschutzausrüstungen erforderlich, um eine Freisetzung in die Luft oder in das Wasser zu verhindern. Zusätzlich erfordert die Rückgewinnung von Lösungsmittelabfällen energieaufwendige Rückgewinnungsverfahren.
Während zahlreiche wäßrige Reiniger handelsüblich erhältlich sind, die entwicklungsfähige Entfettungsmittel sind, hat sich keines dieser Mittel als wirksam für die Entfernung von Flußmitteln auf elektronischen Bauteilen erwiesen. Zusätzlich ist für die erhaltenen, mit organischen Materialien beladenen, wäßrigen Lösungsmittel eine weitere Verarbeitung erforderlich, bevor diese entsorgt werden.
Daher besteht in der Elektroindustrie ein dringender Bedarf nach einem Lösungsmittel, welches Flußmittelrückstände wirksam entfernt, während gleichzeitig jeglicher negativer Einfluß auf die Umwelt vermieden wird.
Die EP-A-0 174 610 beschreibt eine Peroxidzusammensetzung mit geringer Neigung zur Schaumbildung, die für die Behandlung von festen Oberflächen, z.B. von Textilien oder Metallen, geeignet ist.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Zusammensetzung und ein Verfahren zum Entfernen eines Flußmittelrückstandes von einem ausgewählten festen Substrat bereitzustellen, während gleichzeitig ein negativer Einfluß auf die Umwelt vermieden wird.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch die Bereitstellung einer Zusammensetzung gelöst, welche umfaßt:
(a) Wasserstoffperoxid in einer Menge von etwa 3 bis 5 Gew. -%, bezogen auf die Zusammensetzung;
(b) ein Metallhydroxid in einer ausreichenden Menge, um einen pH-Wert von mindestens 10,5 in der Zusammensetzung einzustellen;
(c) ein Netzmittel in einer Menge von etwa 0,1 bis 0,3 Gew.-%, bezogen auf die Zusammensetzung, wobei das Netzmittel aus Natrium-2-ethylhexylsulfat oder Natriummetasilikat ausgewählt ist; und
(d) reines Wasser als Rest der Zusammensetzung,
mit der Maßgabe, daß die Zusammensetzung kein Magnesiumsulfat und HEDP enthält.
Weiterhin stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Entfernen eines Flußmittelrückstandes von einem ausgewählten festen Substrat bereit, in dem das feste Substrat mit dem Flußmittelrückstand der Zusammensetzung ausgesetzt wird, wobei der Flußmittelrückstand vom Substrat entfernt und in ungiftige und ungefährliche Produkte überführt wird.
Auf diese Weise werden mit dem erfindungsgemäßen Verfahren negative Einflüsse auf die Umwelt vermieden.
Wenn das Substrat ein Metall umfaßt, kann die Zusammensetzung wahlweise weiterhin ein Metallschutzmittel in einer Menge von etwa 0,5 bis 2,0 Gew.-% umfassen, bezogen auf die Zusammensetzung, um die Metalloberfläche vor einem Angriff durch das Peroxid und das Alkali zu schützen.
In einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das Entfernen des Flußmittelrückstandes weiterhin verstärkt, wenn die Zusammensetzung und die Flußmitteln rückstände auf dem Substrat einer Ultraviolettstrahlung ausgesetzt werden.
Die Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung ist wirksam, um Flußmittelrückstände, welche die Oberflächen nach einem Lötvorgang verunreinigen, zu entfernen, während gleichzeitig eine unerwünschte Einwirkung auf die Umwelt vermieden wird. Diese Flußmittelrückstände umfassen gewöhnlich harzartige, wachsartige Verunreinigungen, welche die Zersetzungsprodukte von dem Lötvorgang sind. Die Substrate, die gelötet werden, umfassen z.B. gedruckte Leiterplatten, integrierte Schaltungen, elektronische Bauteile, elektronische Geräte, elektronische Steckverbindungen oder elektronische Kabel. Entsprechend der vorliegenden Erfindung werden Nebenprodukte, wie z.B. Kohlendioxid, Stickstoff und Wasser, gebildet, die ungefährlich sind und die entfernt werden können, ohne einen negativen Einfluß auf die Umwelt auszuüben.
Das Wasserstoffperoxid dient als Lösungsmittel, Emulgator und Oxidationsmittel. Ohne die vorliegende Erfindung auf eine bestimmte Theorie bezüglich des Mechanismus festzulegen, wird angenommen, daß das Wasserstoffperoxid wie folgt wirkt. Nach dem Eintauchen in die erfindungsgemäße Zusammensetzung finden auf dem mit dem Flußmittel verunreinigten Substrat eine selektive Adsorption von Wasserstoffperoxid in dem Flußmittelfilm und eine schnelle Zersetzung des Wasserstoffperoxids statt. Die selektive Adsorption des Wasserstoffperoxids durch die Filme aus Verunreinigungen auf Kolophoniumbasis erfolgt aufgrund der mit einem Ether vergleichbaren Löslichkeit des Wasserstoffperoxids. Nach der Adsorption zersetzt sich das Wasserstoffperoxid schnell in Wasser und Sauerstoffgas. Der Sauerstoff emulgiert die harzartigen Verunreinigungen, was zu einer Erhöhung der Oberfläche und der Löslichkeit führt. Dieser Adsorptions- und Emulgiervorgang wird als spontane Schaumbildung auf der verunreinigten Oberfläche sichtbar. Der entstehende Schaum erhöht die Reinigungswirkung des Lösungsmittels, wodurch das Eindringen des Lösungsmittels in kleine Zwischenräume drastisch verbessert wird. Nachdem die organischen Flußmittelverunreinigungen vom Substrat entfernt worden sind, werden sie durch den Einfluß von naszierendem oder atomaren Sauerstoff oxidiert, welcher bei der spontanen Zersetzung des Wasserstoffperoxids gebildet wird, und zu Kohlendioxid, Stickstoff und Wasser zersetzt. Dieser Effekt äußert sich durch einen Farbwechsel der Zusammensetzung, von bernsteinfarben, wenn sie das gelöste Flußmittel enthält, nach farblos. Die Verunreinigungen können gelöstes oder suspendiertes Material sein.
Es wird angenommen, daß die Wirksamkeit der Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung durch einen synergistischen Effekt zwischen dem pH-Wert, der Peroxid-Chemie und dem Netzmittel hervorgerufen wird. Es wurde gefunden, daß Zusammensetzungen auf Peroxidbasis mit pH-Werten von 2 (sauer) und 7 (neutral) Verunreinigungen nicht wirksam entfernen können. In diesen Fällen tendierten die Flußmittelverunreinigungen zur Gelbildung und zu Verfärbungen auf den Substratoberflächen. Alkalische Zusammensetzungen mit einem pH-Wert von mehr als 10,5 waren beim Lösen der Flußmittelrückstände beträchtlich wirksamer als saure oder neutrale Lösungen. (Dies ist wahrscheinlich bedingt durch die Ionisation der Flußmittelsäuren durch alkalische Lösungen, wodurch Vorläufer von Seifen gebildet werden.) Daher wird die alkalische Verbindung der erfindungsgemäßen Zusammensetzung zugegeben, um einen pH-Wert von mindestens 10,5 einzustellen, bevorzugt innerhalb des Bereiches von 10,5 bis 11,5. Die alkalische Verbindung kann z.B. Natriumhydroxid oder Kaliumhydroxid sein, wobei Natriumhydroxid am bevorzugtesten ist. Wenn Natriumhydroxid verwendet wird, liegt es in einer Menge von etwa 0,2 bis 0,5 Gew.-% vor, bezogen auf die Zusammensetzung.
Das Netzmittel muß so ausgewählt werden, daß es mit den anderen Bestandteilen der erfindungsgemäßen Zusammensetzung verträglich ist. Herkömmliche Netzmittel, wie z.B. Natriumalkylarylsulfonat, und andere organische synthetische Detergenzien zersetzen sich schnell in Gegenwart von stark alkalischen, oxidierenden/Bleichlösungen, wie z.B. der Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung. Dies führt zu einer schnellen Zersetzung des Wasserstoffperoxid-Lösungsmittels und zu einer übermäßigen Schaumbildung in der Lösung. Ein geeignetes Netzmittel, welches in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung verwendet wird, ist Natrium-2- ethylhexylsulfat. Es besitzt eine gute Löslichkeit, Beständigkeit und Durchdringungswirkung in nahe siedenden (near-boiling) alkalischen und sauren Lösungen und ist eines der wenigen anionischen, oberflächenaktiven Mittel, die in konzentrierten Bleichlösungen beständig sind. Ein anderes geeignetes Netzmittel zur Durchführung der vorliegenden Erfindung ist Natriummetasilikat. Das Netzmittel wird in der vorliegenden Erfindung in einer Menge von etwa 0,1 bis 0,3 Gew.-% verwendet, bezogen auf die Zusammensetzung.
Wenn das Substrat ein Metall umfaßt, wie z.B. in einer gedruckten Leiterplatte, müssen die Metalloberflächen vor einem Angriff durch das Peroxid und das Alkali in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung geschützt werden. Was für ein Metallschutzmittel jeweils verwendet wird, hängt von dem spezifischen Metall ab, das geschützt werden soll. Z.B. werden Calcium- und Phosphorverbindungen als Schutzmittel für Kupfer verwendet. Die Auswahl eines bestimmten Schutzmittels für ein bestimmtes Metall ist aus dem Stand der Technik bekannt und soll hier nicht weiter ausgeführt werden. Geeignete Metallschutzmittel zur Durchführung der vorliegenden Erfindung umfassen Natriumcarbonat oder Natriummetasilikat.
Die optimale Arbeitstemperatur der erfindungsgemäßen Zusammensetzung, um ein wirksames Entfernen von Rückständen innerhalb einer kurzen Zeitdauer zu gewährleisten, liegt im Bereich von 51,7 bis 71,1 ºC (125 bis 160 ºF). Innerhalb dieses Bereiches können Flußmittelrückstände innerhalb von 1 bis 3 Minuten entfernt werden. Eine bevorzugte Temperatur, die bei der erfindungsgemäßen Zusammensetzung verwendet wird, ist etwa 60 ºC (140 ºF). Die erhöhte Temperatur unterstützt die Reaktion, verbessert das Durchdringen der Zusammensetzung und hält teilchenförmiges Material in einer Suspension, so daß sich dieses nicht auf den gereinigten Substraten ablagern kann. Zusätzlich optimiert die erhöhte Temperatur die Wirksamkeit der Ultraviolettstrahlung, um Bindungen in dem Rückstand aufzuspalten, wie später beschrieben wird.
Die Flußmittelrückstände, die entsprechend der vorliegenden Erfindung entfernt werden können, umfassen Öle, Harze und andere organische Materialien.
Das feste Substrat, von dem Rückstände entsprechend der vorliegenden Erfindung entfernt werden können, kann jedes Material umfassen, das nicht nachteilig durch das Peroxid oder die alkalischen Bestandteile der erfindungsgemäßen Zusammensetzung beeinflußt wird. Solche Materialien umfassen, sind jedoch nicht beschränkt auf Polyimid/Polyamid-Laminate und Epoxy/Glas-Laminate, die in gedruckten Leiterplatten verwendet werden, Silicium, welches in elektronischen Vorrichtungen verwendet wird, und anodisiertes Aluminium oder Polyimid, welche in Kabeln und Steckverbindungen verwendet werden. Das feste Substrat kann eine einfache oder eine komplizierte Konfiguration aufweisen und kann kleine Zwischenräume aufweisen, die mit herkömmlichen Verfahren schwer zu reinigen sind. Das Substrat kann in Form einer kontinuierlichen Schicht oder in Form von diskreten Bestandteilen vorliegen.
Entsprechend einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird Ultraviolettstrahlung verwendet, um das Reinigungsverfahren zu verstärken. Wenn Wasserstoffperoxid einer Ultraviolettstrahlung mit einer Wellenlänge im Bereich von 184 bis 300 Nanometer (nm) ausgesetzt wird, bevorzugt etwa 253 nm, wie z.B aus einer Xenon-Blitzlampe, wird das Wasserstoffperoxid dissoziiert und bildet ein Hydroxylradikal (OH&supmin;), das sehr reaktiv ist. Dieses Hydroxylradikal spaltet dann die Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen in dem Rückstand, wobei Kohlendioxid und Wasser gebildet werden. Zusätzlich spaltet die Ultraviolettstrahlung ebenfalls selbst die Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen in den Rückständen, was zu einer weiteren Verbesserung der Wirksamkeit des Reinigungsverfahrens führt. Die Quelle für die Ultraviolettstrahlung, z.B. eine Xenon-Blitzlampe oder eine Quecksilberdampflampe, wird außerhalb der Kammer angebracht, die das zu reinigende Substrat und die erfindungsgemäße Zusammensetzung enthält, und die Strahlung wird in die Reinigungskammer gerichtet. Zu diesem Zweck wird ein Quarzfenster auf einer Oberfläche der Reinigungskammer angebracht, so daß die Ultraviolettstrahlung dadurch hindurchtreten kann. Wahlweise kann eine Fokussierungsanordnung zwischen dem Quarzfenster und der Strahlungsquelle angeordnet werden, um die Wirksamkeit des Durchtretens der Ultraviolettstrahlung zu verbessern. Solche Verfahren, um eine Strahlung in Reaktionskammern einzubringen, sind gut bekannt.
Die Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung kann im wesentlichen in der gleichen Weise wie bekannte Mittel zum Entfernen von Flußmitteln verwendet werden, nämlich als ein Sprüh- oder ein Eintauchverfahren. Wenn sie in einem Eintauchverfahren verwendet wird, ist es empfehlenswert, die erfindungsgemäße Zusammensetzung in gerührtem Zustand zu halten, entweder durch Lufteinblasung oder durch mechanische oder Ultraschalleinrichtungen. Als zusätzliche Maßnahme in dem erfindungsgemäßen Verfahren werden, nachdem das Substrat mit der erfindungsgemäßen Zusammensetzung behandelt worden ist, alkalische Materialrückstände (Alkali oder Alkalisalze), die auf dem Substrat verblieben sind, neutralisiert. Ein bevorzugtes Neutralisationsmittel umfaßt heißes, kohlensäurehaltiges Wasser, welches bei 51,7 bis 71,1 ºC (125 bis 160 ºF) verwendet-wird. Das kohlensäurehaltige Wasser kann durch Einblasen von Kohlendioxid in entionisiertes Wasser hergestellt werden. Die Verwendung der kohlensäurehaltigen Wasserspülung hält das Spülwasser bei einem pH-Wert von unterhalb 9,5, welcher der gesetzlich geregelte Grenzwert zur Entsorgung in einer Kanalisation ist. Nach der Neutralisation wird das Substrat in heißem Wasser bei 51,7 bis 71,1 ºC (125 bis 160 ºF) gespült, bevorzugt mit Lufteinblasung, und dann getrocknet, bevorzugt mit heißer Luft. In einem typischen Chargenbetrieb, in dem verunreinigte Substrate in eine Kammer eingebracht und behandelt werden, d.h. mit der erfindungsgemäßen Zusammensetzung, dem Neutralisationsmittel, Wasser und heißer Luft, wird gewöhnlich in etwa die nachfolgende Zeit für die einzelnen Verfahrensschritte benötigt: Verfahrensschritt Zeit Behandlung des verunreinigten Substrates mit der erfindungsgemäßen Zusammensetzung Neutralisation Spülen mit heißem Wasser Trocknen mit heißer Luft Minuten
Auf diese Weise kann das erfindungsgemäße Verfahren innerhalb von 15 Minuten durchgeführt werden.
Alternativ kann das erfindungsgemäße Verfahren als "in-line"-Verfahren durchgeführt werden. Die verunreinigten Substrate werden in ein Gestell geladen, und das Gestell wird der Reihenfolge nach in eine Serie von Kammern eingebracht, die jeweils die erfindungsgemäße Zusammensetzung, das Neutralisationsmittel und Sprühvorrichtungen für das entionisierte Wasser enthalten. In einer weiteren Alternative kann dieses "in-line"-Verfahren in einem Beförderungssystem durchgeführt werden.
Nachdem das Substrat mit der erfindungsgemäßen Zusammensetzung behandelt worden ist, wird das Substrat aus der Kammer, welche die Zusammensetzung enthält, entfernt. Die Ausgangszusammensetzung wird dann durch Zugabe von Wasserstoffperoxid und, falls erforderlich, der anderen Bestandteile der Zusammensetzung regeneriert. Auf diese Weise verbleibt die Gesamtmenge der Reinigungslösung an Ort und Stelle, und es ist keine Entsorgung erforderlich. Genauer gesagt, die Zusammensetzung wird durch Zugabe der benötigten Materialbestandteile in situ regeneriert.
Als zusätzliches Merkmal der vorliegenden Erfindung entfernt die erfindungsgemäße Zusammensetzung Metalloxide vom Substrat und wirkt daher ebenfalls als Glanzmittel für die Lötstelle. Damit erübrigt sich die Notwendigkeit eines nachfolgenden Verfahrens, wie z.B eine Behandlung mit Fluorborsäure.
Im folgenden werden Durchführungsbeispiele für die vorliegende Erfindung angegeben.

Beispiel 1

Dieses Beispiel veranschaulicht die Verwendung der Zusammensetzung und des Verfahrens entsprechend der vorliegenden Erfindung, um ein Lötflußmittel von gedruckten Leiterplatten zu entfernen.
Es sollte darauf hingewiesen werden, daß, obwohl die erfindungsgemäße Zusammensetzung ungiftig ist, generelle Vorsichtsmaßnahmen, wie z.B. die Verwendung von Schutzbrillen und Sicherheitskleidung erforderlich sind.
Die Testproben umfaßten gedruckte Leiterplatten auf Polyimid/Polyamid-Laminat-Basis, welche eine Kupfermetallisierung enthielten, und die mit Alpha 611 behandelt worden waren, einem Lötflußmittel, erhalten von Alpha Metals Company of Alpharetta, Georgia, und welches ein mäßig aktiviertes Flußmittel auf Kolophoniumbasis umfaßte. Die Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung umfaßte: etwa 3,0 Gew.-% Wasserstoffperoxid; etwa 0,2 Gew.-% Natriumhydroxid; etwa 0,1 Gew.-% Natrium-2-ethylhexylsulfat als Netzmittel; etwa 0,5 Gew.-% Natriummetasilikat als Metallschutzmittel; und den Rest reines Wasser. Die Temperatur der Zusammensetzung wurde auf 60 ºC (140 ºF) gehalten. Die Proben wurden in einem Chargenverfahren behandelt, wie vorhergehend beschrieben, unter Verwendung der vorhergehend beschriebenen Verarbeitungsschritte und -zeiten. Die erfindungsgemäße Zusammensetzung war vor dem Einbringen des mit dem Flußmittel verunreinigten Materials fast durchsichtig, wobei nur eine geringe Gasentwicklung sichtbar war. Beim Einbringen des verunreinigten Materials wurde eine kräftige Gasentwicklung auf dem Flußmittelrückstand beobachtet. Diese Reaktion setzte sich fort, solange das Flußmittel in der Lösung emulgiert und gelöst wurde. Eine fortgesetzte Gasentwicklung war sichtbar, als die gelösten Flußmittelrückstände weiterhin oxidiert wurden. Die Beendigung der Zersetzung wurde durch eine geringe Gasentwicklung und einen Farbwechsel der Flüssigkeit angezeigt. Die Schaumbildung an der Oberfläche war minimal. Ein vollständiges Entfernen der Flußmittelrückstände wurde in einer mittleren Zeit von weniger als 2 Minuten erreicht. Die gelöteten Verbindungen wurden gereinigt und von Oxiden befreit, d.h., sie hatten ein glänzendes Aussehen.
Im Gegensatz dazu wurde gefunden, daß alkalische Lösungen allein den Großteil der Flußmittelrückstände vom Substrat nicht wirksam entfernten. Zusätzlich war bei alkalischen Lösungen, die zwar Netzmittel, aber kein Wasserstoffperoxid enthielten, eine Zeit von mehr als 10 Minuten erforderlich, um die Flußmittelrückstände vom Substrat zu entfernen. Selbst nach dem Entfernen dispergierten die Flußmittelrück stände nicht gut.

Beispiel 2

Dieses Beispiel veranschaulicht die Verwendung der Zusammensetzung und des Verfahrens entsprechend der vorliegenden Erfindung, um ein Lötflußmittel von Kabelsteckverbindungen zu entfernen.
Eine leicht anodisierte Aluminium-Steckverbindung wurde mit der Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung, wie in Beispiel 1 beschrieben, behandelt, mit der Ausnahme, daß eine Temperatur von 160 ºF (71 ºc) verwendet und ein 60 Sekunden langes Spülen sowohl bei der Neutralisation als auch bei den nachfolgenden Waschvorgängen durchgeführt wurden. Es wurde keine sichtbare Verschlechterung des anodisierten Aluminiums beim Behandeln mit der erfindungsgemäßen Zusammensetzung festgestellt.
In einem anderen Experiment wurde ein Kabel, hergestellt aus Kapton (ein Handelsname von E.I. du Pont de Nemours für ein Polyimid), mit Kester 197 verunreinigt, einem mäßig aktivierten Flußmittel auf Kolophoniumbasis, erhalten von Litton-Kester Company of Chicago, Illinois. Das Kapton-Kabel wurde entsprechend der vorliegenden Erfindung behandelt, wie oben beschrieben. Ein vollständiges Entfernen des Flußmittels wurde erreicht, bestimmt durch eine visuelle Inspektion bei 25facher Vergrößerung.

Beispiel 3

Dieses Beispiel veranschaulicht die Verwendung der Ausführungsform des Verfahrens der vorliegenden Erfindung, in der Ultraviolettstrahlung verwendet wird, um das Entfernen der Verunreinigung zu verstärken.
Die Zusammensetzung und das Verfahren, wie in Beispiel 1 beschrieben, wurden verwendet, mit der Ausnahme, das die Zusammensetzung und das die Verunreinigung enthaltende Substrat einer Bestrahlung mit einer Xenon-Blitzlampe, wie vorhergehend beschrieben, ausgesetzt wurden. Das Reinigungsverfahren verlief im allgemeinen wie in Beispiel 1 beschrieben, mit der Ausnahme, daß das Entfernen des Flußmittels sehr viel schneller verlief.
Wie im Vorhergehenden ausgeführt, werden die organischen Verunreinigungen durch die erfindungsgemäße Zusammensetzung oxidiert und in Kohlendioxid, Stickstoff und Wasser überführt. Kohlendioxid und Stickstoff sind ungefährlich und können in die Atmosphäre abgeleitet werden. Das als Nebenprodukt entstehende Wasser enthält kein giftiges Material und kann in der Kanalisation entsorgt werden, ohne daß eine weitere Behandlung erforderlich ist, oder kann wiederverwendet werden. Das Wasserstoffperoxid in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung wird während dem Reinigungsvorgang zu atomarem Sauerstoff oder zu Hydroxylradikalen und Wasser zersetzt, und die erstgenannten reagieren mit den Verunreinigungen unter Bildung der obengenannten Produkte. Unlösliche Niederschläge, wie z.B. Cellulosegummis, können ebenfalls als Nebenprodukte beim Spalten der Bindungen entsprechend der vorliegenden Erfindung gebildet werden und können leicht durch Filtration abgetrennt werden. Daher werden als Ergebnis des erfindungsgemäßen Verfahrens keine giftigen oder schädlichen Materialien gebildet. Dementsprechend erübrigt das erfindungsgemäße Verfahren die Notwendigkeit einer teuren Kontrolle der Lösungsmittelemission und von Betriebssystemen für den Abfall, die erforderlich sind, wenn halogenierte Lösungsmittel entsprechend dem Stand der Technik verwendet werden. Zusätzlich wird bei Verwendung der Zusammensetzung und des Verfahrens der vorliegenden Erfindung ebenfalls eine Verschmutzung der Umwelt sowie eine Exposition der Arbeitnehmer mit gefährlichen Materialien vermieden.

Claims

1. Zusammensetzung zum Entfernen eines Flußmittelrückstands von einem ausgewählten festen Substrat durch Zersetzung des Flußmittelrückstands in ungefährliche Nebenprodukte, wobei die Zusammensetzung umfaßt:

(a) Wasserstoffperoxid in einer Menge von etwa 3 bis 5 Gew.-%, bezogen auf die Zusammensetzung;

(b) ein Metallhydroxid in einer ausreichenden Menge, um einen pH-Wert von mindestens 10,5 in der Zusammensetzung einzustellen;

(c) ein Netzmittel in einer Menge von etwa 0,1 bis 0,3 Gew.-%, bezogen auf die Zusammensetzung, wobei das Netzmittel aus Natrium-2-ethylhexylsulfat oder Natriummetasilikat ausgewählt ist; und

(d) reines Wasser als Rest der Zusammensetzung,

mit der Maßgabe, daß die Zusammensetzung kein Magnesiumsulfat und HEDP (Hydroxyethandiphosphonsäure) enthält.

2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, worin das Metallhydroxid Natriumhydroxid oder Kaliumhydroxid ist.

3. Zusammensetzung nach Anspruch 1, welche weiterhin ein Metallschutzmittel in einer Menge von etwa 0,5 bis 2,0 Gew.-%, bezogen auf die Zusammensetzung, umfaßt.

4. Zusammensetzung nach Anspruch 3, worin:

(a) Wasserstoffperoxid in einer Menge von etwa 3,0 Gew.-%, bezogen auf die Zusammensetzung, vorliegt;

(b) das Metallhydroxid Natriumhydroxid umfaßt, und in einer Menge von etwa 0,2 Gew.-%, bezogen auf die Zusammensetzung, vorliegt;

(c) das Netzmittel Natrium-2-ethylhexylsulfat umfaßt, und in einer Menge von etwa 0,1 Gew.-%, bezogen auf die Zusammensetzung, vorliegt;

(d) das Metallschutzmittel Natriummetasilikat umfaßt, und in einer Menge von etwa 0,5 Gew.-%, bezogen auf die Zusammensetzung, vorliegt.

5. Verfahren zum Entfernen eines Flußmittelrückstands von einem ausgewählten festen Substrat, während gleichzeitig eine nachteilige Einwirkung auf die Umwelt vermieden wird, und welches die folgenden Verfahrensschritte umfaßt:

(a) Bereitstellen einer Zusammensetzung, welche umfaßt:

(1) Wasserstoffperoxid in einer Menge von etwa 3 bis 5 Gew.-%, bezogen auf die Zusammensetzung;

(2) ein Metallhydroxid in einer ausreichenden Menge, um einen pH-wert von mindestens 10,5 in der Zusammensetzung einzustellen;

(3) ein Netzmittel in einer Menge von etwa 0,1 bis 0,3 Gew.-%, bezogen auf die Zusammensetzung, wobei das Netzmittel aus Natrium-2-ethylhexylsulfat oder Natriummetasilikat ausgewählt ist; und

(4) reines Wasser als Rest der Zusammensetzung,

mit der Maßgabe, daß die Zusammensetzung kein Magnesiumsulfat und HEDP enthält; und

(b) Aussetzen des festen Substrats mit dem Flußmittelrückstand der Zusammensetzung, wobei der Flußmittelrückstand vom Substrat entfernt und in ungiftige und ungefährliche Produkte überführt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, worin das Aussetzen mit der Zusammensetzung bei einer Temperatur im Bereich von 51,7 bis 71,1ºC (125 bis 160 ºF) durchgeführt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 5, welches weiterhin, nachdem das Substrat der Zusammensetzung ausgesetzt wurde, das Neutralisieren von Rückständen des Metallhydroxids oder Produkten davon auf dem Substrat, das Spülen des Substrats mit Wasser und das Trocknen des Substrats umfaßt.

8. Verfahren nach Anspruch 7, worin das Neutralisieren das Aussetzen des Substrats einem heißen kohlensäurehaltigen Wasser umfaßt.

9. Verfahren nach Anspruch 5, worin das Aussetzen in Schritt "b" weiterhin das Aussetzen der Zusammensetzung und der organischen Verunreinigungen auf dem Substrat einer Ultraviolettstrahlung mit einer Wellenlänge im Bereich von 184 bis 300 nm umfaßt.