JPH04503187A - Perfluoroheptaglyme - Improved Vapor Phase Soldering Fluid - Google Patents

Perfluoroheptaglyme - Improved Vapor Phase Soldering Fluid

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JPH04503187A
JPH04503187A JP1510560A JP51056089A JPH04503187A JP H04503187 A JPH04503187 A JP H04503187A JP 1510560 A JP1510560 A JP 1510560A JP 51056089 A JP51056089 A JP 51056089A JP H04503187 A JPH04503187 A JP H04503187A
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reactor
solder
vapor phase
fluorine
perfluoroheptaglyme
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Application number
JP1510560A
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ビアシエンク,トマス・アール
ジユルク,チモシイ
カワ,ハジム
ラゴウ,リチヤード・ジエイ
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エクスフルアー・リサーチ・コーポレーシヨン
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    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
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    • B23K35/386Selection of media, e.g. special atmospheres for surrounding the working area for condensation soldering

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。 (57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 パーフルオロへブタグライム−改良された蒸気相ハンダ付は液発明の背景 一連の接合部をハンダ付けするための好ましい方法は、あらかじめ位置決めした 要素を、ハンダを融解させるのに十分な高温の蒸気浴に浸漬するものである。蒸 発(凝縮)の潜熱が、蒸気が低温の表面に凝縮するときにハンダが融解する原因 となる。好ましくは、約200℃以下の融点を有するハンダを使用する。より伝 統的なハンダ付は方法を超える幾つかの利点が認められるが、最も顕著なものは 極めて迅速な加熱が得られることである。たとえば、蒸気が大きな熱容量を有す る、より低温の要素上に凝縮するので、全回路板を均一に加熱することができる 。均一な加熱が重合体の分解を最小限に留め、清浄で金属の酸化が最少の最終製 品が得られる。これらの理由から、蒸気相ハンダ付けは電子工業で広く使用され るようになっている。 最も一般的に使用される2種の蒸気相ハンダ付は液は、パーフルオロトリペンチ ルアミン(Fe12)とパーフルオロテトラデカヒドロフェナントレン(米国特 許第4.549.686号)である。 ブリッグズ(Briggs) (oつ付はハンダ付け(Brazin Sold ering) 。 7 : 6−8.12 (1984) )は、パーフルオロポリエーテルの蒸気 相再流ハンダ付は液層の使用を記載している。1種の特定の液体は、n/mの比 が40である構造: CFs[(QCF(CFS)CFz)−−(QCFり、)OCFSを有する。 グイシャート(Dishart)は、nが1ないし9である式:F[CF(CF s)CFzOコncFzcFsを有する低分子量の酸化へキサフルオロプロピレ ンオリゴマーを使用する蒸気相熱交換法を記述している。 カリm=(Calini)およびモデナ(14odena) (ヨーロッパ特許 出願269、029)は、数種の蒸気相ハンダ付けに適したパーフルオロエーテ ル、たとえばパーフルオロペンタグライムを記述している。 発明の概要 本発明は新規なパーフルオロポリエーテル、パーフルオロへブタグライム、およ び蒸気相ハンダ付は液としてパーフルオロヘプタグライムを使用する改良された 蒸気相ハンダ付は方法に関するものである。 発明の詳細な記述 本発明は、“蒸気相ハンダ付け”および“蒸気相ハンダ再流法“としても知られ る凝縮ハンダ付けの技術に関するものである。満足すべきハンダ付は液を製造す るためには、液体はハンダを融解させるために十分高い沸点を持たなければなら ない。液体は浴に還流させるので、その沸点において酸化的に安定でなければな らず、また、金属、重合体物質、および印刷回路板上に典型的に存在するフラッ クスの存在下で蒸気相において化学的に不活性でなければならない。この液体は 凝縮により回収可能でなければならなず、また不燃性であるべきである。この液 体は良好な誘電特性を持つべきであり、室温以下の融点を持つべきである。また 、最後に、理想的な液体は高い蒸発熱を持つであろうし、無毒性で蒸発後に残留 物を残してはならない。 パーフルオロポリエーテル、パーフルオロヘプタグライム、CF 5O(CF  2CF to)7c F sを蒸気相ハンダ付は液として使用して、先行技術の 蒸気相ハンダ付は液を超えるこの能力において幾つかの利点を提出し得ることが ここに見いだされた。最も顕著な利点は以下のものである: (1)パーフルオロへブタグライムは2個を超える連続したジフルオロメチレン 単位を持たないので、還流中に致命的なパーフルオロイソブチレンを製造する可 能性は大幅に減少している(8一時間日に対する時間加重平均限界閾値はQ、0 11)l)lである)。当該技術の現状におけるガスクロマトグラフィー技術を 使用しても、パーフルオロイソブチレンの証拠は見いだされなかった。このこと は、好ましいものとして、FCl2からしばしば製造される0、1apHを超え るレベルと比較される。 (2)パーフルオロヘプタグライムを製造するための費用は、恐らくは先行技術 の液体を製造するためのものより低いであろう。ヘプタグライムは廉価な出発物 質であるのに直接フッ素化の収率は比較的高いので、経費節減が期待される。  (3)より高い分子量のパーフルオロヘプタグライム(パーフルオロテトラデカ フェナントレンの624およびFCl2の821に対して966)を使用する場 合には、より低い分子量で同等の沸点を有する先行技術の液体を用いる場合より も熱交換が効果的である。 (4)パーフルオロへブタグライムは単一分子流体であるので、ダイシャートに より記述されたもののような酸化ヘキサフルオロプロピレンの低分子量オリゴマ ー、およびブリッグズにより記述された酸化へキサフルオロプロピレンと酸化ジ フルオロメチレンとの共重合体より優れている。異なる分子量を有する諸成分の 混合物よりなる流体の組成は、より揮発性の成分が蒸発して時間とともにより高 沸点の流体となるので常に変化するのである。 (5)パーフルオロへブタグライムは、その205℃の沸点が工業で現在使用さ れているハンダに対してより好適であるので、カリm=およびモデナにより記述 されたパーフルオロペンタグライムより優れている。 本発明記載の方法によりパーフルオロヘプタグライムを製造するには、まずヘプ タグライムを製造する。ヘプタグライムは種々の方法で製造することができるが 、その2種を以下に記述する:(1)ジエチレングリコールモノメチルエーテル を金属ナトリウムと反応させてアルコキシドを形成させ、ついでこれを1,2− ビス−(2−クロロエトキシ)−エタンと反応させてヘプタグライムを形成させ ることができる。 (2)これに替えて、トリエチレングリコールモノメチルエーテルを塩化チオニ ルと反応させて水酸基を塩素で置換し、ついでこれをテトラエチレングリコール モノメチルエーテルとナトリウムとの反応で得られたアルコキシドと反応させる こともできる。使用する方法とは無関係に、ヘプタグライムは減圧下で容易に蒸 留して純粋な生成物とすることができる。 ついで、好ましくは直接フツ素化技術により、このヘプタグライムを過フッ素化 する。単体フッ素の性質が反応性であるので、フッ素を不活性気体、たとえば窒 素またはヘリウムで希釈するのが有利である。典型的にはフッ素を窒素で希釈し 、フッ素化の程度が高まるにつれて、通常はフッ素の濃度を増加させる。この反 応が極めて発熱的であるので、反応熱を迅速に除去する準備がない限り、フッ素 化は徐々に実行しなければならない。反応器を冷却した液体浴に浸漬することも 、通常は、商業的に許容し得る反応速度を得るのに妥当な方法である。 気体フッ素は好ましいフッ素化剤であり、十分高い純度レベルで、かつ許容し得 る費用で入手可能である。他のフッ素化剤、たとえば三フッ化塩素を使用するこ とができるが、若干の塩素置換も起こり得る。 本件フッ素化反応は一般に、約−80ないし約+200℃の、好ましくは−20 ないし+20℃の温度で実施する。この反応は、紫外線源を有する反応器中でも 暗黒中でも実施することができる。好ましい温度範囲を使用すれば、フッ素が十 分に反応性であるので、紫外光源を有することは必要ではない。紫外光源を使用 するならば、250ないし350 no+の波長が好ましい。反応器を外部光源 で照射する場合には、フッ素またはフッ化水素と反応しない透過性の窓が必要で ある。フッ素化したエチレン−プロピレン共重合体の薄いフィルムで被覆した石 英レンズが良好な効果を挙げる。 本件フッ素化反応は、種々の方法で実施することができる。不活性固体、たとえ ばフッ化ナトリウム粉末をヘプタグライムで被覆して自由流動性の粉末とし、こ れを固定管中で、回転ドラム型反応器中で、または流動床中でフッ素化すること ができる。この種の反応に伴う収率は、主として高分子量の枝分かれ生成物を与 える副反応が多いために、一般には貧弱なものである。 ヘプタグライムをフッ素に対して不活性な溶媒に溶解させることにより、はるか に高い収率が得られる。その示唆が引用文献として組み入れられている、198 8年9月28日付で受理されたビアシェンク(Biershenk) 、 :L −ルケ(Juhlke) 、カワ(Kawa)およびラゴウ(Lagov)の“ 液相フッ素化(Liquid Phase Fluorination) ”と いう標題の米国特許出願一連番号07/250.376、ならびに1989年9 月28日付で受理された“液相フッ素化(Liquid Phase Fluo rination) ”という標題の米国特許出願一連番号 、弁理士事件番号 E X F1a−06Aを参照されたい。たとえば1.1.2− トリクロロト リフルオロエタン(フレオン(Freon) 113”)は、好ましい温度範囲 を使用すればフッ素と認められるほどには反応せず、良好な反応用溶媒として機 能する。他の適当な溶媒はパーフルオロカーボン、過ハロゲン化クロロフルオロ カーボンおよび過ハロゲン化クロロフルオロエーテルである。この反応は、フッ 素化に先立って全てのへブタグライムを溶媒に溶解させるバッチ様式でも、フッ 素を溶液中に吹き込みながらへブタグライムを溶媒中に連続的にポンプで供給す る連続様式でも実施することができる。一般には、連続操作が好ましい収率、よ り良好な製品品質、および改良された速度を与える。 この反応を溶媒中で実施する場合にはフッ化水素捕捉剤、たとえばフッ化ナトリ ウムを溶液中に存在させて副生成物のフッ化水素を捕捉させてもよいし、存在さ せな(と゛もよい。しかし、この反応を実施する好ましい様式は、十分な量のフ ッ化水素を存在させて、生成した全てのフッ化水素と錯体を形成させるものであ る。フッ化ナトリウムの存在下にエーテルをフッ素化すれば改良された収率が得 られ、他方、連鎖の開裂および再配列は最少限に抑えられる。その示唆を本件明 細書中に引用文献として組み入れである米国特許第4.755.567号および 1988 年5月24日付で受理された米国特許出願一連番号07/198.1 54を参照されたい。 概括すれば、パーフルオロへブタグライムは好ましくは、溶媒、たとえば1.1 .2−トリクロロトリフルオロエタンを有する撹拌反応器にヘプタグライムを連 続的に導入し、これを約−20ないし約+20℃に維持することにより製造する 。希フッ素ガスは好ましいフッ素化剤であって、紫外線の不存在でも良好に反応 する。フッ素は液体媒体の(フッ素中での)可燃限界以下になるように希釈する 。副生成物のフッ化水素を全て錯体化するのに十分な量のフッ化ナトリウムが存 在する場合には、優れた収率が得られる。この手法で得られる生成物は一般に9 0ないし95%の純度を有し、残留水素の含有量は0.001%またはそれ以下 である。 基本的に残留水素および反応性末端基からの無効成分、たとえば連鎖分解反応に より生成するフッ化アシル基のいかなるものをも含有しない液体を得るためには 、175℃近傍で50%のフッ素を用いる数時間の最終フッ素化で良好な結果が 得られる。ついで、得られる不活性液体を蒸留して、大部分の応用面に対して十 分な純度のパーフルオロヘプタグライムを得ることができる。この反応は以下の 方程式により最も良く概括することができる: CHs OCH2CH20CHx CH! OH+ N a →Na0CHxC HzOCH*CHtOCHs + 1/2Hz2NaOCHiCHzOCHzC HtOCHs+ CI CHt CH20CHt CH!OCH2CH! Cl −CH30(CHICH,O)、CH3 CFsO(CFzCFtO)tCFs + 34NaHF本発明記載の蒸気相ハ ンダ付は法においては、ハンダ付けずべき要素をパーフルオロへブタグライム蒸 気浴中に浸漬してハンダを溶解させる。 ついで、ハンダ付けされた要素を浴から取り出す。好ましいハンダは60/40 スズ/鉛(Sn/Pb)ハンダであるが、一般には、約200℃以下の融点を有 するいかなるハンダも使用することができる。この方法は、印刷回路板の電気的 要素のハンダ付けに特に有用である。 以下の実施例により、本発明をさらに説明する。 実施例1: へブタグライムの合成 機械的撹拌機を有する、窒素でフラッシュした3リツトルの乾燥したフラスコ中 に1500■lのジエチレングリコールメチルエーテルを入れた。フラスコの温 度を70℃以下に保ちながら、138gのナトリウム金属(6モル)を小さな塊 で、断続的に2時間かけて添加した。24時間後には全てのナトリウムが反応し 終わるので、ここで561gの1.2−ビス−(2−クロロエトキシ)−エタン (3モル)を2時間かけて徐々に添加した。この混合物を、フラスコの内容物が 反応している間、水浴で約50℃に保った。この混合物を室温で一晩、ついで7 0℃で1時間撹拌した。生成物のへブタグライムの回収は、まず塩酸を用いて混 合物のpHを6に調整し、続いて濾過し、濾液を蒸発させることにより行った。 552gの明るい黄色の液体、ヘプタグライムを52%の収率で回収した(7a ■Hgにおける沸点200−213℃)。 実施例2: 回転ドラム反応器中におけるヘプタグライムのフッ素化750■l の回転ドラム反応器に、175 gの微細に磨砕したフッ化ナトリウムを17. 5gのへブタグライムで被覆したものを入れた。この自由に流動する混合物を、 反応器を毎分45回転の速度で回転させながら2時間窒素でパージした。低温浴 を用いてこの反応器を一13℃に冷却し、この間に反応剤気体流を、フッ素およ び窒素に対してそれぞれ17゜5 cc/分および200 cc/分に設定した 。この条件を28時間維持し、その後、12時間かけて反応器を35℃に徐々に 加熱した。反応器の温度が35℃に達したところで窒素流を停め、反応器の内容 物を数時間純粋なフッ素に暴露した。粗生成物の混合物を反応器から取り出し、 続いて数倍の体積の窒素でパージした。約1リツトルの1.1.2−トリクロロ トリフルオロエタンを用いて生成物を抽出し、回転蒸発器を用いて1,1゜2− トリクロロトリフルオロエタンをフラッシュ除去して38.9gの流体を得た。 この流体を蒸留して9.2gのパーフルオロヘプタグライムを得た。残余は、主 としてパーフルオロへブタグライムの二量体および三量体よりなる、より不揮発 性の物質であった(収率19%)。 実施例3: バッチ型溶媒反応器中におけるヘプタグライムのフッ素化へブタグ ライム200.6 g、 1.1.2− )リクロロトリフルオロエタン4リッ トルおよびフッ化ナトリウム粉末800gの混合物を、10”パイプから構成し た長さ2フイートのアルミニウム製反応器に入れた。この反応器を、−10℃に 保った水/エチレングリコール浴中で、毎分的60回転で回転させた。フッ素化 の開始に先立って、この反応器を窒素で数時間フラッシュした。400 cc/ 分のフッ素と800 cc/分の窒素との気体流を14時間維持し、ついで、次 の5時間、フッ素流と窒素流とをそれぞれ300および600 cc/分に減少 させ、この間に反応器を70℃まで徐々に加熱した。反応器の内容物を70℃で 一晩(12時間)、純粋なフッ素に暴露し、その後室温に冷却し、数倍の体積の 窒素でフラッシュした。反応器の内容物を濾過し、NaFを約3リツトルの1. 1.2−トリクロロトリフルオロエタンで数回洗浄した。濾液を集めて蒸留して 1゜1.2−トリクロロトリフルオロエタンを除去し、401.5gの流体を回 収(50%)シ、その約50%をパーフルオロへブタグライム(沸点205℃) として蒸留した。 実施例4: 連続添加溶媒反応器を用いるヘプタグライムのフッ素化幅約10イ ンチ、高さ2フイートの円筒形の、22リツトルの撹拌しているアルミニウム製 タンクに5.5リツトルの1. l、 2− トリクロロトリフルオロエタンと 900gのフッ化ナトリウム粉末とを入れた。連続添加溶媒反応器中での炭化水 素のフッ素化は、止揚の“液相フッ素化“と題する米国特許出願一連番号07/  250.376に、より十分に記載されている。この反応器を、約0℃に保っ た水/エチレングリコール浴に入れた。反応器には一30℃に保った凝縮器が取 り付けてあり、これが1゜1、2− トリクロロトリフルオロエタンを凝縮させ て反応器に戻し、この1゜1、2−1−リクロロトリフルオロエタンはへブタグ ライムのフッ素化に使用する気体混合物により反応器から掃出される。フッ素化 の開始に先立って反応器を数倍の体積の窒素でパージした。1.1.2−トリク ロロトリフルオロエタンで全量660 Illに希釈した253gのへブタグラ イムを、22時間かけて反応器にポンプで供給した。反応中、約450ないし5 25 cc/分のフッ素と1500 cc/分の窒素との気体流を使用した。反 応の間中、反応器の排出気体を監視して、流入するヘプタグライムを完全にフッ 素化するのに十分な量のフッ素が供給されることを保証した。典型的には、排出 気体は約5%のフッ素を含有し、これは若干過剰のフッ素が使用されていること を示していた。反応後に反応器の内容物を濾過した。混合物の不溶部分を数リッ トルの1.1.2−トリクロロトリフルオロエタンで洗浄した。濾液を集めて蒸 留し、428gのフルオロカーボン流体を得た。この流体を175℃において5 0%のフッ素で処理して、実質的に水素を全く含有しない同様の重量の流体を得 た。第2の蒸留により396gのへブタグライム(収率57%)を単離した。 実施例5: パーフルオロへブタグライムのハンダ付はフラックスとの両立性 パーフルオロへブタグライムを蒸気相ハンダ付は用タンクに注ぎ入れた。この液 体をその沸点に加熱して蒸気層を形成させた。工業的に使用されるフラックスの 代表例であるハンダ付はフラックス611 (Solder Flux 611 ”) (アルファメタル(^lphametal) )で被覆したガラススライ ドラ100℃で乾燥し、続いてパーフルオロへブタグライムの蒸気帯域に入れた 。この蒸気に30秒間暴露しても、スライドからのフラックスの除去は実質的に なかった。 実施例6: パーフルオロへブタグライムを用いる電気的要素の試験的ハンダ付 は 蒸発タンクをその正常な作業レベルまでパーフルオロへブタグライムで滴だした 。制御された還流状態に達したのち、3個の集積回路を有する回路板を降下させ て25秒間、蒸気帯域に入れた。以下のチップが満足すべき状態にハンダ付けさ れた: (1)60/40 Sn/Pbハンダを有するスズー鉛全メッキ板に挿入した1 2接続端子のチップ。 (2)ガル接続端子を有する14接続端子の表面取り付はチップを、60/40  Sn/Pbハンダを有する表面取り付は板上に置いた。 (3)側面取り付は接続端子を有する18接続端子の表面取り付はチップを、6 0/40 Sn/Pbハンダを有する表面取り付は板上に置いた。 同等方法 当業者は、本件明細書に記載した本発明の特定の具体例と同等な多くの方法を認 めるであろうし、また、日常的な実験を超えるものを使用することなく確認する ことができるであろう。この種の同等な方法は、以下の請求の範囲に包含するこ とを意図されている。 国rsm査報告 国際調査報告 US 8904258 S^ 31569 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Perfluorinated Hebuta Glyme - Improved Vapor Phase Soldering is a Liquid Background of the Invention A preferred method for soldering a series of joints uses pre-positioned elements to melt the solder. It involves immersion in a sufficiently hot steam bath. steaming The latent heat of ignition (condensation) causes the solder to melt as the vapor condenses on the cold surface. Preferably, a solder having a melting point of about 200° C. or less is used. More information Conventional soldering offers several advantages over methods, the most notable being that it provides extremely rapid heating. For example, steam has a large heat capacity The entire circuit board can be heated evenly because it condenses on cooler elements. Uniform heating minimizes polymer decomposition, resulting in a clean final product with minimal metal oxidation Goods can be obtained. For these reasons, vapor phase soldering has become widely used in the electronics industry. The two most commonly used vapor phase soldering liquids are perfluorotripentyl perfluorotetradecahydrophenanthrene (U.S. special No. 4.549.686). Briggs (Brazin Soldering. 7: 6-8.12 (1984)) describes the use of a liquid phase for vapor phase reflow soldering of perfluoropolyethers. There is. One particular liquid has the structure: CFs[(QCF(CFS)CFz)--(QCFri,)OCFS, with an n/m ratio of 40. Dishart is a low molecular weight hexafluoropropylene oxide having the formula: F[CF(CFs)CFzOconcFzcFs, where n is 1 to 9. A vapor phase heat exchange method using oligomers is described. Calini and 14odena (European Patent Application 269,029) are perfluoroethers suitable for several vapor phase soldering applications. For example, perfluoropentaglyme is described. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides novel perfluoropolyethers, perfluorinated hebutyglynes, and and vapor phase soldering is an improved vapor phase soldering method that uses perfluoroheptaglyme as the liquid. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention is also known as "vapor phase soldering" and "vapor phase solder reflow process." This invention relates to condensed soldering technology. Satisfactory soldering requires manufacturing liquid. In order to melt the solder, the liquid must have a high enough boiling point to melt the solder. do not have. Since the liquid is refluxed into the bath, it must be oxidatively stable at its boiling point. metals, polymeric materials, and the flash typically present on printed circuit boards. must be chemically inert in the vapor phase in the presence of the gas. This liquid must be recoverable by condensation and should be non-flammable. this liquid The body should have good dielectric properties and should have a melting point below room temperature. Finally, the ideal liquid would have a high heat of vaporization, be non-toxic and leave no residue after evaporation. Vapor phase soldering uses perfluoropolyether, perfluoroheptaglyme, CF5O(CF2CF to)7cFs as a liquid, and prior art vapor phase soldering has several advantages in this ability over liquids. It was found here that it is possible to submit the following. The most notable advantages are: (1) Perfluorohebbuta lime does not have more than two consecutive difluoromethylene units, making it less likely to produce lethal perfluoroisobutylene during reflux. The performance is significantly reduced (the time-weighted average critical threshold for 8 hour days is Q, 0 11)l)l). No evidence of perfluoroisobutylene was found using gas chromatography techniques in the state of the art. This means that preferably above 0.1 apH, which is often produced from FCl2. compared to the level. (2) The cost of producing perfluoroheptaglyme is likely to be lower than that of producing prior art liquids. Hepta Glyme is an inexpensive starting point Since the yield of direct fluorination is relatively high despite the high quality, cost savings are expected. (3) When using higher molecular weight perfluoroheptaglyme (966 versus 624 for perfluorotetradecaphenanthrene and 821 for FCl2). In some cases, heat exchange is more effective than with prior art liquids of lower molecular weight and comparable boiling points. (4) Since perfluorohebbuta-glyme is a single molecular fluid, it Low molecular weight oligomers of hexafluoropropylene oxide such as those described by , and hexafluoropropylene oxide and dioxide described by Briggs. Superior to copolymers with fluoromethylene. The composition of a fluid, which consists of a mixture of components with different molecular weights, constantly changes as the more volatile components evaporate, resulting in a higher boiling point fluid over time. (5) Perfluorohebbuta lime has a boiling point of 205°C, which is currently used in industry. It is superior to the perfluoropentaglyme described by Calim and Modena, as it is more suitable for the solders that are used. To produce perfluoroheptaglyme by the method described in the present invention, firstly, perfluoroheptaglyme is Manufactures taglime. Heptaglyme can be produced in a variety of ways, two of which are described below: (1) Diethylene glycol monomethyl ether is reacted with sodium metal to form an alkoxide, which is then converted into 1,2-bis- (2-chloroethoxy)-ethane to form heptaglyme. can be done. (2) Instead of this, triethylene glycol monomethyl ether can be used as thionine chloride. It is also possible to replace the hydroxyl groups with chlorine by reacting with chlorine, which can then be reacted with an alkoxide obtained by reacting tetraethylene glycol monomethyl ether with sodium. Regardless of the method used, hepta lime is easily vaporized under reduced pressure. The pure product can be obtained by distillation. This heptaglyme is then perfluorinated, preferably by direct fluorination techniques. Because elemental fluorine is reactive in nature, fluorine can be removed by inert gases such as nitrogen. It is advantageous to dilute with hydrogen or helium. Fluorine is typically diluted with nitrogen, and as the degree of fluorination increases, the concentration of fluorine usually increases. This anti Since the reaction is highly exothermic, fluorination must be carried out gradually unless provision is made to rapidly remove the heat of reaction. Immersing the reactor in a cooled liquid bath is also usually a reasonable method of obtaining commercially acceptable reaction rates. Gaseous fluorine is the preferred fluorinating agent and has a sufficiently high purity level and is acceptable. It is available at a cost that is reasonable. Using other fluorinating agents such as chlorine trifluoride However, some chlorine substitution may also occur. The fluorination reaction is generally carried out at a temperature of about -80 to about +200C, preferably -20 to +20C. This reaction can be carried out in a reactor with a UV source or in the dark. Using the preferred temperature range, sufficient fluorine It is not necessary to have an ultraviolet light source as it is reactive in minutes. If an ultraviolet light source is used, a wavelength of 250 to 350 no+ is preferred. If the reactor is illuminated by an external light source, a transparent window that does not react with fluorine or hydrogen fluoride is required. Stone coated with a thin film of fluorinated ethylene-propylene copolymer British lenses give good results. The present fluorination reaction can be carried out in various ways. inert solid, analogy Sodium fluoride powder is coated with heptaglyme to make it a free-flowing powder; It can be fluorinated in a fixed tube, in a rotating drum reactor or in a fluidized bed. The yields associated with this type of reaction primarily give high molecular weight branched products. It is generally of poor quality due to the large number of side reactions it causes. Much higher yields are obtained by dissolving the heptaglyme in a solvent that is inert to fluorine. Biershenk, L. Juhlke, Kawa and Lagov, “Liquid Phase Fluorination,” the suggestion of which is incorporated by reference, September 28, 1988. (Liquid Phase Fluorination)” U.S. Patent Application Serial No. 07/250.376 entitled "Liquid Phase Fluorination," filed September 28, 1989, Patent Attorney Case No. See EXF1a-06A. For example, 1.1.2-trichlorotho Lifluoroethane (Freon 113”) does not appreciably react with fluorine when used in the preferred temperature range and serves as a good reaction solvent. function. Other suitable solvents are perfluorocarbons, perhalogenated chlorofluorocarbons, carbon and perhalogenated chlorofluoroethers. This reaction Batch mode, in which all the Hebuta Glyme is dissolved in the solvent prior to chlorination, also The Hebuta Glyme is continuously pumped into the solvent while the Primer is bubbled into the solution. It can also be carried out in continuous mode. In general, continuous operation yields better gives better product quality, and improved speed. If this reaction is carried out in a solvent, use a hydrogen fluoride scavenger, such as sodium fluoride. Hydrogen fluoride may be present in the solution to trap the byproduct hydrogen fluoride, or However, the preferred manner of carrying out this reaction is to Hydrogen fluoride is present to form a complex with all the generated hydrogen fluoride. Ru. Fluorination of the ether in the presence of sodium fluoride provides improved yields while minimizing chain cleavage and rearrangement. This suggestion is clearly explained in this case. See U.S. Pat. In general, perfluorohebbuta-glyme is preferably used in a solvent, such as 1.1. Coupling heptaglyme into a stirred reactor containing 2-trichlorotrifluoroethane. The temperature is maintained at about -20°C to about +20°C. Dilute fluorine gas is the preferred fluorinating agent and reacts well in the absence of ultraviolet light. Fluorine should be diluted to below the flammability limit (in fluorine) of the liquid medium. Sufficient sodium fluoride is present to complex all of the byproduct hydrogen fluoride. When present, excellent yields are obtained. The products obtained in this manner generally have a purity of 90 to 95% and a residual hydrogen content of 0.001% or less. Essentially residual hydrogen and reactive components from reactive end groups, e.g. chain cracking reactions. A final fluorination of several hours with 50% fluorine at around 175° C. gives good results in order to obtain a liquid that does not contain any of the fluorinated acyl groups formed by the fluorine. The resulting inert liquid is then distilled to provide sufficient water for most applications. perfluoroheptaglyme of sufficient purity can be obtained. This reaction can be best summarized by the following equation: CHs OCH2CH20CHx CH! OH+ Na →Na0CHxC HzOCH*CHtOCHs + 1/2Hz2NaOCHiCHzOCHzC HtOCHs+ CI CHt CH20CHt CH! OCH2CH! Cl-CH30(CHICH,O), CH3CFsO(CFzCFtO)tCFs+34NaHF Under the law, soldering is done by evaporating elements that should not be soldered to perfluorinated butaglyme. Immerse it in an air bath to dissolve the solder. The soldered elements are then removed from the bath. The preferred solder is 60/40 tin/lead (Sn/Pb) solder, which generally has a melting point below about 200°C. Any solder that can be used can be used. This method is particularly useful for soldering electrical components on printed circuit boards. The following examples further illustrate the invention. Example 1: Synthesis of Hebuta Glyme 1500 liters of diethylene glycol methyl ether were placed in a 3 liter dry flask flushed with nitrogen and equipped with a mechanical stirrer. flask temperature 138 g of sodium metal (6 moles) was added in small chunks intermittently over 2 hours while maintaining the temperature below 70°C. After 24 hours, all the sodium had reacted, so 561 g of 1,2-bis-(2-chloroethoxy)-ethane (3 mol) was gradually added over 2 hours. The mixture was kept at approximately 50°C in a water bath while the contents of the flask were reacting. The mixture was stirred at room temperature overnight and then at 70°C for 1 hour. To recover the product hebutaglyme, first mix it with hydrochloric acid. The pH of the compound was adjusted to 6, followed by filtration and evaporation of the filtrate. 552 g of a bright yellow liquid, heptaglyme, was recovered with a yield of 52% (7a ■ boiling point in Hg 200-213°C). Example 2: Fluorination of Hepta Glyme in a Rotating Drum Reactor A 750 μl rotating drum reactor was charged with 175 g of finely ground sodium fluoride. 5 g of Hebuta Glyme coating was added. This free-flowing mixture was purged with nitrogen for 2 hours while the reactor was rotating at a speed of 45 revolutions per minute. The reactor was cooled to -13°C using a cold bath, while the reactant gas stream was injected with fluorine and and nitrogen at 17°5 cc/min and 200 cc/min, respectively. These conditions were maintained for 28 hours, after which the reactor was gradually heated to 35° C. over a period of 12 hours. Once the reactor temperature reached 35°C, the nitrogen flow was stopped and the reactor contents were exposed to pure fluorine for several hours. The crude product mixture was removed from the reactor and subsequently purged with several volumes of nitrogen. The product was extracted with approximately 1 liter of 1,1,2-trichlorotrifluoroethane and the 1,1°2-trichlorotrifluoroethane was flashed off using a rotary evaporator to yield 38.9 g of fluid. Obtained. This fluid was distilled to obtain 9.2 g of perfluoroheptaglyme. The remainder is the main It was a more non-volatile substance consisting of dimers and trimers of perfluorohebbutaglyme (yield 19%). Example 3: Fluorination of Hepta Glyme in a Batch Solvent Reactor 200.6 g of lime, 4 liters of 1.1.2-)lichlorotrifluoroethane A mixture of 800 g of sodium fluoride powder was prepared through a 10” pipe. The reactor was placed in a 2 foot long aluminum reactor. The reactor was rotated at 60 revolutions per minute in a water/ethylene glycol bath maintained at -10°C. The reactor was flushed with nitrogen for several hours prior to beginning the fluorination. A gas flow of 400 cc/min of fluorine and 800 cc/min of nitrogen was maintained for 14 hours, then for the next 5 hours the fluorine and nitrogen flows were reduced to 300 and 600 cc/min, respectively, during which time The reactor was gradually heated to 70°C. The contents of the reactor were exposed to pure fluorine overnight (12 hours) at 70°C, then cooled to room temperature and flushed with several volumes of nitrogen. The contents of the reactor were filtered and the NaF was washed several times with approximately 3 liters of 1.1.2-trichlorotrifluoroethane. The filtrate was collected and distilled to remove 1.1.2-trichlorotrifluoroethane, leaving 401.5 g of fluid. Approximately 50% of the yield was distilled as perfluorobutylene (boiling point 205°C). Example 4: Fluorination of heptaglyme using a continuous addition solvent reactor over approximately 10 in. 5.5 liters of 1.5 liters in a cylindrical, 22 liter stirred aluminum tank, 2 feet high. 1, 2-trichlorotrifluoroethane and 900 g of sodium fluoride powder were charged. Hydrocarbon water in continuous addition solvent reactor Substance fluorination is more fully described in U.S. Patent Application Serial No. 07/250.376 entitled "Liquid Phase Fluorination". The reactor was placed in a water/ethylene glycol bath maintained at approximately 0°C. The reactor is equipped with a condenser kept at -30℃. This condenses the 1°1,2-trichlorotrifluoroethane and returns it to the reactor. The reactor is purged by the gas mixture used for lime fluorination. The reactor was purged with several volumes of nitrogen prior to beginning the fluorination. 1.1.2-Trick 253 g of Hebutagra diluted with lorotrifluoroethane to a total volume of 660 Ill. Imu was pumped into the reactor over a period of 22 hours. During the reaction, a gas flow of about 450 to 525 cc/min of fluorine and 1500 cc/min of nitrogen was used. anti Monitor the reactor exhaust gas throughout the reaction to ensure that the incoming hepta-glyme is completely flushed out. ensured that sufficient fluorine was supplied for oxidation. Typically, the exhaust gas contained about 5% fluorine, indicating that a slight excess of fluorine was being used. After the reaction, the contents of the reactor were filtered. Remove several liters of the insoluble portion of the mixture. of 1.1.2-trichlorotrifluoroethane. Collect and evaporate the filtrate. 428 g of fluorocarbon fluid was obtained. This fluid was treated with 50% fluorine at 175° C. to yield a fluid of similar weight containing virtually no hydrogen. A second distillation isolated 396 g of hebuta lime (57% yield). Example 5: Soldering Compatibility of Perfluorinated Hebuta Glyme with Flux Perfluorinated hebutylene was poured into a vapor phase soldering tank. this liquid The body was heated to its boiling point to form a vapor layer. Soldering, which is a typical example of industrially used flux, is a glass slice coated with Solder Flux 611” (Alphametal). It was dried at 100° C. and then placed in a perfluorinated butylene vapor zone. Exposure to this vapor for 30 seconds resulted in virtually no removal of flux from the slides. Example 6: Trial Soldering of Electrical Elements Using Perfluorinated Hebuta Glyme The evaporator tank was dripped with perfluorinated butylene to its normal working level. After reaching controlled reflux conditions, the circuit board with three integrated circuits was lowered into the vapor zone for 25 seconds. The following chips are soldered to a satisfactory condition. (1) Chip with 12 connection terminals inserted into a tin-lead all-plated plate with 60/40 Sn/Pb solder. (2) Surface mounting of 14 connection terminals with gal connection terminals was placed on the chip, surface mounting with 60/40 Sn/Pb solder was placed on the board. (3) Side mounting had connection terminals; surface mounting with 18 connection terminals placed the chip; surface mounting with 6 0/40 Sn/Pb solder placed on the board. Equivalent Methods Those skilled in the art will recognize many methods that are equivalent to the specific embodiments of the invention described herein. and could be confirmed without the use of anything more than routine experimentation. Equivalent methods of this kind are intended to be covered by the following claims. It is intended that National RSM inspection report International search report US 8904258 S^ 31569

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 1.要素とハンダとをパーフルオロヘプタグライムを含んでなる蒸気浴に浸漬し てハンダを融解させ、ハンダ付けされた要素を蒸気浴から取り出すことを特徴と する要素のハンダ付け方法。1. The element and solder are immersed in a steam bath containing perfluoroheptaglyme. melting the solder and removing the soldered elements from the steam bath. How to solder elements. 2.上記のハンダが200℃以下の融点を有する請求の範囲1記載の方法。2. The method of claim 1, wherein the solder has a melting point of 200°C or less. 3.上記のハンダが60/40スズ/鉛ハンダである請求の範囲2記載の方法。3. 3. The method of claim 2, wherein said solder is a 60/40 tin/lead solder. 4.上記の要素が電気的要素である請求の範囲1記載の方法。4. 2. The method of claim 1, wherein said element is an electrical element. 5.バーフルオロヘプタグライムの蒸気相ハンダ付け液としての使用。5. Use of barfluoroheptaglyme as a vapor phase soldering fluid.
JP1510560A 1988-09-28 1989-09-28 Perfluoroheptaglyme - Improved Vapor Phase Soldering Fluid Pending JPH04503187A (en)

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