PT94474A

PT94474A - Processo para a preparacao de agentes de limpeza para fundentes de solda a basede resina (colofonia)

Info

Publication number: PT94474A
Application number: PT94474A
Authority: PT
Inventors: Machio Chihara; Jiro Mizuya; Tatsuya Okumura; Takashi Tanaka
Original assignee: Arakawa Chem Ind
Priority date: 1989-11-08
Filing date: 1990-06-25
Publication date: 1991-07-05
Also published as: JPH03152197A; JP2789046B2; KR910011099A; SG43884A1; EP0426944A1; DE69030423T2; DE69030423D1; US5096504A; EP0426944B1

Description

% ARAKAWA CHEMICAL INDUSTRIES, LTD.

"PROCESSO PARA A PREPARAÇÃO DE AGENTES DE LIMPEZA

PARA FUNDENTES DE SOLDA Á BASE DE RESINA (COLOFÓNIA)"

MEMÓRIA DESCRITIVA A presente invenção diz respeito a agentes de limpe, za para a eliminação de fundentes de solda à base de resina e, mais particularmente, a um agente de limpeza para a eliminação de fundentes de solda à base de resina para ligações.

Os fundentes de solda à base de resina utilizam-se na produção de módulos para circuitos eléctricos impressos ou materiais semelhantes. Geralmente realizam-se soldagens para fazer a união entre o substrato e as cavilhas e para evitar a oxidação nos pontos de contacto, o que prejudica a conductivi. dade eléctrica. Utilizam-se fundentes de solda â base de resi. na para se realizar as soldaduras desejadas. Após a soldadura utiliza-se um agente para eliminar selectiva e completamente o fundente. Quando o agente de limpeza nao consegue eliminar com pletamente o fundente, o fundente remanescente afecta desfavo. ravelmente a soldadura, com as consequentes desvantagens de corrosão do circuito, redução das propriedades de isolamento eléctrico das superfícies da placa ou eventual quebra do circuito. Para eliminar essas desvantagens potenciais, elimina- -2- rJS* -se o fundente residual, particularmente o activador presente, por meio de um agente de limpeza apropriado.

Ate agora têm-se utilizado como agentes de limpeza para a eliminação dos fundentes ã base de resina, dissolventes constituídos por hidrocarbonetos halogenados e produtos semelhantes. Contudo, têm aparecido regulamentos rigorosos pa^ ra o controle desses dissolventes constituídos por hidrocarbjo netos halogenados, para resolver ou diminuir os problemas de poluição ambiental, tais como a diminuição da camada de ozono. Assim, há uma necessidade urgente, por parte da indústria do material eléctrico, para o desenvolvimento de agentes de limpeza para fundentes, como substituintes dos flons.

Nos últimos anos têm-se desenvolvido vários agentes de limpeza isentos de halogéneo, mas ainda nao se encontrou um agente de limpeza que preencha completamente os requisitos pa_ ra os agentes de limpeza incluindo a propriedade de limpeza, níveis de toxicidade, cheiro e inflamabilidade aceitáveis sob o ponto de vista do ambiente.

Um dos objectivos da presente invenção é preparar um agente de limpeza livre de halogéneo, para a eliminação de fuii dentes à base de resina que é excelente nas suas propriedades de limpeza e bastante satisfatório nas suas características, cumprindo as normas de qualidade do ambiente no que respeita a toxicidade, cheiro e inflamabilidade. A requerente realizou prolongadas investigações para alcançar este objectivo e encontrou um agente de limpeza constituído essencialmente por um agente tensioactivo específico que, surpreendentemente nao tem nenhum dos problemas ci- -3- tados antes. Realizou-se a presente invenção com base nesta no va descoberta.

De acordo com a presente invenção, fornece-se um a-gente de limpeza para a eliminação de fundente à base de resi_ na, constituído essencialmente por um agente tensioactivo de fórmula geral (I) R-0-(CHoCH„0) -H z z n na qual R representa um grupo alquilo de cadeia linear ou ramificada ou um grupo alcenílo comportando de 5 a 18 átomos de carbono e n representa um número inteiro compreendido entre 2 e 12. A presente invenção também descreve um método de lim peza para a eliminação de fundente á base de resina, que consiste em pôr em contacto o agente de limpeza com o fundente n_u ma placa eléctrica impressa.

Embora o agente tensioactivo de fórmula geral I que aqui se utiliza seja um composto conhecido, é surpreendentemente inesperado que este agente tensioactivo particular possa ser utilizado simplesmente como um agente de limpeza para fundentes à base de resina. 0 agente tensioactivo nao iónico de fórmula geral I que se utiliza como o único ingrediente activo no agente de limpeza da presente invenção é um produto de adiçao do álcool correspondente de fórmula geral (R-OH) e de cerca de 2 a cerca de 12 moles de óxido de etileno, Na fórmula geral I o símbolo R representa um grupo alquilo ou alcenilo de cadeia line. ar ou ramificada comportando 5 a 18, de preferência 10 a 16 (particularmente 10 a 14) átomos de carbono e o símbolo n representa um número inteiro compreendido entre 2 e 12, de preferência entre 3 e 9. Consequentemente, os álcoois correspondentes (R-OH) são aqueles em que o símbolo R representa um gr_u po alquilo ou alcenilo de cadeia linear ou ramificada (particularmente um grupo alquilo ou alcenilo de cadeia linear ou um grupo alquilo ou alcenilo secundário) comportando 5 a 18, de preferência 10 a 16 átomos de carbono.

Sao exemplos específicos de agente tensioactivo nao iónico de fórmula geral I o aducto de álcool pentílico - óxido de etileno, aducto de álcool hexílico - óxido de etileno, aducto de álcool heptílico - oxido de etileno, aducto de álcool octílico - óxido de etileno, aducto de álccol nonílico --óxido de etileno, aducto de álcool decílico - óxido de etile no, aducto de álcool laurílico - óxido de etileno, aducto de álcool oleílico - óxido de etileno, aducto de álcool estearí. lico’ - óxido de etileno e produtos semelhantes, um aducto de óxido de etileno e o correspondente álcool primário ou secundário de cadeia ramificada que é um isómero de cada um dos al_ cóois anteriormente exemplificados, etc. Nos aductos que se se guem, o número médio de moles de óxido de etileno adicionado I de cerca de 2 até cerca de 12, Estes agentes tensioactivos podem utilizar-se isoladamente ou pelo menos dois deles podem ser utilizados em combinações apropriadas. -5

No que respeita às propriedades de limpeza, viscosi. dade e solubilidade na água, os agentes tensioactivos nao ió-nicos preferidos entre os que se exemplificaram acima sao os aductos de álcool - óxido de etileno em que o radical alquilo ou alcenilo do álcool é um grupo de cadeia linear ou ramifica, da comportando 10 a 16 átomos de carbono e o número médio de moles de óxido de etileno adicionado é de cerca de 2 a cerca de 12, de preferência cerca de 3 a cerca de 9.

Quando o grupo representado pelo símbolo R na fórmu. la geral I tem menos do que 5 átomos de carbono, as proprieda. des de limpeza tendem a diminuir,^enquanto que os agentes de limpeza com o grupo representado pelo símbolo R comportando mais de 18 átomos de carbono tendem a ter menor solubilidade na água, o que leva a que haja maior dificuldade na respecti-va eliminação por lavagem com água. Valores de n inferiores a 2, por exemplo 1, sao propensos a implicar uma redução na solubilidade na água e consequentemente uma eliminação insufici. ente após lavagem com água. Valores de n superiores a 12 levam a um aumento da viscosidade do agente de limpeza.

Os agentes tensioactivos nao iónicos antes menciona, dos, de fórmula geral I, que sao todos conhecidos, estão disponíveis comercialmente ou podem ser facilmente preparados a partir de álcool (R-OH) e de óxido de etileno por um processo descrito, por exemplo, em Gosei Kaimen Kasseizai (Synthetic surfactants), de Hiroshi Horiguchi, publicado por Sankyo Shuppan em 1 de Abril de 1960, p. 336-341. 0 agente de limpeza da presente invenção utiliza-se para a eliminação de fundentes à base de resina, particular- mente os que servem para fazer ligações. Os fundentes que se pretendem eliminar por meio do agente de limpeza incluem fundentes de resina inactiva constituídos essencialmente por resina, resina modificada ou compostos semelhantes a resina eos fundentes de resina activa sao constituídos essencialmente por compostos de resina e um activador tal como cloreto de trieta^ nolamina, cloreto de trietileno-tetramina, etc. Produzem-se efeitos significativos por meio do agente de limpeza da presente invenção em especial quando se utiliza para a eliminação de fundentes activos para ligações. 0 agente de limpeza da presente invenção pode ser posto em contacto com o fundente de resina sobre um substrato por meio dos seguintes métodos. 0 agente tensioactivo de fórmula geral I, como agente de limpeza da presente invenção uti_ liza-se tal qual ou sob a forma de uma solução aquosa com uma concentração de ingrediente activo de fórmula geral I numa quantidade superior a 50% em peso mas inferior a 100% em peso. Quando necessário, o agente de limpeza da presente invenção po. de conter aditivos tais como agentes anti-espuma, agentes an-ti-corrosao e outros semelhantes. Tais aditivos, quando utiljL zados, sao adicionados numa quantidade de cerca de 0,1% em pe_ so ou menos, de acordo com o peso de agente de limpeza da pre_ sente invenção. 0 substrato pode ser directamente imerso no agente tensioactivo de fórmula geral I ou na respectiva solução aquosa. Alternativamente pode-se pulverizar o agente tensioactivo de fórmula geral I ou a respectiva solução aquosa so_ bre o substrato para espalhá-lo ou pode ser posto em contacto com o fundente e ser varrido por meios mecânicos. Selecciona- -7

& -se o método apropriado a partir destes métodos. 0 agente de limpeza da presente invenção aplica-se nas condiçoes apropriadas determinadas de acordo com a conceii traçao do agente tensioactivo de fórmula geral I no agente de limpeza a ser utilizado, o tipo e a quantidade do fundente a ser eliminado, a área da superfície ou a forma do substrato e condiçoes do género. Normalmente poe-se em contacto o agente de limpeza da presente invenção e o fundente a uma temperatura e por um período de tempo efectivos para eliminar o funden_ te. A temperatura de limpeza varia normalmente entre a temperatura ambiente e cercá de 80°C e, de preferência a 50°C. Para a eliminação de um fundente pelo método de imersão a, por exemplo, cerca de 50°C, imerge-se um substrato contendo um fun dente, no agente de limpeza da presente invenção durante cerca de 1 hora a cerca de 5 minutos, em que o fundente pode ser eliminado eficazmente. A imersão a uma temperatura superior po de, naturalmente, reduzir o período de tempo de limpeza e pode melhorar a eficiência da limpeza.

Após a operação de limpeza, lava-se então o substra to com água como fase final enquanto a porção remanescente de fundente no substrato é completamente eliminada por lavagem.

Estas lavagens levam a um ele vado grau de limpeza. Esta lavagem pode s er conduzida de várias maneiras, tais como, por mergulho em ág ua corrente, mergulho em água por meio de aplicaçao de ondas ultrassónicas, borrifamento com água ou processos semelhantes. A lavagem é conduzida a uma tem peratura e durante um pèríodo de tempo efectivos para eliminar o agente de limpeza e para se obter um elevado grau de limpe- -8- za. A lavagem realiza-se normalmente a uma temperatura compre^ endida entre a temperatura ambiente e cerca de 70°C. Quando a lavagem se realiza por chuveiro ou por imersão, o tempo nece^ sério para a realizaçao da lavagem é normalmente de 30 segundos a cerca de 5 minutos. Em qualquer dos casos, continua-se a lavagem até que o substrato esteja suficientemente limpo pa_ ra um determinado fim. 0 agente de limpeza da presente invenção pode exibir um efeito de eliminação do fundente maior ou pelo menos tao grande como os agentes de limpeza convencionais de hidro-carbonetos halogenados e pode levar a um grau mais elevado de eliminação dó fundente. A presente invenção pode, adicionalmente, apresentar as seguintes vantagens: 1) 0 agente de limpeza da presente invenção é ise_n to de halogéneo e nao poe problemas de diminuição da camada de ozono como os agentes de limpeza do tipo flon. 2) 0 agente de limpeza da presente invenção tem um elevado ponto de inflamabilidade de modo que se pode utilizar tal qual um aparelho de limpeza disponível comercialmente desenhado para um flon ou modificado apropriadamente, eliminando a necessidade de um aparelho de limpeza a prova de explosão desenhado expressamente para o efeito. 3) 0 agente de limpeza da presente invenção não en. volve emissões de cheiros significativos, sendo satisfatório sob este ponto de vista.

De acordo com a presente invenção, fornece-se um agente de limpeza de fundentes, isento de halogéneo com propri^ edades de limpeza e completamente satisfatório na satisfaçao de normas de qualidade do ambiente no que respeita aos distúr^ bios ambientais, inflamabilidade, cheiro, etc., assim como um método de limpeza utilizando o agente de limpeza. A presente invenção descrever-se-á a seguir com mais detalhe por meio dos exemplos seguintes os quais nao limitam o objectivo da presente invenção.

Exemplo 1

Utilizou-se como agente de limpeza da presente inven ção um agente tensioactivo não iõnico à base de éter alquilí-co de polietilenoglicol, que é um aducto de 1 mole de uma mis_ tura de álcool C^q a com 3 moles de óxido de etileno.

Aplicou-se um fundente à base de resina (fundente activo contendo 0,15% em peso de halogenetos, nome comercial "Resin Flux #77-25", produto da Lonco Co. , Ltd.) a uma superfície completa de uma placa de um circuito impresso preparada a partir de um laminado revestido com cobre e comportando uma porção de um circuito exposto e uma porção de um nao-circuito revestida com um revestimento de solda e seca-se depois a 130°C durante 2 minutos e submete-se a uma soldadura a 260°C durante 5 segundos para produzir uma placa para ensaio.

Imerge-se a placa de ensaio durante 1 minuto no a-gente de limpeza a seguir indicado, ajustado para 50°C e analisa-se o grau de eliminação a olho nú e avalia-se segundo o critério que se segue. 0 Quadro 1 mostra os resultados. -10 A: 0 fundente foi eliminado em quantidades satisfa_ tórias. B: Uma pequena quantidade do fundente nao foi remo vida. C: Uma quantidade considerável do fundente nao foi eliminada.

Em seguida lavou-se a placa de ensaio com um jacto de água e secou-se à temperatura ambiente durante 30 segundos e determinou-se a limpeza da placa de ensaio (concentração dos ioes residuais) de acordo com a MIL P28809 por meio da utilização de um medidor Omega 600 Se (nome comercial para um produto da Kenko Co, Ltd.). 0 Quadro 1 mostra os resultados.

Exemplos 2 a 9

Avaliou-se o grau de limpeza do fundente e a limpeza da placa de ensaio da mesma maneira que no Exemplo 1 à ex-cepçao da mudança do tipo de agente de limpeza, tal como se mostra no Quadro 1. 0 Quadro 1 mostra os resultados.

Exemplos 10 e 11

Avaliou-se o grau de limpeza do fundente e a limpe- za da placa de ensaio da mesma maneira que no Exemplo 1 à ex- ce pçao de se utilizar uma mistura preparada misturando 5 par- te s (Exemplo 10) de á gua com 95 partes do ag ente tensioactivo ou misturand o 50 part es (Exemplo 11) de água com 50 partes do ag ente tensi oactivo. -11-

Exemplo Comparativo 1

Tratou-se a placa de ensaio utilizada no Exemplo 1 com uma mistura azeotrópica de CFC (clorofluorocarbon) 113 e etanol (nome comercial: Freon TE, produto da Mitsui-Dupont Fluorochemical Co. , Ltd.) para limpeza, à temperatura ambiente nas condiçoes convencionais que nao requerem uma fase de la_ vagem com agua. Avaliou-se então o grau de eliminação do fundente e a limpeza da placa de ensaio, da mesma maneira que no Exemplo 1. 0 Quadro 1 mostra os resultados.

-12- /

Quadro cd 3 arP N 3 Ό τ) ij T3 Cd cu 0 00 eicd <u 3 •H iH <D o 4J r-t « G g, c a) <: •rl rl o0 r-. sT rH sr 5,0 Γ-Η sr co sr CO ST OL sr 5,0 Ol sr r- sr 6,0 Γ"- rH X3 6 cd =a 3 > ^ 3 y -rl H C 3 O u Ο σ4 3 O O 0) 'Z o 1 3 O 3 3 Cd u d e in <3 c < c < < c <1 < < < < o ε •H rH 3 3 cd ri 3 U 3 d 4J Cd jm l íâ,U o o o o o o o o o o o tí 3 2 « «s ri 3 m LO LO ÍT) LO LO LO LO LO LO LO Q* •H a e 3 s 3 rH ε- de o f-H T3 O 3 •ri 3 Ό) O *3 -ri £30 co LO C3 co OL LO LO 0"L O CO co Ό -ri Ο T3 ri 3 3 3 3 £ rH -ií· '3 OH Z ÊO CS 04 CN CN CN co rH iH rH rH «H rH tH tf o o o o CJ CJ u 3 1 1 1 I 1 1 1 CU o o o CN CN o o S rH H rH rH rH rH tH *rl !—1 o o o o o o o iH 0 0 cd O 3 3 CO 3 3 o CO CO o 3 0 •H »H •ri •H *rl •H •H •rH Ή Ό rH o o O o o o rH o o Cri 'cd o o O o o o o o '•H o o Ό rri 3 o o O o 0 u •ri o o o o ri O 4J 3 rH rH rH i—1 rH •H rH •H 3 rH rH 4-4 C tí T3 '3 '3 '3 '3 '3 rH '•H rH Tí '3 'cd O 3 0) '♦H ri VH 3 3 4-4 oo o 3 3 3 3 3 o 3 3 X 3 3 tf CD < o. Ό Ό Tí Tí T) 3 3 rH 3 T) Tí 3 1 •H T3 tH o Λ co Eh cd cd 3 3 cd cd cd 3 rH ri ri ri ri ri rH rH rH rH ri ri ri i-i tí 3 tí tí a o o O o tí tí 3 ' O jj 4J ri) u o o o o 4-1 4-1 u C0 CO CO CO co u o o u CO 3 3U •H •H •rl •H •H rH i—1 rH rH •H •H •ri a 2 2 2 2 2 L< LC L<! 2 2 2 o rH oj tH o Γ—^ • CN CO Sf m lO CO 3L rH rH O. X X X X X X X X X X X X o H a a a ca M a a a a a a o (Nota) * "OE" significa óxido de etileno 1) mistura de agente tensioactivo (95 partes) e água 2) mistura de agente tensioactivo (50 partes) e água (5 partes) (50 partes)

Claims

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REIVINDICAÇÕES 1.- Processo para a preparação de agentes de limpeza para remoção de fundentes à base de resina, caracterizado pelo facto de se misturar um agente tensioactivo de formula geral R-0-(CH,CH,0) -Η (1) i 2. n na qual R representa um grupo alquilo de cadeia linear ou ramificada ou um grupo alcenilo comportando 5 a 18 átomos de carbono e n representa um número inteiro compreendido entre 2 e 12, com água, em que a concentração do agente tensioactivo de fórmula geral I está compreendida entre cerca de 50% em peso e cerca de 100% em peso.

f

2.- Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de o símbolo R representar um grupo alquilo ou alcenilo de cadeia lir.ear ou ramificada comportando 10 a 16 átomos de carbono .

3. - Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de o símbolo n representar um número inteiro compreendi do entre 3 e 9.

4. - Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de o símbolo R representar um grupo alquilo de cadeia linear ou ramificada comportando 10 a 14 átomos de carbono e o símbolo n representar um número inteiro compreendido entre 3 e 9.

5. - Processo de limpeza para a remoção de um fundente â base de resina, numa placa electrica impressa, caracterizado pelo facto de se fazer contactar o agente de limpeza com o fundente, sendo o agente de limpeza constituído essencialmente por um agente ten- sioactivo de fórmola geral R-O-(CH2CH20)n-H (1) na qual R representa um grupo alquilo de cadeia linear ou ramificada ou um grupo alcenilo comportando 5 a 18 átomos de carbono e n representa um número inteiro compreendido entre 2 e 12. -16-

6. - Processo de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo facto de o símbolo R representar um grupo alquilo ou alcenilo de cadeia linear ou ramificada comportando 10 a 16 átomos de carbono.

7. - Processo de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo facto de o símbolo n representar um número inteiro compreendido entre 3 e 9.

8. - Processo de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo facto de o símbolo R representar um grupo alquilo de cadeia linear ou ramificada comportando 10 a 14 átomos de carbono e o sím bolo n representar um número inteiro compreendido entre 3 e 9.

9. - processo de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo facto de ao agente de limpeza estar associada água.

10. - Processo de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo facto de a concentração do agente tensioactivo de fórmula geral I estar compreendida entre cerca de 50% em peso e menos de cer ca de 100% em peso.

11. - Processo de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo facto de se fazer contactar o agente de limpeza com o fundente à base de resina durante um intervalo de tempo e a uma temperatura efectivos oara a remoção, do funder.ze. — A V -17-

12.- Processo de acordo com a reivindicação 5, caractsrizado oelo facto de se fazer contactar o agente de limpeza com o funden te a uma temperatura de cerca de 50°C.

13.- Processo de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo facto de incluir uma fase de lavagem com água da placa eléc-trica impressa. Lisboa, 25 de Junho de 1990 C Ag3ate Oficial da Propr’sdac!e Industrie1