SE457335B - Flussmedel foer mjukloedning samt foerfarande foer mjukloedning med anvaendning av flussmedlet - Google Patents

Description

457 335 av minst 80 vikt-%. Halterna av nonjoniskt ytaktivt medel och vatten samt övriga komponenter avpassas lämpligen så, afit f1USS“ medlet efter pâföring på en yta och avdrivning av det flyktiga lösningsmedlet till minst 50 vikt-% och företrädesvis till minst 80 eller 90 vikt-% innehåller de övriga beståndsdelarna lösta i blandningen av ytaktivt medel och vatten eller med bildning av flytande kristaller i den efter avdrivning av lös- ningsmedlet kvarvarande flussmedelsfilmen.

Halterna av huvudkomponenterna nonjonískt ytaktivt medel, vatten och flyktigt organiskt lösningsmedel är minst l vikt-%, företrädesvis minst 2 vikt-% nonjoniskt ytaktivt medel samt högst l5 eller företrädesvis högst 12 vikt-% nonjoniskt ytaktivt medel, minst l eller företrädesvis minst 2 vikt-% vatten och högst 80, i synnerhet högst 50, högst 20 eller högst 10 vikt-% vatten, samt resten huvudsakligen flyktigt lösningsmedel, företrädesvis i en mängd av minst 50 eller minst 70, speciellt minst 80 eller minst 90 vikt-%, varvid dessa viktprocentuppgifter är baserade på den totala vikten av flussmedlet eller eventuellt på vikten av dessa tre huvudkomponenter. Vidare är viktförhållandet nonjoniskt ytaktivt medelzvatten företrädesvis 1:8 och högst 5:1, i synnerhet minst 0,5:l och högst 2:1- Ett lämpligt värde av förhållandet är ofta minst O,75:l och högst l,5:l eller cirka l. 457 335 Exempel på lämpliga nonjoniska ytaktiva medel är mono- eller dialkylfenol-etylenoxid- och/eller -propylenoxidaddukter, företrädesvis mono- eller di-C3~Cl8-alkylfenol-2-15OE0/PO (d.v.s. alkylfenol-etylenoxid/propylenoxid-addukter innehål- lande 2 - 150 etylenoxidenheter och/eller propylenoxidenheter).

Ett lämpligt antal etylenoxid- och/eller propylenoxidenheter per alkylfenolmolekylär är t.ex. minst 4 eller minst 8 sådana enheter, t.ex. 5 eller l0 enheter. Lämpliga begränsningar kan vara högst 80, högst 60 eller högst 50 alkylenoxidenheter per molekyl. Såsom exempel kan härvid nämnas C5-Cl2-alkyl- fenol-5-80 EO/PO, nonylfenol-5-80 EO, dinonylfenol-5-80 EO, vidare alkanol-E0/P0-addukter, företrädesvis C5-C22-alkanol- 5-80 BO/PO, t.ex. -10-50 EO/PO-enheter. Även andra nonjoniska ytaktiva medel kan användas om de uppfyller de nämnda kraven, vilket lätt kan fastställas av en fackman med rutinförsök.

Det flyktiga organiska lösningsmedlet bör lämpligen till minst 20 %, företrädesvis minst 50 % eller minst 90 % av lösnings- medelsvikten utgöras av en eller fler alkanoler eller kolväten såsom alkaner med en kokpunkt av minst 40, företrädesvis minst 600 C och lämpligen högst 120 och företrädesvis högst 1000 C, i synnerhet propanol, företrädesvis 2-propanol. Lösningsmedlet skall kunna hålla de övriga komponenterna i lösning till fö- reträdesvis minst 80 eller 90 % av vikten och speciellt till 100 % av vikten av de övriga komponenterna så att en klar lös- ning av dessa bildas. Företrädesvis utgöres lösningsmedlet r. till minst 95, minst 99 eller 100 % av ämnen med kokpunkter 457 335 inom det angivna intervallet, i synnerhet alkanoler eller kol- väten, Föredragna kolväten är propanol, i synnerhet 2-propanol.

Flussmedlet innehåller vidare aktiva beståndsdelar eller s.k. aktivatorer, företrädesvis halogen avgivande komponenter, i synnerhet klor- eller bromhaltiga föreningar med förmåga att avge bunden klor eller brom vid för lödningen använda upp- hettningen. Såsom sådana aktivatorer kan användas de som kon- ventionellt användas för flussmedel för mjuklödning, såsom aminohydroklorid eller -bromid, t.ex. piperidin-hydroklorid, metylamin-hydroklorid, trietanolamin-hydroklorid, semikarb- azid-hydroklorid, dimetylaminmalonat-hydroklorid, 2-klor-l- dimetylaminopropan-hydroklorid, 2-brometylamin-hydroklorid, trimetylamin-hydroklorid, 2-dietylaminetylklorid-hydro- klorid, 3-dimetyl-l-propylklorid-hydroklorid, trietylamin- hydroklorid, piperidin-hydroklorid, dimetylamin-hydroklorid, metylamin-hydroklorid, karboxylsyror, såsom mono-, di-, tri- eller polykarboxylsyror, t.ex. Cl-C9-karboxylsyror, t.ex. vinsyra, bärnsstenssyra, äppelsyra, maleinsyra, oxalsyra, fumarsyra, glutarsyra, adipinsyra, pimelinsyra, ftalsyra, azelainsyra, citronsyra, malonsyra, glutaminsyra.

Företrädesvis är den för reaktion med ytan tillgängliga halten: av HCl och/eller HBr högst 1,5 g/l och i synnerhet högst l ; eller högst 0,5 g/l, räknat på det för påföring på metall- ytan avsedda flussmedlet eller eventuellt detta flussmedel efter avdrivning av det flyktiga lösningsmedlet. En lämplig lägre gräns för halterna av tillgänglig HCl och/eller HBr är 457 335 minst 0,01, minst 0,1 eller minst 0,2 g/l.- Vid användning av flussmedlet enligt uppfinningen pâföres detta såsom en lösning på den yta som skall lödas, t.ex. ett kretskort. Flussmedlet kan härvid påföras på något konventio- nellt sätt, exempelvis besprutning eller begjutning eller med påföringsvalsar eller neddoppning, t.ex. i en påförings- station på detaljer som frammatas kontinuerligt eller inter- mittent och som företrädesvis omedelbart därefter uppvärmas för avdrivning av lösningsmedlet och företrädesvis även för lödning.

Den skikttjocklek med vilken flussmedlet påföres beror av sammansättning och typ av lödda föremålet. För t.ex. krets- kort är en skikttjocklek av minst 5 och företrädesvis minst 10 eller minst 20 /nn i utgångstillståndet eller minst 0,1 jnn, .företrädesvis minst 0,5 /nn eller minst l }m1 eller minst Slpm efter avdrivning av det flyktiga lösningsmedlet, före- trädesvis i en mängd av minst S0 %, minst 80 %, eller minst 90 % lämplig. En övre gräns för skikttjockleken kan vara högst 200 /mn, företrädesvis högst 100 /mn eller högst 50 Inn eller högst 25 /nn före avlägsnandet av det flyktiga lös- ningsmedlet och t.ex. högst 50 }m1, högst 25 /nn, högst 10 }nn Éeller högst 5 /nn efter avdrivning av det flyktiga lösnings- å .medlet till någon av de haltnivåer som anges ovan.

!Avdrivningen av lösningsmedlet genomföres lämpligen vid sådana temperaturer att de lösta beståndsdelarna, i synnerhet de lös- 457 335 ta aktivatorerna, bildar flytande kristaller tillsammans med den nonjoniska tensiden och kvarvarande vattenhalt och even- tuellt kvarvarande halt av flyktigt lösningsmedel. En lämplig temperatur för upphettning av det påförda flussmedlet för av- drivning av lösningsmedlet kan vara minst 400 C, minst 500 C, minst 700 C eller minst 80 eller 900 C. För begränsning av temperaturen uppåt kan en temperatur av högst 140, företrä- desvis lzo, högst loo eller högst 9o° c vara lämplig.

Efter avdrivning av lösningsmedlet i önskad grad, helt eller delvis, upphettas till en lämplig lödningstemperatur, varvid denna upphettning kan genomföras skilt från upphettningen för avdrivning av lösningsmedlet eller samtidigt med denna upphettning eller såsom ett till detta omedelbart anslutande upphettningssteg.

'I det följande anges ett antal exempel på flussmedel som visat sig lämpliga för lödning av t.ex. kopparytor, t.ex¿ i form av kretskort.

Exempel l 2,0 g äppelsyra 1,0 g metylaminhydroklorid 50,0 g dinonylfenol-16 EO (etylenoxid)addukt 50,0 g avjoniserat vatten resten till 1000 ml 2-propanol 457 335 Exemgel 2 Man beredde ett flussmedel enligt uppfinningen innehållande 2,0 9 vinsyra 1,7 g piperidin-hydroklorid 20,0 g nonylfenoletylenoxidaddukt, EO = 10 40,0 g alkohol-etylenoxidaddukt (C16-C -alkohol, EO = 30) 18 60,0 g vatten till l000 ml 2-propanol Exemgel 3 Man beredde en flussmedelskomposition av 1,5 g citronsyra 1,5 g trietanolaminhydroklorid 50,0 g nonylfenoletylenoxidaddukt, EO = 50 60,0 g avjoniserat vatten resten till 1000 ml 2-propanol Exemgel 4 Man beredde ett flussmedel innehållande 2,0 g piperidinhydroklorid 2,0 g vinsyra 40,0 g nonylfenol-etylenoxidaddukt, EO = 10 080,0 g alkohol-etylenoxidaddukt, C16-C18-alkohol, EO = 30 480 g avjoniserat vatten resten till 1000 ml 2-propanol 457 335 Vid mjuklödning med de ovan angivna kompositionerna enligt exempel l ~ 4 erhölls mycket god utspridning av mjuklodet och god bindning samt ringa angrepp på de lödda ytorna.

Lämpliga mjuklod är konventionella mjuklod, företrädesvis tennbaserade, t.ex. tenn-blylegeringar, t.ex. med blyhalter upp till 70 % eller företrädesvis upp till 60 eller 40 % bly.

Efter lödningen kan kvarvarande flussmedelskomponenter med lätthet avlägsnas t.ex. genom sköljning med vatten eller annat lämpligt lösningsmedel för kvarvarande beståndsdelar.

Claims (9)

1. 457 335 gÅrENI-KRAV l. Flussmedel för mjuklödning av t.ex. elektronikkompo- nenter, k ä n n e t e c k n a t därav, att det utgöres av en lösning innehållande l-15, företrädesvis 2-12 viktprocent nonjoniskt ytaktivt medel företrädesvis med förmåga att bilda flytande kristaller i flussmedelsfilmen, 1-80, företrädesvis l-10 viktprocent vatten, samt flyktigt organiskt lösningsmedel, företrädesvis minst 70 vikt- procent, samt aktivatorer med förmåga att reagera med förore- ningar på de för lödning avsedda ytorna, såsom halogenider och karboxylsyror, och företrädesvis med ett viktförhâllande nonjoniskt ytaktivt medelzvatten av 1:8 till 5:1, i synnerhet O,5:l till 2:1.

2. Flussmedel enligt patentkrav 1, k ä n n e t e C k - n a t därav, att det såsom nonjoniskt ytaktivt medel innehål- ler mono- eller dialkylfenol-etylenoxid- och/eller -propylen- oxidaddukt, företrädesvis mono- eller di-C3-Cl8-alkylfenol-2- -150 etylenoxid/propylenoxid, i synnerhet C5-Cl2-alkylfenol-5- -80 etylenoxid/propylenoxid, speciellt nonylfenol-5-80 etylen- oxid och dinonylfenol-5-80 etylenoxid, alkanol-etylenoxid/pro- pylenoxid-addukt, företrädesvis C -C22-alkanol-2-80 etylen- 5 oxid/propylenoxid.

3. Flussmedel enligt patentkrav l eller 2, k ä n n e - t e c k n a t därav, att det flyktiga organiska lösningsmed- let till minst 50 % och företrädesvis minst 70 % eller minst 90 % av lösningsmedelsvikten utgöres av alkanol eller kolväte, såsom alkan, med kokpunkt inom intervallet 40-l20°C, företrä- desvis 60-l00°C, speciellt propanol, företrädesvis 2-propanol.

4. Flussmedel enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a t därav, att det såsom aktivatorer innehåller aminohydroklorid eller -bromid, i synnerhet piperi- din-hydroklorid, metylamin-hydroklorid, trietanolamin-hydro- 457 335 10 klorid, semikarbazid-hydroklorid, karboxylsyror, såsom mono-, di-, tri- eller polykarboxylsyror, t.ex. C -C9-karboxylsyror, l i synnerhet vinsyra, bärnstenssyra, äpplesyra, maleinsyra, varvid företrädesvis den för reaktion med ytan tillgängliga halten av HCl (HBr) är högst 1,5 g/l och i synnerhet högst 0,5 g/l.

5. Förfarande för mjuklödning, k ä n n e t e c k n a t därav, att man före lödningen på de ytor som skall lödas pâför ett flussmedel enligt något av föregående patentkrav, som utgöres av en lösning innehållande l-15, företrädesvis 2-12 viktprocent nonjoniskt ytaktivt medel företrädesvis med förmåga att bilda flytande kristaller i flussmedelsfilmen, l-80, företrädesvis l-10 viktprocent vatten, samt flyktigt organiskt lösningsmedel, företrädesvis minst 70 vikt- procent, samt aktivatorer med förmåga att reagera med förore- ningar på de för lödning avsedda ytorna, såsom halogenider och karboxylsyror, och företrädesvis med ett viktförhâllande nonjoniskt ytaktivt medelzvatten av l:8 till 5:1, i synnerhet 0,5:l till 2:1, och upphettar ytorna med flussmedlet så att dettas lösnings- medel, företrädesvis 2-propanol, avdunstar och därefter upp- hettar till den för mjuklödningen erforderliga temperaturen.

6. Förfarande enligt patentkrav 5, klä n nïe t e c k - n a t därav, att flussmedlet påföres med en skikttjocklek av 5-200 pm och företrädesvis l0-l00 pm i utgångstillståndet och/eller 0,5-25 pm, företrädesvis l-l0 pm efter avdrivning av 20 %, S0 %, 90 % eller ca 100 % av det flyktiga organiska lösningsmedlet.

7. Förfarande enligt patentkrav 5 eller 6, k ä n n e - t e c k n a t därav, att minst 20 %, företrädesvis minst 50 % eller minst 90 % av det flyktiga organiska lösningsmedlet avdrives före eller vid lödningen vid sådan temperatur, före- trädesvis 90-l20°C, att de lösta aktivatorerna bildar flytande kristaller tillsammans med den nonjoniska tensiden. b» Am 457 335 ll

8. Förfarande enligt något av patentkraven 5-7, k ä n - n e t e c k n a t därav, att man löder ytor av järn, koppar, nickel, zink eller legeringar av en eller fler av dessa metaller, t.ex. mässing, företrädesvis elektriska komponenter, såsom tryckta kretsar och liknande.

9. Förfarande enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a t därav, att man använder ett fluss- medel, som med de ingående beståndsdelarna bildar en klar lös- ning före och eventuellt efter avdrivningen av lösningsmedlet.