Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gemisch zur Reinigung von Platten mit gedruckten Schaltungen (Leiterplatten) .

Bisher werden Chlorofluorokohlenwasserstoffe zur Entfernung verblei¬ bender Lötflußmittel verwendet, die an Platten mit gedruckten Schal¬ tungen nach dem Löten haften. Im Hinblick auf das Problem der Zer¬ störung der Ozon-Schichten durch die Chlorofluorokohlenwasserstoffe hat man sich jedoch um die Entwicklung alternativer Reiniger bemüht.

Als Beispiele für alternative Lösungsmittel sind solche, die Tenside verwenden, solche, die organische Lösungsmittel verwenden, etc. be¬ kannt. Als Beispiele für Reiniger vom Typ organischer Lösungsmittel sind solche, die chlorhaltige Lösungsmittel verwenden, wie sie bei¬ spielsweise in der Japan Tokkyo Kokai Koho Sho64-152200 beschrieben sind, solche, die Terpen-Lösungsmittel verwenden, wie sie beispiels¬ weise in der Japan Kokai Kokkyo Koho Sho64-501908 beschrieben sind, etc. bekannt. Die ersteren sind problematisch im Hinblick auf eine Verunreinigung des Grundwassers durch chlorhaltige Lösungsmittel, während bei den letzteren die Schwierigkeit besteht, die Versorgung mit einem Produkt konstant gleichbleibender Qualität aufrechtzu¬ erhalten, da es sich um eine Naturprodukt handelt; daneben bestehen auch Probleme hinsichtlich des charakteristischen Geruchs und des hohen Preises. Auf der anderen Seite zeigen im Handel erhältliche hochsiedende Lösungsmittel des Kohlenwasserstoff-Typs wie Gasöle, Schweröle etc. allein eine geringe Wirkung in bezug auf die Ent¬ fernung der Lötflußmittel vom Colophonium-Typ, wie sie allgemein verwendet werden.

Die vorliegende Erfindung ist darauf gerichtet, ein Gemisch zum Reinigen von Leiterplatten (Platten mit gedruckten Schaltungen) anzubieten, das zur Entfernung von Lötflußmitteln vom Colophonium- Typ geeignet ist, ohne daß halogenhaltige Lösungsmittel wie Chloro- fluorokohlenwasserstoff-Lösungsmittel oder chlorhaltige Lösungs¬ mittel verwendet werden.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gemisch zum Reinigen von Leiterplatten (Platten mit gedruckten Schaltungen) , enthaltend einen oder mehrere aliphatische Kohlenwasserstoffe mit einer mitt¬ leren Zahl der Kohlenstoff-Atome von 8 bis 20 und eine oder mehrere organische Verbindungen mit einer oder mehreren polaren Gruppen.

Die für die vorliegende Erfindung einsetzbaren aliphatischen Kohlen¬ wasserstoffe können entweder geradkettig oder verzweigt, entweder gesättigt oder ungesättigt und auch solche mit einer oder mehreren alicylischen Kohlenwasserstoff-Gruppe(n) sein, jedoch werden solche mit einer oder mehreren geradkettigen oder gesättigten Kohlenwasser¬ stoff-Gruppe(n) als Haupt-Komponente bevorzugt. Sie können natur¬ gemäß zum ^~ Teil weniger als 20 Gew.-%, insbesondere 10 Gew.-%, aromatischer Kohlenwasserstoffe enthalten, z.B. Toluol, Xylol und andere Alkylbenzole etc..

Was die Kohlenstoff-Zahl der aliphatischen Kohlenwasserstoffe be¬ trifft, so ist eine mittlere Kohlenstoff-Zahl von 8 bis 20, insbesondere von 8 bis 15 zu bevorzugen; eine solche Flüssigkeit ist erwünscht, die vorzugsweise bei der Reinigungstemperatur niedrig¬ viskos und weniger flüchtig ist, während sie bei der Temperatur des Trocknens leicht entfernt werden kann.

Im Falle eines Lösungsmittel-Gemischs bedeutet die mittlere Kohlen¬ stoff-Zahl den Wert der Summe der Produkte aus der Kohlenstoff-Zahl

jeder (Kohlenwasserstoff-)Komponente und dem entsprechenden Ge¬ wichts-Anteil in der Mischung. Im allgemeinen wird ein Wert im Bereich von 8 bis 22 empfohlen.

Die übermäßige Anwesenheit von Kohlenwasserstoffen mit einer kleine¬ ren Kohlenstoff-Zahl als 8 würde eine Zunahme der Verdampfung während der Reinigung bewirken; umgekehrt würde die übermäßige An¬ wesenheit von Kohlenwasserstoffen mit einer größeren Kohlenstoff- Zahl als 23 nicht nur zu einer Notwendigkeit der Erhöhung der Tem¬ peratur der Trocknung führen, sondern auch sowohl zu einer Abnahme der Reinigungskraft des. Reinigers für Flußmittel vom Colophonium-Typ als auch zu einer Minderung des Reinigungseffekts auf Einzelheiten der Platten mit den gedruckten Schaltungen aufgrund der Erhöhung der Viskosität.

Aliphatische Kohlenwasserstoffe mit einem Siedepunkt von 100 °C bis 300 "C, vorzugsweise von 100 °C bis 250 °C, sind geeignet.

Konkrete Beispiele zu bevorzugender aliphatischer Kohlenwasserstoffe werden verkörpert durch geradkettige Kohlenwasserstoffe wie n-Octan, n-Nonan, n-Decan, n-Undecan, n-Dodecan, n-Tridecan, n-Tetradecan, n-Pentadecan etc. oder deren verzweigte (isomere) Formen vom Typ der iso-, sec- , tert- etc. Kohlenwasserstoffe.

Als organische Verbindungen mit einer oder mehreren polaren Gruppen werden entweder feste oder flüssige organische Verbindungen mit Sauerstoff- und/oder Stickstoff-Atom(en) innerhalb des Moleküls bevorzugt. Flüssigkeiten werden (gegenüber festen Stoffen) bevor¬ zugt; geeignet sind solche mit einem Siedepunkt von etwa 100 ^β C bis 300 °C, mehr bevorzugt von etwa 100 °C bis 250 °C.

Konkrete Beispiele für besonders zu bevorzugende organische Verbin¬ dungen mit einer oder mehreren polaren Gruppen sind solche mit einer Alkohol-Gruppe und mit einem Siedepunkt unterhalb von 300 °C, d.h.- geradkettige Alkohole wie Butanol, Hexylalkohol, Decanol etc. und deren verzweigte Isomere, solche mit einer alicyclischen Alkohol- Gruppe, beispielhaft verkörpert durch Cyclohexanol, solche mit mehreren Alkohol-Gruppen, beispielhaft verkörpert durch Hexylen- glycol, solche mit einer Ether-Gruppe, beispielhaft verkörpert durch Ethylenglycolmonobutylether, Ethylenglycoldibutylether etc., und solche mit einer Ester-Gruppe, beispielhaft verkörpert durch Ethyl- acetat etc..

Organische Verbindungen mit einer oder mehreren polaren Gruppen zeigen, wenn sie mit den oben erwähnten aliphatischen Kohlenwasser¬ stoffen kombiniert werden, einen synergistischen Effekt bei der Entfernung von Flußmitteln vom Colophonium-Typ.

Das Mischungsverhältnis der organischen Verbindungen mit polaren Gruppen zu den aliphatischen Kohlenwasserstoffen wird so einge¬ stellt, daß erstere weniger als 80 Gew.-%, vorzugsweise weniger als 65 Gew.-%, beider ausmachen. Wenn der Gewichts-Prozentsatz der organischen Verbindungen 80 % überschreitet, erleidet der Harz- Film-Teil der Leiterplatten mit den gedruckten Schaltungen mög¬ licherweise Quellung oder blättert ab.

Unter den durch die vorliegende Erfindung abgedeckten Reinigern für Leiterplatten werden solche bevorzugt, deren Wert der Viskosität bei der Anwendungstemperatur so niedrig wie möglich ist, die eine niedrige Oberflächenspannung haben und die sowohl in Bezug auf ihre Eindringkraft als auch ihr Benetzungsvermögen ausgezeichnet sind.

Hierdurch kann eine wirksame Entfernung von Schmutz auf den Einzel¬ heiten der Platten mit den gedruckten Schaltungen erreicht werden. Vorzugsweise liegt der Wert der Viskosität unter ca. 50 mPa.s (50 cP) , und günstiger unter 30 mPa.s (30 cP) bei 25 °C.

Reiniger-Gemische der vorliegenden Erfindung können weiterhin andere Additive enthalten. Beispielsweise können Tenside zugesetzt werden, um die Oberflächenspannung zu erniedrigen. Für diesen Zweck ein¬ setzbare Tenside sind beispielsweise Kohlenwasserstoff-Tenside wie Dioctylsulfosuccinat, Tenside des Silicon-Typs wie modifiziertes Polydimethylsiloxan, fluorhaltige Tenside wie Perfluoroalkylcarbon- säure-Derivate und andere. Der Gehalt dieser für den genannten Zweck zu verwendenden Tenside beträgt 0,001 bis 10 Gew.-%, mehr bevorzugt 0,005 bis 5 Gew.-%, der gesamten Zusammensetzung. Die übermäßige Verwendung von Tensiden wird nicht empfohlen, da diese in den Rück¬ ständen verbleiben.

Als anderer Typ von Additiven können Korrosionsschutzmittel zur Hemmung der Korrosion auf der metallischen Oberfläche des zu reinigenden Gegenstandes eingesetzt werden, beispielsweise Kupfer- Korrosionsinhibitoren wie Benzotriazol; Tolyltriazol etc.. Ein ge¬ eigneter Konzentrations-Bereich für diese Korrosionsinhibitor-Addi¬ tive umfaßt 0,01 bis 5 Gew.-%, mehr bevorzugt 0,01 bis 1 Gew.-%.

In der Praxis der Reinigung von Platten mit den gedruckten Schaltun¬ gen unter Einsatz eines Reinigers der vorliegenden Erfindung werden die Leiterplatten in das Reiniger-Gemisch eingetaucht, das zwischen Raumtemperatur und ca. 100 °C, vorzugsweise zwischen 30 "C und 70 °C, gehalten wird; gewünschtenfalls können gleichzeitig zusätz¬ lich Ultrabeschallung, Rühren, Vibration, Luft-Durchblasen, Flüssig- keits-Umwälzung durchgeführt werden; oder eine Reinigung kann mittels Spritzen, Abwischen etc. vorgenommen werden.

Nach dem Reinigen wie im Vorstehenden können die Leiterplatten entweder (aus dem Reiniger-Bad) herausgenommen und einfach getrock¬ net werden, oder sie können nochmals mit dem gleichen Reiniger(-Bad) oder herkömmlichen halogenhaltigen Lösungsmitteln wie Chlorofluoro- kohlenstoffen oder chlorhaltigen Reinigern oder Reinigern des Alkohol-Typs gereinigt werden. In diesem Fall ist ein Reiniger der vorliegenden Erfindung, der kein Tensid enthält, zu bevorzugen, da andernfalls unerwünschte Stoffe auf den Leiterplatten zurückbleiben können. Außerdem ist die Menge der für die zweite Reinigung einge¬ setzten halogenhaltigen Lösungsmittel außerordentlich gering im Vergleich zu derjenigen bei der herkömmlichen Methode; überdies ist auch eine Wiederverwendung der im Kreislauf zurückgeführten Lösungs¬ mittel tunlich.

Für dieses Spülen kann auch Wasser verwendet werden. Der Einsatz von Wasser ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn entweder eine be¬ trächtliche Menge wasserlöslicher Substanzen auf den Leiterplatten zurückbleiben oder wenn feine staubartige Rückstände dort in größe¬ ren Mengen vorhanden sind. Ein Reiniger-Gemisch für Leiterplatten, das dieser Arbeitsweise angepaßt ist, kann selbst Tenside zur Emul¬ gierung mit Wasser enthalten. Für diesen Zweck einsetzbare Tenside sind z.B. Tenside vom nicht-ionischen Typ mit addiertem Ethylenoxid, nicht-ionische Tenside vom Typ der Ester mit mehrwertigen Alkoho¬ len/höheren Alkoholen, nicht-ionische Tenside vom Alkanolamid-Typ, anionische Tenside wie Alkylbenzolsulfonate, Alkylsuccinate etc. (und soweit möglich deren Mischungen) . Der Gehalt an einem derarti¬ gen Tensid von z.B. 0,1 bis 50 Gew.-%, mehr bevorzugt von 3 bis 20 Gew.-%, liefert ein gutes Ergebnis und entspricht tatsächlich der Menge, die das Reiniger-Gemisch zur selbsttätigen Emulgierung in Wasser befähigt.

Weiterhin können die Platten mit den gedruckten Schaltungen, nachdem sie der obigen Behandlung unterzogen wurden, nötigenfalls mit Hilfe eines Lösungsmittels dampfgereinigt werden, das mit dem Reiniger- Gemisch kaum azeotrop destilliert, z.B. Ethanol, Isopropanol, Chlorofluorokohlenwasserstoffe, chlorhaltige Lösungsmittel etc.. In diesem Fall ist die Menge der für diese Reinigung eingesetzten halogenhaltigen Lösungsmittel außerordentlich gering im Vergleich zu derjenigen bei der herkömmlichen Methode, bei der die Lösungsmittel von Anfang an eingesetzt werden; überdies ist auch eine Wieder¬ verwendung der im Kreislauf zurückgeführten Lösungsmittel tunlich.

Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand praktischer Bei¬ spiele erläutert.

PRAKTISCHE BEISPIELE 1 bis 6:

TABELLE 1 zeigt die Rezepturen von Reiniger-Gemischen für Platten mit gedruckten Schaltungen. Bei diesen Reiniger-Gemischen wurde ihre Reinigungskraft mit Hilfe des folgenden Reinigungs-Tests ermittelt:

Reinigungs-Test:

Als Probekörper wurden Platten verwendet, die aus einem mit Epoxy- Harz getränkten Glasgewebe und gestreckter Kupfer-Folie laminiert waren und die zwei kammförmige Elektroden aufwiesen und gleichmäßig mit Lötflußmittel bestrichen und gelötet (240 ^C C; 5 s) waren. Der Reinigungs-Test erfolgte entweder durch Eintauchen oder durch Ultra¬ schall-Behandlung bei einer Bad-Temperatur von 40 ^β C während einer Dauer von 5 min. Danach wurden die Probekörper in eine Klimakammer gebracht, die auf einer Temperatur von 40 + 2 °C und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 90 bis 95 % gehalten wurde. Nach 96 h wurde der Wert des Isolierwiderstands 1 min nach dem Anlegen einer Gleich- spannungs-Belastung von 100 V gemessen.

Daneben wurden ionische Rückstände gemessen, und eine mögliche Ver¬ färbung und Korrosion der Platten wurden durch Betrachtung mit dem bloßen Auge geprüft.

PRAKTISCHES BEISPIEL 7, VERGLEICHSBEISPIELE 1 und 2:

TABELLE 2 zeigt die Rezepturen von Reiniger-Gemischen für Platten mit gedruckten Schaltungen. Bei diesen Reiniger-Gemischen wurde ihre Reinigungskraft mit Hilfe des folgenden Reinigungs-Tests ermittelt. In gleicher Weise wurden gemäß VERGLEICHSBEISPIEL 1 ein im Handel erhältliches Gasöl als Lösungsmittel, das in relativ reichlicher Menge hochsiedende Kohlenwasserstoffe enthielt, und gemäß VER¬ GLEICHSBEISPIEL 2 ein Chlorofluorokohlenwasserstoff-Lösungsmittel geprüft.

Reinigungs-Test:

Dieser wurde nach der gleichen Methode wie in den Praktischen Bei¬ spielen 1 bis 6 durchgeführt.

Effekt der vorliegenden Erfindung

Lötflußmittel vom Colophonium-Typ auf Leiterplatten können in wirk¬ samer Weise durch Reiniger-Gemische der vorliegenden Erfindung ent¬ fernt werden, ohne daß halogenhaltige Lösungsmittel benötigt werden.

TABELLE 1

P R A K T I S C H E B E I S P I E L E 1 2 3 4 5 6

C ₈ bis C _u *1 100 90 87 80 10

C bis C *2 50 40 8 15

Cyclohexanol 10 10 15 50 Ethylcarbitol 50

P0E(7)-Nonylphenol P0E(7) -Kokosölalkohol

Prüfergebnis:

Oberflächen-Isolier¬

13 13 13 13 13 13 widerstand [ O] >10 >10 ⁱ >10 ^1J >10 >10 >10

Ionische Rückstände [ /«/cm ] 0,4 <0,4 <0,4 <0,4 <0,4 <0,4

Verfärbung (Kupfer) keine keine keine keine keine keine

Korrosion keine keine keine keine keine keine

*1 Aliphatische Kohlenwasserstoffe mit n-Alkanen mit der Kohlen¬ stoffzahl 8 bis 11 als Haupt-Komponente

*2 Aliphatische Kohlenwasserstoffe mit n-Alkanen mit der Kohlen¬ stoffzahl 8 bis 15 als Haupt-Komponente

POE: Der Wert in ( ) ist die Stoffmenge (Mol-Zahl) der addierten Polyoxyethylen-Reste

TABELLE 2

PRAKTISCHES VERGLEICHS- BEISPIEL BEISPIELE 7 1 2

Chlorofluorokohlenwasserstoff 1 1 3 90

C bis C , *1 89,9 8 11

Gasöl Nr. 2 *3 100

Isopropylalkohol Methylacetat

Octylamin 5

Octylcarbonsäure 5

Benzotriazol 0,1

Prüfergebnis: Oberflächen-Isolier-

13 widerstand [ Ωj >10 Ionische Rückstände Verfärbung (Kupfer) keine keine keine Korrosion keine keine keine

*1 Aliphatische Kohlenwasserstoffe mit n-Alkanen mit der Kohlen¬ stoffzahl 8 bis 11 als Haupt-Komponente *3 Gasöl Nr. 2 gemäß Japanischer Industrie-Norm JIS K 2204