AT392231B

AT392231B - Flussmittel zum loeten von verzinnten leiterplatten

Info

Publication number: AT392231B
Application number: AT67089A
Authority: AT
Inventors: Hans Plescher
Original assignee: Alcatel Austria Ag
Priority date: 1989-03-22
Filing date: 1989-03-22
Publication date: 1991-02-25
Also published as: ATA67089A

Description

AT 392 231 B

Die Erfindung bezieht sich auf ein Flußmittel zum Löten von verzinnten Leiterplatten, welches Kolophonium gemeinsam mit Aktivatoren, wie z. B. Carbonsäuren, in organischen Lösungsmitteln enthält

Flußmittel für das Löten sind in unterschiedlicher Ausbildung bekannt geworden. Eine Reihe von handelsüblichen Flußmitteln enthält in Lösungsmitteln gelöste Festkörper im Gesamtausmaß von etwa 5 bis 15 Gew.-%. Nach dem Lötvorgang verbleiben bei Verwendung von Kolophonium mit bekannten Aktivatoren, wie z. B. Adipinsäure, Ameisensäure od. dgl. in organischen Lösungsmitteln, Rückstände auf der Leiterplatte, welche durch mehr oder minder aufwendige Reinigungsschritte entfernt werden müssen. Weiters ist es bekannt, bei Flußmitteln mehr oder minder korrosive Substanzen zuzusetzen, welche eine Reinigung der Lötstelle unmittelbar vor oder während dem Lötvorgang ergeben sollen. Flußmittelrückstände müssen in der Regel mit Fluorchlorkohlenwasserstoffen und Chlorkohlenwasserstoffen abgespült werden, wobei für die Reinigung in der Regel die Umwelt belastende Reinigungsmittel eingesetzt werden müssen.

Neben Aktivatoren, wie beispielsweise Adipinsäure, wie sie insbesondere für ein gutes Aufsteigen von Lot in Durchkontaktierungen und zur Vermeidung von Lotkugeln auf Leiterplatten, wie sie bei anderen Flußmitteln beobachtet wurden, entwickelt wurden, ist es für andere Anwendungsfälle bekannt, anorganische Verbindungen, wie Ammoniumchlorid, Borax oder im Falle von Lötwasser HCl bzw. wäßrige Ammoniumchlorid- und Zinkchloridlösungen zu verwenden, wobei die genannten Substanzen beim Lötvorgang zu einer aggressiven Atmosphäre führen. Derartige Substanzen erfordern beim Einsatz aufwendige Absaugvarrichtungen und besondere Sicherheitsvolkehrungen.

Der Verzichtnng auf derartige aggressive Substanzen in Flußmitteln führte zu den eingangs als bekannt vorausgesetzten Aktivatoren, welche insbesondere in Form von Adipinsäure und Ameisensäure zum Einsatz gelangten, wobei aber auch Ameisensäure zu einer relativen hohen Umweltbelastung führt

Die Erfindung zielt nun darauf ab, ein Rußmittel der eingangs genannten Art zu schaffen, mit welchem auf die Verwendung aggressiver Substanzen zur Gänze verzichtet werden kann und gleichzeitig-ein-weitgehend rückstandsfreies Löten möglich ist, wobei auf eine Reinigung mit Lösungsmitteln zur Gänze verzichtet werden kann. Zur Lösung dieser Aufgabe ist das erfindungsgemäße Rußmittel im wesentlichen dadurch gekennzeichnet daß als Aktivator schlecht wasserlösliche Carbonsäuren insbesondere Zimtsäure oder Phenylessigsäure eingesetzt sind, welche bei der Temperatur des Lötvorganges unzersetzt verdampfbar sind ob» bei Temperaturen von über 250 °C frei von Zersetzungsprodukten mit ionogenem Charakter verdampfen. Die Verwendung schlecht wasserlöslicher Carbonsäuren, welche bei der Temperatur des Lötvorganges unzersetzt verdampf bar sind od» bei Temperaturen über 250 °C frei von Zersetzungsprodukten mit ionogenem Charakter verdampfen, führt hiebei zu einem rückstandsfreien Lötvorgang, wobei bei Auswahl des Aktivators unter Berücksichtigung dieser Bedingungen der Anteil an Aktivator und an Kolophonium gegenüber bekannten Rußmitteln wesentlich herabgesetzt werden kann. Die Herabsetzung des in Lösungsmitteln enthaltenen Festkörperanteiles führt in der Folge naturgemäß auch zu einer Verringerung der Umweltbelastung, da diese Substanzen bei einem rückstandsfreien Löten verdampfen müssen. In besonders vorteilhafter Weise hat sich als Aktivator und im speziellen in Kombination mit Kolophonium, wie es zum Zwecke d» Verbesserung des Ansteigens von Lot und zur Verbesserung der Verteilung üblicherweise als Hilfsmittel in Rußmitteln zum Einsatz gelangt, Zimtsäure erwiesen, wobei mit Vorteil als Aktivator Zimtsäure in Mengen von 0,1 bis 2 Gew.-% des Rußmittels enthalten ist. Derartige geringe Aktivatormengen sind in erster Linie bei Verwendung von Zimtsäure möglich geworden und bedeuten eine wesentliche Verringerung gegenüber handelsüblichen Rußmitteln. Die Maßgabe, den Aktivat» aus der Gruppe von überaus schlecht wasserlöslichen Carbonsäuren, wie Zimtsäure und Phenylessigsäure zu wählen, stellt hiebei sicher, daß gegebenenfalls nicht sichtbar zurückbleibende Reste bzw. Rückstände in feuchter Atmosphäre nicht nachträglich zu einer Korrosion der Lötstellen führen. Dem gleichen Umstand dient die Maßgabe, daß im Falle von Zersetzungsprodukten diese frei von ionogenem Charakter sein müssen, da sonst die Gefahr von erst im Anschluß an eine einwandfrei durchgeführte Lötung auftretenden Korrosionserscheinungen gegeben wäre.

Als Lösungsmittel im Rahmen des erfindungsgemäßen Rußmittels wird mit Vorteil Isopropanol im Gemisch mit Butylglycol und gegebenenfalls Glycerin eingesetzt, wobei die Verwendung von Butylglycol und gegebenenfalls Glycerin den Vorteil mit sich bringt, daß das Lösungsmittel nicht bereits in der Vorwärmzone vor dem eigentlichen Lötvorgang zur Gänze abdampft.

In besonders vorteilhafter Weise kann bei Kombination von Kolophonium und Zimtsäure der Gesamtgehalt von Kolophonium und Zimtsäure kleiner als 1 Gew.-%, vorzugsweise etwa 0,5 Gew.-% des Rußmittels gewählt werden, wodurch eine extrem geringe Feststoffbelastung und naturgemäß eine weitestgehende Rückstandsffeiheit gewährleistet ist In diesen Fällen wird Kolophonium und Zimtsäure im Gewichtsverhältnis 1 zu 3 bis 3 zu 1 eingesetzt, wobei, wie es einer bevorzugten Rezeptur bei gänzlichem Verzicht auf korrosive Ausgangsprodukte entspricht das Rußmittel 0,25 Gew.-% Naturkolophonium 0,25 Gew.-% Zimtsäure QjHgOj 1 Gew.-% Glyc»in C^HgO^ 10 Gew.-% Butylglycol und 88,5 Gew.-% Isopropanol -2-

Claims

AT 392 231 B enthält Ein derartiges Flußmittel entspricht der Klasse FSW 32 (halogen&ei) und kann darüberhinaus als überaus umweltfreundlich bezeichnet werden. Mit Rücksicht auf die im Vergleich zu anderen gängigen Flußmitteln extrem geringen Anteile an Kolophonium und Zimtsäure und dem Umstand, daß gegebenenfalls verbleibende Rückstände, soweit sie überhaupt auftreten, keinen ionogenen Charakter aufweisen, kann eine derartige Lötstelle auch in einer nachfolgenden feuchten Atmosphäre nicht mehr korrodieren. In allen Fällen kann auf die stark umweltbelastenden Reinigungsmittel, wie Chlorkohlenwasserstoffe bzw. Fluorchlorkohlenwasserstoffe, zur Gänze verzichtet werden. PATENTANSPRÜCHE 1. Flußmittel zum Löten von verzinnten Leiterplatten, welches Kolophonium gemeinsam mit Aktivatoren wie z. B. Carbonsäuren in organischen Lösungsmitteln enthält, dadurch gekennzeichnet, daß als Aktivator schlecht wasserlösliche Carbonsäuren, insbesondere Zimtsäure oder Phenylessigsäure, eingesetzt sind, welche bei der Temperatur des Lötvorganges unzersetzt verdampfbar sind oder bei Temperaturen über 250 °C frei von Zersetzungsprodukten mit ionogenem Charakter verdampfen.
2. Flußmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Aktivator-Zimtsäure in Mengen von 0,1 bis 2 Gew.-% des Flußmittels enthalten ist.
3. Flußmittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Lösungsmittel Isopropanol im Gemisch mit Butylglycol und gegebenenfalls Glycerin eingesetzt ist.
4. Rußmittel nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Gesamtgehalt von Kolophonium und Zimtsäure kleiner ist als 1 Gew.-%, vorzugsweise etwa 0,5 Gew.-%, des Rußmittels ist.
5. Rußmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Kolophonium und Zimtsäure im Gewichtsverhältnis 1 zu 3 bis 3 zu 1 eingesetzt sind.
6. Rußmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Rußmittel 0,25 Gew.-% Naturkolophonium 0,25 Gew.-% Zimtsäure QjHgC^ 1 Gew.-% Glycerin C^HgO^ 10 Gew.-% Butylglycol und 88,5 Gew.-% Isopropanol enthält. -3-