DE3390209C2 - - Google Patents

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    • C23FNON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F1/00Etching metallic material by chemical means
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C09K13/00Etching, surface-brightening or pickling compositions
    • C09K13/04Etching, surface-brightening or pickling compositions containing an inorganic acid
    • C09K13/08Etching, surface-brightening or pickling compositions containing an inorganic acid containing a fluorine compound
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    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/02Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which the conductive material is applied to the surface of the insulating support and is thereafter removed from such areas of the surface which are not intended for current conducting or shielding
    • H05K3/06Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which the conductive material is applied to the surface of the insulating support and is thereafter removed from such areas of the surface which are not intended for current conducting or shielding the conductive material being removed chemically or electrolytically, e.g. by photo-etch process
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Description

Die Erfindung betrifft eine Lösung zum Entfernen von Lötmittel oder Zinn und/oder einer Zinn/Blei-Legierung von einem Kupfer- oder Nickel­ substrat; sie betrifft insbesondere eine Lötmittel-Entfer­ nungslösung für Platten bzw. Karten vom Typ mit einer Lötmittel-Maske über blankem Kupfer (SMOBC-Typ) oder mit nachfolgender Nickel- Gold-Plattierung der Lötzungen auf Druckschaltungsplatten bzw. -karten, Nickel und/oder Nickellegierungen und Kupfer oder Kupferlegierungen.
Die bekannten Lötmittel-Entfernungslösungen werden in zwei Typen eingeteilt, wobei der erste Typ Peroxid enthält und der zweite Typ kein Peroxid enthält.
Die Lötmittel-Entfernungslösungen vom Peroxid-Typ basieren alle auf der gleichen chemischen Zusammensetzung und ent­ halten ein Fluorid und ein Peroxid. Eines der Hauptproble­ me, das bei dem Peroxidsystem auftritt, besteht darin, daß die Reaktion sehr exotherm ist, so daß sich während der Entfernungsreaktion (Abbeizwirkung) schnell Wärme anreichert. Während das Abbeizen der Lötzungen kein besonderes Problem darstellt, müssen der Beladungsfaktor reduziert oder Kühlschlangen instal­ liert werden, wenn SMOBC-Platten abgebeizt werden sollen. Bei Verwendung von Lötmittel- Entfernungslösungen vom Peroxid-Typ wird das Lötmittel an der Grenzlinie dunkel, weil die Art der Lötmittelentfernung mehr ein Angriff an der Korngren­ ze ist als eine echte Auflösung des Lötmittels. Deswegen wird das Lösungsmittel sehr dunkel, wobei ein weißer pulver­ förmiger Rückstand auftritt. Durch die Entfernungslösungen wird das Epoxyharz gemasert, da ein sofortiger Angriff an der Epoxyharz-Unterschicht erfolgt, und wenn sich die Lösung erhitzt, wird der Angriff noch ausgepräg­ ter. Die Lösungen lassen einen unlöslichen weißen Rückstand zurück, der zunehmend dicker wird, je mehr Auf- bzw. Ablösung erfolgt. Obgleich der Rückstand abgewischt werden kann, kann er aus den Löchern oder dem Linienüberhang nicht ohne eine Sekundärbehandlung entfernt werden. Es ist immer eine Belüf­ tung erforderlich, da das Peroxid aus der Lösung einen Flu­ oridnebel in Form eines Gases abgibt. Wenn die Lösung sich exotherm erwärmt, wird die Gasbildung noch stärker. Ob­ gleich die Lösungen Kupferinhibitoren enthalten, wird den­ noch das Kupfer in beträchtlichem Ausmaß angegriffen. Die Rate des Angriffs steigt fast exponentiell, wenn sich die Lösung erhitzt. Wenn Platten bzw. Karten mit großen Flächen, die abgebeizt werden sollen, nahe zusammenge­ bracht werden, kann die zwischen den Platten bzw. Karten eingeschlossene Lösung leicht 57 bis 66°C er­ reichen, auch wenn der Hauptkörper eine Temperatur von 29,4°C hat. Diese eingeschlossene Lösung mit hoher Temperatur kann zu einem isolierten übermäßigen Kupferan­ griff führen, der bei der Entfernungslösung sonst nicht auf­ tritt.
Die Entfernungslösungen vom Nicht-Peroxid-Typ haben eine vielgestaltigere chemische Zusammensetzung als die Lötmit­ tel-Entfernungslösung vom Peroxid-Typ, obgleich in den meisten derjenigen vom peroxidfreien Typ eine anorganische Säure verwendet wird. Die Entfer­ nungslösungen vom peroxidfreien Typ weisen eindeutige Vorteile gegenüber den Entfernungslösungen vom Peroxid- Typ insofern auf, als die Entfernungslösungen vom peroxid­ freien Typ zu keiner Maserung des Epoxyharzes führen, kon­ trollierbare Entfernungsraten ergeben und nur schwach exo­ therm sind und das Lötmittel wirklich auflösen, ohne es nur einfach zu unterschneiden.
Mit der vorliegenden Erfindung werden diese Nachteile des Standes der Technik durch Schaffung einer per­ oxidfreien Entfernungslösung in Form eines 1- Komponenten-Systems beseitigt, das während des Entfernungs­ vorganges klar und leicht sichtbar ist und das Substrat insbesondere an der Grenz­ linie nicht angreift und nach der Einführung von Zinn oder Lötmittelle­ gierung eine um Wochen oder Monate verlängerte Haltbarkeit besitzt.
Ein Versuch, die obengenannten Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen, ist in der US-PS 36 77 949 be­ schrieben, in der eine Lötmittel-Entfernungszubereitung be­ schrieben ist, die aus einer Nitro-substituierten aroma­ tischen Verbindung, einer anorganischen Säure, ausgewählt aus der Gruppe Fluorborsäure, Fluorkieselsäure und Sulfamid­ säure, sowie Thioharnstoff besteht. Weitere Zusätze sind organische Säure-Beschleuniger und Netzmittel. Diese Zu­ sammensetzung hat den Nachteil, daß nach der Einführung von Zinn oder einer Legierung davon in die Lösung die Ge­ brauchsdauer in Stunden gemessen wird und daß auf der Oberfläche des Basismaterials nach dem Entfer­ nen des Lötmittels ein weißer pulverförmiger Rückstand zurückbleibt, der entweder durch Abkratzen oder mittels einer Sekundärlösung entfernt werden muß. Die darin beschriebene Lösung ist insbesondere unwirksam zur Entfernung von Zinn oder einer Zinnlegierung.
Mit der vorliegenden Erfindung werden die Nachteile des Standes der Technik überwunden durch Schaffung einer peroxidfreien Lötmittel-Entfernungslösung, bei der es sich um ein 1-Komponenten-System handelt, das während des Ent­ fernungs- bzw. Reinigungsvorganges klar und mit einer strohgelben Farbe sichtbar ist, das Substrat oder die Epoxy­ harzplatte bzw. -karte, insbesondere an der Grenzlinie, nicht angreift und eine lange Haltbar­ keit besitzt.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist allgemein eine peroxidfreie Lötmittel- oder Zinn-Entfernungslösung, die klar und leicht sichtbar ist, ein 1- Komponenten-System darstellt, eine lange Lagerfähigkeit besitzt, das Substrat nicht angreift, auch nicht an der Lötmittel-Grenzlinie, ein gereinigtes (blankes) Kupfer ergibt, das rosa­ farben und glänzend erscheint und für die nachfolgende Bearbeitung leicht aktiviert werden kann und das keinen Rückstand auf der Platte zurückläßt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform betrifft die vor­ liegende Erfindung eine Lötmittel-Entfernungslösung mit einer Nitro-substituierten aromatischen Verbindung, Salpetersäure, einem Thioharnstoff und einem Hydroxy­ phenol in der wäßrigen Lösung.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung eine peroxidfreie Lötmittel- Entfernungslösung zum Entfernen von Zinn/Bleilegierung von Leiterplatten, insbesondere solchen vom Typ mit einer Lötmittel-Maske über blankem Kupfer, wobei es sich bei der Lösung um eine wäßrige Lösung einer Nitro-substituierten aromati­ schen Verbindung, von Fluorborsäure, Borsäure, eines Hydro­ xyphenols, von Ammoniumnitrat, Salpetersäure und Thio­ harnstoff handelt und das Lötmittel oder das Zinn durch chemische Reaktion von dem auf die Epoxyharz­ platten auflaminierten Kupfer oder Nickel unter Freisetzung des Substratmetalls heruntergelöst wird, so daß es oxidfrei und glänzend für die Aktivierung und anschließende Bear­ beitung vorliegt.
Ein signifikanter Vorteil der erfindungsgemäßen peroxid­ freien Lötmittel-Entfernungslösung ist der, daß bei dem Lötmittelangriff das Lötmittel nicht an der Grenzlinie schwarz zurückbleibt. Das Kupfer erscheint rosafarben und glänzend nach der Entfernung des Lötmittels und kann für die nachfolgende Bearbeitung leicht aktiviert werden.
Ein anderer wichtiger Aspekt der Erfindung ist, daß die Lötmittel- Entfernungslösung klar ist und während des Abbeizvorganges die Beobachtung erlaubt. Die Lösung hat eine Strohfar­ be, d. h. sie ist gelb gefärbt. Nach dem Reinigungs- bzw. Entfernungsvorgang bleibt kein Rückstand am Boden der Lö­ sung zurück, bis die Entfernungslösung nahezu erschöpft ist.
Ein weiterer wichtiger Aspekt der Erfindung ist, daß die Lötmittel-Entfernungslö­ sung um etwa ein Drittel mehr Zinn/Blei entfernt als die gleiche Menge der bekannten Lösungen.
Ein weiterer wichtiger Aspekt der Erfindung besteht darin, daß die Löt­ mittel-Entfernungslösung eine größere Ergiebigkeit hat, bezogen auf die gleiche Menge einer bekannten Lösung. Obgleich die erfindungsgemäße Lötmittel- Entfernungslösung etwas teurer ist, wiegt die größere Ergiebigkeit den Unterschied auf. Die erfin­ dungsgemäße Lötmittel-Entfernungslösung bewirkt auch eine Reinigung von überfluteten Teilen, wenn auch in einer gerin­ geren Rate als bei nicht-überfluteten Teilen.
Gemäß der vorstehend beschriebenen Ausführungsform der Er­ findung besteht ein Hauptziel der Erfindung darin, eine Lötmittel-Entfernungslösung zu schaffen, die auch Zinn ent­ fernt.
Ein Ziel der Erfindung besteht ferner darin, eine Lötmittel- Entfernungslösung zu schaffen, die sich insbesondere für Platten vom Typ mit einer Lötmittel-Maske über blan­ kem Kupfer (SMOBC-Typ), bei denen große Flächen abgebeizt werden müssen, eignet.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, eine Lötmit­ tel-Entfernungslösung anzugeben, die klar ist, während des Abbeizvorganges die Beobachtung erlaubt und das Kupfer rosafarben und glänzend zurückläßt für die Akti­ vierung und die anschließende Bearbeitung. Die Entfernungs­ lösung läßt auch keinen Rückstand auf den Leiterplatten zurück.
Ein weiteres Ziel der Erfindung liegt im Einsatz bei der Her­ stellung von Druckschaltungsplatten, bei der die Entfernung einer Blei-Zinn- Lötmittellegierung oder von Zinn eine notwendige Stufe der Herstellung ist. Ein weiteres Anwendungsgebiet ist die Entfernung von defekten Überzügen aus Zinn oder Lötmittel auf elektrischen Komponenten, die gegenüber dem Kontakt mit einer Fluor enthaltenden Chemika­ lie empfindlich sind, beispielsweise solchen, die Verbindun­ gen auf Fluorid- oder Fluorborat-Basis enthalten. In diesen Fällen umfaßt die Formulierung der erfindungsgemäßen Lö­ sung nicht die Verwendung einer Fluorborat enthaltenden Verbindung.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, eine Lösung aus einer Nitro-substituierten aromatischen Verbindung, Salpetersäure, einem Thioharnstoff und einem Hydro­ xyphenol bereitzustellen, die eine Gebrauchsdauer von Wochen bis Monaten hat. Die Zuberei­ tung zum Entfernen eines Blei-Zinn-Legierungs-Lötmittels und von Zinn von einem Kupfer- oder Nickelsubstrat weist eine verlängerte Gebrauchsdauer auf und ergibt eine rückstandsfreie Substratoberfläche aufgrund der Zugabe eines Hydroxyphenols zu einer wäßrigen Lösung mit einer Nitro-substituierten aromatischen Verbindung, Salpetersäure und Thioharnstoff. Das Hydroxyphenol und/ oder die Derivate davon setzen den Lebensdauerverkürzungs­ effekt, wenn einmal Zinn in die Lösung eingeführt worden ist, außer Kraft.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Verwendung der erfindungsgemäßen Lösung dort, wo Gold oder Nickel oder eine Kombination davon auf Lötzungen-Bereiche der Druck­ schaltungsplatte aufgebracht worden ist.
Diese Ziele werden mit den in den Ansprüchen 1, 5 und 8 bean­ spruchten Lösungen erreicht.
Die erfindungsgemäße peroxidfreie Entfer­ nungslösung kann die nachstehend angegebenen Komponenten in den nachstehend angegebenen Mengenbereichen pro Liter Wasser enthalten:
Nitro-substituierte aromatische Verbindung|20-150 g/l
Fluorborat-Verbindung 0,1-300 g/l
3-Hydroxyphenol 0,1-50 g/l
Ammoniumverbindung 0,1-300 g/l
Ammoniumnitrat 0,1-150 g/l
Salpetersäure 0,1-400 g/l
Thioharnstoff 0,1-30 g/l
Borsäure 2-60 g/l
Die Lösung ergibt eine verlängerte Gebrauchsdauer bei der Entfernung von Lötmittel-Legierun­ gen oder von Zinn von den Substratmetallen Kupfer, Nickel oder Kupferlegierungen oder von Druckschaltungsplatten als Substraten.
Andere Ziele und viele der damit verbundenen Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden detaillierten Be­ schreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen hervor, in denen gleiche Teile durch gleiche Bezugsziffern bezeichnet sind. Es zeigt
Fig. 1 den Einsatz der erfindungsgemäßen Löt­ mittel-Entfernungslösung;
Fig. 2A-2E die einzelnen Fertigungsschritte einer SMOBC- Platte, von der Lötmittel oder Zinn in der Entfernungslösung entfernt und anschließend eine Lötmittelmaske in ausgewählten Berei­ chen aufgebracht wird; und
Fig. 3A-3D die einzelnen Herstellungsschritte einer Druck­ schaltungsplatte und das zum Aufbringen des Nickel-Gold-Überzugs in den Zungenbereichen erforderli­ che Verfahren.
Natrium-m-nitrobenzolsulfonat ist die bevorzugte aromatische Nitroverbindung, es ist aber auch jede andere wasserlösli­ che Nitro-substituierte aromatische Verbindung geeignet. Geeignete Beispiele, auf die die Erfindung jedoch nicht be­ schränkt ist, sind o-, m- und p-Nitrochlorbenzole; o-, m- und p-Nitrobenzolsulfonsäuren und o-, m- und p-Nitroben­ zoesäuren und Mischungen davon. Die erfindungsgemäß bevor­ zugt verwendete nitrosubstituierte aromatische Verbindung ist Natrium-m-nitrobenzolsulfonat.
Durch Verwendung von Salpetersäure wird die Reaktionsgeschwindigkeit so beschleunigt, daß sich die Abbeizrate der bisher bekann­ ten Entfernungs- bzw. Reinigungszusammensetzungen ähnlicher Formulierungen verdoppelt. Der auf der Basismetalloberflä­ che zurückbleibende weiße Rückstand aus Zinn- oder Bleisal­ zen wird durch Verwendung von Salpetersäure ebenfalls ent­ fernt. Wie für den Fachmann auf dem Gebiet der Fluorboratchemie bekannt, sollte Borsäure zusammen mit einem Fluorboration vorhanden sein, um den Effekt des frei­ en Fluorids außer Kraft zu setzen, wenn das Fluorboration dissoziiert.
Ammoniumfluorborat ist die bevorzugte Quelle für Ammonium- und Fluorborationen. Andere geeignete Quellen sind gewöhnli­ che Ammoniumverbindungen, wie Ammoniumnitrat, Ammoniumace­ tat, Ammoniumhalogenide oder Ammoniumhydroxid und Natrium­ fluorborat, Kaliumfluorborat oder Fluorborsäure. Außerdem führt die Einführung des Ammoniumions dazu, daß das Blei- Zinn-Legierungs-Lötmittel oder das Zinn angegriffen wird, wobei es in einem weißen und nicht-oxidierten Zustand zurückbleibt, wodurch es möglich wird, nur einen Teil die­ ser Ablagerungen zu entfernen. Bisher war diese partielle Entfernung und anschließende Reaktivierung nicht möglich. Die Zugabe von Ammoniumionen in Form von Ammoniumfluorborat hat auch den zusätzlichen Vorteil, daß dadurch die Menge an Blei und Zinn erhöht wird, die gelöst werden kann, bevor ei­ ne Ausfällung auftritt.
Thioharnstoff selbst ist der bevorzugte Thioharnstoff, ge­ eignet sind aber auch andere Alkyl- und aromatische Thio­ harnstoffe.
Durch die Gegenwart von 3-Hydroxyphenol wird der nachteili­ ge Effekt der Organozinnverbindungen, die zu einer vorzeiti­ gen Abstoppung einer vorteilhaften Abbeizwirkung führen, gestoppt, wodurch die Gebrauchsdauer einer solchen Entfernungs­ lösung verlängert wird, so daß sie in Wochen/Monaten gemes­ sen werden kann anstatt in Stunden. 3-Hydroxyphenol ist das bevorzugte Hydroxyphenol, es können aber auch andere Hydro­ xyphenole und/oder ihre Derivate erfindungsgemäß verwendet werden.
Eine bevorzugte Zubereitung der Komponenten für die Lösung 10 umfaßt in einer wäßrigen Lösung auf 1 l Wasser die fol­ genden:
Natrium-m-nitrobenzolsulfonat|80 g/l
Fluorborsäure (48%ig) 276 g/l
Borsäure 8 g/l
3-Hydroxyphenol 8 g/l
Ammoniumnitrat 36 g/l
Salpetersäure (42°Be) 90 ml/l
Thioharnstoff 14 g/l
Wasser ad 1 l
Die erfindungsgemäße peroxidfreie Lötmittel-Entfernungs­ lösung wird zur Entfernung von Zinn oder Zinn/Blei-Legierungen oder ähnlichen Lötmittel- Ablagerungen von einem Kupfersubstrat eingesetzt, beispielsweise einem solchen, das auf eine Druckschaltungsplatte auflaminiert worden ist, oder von irgendeiner ähnlichen Oberfläche; insbesondere ist die peroxidfreie Zinn/Blei-Lötmittel-Entfernungslösung auf das Abbeizen von Druckschaltungs­ platten vom Typ mit einer Lötmittel-Maske über blankem Kupfer (SMOBC-Typ) oder mit nachfolgender Nickel-Gold-Beschichtung der Zungen gerichtet. In der Massenproduktion kann die Lö­ sung entweder auf das jeweilige Segment der gedruckten Schaltung aufgesprüht werden oder alternativ kann das Ende der Platte in eine Lösung eingetaucht werden, wie beispielsweise in der beiliegenden Zeichnung darge­ stellt. Durch die Lösung wird die Zinn/Blei-Legierung von den Zungen der Druckschaltungsplatte entfernt, bis das Kupfer als rosafarbenes glänzendes Metall vorliegt. Das Kupfer selbst wird nicht angegriffen. Die peroxidfreie Lötmittel-Entfernungslösung eignet sich insbesondere zur Anwendung eines Sprühverfahrens im Gegensatz zu einem Tauchverfahren. Bei Raumtemperatur wird zweckmäßig eine Lösung von 29,4°C verwendet. Das Erhitzen kann mit einer Heizvorrichtung vom rostfreien 316-Stahl- oder Teflon- Typ erfolgen und die Lösung kann in einem PVC-, Polyethylen- oder Polypropylen-Behälter verwendet werden. Die Gebrauchs­ dauer der Lösung wird auf 6 Monate geschätzt, bei Lagerung bei Raumtemperatur an einem kühlen trockenen Platz. Natürlich müssen die üblichen Standard-Sicherheits­ einrichtungen angewendet werden, da die Lösung Säuren sowie Oxidationsmittel enthält. Die Lösung hat eine strohgelbe Farbe und keinen oder nur geringen Geruch.
Die Ergiebigkeit der peroxidfreien Lötmittel-Entfernungslö­ sung ist so, daß sie 134,6 bis 164,6 g/l Lötmittel aus 0,002 cm dickem Zinn/Blei innerhalb von etwa 90 s auflöst. Der Beladungsfaktor kann bis zu 0,024 m²/l betragen.
Die Fig. 1 erläutert eine peroxidfreie Lötmittel-Entfer­ nungslösung in einem geeigneten Behälter 12, z. B. aus PVC, Polyethylen oder Polypropylen. Es wird eine Heizvorrichtung 14, beispielsweise eine Heizvorrichtung vom rostfreien 316-Stahl- oder Teflon-Typ oder dgl., verwendet. Eine Druck­ schaltungsplatte 16 mit einem dielektrischen Substrat 18, wie z. B. G-10 Glas-Epoxy oder dgl., umfaßt darauf eine geätzte Kupferfolie 20 mit einem Zinn/Blei- Lötmittel-Plattierungsüberzug 22. Das eine Ende der Platte 24 weist eine Vielzahl von Lötzungen 26 auf, welche die Verbindung zu der Kupferfolien-Schaltung herstellen.
Die Lösung eignet sich zwar zum Eintauchen, sie ist aber ebensogut geeignet zum Versprühen. Die Lösung ist klar und die Entfernung bzw. Reinigung ist mit bloßem Auge leicht sichtbar. Die Lösung läßt kein schwarzes Lötmittel an der Grenzlinie zurück und stellt sicher, daß beim Abbeizen das Kupfer rosafarben und glänzend erscheint für die nachfolgende Bearbeitung. Es bleibt kein Rückstand zurück und sie eignet sich insbesondere für die Reinigung von durchgehend plattierten Löchern. Höchst bedeutsam ist, daß keine unangenehmen Ge­ rüche während des Entfernungs- bzw. Reinigungsvorganges der SMOBC abgegeben werden. Die Entfernungslösung löst 134,6 bis 164,6 g/l Lötmittel über eine Dicke von 0,002 cm Zinn/Blei innerhalb von etwa 90 s mit einem Beladungsfaktor von bis zu 0,024 m²/l. Dies ist der Fall etwas oberhalb Raumtemperatur bei 29,4°C, für ein überflutetes Lötmittel wird jedoch ein Temperaturbereich von 35 bis 38°C vorgeschlagen. Niedrigere Temperaturen führen zu einem entsprechenden Abfall der Entfernungs- bzw. Reinigungsrate. Der jeweilige Vorteil ist der, daß kein signifikanter Angriff an dem Basis-Epoxylaminat oder an dem darunterliegenden Kupfer auftritt, unabhängig davon, wie lange eingetaucht wird. Wichtiger ist noch, daß der helle pulverförmige Rückstand, der in der Regel auf der Oberfläche der darunterliegenden Kupferschicht bei Verwendung der bekannten Entfernungslösungen vom Peroxid- oder peroxidfreien Typ auftritt, nicht vorhanden ist und bei Verwendung der peroxidfreien Lötmittel-Entfernungslösung 10 fehlt.
Die Fig. 2A bis 2E zeigen die einzelnen Schritte eines SMOBC-Verfahrens, bei dem Lötmittel oder Zinn in der Entfernungslösung entfernt wird. Fig. 2A zeigt die Platte vor Verwendung der Entfernungslösung und Fig. 2B das Kupferätzen. Fig. 2C zeigt die Lösung beim Entfernen des Lötmittels oder des Zinns. Fig. 2D zeigt die Aufbringung einer selektiven Lötmittelmaske auf ausgewählte Bereiche. Fig. 2E zeigt die Bereiche, auf welche die Lötmittelmaske nicht aufgebracht worden ist, und die dann mit einer Schicht aus geschmolzenem Lötmittel in einer Lötmittel-Abgleichungsauftragsstufe über­ zogen werden. Die erfindungsgemäße Lösung 10 wird bei der Entfernung bzw. Reinigung gemäß Fig. 2C verwendet.
Die Fig. 3A bis 3D zeigen die einzelnen Schritte bei Verwendung der Lötmittel-Entfernungslösung auf einer Druckschaltungsplatte und das zum Aufbringen eines Nickel-Gold-Überzugs auf die Lötzungen erforderliche Verfahren. Fig. 3A zeigt die PC-Platte, Fig. 3B das Kupferätzen, Fig. 3C das Entfernen von Lötmittel oder Zinn und Fig. 3D die Nickel- oder Goldplattierung.
Die Erfindung wird durch das folgende Beispiel näher erläutert, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein.
Beispiel
500 ml einer Entfernungslösung werden hergestellt durch Zu­ gabe von Natrium-m-nitrobenzolsulfonat, Fluorborsäure, Thioharnstoff und 3-Hydroxyphenol zu Wasser, wobei die Kom­ ponenten in einer solchen Menge zugegeben werden, daß die nachfolgend angegebenen Konzentrationen erhalten werden:
Natrium-m-nitrobenzolsulfonat|80 g/l
48%ige Fluorborsäure 276 g/l
Thioharnstoff 16 g/l
3-Hydroxyphenol 8 g/l
Die resultierende Lösung wird in zwei 250-ml-Portionen auf­ geteilt. Die erste dieser Portionen, die Lösung A (Vergleich), hat die oben angegebene Zusammensetzung. Die Lösung B enthält zu­ sätzlich 9% einer konzentrierten Salpetersäure.
In beide Lösungen wurden drei 2,54 cm×12,70 cm große Stücke eines kupferplattierten Laminats, auf das ein Lötmittel in einer Dicke von 0,0018 cm aufplattiert worden war, eingetaucht. Von den in die Lösung A eingetauchten Stücken wurde das Lötmittel innerhalb von etwa 3 min entfernt, wobei nur ein leichter weißer Rück­ stand auf der Kupferoberfläche zurückblieb.
Von den in die Lösung B eingetauchten Stücken wurde das Lötmittel innerhalb von 1 1/2 min entfernt, ohne daß ein Rückstand irgendwelcher Art auf der Kupferoberfläche zurück­ blieb.

Claims (13)

1. Lösung zur Entfernung von Zinn oder Zinn-Blei-Legie­ rungs-Lötmittel von einer Kupfer- oder Nickel-Unterlage, dadurch gekennzeichnet, daß sie enthält:
  • a) 20 bis 150 g/l einer m-nitrosubstituierten aromati­ schen Verbindung;
  • b) 0,5 bis 10 g/l eines Thioharnstoffs, ausgewählt aus der Gruppe Thioharnstoff, Alkylthioharnstoff und aromati­ scher Thioharnstoff; und
  • c) 0,1 bis 50 Vol.-% Salpetersäure.
2. Lösung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem ein Fluorboration der Formel RBF₄, worin R ein Kation ist, das aus einem Wasserstoff-, Ammonium-, Natrium- oder Kaliumion besteht, in einer Menge innerhalb des Bereiches von 0,1 bis 750 g/l enthält.
3. Lösung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem Borsäure in einer Menge innerhalb des Be­ reiches von 2 bis 60 g/l enthält.
4. Lösung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie 0,1 bis 50 g/l eines Hydroxyphenols enthält, das der Entfernungslösung eine längere Lebensdauer bzw. Haltbar­ keit verleiht.
5. Peroxidfreie Lötmittel-Entfernungslösung, dadurch gekennzeichnet, daß sie enthält:
  • a) 20 bis 150 g/l einer nitrosubstituierten aromatischen Verbindung;
  • b) 0,1 bis 750 g/l einer Fluorboratverbindung;
  • c) 0,1 bis 400 g/l Salpetersäure;
  • d) 0,1 bis 30 g/l Thioharnstoff;
  • e) 2 bis 60 g/l Borsäure; und
  • f) Wasser zum Auffüllen auf 1 l.
6. Lösung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie 0,1 bis 50 g/l Hydroxyphenol enthält.
7. Lösung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die nitrosubstituierte aromatische Verbindung ausgewählt wird aus der Gruppe der o-, m- und p-Nitrochlorbenzole, der o-, m- und p-Nitrobenzolsulfonsäuren und der o-, m- und p-Nitrobenzoesäuren.
8. Lösung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie Natriummetanitrobenzolsulfonat enthält.
9. Lösung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Hydroxyphenol 3-Hydroxyphenol umfaßt.
10. Lösung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Thioharnstoff ausgewählt wird aus Alkylthioharnstoff und aromatischem Thioharnstoff.
11. Peroxidfreie Lötmittel-Entfernungslösung, dadurch gekennzeichnet, daß sie enthält:
  • a) 80 g/l Natrium-m-nitrobenzolsulfonat;
  • b) 276 g/l Fluorborsäure;
  • c)  8 g/l Borsäure;
  • d) 90 ml/l Salpetersäure;
  • e)  14 g/l Thioharnstoff;
  • f)  8 g/l 3-Hydroxyphenol; und
  • g) Wasser zum Auffüllen auf 1 l.
12. Lösung nach Anspruch 11 zum Entfernen von Lötmittel oder Zinn in einem SMOBC-Verfahren.
13. Lösung nach Anspruch 11 zum Entfernen von Lötmittel oder Zinn von Druckschaltungsplatten bzw. -karten in einem Nickel-Gold-Verfahren.
DE19833390209 1982-09-20 1983-09-20 Lötmittel-Entfernungslösung Granted DE3390209T1 (de)

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