Состав для очистки сверл от смолы

 

Использование: очистка сверл от смолы и микрочастиц материала печатных плат в процессе изготовления многослойных печатных плат. Сущность изобретения: состав для очистки содержит, г/л: гидроокись калия 280-295 или гидроокись натрия 225- 300, диметилсульфоксид 415-435 и глицерин 265-315. 2 табл.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з С 23 G 1/14

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4866903/26 (22) 17.09,90 (46) 23.05,93. Бюл, № 19 (71) Научно-исследовательский институт физико-химических проблем Белорусского государственного университета им.

В.И,Ленина (72) А.М.Звонок, Н.M.Êóýüìåíîê, Л,Н,Григорьева, И,К.Гапанович и Г.И.Канойко (56) Автпрское свидетельство СССР

¹ 1122 56, кл, С 23 6 1/14, 1983.

Технологическая инструкция по очистке сверл от остатков смолы ТАИС 40218 — 89.

В процессе изготовления многослойных печатных плат, необходимых в больших количествах для электронной промышленности, иопользуются операции сверления отверстий, количество которых на одной плате достигает нескольких десятков тысяч.

Эти операции выполняются в полностью автоматизированном режиме с использованием. микропроцессоров, управляемых 3ВМ.

Для сверления применяются сверла диаметром 0,3 — 1 мм, изготовленные методом порошковой металлургии из дефицитных материалов (карбид вольфрама и металлический кобальт). Стоимость одного сверла составляет от 3,70 до 5 рубл. В ходе сверления происходит налипание клеящей основы . и микрочастичек материала плат на поверхность рабочей части сверла. Это приводит к появлению дефектов на станках отверстий, что нарушает дальнейший процесс их меднения и приводит к браку.

Целью настоящего изобретения является повышение эффективности моющего со„„, рЦ „„181б805А1 (54) СОСТАВ ДЛЯ ОЧИСТКИ СВЕРЛ ОТ

СМОЛЫ (57) Использование: очистка сверл от смолы и микрочастиц материала печатных плат в процессе изготовления многослойных печатных плат. Сущность изобретения: состав для очистки содержит, г/л: гидроокись калия 280-295 или гидроокись натрия 225300, диметилсульфоксид 415-435 и глицерин 265 — 315. 2 табл. става для очистки сверл, используемых при изготовлении печатных многослойных плат, за счет удаления смолы и микрочастиц материала платы с поверхности сверл при исключении химической коррозии материала и сокращения числа операций очистки. Поставленная цель достигается тем, что.моющий раствор для сверл, включающий щелочь (NaOH или КОН) и воду, дополнительно содержит диметилсульфоксид и глицерин при следующем соотношении компонент (г/л):

Щелочь (NaOH или

КОН) 210 — 295 г (КОН)

225 — 300 г (Na0H)

Диметилсул ьфоксид 415 — 435 г

Глицерин 265 — 315 r

Остальное — вода до 1 л

Изменение соотношения диметилсульфоксида и водного раствора щелочи нецелесообразно, так как влечет изменение содержания глицерина, обеспечивающего гомогенность смеси. Уменьшение содержания глицерина приводит к расслоению и образованию двухфазной системы, а увеличение ухудшает растворяющие свойства состава.

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемый очищающий состав отличается от известного введением новых компонентов; диметилсульфоксида и глицерина. Таким образом, заявляемый состав соответствует критерию "новизна". В литературе отсутствуют сведения об использовании диметилсульфоксида и глицерина для очистки сверл малого диаметра, Использование только смеси диметилсульфоксида и глицерина не позволят провести такую очистку сверл. И только указанное сочетание компонентов позволяет достичь цель изобретения: провести эффективную очистку поверхности сверл при исключении коррозии материала сверла и сократить число операций, Таким образом, данный состав компонентов придает очищаемому составу новые свойства, что.позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию "существенные отличия".

Время и температура обработки сверл зависит от характера загрязнений (смолы) и находится в пределах 30 — 60 мин. при температуре 60-110 С. Оптимальными температурно-временными параметрами обработки сверл, при соблюдении которых происходит эффективная их очистка, является 80 С в течение 60 мин. Обработанные сверла промывают проточной водой и протирают салфеткой.

Исследование поверхности сверл, обработанных заявляемым составом под микроскопом (увеличение 1 х28), показывает, что, в процессе обработки не происходит нарушения структуры металла или химической коррозии, что хорошо видно на снимках (фиг. 4).

Для приготовления заявляемого состава можно использовать как твердую щелочь, так и выпускаемые промышленно 40 и 50 $ растворы NaOH и КОН в воде.

В опытах по очистке использовались как новые, так и подвергавшиеся прежде удалению смолы сверла с помощью состава, приведенного в прототипе. Указанные сверла применяются в технологическом процессе изготовления многослойных печатных плат.

Монослои платы представляют собой стеклотекстолит с токопроводящим рисунком электрической схемы, которые склеива:ет эпоксидной или фенолформальдегидной смолой в многослойную плату. В ходе срер816805 4 ления происходит местный разогрев сверл в результате чего на их поверхности, главным образом на стружкоудаляемой кромке происходит налипание смолы. Кроме того, на поверхности сверл накапливаются микрочастицы материала печатной платы — мелкодисперсные частички стекловолокна и микростружка меди..

Несмотря на то, что эти частицы имеют

10 низкую адгезию к материалу сверла сами по себе, они присутствуют в смоле, налипают на поверхность сверла в процессе сверления. При растворении смолы частицы стекловолокна и меди накапливаются в осадке, 15 о чем свидетельствует визуальный микроскопический анализ осадка.

Опыты проводили на партиях, состоящих из 10 сверл с последующей оценкой эффективности очистки под микроскопом

20 при кратности увеличения в 28 раз. Результаты испытаний приведены в таблице 1.

Сущность предлагаемого решения иллюстрируется следующими примерами:

Приготовление раствора для отмывки.

25 К требуемому количеству щелочи (см, таблицу 2) при осаждении прибавляют пЬрциями равное по массе количество воды, после растворения щелочи, добавляют указанный в таблице 2 обьем диметилсульфок30 сида и глицерина и добавить воду до обьема

1 литра. Раствор должен быть гомогенным и не расслаиваться при сливании.

Пример 1.

10 сверл, не подвергавшихся ранее очи35 стке и загрязненных остатками смолы, помещают в 38 мл смеси, содержащей 8,44 г едкого кали, 16,5 г (15 мл) диметилсульфоксида и 10,0 r (8 мл) глицерина, остальное— вода, при температуре 60 и выдерживают

40 60 мин. Сверла промывают водой и протирают салфеткой. Удаление смолы полное и химическая коррозия не наблюдается.

Удаление. смолы за более короткое время — 40 мин. может быть осуществлено при

45 температуре.80"С, а повышение температуры до 100 С позволяет сократить время обработки сверл до 30 мин.

Пример 2.

10 сверл, не подвергшихся ранее очистке и загрязненных смолой, помещают в 40 мл смеси, содержащей 8,44 г едкого кали, 16,5 г (15 мл) диметилсульфоксида и 12,6 r (10 мл) глицерина, остальное — вода. Удаление смолы с поверхности сверл происходит

55 за 60 мин. при температуре 60оС, повреждения поверхности сверл и их химической коррозии не наблюдается.

Пример 3.

Опыт проводят с таким же количеством сверл и аналогичным характером загрузки, 1816805

t летворительное, на 8 сверлах имеются остатки смолы, Пример 12.

10 сверл, не подвергавшихся ранее ачи5 стке и загрязненных остатками смолы, помещают в 45 мл раствора следующего состава: 9,74 г гидроксида калия, 27,5 г (25 мл) диметилсульфоксида, 6,3 г (5 мл) глицерина, остальное — вода. Раствор расслаива10 ется, качество смывки неудовлетворительное, Пример 13, 10 сверл, не подвергавшихся ранее очистке и загрязненных остатками смолы, по15 мещают в раствор объемом 45 мл следующего состава: 9,74 r гидроксида калия, 16,52 r (15 мл) диметилсульфаксида, 18,9 г {15 мл) глицерина, остальное — вода.

Выдерживают при температуре 100 С в те20 чение 60 мин. Качество смывки неудовлетворительное, на 6 сверлах имеются остатки .смолы.

Пример 14 (по прототипу), 10 сверл, не подвергавшихся ранее очи25 стке, загрязненных остатками смолы, подвергают обработке 50 мл раствора щелочной отмывки в течение 40 мин, при

100 С, Далее сверла промывают водой при

20 С в течение 3 мин. и погружают в канцен30 трированнуюсерную кислоту на 20 мин. при

20 С. После промывки водой (2 мин. при

20 С) сверла погружают в 10;ь раствор соляной кислоты на 15 сек. (20 С) и снова промывают водой (3 мин., 20 С). Сверла

35 протирают салфеткой. Удаление смолы— полное, однако изменяется внешний вид

40 как описано в примере 1, используя 38 мл смеси состава, содержащей 9,74 г гидроксида калия, 16,5 г (15 мл) диметилсульфоксида и 10,0 r {8 мл) глицерина, остальное — вода при указанных выше температурно-временных параметрах, Удаление смолы полное, повреждения сверл не наблюдается.

Пример 4.

Опыт проводят аналогично примеру 3 с использованием состава, содержащего

11,31 r гидроксида калия, 16,5 г (15 мл) диметилсульфоксида и 10,0 r (8 мл) глицерина, вода — да 38 мл; температурно-временные параметры как в опыте 1. Удаление смолы полное, коррозия отсутствует.

Пример 5, Опыт проводят аналогично примеру 1 в таких же условиях, используя вместо гидроксида калия 8,58 г гидроксида натрия, Удаление смолы полное, коррозия сверла не происходит, Пример 6.

Опыт осуществляют аналогично примеру 3, используя вместо гидроксида калия

10,0 г гидроксида натрия, Удаление смолы полное, коррозии не происходит.

Пример 7, Осущ;;твляют аналогич о примеру 4, исгальзуя вместо гидраксидз калия 11,44 r гидраксида на";рия, Удаление полное, коррозия отсутствует.

Пример 8.

10 сверл, подвергшихся ранее очистке согласно прототипу и загрязненных остатками смолы, помеща от в 40 мл смеси состава, содержащего 11,31 r гидраксида калия, 16,52 r (15 мл) диметилсульфоксида и 12,6 г (10 мл) глицерина, остальное — вода, гыдерживают при температуре 80 С в течение 60 мин. Сначала промывают водой, затем протирают салфеткой. Удаление смолы — полное на 7 сверлах и на 70 (смола удалена на

3 сверлах.

Пример 9, Опыт проводят, как в примере 8, температура 100 С, время — 60 мин, Удаление 4 смолы на 9 сверлах, полное, на 1 — сверле— на 807, . Коррозии поверхности не происходит, Пример 10.

Опыт проводят аналогично примеру 9 5 при температуре 110 С в течение 60 мин.

Удаление смоли — полное.

10 сверл, не подвергавшихся ранее очистке и загрязненных остатками смолы, помещают в 55 мл раствора, содержащего 16,2 5 г гидроксида калия, 16,5 г (15 мл) диметилсульфаксида, 18,9 r (15 мл) глицерина, ос-.альное — вода. Выдерживают при 800С в течение 60 мин, Качество смывки — неудовсверл, а именно; отсутствие блеска, серый налет. Эта является следствием химической коррозии поверхности сверл, что падтверждает фотографический снимок поверхности сверла, обработанного составом по прототипу (рис. 3).

Как отмечалось выше в описании, при отмывке сверл по прототипу происходит химическая коррозия материала сверл, в результате чего их поверхность становится неровной и шероховатой, Это особенно заметно после 2-й отмывки по прототипу.

В возникшие неровности и раковины на поверхности попадает смола, причем ее адгезия в этом случае выше чем в случае гладкой поверхности новых сверл, В связи с этим условия отмывки с использованием предлагаемого состава отличаются для новых сверл и сверл первой и второй отмывки по прототипу, Приведенные примеры наглядно иллюстрируют, чта сверла которые ранее подвергались отмывке по прототипу, сильнее забиваются смолой v для их полной

1816805

Формула изобретения . Состав для очистки сверл от смолы, содержащий гидроокись щелочного металла, отличающийся тем, что, с целью

5 повышения эффективности очистки и предотвращения коррозии сверл, он дополнительно содержит диметилсульфоксид и глицерин, а в качестве гидроокиси щелочного металла — гидроокись калия или гидро10 окись натрия при следующем соотношении компонентов, г/л: гидроокись калия — 210-295; или гидроокись натрия — 225-300; диметилсульфоксид — 415 — 435;

15 глицерин— 265 — 315. отмывки требуются более жесткие условия (сравните примеры 8, 9, 10).

Плохое качество отмывки в примерах

11-13 связано с использованием заявляемого состава, с содержанием компонентов, выходящими за указанные в формуле пределы.

Таким образом, заявляемый состав для очистки сверла от остатков смолы и микрочастиц материала печатных плат позволяет достичь полного удаления остатков смолы без коррозии материала сверла, что увеличивает срок его эксплуатации и составит значительный экономический эффект.

Таблица 1

Качество смывки

Диметилсуль- Глицерин фоксид; г

Щелочь, г пп вода - до 1 л

Состав раствора

283(КОН) 315

283(КОН)

295(КОН) 10

300

216(КОН) 140

216(КОН) 13

420

По прототипу, описанному в заявке

3

5

222(КОН)

210(КОН)

256(КОН)

295(KOH)

225(NaOH)

263(Na OH)

300(йа ОН)

283(КОН) 435

415

315

Удаление полное коррозии нет

Полное удаление на 7 на 70 Д вЂ” на

3, коррозии нет.

Удаление полное на 9, на 807,-на

1 коррозии нет

Удаление полное коррозии нет.

Смывка неудовлетворительная, на 8 сверлах остатки смолы

Раствор расслаивается, смывка неудовлетворительная

Смывка неудовлетворительная, на 6 сверлах остатки смолы, коррозии нет, Удаление смолы полное, поверхность корродирует.

1816805

Таблица 2, Состав растворов, используемых в примерах 2 — 13 в пересчете на 1 л (остальное вода — до 1 л).

Глицерин, г (мл) Диметилсульфоксид, r (мл) Щелочь, г

М примера

Составитель А.Звонок

Техред М.Моргентал Корректор М,Ткач

Редактор

Заказ 1709 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж 35. Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

2

4

6

8

11

12

13 4

222(КОН) .

210(КОН)

256(KOH)

295(KOH)

225(NaOH)

263(йэОН)

300(NBOH)

283(КОН)

283(КОН)

283(КОН)

295(КОН)

216(КОН)

216(КОН) по прототипу

435(395 мл)

415(375 мл)

435(395 мл)

435(395 мл)

435(395 мл)

435(395 мл)

435(395 мл)

415(375 мл)

415(375 мл)

415(375 мл)

300(273 мл)

611(555 мл)

367(333 мл) 265(210 мл)

315(250 мл)

265(210 мл)

265(210 мл)

265(210 мл)

265(210 мл)

265(210 мл)

315(250 мл)

315(250 мл)

315(250 мл)

344(273 мл)

140(110 мл)

420(333 мл)