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电子清洗剂检测配方分析 [复制链接]

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电子清洗剂常用于电子元器件表面的助焊剂、油污等的清洗。随着近年来电子清洗剂产品应用范围的拓宽,其研发需求也愈发旺盛。

目前,国内使用较多的是欧美、日本、韩国等生产的电子清洗剂。从国内电子行业发展以及产品成本的角度考虑,应加速推进电子清洗剂的国产化进程,同时加深国内电子清洗剂生产及应用厂商对其产品组成体系的认识与理解。

1、电子清洗剂的分类

根据含水量的多少,电子清洗剂可以分为水基清洗剂、半水基清洗剂。根据样品体系酸碱度区分,电子清洗剂可以分为碱性清洗剂和中性清洗剂。

水基清洗剂

水基清洗剂相对于溶剂型清洗剂更加环保、安全、稳定性能好,符合当前绿色经济的可持续发展要求,因而水基清洗剂是较优的选择。

随着电子行业不断向流程化及自动化方向发展,电子元器件组装结构复杂化程度高、可靠性要求高。制造方需要降本提效,因此对水基清洗剂的预期也变得更高。

水基清洗剂目前广泛应用于以下行业:

半水基清洗剂

半水基清洗剂是在溶剂型清洗剂中加入少量的水及表面活性剂。半水基清洗剂中有机溶剂的含量较高,可以基本保持有机溶剂清洗剂原有的清洗性能。

半水基清洗剂相对于水基清洗剂,其优点在于溶解力高、净洗能力强。体系中的有机溶剂对有机物有较高的清洗力,体系中的表面活性剂可以去除油渍。

2、电子清洗剂的组成与分析

电子清洗剂主要组成成分为有机溶剂、有机碱、缓蚀剂、表面活性剂、稳定剂等。

有机溶剂

电子清洗剂中有机溶剂的种类较多,根据产品的应用工艺及产品的清洗对象,有机溶剂可以有多种选择。产品体系中通常选用两种到四种溶剂进行复配使用,从而保证产品的清洗性能,满足不同的产品及客户需求。

在分析过程中,通常可以通过GC-MS(气相-质谱联用仪)、NMR(核磁共振图谱)进行定性定量分析,如下图所示:

电子清洗剂原样磷酸三乙酯NMR内标图谱电子清洗剂原样氯仿萃取样的GC-MS图谱GC-MS图谱中3.19min流出物质匹配图谱

有机碱

有机碱可以对电子材料表面的油垢、松香、助焊剂等进行有效的去除。电子清洗剂中常见的有机碱有N-甲基二乙醇胺、二甘醇胺、N-丁基二乙醇胺、三乙醇胺、二乙醇胺、2-氨基-2-甲基-1-丙醇等。

在分析过程中,通常可以通过GC-MS(气相-质谱联用仪)、MS(质谱联用仪)进行定性分析,如下图所示:

电子清洗剂原样氯仿萃取样的GC-MS图谱GC-MS图谱中2.43min流出物质匹配图谱

缓蚀剂

电子清洗剂中常用的缓蚀剂有两种类型,一种为苯并三氮唑及其衍生物;另一种为有机酸与有机碱反应型的缓蚀剂。体系中常用的有机酸有:壬酸、癸二酸、月桂二酸、辛酸等。

有些电子清洗剂的体系中还添加少量的咪唑啉、咪唑啉衍生物、喹啉等作为缓蚀剂。

样品体系中的缓蚀剂通常采用NMR、GCMS、MS等仪器进行定性定量分析。

表面活性剂

基于电子清洗剂的使用工艺要求(电子清洗剂通常采用喷淋清洗),样品中加入的表面活性剂通常为洗涤性能好、泡沫较低的表面活性剂。常见的有炔醇聚氧乙烯醚、环氧乙烷环氧丙烷嵌段聚醚、脂肪醇为起始剂环氧乙烷环氧丙烷混聚的聚醚。

样品中的表面活性剂在分析中采用NMR、MS、PGC、Maldi-Tof、LCMS等进行定性定量分析。

3、电子清洗剂的发展方向与改进思路

电子清洗剂未来发展的方向主要为:环保无污染、使用寿命长、溶解净洗能力强、气味温和易施工、对基材表面友好无腐蚀。

环保性

环保性是市场硬性要求,若想提升清洗剂的环保性,配方的设计就会偏向水基型清洗剂,即加入水之后,具有一定的溶解性。在清洗剂使用过程中需加速循环搅动,促使液体时刻保持混合均匀状态,这样就会使清洗过程中清洗力均匀。

针对环保性提升方向,可以选择一些高级类醇醚。在此过程中需控制好碳链长度与醇羟基含量。在配方设计过程中,需要注意产品的水溶解性,否则会失去环保的意义,且会影响体系的稳定性。因而在产品设计中需要添加部分助溶剂,增加产品的水溶解性和使用稳定性。

渗透性与溶解性

电子清洗剂大部分针对的是助焊剂、锡焊膏、松香、红胶类的清除。渗透性与溶解性是重要的设计参数,可以利用相似相容,渗透溶解,表面张力等方向进行改善体系的综合清洗能力。

防腐蚀性

电子元器件含有多种金属基材和多种油墨,故而比较容易对金属造成腐蚀,如暗光,发灰,发黑等。因此在配方设计中要添加一些缓蚀剂或遮蔽剂,保护基材不被破坏。

随着电子清洗剂的国产化替代趋势日益明显,各厂商在基础配方开发及后续的产品升级阶段都面临着更大的挑战,亟需对产品的组成与配比进行更深入的了解。

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