MXPA01005351A - Composicion acuosa de limpieza. - Google Patents

Abstract

Se describe un procedimiento para el uso de una composicion acuosa de limpieza para retirar material organico de un sustrato; la composicion de limpieza de preferencia incluye un agente tensioactivo no ionico y tambien puede incluir un solvente de eter glicolico.

Description

COMPOSICIÓN ACUOSA DE LIMPIEZA REFERENCIA CRUZADA A SOLICITUD RELACIONADA Esta solicitud reclama el beneficio de la solicitud provisional de E.U.A No. 60/110031 , presentada el 25 de Noviembre de 1998.

CAMPO DE LA INVENCIÓN Esta invención se refiere a una composición acuosa de limpieza y un procedimiento para el uso de dicha composición para eliminar el material orgánico de un sustrato. Esta invención se describirá en un principio en relación con la limpieza de partes electrónicas cuyas superficies se ensucian con ün residuo orgánico, por ejemplo, pastas de soldadura pura y adhesivos de montaje sobre superficies a base de epoxi sin curar que están presentes en las superficies de tarjetas de circuitos y esténsiles, como resultado del procedimiento de ensamble. Sin embargo, debe entenderse que la invención tiene una aplicabilidad más amplia, como se explica más adelante. En el ensamble electrónico, la soldadura es un procedimiento para formar un enlace metalúrgico entre componentes y una tarjeta de circuitos impresos para elaborar un circuito electrónico. Esto se realiza mediante el contacto de la tarjeta y los componentes con soldadura fundida. La conexión de soldadura se forma cuando ésta se solidifica al enfriarse. El flujo de soldadura se utiliza para retirar óxidos de las superficies, de manera que la soldadura puede humedecerse con efectividad. La pasta de soldadura es una combinación viscosa de pasta de flujo y partículas de soldadura secas que tiene una figura casi esférica. La pasta de soldadura es una composición sustancialmente estable que puede distribuirse a través de un orificio o puede imprimirse a través de un esténsil. La pasta de soldadura se utiliza para soldar componentes de montaje sobre superficies, es decir, aquéllos que son soldados directamente sobre la superficie de una tarjeta de circuitos impresos. Los adhesivos de montaje sobre superficies se utilizan con frecuencia para sostener componentes de montajes sobre superficies en su sitio antes de la soldadura. Estos adhesivos están basados por lo común en silicón, epoxi, uretano o químicos acrílicos, de los cuales el epoxi es más común. Los epoxis utilizados para ensamble electrónico casi siempre son composiciones curables que comprenden una resina epóxica de bisfenol A, una resina epóxica de poliol alifático, una amina modificada, llenadores y aditivos. La pasta de soldadura y/o adhesivo de montaje sobre superficies epóxico se aplica a tarjetas de circuitos mediante esténsil o distribución de la pasta o adhesivo a través de una boquilla pequeña antes de la colocación de los componentes electrónicos en las tarjetas. Periódicamente, habrá una "mala impresión", es decir, una tarjeta en la cual la pasta o adhesivo no se distribuyó en la ubicación apropiada. En esos casos, es más económico limpiar la tarjeta y volver a usarla, en lugar de desecharla. También es necesario limpiar los esténsiles después de varias impresiones para conservar las aberturas sin suciedad para evitar una futura obstrucción de abertura, malas impresiones y problemas de confiabilidad consecuentes con el ensamble del circuito completo. Las composiciones de limpieza deseables, además de ser benignas para el ambiente, deben ser seguras para el usuario. En consecuencia, no deben ser inflamables bajo las condiciones de uso y no deben ser tóxicas, o deben tener una toxicidad baja, entre otros atributos ya conocidos en la técnica. Las composiciones de limpieza deseables deben ser efectivas también para eliminar contaminantes de los sustratos sin dañar los sustratos o los materiales de construcción del equipo en el que se está utilizando la composición. La presente invención se refiere a una composición de limpieza que es efectiva para eliminar residuos orgánicos de sustratos que se ensucian con los mismos, en particular superficies de partes electrónicas que se ensucian con adhesivos a base de compuestos orgánicos y pasta de soldadura.

INFORME DE DESARROLLOS Las composiciones de limpieza de la técnica anterior para limpiar residuos de pasta de soldadura adhesivos de montaje sobre superficies que a menudo comprenden solventes de agotamiento de ozono y niveles elevados de compuestos orgánicos volátiles (VOC) y son inflamables o combustibles.

Actualmente en la industria electrónica, hay una tendencia hacia el uso de composiciones de limpieza con propiedades ambientales favorables, en específico aquéllas con concentraciones bajas de compuestos orgánicos volátiles (VOC). Por lo común, la industria ha confiado mucho en el uso de composiciones de limpieza que ahora se considera que tienen propiedades ambientales desfavorables, como potenciales elevados de agotamiento de ozono o potenciales elevados de calentamiento global. Los ejemplos de dichas composiciones son 1 ,1 ,2-triclorotrifluoroetano (CFC-113) y 1 ,1 ,1-tricloroetano. Debido a sus propiedades indeseables, las composiciones mencionadas con anterioridad se han reemplazado con solventes de presión de vapor elevada. Los ejemplos de dichos solventes son alcohol isopropílico e hidrocarburos alifáticos, como por ejemplo, espíritus minerales. Dichos solventes ahora se consideran desfavorables porque tienen concentraciones elevadas de VOC, que contribuyen a ia formación de ozono a nivel del suelo. En la actualidad, las normas establecidas por el Estado de California en general se designan como las más estrictas en Estados Unidos, y por lo tanto, se consideran una guía para la industria. Bajo las leyes de California, la presente norma requiere composiciones que tengan un contenido de VOC menor a 50 g/l. Las composiciones acuosas de limpieza para retirar pasta de soldadura de esténciles ya se conocen en la industria. Para limpiar pastas de soldadura pura, se eligen como limpiadores un solvente o detergente a base de agua o saponificador inorgánico, es decir, un producto con componentes alcalinos y un pH mayor a 10. Por ejemplo, la patente de E.U.A. No. 5,593,504 a Cala et al., describe un limpiador alcalino acuoso que comprende sales alcalinas, como carbonatos de metal alcalino, una formulación de agente tensioactivo que contiene al menos un agente tensioactivo no ¡ónico, un inhibidor de corrosión de silicato de metal alcalino, y estabilizadores para conservar los componentes en solución acuosa. Una composición de limpieza disponible en el mercado, comercializada por Smart Sonic Corporation bajo el nombre 440-R SMT Detergent es un limpiador muy alcalino adecuado que tiene un pH por encima de 12 en sus concentraciones recomendadas para limpiar pastas de soldadura y adhesivos para dispositivos montados sobre superficies (SMD). Estos limpiadores y otros similares tienen una variedad de desventajas. En primer lugar, porque son alcalinos y tienen un pH mayor a alrededor de 8, el material gastado debe neutralizarse con ácido antes de desecharlo; además, dichos limpiadores alcalinos pueden emplearse para limpiar pastas de soldadura, pero no adhesivos de montaje sobre superficies, porque el agua activará prematuramente el mecanismo de curación epóxico, como se explica más adelante. En consecuencia, sería necesario para los fabricantes de electrónica que requieren eliminar no sólo pasta de soldadura, sino también adhesivos de montaje sobre superficies, para utilizar múltiples sustancias químicas de limpieza. Los limpiadores alcalinos también pueden atacar determinados metales sobre tarjetas de circuitos, componentes o esténciles. Para limpiar epoxis sin curar, los productos a base de agua no se utilizan por lo común, porque la exposición al agua tiende a provocar que el epoxi se cure prematuramente. Los solventes no higroscópicos, como éteres de propilenglicol, hidrocarburos alifáticos o d-limoneno son solventes de limpieza preferidos. Si el epoxi se cura sobre el esténcil o la tarjeta mal impresa, es extremadamente difícil de eliminar y requeriría un limpiador agresivo, como el descrito en la patente de E. U. A. No. 4,729,797 a Linde et al. La composición descrita en esta patente contiene piridina o piridina sustituida, ya sea solas o combinadas con dimetiisulfóxido (DMSO). El epoxi curado se retira colocando el sustrato sucio en una solución de punto de ebullición (bajo reflujo en un aparato de destilación) de la composición mencionada con anterioridad. La piridina es una sustancia química peligrosa con un valor límite de umbral de exposición de 8 horas muy bajo de 5 partes por millón, establecido por la Conferencia Americana de Higienistas Industriales del Gobierno (American Conference of Governmental Industrial Hygenists (ACGIH)). La presente invención se refiere a una composición de limpieza que supera las desventajas relacionadas con el uso de composiciones de limpieza de la técnica anterior, por ejemplo, como se describe con anterioridad.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN De conformidad con esta invención, se provee un procedimiento para limpiar un sustrato que tiene en el mismo un residuo que incluye un material orgánico curable. El procedimiento comprende el contacto del sustrato con una composición acuosa de limpieza que retira el material orgánico curable del sustrato, mientras inhibe la curación del material antes de su eliminación. El procedimiento, en particular es adecuado para retirar adhesivos de montaje sobre superficies sin curar, incluyendo por ejemplo, materiales a base de epoxi, y pasta de soldadura de componentes electrónicos y aparatos de fabricación. Una composición de limpieza preferida para utilizarse en la presente invención es una que comprende agua, de preferencia agua desionizada, y un agente tensioactivo que es al menos parcialmente hidrosoluble, de preferencia un agente tensioactivo no iónico. Para propósitos de esta solicitud, "agentes tensioactivos parcialmente solubles" son aquéllos que pueden no disolverse por completo en agua a temperatura ambiente, pero que pueden disolverse o dispersarse por completo en agua mediante calentamiento a una temperatura de operación deseada o mediante la adición de un segundo agente tensioactivo. Se obtienen resultados óptimos con el uso de una composición que comprende de aproximadamente 50 a alrededor de 95% en peso de agua desionizada y de aproximadamente 5 a alrededor de 50% en peso de agente tensioactivo no iónico soluble.

Asimismo, de preferencia, la composición de limpieza es de alcalinidad baja, con un pH por debajo de aproximadamente 10, con mayor preferencia por debajo de aproximadamente 8, y con mayor preferencia aún alrededor de 7. De conformidad con otra modalidad preferida de la presente invención, la composición de limpieza puede comprender una mezcla acuosa de un agente tensioactivo, de preferencia un agente tensioactivo no iónico, y al menos un compuesto de éter glicólico de la fórmula general R1O-(CH2CR3HO)n-R2 en donde R1 es un átomo de hidrógeno o un grupo alquilo que tiene de 1 a alrededor de 5 átomos de carbono, R2 es un grupo alquilo que tiene de 1 a aproximadamente 5 átomos de carbono, R3 es un átomo de hidrógeno o un grupo metilo, y n es un entero de 2 a 4. Dichos compuestos de éter glicólico se explican en la patente de E.U.A. No. 5,330,582, cuya descripción se incorpora en la presente a manera de referencia. Los compuestos de éter glicólico preferidos de esta fórmula para utilizarse en la presente composición de limpieza son éteres alquílicos de propilenglicol, en particular éteres alquílicos de dipropilenglicol, y de manera más particular éter n-butílico de dipropilenglicol. En general, dichos éteres glicólicos se consideran compuestos orgánicos volátiles (VOC). Como se explicó con anterioridad, de preferencia, las composiciones de limpieza tienen un contenido de VOC que es aceptable de conformidad con reglamentos ambientales aplicables. En la actualidad, de conformidad con los reglamentos de California se prefiere que el contenido de VOC de la composición sea menor que alrededor de 50 g/l en concentraciones para uso normal. De preferencia, la cantidad del componente de éter glicólico que se utiliza en la composición es relativamente pequeña para proveer el contenido más bajo posible de VOC. Con mayor preferencia, la composición de limpieza es sustancialmente libre de VOC.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN El procedimiento de la invención es adecuado en particular para limpiar un sustrato que tiene en el mismo un residuo que incluye un material orgánico curable con agua. El procedimiento comprende el contacto del sustrato con una composición acuosa de limpieza que retira el material curable del sustrato, antes de que pueda curarse, y en consecuencia ser difícil de retirar. Este procedimiento es adecuado en particular para limpiar el residuo orgánico^ de las superficies de partes electrónicas y aparatos para fabricar dichas partes. Por ejemplo, el procedimiento de la presente invención puede utilizarse para retirar pastas de soldadura pura y adhesivos de montaje sobre superficies sin curar, incluyendo adhesivos epóxicos sin curar, de tarjetas de circuitos, esténciles y otros artículos en el procedimiento de ensamble electrónico que requieren la eliminación de estos contaminantes. Una composición preferida útil en el procedimiento es sustancialmente libre de cualquier material con un potencial de agotamiento de ozono mayor a aproximadamente 0.1 , y libre de cualquier material que haga el contenido de VOC, de toda la composición en uso, mayor a alrededor de 50 gramos por litro. Una modalidad preferida del procedimiento de la presente invención utiliza una composición que comprende agua y un agente tensioactivo hidrosoluble o parcialmente hidrosoluble, con mayor preferencia un agente tensioactivo no iónico. De preferencia, el compuesto tensioactivo es uno que posee componentes hidrófilos y lipófilos. Dichos compuestos a menudo se caracterizan por un valor de balance hidrófilo-lipófilo (HBL), que varía de 0 (puramente lipófilo) a 20 (puramente hidrófilo). El método para determinar los valores de HLB varía con el tipo de agente tensioactivo que está evaluándose. No obstante, los valores de HLB proveen una medición útil de la naturaleza hidrófila y lipófiia comparativa de dichos compuestos. Los agentes tensioactivos preferidos son aquéllos que son más hidrófilos, con un valor de HLB mayor a 10. Los agentes tensioactivos preferidos en particular son los que tienen valores de HLB de aproximadamente 10 a alrededor de 17. Para garantizar la pureza y lograr una mejor limpieza, de preferencia, el agua utilizada en la composición de limpieza es agua desionizada. Muchos tipos de agentes tensioactivos no ¡ónicos son adecuados para utilizarse en la presente invención. Un requisito clave es que la solución acuosa de limpieza de agentes tensioactivos tiene la capacidad de eliminar las impurezas objetivo de las partes electrónicas. En particular, la solución de limpieza necesita tener la capacidad de eliminar adhesivos sin curar, tales como adhesivos epóxicos, de dichas partes sin provocar que el adhesivo se cure y sea imposible de retirar. Los siguientes tipos de agentes tensioactivos no iónicos son adecuados en particular para utilizarse en el procedimiento de la presente invención. A) Copolímeros de bloque óxido de etileno (EO) y óxido de propileno (PO) de la forma general (1) EO-PO-EO ó (2) PO-EO-PO, que pueden representarse estructuralmente como: (1) HO-(CH2CH2-0)a-(CH2CH(CH3)-0)b-(CH2CH2-0)c-H ó (2) HO-(CH2CH(CH3)-0)b-(CH2CH2-0)c-(CH2CH(CH3)-0)d-H en donde cada uno de a, b, c y d es entre 0 y alrededor de 100. En general, los grupos de EO son hidrófilos y los grupos de PO son lipófilos. Las moléculas pueden ser estructuras simples como se ilustra con anterioridad, o pueden tener estructuras hetéricas o de EP/PO alternantes introducidas en el interior o en los extremos de la molécula. De preferencia, el número total de grupos de óxido de etileno (a+c) varía de aproximadamente 24 a alrededor de 144, y el número de grupos de óxido de propileno (b+d) varía de aproximadamente 16 a alrededor de 55. Los copolímeros de bloque del primer tipo están disponibles de BASF como agentes tensioactivos PLURONIC®, y aquéllos de segundo tipo como agentes tensioactivos PLURONIC®R. Se obtuvieron resultados óptimos utilizando composiciones de copolímero de bloque específicas que contienen 25 moles de EO y 20 moles de PO; 24 moles de EO y 29 moles de PO; y 26 moles de EO y 53 moles de PO.

B) Copolímeros de bloque tetrafuncionales derivados de la adición en secuencia de óxido de propileno y óxido de etileno a etilendiamina. Dichos compuestos también se denominan poloxaminas, y están disponibles de BASF como agentes tensioactivos TETRONIC®. C) Octilfenoles etoxilados que tienen alrededor de 9 a aproximadamente 40 moles de óxido de etileno. Dichas moléculas pueden prepararse mediante la reacción de octilfenol con óxido de etileno. Los productos de este tipo se describen por io común como alcoholes de poliéter alquilarílíco y tienen la siguiente estructura general: (CH3)3-CH2-C(CH3)2-Fenol-(OCHCH)XOH donde x representa el número promedio de grupos de óxido de etileno en el lado éter de la cadena. Dichos octiifenoles etoxilados están disponibles de Union Carbide como agentes tensioactivos TRITÓN® Serie X. Los productos preferidos en particular de este tipo son aquéllos en donde x varía de aproximadamente 9 a 12. D) Nonilfenoles etoxilados que tienen alrededor de 7 a aproximadamente 40 moles de óxido de etileno, de estructura similar a los octilfenoles, excepto por un grupo nonilo en lugar del grupo octilo. Los lonilfenoles preferidos en particular tienen un promedio de aproximadamente 10 a alrededor de 12 moles de óxido de etileno. E) Alcoholes etoxilados lineales que tienen alrededor de 6 a aproximadamente 18 átomos de carbono y alrededor de 7 a aproximadamente 24 moles de óxido de etileno, con mayor preferencia de aproximadamente de 11 a alrededor de 15 átomos de carbono y alrededor de 7 a aproximadamente 12 moles de óxido de etileno. F) Alcoholes etoxilados ramificados que tienen alrededor de 6 a aproximadamente 20 átomos de carbono y alrededor de 6 a aproximadamente 40 moles de óxido de etileno. Las moléculas también pueden incluir grupos de óxido de propileno. Los productos de este tipo están disponibles como agentes tensioactivos TERGITOL® de Union Carbide. En una forma preferida, ia composición de limpieza tiene un pH aproximado de 7 y comprende: (a) de aproximadamente 50% en peso a alrededor de 95% en peso de agua desionizada; (b) alrededor de 5% en peso a aproximadamente 50% en peso de agentes tensioactivos no iónicos hidrosolubles. En otra modalidad de la presente invención, la composición de limpieza comprende una mezcla acuosa de un agente tensioactivo, de preferencia un agente tensioactivo no iónico, y al menos un compuesto de éter glicólico de la fórmula general R1O-(CH2CR3HO)n-R2 en donde R1 es un átomo de hidrógeno o un grupo alquilo que tiene 1 a alrededor de 5 átomos de carbono, R2 es un grupo alquílico que tiene de 1 a alrededor de 5 átomos de carbono, R3 es un átomo de hidrógeno o un grupo metilo, y n es un entero de 2 a 4. Los compuestos de éter glicólico preferidos de esta fórmula para utilizarse en la presente composición de limpieza son éteres alquílicos de propilenglicol, en particular éteres alquilicos de dipropilenglicol, y de manera más particular éter n-butílico de dipropilenglicol. Sin limitar las proporciones del agente tensioactivo y el compuesto de éter glicólico, una composición preferida para utilizarse en el procedimiento de esta invención comprende una mezcla acuosa que contienen alrededor de 95 a aproximadamente 10% en peso de agente tensioactivo no iónico y alrededor de 5 a aproximadamente 90% en peso de compuesto de éter glicólico, con mayor preferencia alrededor de 60 a aproximadamente 40% en peso de agente tensioactivo no iónico y alrededor de 40 a alrededor de 60% en peso de compuesto de éter glicólico. Un método preferido para limpiar partes de conformidad con la presente invención es mediante inmersión en un baño sónico de la composición de limpieza, como un tanque equipado con ultrasónico de frecuencia de barrido. Como alternativa, las partes podrían sumergirse en un baño agitado simple o incluso un baño sin agitar, siempre y cuando las partes se limpien lo suficiente. Como otra alternativa, una corriente de solución de limpieza puede dirigirse a la superficie que está limpiándose, de preferencia con fuerza suficiente para desalojar y disipar la mugre sin dañar el sustrato. Esta técnica podría se útil en particular para superficies que son difíciles de sumergir, como componentes de equipo de fabricación. La limpieza puede realizarse a temperatura ambiente o a temperatura elevada, dependiendo de los factores, como el contaminante que está retirándose, la naturaleza del sustrato, el limpiador que está utilizándose y el tipo de procedimiento de limpieza. Un experto en la técnica puede determinar fácilmente si es necesario o deseable un ajuste de temperatura adicional. Aunque la temperatura ambiente se considera en general de aproximadamente 22°C, se prefiere que ias composiciones para limpieza a temperatura ambiente sean efectivas a temperaturas tan bajas como 16°C y tan altas como 32°C. Las composiciones de ia presente invención que contienen éteres glicólicos se prefieren en particular para utilizarse en procedimientos para limpieza que se conducen a temperaturas de 16°C a 32°C. Se ha encontrado que son adecuadas las temperaturas elevadas para limpieza en la escala de 43°C a 60°C para limpiar muchos adhesivos epóxicos no curados y pastas para soldadura. Las composiciones de la presente invención que no contienen éteres glicólicos son particularmente adecuadas para utilizarse a temperaturas elevadas de aproximadamente 43°C a 60°C. Las composiciones que contienen un componente de éter glicólico también son adecuadas para utilizarse a dichas temperaturas. Las composiciones para limpieza de la presente invención tienen un numero de ventajas asociadas con su uso. Son atractivas para el medio ambiente debido a que están sustancialmente libres de sustancias que dañan el ozono, son bajas en compuestos orgánicos volátiles, no inflamables y tienen un pH relativamente bajo o neutro. Se pueden utilizar para limpiar pasta para soldadura en bruto y adhesivos de montaje para superficies no curados de tarjetas de circuitos electrónicos y esténciles.

Aunque no se desea limitar la invención, se cree que el mecanismo mediante el cual la presente invención limpia adhesivos epóxicos no curados es una combinación de disolución y dispersión auxiliada por la agitación mecánica tal como ultrasonido o aspersión. Las resinas y otros componentes solubles de los adhesivos se disuelven en la composición para limpieza acuosa. Los plastificadores en los adhesivos se pueden disolver o simplemente ablandarse y dispersarse mediante la composición. Los llenadores y pigmentos insolubles se dispersan en la solución.

EJEMPLOS EJEMPLO I Preparación de producto Las composiciones para limpieza de las Soluciones A, B, C, y D elaboradas de acuerdo con la presente invención, se prepararon mezclando los ingredientes en las proporciones que se establecen enseguida, en porcentajes en peso. A. 95% de agua desionizada, 4.5% de copolímero de bloque de 25 moles de óxido de etileno (EO) y 20 moles de óxido de propileno (PO), y 0.5% de éter polioxialquitenglicólico (TERGITOL® Min-Foam 2X de Union Carbide).

B. 95% de agua desionizada, 4.9% de copolímero de bloque de 25 moles de EO y 20 moles de PO, y 0.1% de octilfenol condensado con 9 moles de óxido de etileno. C. 50% de agua desionizada, 45% de copolímero de bloque de -25 moles de EO y 20 moles de PO, y 5% de éter políalquilenglicólico. D. 95%o de agua desionizada, 5% de copolímero de bloque de 25 moles de EO y 20 moles de PO.

Ejemplos de uso 1. La Solución A se colocó en un vaso picudo para análisis y el vaso picudo para análisis se sumergió en agua en un tanque que contiene ultrasónicos de frecuencia de barrido. La solución no se calentó. La limpieza se hizo a la temperatura ambiente del tanque, desde 37.7°C a aproximadamente 48.8°C (la operación de los ultrasónicos eleva gradualmente la temperatura de la composición). Aproximadamente 0.2 gramos de epóxica que consiste de puntos pequeños (representativos de una "mala impresión") y una película gruesa de adhesivos de montaje para superficies Loctite CHIPBONDER® 3611 o Ciba EPIBOND® 7275, y 0.5 gramos de pasta para soldadura Alpha UP-78 no limpia, se colocaron sobre una tarjeta de circuitos impresos laminada de epoxi. La tarjeta se sumergió en la solución A, y se registró el tiempo para la remoción competa del epoxi y la pasta. Los puntos de adhesivo se removieron completamente en 5 minutos, la pasta de soldadura se removió completamente en 1.5 minutos y las películas adhesivas gruesas se removieron en aproximadamente 30 minutos. 2. Se hizo la misma prueba como en el ejemplo de uso 1 con SMART SONIC® 440R, un detergente alcalino basado en agua. Siguiendo las recomendaciones de uso del fabricante, el producto se diluyó a 5% activo con agua desionizada (50% en peso). Se probaron los adhesivos Loctite 3611 y Ciba EPIBOND® 7275 y la pasta de soldadura Alpha RMA 390DH4 no limpia. La pasta de soldadura se removió dentro de 2 minutos. Los adhesivos no se removieron incluso después de 1 hora, a cuyo punto la prueba se discontinuó. 3. La solución B se probó en una máquina diseñada específicamente para limpiar esténciles y malas impresiones. La máquina consiste de una tanque que se ha calentado que contiene ultrasónicos de frecuencia de barrido de 40 kHz y un enjuague de aspersión de agua desionizada. Hay una rejilla y un cesto adheridos a un elevador automático, el cual se puede bajar dentro y elevarse fuera de la solución de limpieza. En la solución de limpieza, los residuos se remueven mediante la solución con la ayuda de agitación mecánica provocada mediante cavitación ultrasónica. Conforme el elevador se eleva después de la limpieza, las partes se enjuagan con una aspersión de agua DI. El secado se hace manualmente con aire desde una boquilla de aspersión sobre la máquina. Las pastas para soldadura Alpha AP4000, Alpha RMA390DH4 no limpia, Alpha RMA376EH, y Alpha UP78 no limpia y el adhesivo de montaje para superficies Loctite 3611 se aplicaron a muestras de acero inoxidable representativas de esténciles. Se aplicó una película gruesa de aproximadamente 1 gramo de cada pasta, y aproximadamente 0.2 gramos que consisten de puntos pequeños representativos de una "mala impresión" y una película gruesa de adhesivo. Los muestras se colocaron sobre el portador automatizado en la máquina y todas las pastas y adhesivos se removieron completamente de las muestras utilizando los siguientes ciclos de limpieza: a) 6 minutos a 48.8°C b) 4 minutos a 48.8°C c) 3 minutos a 60°C d).2.5 minutos a 54.4°C 4. La solución A se probó en la misma máquina como en el ejemplo de uso 3. Las pastas de soldadura Alpha AP4000, Alpha RMA390DH4 no limpia, Alpha RMA376EH, y Alpha UP78 no limpia, y el adhesivo de montaje para superficies Loctite 3611 se aplicaron a muestras de acero inoxidable representativos de esténciles. Además, la pasta de soldadura Alpha LR737 no limpia y los adhesivos de montaje para superficies Loctite 3616, Ciba EPIBOND® 7275, y Heraeus PD955PR se aplicaron a una tarjeta de circuitos. Se aplicó una película gruesa de aproximadamente 1 gramo de cada pasta, y aproximadamente 0.2 gramos que consisten en puntos pequeños representativos de una "mala impresión" y una película gruesa de adhesivo. Las muestras y la tarjeta de circuitos se colocaron sobre un portador automatizado en la máquina, y todas las pastas se removieron completamente de las muestras utilizando los siguientes ciclos de limpieza: a. 3 minutos a 48.8°C b. 3 minutos a 54.4°C c. 3 minutos a 60°C Todos los adhesivos se removieron completamente utilizando los siguientes ciclos de limpieza: a. 5 minutos a 60°C b. 6 minutos a 60°C c. 6 minutos a 54.4°C d. 6 minutos a 48.8°C 5. La solución C se diluyó a 10% en agua desionizada y se probó exactamente de la misma manera y en el mismo equipo que la solución B en el ejemplo de uso 4. Los resultados de limpieza fueron idénticos. 6. La soiución D se probó en la misma máquina que se describe en el ejemplo de uso 3. Las pastas de soldadura (Alpha RMA390DH4 no limpia, Alpha AP4000, Alpha UP78 no limpia, y Alpha RMA376EH) y el adhesivo Loctite 3611 SMD se aplicaron en puntos pequeños y una película delgada sobre muestras de metal. La pasta de soldadura no limpia Alpha LR737 y adhesivos de montaje para superficie Loctite 3616, Ciba EPIBOND® 7275, y Heraeus PD955PR se aplicaron a una tarjeta de circuitos. Se aplicaron una película gruesa de aproximadamente 1 gramo de cada pasta, y aproximadamente 0.2 gramos consistentes de puntos pequeños representativos de una "mala impresión" y una película gruesa de adhesivo. Los muestras y la tarjeta de circuitos se colocaron sobre el portador automatizado en la máquina, y todas las pastas se removieron completamente de las muestras utilizando los siguientes ciclos de limpieza: a. 6 minutos a 54.4°C b. 6 minutos a 47.2°C c. 3 minutos a 60°C Todos los adhesivos se removieron completamente utilizando los siguientes ciclos de limpieza: a. 6 minutos a 54.4°C b. 6 minutos a 60°C EJEMPLO II Los siguientes son ejemplos de composiciones para limpieza que comprenden mezclas de agentes tensioactivos no iónicos y un compuesto de éter glicolico. La composición E comprende 46% en peso del mismo agente tensioactivo no iónico que se utilizó en las composiciones A-D (Pluronic L44, identificado por el fabricante como un copolímero de bloque que tiene en promedio 25 moles de óxido de etileno (EO) y 20 moles de óxido de propileno (PO)), 41% en peso, dipropilenglicol n-butiléter, 9.5% en peso, Ross Chem Foam Blast 397C (eliminador de espuma del propietario) y 3.5% en peso de agua desionizada.

Se pueden utilizar otros eliminadores de espuma orgánicos o basados en silicón, preferiblemente orgánicos, en lugar del eliminador de espuma comercial del propietario que se utiliza en este ejemplo. Los eliminadores de espuma se añaden para reducir la formación de espuma, lo cual es de particular importancia cuando la composición se aplica mediante métodos de aspersión que provocarían de otra manera formación de espuma indeseable en composiciones de limpieza. La composición E se utiliza preferiblemente después de dilución de 10 a 25% en volumen en agua. Se condujo un primer grupo de pruebas en las cuales la composición E se probó utilizando una máquina de aspersión en aire Austin American Technologies X-A30. Se aplicaron diferentes suciedades a un esténcil y se limpiaron en la máquina X-A30 a una temperatura específica durante un tiempo específico. La escala de temperatura fue de 23.8-54.4°C, y la escala de tiempo fue de 3-10 minutos. Los sólidos probados fueron Heraeus PD955PY, Heraeus PD944 #3, Loctite 3616, y Alpha UP78. La composición E se diluyó a 10% en agua de grifo. Los requerimientos mínimos para una remoción completa de las suciedades listadas anteriormente fueron a una temperatura de 43.5°C durante 5 minutos. A temperaturas de 46.1 °C o más altas, se encontró que es suficiente un tiempo de lavado de 3 minutos. Por abajo de 43.5°C, se probó un tiempo de limpieza de 10 minutos y se encontró que es insuficiente. La composición de limpieza fue capaz de mantener una presión más grande de 2.10 kg/cm2 en la máquina. La mayoría de las pruebas produjeron presiones sostenibles cercanas a 2.46 kg/cm2 mientras que la presión nunca cayó por abajo de 2.10 kg/cm2. La espuma en la reserva fue claramente inestable aunque ni siquiera cubrió toda la interfaz de aire/líquido en la reserva. De esta manera, ia composición E limpia pastas de soldadura y adhesivo en la máquina Austin American Technologies' X-A30 con una temperatura de 43.5°C y un tiempo de limpieza de 5 minutos. Se condujo un segundo grupo de pruebas para comparar la composición E con una composición de referencia que comprende solamente solvente orgánico y agua. La composición de referencia fue de 65% de éter tripropilenglicol monometílico y 35% de agua. Todas las pruebas se realizaron en una máquina de aspersión en aire Austin American Technologies X-A30. La composición de referencia se diluyó de manera adicional a 85% en agua de grifo, y la composición E se diluyó a 16% en agua de grifo. Las pruebas se condujeron utilizando pasta de soldadura no limpia y adhesivo epóxico de montaje para superficies. Las pruebas se condujeron utilizando pasta y adhesivo frescos, y las pastas y adhesivos maduraron durante tiempos diferentes de hasta 20 horas. Las temperaturas de limpieza fueron entre 38.3°C y 57.2°C. Tanto la composición E y la composición de referencia fueron efectivas para remover las suciedades de prueba. La formación de espuma no fue un problema tampoco para la composición de limpieza de prueba. Esas pruebas demostraron que la composición E fue tan efectiva como un limpiador de solvente orgánico para limpiar pastas de soldadura y adhesivos de montaje para superficies utilizando una máquina de aspersión en aire. La composición F comprendió 50% en peso de agente tensioactivo no iónico de copolímero de bloque Pluronic L64 (identificado por el fabricante como un copolímero de bloque que tiene en promedio 26 moles de óxido de etileno (EO) y 31 moles de óxido de propileno (PO), 45% en peso de éter dipropilenglicol n-butílico, y 5% en peso de agua desionizada. La composición F se puede utilizar en cualquier método de limpieza como se discutió anteriormente, pero se prefiere para utilizarse en un procedimiento de limpieza ultrasónica y es particularmente adecuada para utilizarse a temperaturas de 21.1 a 26.6°C. Las pruebas se condujeron utilizando las siguientes pastas de soldadura disponibles comercialmente y adhesivos epóxicos SMD, los cuales se aplicaron a esténsiles con aberturas de paso delgado: Diecinueve litros de la composición F o la composición C se vertieron en una máquina de limpieza ultrasónica BSC-944, y se añadió agua para hacer un volumen total de aproximadamente 189 litros. Los ultrasónicos (40 KHz de frecuencia de barrido) se escendieron y se permitieron desgasificar durante 17 minutos. Los estenciles se colocaron en rejillas en el portador y se limpiaron durante varías cantidades de tiempo hasta que ya no se observó residuo. Las condiciones de prueba para cada producto se resumen enseguida.

Resultados de prueba En todos los casos, la composición F limpió más rápidamente y a temperaturas más bajas que ia composición C. Los tiempos de limpieza promedio para cada suciedad se resumen en el siguiente cuadro * La prueba terminó después de 10 minutos. La suciedad no se removió completamente.

Claims (29)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES

1.- Un procedimiento para limpiar un sustrato que tiene en el mismo un residuo que comprende un material orgánico curable con agua, el procedimiento comprende el contacto de dicho sustrato con una composición acuosa de limpieza que inhibe la curación del material y que es efectiva para eliminar el residuo del sustrato.

2.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la composición acuosa de limpieza comprende agua y un agente tensioactivo que es al menos parcialmente hidrosoluble.

3.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la composición de limpieza no tiene solventes de hidrocarburos.

4.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado además porque la composición de limpieza es sustancialmente libre de cualquier material con un potencial de agotamiento de ozono mayor a alrededor de 0.1 , y cualquier material que haría el contenido de VOC de la solución de limpieza en uso mayor a alrededor de 50 gramos por litro.

5.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el material orgánico curable con agua comprende adhesivos de montaje sobre superficies sin curar.

6.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado además porque los adhesivos de montaje sobre superficies sin curar comprende adhesivos a base de epoxi.

7.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el sustrato es la superficie de partes electrónicas o equipo utilizado en la fabricación de partes electrónicas.

8.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el residuo también comprende pastas de soldadura pura.

9.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado además porque dicha agua es agua desionizada.

10.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado además porque el agente tensioactivo comprende uno o más agentes tensioactivos no iónicos.

11.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado además porque dichos agentes tensioactivos se seleccionan del grupo que consiste en copolímeros de bloque de óxido de etileno y óxido de propileno con alrededor de 24 a aproximadamente 144 moles de óxido de etileno y con alrededor de 16 a alrededor de 55 moles de óxido de propileno, poloxaminas, nonilfenoles etoxilados con alrededor de 7 a aproximadamente 40 moles de óxido de etileno, octilfenoles etoxilados con alrededor de 9 a aproximadamente 40 moles de óxido de etileno, alcoholes etoxilados lineales con alrededor de 6 a aproximadamente 18 átomos de carbono y con alrededor de 7 a aproximadamente 24 moles de óxido de etileno, alcoholes etoxilados ramificados con alrededor de 6 a aproximadamente 20 átomos de carbono y alrededor de 6 a aproximadamente 40 moles de óxido de etileno y combinaciones de ios mismos.

12.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 111 , caracterizado además porque los agentes tensioactivos no iónicos comprenden uno o más copolímeros de bloque de óxido de etileno y óxido de propileno con 25 moles de óxido de etileno y 20 moles de óxido de propileno; con 24 moles de óxido de etileno y 29 moles de óxido de propileno; o con 26 moles de óxido de etileno y 53 moles de óxido de propileno.

13.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado además porque los agentes tensioactivos no iónicos comprenden un copolímero de bloque de óxido de etileno y óxido de propileno con 25 moles de óxido de etileno y 20 moles de óxido de propileno.

14.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 11 , caracterizado además porque dichos agentes tensioactivos comprende4n un nonilfenol etoxilado que tiene alrededor de 10 a aproximadamente 12 moles de óxido de etileno.

15.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 11 , caracterizado además porque dichos agentes tensioactivos comprenden un octilfeno etoxilado que tiene alrededor de 9 a aproximadamente 12 moles de óxido de etiieno.

16.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 11 , caracterizado además porque dichos agentes tensioactivos no iónicos comprenden un alcohol etoxilado lineal con 11 a 15 átomos de carbono y 7 a 12 moles de óxido de etileno.

17.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la composición tiene un pH menor que alrededor de 10.

18.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado además porque la composición tiene un pH menor que alrededor de 8.

19.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado además porque la composición tiene un pH de aproximadamente 7.

20.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado además porque la composición comprende de aproximadamente 50 a alrededor de 95% en peso de agua desionizada, y de aproximadamente 5 a alrededor de 50% en peso de agente tensioactivo no iónico hidrosoluble.

21.- El procedimiento para limpiar un sustrato que tiene en el mismo un residuo que comprende un material orgánico curable con agua, el procedimiento comprende el contacto de dicho sustrato con una composición acuosa de limpieza que es efectiva para eliminar dicho residuo del sustrato.

22.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque dicha composición acuosa de limpieza también comprende al menos un compuesto de éter glicólico de la fórmula general R1O-(CH2CR3HO)n-R2, en donde R1 es un átomo de hidrógeno o un grupo alquilo que tiene 1 a alrededor de 5 átomos de carbono, R2 es un grupo alquilo que tiene 1 a alrededor de 5 átomos de carbono, R3 es un átomo de hidrógeno o un grupo metilo y n es un entero de 2 a 4.

23.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado además porque la composición acuosa de limpieza comprende al menos un éter alquílico de propilenglicol.

24.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado además porque dicha composición acuosa de limpieza comprende éter n-butílico de dipropilenglicol.

25.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado además porque la composición de limpieza comprende un agente tensioacíivo no iónico y la relación de agente tensioactivo no iónico a éter glicólico en dicha composición acuosa de limpieza varía de aproximadamente 95 a 10 partes en peso de agente tensioactivo no iónico a alrededor de 5 a 90 partes en peso de éter glicólico.

26.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado además porque dicha relación varía de aproximadamente 60 a 40 partes en peso de agente tensioactivo no iónico a alrededor de 40 a 60 partes en peso de éter glicólico.

27.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado además porque dicha composición de limpieza comprende un agente tensioactivo no iónico que es un copolímero de bloque de óxido de etiieno (EO) y óxido de propileno (PO).

28.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 25, caracterizado además porque dicho agente tensioactivo no iónico que es un copolímero de bloque de óxido de etileno (EO) y óxido de propileno (PO).

29.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado además porque la composición de limpieza también comprende un eliminador de espuma.