JP2003126792A - クリーンな製品の製造方法、この方法により得られたクリーンな製品、及び製品の洗浄装置。 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 塵芥の付着が極めて少ないクリーンな製品の
製造方法、この方法により得られるクリーンな製品、及
び製品の洗浄装置を提供する。 【解決手段】 除塵対象物である製品を比誘電率５０以
上の電解液入りの洗浄槽で洗浄した後、当該製品をクリ
ーンルーム内で乾燥するとともにクリーンルーム内で容
器に密閉することでクリーンな製品が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、製品に付着して
いる塵芥を除去してクリーンな製品を製造する方法、こ
の方法により得られるクリーンな製品、及び製品の洗浄
装置に関する。この発明は、特に、メンブランフィルタ
ーや携帯電話に使用されるフレキシブルフィルム基板等
に付着している塵芥を除去し、クリーンなこれらの製品
の製造に適する。

【０００２】

【従来の技術】パソコン、携帯電話等に使用される部
品、例えば、フレキシブルフィルム基板等は通常大気中
において製造される。このためフレキシブルフィルム基
板に塵芥が付着したまま携帯電話等に部品として組み込
まれると、表示装置に塵芥が投影表示されるという課題
がある。またメンブランフィルターは、空気や液体の浄
化、液体や気体に含まれる物質のフィルタリング等、多
くの分野において使用されている。通常、メンブランフ
ィルターも大気中において製造されるため、使用される
前から微細な塵芥が付着している。メンブランフィルタ
ーの使用にあたっては、使用前から付着している不要な
塵芥を極力取り除いてから使用しないと、フィルターの
本来の性能が発揮されないという課題がある。また不要
な塵芥は、製品の品質に大きく影響するという課題もあ
る。更に、フィルターの性能劣化はフィルターの短ライ
フ化を招き、結果的にコストアップにつながってしまう
という課題がある。

【０００３】このような課題を解消するには、例えば、
メンブランフィルターの場合、粘着テープを巻き付けた
ローラを使い、人が１枚ずつ手作業でメンブランフィル
ターに付着している塵芥を除去している。しかし、作業
者の払拭はムラが生じる場合が多く、微細な塵芥は必ず
しも十分に除去できないという問題がある。

【０００４】メンブランフィルターに空気を吹き付けて
塵芥を除去し、クリーンなメンブランフィルターを製造
する方法もある。この方法においても、人がメンブラン
フィルターを１枚ずつ手にとり空気を吹き付けて塵芥を
除去するため、多くの時間がかかるという問題がある。
またこの方法では空気をブローすることにより、静電気
が発生するため、以前よりも多量の塵芥が付着してしま
うという問題がある。

【０００５】クリーンなメンブランフィルターを製造す
る方法として、イオンを吹きつけて塵芥を除去し製造す
る方法がある。しかしこの方法は、イオン発生装置等の
設備が必要であり、コストが嵩むという問題がある。ま
た、イオンを吹き付けてもすぐに塵芥が再付着するとい
う問題もある。このような問題点は、フレキシブルフィ
ルム基板等、多くの精密部品が抱える共通の問題であ
る。

【０００６】そこで本発明の課題は、塵芥の付着が極め
て少ない、クリーンな製品の製造方法を提供することに
ある。また、微細な塵芥の付着が極めてすくないクリー
ンな製品を提供するものである。更に、製品に付着した
塵芥を除去する製品の洗浄装置を提供するものである。

【０００７】

【課題を解決する手段】本発明は、塵芥の付着した製品
をクリーンルーム内に設けた電解液入りの洗浄槽で洗浄
する洗浄工程と、前記洗浄された製品を前記クリーンル
ーム内、又は真空中で乾燥する乾燥工程とを含む。

【０００８】上記の製品の製造方法により製造された製
品を前記クリーンルーム内で容器に密閉する工程を更に
含むことにより、塵芥の再付着を防止する。

【０００９】前記洗浄工程は、超音波により製品を振動
させる、及び／又は機械的に製品を振動させる工程を含
む。これにより、ファンデル・ワールス力により付着し
ている塵芥を除去する。

【００１０】前記クリーンルームのクリーン度は、少な
くともクラス１００以上である。また、前記電解液は比
誘電率が５０以上であることが好ましい。

【００１１】本発明は、上述した製品の製造方法により
製造されたクリーンな製品、例えばクリーンなメンブラ
ンフィルターを提供する。

【００１２】本発明は、クリーンルームと、前記クリー
ンルーム内に設けられ、除塵対象物である製品に付着し
た塵芥を洗浄する洗浄槽と、前記製品を固定する固定治
具と、前記製品に振動を与える超音波洗浄装置、及び／
又は機械振動装置を更に備えたことを特徴とする製品の
洗浄装置を提供する。

【００１３】前記製品の洗浄装置は、前記洗浄槽に電解
液を供給する電解液槽と、前記洗浄槽に前記電解液槽か
ら電解液を供給する電解液供給ポンプを含む電解液供給
系統とを更に備えている。

【００１４】前記製品の洗浄装置は、前記洗浄槽を真空
にするソープションポンプを含む真空引き系統を更に備
えている。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明するが、本発明はこれに限定されるものではな
い。

【００１６】製品に付着している塵芥を除去しクリーン
製品を製造するには、塵芥がどのような凝着力により製
品に付着しているのかを知る必要がある。これについて
は、本発明の発明者がApplied Surface Science 169-17
08(2001)644-648 で公表しているが、凝着力は油成分や
その他の表面に付着している不純物による粘着力、水膜
による吸着力、静電気による静電力、及び分子間に働く
ファンデル・ワールス力である。

【００１７】図９は、原子間力顕微鏡のフォースカーブ
モード測定により、二硫化モリブデン、マイカ、カーボ
ン膜をサンプルとし、これらに付着する塵芥の凝着力を
分析した結果を示す。これらのサンプルはいずれもアセ
トンで洗浄し、粘着力を事前に除去してある。なお、原
子間力顕微鏡のフォースカーブモードとは、カンチレバ
ーの先に付いているプローブを試料表面に接近、接触、
引き離すことにより試料表面とプローブ間に働く力をプ
ロットしたものである。

【００１８】図９に示すとおり、固体表面に付着する塵
芥の付着力は、物質により相違する。しかし、ファンデ
ル・ワールス力は物質の違いによらず、約１３ｎＮであ
り、静電力も同様に約４〜６ｎＮである。水膜による吸
着力は湿度に依存し、湿度が高くなるに従って吸着力は
高くなる。

【００１９】ファンデル・ワールス力は固体間に必ず働
く力であることからこれを除去することはできない。こ
のため、製品に付着している塵芥を除去するには、静電
力と水膜による吸着力が働かない環境下で機械的な力、
例えば超音波振動により除去することが有効である。静
電力と水膜による凝着力が働かない環境下であれば、よ
り少ない力で綺麗に塵芥を除去することができるためで
ある。

【００２０】製品として未使用のメンブランフィルター
を取り上げた。メンブランフィルターに付着する塵芥
は、上述した通り水膜による吸着力、静電気による静電
力、ファンデル・ワールス力である。未使用のメンブラ
ンフィルターの場合は粘着力が無視できるためである。

【００２１】水膜による吸着力、静電力を除去する環境
は、メンブランフィルターを電解液中に浸すことで実現
できる。メンブランフィルターを電解液に浸し、水膜に
よる吸着力と静電力とを除去し、メンブランフィルター
に超音波等の機械的な振動を与えることにより、ファン
デル・ワールス力で付着している塵芥を綺麗に除去でき
る。

【００２２】図１にメンブランフィルターの洗浄装置の
構成概略図を示す。洗浄装置１はクリーンルーム１００
内に設置する。洗浄装置１は、洗浄槽２に電解液を供給
する電解液槽５、電解液槽５に貯蓄されている電解液６
を洗浄槽２に供給する電解液供給ポンプ７、電解液槽５
と洗浄槽２とを接続する電解液供給配管、電解液供給ポ
ンプ７と洗浄槽側入口との間に設置されている電解液流
入バルブ８、洗浄槽２に設けられメンブランフィルター
を固定するフィルター固定治具４、洗浄槽２の電解液を
循環させるための電解液循環ポンプ１２、電解液循環出
口に設置する循環用出口バルブ１０、電解液循環ポンプ
１２と洗浄槽２との間に設けられ電解液６を濾過する電
解液濾過フィルター１１、電解液濾過フィルター１１と
洗浄槽２とを接続する配管と洗浄槽２との間に設置する
循環用入口バルブ９、電解液を排水するための電解液排
水バルブ１７を含んで構成される。

【００２３】洗浄槽２の電解液は、電解液循環ポンプ１
２等を含む循環系統により濾過されるが、一定回数以上
メンブランフィルターの洗浄を行ったときは、電解液を
排水し入れ替えることが好ましい。電解液濾過フィルタ
ーにゴミが堆積し、電解液中に塵芥が多く含まれるよう
になるためである。

【００２４】洗浄装置１は、洗浄槽２の電解液を排水
後、洗浄槽２を真空にするソープションポンプ１６を付
加して構成してもよい。メンブランフィルターの洗浄が
終了後、ソープションポンプ１６を稼働させ、洗浄槽２
内の空気を吸引し真空にすることにより、効果的にメン
ブランフィルターを乾燥できるためである。

【００２５】図２にクリーンなメンブランフィルターを
製造する工程の一例を示す。先ず、メンブランフィルタ
ーをフィルター固定治具４に固定する（ステップ１）。
次に、メンブランフィルターを固定したフィルター固定
治具４を洗浄槽２に入れる（ステップ２）。電解液流入
バルブ８を開き、洗浄槽２に電解液槽５の電解液６を電
解液供給ポンプ７により満たす（ステップ３）。電解液
６が洗浄槽２に満たされるまで電解液供給ポンプ７を稼
働させる（ステップ４）。

【００２６】電解液循環ポンプ１２を稼働させたまま、
超音波発生装置１３を動かしメンブランフィルター３に
付着している塵芥を取り除く（ステップ５）。電解液６
は洗浄槽２の出口バルブ１０から電解液濾過フィルター
１１により浄化され、電解液循環用入口バルブ９より洗
浄槽２に入る。

【００２７】メンブランフィルター３の洗浄後、電解液
循環ポンプ１２を停止し、電解液入口バルブ９、出口バ
ルブ１０、電解液濾過フィルター入口バルブ１８を閉じ
る（ステップ６）。

【００２８】電解液循環ポンプ１２を稼働させながら電
解液排水バルブ１７を開き電解液を排水する（ステップ
７）。ソープションポンプ出入バルブ１４，１５を開
き、ソープションポンプ１６を稼働し、洗浄槽２内を真
空状態にし、メンブランフィルターを乾燥させる（ステ
ップ８、ステップ９）。乾燥したメンブランフィルター
をクリーンルーム１００内で容器に密閉する（ステップ
１０）。

【００２９】電解液濾過フィルター１１に塵芥が堆積し
性能が劣化しているかどうかを検出する。汚れていなけ
ればステップ１に戻り、新たなメンブランフィルター３
の洗浄を行うかどうか決定する（ステップ１１）。汚れ
ている場合は、電解液濾過フィルター１１を交換する
（ステップ１２）。メンブランフィルターの洗浄を引き
続き行う場合はステップ１へ戻る（ステップ１３）。

【００３０】メンブランフィルターの洗浄において、超
音波発生装置１３によりメンブランフィルターに振動を
与える代わりに、機械振動によりメンブランフィルター
を振動さて塵芥を除去してもよい。

【００３１】ステップ１０において、クリーンルーム内
で洗浄、乾燥したメンブランフィルターを容器に密閉し
ているが、これは乾燥させることにより、再び静電力等
により塵芥が再付着することを防止するためである。

【００３２】図４は洗浄前のメンブランフィルター３の
表面に塵芥が付着している状況と、洗浄装置１により、
メンブランフィルター３を上記洗浄工程に従って洗浄し
た後のメンブランフィルター表面の状況とを示したもの
である。洗浄前にメンブランフィルターに付着していた
塵芥はほぼ完全に取り除かれている。

【００３３】図５は４枚のメンブランフィルターをサン
プルとして、水道水、純水、食塩水、メチルアルコー
ル、トリクレン、四塩化炭素を洗浄水として洗浄した場
合の洗浄前後の塵芥付着数を示したものである。

【００３４】図５に示すように、水道水で洗浄すると２
３個の塵芥が１個に、純水で洗浄すると１５個の塵芥が
５個に、食塩水で洗浄すると２０個の塵芥が１個に減少
した。メチルアルコールでは１５個の塵芥が１０個に減
少した。同様にトリクレンでは２０個が１２個に、四塩
化炭素の場合は１６個が９個に減少した。

【００３５】以上から、洗浄液としては、食塩水、水道
水が適当であることが判明した。これは、電解液を洗浄
水として使った場合、メンブランフィルターに発生して
いる静電気が電解液を介して放電されるためである。図
６は縦軸に塵芥の残留率、横軸を洗浄水の種類とし、塵
芥残留率を棒グラフで示したものである。

【００３６】図７は洗浄液の比誘電率と凝着力との関係
を示したものである。電解液の比誘電率が５０を越える
と凝着力は約１０ｎＮ以下となり、ファンデル・ワール
ス力のみとなる。

【００３７】図８はメンブランフィルターの塵芥再付着
率と乾燥環境との関係を示したものである。大気中で乾
燥すると洗浄しても塵芥が再付着する。即ち、塵芥の再
付着率はメンブランフィルターの乾燥環境に依存する。
図８に示すとおり、クリーン度１００で塵芥の再付着率
は約１０％である。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明よれば製品
に付着している塵芥を一度に大量に除去することができ
る。この方法により得られた製品には塵芥の付着が極め
て少ない。このため、塵芥が対象製品の品質に与える影
響を最小限とすることができ、製品の寿命が長くなる。

【００３９】更に、本発明で提供する製品の洗浄装置を
用いることにより、クリーンな製品を安価かつ大量に生
成することができる特有の効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の製品を洗浄する洗浄装置の概略構成
図である。

【図２】 クリーンなメンブランフィルターの製造工程
を示した図。

【図３】 クリーンなメンブランフィルターの製造工程
を示した図。

【図４】 洗浄前後のメンブランフィルターに付着して
いる塵芥の様子を示した写真である。

【図５】 洗浄液の違いによる洗浄前後の塵芥の個数を
示した図。

【図６】 洗浄液の違いによる塵芥残留率を示した図。

【図７】 洗浄液の比誘電率と凝着力との関係を示した
図。

【図８】 塵芥再付着率とクリーンルームのクリーン度
との関係を示した図。

【図９】 凝着力を分析した結果を示した図。

【符号の説明】

１ 洗浄装置 ２ 洗浄槽 ３ メンブランフィルター ４ メンブランフィルター固定治具 ５ 電解液槽 ６ 電解液 １３ 超音波発生装置 １６ ソープションポンプ

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 除塵対象物である製品を電解液入りの洗
   浄槽で洗浄する洗浄工程と、 前記洗浄工程で洗浄された製品をクリーンルーム内で乾
   燥する乾燥工程とを含むことを特徴とするクリーンな製
   品の製造方法。
2. 【請求項２】 除塵対象物である製品を電解液入りの洗
   浄槽で洗浄する洗浄工程と、 前記洗浄工程で洗浄された製品を真空内で乾燥する乾燥
   工程とを含むことを特徴とするクリーンな製品の製造方
   法。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２記載のクリーンな
   製品の製造方法により製造された製品をクリーンルーム
   内で容器に密閉する工程を更に含むことを特徴とするク
   リーンな製品の製造方法。
4. 【請求項４】 前記洗浄工程は、超音波により製品を振
   動させ、及び／又は機械的に製品を振動させ洗浄する工
   程を含むものであることを特徴とする請求項１から請求
   項２に記載のクリーンな製品の製造方法。
5. 【請求項５】 前記クリーンルームのクリーン度は少な
   くともクラス１００以上であることを特徴とする請求項
   １、請求項３、請求項４に記載のクリーンな製品の製造
   方法。
6. 【請求項６】 前記電解液は比誘電率が５０以上である
   ことを特徴とする請求項１から請求項２に記載のクリー
   ンな製品の製造方法。
7. 【請求項７】 前記製品はメンブランフィルターである
   ことを特徴とする請求項１から請求項６に記載のクリー
   ンな製品の製造方法。
8. 【請求項８】 請求項１から請求項６に記載の製品の製
   造方法により製造されたクリーンな製品。
9. 【請求項９】 請求項７に記載のクリーンな製品の製造
   方法により製造されたクリーンなメンブランフィルタ
   ー。
10. 【請求項１０】 クリーンルームと、前記クリーンルー
    ム内に設けられ、除塵対象物である製品に付着した塵芥
    を洗浄する洗浄槽と、前記製品を固定する固定治具と、 前記製品に振動を与える超音波洗浄装置、及び／又は機
    械振動装置を更に備えたことを特徴とする製品の洗浄装
    置。
11. 【請求項１１】前記洗浄槽に電解液を供給する電解液槽
    と、前記洗浄槽に前記電解液槽から電解液を供給する電
    解液供給ポンプを含む電解液供給系統とを更に備えたこ
    とを特徴とする請求項１０に記載の製品の洗浄装置。
12. 【請求項１２】前記洗浄槽の電解液を循環させる電解液
    循環ポンプを含む電解液循環系統と、前記電解液循環系
    統に設けられ電解液の不純物をろ過するフィルターとを
    更に備えたことを特徴とする請求項１０から請求項１１
    に記載の製品の洗浄装置。
13. 【請求項１３】 前記洗浄槽を真空にするソープション
    ポンプを含む真空引き系統を更に備えたことを特徴とす
    る請求項１０から請求項１２に記載の製品の洗浄装置。