JP2009298940A - フラックス用洗浄剤組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の洗浄剤組成物における成分(A)は、下記式(I)で表される1又は1以上の化合物からなる。
本発明の洗浄剤組成物における成分(B)は、1又は1以上のアルカノールアミンからなる。成分(B)のアルカノールアミンとしては、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、及び、これらのアルキル化物があげられ、フラックス残渣に対する洗浄性の観点から、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、モノメチルモノエタノールアミン、モノメチルジエタノールアミン、ジメチルモノエタノールアミン、モノエチルジエタノールアミン、及びモノブチルジエタノールアミンが好ましく、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、及びメチルジエタノールアミンがより好ましい。
本発明の洗浄剤組成物における成分(C)は、1又は1以上の、炭素数1〜6のアルキル基を有するアルキルベンゼンスルホン酸及び/又はその塩からなる。成分(C)のアルキルベンゼンスルホン酸及び/又はその塩におけるアルキル基の炭素数は、隙間に残存するフラックス残渣に対する洗浄力を向上させる点から、1〜6であって、1〜4が好ましく、1〜3がより好ましく、1又は2がさらに好ましく、1がさらにより好ましい。成分(C)のアルキルベンゼンスルホン酸及び/又はその塩における炭素数1〜6のアルキル基の数は、隙間に残存するフラックス残渣に対する洗浄力を向上させる点から、1〜3が好ましく、1又は2がより好ましく、1がさらに好ましい。炭素数1〜6のアルキル基を有するアルキルベンゼンスルホン酸の塩としては、洗浄剤組成物として許容される点から、ナトリウム、カリウムなどのアルカリ金属塩、アンモニウム塩、有機アミン塩が好ましく、半導体品質の安定性の観点から金属イオンが残留しない、アンモニウム塩、有機アミン塩がさらに好ましい。
本発明の洗浄剤組成物において、成分(A)、(B)及び(C)の総含有量は、隙間に残存するフラックス残渣に対する洗浄力を向上させる点から、97〜100重量%であることが好ましく、98〜100重量%がより好ましく、99〜100重量%がさらに好ましく、99.5〜100重量%がさらにより好ましい。したがって、本発明の洗浄剤組成物は、好ましくは0〜3重量%、より好ましくは0〜2重量%、さらに好ましくは0〜1重量%、さらにより好ましくは0〜0.05重量%の範囲で、その他の成分を含んでもよい。その他の成分としては、界面活性剤、成分(B)以外のアミン化合物、水などが挙げられる。ここで、本発明の洗浄剤組成物において、成分(A)、成分(B)及び成分(C)の総含有量が100重量%であるとは、その他の成分を一切含まない場合のみならず、微量に検出されるその他の成分を含有する実質的に100重量%の場合も含む。この場合におけるその他の成分は特に制限されない。
水は、安全性の観点から必要に応じて本発明の洗浄剤組成物に含ませてもよい。水は、蒸留水、イオン交換水、又は超純水等が使用され得る。
本発明における洗浄剤組成物の調製方法は、何ら制限されず、成分(A)、成分(B)及び成分(C)を混合することによって調製できる。本発明の洗浄剤組成物のpHは、被洗浄物の種類や要求品質等に応じて適宜決定することが好ましい。洗浄剤組成物のpHは、隙間に残存するフラックス残渣に対する洗浄力を向上させる点から、8〜12が好ましく、8〜10がより好ましく、8〜9がさらに好ましい。pHは、必要により、硝酸、硫酸等の無機酸、オキシカルボン酸、多価カルボン酸、アミノポリカルボン酸、アミノ酸等の有機酸、及びそれらの金属塩やアンモニウム塩、アンモニア、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アミン等の塩基性物質を適宜、所望量で配合することで調整することができる。
本発明の洗浄剤組成物のpHは、隙間に残存するフラックス残渣に対する洗浄力を向上させる点から、8〜12が好ましく、8〜10がより好ましく、8〜9がさらに好ましい。pHは、必要により、硝酸、硫酸等の無機酸、オキシカルボン酸、多価カルボン酸、アミノポリカルボン酸、アミノ酸等の有機酸、及びそれらの金属塩やアンモニウム塩、アンモニア、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アミン等の塩基性物質を適宜、所望量で配合することで調整することができる。
本発明の洗浄剤組成物は、フラックス残渣の洗浄時における安全性の観点から、25℃における動粘度が5を超えることが好ましく、6を超えることがより好ましい。動粘度は、上述したとおり、JIS−K2283(2000.11.20改訂、2006.10.20最終確認版)に規定される粘度計を用いて測定されるものであることが好ましい。動粘度は、後述する実施例の記載の測定法により測定され得る。
本発明のフラックス残渣の洗浄方法は、被洗浄物を本発明の洗浄剤組成物に接触させることを含むフラックス残渣の洗浄方法である(以下、本発明の洗浄方法ともいう)。本発明の洗浄方法において、被洗浄物に本発明の洗浄剤組成物を接触させる方法としては、例えば、超音波洗浄装置の浴槽内で接触させる方法や、洗浄剤組成物をスプレー状に射出して接触させる方法(シャワー方式)などが挙げられる。本発明の洗浄剤組成物は、希釈することなくそのまま洗浄に使用できる。本発明の洗浄方法は、洗浄剤組成物に被洗浄物を接触させた後、水でリンスし、乾燥する工程を含むことが好ましい。本発明の洗浄方法であれば、ハンダ付けした部品の隙間に残存するフラックス残渣を効率よく洗浄できる。本発明の洗浄方法は、本発明の洗浄剤組成物の洗浄力が発揮されやすい点から、本発明の洗浄剤組成物と被洗浄物との接触時に超音波を照射することが好ましく、その超音波は比較的強いものであることがより好ましい。前記超音波としては、26〜72Hz、80〜1500Wが好ましく、36〜72Hz、80〜1500Wがより好ましい。
被洗浄物としては、ハンダ付けされた部品の隙間にフラックス残渣を含む製造中間物が挙げられる。前記製造中間物は、半導体パッケージや半導体装置を含む電子部品の製造工程における中間製造物であって、例えば、回路基板上にフラックスを使用したハンダ付けにより半導体チップ、チップ型コンデンサ、及び回路基板などが搭載された物を含む。被洗浄物における隙間とは、例えば、回路基板とその回路基板にハンダ付けされて搭載された部品(半導体チップ、チップ型コンデンサ、回路基板など)との間に形成される空間であって、その高さ(部品間の距離)が、例えば、5〜500μm、10〜250μm、或いは20〜100μmの空間をいう。隙間の幅及び奥行きは、搭載される部品や回路基板上の電極(ランド)の大きさや間隔に依存する。
本発明の電子部品の製造方法は、半導体チップ、チップ型コンデンサ、及び回路基板からなる群から選択される少なくとも1つの部品を、フラックスを使用したハンダ付により回路基板上に搭載する工程、及び、本発明の洗浄方法により前記搭載物を洗浄する工程を含む。フラックスを使用したハンダ付けは、リフロー方式でもよく、フロー方式でもよい。電子部品は、半導体チップが未搭載の半導体パッケージ、半導体チップが搭載された半導体パッケージ、及び、半導体装置を含む。本発明の電子部品の製造方法は、本発明の洗浄方法を行うことにより、ハンダ付けされた部品の隙間に残存するフラックス残渣が低減され、フラックス残渣が残留することに起因する電極間でのショートや接着不良が抑制されるから、信頼性の高い電子部品の製造が可能になる。また、本発明の洗浄方法を行うことにより、ハンダ付けされた部品の隙間に残存するフラックス残渣の洗浄が容易になることから、洗浄時間が短縮化でき、電子部品の製造効率を向上できる。
下記表1に示す成分(A)、(B)及び(C)を混合し、実施例1〜9及び比較例1〜11の洗浄剤組成物1を調製した。洗浄剤組成物1は、成分(A)、(B)及び(C)からなる洗浄剤組成物である。下記表1の成分(A)〜(C)の数値は、洗浄剤組成物1における濃度(重量%)を示す。実施例1〜9及び比較例1〜11において、成分(A)〜(C)の総濃度は、100重量%であった。なお、比較例4では、成分(C)のコントロールとして炭素数が12のアルキル基を有するアルキルベンゼンスルホン酸であるドデシルベンゼンスルホン酸を使用した。
上記で調製した実施例1〜9及び比較例1〜11の洗浄剤組成物1のそれぞれに、水及びその他の成分を添加して、実施例1〜9及び比較例1〜11の洗浄剤組成物2を調製した。洗浄剤組成物2は、成分(A)、(B)及び(C)に加え、水を含むその他の成分を混合した洗浄剤組成物である。洗浄剤組成物2における成分(A)、(B)及び(C)の総含有量、水及びその他の成分の濃度(重量%)は、下記表1のとおりである。水は、最終濃度が10重量%となるように添加した。その他の成分として、消泡性の向上ため、消泡剤としてαオレフィン(商品名:リニアレン14、(株)出光興産社製)及びシリコーン系消泡剤(東レダウ社製)を合せて1.0重量%用いた。比較例6の洗浄剤組成物2には、10重量%の炭素数12〜14のアルキル基を有するポリオキシエチレンアルキルエーテル(secC12-14−O−(EO)9−H、花王社製)を添加し、比較例7の洗浄剤組成物2には、1.0重量%のp−ヒドロキシ安息香酸を添加した。比較例8及び9の洗浄剤組成物2には、それぞれ、0.2重量%又は6重量%のドデシルベンゼンスルホン酸Na(商品名:ネオペレックスG65、花王社製)を添加し、比較例10の洗浄剤組成物2には、1.5重量%のラウリルベタイン(商品名:アンヒトール24B、花王社製)を添加し、比較例11の洗浄剤組成物2には、1.5重量%のジステアリルジメチルアンモニウムクロライド(商品名:コータミンD86P、花王社製)を添加した。
<25℃における動粘度の測定方法>
JIS K 2283(2000.11.20改訂、2006.10.20最終確認版)に規定のウベローデ粘度計((株)草野科学器械製作所製、毛細管式粘度計)を用い、25℃における動粘度を測定した。
<引火点の測定方法>
JIS K 2265−4(引火点の求め方−第4部、2007.1.1制定版):クリーブランド開放法に規定されたクリーブランドオープンカップ(Cleaveland Open Cup)法を用いて測定した。
<使用されたフラックス残渣モデル>
市販のハンダフラックス(エコソルダーM705−GRN360−K2−V(千住金属工業株式会社製、ハンダ金属(Sn−3Ag−0.5Cu))とフラックス(ロジン酸、添加剤及び溶剤の混合物)の混合物)を銅製の容器に入れ、N2雰囲気下で250℃、60分加温して溶剤を除去し、フラックス部分を回収してそれをフラックス残渣モデルとした。
<テストピース>
テストピースは、図1に示すとおり、半導体パッケージ1の上面にスペーサを介してガラス板2を配置して隙間3(高さ70μm、幅20mm、奥行き5mm)を形成したものである。その隙間3に上記フラックス残渣モデルを充填して洗浄性試験に使用した。
<洗浄方法>
洗浄は、超音波洗浄装置(アレックス社製マルチソフト、40kHz、600W)を用いて行った。まず、テストピースを超音波洗浄装置内で洗浄剤組成物2に浸漬(60℃、5分)した後、同装置内でイオン交換水に浸漬して第1リンス(60℃、5分)を行い、さらに同装置内で新たなイオン交換水に浸漬して第2リンス(60℃、5分)を行う洗浄(5分洗浄)を行い、送風低温乾燥機で乾燥した(85℃、15分)。次に、洗浄剤組成物2の浸漬、第1リンス、及び第2リンスの時間を5分から1分に換えた以外は同様にして洗浄(1分洗浄)を行った。
<洗浄性の判定方法>
洗浄剤組成物2への浸漬・リンスして乾燥した後のテストピースを光学顕微鏡で観察し、ガラス板の下部に残存するフラックス残渣の有無、及び、リンス液の残存の有無を確認し、下記の判定基準で判定した。その結果を下記表1に示す。
○:フラックスの残渣なし、液残りなし
△:フラックスの残渣はないが、わずかに液残りあり
×:フラックスの残渣あり
<安全性の評価方法>
洗浄剤組成物2に含まれる成分(A)の引火点に応じて、下記の判定基準により洗浄剤組成物2の安全性を評価した。その結果を下記表1に示す。
○:引火点が110℃以上
△:引火点が110℃未満
Claims (7)
- 成分(A)、成分(B)及び成分(C)の総重量が97〜100重量%である、請求項1記載のフラックス用洗浄剤組成物。
- 成分(A)の25℃における動粘度が4mm2/sを超える、請求項1から3のいずれかに記載のフラックス用洗浄剤組成物。
- 請求項1から4のいずれかに記載のフラックス用洗浄剤組成物を被洗浄物に接触させることを含み、前記被洗浄物が、ハンダ付けされた部品の隙間にフラックス残渣を含む製造中間物である、フラックス残渣の洗浄方法。
- フラックス用洗浄剤組成物と被洗浄物との接触が、26〜72Hz、80〜1500Wの超音波照射の下で、前記フラックス用洗浄剤組成物に被洗浄物を浸漬することにより行われる、請求項5記載のフラックス残渣の洗浄方法。
- 半導体チップ、チップ型コンデンサ、及び回路基板からなる群から選択される少なくとも1つの部品を、フラックスを使用したハンダ付により回路基板上に搭載する工程、及び、前記搭載物を請求項5又は6記載のフラックス残渣の洗浄方法により洗浄する工程を含む、電子部品の製造方法。
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