JP3086254B2 - 電子および電気アセンブリ洗浄用調合物 - Google Patents

電子および電気アセンブリ洗浄用調合物

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電子および電気アセンブリ洗浄用のハロゲン
化炭化水素を含まない水混和性調合物と、ハンダ付け後
の回路板からフラックスの除去のための洗浄用調合物の
使用に関する。
基本的にはロジン系フラックスは二つの異なった化学
群に属する物質、すなわち比較的無極性の樹脂状化合
物、例えばロジンと、いわゆるアクチベーター等の極性
化合物でできている。化学の法則によれば化合物は同じ
タイプの溶剤、すなわち無極性または極性洗浄剤に最も
よく溶ける。アクチベーターとして使用されたカルボン
酸がロジン中に35%までの濃度で存在し、ある場合には
フッ素化炭化水素または塩素化炭化水素に不溶でアルコ
ールにのみわずかに溶ける場合、特別な問題が従来技術
で生じている。これはしばしばロジンを溶解し、アクチ
ベーターの白色残査を露出することになり、そのためロ
ジンの絶縁効果がなくなると大気中の水分の影響で伝導
性かつ腐食性になる。
つい最近までフッ素化炭化水素が電子および電気アセ
ンブリ洗浄用に、特にハンダ付け後に回路板からロジン
を含むフラックスを除去するのに主に使用されてきた。
クロロフルオロカーボンによるオゾン層破壊の問題の観
点から、代替洗浄剤を開発するための試みが最近行れて
いる。
DE−A2316720には、あるとすればロジン残査とアクチ
ベーターを良く除去すると言われているが、一方で電気
回路に通常使用される絶縁材料および金属には影響しな
い、電気機器からロジン含有残査を除去するための洗浄
剤が記載されている。この洗浄液は無極性炭化水素、特
にトリクロロロトリフルオロエタンまたはヘキサンに加
えて特に極性の高級アルコール、特にブチルグリコール
またはN−ブタノール、極性の低級アルコール、特にメ
タノールまたはイソプロパノールを、随意には非イオン
性湿潤剤の存在下で含有する。第一に水非混和性洗浄用
調合物が非極性炭化水素の使用により得られる。第二に
使用されたクロロフルオロカーボンはそのオゾン破壊効
果のため避けるべきである。さらにこのタイプの洗浄用
調合物はクロロフルオロカーボンを除いて極度に低い引
火点を有し、そのためそれらの実用には適当な防爆装置
が必要になる。
ハロゲン化炭化水素に加えて非ハロゲン化炭化水素、
フッ素化アルコールおよび随意には他の極性有機溶剤を
含有する洗浄用調合物がEP−A−0120319で知られてい
る。ハロゲン化炭化水素が存在するという観点から、こ
の洗浄用調合物は現在の要請を満足しない。
EP−A0416763にはテルペンまたは他の非ハロゲン化溶
剤を含有する調合物による電子回路板の洗浄が記載され
ている。残念ながらこれらの洗浄用調合物はきわめて低
い引火点を有するため、それらの実用のためには適当な
防爆手段をとらなければならない。
EP−A0419089にはジメチルシクロオクタジエンを含有
する洗浄用調合物が記載されている。
ロジンおよび多くの天然および合成樹脂を溶解するた
めのジアセトンアルコールの使用がレンプス・ヘミー−
レキシコン(Roempps Chemie−Lexikon)、第9版、第
2巻(1990年)、923頁、キーワード「ジアセトンアル
コール」に知られている。
クロロフルオロカーボンとケトンからなる無水溶剤混
合物が、ケミカルアブストラクツ(Chemical Abstract
s)、第114巻(1991年)、139頁、JP−A90/202998から
のアブストラクト114:84372gで知られている。上記クロ
ロフルオロカーボンに加えて、とりわけジアセトンアル
コールがフラックス除去に使用される。
対照的に本発明で指摘される問題は、フラックス中に
存在する極性および無極性物質、特にロジン系物質をク
ロロフルオロカーボンまたは塩素化炭化水素を使用せず
に安全に除去することができる、電子および電気アセン
ブリ洗浄用のハロゲン化炭化水素を含まない水混和性調
合物を提供することである。さらにこの調合物は60度以
上の引火点を有し、特定の用途によっては水の添加によ
りさらに増加させることができる。満足しなければなら
ない別な要請は、浸せき/フラッド、超音波浴およびス
プレー系で汎用的に使用できることである。
本発明による洗浄用調合物はまた洗浄後に水ですすい
で完全に除去されなければならない。
ジアセトンアルコール系のハロゲン化炭化水素を含ま
ない水混和性洗浄用調合物が、上記の全ての要請を満足
することができることを見いだした。従って第一の実施
態様では本発明は、電子および電気アセンブリ洗浄用の
ハロゲン化炭化水素を含まず、ジアセトンアルコールを
含有する水混和性調合物に関する。本発明によれば、こ
の洗浄用調合物は洗浄用調合物に対し30〜90重量%のジ
アセトンアルコールを含有する。それ自体で知られてい
るジアセトンアルコールのロジンに対する優れた溶解効
果に加えて、アクチベータから放出されるいわゆる「白
色残査」も実質的に完全にジアセトンアルコールで除去
されることもわかった。
本発明の目的のためにジアセトンアルコールを必ずし
も無水媒体中で使用する必要がないことも現在見いださ
れている。ジアセトンアルコールはまた水溶液の形態で
も使用してよい。水溶液は洗浄用調合物に対し好ましく
は少なくとも30重量%のジアセトンアルコールを含有す
る。30〜80重量%である洗浄用調合物に対するジアセト
ンアルコール含有量が特に好ましく、50〜70重量%の含
有量が特に最も好ましい。
さらに本発明による洗浄用調合物には他の添加剤が含
まれてよい。例えば表面張力を減少させるため界面活性
剤が添加される。この目的に適した界面活性剤は例え
ば、既知の非イオン性およびアニオン性界面活性剤であ
る。適した非イオン性界面活性剤の例はエチレンオキサ
イドおよび/またはプロピレンオキサイドと、脂肪アル
コール、脂肪アミン、脂肪酸またはアルキルフェノール
との付加化合物である。適したアニオン性界面活性剤は
アルキルベンゼンスルフォネート、アルカンスルフェー
ト、アルカンスルフォネート、脂肪アルキルエーテルス
ルフェートまたはα−スルフォ脂肪酸エステルである。
洗浄用調合物は10重量%までの、より特別には1〜5重
量%の上記目的に使用される界面活性剤を含有する。
洗浄される物品の金属表面上の腐食を防止するための
腐食防止剤が従来技術で知られており、同様に本発明の
目的でも使用されてよい。例えばベンゾトリアゾールお
よび/またはトリルトリアゾール等の銅腐食防止剤が使
用されてよい。腐食防止添加剤の適した濃度範囲は0.01
〜5重量%であり、特に0.01〜1重量%である。
別な実施態様では本発明による好ましい洗浄用調合物
は、フラックス樹脂、特に使用したアクチベータ由来の
酸性成分の分離を促進する目的で水溶性有機窒素含有塩
基、特にトリエタノールアミンを含有する。窒素含有塩
基は洗浄用調合物に対し好ましくは1〜10重量%の量
で、より好ましくは2〜5重量%の量で使用される。
本発明による洗浄用調合物はまた一つ以上の極性基を
有する水溶性有機溶剤、特にアルコール基を含み300℃
以下の沸点を有するもの、例えばブタノール、ヘキシル
アルコール、デカノール等の直鎖アルコールおよびそれ
らの分枝異性体、例えばシクロヘキサノールで代表され
る脂環式アルコール基を含むもの、数個のアルコール基
を含むするもの、特に例えばヘキシレングリコールで代
表されるグリコール類、例えばエチレングリコールモノ
ブチルエーテル、エチレングリコールジブチルエーテル
で代表されるグリコールエーテル類のようなエーテル基
を含むもの、および例えばエチルグリコールアセテート
等のグリコール酸エステルまたはグリコールエステル等
のエステル基を含むものを含有してよい。さらにラクト
ンまたはラクタム、特にN−2−メチルピロリドンが本
発明による洗浄用調合物中に存在してよい。いわゆるこ
れらの洗浄増強剤の選択の鍵になる基準は、これらの洗
浄増強剤の添加により引火点が60℃以下に低下してはな
らない、得られた洗浄用調合物の引火点である。これら
の水溶性溶剤洗浄増強剤は本発明による洗浄用調合物中
に、洗浄用調合物に対し好ましくは30重量%までの量
で、より好ましくは5〜20重量%の量で存在する。
本発明の他の実施様態では、洗浄用調合物は洗浄用調
合物に対し5重量%までの、特に1〜2重量%のアルカ
リ金属ホスフェートをビルダーとして含有してよい。本
発明においては、アルカリ金属ホスフェートはアルカリ
金属オルトホスフェート、ピロホスフェートおよびトリ
ホスフェート(また「トリポリホスフェート」とも呼ば
れる)であると理解される。しかしながらこれらのう
ち、本発明の目的にはトリホスフェートが好ましく、カ
リウムトリホスフェートまたはナトリウムトリホスフェ
ートが特に好ましい。
個々の成分に対する上記重量パーセンテージは常に10
0重量%に添加すると理解しなければならない。
本発明による洗浄用調合物を用いるプリント回路板の
洗浄では、回路板は室温と約100℃の間の温度に、特に3
0〜70℃の温度に保たれた洗浄用調合物中に浸せきされ
る。必要あれば浸せきには超音波処理、撹拌、振動、空
気吹き込み、液体循環を伴う。あるいは洗浄はスプレ
ー、浸せき、ブラッシング、フラディングおよびこれら
の組み合わせで行われる。
上記の様に洗浄後、回路板が(洗浄浴から)取り出さ
れ、単に乾燥されるか、または別に同じクリーナー
(浴)または従来のハロゲン含有クリーナー、例えばク
ロロフルオロカーボンまたは塩素含有クリーナーまたは
アルコールタイプのクリーナーで再度洗浄される。この
目的のために使用されるハロゲン含有クリーナーの量
は、ハロゲン含有クリーナーが最初の洗浄工程で使用さ
れる量よりかなり少ない。
洗浄後、回路板は好ましくは水ですすがれる。かなり
の量の水溶性物質が回路板上に取り残されるか、または
微細な塵状残査が回路板上に比較的多量に存在する場
合、水を使用することは特に有利である。すすぎのため
に使用された水は、従来技術の対応する洗浄用調合物を
使用した場合のようにはハロゲン化炭化水素で汚染され
ておらず、生分解性物質のみを含有する。
さらに回路板は上記の処理後、例えば乾燥キャビネッ
ト中または適当な乾燥器中で高温で熱気流により、また
は水と共沸物を形成するエタノールおよび/またはイソ
プロパノール等の容易に揮発する溶剤で洗浄して乾燥さ
れる。
従って本発明はまた、上記のタイプのハロゲン化炭化
水素を含まない水混和性の洗浄用調合物を用いる電子お
よび電気アセンブリの洗浄方法にも関する。特に本発明
ははんだ付け後のフラックス除去方法に関する。
本発明を以下の実施例で説明する。
実施例1 ロジン系フラックスを回路板に施し150〜200℃で乾燥
した。次いで回路に対して、市販のはんだを用いて手作
業ではんだ付けを行った。
この様に処理した回路板を55℃で2分間、60重量%の
ジアセトンアルコール、12重量%のN−2−メチルピロ
リドン、2重量%の非イオン性界面活性剤(5つのエチ
レンオキサイド単位を有するC13アルキルポリエチレン
グリコールエーテル)および1重量%のアニオン性界面
活性剤(C13-17アルキルスルフォン酸、Na塩)を含有す
る水溶液中で超音波処理した。次いで回路板を水ですす
ぎ、乾燥キャビネット中で乾燥した。
この処理後、表面は顕微鏡的に清浄であり、回路上に
も何等の被覆物(白色付着物)も見られなかった。
実施例2 別な回路板を実施例1と同様に前処理し、次いで55℃
で3分間、60重量%のジアセトンアルコール、12重量%
のN−2−メチルピロリドン、2重量%のトリエタノー
ルアミン、2重量%の非イオン性界面活性剤(5つのエ
チレンオキサイド単位を有するC13アルキルポリエチレ
ングリコールエーテル)および1重量%のアニオン性界
面活性剤(C13-17アルキルスルフォン酸、Na塩)の水溶
液をスプレーして(スプレー圧力4バール)洗浄した。
水ですすぎ乾燥後、表面は顕微鏡下でロジン残査を示
さず、回路も輝いていて何等の付着物もなかった。
実施例3 リフローはんだ付け後、はんだペーストを塗布しSMD
ユニットを装備した回路板を3分間、45℃で86重量%の
ジアセトンアルコール、9重量%のN−2−メチルピロ
リドン、2重量%のトリエタノールアミン、5つのエチ
レンオキサイド単位を有する2重量%のC13アルキルポ
リエチレングリコールエーテル、および1重量%のC
13-17アルキルスルフォン酸Na塩を含有する溶剤混合物
中で超音波処理した。
次いで回路板を水ですすぎ乾燥キャビネット中で乾燥
した。この処理後、回路板の表面は完全に清浄で、接触
足の近傍およびSMDユニットの下の狭い間隙にも何等の
はんだペーストの残査が見られなかった。
A.水溶液中に、洗浄用調合物に対し30〜80重量%の量で
ジアセトンアルコールを含有する請求項1に記載の洗浄
用調合物。
B.水溶液中に、洗浄用調合物に対し50〜70重量%の量で
ジアセトンアルコールを含有する請求項1に記載の洗浄
用調合物。
C.洗浄用調合物に対し10重量%までの量でアニオン性お
よび/または非イオン性界面活性剤を含有する請求項1
に記載の洗浄用調合物。
D.洗浄用調合物に対し1〜5重量%の量でアニオン性お
よび/または非イオン性界面活性剤を含有する請求項1
に記載の洗浄用調合物。
E.洗浄用調合物に対し1〜10重量%の量で水溶性有機窒
素含有塩基を含有する請求項1に記載の洗浄用調合物。
F.2〜5重量%の量でトリエタノールアミンを含有する
請求項1に記載の洗浄用調合物。
G.アルコール、グリコール、グリコールエーテル、グリ
コールエステル、グリコール酸エステル、ラクトンおよ
びラクタムから選ばれた水溶性溶剤を、洗浄用調合物に
対し30重量%までの量で含有する請求項1に記載の洗浄
用調合物。
H.5〜20重量%の量のN−2−メチルピロリドンを含有
する請求項1に記載の洗浄用調合物。
I.アルカリ金属ホスフェートの群から選択された無機ビ
ルダーを、洗浄用調合物に対し多くとも5重量%の量で
含有する請求項1に記載の洗浄用調合物。
J.無機ビルダーを1〜2重量%の量で含有する請求項1
記載の洗浄用調合物。
K.腐食防止剤を、洗浄用調合物に対し0.01〜5重量%の
量で含有する請求項1に記載の洗浄用調合物。
L.0.01〜1重量%の量の腐食防止剤を含有する請求項1
に記載の洗浄用調合物。
M.ハンダ付け後のフラックスを除去するために用いる請
求項1に記載の洗浄用調合物。
N.超音波、撹拌、振動、空気吹き込み、洗浄用調合物の
液体循環、スプレー、浸せき、ブラッシング、フラッデ
ィングまたはこれらの組み合わせにより洗浄を補助する
請求項1に記載の洗浄用調合物。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平9−263792(JP,A) 特開 平8−199191(JP,A) 特開 平8−104895(JP,A) 特開 平6−240296(JP,A) 特開 昭52−65789(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C11D 7/50 C11D 3/43 H05K 3/26 CA(STN) CAOLD(STN) REGISTRY(STN) WPIDS(STN)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ハロゲン化炭化水素を含まない電子および
    電気アセンブリ洗浄用の水混和性洗浄用調合物であっ
    て、 洗浄用調合物が、洗浄用調合物に対し30〜90重量%の量
    でジアセトンアルコールを含有する洗浄用調合物。
JP05502570A 1991-07-22 1992-07-13 電子および電気アセンブリ洗浄用調合物 Expired - Fee Related JP3086254B2 (ja)

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