JP4063344B2

JP4063344B2 - メタルマスク用洗浄剤組成物

Info

Publication number: JP4063344B2
Application number: JP21485995A
Authority: JP
Inventors: 真佐雄近藤
Original assignee: Asahi Kasei Chemicals Corp
Current assignee: Asahi Kasei Chemicals Corp
Priority date: 1995-08-23
Filing date: 1995-08-23
Publication date: 2008-03-19
Anticipated expiration: 2015-08-23
Also published as: JPH0959688A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はソルダーペースト印刷時に使用するメタルマスクの洗浄に好適な洗浄剤に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子回路の接合方法としては、はんだ付けが最も一般的に行われている。基板に部品を接合するのに適量のはんだを供給するために、はんだ粉とフラックスを混合しペースト状にしたものを、印刷すべき模様に孔の開いた金属板（メタルマスク）を通して印刷する方法が行われているが、印刷終了時に保管、再使用のため、あるいは印刷精度を確保するため、このメタルマスクを洗浄する必要がある。従来、このメタルマスクに付着している汚れを除去するために、不燃性で毒性が低く、優れた溶解性を示す等多くの特徴を有することから、１，１，１−トリクロロエタン等の溶剤が広く使用されてきた。しかし、これらの溶剤はオゾン層破壊の問題から、近い将来全廃されることが、国際的に取り決められている。
【０００３】
また近年、グリコールエーテル系溶剤を主体とした各種洗浄剤が、前述したハロゲン系溶剤の代替洗浄剤として使用されているが、これらは汚れに対する洗浄力は満足できるものの、乾燥しにくく、又メタルマスクに使用されている接着剤に影響を与えるため、数回の洗浄で、以後の繰り返し利用ができなくなる。
【０００４】
【本発明が解決しようとする課題】
本発明は洗浄力にすぐれ、乾燥がはやく、繰り返し洗浄を行ってもメタルマスクに対する悪影響が極めて少なく、しかも環境非汚染特性に優れ、人に対しても低毒性である洗浄剤を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、水溶性の異なる２種類以上の特定のグリコールエーテル系溶剤の水溶液に、特定のアミン系化合物を一定量添加した水性組成物にする事により、上記目的を達成することができることを見いだし、本発明を完成するに至った。
【０００６】
すなわち本発明は、（Ａ）プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルより選ばれる１種または２種以上の化合物を、２５〜４５重量％、
（Ｂ）プロピレングリコールモノブチルエーテル、３−メトキシブチルアセテート、３−メトキシ−３−メチルブチルアセテートより選ばれる１種または２種以上の化合物を、５〜２５重量％、
（Ｃ）下記一般式（３）で表される含窒素化合物、０．００５〜１．０重量％
【化２】

（式中Ｒ4 は炭素数６〜２０のアルキル基、ｍ＋ｎは２〜２０で示される）
（Ｄ）水、残量（２９〜６９．９９５重量％）を、含有することを特徴とするメタルマスク用洗浄剤組成物に関する。
【０００７】
該組成物は、洗浄剤として用いた場合、洗浄力に優れ、乾燥が早く、オゾン層を破壊する環境汚染の心配が無く、人に対しても低毒性である該組成物の性質が、機密状況下の作業を要するメタルマスク用として適正である。そして、メタルマスクの繰り返し洗浄に耐える結果を得たので、以下にこの発明を詳細に説明する。
【０００８】
本発明の（Ａ）成分で表されるグリコールエーテル系化合物は、１種単独でまたは２種以上を組み合わせて配合することができ、本発明の洗浄剤組成物中に２５〜４５重量％配合される。２５重量％未満の配合では（Ｂ）成分であるグリコールエーテル系溶剤を均一の組成にすることが困難となる。
沸点範囲が、１００〜２００℃の範囲であり、かつ２０℃の水に自由混合する一般式（１）で表される化合物の具体例としては、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノアリルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、３−メチル−３−メトキシブタノール、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート等が挙げられる。
【０００９】
本発明の一般式（２）で表される（Ｂ）成分は常圧における沸点が１００℃以上、２００℃以下であり、かつ２０℃での水への溶解量が２０重量％以下である、グリコールエーテル系化合物で１種単独でまたは２種以上を組み合わせて配合することができ、本発明の洗浄剤組成物中に５〜２５重量％配合される。５重量％未満の配合では洗浄性が充分ではなく、２５重量％を超えて配合すると組成が均一になりにくい、またはメタルマスクを洗浄した場合に数％のクリームハンダ中のフラックスが混した場合に洗浄剤が２相に分離したりする問題を生ずる。
【００１０】
このようなグリコールエーテル系化合物の具体例としては、１，２−ジエトキシエタン、３−メトキシブチルアセテート、３−メチル−３−メトキシブチルアセテート、プロピレングリコールモノブチルエーテル、２−エトキシエチルアセテート、２−ブトキシエチルアセテート等が挙げられる。
また本発明に用いられる（Ａ）成分と（Ｂ）成分の合計は、組成物中３０〜７０重量％であり、（Ａ）成分と（Ｂ）成分の合計が３０重量％未満ではメタルマスクの洗浄性及び持続性が充分でなく、また７０重量％を超えて配合すると、従来よりメタルマスクに使用されているゴム系接着剤に影響を与え、メタルマスクを破損する。特殊な耐溶剤性の接着剤の使用が必要となる。（Ａ）成分と（Ｂ）成分の合計の好ましい量は、４０〜６０重量％である。
【００１１】
またこれらのグリコールエーテル系化合物は、常圧における沸点を２００℃以下のものを選択することにより乾燥を比較的低温、短時間で行うことを可能とし、乾燥不良によるメタルマスクへの影響をなくすことができる。
常圧における沸点が２００℃を超えるグリコールエーテル系化合物を使用すると、別の溶剤によるすすぎが必要となる、または乾燥に比較的高温を必要とし、乾燥に時間がかかるため実用的ではない。
【００１２】
また沸点が１００℃未満のグリコールエーテル系化合物を使用すると引火の危険性が著しく高くなり水分管理が煩雑となる。
本発明に用いられる一般式（３）で示される含窒素化合物（Ｃ）成分は、本発明の洗浄剤組成物中に０．００５〜１．０重量％配合される。０．００５重量％未満の添加では充分な洗浄効果が得られず、１．０重量％を超える添加ではメタルマスクを洗浄後乾燥した場合に、上述の成分が残留するために、クリームハンダの印刷性を損ねる等の問題を生じる。
【００１３】
本発明に用いられる含窒素化合物の具体例としてはＮ，Ｎ−ジ（２−ヒドロキシエチル）シクロヘキシルアミン等のエタノールアミン類、エチレンオキシドの付加モル数が１〜２０であるポリオキシエチレンラウリルアミン、ポリオキシエチレンステアリルアミン等のアルキルアミンのエチレンオキシド付加物等が挙げられる。
【００１４】
本発明の洗浄剤組成物には、水（Ｄ）成分が２９〜６９．９９５重量％配合される。好ましくは、４０〜６０重量％である。
更に本発明の洗浄剤組成物には、洗浄効果を高めるために界面活性剤を配合することができる。本発明に使用できる界面活性剤は、公知のアニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、両イオン性界面活性剤のいずれも使用することができる。より具体的には、脂肪酸塩類、高級アルコール硫酸エステル塩類、液体脂肪油硫酸エステル塩類、脂肪族アミン及び脂肪族アミドの硫酸塩類、脂肪アルコールリン酸エステル塩類、二塩基性脂肪酸塩のスルホン酸塩類、脂肪酸アミドスルホン酸塩類、アルキルアリルスルホン酸塩類、ホルマリン縮合のナフタリンスルホン酸塩類等のアニオン性界面活性剤、脂肪族アミン塩類、第４級アンモニウム塩類、アルキルピリジニウム塩類等のカチオン性界面活性剤、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル類、ポリオキシアルキレンアルキルフェノールエーテル類、ポリオキシアルキレンアルキルアミン類、ポリオキシアルキレンアルキルエステル類、ソルビタンアルキルエステル類、ポリオキシアルキレンソルビタンアルキルエステル等の非イオン性界面活性剤、あるいはアルキルベタイン、アルキルジメチルアミンオキシド、アルキルアラニン等の両イオン性界面活性剤が主だったものとして挙げられるが、これに限定されるものではない。
【００１５】
本発明の洗浄剤組成物は、超音波洗浄法、スプレー洗浄法、ブラシ洗浄法、手拭き法等の物理力を併用することで特に好ましい洗浄結果を得ることができる。本発明の洗浄剤を使用する一例としては、例えば、クリームはんだの付着したメタルマスクを、本発明の洗浄剤組成物を入れた超音波洗浄槽を用いて超音波洗浄し、洗浄後エアブロー、又は遠心により液切りをした後、直接乾燥すれば良い。また場合により、本発明の洗浄剤でメタルマスクを洗浄後、水あるいは他の有機溶剤で仕上げすすぎをする事も可能である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、実施例を挙げて、更に詳細に説明するが、本発明の範囲がこれらの実施例に限定されるものではない。
表１に示した実施例及び比較例の各組成の洗浄剤を用いて、評価項目である均一性、クリームはんだ洗浄性、引火点、乾燥性、接着剤への影響（メタルマスクへの影響）を試験した。夫々の評価方法を以下に示す。
【００１７】
均一性：表１に記載の組成物を調合し、透明均一であれば○、濁りあるいは相分離の起こるものについては×とした。
洗浄性：全孔を５０倍の顕微鏡で検査し、ハンダ粒の残存のある孔を不良孔とし、不良率２％以下を○、不良率２％を超えるものを×とした。この評価においてクリームハンダは千住金属工業（株）製ＳＰＡＲＫＬＥＰＡＳＴＥＯＺ６３−１７７Ｆ−５０−９を使用した。
【００１８】
乾燥性：乾燥性の評価としては、４５℃の温風で５分間の乾燥した後、目検査及び触れてみて完全に乾燥状態であるものを○、溶剤のシミ、触れた場合にべたつきがある物を×とした。
メタルマスクへの影響：１５０ｍｍ角のフレームでテスト用の版を作製した（ポリエステル製の紗を使用、接着剤はゴム系接着剤、接着面の幅３０ｍｍ）。室温で各組成物中に１分間浸漬後版を引き上げ、４５℃の温風で５分間の乾燥を行った。この浸漬、乾燥操作を２０回繰り返した後、２日間放置した。この試験中に接着部分に剥離がみられた場合や版を破損した場合に×、影響がみられなかったものを○とした。
【００１９】
【実施例１】
０．５ｍｍピッチ２００ピンＱＦＰ用印刷パターン切片の開孔部に、クリームはんだを詰め５０℃で１時間放置した。これを、表１の実施例１の各成分の組成からなる調製液を入れた卓上型の超音波洗浄機（槽容量２Ｌ、超音波周波数４５ｋＨｚ、出力６０Ｗ）で、該洗浄剤温度３０℃で１分間超音波浸漬洗浄を行った。洗浄後４５℃の温風中で５分間乾燥を行った。結果は、表１参照。
【００２０】
【実施例２〜６】
０．５ｍｍピッチ２００ピンＱＦＰ用印刷パターン切片の開孔部に、クリームはんだを詰め、５０℃で１時間放置した。これを、表１の実施例２〜６までの各成分の組成からなる調製液を用いて実施例１と同様に実施した。結果は、表１参照。
【００２１】
【比較例１】
表１に示すように、本発明の（Ｂ）成分である２０℃における溶解度が２０重量％以下であるグリコール系化合物を含まない組成物で、実施例１と同様に洗浄を行った。洗浄性は、洗浄不良となった。結果は、表１参照。
【００２２】
【比較例２】
表１に示すように、本発明の（Ｂ）成分である２０℃における溶解度が２０重量％以下であるグリコール系化合物を過剰に配合をした組成物は、均一にならなかった。（以後の試験不可）
【００２３】
【比較例３】
表１に示すように、本発明の（Ａ）成分であるグリコールエーテル系化合物の含有量が少ない場合では組成物は、均一にならなかった。（以後の試験不可）
【００２４】
【比較例４】
表１に示すように、水分の配合量の少ない組成で、実施例１と同様に実施した場合では、洗浄性は良好であるものの、ダメージ評価用の試験版を６回洗浄した時点で試験版が破損した。結果は、表１参照。
【００２５】
【比較例５】
表１に示すように、水分を過剰に含む場合で、実施例１と同様に実施した場合では、洗浄性は、洗浄不良となった。結果は、表１参照。
【００２６】
【比較例６、７】
表１に示すように、本発明のグリコールエーテル系溶剤としてジエチレングリコールモノブチルエーテル（沸点２３０．６℃）あるいはジエチレングリコールモノヘキシルエーテル（沸点２５９．１℃）を使用し、実施例１と同様に実施した場合、４５℃、５分間の乾燥条件では溶剤の残留があり、また２０回洗浄を繰り返した後、保存中に試験版を破損した。結果は、表１参照。
【００２７】
【比較例８】
表１に示すように、本発明の（Ｃ）成分であるアミン系化合物を含まない組成物で、実施例１と同様に実施した。洗浄性は、洗浄不良となった。
【００２８】
【比較例９】
表１に示すように、本発明の（Ｃ）成分であるアミン系化合物を過剰に含む組成で、実施例１と同様に実施した場合、洗浄性には問題がみられなかったが、乾燥後に試験版にふれた場合にべたつきがあった。結果は、表１参照。
表１の評価結果に示したように、実施例ではメタルマスクに対する充分な洗浄力を有するのみでなく、他溶媒によるすすぎを必要とせず、洗浄後直接乾燥する事ができる。またメタルマスクを構成する接着剤に対しても影響が極めて少ない。これに対して比較例に挙げた組成では、組成の均一性、洗浄性、乾燥性、接着剤に対する影響のいずれかに不満のある結果となった。
【００２９】
【表１】

【００３０】
【発明の効果】
本発明の組成物は、実施例からも明らかなように、メタルマスクに対して充分な洗浄力を有すると共に、乾燥性が良く、メタルマスクに対するダメージが極めて少ない。また、水分を多量に含むため引火の危険性も少ない。しかもハロゲン原子を含まず、オゾン層破壊の恐れがないため、１，１，１−トリクロロエタンの代替洗浄剤として極めて有用である。

Claims

（Ａ）プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルより選ばれる１種または２種以上の化合物を、２５〜４５重量％、
（Ｂ）プロピレングリコールモノブチルエーテル、３−メトキシブチルアセテート、３−メトキシ−３−メチルブチルアセテートより選ばれる１種または２種以上の化合物を、５〜２５重量％、
（Ｃ）下記一般式（３）で表される含窒素化合物、０．００５〜１．０重量％

（式中Ｒ4 は炭素数６〜２０のアルキル基、ｍ＋ｎは２〜２０で示される）
（Ｄ）水、残量（２９〜６９．９９５重量％）を、含有することを特徴とするメタルマスク用洗浄剤組成物。