JP4169602B2 - Cleaning method and cleaning device - Google Patents
Cleaning method and cleaning device Download PDFInfo
- Publication number
- JP4169602B2 JP4169602B2 JP2003005834A JP2003005834A JP4169602B2 JP 4169602 B2 JP4169602 B2 JP 4169602B2 JP 2003005834 A JP2003005834 A JP 2003005834A JP 2003005834 A JP2003005834 A JP 2003005834A JP 4169602 B2 JP4169602 B2 JP 4169602B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cleaning
- liquid
- sound pressure
- cleaning liquid
- ultrasonic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Landscapes
- Cleaning By Liquid Or Steam (AREA)
- Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、超音波振動を利用した洗浄方法および洗浄装置に関し、特に、洗浄液の種類にかかわらず、洗浄槽全体を有効に使用できるとともに、被洗浄物を効率的に洗浄可能な超音波振動を利用した洗浄方法および洗浄装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体分野等において、超音波振動を利用した洗浄方法および洗浄装置が実施されている。
例えば、超音波洗浄中に、洗浄槽内の洗浄液面を上下に変動させる超音波洗浄方法が実施されている（例えば、特許文献１参照）。
また、被洗浄物を浸漬させた洗浄液の液面と、超音波放射面との距離を変化させ、被洗浄物を音圧の強力な箇所に移動させて洗浄を行うことを特徴とする超音波洗浄方法が実施されている（例えば、特許文献２参照）。
また、半導体ウェハを収容するウェハ収納容器と、当該ウェハ収納容器が浸漬される液層と、液槽に設けられた超音波発生器と、を備えた半導体ウェハの洗浄装置において、液槽の液面から半導体ウェハまでの深さを可変とするウェハ上液深可変手段を有することを特徴とする超音波洗浄方法が実施されている（例えば、特許文献３参照）。
【０００３】
また、被洗浄物を洗浄槽の液面から超音波の波長の１／４以上の深さに浸漬するとともに、洗浄槽の液面から超音波の波長の１／２以上の幅で上下動させることを特徴とする超音波洗浄方法が実施されている（例えば、特許文献４参照）。そして、好ましい態様として、洗浄槽から導管により洗浄液を導入して脱気するための貯液槽を設けている。
また、洗浄槽内に超音波強度測定センサを配設し、当該超音波強度測定センサを上下に駆動させて、超音波強度が最大になる地点を直接的に求め、そこに被洗浄物を収容した洗浄カゴを配置することを特徴とする超音波洗浄方法が実施されている（例えば、特許文献５参照）。
【０００４】
一方、超音波洗浄方法等に使用される洗浄液（処理液）を脱気する方法が実施されている（例えば、特許文献６参照）。より具体的には、図１３に示すように、洗浄槽２０２と、循環ポンプ２１２と、アスピレータ２１３と、が直列配置された循環路（第１の循環路）２１１と、アスピレータ２１３の作用によって、洗浄槽２０２の側方に位置する密閉容器２０３の中腹部から洗浄液を吸引するための第２の循環路２０７と、を備えた脱気装置を使用する脱気方法が開示されている。
また、超音波洗浄方法等に使用される洗浄液（処理液）を脱気する方法が実施されている（例えば、特許文献７参照）。より具体的には、図１４に示すように、洗浄槽１０７と、絞りバルブ１０４と、循環ポンプ１０５と、気液分離槽１０６と、が直列配置された循環路１１０と、を備えた脱気装置を使用する脱気方法が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開昭４８−４１５５３号公報 （第４−５頁、図１）
【特許文献２】
特開昭６０−１８７３８０号公報 （第４−５頁、図１）
【特許文献３】
特開平２−１０９３３４号公報 （第４−５頁、図１）
【特許文献４】
特開平６−７１２３９号公報 （第４−５頁、図１）
【特許文献５】
特開平６−９１２３９号公報 （第４−５頁、図１）
【特許文献６】
特許第３２２３３４０号公報 （第４−５頁、図１）
【特許文献７】
特開平７−３２８３１６号公報 （第４−５頁、図１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１〜５にそれぞれ開示されたいずれの超音波洗浄方法も、洗浄槽内の超音波強度が場所によって大きく値が異なることを前提としており、かかる超音波強度が最大になる箇所において、被洗浄物を効率的に洗浄しようとするものであり、洗浄槽全体を有効利用することが困難であった。
また、特許文献６や特許文献７にそれぞれ開示された脱気方法によって得られる洗浄液は、いまだ多量の気泡を含んでおり、被洗浄物を安定して洗浄することが困難であった。そのため、いずれも洗浄槽内の超音波強度が場所によって大きく値が異なり、洗浄槽全体を有効に使用することが困難であった。
さらに、いずれの超音波洗浄方法あるいは脱気方法においても、洗浄液の種類を変えた場合に、洗浄効果が安定しないという問題もあった。
【０００７】
そこで、本発明の発明者は、従来の問題を鋭意検討した結果、洗浄液の種類にかかわらず、洗浄液において測定される音圧と、洗浄効果との間に、所定の関係があることを見出し、それを利用して、本発明を完成させたものである。
すなわち、本発明は、洗浄液における音圧を所定内の値にすることにより、あるいは、循環路において洗浄槽とは別の超音波振動子を設けることにより、洗浄槽全体の超音波強度が均一化され、洗浄槽全体を有効に使用できるとともに、気泡量が均一化された洗浄液を用いて、被洗浄物を効率的に洗浄することが可能な超音波振動を利用した洗浄方法および洗浄装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、超音波洗浄するための洗浄槽であって、かつ、周波数が２０ＫＨｚ〜２ＭＨｚの範囲内の値である第１の超音波振動子を備えた洗浄槽と、循環路と、送液ポンプと、を利用した洗浄方法において、以下の工程（Ａ′）および（Ｂ′）を含むことを特徴とする洗浄方法が提供され、上述した問題を解決することができる。
（Ａ′）循環路の途中に設け、気泡を脱気して気泡量を調整するためであって、かつ、周波数が２０ＫＨｚ〜２００ＫＨｚの範囲内の値である第２の超音波振動子により、洗浄液に含まれる気泡量を調整する工程
（Ｂ′）洗浄槽における洗浄液の音圧の平均値を０．２〜１．５Ｖの範囲内の値とするとともに、当該音圧の最大値を平均値の２００％以下とした状態で被洗浄物を洗浄する工程
すなわち、工程（Ａ′）において、洗浄槽とは別の超音波振動子（第２の超音波振動子）を用いて、洗浄液に含まれる気泡量を調整することにより、工程（Ｂ）において、気泡量が減少し、均一化された洗浄液によって、被洗浄物を洗浄することができる。したがって、第１の超音波振動子から洗浄槽全体に伝播する超音波強度の値が均一化され、洗浄槽全体を有効に使用することができる。また、洗浄液の気泡量が減少し、均一化されているため、被洗浄物を効率的に洗浄することができる。
さらにまた、本発明の洗浄方法を実施するにあたり、工程（Ｂ′）において、洗浄液の音圧の平均値を０．２〜１．５Ｖの範囲内の値とすることにより、第１の超音波振動子から洗浄槽全体に伝播する超音波強度の値がより均一化され、洗浄槽全体を有効に使用できるとともに、気泡量が減少および均一化された洗浄液を用いて、被洗浄物をさらに効率的に洗浄することができる。
【００１１】
また、本発明の洗浄方法を実施するにあたり、工程（Ｂ′）において、洗浄槽に設けた音圧測定装置により、洗浄液の音圧を連続的または断続的に測定しながら洗浄することが好ましい。
このように実施することにより、洗浄槽全体の超音波強度を確実に均一化することができ、洗浄槽全体を有効に使用できるとともに、気泡量が減少および均一化された洗浄液を用いて、被洗浄物をさらに効率的に洗浄することができる。
【００１３】
また、本発明の別の態様によれば、超音波洗浄するための洗浄槽であって、かつ、周波数が２０ＫＨｚ〜２ＭＨｚの範囲内の値である第１の超音波振動子を備えた洗浄槽と、循環路と、送液ポンプと、を備えた洗浄装置において、循環路の途中に、気泡を脱気して気泡量を調整するためであって、かつ、周波数が２０ＫＨｚ〜２００ＫＨｚの範囲内の値である第２の超音波振動子がさらに設けてあるとともに、洗浄槽中の洗浄液の音圧の平均値を０．２〜１．５Ｖの範囲内の値とし、かつ、当該音圧の最大値を平均値の２００％以下とすることを特徴とする洗浄装置が提供され、上述した問題を解決することができる。
すなわち、洗浄槽とは別の超音波振動子（第２の超音波振動子）を循環路に設けることにより、洗浄液中の気泡量を著しく減少させることができ、洗浄槽における洗浄液の音圧の最大値が平均値の２００％以下になるように、気泡が均一化される。
したがって、第１の超音波振動子から洗浄槽全体に伝播する超音波強度の値が均一化され、洗浄槽全体を有効に使用できるとともに、気泡量が均一化された洗浄液を用いて、被洗浄物を効率的に洗浄することができる。
【００１４】
また、本発明の洗浄装置を構成するにあたり、音圧測定装置をさらに備えることが好ましい。
このように構成することにより、第１の超音波振動子から洗浄槽全体に伝播する超音波強度の値がより均一化され、洗浄槽全体を有効に使用できるとともに、気泡量が均一化された洗浄液を用いて、被洗浄物をさらに効率的に洗浄することができる。
【００１５】
また、本発明の洗浄装置を構成するにあたり、循環路が水平部と垂直部とからなり、当該垂直部を利用して洗浄液に含まれる気泡量を調整することが好ましい。
このように構成することにより、洗浄装置を簡易かつ小型化できるとともに、洗浄液中の気泡量を効率的に減少および均一化させることができる。
【００１６】
また、本発明の洗浄装置を構成するにあたり、循環路の水平部に、送液ポンプが設けてあり、送液ポンプ出口の垂直部に、第２の超音波振動子が設けてあることが好ましい。
このように構成することにより、洗浄装置を簡易かつ小型化できるとともに、洗浄液中の気泡量を効率的に減少および均一化させることができる。
【００１７】
また、本発明の洗浄装置を構成するにあたり、送液ポンプの出口に、垂直部が設けてあることが好ましい。
このように構成することにより、洗浄装置をさらに簡易かつ小型化することができるとともに、洗浄液中の気泡量を効率的に減少、均一化させることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の洗浄方法（参考方法）および第２の洗浄方法、ならびに第１の洗浄装置（参考装置）および第２の洗浄装置についての実施形態につき、それぞれ適宜図面を参照しながら具体的に説明する。
【００１９】
［第１の実施形態（第１の参考形態）］
第１の実施形態は、図１に示すように、第１の洗浄方法として、超音波洗浄するための第１の超音波振動子１４を備えた洗浄槽１２と、循環路２０と、送液ポンプ２６と、を利用した洗浄方法であって、以下の工程（Ａ）および（Ｂ）を含むことを特徴とした洗浄方法である。
（Ａ）洗浄液に含まれる気泡量を調整する工程（以下、単に調整工程と称する場合がある。）
（Ｂ）洗浄槽における洗浄液の音圧の最大値を平均値の４００％以下とした状態で被洗浄物を洗浄する工程（以下、単に洗浄工程と称する場合がある。）
【００２０】
１．調整工程
洗浄液の音圧は、洗浄液に含まれる気泡量に影響されることが判明しており、本発明における洗浄方法および洗浄装置は、気泡調整部により、洗浄液に含まれる気泡量を調整することを特徴とする。
例えば、気泡調整部として、第３の実施形態で詳述するように、循環路に垂直部や邪魔板、あるいはオリフィスを設け、洗浄液が上昇したり、衝突したり、通過したりする間に、小さい気泡が集合して大気泡となって脱気することにより、洗浄液に含まれる気泡量、ひいては、洗浄液の音圧を調整することが好ましい。
なお、調整工程において、気泡量が確実に調整されていることを確認するために、超音波振動子と組み合わせて、音圧測定装置により洗浄液の音圧を測定したり、超音波強度測定装置により超音波強度を測定したり、あるいは、直接的に洗浄液の気泡量を測定したりすることも好ましい。
【００２１】
２．洗浄工程
（１）洗浄液
▲１▼種類
洗浄工程で使用する洗浄液の種類は特に制限されるものではないが、例えば、グリコール化合物や、当該グリコール化合物のエーテル化物、あるいは水溶性アミド化合物を主成分としたものであることが好ましい。
この理由は、グリコール化合物や水溶性アミド化合物等を使用することにより、取り扱いが容易となるばかりか、優れた洗浄効果を効果的かつ経済的に得ることができるためである。
また、エチレングリコールと、プロピレングリコールの両方が付加した形のグリコールエーテル化合物や、メトキシブタノールおよびメチルメトキシブタノール、さらには分子内に含まれるアルコール基がエステル化された化合物、例えば酢酸エステル化された化合物等も挙げられる。
【００２２】
▲２▼添加物
また、使用する洗浄液がフラックス用洗浄剤組成物の場合には、当該フラックス用洗浄剤組成物中に、アミン化合物およびアルキルアンモニウムヒドロキシド化合物、あるいはいずれか一方の化合物を、さらに添加することが好ましい。
この理由は、このような添加剤を含有することにより、フラックス残渣等の化学的除去がさらに促進され、当該フラックス残渣を、より効率的に除去することができるためである。
また、アミン化合物を添加する場合、その添加量を、フラックス用洗浄剤組成物の主成分１００重量部に対して、０．１〜５０重量部の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、かかるアミン化合物の添加量が、０．１重量部未満となると、添加効果が発現しない場合があるためであり、一方、５０重量部を超えると、フラックスの除去効率が逆に低下する場合があるためである。
したがって、アミン化合物の添加量を、フラックス用洗浄剤組成物の主成分１００重量部に対して、１〜３０重量部の範囲内の値とすることがより好ましく、５〜２０重量部の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
【００２３】
▲３▼特性
また、洗浄液の特性として、以下の条件を満足することが好ましい。
１）赤外線吸収スペクトルにおいて、カルボン酸化合物の顕著な含有が認められない。
２）ガスクロマトグラフィにおいて、低分子量物の顕著な含有が認められない。
３）酸価が２０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下の値である。
４）導電率（ＥＣ）が１５μＳ／ｃｍ以下の値である。
５）ＪＩＳ２型くし型電極付き基板を用いて測定される誘電損失（ｔａｎδ）を０．０２０以下の値とする。
【００２４】
（２）被洗浄物
洗浄工程で洗浄する被洗浄物の種類は、半田付け箇所を有する部品や製品はもちろんのこと、半田付け箇所がなくとも、フラックス残渣の影響がある部品等にも好適に使用することができる。
したがって、被洗浄物の種類は、特に制限されるものではないが、例えば、プリント樹脂配線基板、セラミック配線基板、バンプ付き半導体素子、バンプ無し半導体素子、バンプ付きＴＡＢテープ、バンプ無しＴＡＢテープ、半導体素子搭載ＴＡＢテープ、リードフレーム、等が具体的に挙げられる。
【００２５】
（３）超音波振動
洗浄槽において被洗浄物を洗浄するに際して、第１の超音波振動子を備えて、洗浄中に超音波振動を付与することを特徴とする。
この理由は、所定の超音波振動を付与することにより、被洗浄物の形状が複雑な場合であっても、洗浄液が効率的に接触して、フラックス残渣等を容易に洗浄除去することができるためである。
また、超音波振動を付与するに当たり、超音波振動の周波数を２０ＫＨｚ〜２ＭＨｚの範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、かかる超音波振動の周波数が２０ＫＨｚ未満となると、被洗浄物に対するダメージが大きくなる場合があるためである。一方、かかる超音波振動の周波数が２ＭＨｚを超えると、被洗浄物に対する洗浄効果が著しく低下する場合があるためである。
したがって、洗浄液付与する超音波振動の周波数を２０ＫＨｚ〜１,０００ＫＨｚの範囲内の値とすることがより好ましく、２０ＫＨｚ〜２００ＫＨｚの範囲内の値とすることがさらに好ましい。
【００２６】
また、被洗浄物に対する超音波振動の付与時間を１〜３,６００秒の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、かかる超音波振動の付与時間が１秒未満となると、被洗浄物に対する洗浄効果が著しく低下する場合があるためである。一方、かかる超音波振動の付与時間が３,６００秒を超えると、被洗浄物に対するダメージが大きくなる場合があるためである。
したがって、超音波振動の付与時間を１０〜６００秒の範囲内の値とすることがより好ましく、３０〜３００秒の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
【００２７】
（４）音圧条件
▲１▼数値範囲
洗浄槽における洗浄液の音圧を測定し、その数値の最大値を平均値の４００％以下とすることを特徴とする。
この理由は、洗浄液の種類を変えたような場合において、かかる洗浄液の音圧の値がばらつき、最大値が平均値の４００％を超えると、超音波振動が均一に伝播されずに、洗浄槽の全体において、被洗浄物を効率的に洗浄することが困難になるためである。
したがって、洗浄液の種類にかかわらず、被洗浄物をより効率的に洗浄するためには、洗浄槽における洗浄液の音圧の最大値をその平均値の３００％以下とすることがより好ましく、平均値の２００％以下とすることがさらに好ましい。
【００２８】
ここで、図２（ａ）および（ｂ）を参照して、音圧と、洗浄効果と、の関係を説明する。図２（ａ）の横軸には、測定される洗浄液（マイクロクリンＲＳ−１２Ｍ（化研テック（株）製））の音圧の平均値（Ｖ）を採って示してあり、縦軸には、周波数１００Ｈｚにおける誘電損失（ｔａｎδ９７％ＲＨ）を採って示してある。なお、誘電損失の値が低い程、洗浄効果について高い評価が得られるものとすることができる。
また、図２（ｂ）の横軸には、測定される洗浄液の音圧の平均値（Ｖ）を採って示してあり、縦軸には、洗浄液による被洗浄物に対する洗浄効果の評価点（相対値）を採って示してある。洗浄効果の評価点については、以下の基準に沿って評価し、評価◎を５点、評価○を４点、評価△を３点、評価×を１点とした。
◎・・・洗浄物にフラックス等が全く残っていない。
○・・・洗浄物にフラックス等がほとんど残っていない。
△・・・洗浄物にフラックス等が少々残っている。
×・・・洗浄物にフラックス等がかなり残っている。
この図２（ａ）および（ｂ）に示すように、かかる音圧の平均値が所定の範囲内であれば、周波数１００Ｈｚにおける誘電損失は０．０２程度より低い値であって、洗浄効果の評価点は、３点以上の許容できる評価点が得られている。しかしながら、かかる音圧の平均値が０．１Ｖ未満となると、誘電損失は０．０２を超える値となって、洗浄効果の評価点が３点未満に低下している。
また、参考例３で異なる洗浄液（ｎ−メチルピロリドン）で同様の試験を実施した結果、音圧の平均値が１．０Ｖに達した。したがって、被洗浄物をより効率的に洗浄するためには、洗浄液の音圧の平均値を０．１〜１．５Ｖの範囲内とすることが有効であることが理解される。
さらに、以上の結果から、例えば、洗浄液を変えたような場合であっても、洗浄液の種類にかかわらず、洗浄効果を安定させるためには、音圧の平均値を所定の範囲内に制御すればよいことが理解される。
【００２９】
また、図３に、送液ポンプの圧力と、洗浄液の平均音圧との関係について示す。すなわち、図３の横軸には、送液ポンプの圧力（ＭＰａ）を採って示してあり、縦軸に、測定される洗浄液（マイクロクリンＲＳ−１２Ｍ（化研テック（株）製））の音圧（Ｖ）を採って示してある。また、図３中、ラインａは、循環路の垂直部に気泡調整部を設けた場合の測定結果を示しており、ラインｂは、循環路に、垂直部の気泡調整部だけでなく、さらに超音波振動子を設けた場合の測定結果を示している。
この図３に示すように、送液ポンプの圧力を−０．０３５ＭＰａ以下の値とすることにより、循環路の垂直部に気泡調整部のみを設けた場合であっても、また、さらに超音波振動子を設けた場合であっても、かかる洗浄液の音圧を０．１Ｖ以上の値とすることができる。
したがって、洗浄液の平均音圧（Ｖ）は、送液ポンプの圧力（ＭＰａ）を−０．０３５ＭＰａ以下の値とすることにより、容易に所望の範囲内に制御できることが理解される。
【００３０】
▲２▼測定方法
また、洗浄槽における洗浄液の音圧の測定方法については特に制限されるものでは無いが、例えば、図４に示すように、容量が１、０００〜５０、０００ｃｍ3程度の洗浄槽１０であれば、平面方向の縦方向および横方向に、均等に３×３分割し、さらに高さ方向にも均等に３分割して、合計２７分割して定めた測定場所において、それぞれ音圧を測定することが好ましい。すなわち、洗浄槽を高さ方向に３分割したａ、ｂ、ｃそれぞれにおいて、平面方向の縦方向および横方向に均等に３×３分割して、Ａ〜Ｉの測定場所を定め、音圧を測定することが好ましい。
また、２７分割した測定場所において音圧を測定するに際して、例えば、図５に示すような、先端に圧電素子７２を備えた音圧測定プローブ７０を用い、１回の音圧の測定時間を０．１〜１０秒の範囲内の値とし、測定温度を２０〜１００℃の範囲内の値とすることが好ましい。
ただし、洗浄槽の容量が比較的小さい場合には、洗浄槽における測定箇所を２７箇所より少なくすることも好ましいし、逆に、洗浄槽の容量が比較的大きい場合には、測定箇所を２７箇所より多くすることも好ましい。
【００３１】
▲３▼洗浄槽の容積との関係
また、洗浄槽における洗浄液の音圧の制御に関して、洗浄槽の容積との関係を考慮することが好ましい。すなわち、洗浄槽の容積１００％の全てにおいて、洗浄液の音圧の最大値を平均値の４００％以下とすることは必ずしも必要でなく、例えば、洗浄槽の容積の６０％以上において、洗浄液の音圧の最大値を平均値の４００％以下とすることが好ましい。
この理由は、洗浄槽の容積の６０％以上において、音圧が均一な箇所があれば、洗浄槽を十分に効用でき、比較的大きな被洗浄物であっても効率的に洗浄することができるためであり、また、洗浄槽の音圧（洗浄液に含まれる気泡量）の管理も容易になるためである。特に、洗浄槽の周辺部分における洗浄液の音圧がばらつく傾向があるが、洗浄槽の中央部に音圧が均一な箇所が全体の６０％以上あれば、被洗浄物を効率的に洗浄することができるためである。
したがって、被洗浄物の洗浄性と、洗浄槽の音圧の管理とのバランスがより良好になることから、洗浄槽の容積の７０％以上において、洗浄液の音圧の最大値を平均値の４００％以下とすることがより好ましく、洗浄槽の容積の８０％以上において、洗浄液の音圧の最大値を平均値の４００％以下とすることがさらに好ましい。
【００３２】
▲４▼平均値
また、洗浄槽における洗浄液の音圧の平均値を０．１〜１．５Ｖの範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、かかる洗浄液の音圧の平均値が０．１Ｖ未満となると、洗浄槽全体において、被洗浄物を効率的に洗浄することが困難になるためである。一方、かかる洗浄液の音圧の平均値が１．５Ｖを超えると、洗浄液の気泡調整の限界点になるためである。
したがって、被洗浄物をより効率的に洗浄するためには、洗浄液の音圧の平均値を０．１５〜１．０Ｖの範囲内の値とすることがより好ましく、０．２０〜０．５０Ｖの範囲内の値とすることがさらに好ましい。
【００３３】
（５）温度条件
また、洗浄槽における洗浄液の温度（液温）は、被洗浄物に対する洗浄効果や、洗浄液の酸化劣化の程度等を考慮して定めることが好ましいが、具体的に、２０〜９０℃の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、かかる洗浄液の温度が２０℃未満となると、被洗浄物に対する洗浄効果が著しく低下する場合があるためである。一方、かかる温度が９０℃を越えると、洗浄液の酸化劣化が著しくなったり、余分なフラックス等のみならず、半田についてもプリント基板等の所定場所から剥離したりする場合があるためである。
したがって、洗浄液の温度を２０〜８０℃の範囲内の値とすることがより好ましく、２０〜７０℃の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
【００３４】
［第２の実施形態］
第２の実施形態は、図６に示すように、第２の洗浄方法として、超音波洗浄するための第１の超音波振動子１４を備えた洗浄液の貯蔵部１６と、循環路２０と、送液ポンプ２６と、を利用した洗浄方法において、以下の工程（Ａ′）および（Ｂ′）を含むことを特徴とした洗浄方法である。
（Ａ′）循環路の途中に設けた気泡量を調整するための第２の超音波振動子により、洗浄液に含まれる気泡量を調整する工程（以下、単に、調整工程と称する場合がある。）
（Ｂ′）洗浄槽において被洗浄物を洗浄する工程（以下、単に、洗浄工程と称する場合がある。）
すなわち、超音波洗浄するための洗浄槽であって、かつ、周波数が２０ＫＨｚ〜２ＭＨｚの範囲内の値である第１の超音波振動子を備えた洗浄槽と、循環路と、送液ポンプと、を利用した洗浄方法において、以下の工程（Ａ′）および（Ｂ′）を含むことを特徴とする洗浄方法である。
（Ａ′）循環路の途中に設け、気泡を脱気して気泡量を調整するためであって、かつ、周波数が２０ＫＨｚ〜２００ＫＨｚの範囲内の値である第２の超音波振動子により、洗浄液に含まれる気泡量を調整する工程
（Ｂ′）洗浄槽における洗浄液の音圧の平均値を０．２〜１．５Ｖの範囲内の値とするとともに、当該音圧の最大値を平均値の２００％以下とした状態で被洗浄物を洗浄する工程
【００３５】
１．調整工程
第１の実施形態で説明したのと実質的に同様の調整工程とすることができるが、図６に示すように、当該循環路２０の途中に、気泡量を調整するための第２の超音波振動子５２を設けている点で異なっている。
したがって、第２の超音波振動子５２による超音波振動の付与条件等を中心に説明するものとし、第１の実施形態と同様の内容については、適宜説明を省略する。
【００３６】
（１）超音波振動条件
洗浄槽において洗浄液によって被洗浄物を洗浄するに先立ち、洗浄槽における第１の超音波振動子とは別に、循環路の途中に気泡量を調整するための第２の超音波振動子を設けて、循環路を流れる洗浄液に対し超音波振動を付与することを特徴とする。
このように超音波振動を付与することにより、洗浄液に含まれる気泡量を減少させることができるとともに、均一化することができるためである。特に、循環路という比較的狭い断面積を有する箇所において、超音波振動を付与することにより、洗浄液に含まれる気泡量を極めて効率的に減少させることができる。
したがって、洗浄槽で使用する洗浄液における音圧を均一化することができ、第１の超音波振動子から洗浄槽全体に伝播する超音波強度の値が均一化され、洗浄槽全体を有効に使用することができる。また、気泡量が減少し、均一化されているため、被洗浄物を効率的に洗浄することもできる。
【００３７】
また、第２の超音波振動子により、循環路中の洗浄液に対して超音波振動を付与するに当たり、当該超音波振動の周波数を２０ＫＨｚ〜２００ＫＨｚの範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、かかる超音波振動の周波数が２００ＫＨｚを超えると、洗浄液に含まれる気泡量の減少および均一化が不十分となる場合があるためである。一方、かかる超音波振動の周波数が２０ｋＨｚ未満になると、循環路に対するダメージが大きくなるためである。
したがって、循環路中の洗浄液に付与する超音波振動の周波数を２０ＫＨｚ〜１００ＫＨｚの範囲内の値とすることがより好ましく、２０ＫＨｚ〜５０ＫＨｚの範囲内の値とすることがさらに好ましい。
【００３８】
（２）付与時間
また、第２の超音波振動子により洗浄液に対して超音波振動を付与するに当たり、当該超音波振動を連続的に付与することが好ましい。
この理由は、超音波振動を連続的に付与することにより、洗浄液に含まれる気泡量を連続的に減少させることができるとともに、均一化することができるためである。
【００３９】
２．洗浄工程
第１の実施形態で説明したのと同様の内容とすることができる。したがって、ここでの説明は省略する。
【００４０】
［第３の実施形態（第２の参考形態）］
第３の実施形態は、第１の洗浄装置として、超音波洗浄するための第１の超音波振動子を備えた洗浄槽と、循環路と、洗浄液を循環させるための送液ポンプと、を備えた洗浄装置であって、洗浄液に含まれる気泡量を調整するための気泡調整部が循環路に設けてあるとともに、洗浄槽中の洗浄液の音圧の最大値を平均値の４００％以下とすることを特徴とした洗浄装置である。
以下、構成要件ごとに具体的に説明する。
【００４１】
１．洗浄槽
洗浄槽としては、図１（ａ）および（ｂ）に示すように、被洗浄物の収容部（洗浄液）１６と、第１の超音波振動子１４（超音波振動板）と、音圧測定装置（図示せず）と、被洗浄物の取り出し口１７と、洗浄液の攪拌装置（図示せず）と、サーモスタット付きのヒーター（図示せず）と、洗浄液の出口１８と、洗浄液の入口３０と、から主として構成してあることが好ましい。なお、図1（ａ）は、洗浄槽を横方向から見た図であり、また図１（ｂ）は、図１（ａ）中のＡで示す方向から見た図である。
ここで、第１の超音波振動子を含む超音波振動板の配置としては、図１に示すように、縦置きであっても良く、あるいは図７（ａ）に示すように、横置きであっても良く、さらには、図７（ｂ）に示すように、併用することも好ましい。
また、被洗浄物の収容部の形態は、概ね矩形とすることが好ましいが、被洗浄物の形状に合わせて円柱形等とすることも好ましい。なお、被洗浄物の収容部の形態を円柱形とした場合には、図８に示すように、円形の壁面に沿って変形させた超音波振動板４４を配置することが好ましい。
そして、このように洗浄槽を構成することにより、被洗浄物の収容部の一部に設けた超音波振動板により、攪拌および循環している洗浄液に対して超音波振動を付与し、被洗浄物を洗浄することができる。
なお、音圧測定装置により、洗浄液の音圧を適宜測定し、洗浄液における気泡量が均一化されていることを確認しながら洗浄することが好ましい。また、かかる音圧測定装置は、洗浄槽に対して常時備えてあることも好ましいが、洗浄槽の全体としての有効利用が図れることから、音圧測定装置を脱着可能に構成し、音圧の測定時のみ、洗浄槽に備えることも好ましい。
【００４２】
２．循環路
第１の実施形態で説明したのと実質的に同様の循環路とすることができるが、当該循環路の途中に、気泡調整部が設けてある点で異なっている。
したがって、循環路の構成および気泡調整部について中心に説明するものとし、第１の実施形態と同様の点については、適宜説明を省略する。
【００４３】
（１）構成
図１（ａ）および（ｂ）に示すように、洗浄液（被洗浄物の収容部）１６を含む洗浄槽の出口１８と、入口３０との間を連結し、送液ポンプ２６を用いて洗浄液を循環させるための流路である循環路２０に、気泡調整部を設けることを特徴とする。
そして、かかる循環路２０に設けられた気泡調整部は、水平部２４と、垂直部２８を含むことが好ましい。
この理由は、かかる水平部２４を利用して、洗浄槽の出口３０および入口１８に対して、循環路２０を適当な位置に引き回すことができるとともに、送液ポンプ２６を適当な位置に設けることができるためである。また、かかる垂直部２８を設けることにより、洗浄液が上昇する途中で、洗浄液に含まれる小さな気泡が大きな気泡となって、自然と脱気しやすくなるためである。
したがって、このように水平部２４と、垂直部２８とを含むことにより、洗浄装置１０を簡易かつ小型化できるとともに、洗浄液中の気泡量を効率的に減少および均一化させることができる。
【００４４】
また、循環路に洗浄液を循環させるに際して、例えば、被洗浄物の収容部（洗浄液の貯蔵部）１６の液量が５０Ｌの場合、当該洗浄液の循環速度を５Ｌ／分〜２００Ｌ／分の範囲内とすることが好ましい。
この理由は、被洗浄物の収容部１６の液量５０Ｌに対してかかる循環速度が５Ｌ／分未満となると、洗浄液中の気泡量を効率的に減少、均一化できない場合があるためである。一方、被洗浄物の収容部１６の液量５０Ｌに対してかかる循環速度が２００Ｌ／分を超えると、空気を巻き込み易くなり、超音波による洗浄効果がばらついたり、洗浄液の酸化劣化が促進されたりする場合があるためである。
したがって、例えば、被洗浄物の収容部（洗浄液の貯蔵部）１６の液量が５０Ｌの場合、洗浄液の循環速度を１０Ｌ／分〜１００Ｌ／分の範囲内とすることが好ましく、１５Ｌ／分〜５０Ｌ／分の範囲内とすることがさらに好ましい。
【００４５】
（２）気泡調整部
▲１▼垂直部
機械的な気泡調整部として、図１（ａ）に示すような垂直部２８を設け、洗浄液が上昇する間に、小さい気泡が集合して大気泡となって小部屋３４に貯まり、そこから脱気することにより、洗浄液に含まれる気泡量、ひいては、洗浄液の音圧を調整することが好ましい。
したがって、垂直部の長さを、脱気効率を考慮して比較的長くすることが好ましいが、例えば、５０〜１、０００ｍｍの範囲内の値とすることが好ましい。
また、送液ポンプの出口に、かかる垂直部が設けてあることが好ましい。この理由は、このように構成することにより、洗浄装置をさらに簡易かつ小型化することができるとともに、洗浄液中の気泡量を効率的に減少、均一化させることができるためである。
【００４６】
▲２▼邪魔板
また、図９に示すような邪魔板９９を設けることが好ましい。この理由は、このように構成することにより、洗浄液が衝突する間に、小さい気泡が集合して大気泡となって脱気することができ、洗浄液に含まれる気泡量、ひいては、洗浄液の音圧を適当な範囲に調整することができるためである。したがって、洗浄装置をさらに簡易化することができるとともに、洗浄液中の気泡量を効率的に減少、均一化させることができる。
【００４７】
▲３▼第１の超音波振動子の併用
また、図１０に示すように、洗浄槽１２に設けた超音波振動子１５の振動を、循環路２８にも伝播させるように構成し、一つの超音波振動子１５を併用して、洗浄液の音圧を調整することが好ましい。この理由は、このように構成することにより、洗浄装置をさらに簡易かつ小型化することができるとともに、洗浄液中の気泡量を効率的に減少、均一化させることができるためである。
【００４８】
３．送液ポンプ
また、循環路により洗浄液を循環させるに際して使用する送液ポンプの種類は特に制限されるものでなく、例えば、ギヤポンプ、渦流ポンプ、渦流タービンポンプ等が挙げられる。また、洗浄液中の気泡量を効率的に減少させ、均一化するための駆動力に用いる必要性から、高自吸性および低ＮＰＳＨのポンプを使用することが好ましい。
【００４９】
［第４の実施形態］
第４の実施形態は、図６で示すように、第２の洗浄装置として、超音波洗浄するための第１の超音波振動子１４を備えた洗浄槽１２と、循環路２０と、送液ポンプ２６と、を備えた洗浄装置５０であって、循環路２０の途中に気泡量を調整するための第２の超音波振動子５２がさらに設けてあることを特徴とした洗浄装置である。
すなわち、超音波洗浄するための洗浄槽であって、かつ、周波数が２０ＫＨｚ〜２ＭＨｚの範囲内の値である第１の超音波振動子を備えた洗浄槽と、循環路と、送液ポンプと、を備えた洗浄装置において、循環路の途中に、気泡を脱気して気泡量を調整するためであって、かつ、周波数が２０ＫＨｚ〜２００ＫＨｚの範囲内の値である第２の超音波振動子がさらに設けてあるとともに、洗浄槽中の洗浄液の音圧の平均値を０．２〜１．５Ｖの範囲内の値とし、かつ、当該音圧の最大値を平均値の２００％以下とすることを特徴とする洗浄装置である。
以下、構成要件ごとに具体的に説明する。
【００５０】
１．洗浄槽
第１の実施形態で説明したのと同様の洗浄槽とすることができる。したがって、ここでの説明は省略する。
【００５１】
２．循環路
第１の実施形態で説明したのと実質的に同様の循環路とすることができるが、当該循環路の途中に気泡量を調整するための第２の超音波振動子を設けている点で異なっている。
したがって、第２の超音波振動子について中心に説明するものとし、第１の実施形態と同様の点については、適宜説明を省略する。
【００５２】
（１）構成
第２の超音波振動子の周波数特性や付与時間については、第２の実施形態において説明したのと同様の内容とすることができる。すなわち、第２の超音波振動子における発振周波数を２０ＫＨｚ〜２００ＫＨｚの範囲内の値とすることが好ましい。また、第２の超音波振動子により洗浄液に超音波振動を付与するに当たり、当該超音波振動を連続的に付与することが好ましい。
また、第２の超音波振動子の数は特に制限されるものではないが、例えば、送液ポンプによる洗浄液の循環速度が５０Ｌ／分の場合、第２の超音波振動子の数を１〜４個の範囲内の値とすることが好ましい。
【００５３】
また、第２の超音波振動子の配置に関しては、例えば、図１１（ａ）に示すように循環路５４の片側に設けることも好ましく、図１１（ｂ）に示すように気泡調整垂直部５４と組み合わせて下側に設けることも好ましい。あるいは、図１２（ａ）に示すように循環路５４の両側に設けることも好ましく、さらに図１２（ｂ）に示すように循環路５４の周囲に設けることも好ましい。この理由は、このように配置することにより、第２の超音波振動子が循環路に接する面積を効率的に制御することができ、ひいては洗浄液の気泡量を効率的に減少、均一化することができるためである。
【００５４】
３．送液ポンプ
第３の実施形態で説明したのと同様の送液ポンプとすることができる。したがって、ここでの説明は省略する。
【００５５】
【実施例】
[ 参考例１ ]
１．洗浄工程
図１に示すような半田フラックス洗浄装置を構成した。すなわち、容量が５０Ｌの矩形のステンレス容器からなる被洗浄物の収容部１６と、第１の超音波振動子１４（第１の超音波振動板）と、音圧測定装置（図示せず）と、被洗浄物の取り出し口１２と、サーモスタット付きのヒーター（図示せず）と、洗浄液の出口１８と、洗浄液の入口３０と、から構成した。
また、洗浄液の出口１８と、洗浄液の入口３０との間に、送液ポンプ２６と、水平部２４および垂直部２８からなる流路とを配置した。
次いで、被洗浄物の収容部内に、半田フラックスとしてのソルダーライドＡ−２２６（タムラ化研（株）製）を３重量％の濃度で含むグリコール系洗浄液のマイクロクリンＲＳ−１２Ｍ（化研テック（株）製）５０Ｌを収容した後、グリコール系洗浄液（酸価３ｍｇＫＯＨ／ｇ、導電率：６μＳ／ｃｍ）の温度を７０℃まで上昇させ、洗浄装置をスタンバイさせた。次いで、超音波（６００Ｗ／２８ＫＨｚ）を３０秒間照射して被洗浄物としてのくし型電極を洗浄した。
【００５６】
２．洗浄評価
（１）誘電損失の測定
フラックス処理して洗浄工程で洗浄したＪＩＳ２型くし型電極基板を以下の条件で、リンスおよび乾燥処理を実施した後、１００Ｈｚ〜１ＭＨｚの周波数における誘電損失（ｔａｎδ９７％ＲＨ）を測定した。一例として、測定周波数１００Ｈｚにおける測定結果を表１に示す。
【００５７】
▲１▼リンスおよび乾燥処理条件
リンス１回目（２０℃、１分）
リンス２回目（２０℃、１分）
乾燥（８０℃、１０分）
【００５８】
▲２▼誘電損失の測定
測定器：ＬＣＲ Ｍｅｔｅｒ ＨＰ４２８４Ａ（横河ヒューレットパッカード社製）
測定温度：２５℃
測定電位：１Ｖ
測定周波数：１００Ｈｚ〜１ＭＨｚ
測定環境条件：９７％ＲＨ
加湿時間：１時間
【００５９】
（２）音圧
洗浄工程で使用した洗浄装置をスタンバイした状態で、２７分割した測定箇所において、超音波測定装置（ＵＴＫ−３２：日本特殊陶業株式会社製）を用い、第１の超音波振動子を照射しながら、１回の音圧の測定時間を０．１〜１０秒の範囲内の値とし、測定温度を７０℃の値として測定した。測定結果を表１に示す。
【００６０】
【表１】
表１
表１に示す結果から、第１の超音波振動子によって洗浄液の気泡量を効率的に減少させることができたために、洗浄槽全体の洗浄液の音圧が均一になっており、ひいてはくし型電極付き基板の誘電損失（ｔａｎδ）の値が低くなっていることを確認した。
【００６２】
[実施例２]
図６に示すように、循環路２０の垂直部５６に、小部屋５４から構成される気泡調整室を設けて、その側壁に第２の超音波振動子５２を１個配置し、超音波振動を付与した以外は、参考例１と同様にくし型電極の洗浄および洗浄液の評価等を実施した。
その結果、第２の超音波振動子によって、洗浄液の気泡量をさらに効率的に減少させることができたために、洗浄槽全体の音圧がさらに均一化されるとともに、くし型電極の誘電損失の値がさらに低くなっていることを確認した。
【００６３】
［参考例３］
参考例３においては、洗浄液としてｎ−メチルピロリドンを使用したほかは、参考例１と同様にくし型電極の洗浄および洗浄液の評価等を実施した。
その結果、音圧の平均値がやや高くはなったが、洗浄槽全体の音圧がさらに均一化されるとともに、くし型電極の誘電損失の値がさらに低くなっていることを確認した。
【００６４】
[比較例１]
比較例１においては、参考例１における洗浄装置の送液ポンプを停止して気泡量を調整しなかったほかは、参考例１と同様にくし型電極の洗浄および洗浄液の評価等を実施した。
その結果、循環路の流れを停止したために、洗浄液の気泡量を減少、均一化することができず、洗浄槽全体の音圧にばらつきが見られ、ひいてはくし型電極の誘電損失の値が高くなっていることを確認した。
【００６５】
【発明の効果】
本発明の洗浄方法および洗浄装置によれば、循環路に設けた垂直部または第２の超音波振動子等の気泡調整手段によって、洗浄液に含まれる気泡量を調整し、洗浄槽における洗浄液の音圧を所定範囲内の値とすることができるため、洗浄槽全体を有効に使用できるとともに、気泡量が均一化された洗浄液を用いて、被洗浄物を効率的に洗浄することが可能になった。
また、本発明の洗浄方法および洗浄装置によれば、比較的低温で、マイルドな洗浄条件であっても優れた洗浄効果が得られるため、洗浄液の寿命を長期化させながら、被洗浄物に対して、優れた洗浄効果を発揮できるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、第１の実施形態の洗浄方法に使用する洗浄装置を説明するために供する図である。
【図２】 図２（ａ）は、洗浄液の平均音圧と洗浄後のｔａｎδとの関係を示す図であり、（ｂ）は、洗浄液の平均音圧と洗浄効果との関係を示す図である。
【図３】 図３は、送液ポンプ圧力と平均音圧との関係を示す図である。
【図４】 図４は、音圧の測定方法を説明するために供する図である。
【図５】 図５は、音圧の測定装置を示す図である。
【図６】 図６は、第２の実施形態の洗浄方法に使用する洗浄装置を説明するために供する図である。
【図７】 図７（ａ）および（ｂ）は、超音波振動板の配置を説明するために供する図である。
【図８】 図８は、円柱形の収容部を使用した場合の超音波振動板の配置を説明するために供する図である。
【図９】 図９は、邪魔板を説明するために供する図である。
【図１０】 図１０は、気泡の採取方法を説明するために供する図である。
【図１１】 図１１（ａ）および（ｂ）は、第２の超音波振動子の配置を説明するために供する図である（その１）。
【図１２】 図１２（ａ）および（ｂ）は、第２の超音波振動子の配置を説明するために供する図である（その２）。
【図１３】 図１３は、従来の洗浄方法を示す図である（その１）。
【図１４】 図１４は、従来の洗浄方法を示す図である（その２）。
【符号の説明】
１０：洗浄装置
１２：洗浄槽
１４：第１の超音波振動子
１６：洗浄液（洗浄液の貯蔵部または被洗浄物の収容部）
２０：循環路
２６：送液ポンプ
２８：垂直部
５２：第２の超音波振動子[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a cleaning method and a cleaning apparatus using ultrasonic vibration, and in particular, ultrasonic vibration that can effectively use the entire cleaning tank regardless of the type of cleaning liquid and can efficiently clean an object to be cleaned. The present invention relates to a cleaning method and a cleaning apparatus used.
[0002]
[Prior art]
In the semiconductor field and the like, a cleaning method and a cleaning apparatus using ultrasonic vibration have been implemented.
For example, an ultrasonic cleaning method in which the cleaning liquid level in the cleaning tank is moved up and down during the ultrasonic cleaning (see, for example, Patent Document 1).
Further, the ultrasonic wave is characterized in that cleaning is performed by changing the distance between the liquid level of the cleaning liquid in which the object to be cleaned is immersed and the ultrasonic radiation surface, and moving the object to be cleaned to a location with a strong sound pressure. A cleaning method has been implemented (see, for example, Patent Document 2).
In a semiconductor wafer cleaning apparatus, comprising: a wafer storage container for storing a semiconductor wafer; a liquid layer in which the wafer storage container is immersed; and an ultrasonic generator provided in the liquid tank. An ultrasonic cleaning method characterized by having an on-wafer liquid depth varying means for varying the depth from the surface to the semiconductor wafer has been implemented (see, for example, Patent Document 3).
[0003]
In addition, the object to be cleaned is immersed from the liquid level of the cleaning tank to a depth of 1/4 or more of the wavelength of the ultrasonic wave, and is moved up and down from the liquid level of the cleaning tank by a width of 1/2 or more of the wavelength of the ultrasonic wave. An ultrasonic cleaning method characterized by this has been implemented (see, for example, Patent Document 4). And as a preferable aspect, the liquid storage tank for introducing and deaerating the washing | cleaning liquid with a conduit | pipe from the washing tank is provided.
In addition, an ultrasonic intensity measurement sensor is arranged in the cleaning tank, and the ultrasonic intensity measurement sensor is driven up and down to directly find the point where the ultrasonic intensity is maximum, and the object to be cleaned is stored there. An ultrasonic cleaning method characterized by disposing a cleaned basket is performed (see, for example, Patent Document 5).
[0004]
On the other hand, a method of degassing a cleaning liquid (treatment liquid) used in an ultrasonic cleaning method or the like has been implemented (see, for example, Patent Document 6). More specifically, as shown in FIG. 13, the
In addition, a method of degassing a cleaning liquid (treatment liquid) used in an ultrasonic cleaning method or the like has been implemented (see, for example, Patent Document 7). More specifically, as shown in FIG. 14, the deaeration provided with a
[0005]
[Patent Document 1]
JP 48-41553 A (page 4-5, FIG. 1)
[Patent Document 2]
JP-A-60-187380 (page 4-5, FIG. 1)
[Patent Document 3]
JP-A-2-109334 (page 4-5, FIG. 1)
[Patent Document 4]
JP-A-6-71239 (page 4-5, FIG. 1)
[Patent Document 5]
JP-A-6-91239 (page 4-5, FIG. 1)
[Patent Document 6]
Japanese Patent No. 3223340 (page 4-5, FIG. 1)
[Patent Document 7]
Japanese Patent Laid-Open No. 7-328316 (page 4-5, FIG. 1)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, any of the ultrasonic cleaning methods disclosed in each of
Moreover, the cleaning liquid obtained by the degassing methods disclosed in
Further, in any ultrasonic cleaning method or degassing method, there is a problem that the cleaning effect is not stable when the type of the cleaning liquid is changed.
[0007]
Therefore, the inventors of the present invention have intensively studied the conventional problems, and as a result, found that there is a predetermined relationship between the sound pressure measured in the cleaning liquid and the cleaning effect, regardless of the type of the cleaning liquid. The present invention has been completed by utilizing this.
That is, according to the present invention, the ultrasonic intensity of the entire cleaning tank is made uniform by setting the sound pressure in the cleaning liquid to a predetermined value or by providing an ultrasonic vibrator different from the cleaning tank in the circulation path. A cleaning method and a cleaning device using ultrasonic vibration that can effectively use the entire cleaning tank and can efficiently clean an object to be cleaned using a cleaning liquid with a uniform amount of bubbles. The purpose is to do.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, a cleaning tank for ultrasonic cleaning and having a first ultrasonic transducer having a frequency within a range of 20 KHz to 2 MHz, a circulation path, In a cleaning method using a liquid feed pump, a cleaning method including the following steps (A ′) and (B ′) is provided, and the above-described problems can be solved.
(A ′) A second ultrasonic transducer provided in the middle of the circulation path for adjusting the amount of bubbles by degassing bubbles and having a frequency within a range of 20 KHz to 200 KHz, Process for adjusting the amount of bubbles contained in the cleaning liquid
(B ′) The average value of the sound pressure of the cleaning liquid in the cleaning tank is set to a value within the range of 0.2 to 1.5 V, and the object is cleaned in a state where the maximum value of the sound pressure is 200% or less of the average value. The process of washing things
That is, in step (A ′), by adjusting the amount of bubbles contained in the cleaning liquid using an ultrasonic transducer (second ultrasonic transducer) different from the cleaning tank, in step (B), The amount of bubbles is reduced, and the object to be cleaned can be cleaned with the uniform cleaning liquid. Therefore, the value of the ultrasonic intensity propagating from the first ultrasonic transducer to the entire cleaning tank is made uniform, and the entire cleaning tank can be used effectively. Further, since the amount of bubbles in the cleaning liquid is reduced and uniformized, the object to be cleaned can be cleaned efficiently.
Furthermore, in carrying out the cleaning method of the present invention, in the step (B ′), the average value of the sound pressure of the cleaning liquid is set to a value within the range of 0.2 to 1.5 V, whereby the first ultrasonic wave The ultrasonic intensity value propagated from the vibrator to the entire cleaning tank is made more uniform, allowing the entire cleaning tank to be used effectively, and using the cleaning liquid with reduced and uniform air bubbles, making the object to be cleaned even more efficient Can be cleaned.
[0011]
Also,In carrying out the cleaning method of the present invention, in step (B ′),It is preferable to perform cleaning while continuously or intermittently measuring the sound pressure of the cleaning liquid with a sound pressure measuring device provided in the cleaning tank.
By carrying out in this way, the ultrasonic intensity of the entire cleaning tank can be reliably made uniform, the entire cleaning tank can be used effectively, and the amount of bubbles can be reduced and uniformed using a cleaning liquid. The washed product can be washed more efficiently.
[0013]
According to another aspect of the present invention,A cleaning tank for ultrasonic cleaning and having a first ultrasonic transducer having a frequency in a range of 20 KHz to 2 MHz, a circulation path, and a liquid feed pump. In the cleaning device provided, a second ultrasonic transducer having a frequency in the range of 20 KHz to 200 KHz for adjusting the amount of bubbles by degassing bubbles in the middle of the circulation path is provided. Furthermore, the average value of the sound pressure of the cleaning liquid in the cleaning tank is set to a value within the range of 0.2 to 1.5 V, and the maximum value of the sound pressure is set to 200% or less of the average value. A cleaning device is provided,The problems described above can be solved.
That is, by providing an ultrasonic vibrator (second ultrasonic vibrator) separate from the cleaning tank in the circulation path, the amount of bubbles in the cleaning liquid can be significantly reduced, and the sound pressure of the cleaning liquid in the cleaning tank can be reduced. The maximum value is the average valueTo be less than 200%Air bubbles are made uniform.
Accordingly, the value of the ultrasonic intensity propagating from the first ultrasonic transducer to the entire cleaning tank is made uniform, and the entire cleaning tank can be used effectively, and the cleaning target is used with the cleaning liquid with the uniform amount of bubbles. Things can be washed efficiently.
[0014]
Also,In configuring the cleaning apparatus of the present invention,It is preferable to further include a sound pressure measuring device.
By configuring in this way, the value of the ultrasonic intensity propagating from the first ultrasonic transducer to the entire cleaning tank is made more uniform, the entire cleaning tank can be used effectively, and the amount of bubbles is made uniform. An object to be cleaned can be more efficiently cleaned using the cleaning liquid.
[0015]
Also,In configuring the cleaning apparatus of the present invention,It is preferable that the circulation path includes a horizontal portion and a vertical portion, and the amount of bubbles contained in the cleaning liquid is adjusted using the vertical portion.
With this configuration, the cleaning device can be simplified and miniaturized, and the amount of bubbles in the cleaning liquid can be efficiently reduced and made uniform.
[0016]
Also,In configuring the cleaning apparatus of the present invention,It is preferable that a liquid feed pump is provided in the horizontal part of the circulation path, and a second ultrasonic transducer is provided in the vertical part of the liquid feed pump outlet.
With this configuration, the cleaning device can be simplified and miniaturized, and the amount of bubbles in the cleaning liquid can be efficiently reduced and made uniform.
[0017]
Also,In configuring the cleaning apparatus of the present invention,It is preferable that a vertical portion is provided at the outlet of the liquid feed pump.
With this configuration, the cleaning device can be further simplified and miniaturized, and the amount of bubbles in the cleaning liquid can be efficiently reduced and made uniform.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Of the present inventionFirst cleaning method (reference method)And a second cleaning method, andFirst cleaning device (reference device)The embodiments of the second cleaning apparatus and the second cleaning apparatus will be specifically described with reference to the drawings as appropriate.
[0019]
[First Embodiment (First reference form)]
In the first embodiment, as shown in FIG. 1, as a first cleaning method, a
(A) A step of adjusting the amount of bubbles contained in the cleaning liquid (hereinafter, simply referred to as an adjustment step).
(B) A process of cleaning an object to be cleaned in a state where the maximum value of the sound pressure of the cleaning liquid in the cleaning tank is 400% or less of the average value (hereinafter, simply referred to as a cleaning process).
[0020]
1. Adjustment process
It has been found that the sound pressure of the cleaning liquid is affected by the amount of bubbles contained in the cleaning liquid, and the cleaning method and the cleaning device of the present invention are characterized by adjusting the amount of bubbles contained in the cleaning liquid by the bubble adjusting unit. And
For example, as described in detail in the third embodiment, as the bubble adjustment unit, a vertical part, a baffle plate, or an orifice is provided in the circulation path, and while the cleaning liquid rises, collides, or passes, It is preferable to adjust the amount of bubbles contained in the cleaning liquid, and consequently the sound pressure of the cleaning liquid, by collecting small bubbles and degassing them as large bubbles.
In addition, in the adjustment process, in order to confirm that the amount of bubbles is reliably adjusted, in combination with the ultrasonic vibrator, the sound pressure of the cleaning liquid is measured by the sound pressure measuring device, or the ultrasonic strength measuring device is used. It is also preferable to measure the ultrasonic intensity or directly measure the amount of bubbles in the cleaning liquid.
[0021]
2. Cleaning process
(1) Cleaning solution
▲ 1 ▼ Type
The type of cleaning liquid used in the cleaning step is not particularly limited, but for example, it is preferable that the main component is a glycol compound, an etherified product of the glycol compound, or a water-soluble amide compound.
This is because the use of a glycol compound, a water-soluble amide compound, etc. not only facilitates handling but also provides an excellent and effective cleaning effect.
Also, glycol ether compounds in which both ethylene glycol and propylene glycol are added, methoxybutanol and methylmethoxybutanol, and compounds in which alcohol groups contained in the molecule are esterified, for example, acetate ester compounds And so on.
[0022]
(2) Additive
Moreover, when the cleaning liquid to be used is a flux cleaning composition, it is preferable to further add an amine compound and an alkyl ammonium hydroxide compound, or any one of the compounds to the flux cleaning composition. .
The reason for this is that by containing such an additive, chemical removal of flux residue and the like is further promoted, and the flux residue can be removed more efficiently.
Moreover, when adding an amine compound, it is preferable to make the addition amount into the value within the range of 0.1-50 weight part with respect to 100 weight part of main components of the cleaning composition for fluxes.
The reason for this is that if the added amount of the amine compound is less than 0.1 parts by weight, the effect of addition may not be exhibited. On the other hand, if the added amount exceeds 50 parts by weight, the flux removal efficiency is conversely reduced. It is because there is a case to do.
Therefore, the addition amount of the amine compound is more preferably set to a value within the range of 1 to 30 parts by weight, with respect to 100 parts by weight of the main component of the flux cleaning composition, within the range of 5 to 20 parts by weight. More preferably, the value of
[0023]
(3) Characteristics
Moreover, it is preferable that the following conditions are satisfied as characteristics of the cleaning liquid.
1) In the infrared absorption spectrum, the remarkable inclusion of a carboxylic acid compound is not recognized.
2) In gas chromatography, the remarkable content of low molecular weight is not recognized.
3) The acid value is a value of 20 mgKOH / g or less.
4) Conductivity (EC) is a value of 15 μS / cm or less.
5) The dielectric loss (tan δ) measured using a JIS2 type comb electrode-attached substrate is set to 0.020 or less.
[0024]
(2) Objects to be cleaned
The types of objects to be cleaned in the cleaning process can be suitably used not only for parts and products having soldering locations, but also for components that are affected by flux residues, even if there are no soldering locations.
Therefore, the type of the object to be cleaned is not particularly limited. For example, a printed resin wiring board, a ceramic wiring board, a semiconductor element with bumps, a semiconductor element without bumps, a TAB tape with bumps, a TAB tape without bumps, and a semiconductor Specific examples include an element-mounted TAB tape and a lead frame.
[0025]
(3) Ultrasonic vibration
When the object to be cleaned is cleaned in the cleaning tank, the first ultrasonic vibrator is provided to apply ultrasonic vibration during cleaning.
The reason for this is that by applying a predetermined ultrasonic vibration, even if the shape of the object to be cleaned is complicated, the cleaning liquid can be efficiently contacted and the flux residue and the like can be easily cleaned and removed. Because.
Moreover, when providing ultrasonic vibration, it is preferable to make the frequency of ultrasonic vibration into the value within the range of 20 KHz-2 MHz.
This is because damage to the object to be cleaned may increase when the frequency of the ultrasonic vibration is less than 20 KHz. On the other hand, if the frequency of the ultrasonic vibration exceeds 2 MHz, the cleaning effect on the object to be cleaned may be significantly reduced.
Therefore, the frequency of the ultrasonic vibration applied to the cleaning liquid is more preferably set to a value within the range of 20 KHz to 1,000 KHz, and further preferably set to a value within the range of 20 KHz to 200 KHz.
[0026]
Moreover, it is preferable to set the application time of the ultrasonic vibration to the object to be cleaned within a range of 1 to 3,600 seconds.
The reason for this is that if the application time of the ultrasonic vibration is less than 1 second, the cleaning effect on the object to be cleaned may be significantly reduced. On the other hand, if the application time of the ultrasonic vibration exceeds 3,600 seconds, damage to the object to be cleaned may increase.
Therefore, it is more preferable to set the application time of ultrasonic vibration to a value within the range of 10 to 600 seconds, and it is even more preferable to set the value within the range of 30 to 300 seconds.
[0027]
(4) Sound pressure conditions
(1) Numerical range
The sound pressure of the cleaning liquid in the cleaning tank is measured, and the maximum value is 400% or less of the average value.
The reason for this is that when the type of cleaning liquid is changed, the sound pressure value of the cleaning liquid varies, and if the maximum value exceeds 400% of the average value, the ultrasonic vibration is not propagated uniformly and the cleaning tank This is because it becomes difficult to efficiently clean the object to be cleaned.
Therefore, in order to more efficiently clean the object to be cleaned regardless of the type of cleaning liquid, the maximum value of the sound pressure of the cleaning liquid in the cleaning tank is more preferably 300% or less of the average value. More preferably, it is 200% or less.
[0028]
Here, with reference to FIG. 2 (a) and (b), the relationship between a sound pressure and a cleaning effect is demonstrated. The horizontal axis of FIG. 2A shows the average value (V) of the sound pressure of the cleaning liquid to be measured (Microclin RS-12M (manufactured by Kaken Tech Co., Ltd.)). Shows dielectric loss (
Further, the horizontal axis of FIG. 2 (b) shows the average value (V) of the sound pressure of the cleaning liquid to be measured, and the vertical axis shows the evaluation point of the cleaning effect on the object to be cleaned by the cleaning liquid ( (Relative value). Evaluation points for the cleaning effect were evaluated according to the following criteria, with an evaluation ◎ of 5 points, an evaluation ◯ of 4 points, an evaluation Δ of 3 points, and an evaluation × of 1 point.
◎ ・ ・ ・ No flux or the like remains on the cleaning object.
○: Flux etc. hardly remain on the cleaning object.
Δ: A little flux or the like remains on the washed object.
X: Flux remains in the washed object.
As shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b), if the average value of the sound pressure is within a predetermined range, the dielectric loss at a frequency of 100 Hz is a value lower than about 0.02, and the cleaning effect is high. As for the evaluation score, an acceptable evaluation score of 3 points or more is obtained. However, when the average value of the sound pressure is less than 0.1 V, the dielectric loss exceeds 0.02, and the evaluation score for the cleaning effect is reduced to less than 3.
Also,Reference example 3As a result of performing the same test with different cleaning liquids (n-methylpyrrolidone), the average value of sound pressure reached 1.0V. Therefore, it is understood that it is effective to set the average value of the sound pressure of the cleaning liquid within the range of 0.1 to 1.5 V in order to clean the object to be cleaned more efficiently.
Furthermore, from the above results, even when the cleaning liquid is changed, for example, the average value of the sound pressure should be controlled within a predetermined range in order to stabilize the cleaning effect regardless of the type of the cleaning liquid. It will be understood.
[0029]
FIG. 3 shows the relationship between the pressure of the liquid feed pump and the average sound pressure of the cleaning liquid. That is, the horizontal axis of FIG. 3 shows the pressure (MPa) of the liquid feeding pump, and the vertical axis of the measured cleaning liquid (Microclin RS-12M (manufactured by Kaken Tech Co., Ltd.)). The sound pressure (V) is shown. Further, in FIG. 3, line a shows the measurement result when the bubble adjustment unit is provided in the vertical part of the circulation path, and line b shows not only the bubble adjustment part of the vertical part in the circulation path, but also The measurement result when an ultrasonic transducer is provided is shown.
As shown in FIG. 3, by setting the pressure of the liquid feed pump to a value of −0.035 MPa or less, even when only the bubble adjusting unit is provided in the vertical part of the circulation path, the ultrasonic wave is further added. Even when the vibrator is provided, the sound pressure of the cleaning liquid can be set to a value of 0.1 V or more.
Therefore, it is understood that the average sound pressure (V) of the cleaning liquid can be easily controlled within a desired range by setting the pressure (MPa) of the liquid feeding pump to −0.035 MPa or less.
[0030]
(2) Measurement method
Further, the method for measuring the sound pressure of the cleaning liquid in the cleaning tank is not particularly limited. For example, as shown in FIG. 4, the capacity is 1,000 to 50,000 cm.ThreeIf the
Further, when measuring the sound pressure at the measurement locations divided into 27, for example, using a sound
However, when the capacity of the cleaning tank is relatively small, it is also preferable to reduce the number of measurement points in the cleaning tank from 27. Conversely, when the capacity of the cleaning tank is relatively large, the number of measurement points is 27. It is also preferable to increase the number.
[0031]
(3) Relationship with washing tank volume
In addition, regarding the control of the sound pressure of the cleaning liquid in the cleaning tank, it is preferable to consider the relationship with the volume of the cleaning tank. That is, it is not always necessary to set the maximum value of the sound pressure of the cleaning liquid to 400% or less of the average value in all of the volume of the cleaning tank 100%. The maximum value of the pressure is preferably 400% or less of the average value.
The reason for this is that if there is a portion where the sound pressure is uniform in 60% or more of the volume of the cleaning tank, the cleaning tank can be used sufficiently, and even a relatively large object to be cleaned can be efficiently cleaned. This is also because the management of the sound pressure of the cleaning tank (the amount of bubbles contained in the cleaning liquid) is facilitated. In particular, the sound pressure of the cleaning liquid in the peripheral part of the cleaning tank tends to vary. However, if there is more than 60% of the entire sound pressure in the central part of the cleaning tank, the object to be cleaned can be efficiently cleaned. It is because it can do.
Accordingly, since the balance between the cleaning performance of the object to be cleaned and the management of the sound pressure of the cleaning tank becomes better, the maximum value of the sound pressure of the cleaning liquid is set to an average value of 400 in 70% or more of the volume of the cleaning tank. More preferably, the maximum value of the sound pressure of the cleaning liquid is set to 400% or less of the average value at 80% or more of the volume of the cleaning tank.
[0032]
(4) Average value
Moreover, it is preferable to make the average value of the sound pressure of the cleaning liquid in the cleaning tank into a value within the range of 0.1 to 1.5V.
This is because when the average value of the sound pressure of the cleaning liquid is less than 0.1 V, it is difficult to efficiently clean the object to be cleaned in the entire cleaning tank. On the other hand, when the average value of the sound pressure of the cleaning liquid exceeds 1.5 V, it becomes a limit point for adjusting bubbles of the cleaning liquid.
Therefore, in order to more efficiently clean the object to be cleaned, it is more preferable to set the average value of the sound pressure of the cleaning liquid to a value within the range of 0.15 to 1.0V, and 0.20 to 0.50V. It is more preferable to set the value within the range.
[0033]
(5) Temperature conditions
The temperature (liquid temperature) of the cleaning liquid in the cleaning tank is preferably determined in consideration of the cleaning effect on the object to be cleaned, the degree of oxidative deterioration of the cleaning liquid, etc., but specifically within the range of 20 to 90 ° C. It is preferable to set the value of.
This is because when the temperature of the cleaning liquid is less than 20 ° C., the cleaning effect on the object to be cleaned may be significantly reduced. On the other hand, if the temperature exceeds 90 ° C., the cleaning solution is oxidatively deteriorated, and not only excess flux but also solder may be peeled off from a predetermined place such as a printed board.
Therefore, the temperature of the cleaning liquid is more preferably set to a value within the range of 20 to 80 ° C, and further preferably set to a value within the range of 20 to 70 ° C.
[0034]
[Second Embodiment]
In the second embodiment, as shown in FIG. 6, as a second cleaning method, a cleaning
(A ′) A step of adjusting the amount of bubbles contained in the cleaning liquid by a second ultrasonic vibrator for adjusting the amount of bubbles provided in the middle of the circulation path (hereinafter, sometimes simply referred to as an adjustment step). )
(B ′) A step of cleaning an object to be cleaned in a cleaning tank (hereinafter, simply referred to as a cleaning step).
That is, a cleaning tank for ultrasonic cleaning and having a first ultrasonic vibrator having a frequency in a range of 20 KHz to 2 MHz, a circulation path, a liquid feed pump, Is a cleaning method characterized by including the following steps (A ′) and (B ′).
(A ′) A second ultrasonic transducer provided in the middle of the circulation path for adjusting the amount of bubbles by degassing bubbles and having a frequency within a range of 20 KHz to 200 KHz, Process for adjusting the amount of bubbles contained in the cleaning liquid
(B ′) The average value of the sound pressure of the cleaning liquid in the cleaning tank is set to a value within the range of 0.2 to 1.5 V, and the object is cleaned in a state where the maximum value of the sound pressure is 200% or less of the average value. The process of washing things
[0035]
1. Adjustment process
Although the adjustment process can be substantially the same as that described in the first embodiment, as shown in FIG. 6, a second superposition for adjusting the amount of bubbles is provided in the middle of the
Therefore, the description will focus on the conditions for applying the ultrasonic vibration by the second
[0036]
(1) Ultrasonic vibration conditions
Prior to cleaning the object to be cleaned with the cleaning liquid in the cleaning tank, a second ultrasonic transducer for adjusting the amount of bubbles is provided in the middle of the circulation path separately from the first ultrasonic transducer in the cleaning tank. The ultrasonic vibration is applied to the cleaning liquid flowing through the circulation path.
This is because by applying ultrasonic vibration in this way, the amount of bubbles contained in the cleaning liquid can be reduced and uniformized. In particular, the amount of bubbles contained in the cleaning liquid can be extremely efficiently reduced by applying ultrasonic vibration at a portion having a relatively narrow cross-sectional area called a circulation path.
Therefore, the sound pressure in the cleaning liquid used in the cleaning tank can be made uniform, the value of the ultrasonic intensity propagating from the first ultrasonic transducer to the entire cleaning tank is made uniform, and the entire cleaning tank is effectively used. can do. In addition, since the amount of bubbles is reduced and uniformized, the object to be cleaned can be efficiently cleaned.
[0037]
In addition, when applying the ultrasonic vibration to the cleaning liquid in the circulation path by the second ultrasonic vibrator, the frequency of the ultrasonic vibration is preferably set to a value within the range of 20 KHz to 200 KHz.
This is because if the frequency of the ultrasonic vibration exceeds 200 KHz, the amount of bubbles contained in the cleaning liquid may be insufficiently reduced and uniform. On the other hand, when the frequency of the ultrasonic vibration is less than 20 kHz, damage to the circulation path is increased.
Therefore, the frequency of the ultrasonic vibration applied to the cleaning liquid in the circulation path is more preferably a value within the range of 20 KHz to 100 KHz, and even more preferably a value within the range of 20 KHz to 50 KHz.
[0038]
(2) Grant time
In addition, when applying the ultrasonic vibration to the cleaning liquid by the second ultrasonic vibrator, it is preferable to continuously apply the ultrasonic vibration.
This is because by applying ultrasonic vibration continuously, the amount of bubbles contained in the cleaning liquid can be continuously reduced and uniformized.
[0039]
2. Cleaning process
The contents can be the same as those described in the first embodiment. Therefore, the description here is omitted.
[0040]
[Third Embodiment (Second reference form)]
In the third embodiment, as the first cleaning device, a cleaning tank including a first ultrasonic transducer for ultrasonic cleaning, a circulation path, and a liquid feed pump for circulating the cleaning liquid are provided. The cleaning device is provided with a bubble adjusting unit for adjusting the amount of bubbles contained in the cleaning liquid in the circulation path, and the maximum value of the sound pressure of the cleaning liquid in the cleaning tank is 400% or less of the average value. This is a cleaning device.
Hereinafter, each component requirement will be specifically described.
[0041]
1. Washing tank
As shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b), the cleaning tank includes an object storage portion (cleaning liquid) 16, a first ultrasonic vibrator 14 (ultrasonic vibration plate), and sound pressure measurement. An apparatus (not shown), an
Here, the arrangement of the ultrasonic vibration plate including the first ultrasonic transducer may be set vertically as shown in FIG. 1, or horizontally set as shown in FIG. 7 (a). Furthermore, as shown in FIG.7 (b), it is also preferable to use together.
Further, the shape of the container for the object to be cleaned is preferably substantially rectangular, but it is also preferable to have a cylindrical shape or the like in accordance with the shape of the object to be cleaned. In addition, when the form of the accommodating part of a to-be-cleaned object is made into a column shape, as shown in FIG. 8, it is preferable to arrange | position the
And by constructing the cleaning tank in this way, the ultrasonic vibration plate provided in a part of the container for the object to be cleaned is applied to the stirring and circulating cleaning liquid to apply ultrasonic vibration. Things can be washed.
In addition, it is preferable to wash while confirming that the amount of bubbles in the cleaning liquid is uniform by appropriately measuring the sound pressure of the cleaning liquid with a sound pressure measuring device. In addition, it is preferable that such a sound pressure measuring device is always provided for the cleaning tank, but since the sound tank can be effectively used as a whole, the sound pressure measuring device is configured to be detachable so that the sound pressure can be reduced. It is also preferable to provide the cleaning tank only at the time of measurement.
[0042]
2. Circuit
Although it can be set as the substantially same circuit as demonstrated in 1st Embodiment, it differs in the point by which the bubble adjustment part is provided in the middle of the said circuit.
Therefore, the configuration of the circulation path and the bubble adjustment unit will be mainly described, and the description of the same points as in the first embodiment will be omitted as appropriate.
[0043]
(1) Configuration
As shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b), the
The bubble adjusting unit provided in the
This is because the
Therefore, by including the
[0044]
Further, when the cleaning liquid is circulated through the circulation path, for example, when the amount of the object to be cleaned (cleaning liquid storage unit) 16 is 50 L, the cleaning liquid circulation rate is within a range of 5 L / min to 200 L / min. It is preferable that
The reason for this is that if the circulation rate for the liquid volume 50 L of the
Therefore, for example, when the amount of the object to be cleaned (cleaning liquid storage unit) 16 is 50 L, the circulation rate of the cleaning liquid is preferably in the range of 10 L / min to 100 L / min. More preferably, it is within the range of 50 L / min.
[0045]
(2) Bubble adjustment part
(1) Vertical part
A
Therefore, it is preferable to make the length of the vertical portion relatively long in consideration of the deaeration efficiency, but it is preferable to set the vertical portion to a value in the range of 50 to 1,000 mm, for example.
Moreover, it is preferable that the vertical part is provided at the outlet of the liquid feed pump. The reason for this is that, with this configuration, the cleaning device can be further simplified and miniaturized, and the amount of bubbles in the cleaning liquid can be efficiently reduced and made uniform.
[0046]
▲ 2 ▼ Baffle plate
Further, it is preferable to provide a
[0047]
(3) Combined use of the first ultrasonic transducer
Further, as shown in FIG. 10, the vibration of the
[0048]
3. Feed pump
Further, the type of the liquid feed pump used when circulating the cleaning liquid through the circulation path is not particularly limited, and examples thereof include a gear pump, a vortex pump, and a vortex turbine pump. In addition, it is preferable to use a high self-priming and low NPSH pump because it is necessary to use it as a driving force for efficiently reducing and uniformizing the amount of bubbles in the cleaning liquid.
[0049]
[Fourth Embodiment]
In the fourth embodiment, as shown in FIG. 6, as the second cleaning device, the
That is, a cleaning tank for ultrasonic cleaning and having a first ultrasonic vibrator having a frequency in a range of 20 KHz to 2 MHz, a circulation path, a liquid feed pump, The second ultrasonic vibration is for adjusting the amount of bubbles by degassing bubbles in the middle of the circulation path and having a frequency in the range of 20 KHz to 200 KHz. A child is further provided, the average value of the sound pressure of the cleaning liquid in the cleaning tank is set to a value within the range of 0.2 to 1.5 V, and the maximum value of the sound pressure is 200% or less of the average value. This is a cleaning device.
Hereinafter, each component requirement will be specifically described.
[0050]
1. Washing tank
A cleaning tank similar to that described in the first embodiment can be obtained. Therefore, the description here is omitted.
[0051]
2. Circuit
Although the circulation path can be substantially the same as described in the first embodiment, a second ultrasonic transducer for adjusting the amount of bubbles is provided in the middle of the circulation path. Is different.
Accordingly, the second ultrasonic transducer will be mainly described, and the description of the same points as in the first embodiment will be omitted as appropriate.
[0052]
(1) Configuration
The frequency characteristics and the application time of the second ultrasonic transducer can be the same as those described in the second embodiment. That is, it is preferable to set the oscillation frequency in the second ultrasonic transducer to a value within the range of 20 KHz to 200 KHz. Further, when applying the ultrasonic vibration to the cleaning liquid by the second ultrasonic vibrator, it is preferable to continuously apply the ultrasonic vibration.
The number of second ultrasonic transducers is not particularly limited. For example, when the circulation rate of the cleaning liquid by the liquid feeding pump is 50 L / min, the number of second ultrasonic transducers is set to 1 to 2. A value within the range of 4 is preferable.
[0053]
Further, regarding the arrangement of the second ultrasonic transducer, for example, it is preferable to provide the second ultrasonic transducer on one side of the
[0054]
3. Feed pump
A liquid feed pump similar to that described in the third embodiment can be obtained. Therefore, the description here is omitted.
[0055]
【Example】
[ Reference example 1 ]
1. Cleaning process
A solder flux cleaning apparatus as shown in FIG. 1 was constructed. That is, a
Further, a
Next, in the container for the object to be cleaned, a microclean RS-12M (Kakeken Tech) (a glycol-based cleaning liquid containing 3% by weight of Solderide A-226 (Tamura Kaken Co., Ltd.) as a solder flux). After storing 50 L), the temperature of the glycol-based cleaning liquid (
[0056]
2. Cleaning evaluation
(1) Measurement of dielectric loss
After rinsing and drying the JIS2-type comb electrode substrate that had been flux-treated and cleaned in the cleaning step, the dielectric loss (
[0057]
(1) Rinsing and drying conditions
First rinse (20 ° C, 1 minute)
Second rinse (20 ° C, 1 minute)
Dry (80 ° C, 10 minutes)
[0058]
(2) Measurement of dielectric loss
Measuring instrument: LCR Meter HP4284A (manufactured by Yokogawa Hewlett-Packard Company)
Measurement temperature: 25 ° C
Measuring potential: 1V
Measurement frequency: 100 Hz to 1 MHz
Measurement environment condition: 97% RH
Humidification time: 1 hour
[0059]
(2) Sound pressure
While the cleaning device used in the cleaning process is in a standby state, an ultrasonic measurement device (UTK-32: manufactured by Nippon Special Ceramics Co., Ltd.) is used to irradiate the first ultrasonic transducer at the measurement points divided into 27 parts. The measurement time for one sound pressure was set to a value in the range of 0.1 to 10 seconds, and the measurement temperature was set to a value of 70 ° C. The measurement results are shown in Table 1.
[0060]
[Table 1]
Table 1
From the results shown in Table 1, since the amount of bubbles in the cleaning liquid can be efficiently reduced by the first ultrasonic vibrator, the sound pressure of the cleaning liquid in the entire cleaning tank is uniform, and the comb electrode It was confirmed that the value of dielectric loss (tan δ) of the attached substrate was low.
[0062]
[Example 2]
As shown in FIG. 6, a bubble adjusting chamber composed of a
As a result, the amount of bubbles in the cleaning liquid can be reduced more efficiently by the second ultrasonic vibrator, so that the sound pressure in the entire cleaning tank is further uniformed, and the dielectric loss of the comb electrode is reduced. It was confirmed that the value was even lower.
[0063]
[Reference example 3]
Reference example3 except that n-methylpyrrolidone was used as a cleaning solution.Reference example 1In the same manner as described above, the comb-type electrode was cleaned and the cleaning solution was evaluated.
As a result, although the average value of the sound pressure was slightly high, it was confirmed that the sound pressure of the entire cleaning tank was further uniformed and the dielectric loss value of the comb electrode was further reduced.
[0064]
[Comparative Example 1]
In Comparative Example 1,Reference example 1In addition to stopping the liquid feed pump of the cleaning device and adjusting the amount of bubbles,Reference example 1In the same manner as described above, the comb-type electrode was cleaned and the cleaning solution was evaluated.
As a result, since the flow of the circulation path was stopped, the amount of bubbles in the cleaning liquid could not be reduced and made uniform, the sound pressure of the entire cleaning tank varied, and the dielectric loss value of the comb electrode was high. It was confirmed that
[0065]
【The invention's effect】
According to the cleaning method and the cleaning apparatus of the present invention, the amount of bubbles contained in the cleaning liquid is adjusted by the bubble adjusting means such as the vertical portion provided in the circulation path or the second ultrasonic vibrator, and the sound of the cleaning liquid in the cleaning tank is adjusted. Since the pressure can be set to a value within a predetermined range, the entire cleaning tank can be used effectively, and an object to be cleaned can be efficiently cleaned using a cleaning liquid with a uniform amount of bubbles. It was.
In addition, according to the cleaning method and the cleaning apparatus of the present invention, an excellent cleaning effect can be obtained even under relatively low temperature and mild cleaning conditions. As a result, an excellent cleaning effect can be exhibited.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram for explaining a cleaning apparatus used in a cleaning method according to a first embodiment.
FIG. 2A is a diagram showing the relationship between the average sound pressure of the cleaning solution and tan δ after cleaning, and FIG. 2B is a diagram showing the relationship between the average sound pressure of the cleaning solution and the cleaning effect. is there.
FIG. 3 is a diagram showing a relationship between a liquid feed pump pressure and an average sound pressure.
FIG. 4 is a diagram for explaining a method of measuring sound pressure.
FIG. 5 is a diagram showing a sound pressure measuring device.
FIG. 6 is a diagram for explaining a cleaning apparatus used in the cleaning method of the second embodiment.
FIGS. 7A and 7B are diagrams for explaining the arrangement of the ultrasonic diaphragm. FIGS.
FIG. 8 is a diagram for explaining the arrangement of ultrasonic diaphragms when a cylindrical housing portion is used.
FIG. 9 is a diagram for explaining a baffle plate;
FIG. 10 is a diagram for explaining a method of collecting bubbles.
FIGS. 11A and 11B are views for explaining the arrangement of the second ultrasonic transducer (No. 1).
FIGS. 12A and 12B are views for explaining the arrangement of the second ultrasonic transducer (No. 2).
FIG. 13 is a diagram showing a conventional cleaning method (No. 1).
FIG. 14 is a diagram showing a conventional cleaning method (No. 2).
[Explanation of symbols]
10: Cleaning device
12: Cleaning tank
14: First ultrasonic transducer
16: Cleaning liquid (cleaning liquid storage part or object storage part)
20: Circuit
26: Liquid feed pump
28: Vertical section
52: Second ultrasonic transducer
Claims (8)
（Ａ′）前記循環路の途中に設け、気泡を脱気して気泡量を調整するためであって、かつ、周波数が２０ＫＨｚ〜２００ＫＨｚの範囲内の値である第２の超音波振動子により、前記洗浄液に含まれる気泡量を調整する工程
（Ｂ′）前記洗浄槽における洗浄液の音圧の平均値を０．２〜１．５Ｖの範囲内の値とするとともに、当該音圧の最大値を平均値の２００％以下とした状態で被洗浄物を洗浄する工程 A cleaning tank for ultrasonic cleaning and having a first ultrasonic transducer having a frequency in a range of 20 KHz to 2 MHz , a circulation path, and a liquid feed pump. The cleaning method used includes the following steps (A ′) and (B ′):
(A ′) A second ultrasonic transducer that is provided in the middle of the circulation path to degas bubbles to adjust the amount of bubbles and has a frequency in the range of 20 KHz to 200 KHz. And adjusting the amount of bubbles contained in the cleaning liquid (B ′) The average value of the sound pressure of the cleaning liquid in the cleaning tank is set to a value within the range of 0.2 to 1.5 V, and the maximum value of the sound pressure Cleaning the object to be cleaned in a state where the average is 200% or less
前記循環路の途中に、気泡を脱気して気泡量を調整するためであって、かつ、周波数が２０ＫＨｚ〜２００ＫＨｚの範囲内の値である第２の超音波振動子がさらに設けてあるとともに、前記洗浄槽中の洗浄液の音圧の平均値を０．２〜１．５Ｖの範囲内の値とし、かつ、当該音圧の最大値を平均値の２００％以下とすることを特徴とする洗浄装置。 A cleaning tank for ultrasonic cleaning and having a first ultrasonic transducer having a frequency in a range of 20 KHz to 2 MHz , a circulation path, and a liquid feed pump. In the cleaning device provided,
In the middle of the circulation path , there is further provided a second ultrasonic transducer for degassing bubbles to adjust the amount of bubbles and having a frequency within a range of 20 KHz to 200 KHz. The average value of the sound pressure of the cleaning liquid in the cleaning tank is a value in the range of 0.2 to 1.5 V, and the maximum value of the sound pressure is 200% or less of the average value. Cleaning device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003005834A JP4169602B2 (en) | 2003-01-14 | 2003-01-14 | Cleaning method and cleaning device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003005834A JP4169602B2 (en) | 2003-01-14 | 2003-01-14 | Cleaning method and cleaning device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004216254A JP2004216254A (en) | 2004-08-05 |
| JP4169602B2 true JP4169602B2 (en) | 2008-10-22 |
Family
ID=32896392
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003005834A Expired - Lifetime JP4169602B2 (en) | 2003-01-14 | 2003-01-14 | Cleaning method and cleaning device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4169602B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101850344A (en) * | 2010-05-28 | 2010-10-06 | 上海集成电路研发中心有限公司 | Semiconductor part cleaning device and cleaning method |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4815119B2 (en) * | 2004-10-15 | 2011-11-16 | 株式会社マキタ | Reciprocating work tool |
| CN1895719B (en) * | 2005-06-21 | 2012-06-27 | 株式会社海上 | Degassing apparatus and ultrasonic wave washing apparatus using the same |
| JP4159574B2 (en) | 2005-06-21 | 2008-10-01 | 株式会社カイジョー | Deaeration device and ultrasonic cleaning device using the same |
| JP5114289B2 (en) * | 2008-05-27 | 2013-01-09 | サクラ精機株式会社 | Ultrasonic cleaning indicator |
| JP5078822B2 (en) * | 2008-09-25 | 2012-11-21 | 三菱電機株式会社 | Cleaning method and cleaning device |
| CN106660237B (en) * | 2014-09-09 | 2020-09-01 | 苍的星超声波技术有限公司 | Ultrasonic deburring device |
| CN109454049A (en) * | 2018-12-25 | 2019-03-12 | 重庆欧文机械制造有限公司 | A kind of handrails of micro-cultivator seat salient point electroplating device cleaning machine |
-
2003
- 2003-01-14 JP JP2003005834A patent/JP4169602B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101850344A (en) * | 2010-05-28 | 2010-10-06 | 上海集成电路研发中心有限公司 | Semiconductor part cleaning device and cleaning method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2004216254A (en) | 2004-08-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4169602B2 (en) | Cleaning method and cleaning device | |
| CN106794406B (en) | Ultrasonic cleaning system for air filter and using method thereof | |
| JP2004515053A (en) | Wafer cleaning method and apparatus | |
| JP2741344B2 (en) | Ultrasonic processing equipment | |
| TWI280161B (en) | Ultrasonic cleaning apparatus | |
| CN103229279B (en) | Ultrasonic cleaning equipment and method for suppersonic cleaning | |
| JP4532580B2 (en) | Ultrasonic cleaning equipment | |
| TW200804008A (en) | Method and apparatus for cleaning substrate, and program recording medium | |
| JP4591316B2 (en) | Ultrasonic cleaning method and ultrasonic cleaning apparatus | |
| JPH0855827A (en) | Wafer cassette and cleaning equipment using it | |
| WO2018146836A1 (en) | Laminar flow ultrasonic cleaning device | |
| KR100483975B1 (en) | Ultrasonic Cleaning Device And Resist-Stripping Device | |
| JPH049670A (en) | Analyzing apparatus | |
| JP4815000B2 (en) | Ultrasonic cleaning equipment | |
| JP2003340330A (en) | Ultrasonic cleaning nozzle, apparatus thereof and semiconductor device | |
| JP6591555B2 (en) | Semiconductor device cleaning apparatus having fall prevention function, and chamber including the apparatus | |
| JP2003332294A (en) | Wafer drying method and apparatus | |
| JP4255818B2 (en) | Ultrasonic cleaning nozzle and ultrasonic cleaning device | |
| JP2001077070A (en) | Megasonic cleaning device | |
| US20130146085A1 (en) | Glass substrate cleaning apparatus and cleaning method | |
| JP2017108814A (en) | Washing device | |
| KR100526214B1 (en) | A Wafer Cleaning Device Using Megasonic | |
| CN217432448U (en) | Ultrasonic cleaning device | |
| JPH051983A (en) | Washing device for dispensation injection nozzle | |
| JPH0969506A (en) | Ultrasonic cleaning system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050712 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080430 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080618 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20080801 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20080805 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110815 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4169602 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140815 Year of fee payment: 6 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140815 Year of fee payment: 6 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140815 Year of fee payment: 6 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |