JP5428859B2 - 鉛フリーハンダフラックス除去用洗浄剤組成物、および鉛フリーハンダフラックスの除去方法 - Google Patents

Description

本発明は、鉛フリーハンダフラックス除去用洗浄剤組成物、および鉛フリーハンダフラックスの除去方法に関する。

プリント配線板に電子部品を表面実装するには一般にハンダ付が行われる。しかし、ハンダ付後、腐食性のフラックス残渣が生じ、これがプリント配線基板の品質を低下させる。従って、当該残渣を洗浄除去する必要がある。

フラックス残渣用の洗浄剤としては種々あるが、引火の危険性や環境への影響等が小さく、またフラックス残渣の溶解力に優れるものとして、ポリオキシアルキレングリコールエーテル系化合物からなる非ハロゲン系有機溶剤にポリオキシアルキレンリン酸エステル系界面活性剤を添加してなる洗浄剤が知られている（例えば特許文献１および２）。

しかし、当該洗浄剤では、被洗浄物が複雑で微細な構造を有する実装基板等である場合において、十分な洗浄効果が得られない。例えば、ＦＣ実装やＢＧＡ実装のように、チップを多数の微細なハンダバンプで回路に接合するタイプのプリント配線基板を洗浄しようとしても、マイクロメータレベルの狭小な部分・間隙に付着したフラックス残渣を十分に除去できない。

この問題を解決できる洗浄剤については、例えば、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル系の非ハロゲン系有機溶剤と、特定分子量のアミン系化合物とを含有し、かつ２５℃における粘度が特定範囲となるように調製された洗浄剤が開示されている（特許文献３）。

しかし、当該洗浄剤では、被洗浄物が鉛フリーハンダを用いて表面実装されたものである場合において、狭小な部分・間隙に付着したフラックス残渣を十分に除去できない。しかも、洗浄工程で一旦除去された汚れが、水すすぎ工程時に被洗浄物を再汚染し、白色残渣になりやすいという問題がある。

なお、被洗浄物が例えば実装基板のように枚葉状の物品である場合には、洗浄工程と水すすぎ工程の効率の観点より、一般的には洗浄剤とすすぎ液（通常は水）はいずれもスプレー態様で用いられることが多い。

しかし、例えば特許文献１や２の洗浄剤で洗浄した後に水を吹き付けると、被洗浄物の表面で多量の泡が生じてしまい、水すすぎ工程の管理が煩雑になる問題がある。この点、例えば消泡剤を使用することも考えられるが、これを原因とする洗浄不良が生じることがある。
特開平４−５７８９９号公報 特開平８−７３８９３号公報 特開平１０−１６８４８８号公報

本発明は、引火の危険性や環境への影響が小さい（以下、安全性等という）だけでなく、鉛フリーハンダでハンダ付した被洗浄物の狭小な部分・間隙に付着したフラックス残渣の溶解力に優れ（以下、隙間洗浄性ということがある）、かつ、水すすぎ工程における被洗浄物の再汚染が生じにくい（以下、防汚染性ということがある）、新規な洗浄剤組成物を提供することを課題とする。

また本発明は、安全性等や隙間洗浄性、防汚染性に優れるだけでなく、スプレー態様の水すすぎ工程において泡の発生が少ない（以下、低発泡性ということがある）、新規な洗浄剤組成物を提供することを更なる課題とする。

本発明者は、当該フラックス残渣中に、鉛フリーハンダに由来する錫、錫イオン、それらの化合物等が多量に存在するため、前記した問題が生ずると考えた。そして鋭意検討した結果、下記特定の組成からなる洗浄剤によれば前記課題を解決できることを見出した。即ち本発明は、下記の鉛フリーハンダフラックス除去用洗浄剤組成物及び鉛フリーハンダフラックスの除去方法に関する。
１． 下記一般式（１−１）で表される化合物および／または一般式（１−２）で表される化合物からなる非ハロゲン系有機溶剤（Ａ）、下記一般式（２）で表されるアミン系化合物（Ｂ）、アミノ基非含有キレート剤（Ｃ）、ならびに必要に応じて水を含有する、鉛フリーハンダフラックス除去用洗浄剤組成物。

（式（１−１）中、Ｒ^１は炭素数１〜６のアルキル基を、Ｒ^２はメチル基または水素原子を、Ｘ^１は炭素数１〜５のアルキル基または水素原子を、ａは２〜４の整数を表す。）

（式（１−２）中、Ｒ^３は炭素数１〜６のアルキル基を、Ｒ^４はメチル基または水素原子を、Ｘ^２は炭素数１〜５のアルキル基または水素原子を、ｂは２〜４の整数を表す。）

（式（２）中、Ｒ^５は炭素数１〜７のアルキル基を、Ｙは炭素数１〜５のアルキル基または水素原子を、ｃは１〜１５の整数を、ｄは０〜１５の整数を表す。）
２． 前記非ハロゲン系有機溶剤（Ａ）として、一般式（１−１）の化合物と一般式（１−２）の化合物を５／１〜１／５の重量比で含有する、１．の鉛フリーハンダフラックス除去用洗浄剤組成物。
３． 前記アミン系化合物（Ｂ）が、Ｎ−アルキルジアルカノールアミン類である、１．または２．の鉛フリーハンダフラックス除去用洗浄剤組成物。
４． 前記Ｎ−アルキルジアルカノールアミン類が、Ｎ−メチルジエタノールアミン、Ｎ−エチルジエタノールアミン、Ｎ−ブチルジエタノールアミンおよびＮ−プロピルジエタノールアミンからなる群より選ばれる少なくとも１種である、３．の鉛フリーハンダフラックス除去用洗浄剤組成物。
５． 前記アミノ基非含有キレート剤（Ｃ）が、脂肪族ヒドロキシカルボン酸系キレート剤および／または（ポリ）リン酸系キレート剤である、１．〜４．のいずれかの鉛フリーハンダフラックス除去用洗浄剤組成物。
６． 前記脂肪族ヒドロキシカルボン酸系キレート剤が、クエン酸、イソクエン酸およびリンゴ酸からなる群より選ばれる少なくとも１種である、５．の鉛フリーハンダフラックス除去用洗浄剤組成物。
７． 前記（ポリ）リン酸系キレート剤が、オルトリン酸、ピロリン酸およびトリリン酸からなる群より選ばれる少なくとも１種である、５．の鉛フリーハンダフラックス除去用洗浄剤組成物。
８． 前記非ハロゲン系有機溶剤（Ａ）１００重量部に対して、前記アミン系化合物（Ｂ）を０．０１〜３０重量部、前記アミノ基非含有キレート剤（Ｃ）を０．０１〜１０重量部、および水を０〜１０重量部含有する、１．〜７．のいずれかの鉛フリーハンダフラックス除去用洗浄剤組成物。
９． 水を５重量％含有する場合におけるＢ型粘度計の測定値が１〜１０ｍＰａ・ｓ／（２０℃，６０ｒｐｍ，ローターＮｏ．１）である、１．〜８．のいずれかの鉛フリーハンダフラックス除去用洗浄剤組成物。
１０． ポリオキシアルキレンリン酸エステル系界面活性剤を含有しない、１．〜９．のいずれかの鉛フリーハンダフラックス除去用洗浄剤組成物。
１１． １．〜１０．のいずれかの鉛フリーハンダフラックス除去用洗浄剤組成物を、鉛フリーハンダフラックスに接触させることを特徴とする、鉛フリーハンダフラックスの除去方法。
１２． １．〜１０．のいずれかの鉛フリーハンダフラックス除去用洗浄剤組成物を、鉛フリーハンダフラックスにスプレー吹き付けすることにより洗浄物を得た後、当該洗浄物に水をスプレー吹き付けすることを特徴とする、鉛フリーハンダフラックスの除去方法。

本発明に係る洗浄剤組成物は、安全性等に優れるだけでなく、鉛フリーハンダでハンダ付した被洗浄物の狭小な部分・間隙に付着したフラックス残渣の溶解力に優れる。

そのため当該洗浄剤組成物は、例えば鉛フリーハンダを用いたＦＣ実装やＢＧＡ実装のように、複雑で微細な構造を有するプリント配線基板の洗浄に特に適する。

また、本発明に係る洗浄剤組成物によれば、洗浄工程で一旦除去された汚れによる、水すすぎ工程時における被洗浄物の再汚染が生じにくい。

また、本発明に係る洗浄剤組成物がポリオキシアルキレンリン酸エステル系界面活性剤を含有しないものである場合には、間隙洗浄性や防汚染性に優れるだけでなく、スプレー態様による水すすぎ工程における泡の発生が少ないため、水すすぎ工程の管理が容易になる等の利点がある。

本発明に係る洗浄剤組成物の洗浄対象である「鉛フリーハンダフラックス」とは、具体的には、鉛フリーハンダに由来する錫を含むフラックス残渣を意味し、例えば、（ア）粉状の鉛フリーハンダとフラックス組成物とからなるペーストでハンダ付した後に生ずるフラックス残渣や、（イ）鉛フリーハンダで形成された電極を、フラックス組成物を介してハンダ付けした後に生ずるフラックス残渣、を含む意である。

なお、「鉛フリーハンダ」としては、例えば、Ｓｎ−Ａｇ系ハンダ、Ｓｎ−Ｃｕ系ハンダ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系ハンダ、Ｓｎ−Ｚｎ系ハンダ、Ｓｎ−Ｓｂ系ハンダ等が挙げられる。

また、「フラックス組成物」としては、具体的には、例えば、樹脂酸類（天然ロジン、重合ロジン、α，β不飽和カルボン酸変性ロジン等）や合成樹脂類（アクリル樹脂、ポリアミド樹脂等）などのベース樹脂、活性剤（アジピン酸等の有機酸、ジエチルアミン臭化水素銀等のハロゲン系化合物等）、チキソトロピック剤（硬化ひまし油、ヒドロキシステアリン酸エチレンビスアミド等）、溶剤（ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル等）を主成分とする組成物が挙げられる。

＜鉛フリーハンダフラックス除去用洗浄剤組成物＞
本発明の洗浄剤組成物は、下記一般式（１−１）で表される化合物および／または一般式（１−２）で表される化合物からなる非ハロゲン系有機溶剤（Ａ）（以下、（Ａ）成分という）、下記一般式（２）で表されるアミン系化合物（Ｂ）（以下、（Ｂ）成分という）、アミノ基非含有キレート剤（Ｃ）（以下、（Ｃ）成分という）、ならびに必要に応じて水とを含有する点に特徴がある。

該（Ａ）成分のうち、一般式（１−１）で表される化合物とは、以下のものである。

（式（１−１）中、Ｒ^１は炭素数１〜６のアルキル基を、Ｒ^２はメチル基または水素原子を、Ｘ^１は炭素数１〜５のアルキル基または水素原子を、ａは２〜４の整数を表す。）

当該化合物としては、各種公知のものを特に制限なく用いることができる。具体的には、例えば、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、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モノエチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールモノプロピルエーテル、ジエチレングリコールジプロピルエーテル、ジエチレングリコールメチルプロピルエーテル、ジエチレングリコールエチルプロピルエーテル、ジ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ジブチルエーテル、ジエチレングリコールメチルブチルエーテル、ジエチレングリコールエチルブチルエーテル、ジエチレングリコールプロピルブチルエーテル、ジエチレングリコールモノペンチルエーテル、ジエチレングリコールジペンチルエーテル、ジエチレングリコールメチルペンチルエーテル、ジエチレングリコールエチルペンチルエーテル、ジエチレングリコールプロピルペンチルエーテル、ジエチレングリコールブチルペンチルエーテル、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル等のジエチレングリコールエーテル類；これらに対応するトリ−もしくはテトラエチレングリコールエーテル類；これらアルキレングリコールエーテル類においてＲ^２をメチル基としたグリコールエーテル類等が挙げられ、これらは１種を単独で、または２種以上を組み合わせて用いることができる。これらの中でも、安全性等や間隙洗浄性の観点より、特にジ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ジブチルエーテル、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテルが好ましい。

また、該（Ａ）成分のうち、一般式（１−２）で表される化合物とは、以下のものである。

（式（１−２）中、Ｒ^３は炭素数１〜６のアルキル基を、Ｒ^４はメチル基または水素原子を、Ｘ^２は炭素数１〜５のアルキル基または水素原子を、ｂは２〜４の整数を表す。）

当該化合物としては、各種公知のものを特に制限なく用いることができる。具体的には、例えば、前記一般式（１−１）の化合物として例示されたものについて、一般式（１−１）中の「Ｒ^１−Ｏ−」に相当する部位を「Ｒ^３−ＣＯＯ−」に置換したものが挙げられ、それらは１種を単独で、または２種以上を組み合わせて用いることができる。それらの中でも、安全性等や間隙洗浄性の観点より、特にジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノプロピルエーテルアセテート等が好ましい。

なお、本発明の洗浄剤組成物において、（Ａ）成分として前記一般式（１−１）の化合物と一般式（１−２）の化合物を５／１〜１／５程度、好ましくは２／１〜１／５の重量比で用いると、鉛フリーハンダフラックスの溶解力を維持しつつ洗浄剤を低粘度化できることから、隙間洗浄性が向上する。

また、本発明の洗浄剤組成物には、必要に応じて該（Ａ）成分以外の非ハロゲン系有機溶剤を含有させることができる。具体的には、例えば、窒素含有化合物系溶剤（１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、１，３−ジエチル−２−イミダゾリジノン、１，３−ジプロピル−２−イミダゾリジノン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン等）、炭化水素系溶剤（ヘキサン、ヘプタン、オクタン等）、アルコール系溶剤（メタノール、エタノール、ベンジルアルコール等）、ケトン系溶剤（アセトン、メチルエチルケトン等）、エーテル系溶剤（ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、グリコールエーテル類等）、エステル系溶剤（酢酸エチル、酢酸メチル等）等が挙げられ、これらは１種を単独で、または２種以上を組み合わせて用いることができる。

前記（Ｂ）成分は、下記一般式（２）で表される。

（式（２）中、Ｒ^５は炭素数１〜７のアルキル基を、Ｙは炭素数１〜５のアルキル基または水素原子を、ｃは１〜１５の整数を、ｄは０〜１５の整数を表す。）

該（Ｂ）成分としては、各種公知のものを特に制限なく用いることができる。具体的には、例えば、Ｎ−アルキルジアルカノールアミン類（Ｎ−メチルジエタノールアミン、Ｎ−エチルジエタノールアミン、Ｎ−ブチルジエタノールアミン、Ｎ−プロピルジエタノールアミン等）；式（２）中のＲ^５をアルキル基とする第１級脂肪族アミン（オクチルアミン、デシルアミン、ドデシルアミン、テトラデシルアミン、ヘキサデシルアミン、２−エチルヘキシルアミン等）と、前記ｃを繰り返し単位とするエチレンオキサイドとの反応物等が挙げられ、これらは１種を単独で、または２種以上を組み合わせて用いることができる。これらの中でも、安全性等や、特に防汚染性および低発泡性の観点より、前記Ｎ−アルキルジアルカノールアミン類が好ましく、特にＮ−メチルジエタノールアミン、Ｎ−エチルジエタノールアミン、Ｎ−ブチルジエタノールアミンおよびＮ−プロピルジエタノールアミンからなる群より選ばれる少なくとも１種がより好ましい。

前記（Ｃ）成分としては、分子内にアミノ基を有しないキレート剤であれば、各種公知のものを特に制限なく用いることができる。特に、隙間洗浄性や特に防汚染性の観点より、脂肪族ヒドロキシカルボン酸系キレート剤および／または（ポリ）リン酸系キレート剤が好ましい。

該脂肪族ヒドロキシカルボン酸系キレート剤としては、具体的には、炭素数が２〜５程度の直線状アルキル基を基本骨格として、これにカルボキシル基が２〜３個程度、および水酸基が１〜３個程度結合したヒドロキシカルボン酸類が挙げられる。具体的には、クエン酸、イソクエン酸、リンゴ酸、酒石酸や、これらの塩（ナトリウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩、アルカノールアミン塩等をいう。以下、同様。）等を例示できる。これらの中でも、隙間洗浄性や特に防汚染性の観点より、クエン酸、イソクエン酸およびリンゴ酸からなる群より選ばれる少なくとも１種が好ましく、とりわけクエン酸が好ましい。

また、（ポリ）リン酸系キレート剤としては、隙間洗浄性や特に防汚染性の観点より、オルトリン酸、ピロリン酸およびトリリン酸からなる群より選ばれる少なくとも１種が好ましく、特にピロリン酸が好ましい。

なお、（Ｃ）成分の代わりに分子内にアミノ基を有するキレート剤を用いると、水すすぎ工程時に被洗浄物の再汚染が生じ易くなる。そのようなものとしては、例えば、エチレンジアミン四酢酸や２−ヒドロキシエチルイミノ二酢酸等が挙げられる。

水としては、例えば純水、イオン交換水、精製水等が挙げられる。

なお、本発明の洗浄剤組成物には、本発明の所期の効果を損なわない程度において、各種公知の添加剤、例えばノニオン性界面活性剤（前記（Ａ）成分および（Ｂ）成分に相当するものを除く）、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤等の各種界面活性剤や、消泡剤、防錆剤、酸化防止剤等を含ませることができる。

該ノニオン性界面活性剤としては、例えば、一般式（３）：Ｒ^６−Ｏ−（ＣＨ_２−ＣＨ_２−Ｏ）_ｅ−Ｈ（式中、Ｒ^６は炭素数８〜２０のアルキル基を、ｅは０〜２０の整数を表す。）で表される化合物や、脂肪酸アミドのエチレンオキサイド付加物、ソルビタン脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステル、脂肪酸アルカノールアミド、これらの対応するポリオキシプロピレン系界面活性剤等が挙げられ、これらは１種を単独で、または２種以上を組み合わせて用いることができる。

また、該アニオン性界面活性剤としては、具体的には、例えば、硫酸エステル系アニオン性界面活性剤（高級アルコールの硫酸エステル塩、アルキル硫酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキル硫酸エステル塩等）、スルホン酸塩系アニオン性界面活性剤（アルキルスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩等）等が挙げられ、これらは１種を単独で、または２種以上を組み合わせて用いることができる。

また、該カチオン性界面活性剤としては、具体的には、例えば、アルキル化アンモニウム塩、４級アンモニウム塩等を挙げることができ、これらは１種を単独で、または２種以上を組み合わせて用いることができる。

また両性界面活性剤としては、アミノ酸型、ベタイン型両性界面活性剤を挙げることができ、これらは１種を単独で、または２種以上を組み合わせて用いることができる。

本発明の洗浄剤組成物中、各成分の含有量は特に限定されないが、本発明の所期の効果を考慮して、通常は、（Ａ）成分１００重量部に対して、（Ｂ）成分が０．０１〜３０重量部程度（好ましくは０．１〜５重量部）、（Ｃ）成分が０．０１〜１０重量部程度（好ましくは０．０２〜１重量部）、水が０〜１０重量部程度（好ましくは１〜８重量部）である。また、前記添加剤の含有量は、通常５重量部程度未満である。

また、本発明の洗浄剤組成物の粘度は特に限定されないが、隙間洗浄性を考慮して、水を５重量％含有する場合におけるＢ型粘度計の測定値が１〜１０ｍＰａ・ｓ（２０℃，６０ｒｐｍ，ローターＮｏ．１）程度であるのが好ましい。ここで、ｍＰａ・ｓ（２０℃，６０ｒｐｍ，ローターＮｏ．１）とは、ローターとしてローターＮｏ．１を用い、洗浄剤組成物の液温が２０℃で、且つ、ローター回転数が６０ｒｐｍの条件下でＢ型粘度計を用いて測定された粘度を意味する。なお、前記粘度を測定する際の前記洗浄剤組成物のｐＨは通常２〜１０程度である。

＜鉛フリーハンダフラックスの除去方法＞
本発明の洗浄剤組成物を鉛フリーハンダフラックスに接触させることにより、被洗浄物に付着した鉛フリーハンダフラックスを除去できる。

本発明の洗浄剤組成物の利用態様は特に限定されず、各種公知の方法を採用できる。具体的には、例えば、スプレー装置を使用して当該洗浄剤を鉛フリーハンダフラックスが付着した被洗浄物にスプレー吹き付けする方法（特開２００７−０９６１２７号公報参照）、当該洗浄剤組成物に該被洗浄物を浸漬して超音波洗浄する方法、直通式洗浄装置（登録商標「ダイレクトパス」、荒川化学工業（株）製、特許第２６２１８００号等）を用いる方法等が挙げられる。

本発明の洗浄剤組成物を用いて鉛フリーハンダフラックスを除去した後、得られた洗浄物を水ですすぐことが好ましい。特に、本発明の除去方法としては、前記洗浄剤組成物を、鉛フリーハンダフラックスにスプレー吹き付けすることにより洗浄物を得た後、当該洗浄物に水をスプレー吹き付けする方法が好ましい。

また、前記すすぎ処理は、複数回繰り返し行ってもよい。例えば、前記洗浄物に対して、プレすすぎ処理を行った後、仕上げすすぎ処理を行うことにより、洗浄物表面に付着した洗浄剤組成物を効果的に除去できる。

プレすすぎ処理は、純水等を用いた従来のプレすすぎ処理の方法に準じて行えばよい。

仕上げすすぎ処理は、従来の方法に従って行えばよい。例えば、プレすすぎ処理物に対して純水等を用いて処理する方法が挙げられる。

プレすすぎ処理後及び／又は仕上げすすぎ処理後に、必要に応じて乾燥処理を行ってもよい。

なお、すすぎ工程が、当該被洗浄物に水をスプレー吹き付けする態様で行われる場合には、低発泡性の観点より、本発明の洗浄剤としては、前記した各種界面活性剤を含まないほうが好ましい。

特に、アニオン性界面活性剤として、ポリオキシアルキレンリン酸エステル系界面活性剤を含まないものが好ましい。前記ポリオキシアルキレンリン酸エステル系界面活性剤としては、例えば、一般式（４）：Ｒ^７−Ｏ−（ＣＨ_２−ＣＨ_２−Ｏ）_ｆ−Ｐ（＝Ｏ）（−Ｚ）−ＯＨ（式中、Ｒ^７は炭素数５〜２０のアルキル基を、ｆは０〜２０の整数を、Ｚはポリオキシアルキレンエーテル基または水酸基を表す。）で表される化合物やその塩が挙げられる。

以下、実施例および比較例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されない。
（洗浄剤組成物の調製）
下記表１に示す各成分を混合し（重量％基準）、実施例１〜１６および比較例１〜５の洗浄剤組成物を調製した。

表１中、各記号は以下の通りである。
ＢＤＧ：ジエチレングリコールモノブチルエーテル
ＨｅＤＧ：ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル
ＥＤＧＡ：ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート
ＭＢＤ：Ｎ−ブチルジエタノールアミン
ＣＡ：クエン酸
ＭＡ：リンゴ酸
ＰＡ：ピロリン酸
ＥＤＴＡ：エチレンジアミン四酢酸
２１２Ｃ：ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸モノエステル（製品名「プライサーフＡ２１２Ｃ」、第一工業製薬（株）製）
２０８Ｂ：ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸モノエステル（製品名「プライサーフＡ２０８Ｂ」、第一工業製薬（株）製）
Ｖｉｓ：Ｂ型粘度計（製品名「Ｂ８Ｍ」、（株）トキメック製；ローターＮｏ．１）による、２０℃および６０ｒｐｍにおける測定値

〔鉛フリーハンダフラックスの調製〕
市販の鉛フリーハンダペースト（製品名「ＴＡＳＬＦ−２１９」、荒川化学工業（株）製；鉛フリーハンダ粉の組成は、９６．５％がＳｎ、３．０％がＡｇ、０．５％がＣｕである。）をガラス瓶に仕込み、２７０℃のホットプレート上で加熱し、鉛フリーハンダ粉を溶融させた。その後、結果物は、溶融合体して沈降したハンダ合金とフラックス成分とに分離した。当該フラックス成分は、鉛フリーハンダでハンダ付した後に生ずるフラックス残渣のモデルであり、以下これを鉛フリーハンダフラックスとして用いる。

当該鉛フリーハンダフラックス成分の一部分を採取し、波長分散型蛍光Ｘ線分析装置（製品名「ＺＳＸ１００ｅ」、理学電機工業（株）製）を用いて錫濃度を測定した。結果、５重量％となる錫が検出された。

〔洗浄実験用モデルセルの作製〕
土台となるガラス板（縦０．６ｃｍ×横３ｃｍ×厚み１ｍｍ）の上に、スペーサーとなるガラス小板（縦０．６ｃｍ×横１ｃｍ×厚み３５０μｍ）を２枚、０．３ｃｍ間隔で併置し、当該ガラス小板間の凹部に前記鉛フリーハンダフラックスを供給した。

次いで、同じ大きさのガラス板を被せ、はみ出したフラックスを除去することにより、狭小空間（開口面積：０．３ｃｍ×３５０μｍ、奥行き：０．６ｃｍ）に前記鉛フリーハンダフラックスが充填された洗浄実験用モデルセルを作製した。

作製した洗浄実験用モデルセルに対して、下記試験１〜３を実施した。

〔試験１：隙間洗浄性の評価〕
前記モデルセルを実施例１で得た洗浄剤組成物（液温７０℃）の中に浸漬し、１０分間攪拌した後に取り出し、両開口部位における、フラックスが溶解した部分の合計面積（以下、溶解面積という）（ｍｍ^２）を算出した。また、実施例２〜１６、および比較例１〜５の洗浄剤組成物についても同様の試験を実施した。

当該溶解面積が大きいほど、被洗浄物の狭小部分におけるフラックス残渣の溶解力が優れることを意味する。

〔試験２：防汚染性の評価〕
実施例１の洗浄剤組成物に前記鉛フリーハンダフラックスを分散させ（洗浄剤に対し１重量％）、試験液（汚れ液）とした。次いでこれをイオン交換水（すすぎ液）に、その濃度が１重量％、３重量％、５重量％となるように順に攪拌分散させ、それぞれの段階における分散液の濁りの有無を以下に基準で目視評価した。また、実施例２〜１６、および比較例１〜５の洗浄剤組成物についても同様の試験を実施した。

濁りの発生は、水すすぎ工程における被洗浄物の再汚染の指標となる。結果を表２に示す。
Ａ：分散液は透明であった。
Ｂ：分散液は若干白濁していた。
Ｃ：分散液はかなり白濁していた。

〔試験３：低発泡性の評価〕
実施例１の洗浄剤組成物にイオン交換水を加えて、洗浄剤の含有量が１重量％となるまで希釈し、得られた希釈液をガラス製試験管（φ１５ｍｍ×１５０ｍｍ）に５ｃｃ入れ、密栓した。次いで、当該試験管を１０回振とうし、１０秒間放置した後の泡立ちの高さ（ｃｍ）を測定した。また、実施例２〜１６、および比較例１〜５の洗浄剤組成物についても同様の試験を実施した。

泡立ちの高さは、その値が大きいほど、水すすぎ工程（スプレー態様）において泡が発生しやすいことを意味する。結果を表２に示す。

〔ハンダ付基板（被洗浄物）の作製〕
電極エリアを３×３個有する、１０ｃｍ角のガラスエポキシ基板を用意した。前記電極エリアは、直径１００μｍの平面電極が正方形状に２５個×２５個配列されたものである。

次いで、各電極エリアの四辺上に位置する平面電極に、前記市販鉛フリーハンダペーストをメタルスキージを用いてスクリーン印刷した（スキージ速度：２０ｍｍ／秒、版離れ速度：０．１ｍｍ／秒）。次いで、各電極エリアに５ｍｍ角のＩＣチップ（電極数が２５×２５）を搭載した（計９個）。次いで、ＩＣチップを搭載したハンダ付用基板を、窒素リフロー炉（プリヒート：１５０〜１６０℃）で９０秒加熱し、ハンダ付けを行なうことによりハンダ付基板を得た。該ハンダ付基板において、ＩＣチップとガラスエポキシ基板との間隙は５０μｍであった。

得られたハンダ付基板の模式図を図１に示す。

〔ハンダ付基板の洗浄〕
スプレー式洗浄装置及び貯液槽を備えた洗浄ステーション（登録商標「トルネードジェット」、荒川化学工業（株）製、図２）を用いてハンダ付基板の洗浄を行った。

まず、洗浄装置１内のＷに相当する部分に、搭載されたＩＣチップが上側になるように前記ハンダ付基板をセットした。次いで、該ハンダ付基板の面方向に回転する噴射ノズル（吹付け装置３）より、実施例１の洗浄剤組成物（液温度７０℃）を、該ハンダ付基板のＩＣチップを搭載した面に扇状に噴射（３ｋｇ／ｃｍ^２、２分間）することにより、洗浄を行なった。

〔プレすすぎ処理〕
洗浄後のハンダ付基板を、前記洗浄ステーションに隣接させたプレすすぎステーション（図２と同構成）における、プレすすぎ装置１内のＷに相当する位置に、搭載されたＩＣチップが上側になるようにセットした。次いで、該ハンダ付基板の面方向に回転する噴射ノズル（吹付け装置３）より、すすぎ液（液温２５℃）を、該ハンダ付基板のＩＣチップを搭載した面に扇状に噴射（１ｋｇ／ｃｍ^２、２分間）することにより、プレすすぎ処理を行なった。なお、前記すすぎ液としては、前記洗浄剤組成物を純水に溶解させてなる水溶液（該水溶液中における該組成物の含有量：３重量％）を用いた。前記洗浄剤組成物を純水に溶解させたのは、すすぎ装置が閉回路（図２参照）である場合、液を循環使用することになるので、その状況（汚染状況）を再現するためである。

〔試験４：低発泡性の評価〕
プレすすぎ処理直後の貯液槽Ｒ（貯液槽口面積２２０５ｃｍ^２）の液面（使用済みすすぎ液の液面）に発生した泡の高さから、すすぎ性を以下の基準で目視評価した。なお、前記液面から貯液槽口までの高さは１０ｃｍである。
Ａ：液面にほとんど泡が発生していない
Ｂ：液面からタンク口までの高さの半分程度まで泡が発生している
Ｃ：タンク口から泡があふれる

〔仕上げすすぎ処理〕
プレすすぎ処理後のハンダ付基板を、前記プレすすぎステーションに隣接させた仕上げすすぎステーション（図２と同構成）における、仕上げすすぎ装置１内のＷに相当する部分にセットした。次いで、プレすすぎ処理後のハンダ付基板に対して、該ハンダ付基板の面方向に回転する噴射ノズル（吹付け装置３）より、純水（液温２５℃）を該ハンダ付基板のＩＣチップを搭載した面に扇状に噴射（３ｋｇ／ｃｍ^２）することにより、仕上げすすぎ処理を行なった。

実施例２〜１６、および比較例１〜５の洗浄剤組成物を用いた場合についても、上記と同様の方法により、ハンダ付基板の洗浄、プレすすぎ処理及び仕上げすすぎ処理を実施した。

〔試験５：基板洗浄性の評価〕
仕上げすすぎ処理後、乾燥を行ったハンダ付基板から、全てのＩＣチップを引き剥がし、フラックス残渣が目視確認できた電極エリアの個数を数えた。数が多いほど、洗浄性が不良であることを意味する。
Ａ：どの電極エリアにおいてもフラックスの残渣が観察されない。
Ｂ：フラックスの残渣が確認できる電極エリアが１〜２箇所ある。
Ｃ：フラックスの残渣が確認できる電極エリアが３〜４箇所ある。
Ｄ：フラックスの残渣が確認できる電極エリアが５箇所以上ある。

図１は、［実施例］にて作製したハンダ付基板の模式図を示す。 図２は、［実施例］にて利用した洗浄ステーション、プレすすぎステーション及び仕上げすすぎステーションの概略図を示す。

符号の説明

１ 洗浄装置、プレすすぎ装置、又は仕上げすすぎ装置
２ 支持部
３ 吹付け装置
４ 給液装置
６ 液受け部
７ 蓋部
Ｃ２、Ｃ４ 調節弁
Ｄ２、Ｄ４ 自動弁
Ｅ２、Ｅ４ 圧力計
Ｆ２、Ｆ４ 流量計
Ｇ４ 逆止弁
Ｈ５ ストレーナ
Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３、Ｋ４、Ｋ５ 管
Ｐ ポンプ
Ｒ 貯液槽
Ｓ 洗浄ステーション
Ｗ 基板

Claims (10)

1. 下記一般式（１−１）で表される化合物および／または一般式（１−２）で表される化合物からなる非ハロゲン系有機溶剤（Ａ）、Ｎ−メチルジエタノールアミン、Ｎ−エチルジエタノールアミン、Ｎ−ブチルジエタノールアミンおよびＮ−プロピルジエタノールアミンからなる群より選ばれる少なくとも１種であるアミン系化合物（Ｂ）、アミノ基非含有キレート剤（Ｃ）を含有し、ポリオキシアルキレンリン酸エステル系界面活性剤を含有しない、鉛フリーハンダフラックス除去用洗浄剤組成物。
   （式（１−１）中、Ｒ^１は炭素数１〜６のアルキル基を、Ｒ^２はメチル基または水素原子を、Ｘ^１は炭素数１〜５のアルキル基または水素原子を、ａは２〜４の整数を表す。）
   （式（１−２）中、Ｒ^３は炭素数１〜６のアルキル基を、Ｒ^４はメチル基または水素原子を、Ｘ^２は炭素数１〜５のアルキル基または水素原子を、ｂは２〜４の整数を表す。）
2. 前記非ハロゲン系有機溶剤（Ａ）として、一般式（１−１）の化合物と一般式（１−２）の化合物を５／１〜１／５の重量比で含有する、請求項１の鉛フリーハンダフラックス除去用洗浄剤組成物。
3. 前記アミノ基非含有キレート剤（Ｃ）が、脂肪族ヒドロキシカルボン酸系キレート剤および／または（ポリ）リン酸系キレート剤である、請求項１又は２の鉛フリーハンダフラックス除去用洗浄剤組成物。
4. 前記脂肪族ヒドロキシカルボン酸系キレート剤が、クエン酸、イソクエン酸およびリンゴ酸からなる群より選ばれる少なくとも１種である、請求項３の鉛フリーハンダフラックス除去用洗浄剤組成物。
5. 前記（ポリ）リン酸系キレート剤が、オルトリン酸、ピロリン酸およびトリリン酸からなる群より選ばれる少なくとも１種である、請求項３の鉛フリーハンダフラックス除去用洗浄剤組成物。
6. さらに水を含む、請求項１〜５のいずれかの鉛フリーハンダフラックス除去用洗浄剤組成物。
7. 前記非ハロゲン系有機溶剤（Ａ）１００重量部に対して、前記アミン系化合物（Ｂ）を０．０１〜３０重量部、前記アミノ基非含有キレート剤（Ｃ）を０．０１〜１０重量部、および水を０〜１０重量部含有する、請求項１〜６のいずれかの鉛フリーハンダフラックス除去用洗浄剤組成物。
8. 水を５重量％含有する場合におけるＢ型粘度計の測定値が１〜１０ｍＰａ・ｓ／（２０℃，６０ｒｐｍ，ローターＮｏ．１）である、請求項１〜７のいずれかの鉛フリーハンダフラックス除去用洗浄剤組成物。
9. 請求項１〜８のいずれかの鉛フリーハンダフラックス除去用洗浄剤組成物を、鉛フリーハンダフラックスに接触させることを特徴とする、鉛フリーハンダフラックスの除去方法。
10. 請求項１〜８のいずれかの鉛フリーハンダフラックス除去用洗浄剤組成物を、鉛フリーハンダフラックスにスプレー吹き付けすることにより洗浄物を得た後、当該洗浄物に水をスプレー吹き付けすることを特徴とする、鉛フリーハンダフラックスの除去方法。