JPH03143999A - 二塩基酸エステルおよび炭化水素溶媒からなるクリーニング組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はクリーニング組成物および支持体、特に印刷回
路板の表面からはんだ融剤（ｓｏｌｄｅｒｆ　１ｕｘ）
を取り除く方法に関する。

印刷回路板に部材（ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ）を取り付け
るためのはんだ付は作業の前に、はんだの付着を確実な
ものとするため、はんだ用融剤を適用することは慣用で
ありそして不可欠である。印刷回路板ははんだが導電性
の表面部分に接触しそして付着するところを除いて支持
体のすべての領域をカバーするはんだマスクを用いて保
１することができる。融剤およびはんだの適用は手で、
あるいはウェーブまたはりフロー法により行なうことが
できる。ウェーブはんだ付けにおいて、支持体は機械的
に融剤上に運ばれ、そして融剤次いで溶融したはんだの
ウェーブと接触される。はんだははんだマスクが存在し
ているところを除いて支持体上のすべての４を性表面に
付着する。リフローはんだ付けにおいて、融剤および粉
末形態のはんだ金属の両方を含有するはんだペーストは
、はんだ付着がなされる部分にのみ適用される。

部材は適所に置かれそして全体の印刷回路板組立て体を
加熱してはんだを溶融する。はんだ付けの後に組立て体
上に残留する融剤は腐食、水の吸収および他の影響によ
る電気回路の早期故障をひき起こすため、取り除かなけ
ればならない。

Ｈａｙｅｓらの米国特許第４．６４０，７１９号には印
刷配線板のクリーニングにおけるテルペン化合物の使用
が開示されている。この特許にはテルペン化合物例えば
そのσ−およびβ−異性体を含むピネン、γ−テルピネ
ン、δ−３−カレン、リモネンおよびジペンテン（リモ
ネンおよびジペンテンが好ましい）を用いて残留の融剤
、特にロジンはんだ融剤および接着テープ残留物をクリ
ーニングすることが開示されている。ジペンテンはリモ
ネンの光学活性な異性体のラセミ混合物である。この特
許にはさらにこれらのテルペン化合物が水に殆んどまっ
たく不溶でありそして水で直接洗い流すことができない
ということが開示されている。そのため好ましい態様に
おいてはテルペン化合物はテルペンを水で乳化してその
除去を容易にすることのできる１つまたはそれ以上の乳
化界面活性剤と組み合わされる。

本発明は（ａ）二塩基酸エステルおよび（ｂ）炭化水素
溶媒からなるクリーニング組成物並びに例えば印刷回路
板のような支持体の表面上の残留物を減少する際のこの
ような組成物の使用に関する。本発明の別の態様におい
て、クリーニング組成物は例えば界面活性剤のような相
溶化成分を含有する。本発明のさらに別の態様において
、クリーニング組成物は水と共に相溶化界面活性剤を含
有する。

本発明のクリーニング組成物は何れかの支持体表面、特
に例えばはんだ付は作業の後に残留の過剰の融剤が存在
しているところに用いることができる。好ましい支持体
表面は印刷回路板表面であり、それははんだが付着しな
い領域Ｉこおけるはんだマスクの永久被覆によって保護
をしてもしなくてもよい。本発明の開示において、印刷
回路板は一般的な意味で採用されるものでありそして印
刷配線板を包含するものである。

本発明において、二塩基酸エステル溶媒と炭化水素溶媒
との組み合せが採用され、そしてこの組み合せは印刷回
路板をクリーニングするのに特に適当なりリーニング剤
として現在採用されているタロロフルオロカーボン（ｃ
ＦＣ）溶媒の使用の代りになるものと考えられる。場合
によってはクリーニング組成物はさらに相溶化成分を界
面活性剤として含有する。さらに場合によっては最も好
ましい方法は加えた相溶化界面活性剤と関連して存在す
る。例えばデュポン社から商標名ｒＦｒｅｏｎ　ＴＭＳ
Ｊで販売されているトリクロロトリフルオロエタンとメ
タノールの共沸混合物は印刷配線板の表面からはんだ融
剤をクリニングする公知方法より優れている。しかしな
がら、完全にハロゲン化されたクロロフルオロカーボン
物質の使用はｌｆｆ１層圏のホゾン消耗を伴なうため、
環境に脅威を与えるものと考えられる。従って、完全に
ハロゲン化されたＣＦＣを含まない別のクリーニング組
成物における改良が重要であると考えられる。本発明に
よれば、残留のイオン性汚染物が低濃度に減少される（
たとえこのような濃度が完全にハロゲン化されたＣＦＣ
メタノール共沸混合物を用いてクリーニングするより幾
分高くても）、シかしながら、本発明の結果は乳化剤と
組み合せたテルペン化合物の使用を含む他のクリーニン
グ剤の使用と比較して有意な改良であると考えられる。

本発明によれば、二塩基酸エステルまたは二塩基酸エス
テルと組み合せた溶媒か採用される。

二塩基酸エステルはその標準的な定義で採用されそして
典型的にはそのエステル基の反応例えば加水分解および
ケン化を行なうことのできるジカルボン酸（二塩基酸）
のジアルキルエステルが含まれる。慣用的には、低いお
よび高いｐｌにおいてこれらはその相当するアルコール
および二塩基酸または酸塩に加水分解することができる
。好ましい二塩基酸エステル溶媒はジメチルアジペート
、ジメチルグルタレート、ジメチルスクシネートおよび
これらの混合物である。

アルコールから誘導された長鎖アルキル基例えばエチル
、プロピル、イソプロピル、ブチルおよびアミル並びに
メチルを含むこれらの混合物を有する他のエステルを採
用することができる。

これらのエステルの酸部分もまた他の低分子量および高
分子量の二塩基酸例えばンユウ酸、マロン酸、ピメリン
酸、スベリ・ン酸およびアゼライン酸並びに好ましい二
塩基酸を含むこれらの混合物から誘導することができる
。これらの、また他のエステルはそれらが炭化水素溶媒
に少なくとも部分的に可溶しそして引火性液体（タグ密
閉式カップ法により１００６１以上の引火点）として分
類されず、また２５°Ｃにおける水への溶解度が少なく
とも２．０重量％であるならば採用することができる。

追加的に相溶化成分を加えて二基基エステルと炭化水素
溶媒との相互の溶解性を改良することができる。

本発明において１種以上の炭化水素成分が二塩基酸エス
テル溶媒と組み合せて用いられる。

本発明において有用な炭化水素成分の種類はクリーニン
グ効果に関して臨界的なものではなく、そして幅広いク
ラスの脂肪族および芳香族溶媒から選択することができ
る。好ましい炭化水素化合物またはその混合物は引火性
液体（タグ密閉式カップ法により１００°Ｆ以上の引火
点）として分類されず、そしてｃａＱ／ｃ−の平方根を
単位とする３次元Ｈａｎｓｅｎ溶解パラメーター系に基
づいて非極性については６．５〜１０．５、極性につい
ては０〜２．５および水素結合についてはＯ〜２．５の
溶解パラメーターを有する。より好ましくは、上記の炭
化水素化合物またはその混合物は１４０°Ｆまたはそれ
より高い引火点を有する。このような炭化水素成分の例
は高い引火点の石油から誘導された溶媒例えばミネラル
スピリット、ナフサそして各種の供給者から容易に入手
しうる芳香族炭化水素である。特例としてはＥｘｘｏｎ
社のｒｌｓｏｐａｎＪ　、５ｈｅｌ１社のｒｓｏｌｔｒ
ｏｌＪおよびＡｓｈｌａｎｄ社のｒＨｉ−５ｏｌＪ溶媒
が挙げられる。本発明の開示において、「炭化水素溶媒
」なる用語の使用はテルペン炭化水素をはっきりと除外
するものである。

二塩基酸エステルと炭化水素溶媒の他に、少なくとも１
つの相溶化成分を用いて混合物の全体にわたる相互の相
溶性すなわち二塩基酸エステルと炭化水素溶媒の相互の
溶解性を改良することができる。好ましい相溶化成分は
非イオン性界面活性剤であり、それは二塩基酸エステル
と炭化水素成分の相互の混和性を改良するのに役立つだ
けでなく後の水洗段階で炭化水素成分の乳化を容易にす
る働きをする。このような相溶化界面活性剤の例は非イ
オン性アルコールエトキシレートであり、ここでアルコ
ールは第１または第２アルコールであり、直鎖または分
枝鎖中に１０〜２０個の炭素原子のユニットを有しそし
てエトキシレート基の平均数は２〜７である。

相溶化界面活性剤の代りに、相溶化溶媒もまた単独でま
たは界面活性剤とともに用いて特に低温度における貯蔵
および取扱いが望ましい場合クリーニング剤混合物の相
互の溶解性をさらに改良することができる。このような
相溶化溶媒の例は長鎖脂肪族アルコールおよびエステル
、グリコール、グリコールエーテルおよびグリコールエ
ステルである。その例としては２−エチルヘキサノール
、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルおよびジ
グロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートが
挙げられる。

相溶化成分は最終クリーニング剤混合物が低引火点とな
らないように選択しなければならない。

相溶化界面活性剤と相溶化溶媒の組み合せを採用するこ
とができる。

本発明において、クリーニング組成物中の水はイオン性
汚染物の減少により測定されるクリーング効果を高める
のに役立つことが見い出されＩ；。水の濃度は厳密なも
のではないが、般には、木組酸物の２重量％よりも多く
ない量である。水の濃度の例は０．１〜０．５重量％の
範囲内である。

二塩基酸エステルの炭化水素溶媒に対する濃度または割
合は厳密なものではなくそしてこれらの２成分のパーセ
ンテージは例えばこれらの２成分のみの重量％に基づい
て５〜２５％の二塩基酸エステルと慣用的には７５〜９
５％の炭化水素のように幅広い範囲で変化することがで
きる。

さらにエステルの組み合せが採用される場合、それぞれ
の量は厳密なものではなくそして商業的に入手しうる混
合物は直接利用することができる。

相溶化成分の量はそれが二塩基酸エステル−炭化水素溶
媒の組み合せの溶解性を高める働きをするならば厳密な
ものではない。一般に相溶化界面活性剤は二塩基酸エス
テルと炭化水素溶媒の組み合せの１５重量％よりも多い
量では採用されない。一般に相溶化溶媒は必要に応じて
例えば総混合物の１０重量％まで使用することができる
。

さらｌこエステルの組み合せが採用される場合それぞれ
の量は厳密なものではなくそして商業的に入手しうる混
合物は直接利用することができる。

本発明における重要な判定基準は二塩基酸エステルと炭
化水素溶媒の組み合せを用いてのクリーニングによるイ
オン性汚染物の減少である。

好ましいクリーニング用支持体は印ｆｆ！１回路板、特
にはんだ付は作業後のロジン融剤で汚染された印刷回路
板である。このような印刷回路板の製造時に、または統
いてその使用ｌこおいて結果として生じうる欠点のため
、板の表面上をきれいにする必要性は不可欠なものとな
る。例えば回路板の腐食は活性化ロジン融剤からの汚染
により起りうるものである。

クリーニング作業において、二塩基酸エステルと炭化水
素溶媒の組み合せの接触方法は臨界的なものではない。

クリーニング組成物の好ましい適用方法はスプレーによ
・るものであるが、浸漬法を含む他の慣用の接触方法を
用いることができる。高められた温度、例えば９０°Ｃ
までの温度のクリーニング組成物が可能であるが、室温
の物質を直接適用してもよい。

液体の適用後、好ましくは支持体は脱イオン水のような
水ですすぎ洗いされる。すすぎ洗い用の水はすすぎ洗い
の効率を促進するために加熱してもよい。

本発明の詳細な説明するために以下の実施例を提示する
。

実施例　１ ３種の炭化水素溶媒組成物を溶媒接触次いで水洗の２段
階からなるクリーニング方法を用いて印刷配線板（ＰＷ
Ｂ）から残留のイオン性汚染物を除去する際のクリーニ
ング効率について比較し　に　。

溶媒ｌはテルペン炭化水素、主にジペンテンを乳化界面
活性剤とともに含有する組成物であり、そしてＰｅｔｒ
ｏｆｅｒｍ社から販売されている商品名ｒＢｉｏａｃＬ
　ＥＣ−７Ｊの製品である。このような組成物は少量の
、すなわち１重量％未満の水を含有する。

溶媒２および溶媒３は炭化水素部分のみが異なる、本発
明の教示に従った組成を有しそして下記の成分を含有す
る： 成　　　　　　分　　　　　　概算の重量％高引火点の
炭化水素溶媒　　　　　　　　　７５二塩基酸エステル
　　　　　　　　　　　　１５デュポン社製Ｍｅｒｐｏ
ｌ　ＳＥ界面活性剤　　　　ｌＯ（Ｍｅｒｐｏｌ　ＳＥ
界面活性剤は約４重量％の水を含有する）溶媒２の炭化
水素部分は３５０°Ｆ〜３７９°Ｆの沸点範囲を有する
石油蒸留物であり、そして芳香族炭化水素含量が０，０
５重量％未満である、８５重量％のシクロパラフィン、
１４重量％のイソパラフィンおよび１Ｍ量％のｎ−パラ
フィンからなる混合物である。その引火点は１２７°Ｆ
でありそして低い、不快なものでない臭気および低い毒
性を有する。

溶媒３の炭化水素部分もまた石油蒸留物製品であるが、
その沸点範囲は４００’Ｆ〜４４１’Ｆでありそして引
火点は１５９°Ｆである。それは芳香族炭化水素含量が
０．０１重量％未満である、６９重量％のシクロパラフ
ィン、２９重量％のイソパラフィンおよび２重量％のｎ
−パラフィンからなる混合物である。それもまた低い、
不快なものでない臭気および低い毒性を有する。

二塩基酸エステルは炭化水素中における溶解度が１０重
量％未満に限定されたアジピン酸、グルタル酸およびコ
ハク酸の混合されたジメチルエステルであるが、配合物
中の界面活性剤成分が混和性を高める。二塩基酸エステ
ルおよび界面活性剤成分の引火点はそれぞれ２１２°Ｆ
、　１９９°Ｆである。

本実施例において採用されるＰＷＢは７０４孔を有する
片面パターンである。各々のＰＷＢは測定したところ約
２８．０平方インチであった。回路バタンは溶融スズ／
鉛合金でカバーされた銅から構成される。

すべてのＰＷＢをベルトスピードが６フイト／分であり
そして約８５°ＣのＰＷＢを６３／３７重量％の共融混
合物のスズ／鉛はんだウェーブをはんだ付けする前の最
高温度が２５０°Ｃに維持されるように設定する５００
°Ｃの予熱器を有するＥｌｅｃｔｒｏｖｅｒｔ　Ｅｃｏ
ｎｏｐａｋ　Ｕウェーブはんだ付は機械を用いてはんだ
付けした。予熱およびはんだ付は作業の前にブラシで塗
布されるはんだ融剤は一般に使用されるロジンの、穏や
かに活性化されｌ；融剤（アルファ６１１Ｆ）でアル。

上記のようにしてはんだ付けされた５組の印刷配線板は
各溶媒を用いてクリーニングした。

板に５０ｐｓ　ｉの圧力で４分間溶媒を用いてそれぞれ
スプレーした。過剰の液体溶媒を圧縮空気でブローして
除去し、次いで板を市販の４段階ウォータークリーナー
中で水洗した。水温を５５°Ｃに維持して、すすぎ洗い
の時間は全部で５分間であった。

残留のイオン性汚染物はＯｍｅｇａ　Ｍｅｔｅｒ　（３
ＱＯで米軍規格法ＭＩＬ−Ｐ−２８８０９により測定し
た。２５００肩（の（７５３！量％のイソプロビルアル
コールオヨび２５重量％の水）を１５分間の試験に用い
た。各各のクリーニングしたＰＷＨについて個々に読み
取りを行なった。各々の溶媒についての結果の平均、計
算された標準偏差および分散を下記に示す。

１、溶媒１　　　　　　１３．６　　　　　　　０，６
３　　０．４０２、溶媒２　　　　　　　５．４　　　
　　　　０．４３　　０．１９３、溶媒３　　　　　　
７．６　　　　　　　１．２０　　１．４０これらの結
果より、テルペン炭化水素（および乳化界面活性剤）を
含有した溶媒ｌと比較して溶媒２および３でクリーニン
グした支持体上に残留するイオン性残留物がより低いた
めクリーング効率が有意に改良されたことが明らかであ
る。

実施例　２ 別の組成物を実施例１に記載の組成物と比較するためＩ
こ調製した。溶媒４は本発明の教示に従った組成を有し
そして下記の成分を含有する： 或　　　分　　　　概算の重量％ 高引火点の炭化水素溶媒　　　９２．５二塩基酸エステ
ル　　　　　　　７．５炭化水素酸分は実施例Ｉの溶媒
２の組成に使用された、蒸留範囲が３５０°Ｆ〜３７９
°Ｆでありそして引火点が１２７°Ｆである石油蒸留物
製品である。

実施例１に記載の方法に従って、すべてのＰＷＢをはん
だ付けし、クリーニングしそしてイオン性汚染物につい
て試験した。イオン性汚染物試験の結果を以下に示す。

４、溶媒４　　　　　　６．３　　　　　　　　１．３
　　１．８これらの結果より、乳化界面活性剤を用いな
い時高いクリーニング効率が達成されうろことが明らか
である。

実施例　３ 別の組成物を調製しモして組成物中における水の量のク
リーニング性に対する影響を調べるために試験した。

溶媒４は界面活性剤部分のみが異なる、本発明の教示に
従った組成を有しそして下記の成分を含有する： 戊　　　分　　　　概算の重量％ 高引火点の炭化水素溶媒　　　７５ 二塩基酸エステル　　　　　　１５ 無水の界面活性剤　　　　　　１０ 溶媒４の界面活性剤部分は組成物に水を導入していない
ことを除けば溶媒２および溶媒３で使用されたＤｕＰｏ
ｎＬ社製のＭｅｒｐｏｌ　　ＳＥ界面活性剤ン闇１−で
あろ− 水を加えることを除いては成分および割合において溶媒
４と同じである追加の組成物を調製し　に　。

調製物　　　　水の概算の重量％ 溶媒５０．１ 溶媒６０．５ 溶媒７　　　　　　　１．０ 溶媒４．５．６および７の炭化水素部分は沸点範囲が４
０００Ｆ〜４４１０Ｆでありそして引火点が１５９°Ｆ
である石油蒸留物製品である。それは芳香族炭化水素含
量が０．０１重量％未満である。６９重量％のシクロパ
ラフィン、２９重量％のイソパラフィンおよび２重量％
のｎ−パラフィンからなる混合物である。それはまた低
い、不快なものでない臭気および低い毒性を有する。

二塩基酸エステルは炭化水素中における溶解度が１０重
量％未満に限定されたアジピン酸、グルータル醇父Ｉ″
ｒドコハ／７Ｊ＠小氾仝Δｈ　ｖ−、・ブメキ１−４エ
ステルであるが、配合物中の界面活性剤成分が混和性を
高める。二塩基酸エステルおよび界面活性剤成分の引火
点は２１２°Ｆである。

界面活性剤部分は平均５モルのエチレンオキシドでエト
キシル化されたアルコールである。

アルコールは分枝鎖中に１２個の炭素原子のユニットを
有する第２アルコールである。溶媒５．６および７に加
えられる水は脱イオンして１８ＭΩ−ｃｍの抵抗とした
。

本実施例において採用されるＰＷＢは４つの位置決め孔
（ＬＯＯＩ　ｉｎｇ　ｈｏｌｅ）を有する両面パターン
である。各々のＰＷＢは測定したところ約１８平方イン
チであった。支持体は溶融スズ／鉛合金でカバーされた
銅回路パターンを有するガラス−エポキシである。

採用される融剤が一般に使用されるロジンの、完全に活
性化された融剤（Ｋｅｓｃｅｒ　１５８５−Ｍｉ１）で
あることを除けば、実施例１に記載のようにしてはんだ
付けし、クリーニングしそして試験した。イオン性汚染
物試験の結果を以下に示す。

溶媒４ 溶媒５ 溶媒６ 溶媒７ １．５１ ０．７１ ０．６８ ０．３３ ２．２９ ０．５１ Ｏ０４６ ０，１１ これらの結果より、水をクリーニング溶媒に加えた時ク
リーニング効率が改良されうろことが明らかである。

以上、本発明の詳細な説明したが、本発明はさらに次の
実施態様によってこれを要約して示すことができる。

１）本質的に（ａ）二塩基酸エステルおよび（ｂ）炭化
水素溶媒（ここで炭化水素溶媒の定義からテルペンを除
外する）から構成される、印刷回路板をクリーニングす
るために処分されたクリーニング組成物。

２）二塩基酸エステル溶媒はジメチルエステルである請
求項１記載のクリーニング組成物。

ジメチルエステル溶媒はジメチルアジペート、ジメチル
グルタレート、ジメチルスクシネートまたはこれらの組
み合せである前項１記載のクリーニング組成物。

ジメチルエステル溶媒の組み合せが採用される前項ｌ記
載のクリーニング組成物。

５）炭化水素溶媒は高い引火点の脂肪族炭化水素である
前項ｌ記載のクリーニング組成物。

さらに（ｃ）二塩基酸エステル−炭化水素溶媒の組み合
せの溶解性を高める相溶化成分を含有する前項１記載の
クリーニング組成物。

７）相溶化成分は別の溶媒である前項ｌ記載のクリーニ
ング組成物。

８）相溶化成分は界面活性剤である前項ｌ記載のクリー
ニング組成物。

３） ４） ６） さらに（ｄ）水を含有する前項６記載のクリニング組成
物。

１０）　　支持体の表面を本質的に（ａ）二塩基酸エス
テル溶媒および（ｂ）炭化水素溶媒（ここで炭化水素溶
媒の定義からテルペンを除外する）から構成される印刷
回路板をクリーニングするために処分されたクリーニン
グ組成物と接触させることからなる、支持体の表面から
残留物を減少する方法。

ＩＩ）　　支持体は印刷回路板からなるものである前項
ＩＯ記載の方法。

［２）印刷回路板ははんだ融剤の残留物を含有する前項
１１記載の方法。

１３）　　二塩基酸エステル溶媒はジメチルエステルで
ある前項１０記載の方法。

１４）　　ジメチルエステル溶媒はジメチルアジペート
、ジメチルグルタレート、ジメチルスクシネートまたは
これらの組み合せである前項１０９） 記載の方法。

１５）　　ジメチルエステル溶媒の組み合せが採用され
る前項ｌＯ記載の方法。

１６）　　クリーニング組成物はさらに（ｃ）二塩基酸
エステル−炭化水素溶媒の組み合せの溶解性を高める相
溶化成分を含有する前項１０記載の方法。

１７）　　クリーニング組成物はさらに（ｄ）水を含有
する前項１６記載の方法。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）本質的に（ａ）二塩基酸エステルおよび（ｂ）炭化
   水素溶媒（ここで炭化水素溶媒の定義からテルペンを除
   外する）から構成される、印刷回路板をクリーニングす
   るために処分されたクリーニング組成物。 ２）さらに（ｃ）二塩基酸エステル−炭化水素溶媒の組
   み合せの溶解性を高める相溶化成分を含有する請求項１
   記載のクリーニング組成 物。 ３）さらに（ｄ）水を含有する請求項２記載のクリーニ
   ング組成物。 ４）支持体の表面を本質的に（ａ）二塩基酸エステル溶
   媒および（ｂ）炭化水素溶媒（ここで炭化水素溶媒の定
   義からテルペンを除外する）から構成される印刷回路板
   をクリーニングするために処分されたクリーニング組成
   物と接触させることからなる、支持体の表面から残留物
   を減少する方法。 ５）クリーニング組成物はさらに（ｃ）二塩基酸エステ
   ル−炭化水素溶媒の組み合せの溶解性を高める相溶化成
   分を含有する請求項４記載の方法。 ６）クリーニング組成物はさらに（ｄ）水を含有する請
   求項４記載の方法。