JPH06132638A - プリント配線板の洗浄方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】半導体素子から引出したリードピン間の狭い隙
間を含めて基板の隅々まで十分にウエット洗浄できるよ
うにした、特に多ピン形半導体素子を実装したプリント
配線板に好適な洗浄方法，およびその洗浄装置を提供す
る。 【構成】洗浄槽４を密閉構造の蓋付き外容器１０に収容
するとともに、外容器に加圧手段としての加圧ブロア１
１，および減圧手段としての真空式装置１２を接続した
洗浄装置を用い、被洗浄プリント配線板３を洗浄槽の水
中に浸漬し、純水を連続的に供給してオーバーフローリ
ンスを行いながら、外容器内の雰囲気を交互に加圧，減
圧操作する。これにより、半導体素子のリードピン間の
狭い隙間に閉じ込められていた空気が脱気され、この隙
間部分が良好にウエット洗浄されるようになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、多ピンＩＣ，ＬＳＩな
どを実装したプリント配線板を対象とした組立工程での
半田付け後に行う洗浄方法，およびその洗浄装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】周知のようにプリント配線板の組立工程
では、基板に半導体素子を搭載してリードボンディング
を施した後、基板上に残る半田フラックスなどの残渣，
汚れを除去するためにプリント配線板を純水（温水）に
浸漬してウエット洗浄を行うようにしている。

【０００３】図３はかかるプリント配線板を示すもので
あり、図において、１は例えばＴＡＢパッケージ型の半
導体素子、１ａは半導体素子のリードピン、２は基板で
あり、半導体素子１を基板２に搭載した上で例えばフロ
ーソルダリング法などによりリードピン１ａと基板側の
導体パターン（図示せず）との間を半田付してプリント
配線板３を組立構成している。

【０００４】また、図４は前記半田付け工程の後処理と
して行うプリント配線板の従来における洗浄方法，およ
び洗浄装置を示すものであり、図において、４は内槽４
ａと外槽４ｂからなる洗浄槽、５は純水供給回路に接続
した送水ポンプ、６は排水側の受水槽、７は給水弁、８
は排水弁、９は受水槽６のドレン弁である。かかる洗浄
装置で、半田付けされたプリント配線板３は前段の半田
付け工程から純水を満たした洗浄槽４の内槽に搬入し、
ここで純水を連続的に供給してオーバーフローリンスす
る。なお、内槽４ａから外槽４ｂにオーバーフローした
洗浄廃液は受水槽６に回収される。また、洗浄後はプリ
ント配線板３を洗浄槽４から引き上げて次の乾燥工程に
移送し、ここで例えば温風を吹付けてプリント配線板３
を乾燥させるようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記した従
来の洗浄方法では、プリント配線板３に実装した半導体
素子１がゲートアレイなどの多ピンＩＣ，ＬＳＩである
と、特にピンの間の隙間部分が十分に洗浄できない問題
がある。ＴＡＢパッケージ型半導体素子１（半導体チッ
プの半田付けパッドにバンプを形成しておき、フィルム
キャリアのインナリードにチップをフェイスダウンボン
ディングを施した後、その周囲を樹脂封止してＴＡＢパ
ッケージを構成する）を一例に、半導体素子１から引出
したリードピン１ａのピン数を５００ピンとして、リー
ドピッチ１６０μｍ，リードピン幅６０μｍであれば、
リードピン相互間の隙間は１００μｍと極めて狭くな
る。このためにプリント配線板３を洗浄槽４の水中に浸
漬した際に、リード間の狭い隙間（１００μｍ）に空気
が閉じ込められたままとなってこの部分に純水が入り込
めず、結果としてリードピン間の隙間が未洗浄のまま残
って基板２の汚れを十分に除去することができない。

【０００６】本発明は上記の点にかんがみなされたもの
であり、その目的は前記課題を解決し、半導体素子から
引出したリードピン間の狭い隙間を含めて基板の隅々ま
で十分にウエット洗浄できるようにした、特に多ピン形
半導体素子を実装したプリント配線板に好適な洗浄方
法，およびその洗浄装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明によ
り、純水を満たした洗浄槽内にプリント配線板を浸漬し
てウエット洗浄する際に、洗浄槽の周囲雰囲気を、加圧
および減圧を交互に繰り返して洗浄を行うことにより達
成される。また、前記の具体的な方法として、洗浄槽を
密閉形の外容器内に収容し、プリント配線板の洗浄開始
後に洗浄槽に純水を連続的に供給してオーバーフローリ
ンスを行いつつ、外容器内を加圧する第１工程と、外容
器内を減圧する第２工程を交互に繰り返した後、第３工
程で大気圧に戻して洗浄を行うものとする。

【０００８】一方、前記洗浄方法の実施に用いる洗浄装
置は、洗浄槽を収容した密閉構造の蓋付き外容器と、該
外容器に接続した加圧手段，および減圧手段を備えて構
成するものとする。また、前記の洗浄装置において、洗
浄効果をより一層高めるための手段として、洗浄槽に、
槽内に収容した水，もしくは被洗浄のプリント配線板に
振動を加える加振手段を備えた実施態様がある。

【０００９】

【作用】前記の洗浄方法，および装置において、プリン
ト配線板を洗浄槽内に搬入，浸漬し、かつ外容器の蓋を
閉じた状態で洗浄槽に純水を連続的に供給してオーバー
フローリンスを行いながら、まず第１工程で外容器内を
加圧して洗浄槽の周囲雰囲気の圧力を高めると、その圧
力は槽内の洗浄水に作用するために、ヘンリーの法則
（液体中で気体が接している場合に、液体中への気体の
溶解度は液体に加わる圧力に比例して増加する）にした
がって水中への溶解空気量が増大する。これにより、半
導体素子のリードピン間の隙間に閉じ込められてこの部
分に取り残された空気が、これに接する洗浄槽内の洗浄
水側に移行して水中に多く溶解するようになる。また、
続く第２工程で外容器内を減圧すると、洗浄水中に溶解
していた空気は気泡となって洗浄槽の水面上に脱気さ
れ、排気空気と一緒に系外に排出されるとともに、外部
リード間の隙間内に残る空気も減圧により膨張して隙間
から抜け出し易くなる。そして外容器内を大気圧に戻せ
ば、隙間内の残存空気は水中に溶解して無くなり、これ
によりリードピンの間の隙間に純水が浸入してこの部分
を洗浄し、フラックス残渣などの汚れを除去する。

【００１０】また、前記の洗浄過程で、洗浄槽の水中に
超音波振動を加えるか、あるいはプリント配線板を収容
した搬送用キャリアを水中で揺するなどして外部から加
振力を加えることにより、リードピン間の隙間に取り残
されていた空気が加振力により隙間から追い出されて水
中に移行し易くなり、これにより洗浄効果がより一層向
上する。なお、前記した加圧，減圧工程は、必要により
数回ずつ繰り返し行うことで、洗浄効果がより一層向上
する。

【００１１】

【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。なお、図中で図４と同一部材には同じ符号が付して
ある。まず、図１は本発明の洗浄方法に用いる洗浄装置
の構成図であり、洗浄槽４は開閉蓋１０ａを備えた密閉
構造の外容器１０に収容されており、かつ外容器１０に
は導管を介して加圧ブロア１１、真空引き装置１２（排
気ポンプ）が接続されている。なお、１３は給気弁，１
４は排気弁，１５は大気弁、１６は洗浄槽４の排水弁で
ある。また、洗浄槽４には、プリント配線板３の表面か
ら空気を離脱促進するための補助手段として、槽内の水
に振動などを加える加振器（例えば超音波振動子）１７
を装備している。

【００１２】次に前記構成の洗浄装置を用いたプリント
配線板の洗浄方法を図２のフローチャートを基に説明す
る。まず、洗浄槽４に純水を供給した状態で、半田付け
後のプリント配線板３を洗浄槽１に搬入して槽内の洗浄
水に浸漬する。次に蓋１０ａを閉じて外容器を気密に密
閉した状態で洗浄槽３に純水を連続的に供給し、かつ加
振器１７より水中に振動を与えながらプリント配線板４
の洗浄（オーバーフローリンス）を開始するとともに、
まず第１工程で加圧ブロア１１を始動し、給気弁１３を
通じて外容器４に加圧空気を導入して内圧を高める。こ
れによりプリント配線板３に実装した半導体素子のリー
ドピン間の狭い隙間に閉じ込められている空気が、ヘン
リーの法則にしたがって洗浄槽４の槽内を満たしている
純水側に取り込まれ、水中に多く溶解するようになる。
また、続く第２工程では真空引き装置１２を始動し、排
気弁１４を通じて外容器１０の内部を減圧する。これに
より、洗浄槽４の水中に溶解した空気が水泡となって水
面上に脱気され、外容器内の空気と一緒に系外に排気さ
れる。そして、必要により前記の加圧，減圧工程を交互
に数回繰り返した後、大気弁１５を開放して外容器１０
を大気圧に戻して洗浄を終了する。

【００１３】このように外容器１０の内部で、洗浄槽４
の周囲雰囲気を交互に加圧，減圧することにより、半導
体素子のリードピン間の狭い隙間に閉じ込められていた
空気を追い出して純水が入り込むようになるので、プリ
ント配線板３の基板は隅々まで洗浄され、前段の半田付
け工程で生じた半田フラックス残渣などの汚れが良好に
除去されることになる。かかる洗浄方法による評価は、
本発明者が行った実験結果からも確認されている。ま
た、前記の加圧，減圧操作に加えて、加振器１７より洗
浄槽４の水中に振動を与えることで、基板表面に付着し
ている空気の離脱がより一層促進される。この場合に用
いる加振手段としては、図示実施例のように水中に設置
した加振器１７の他に、プリント配線板３を収容した搬
送用カセットに直接機械的な加振力を加えてプリント配
線板を水中で揺するようにしても同様な効果が得られ
る。

【００１４】また、洗浄後に行うプリント配線板の乾燥
は、外容器１０を大気圧に戻した後、蓋１０を開いて洗
浄槽４からプリント配線板３を引き上げて後段の乾燥機
に移して温風乾燥を行うか、あるいは、プリント配線板
３を洗浄槽４に収容したまま、排水弁１６を開いて洗浄
槽４から洗浄水を受水槽６に排水して空にした後、再度
真空引き装置１２により外容器１０を減圧してプリント
配線板３の表面に残った水滴を蒸発乾燥させる。

【００１５】なお、本発明の洗浄方法は、先記したＴＡ
Ｂパッケージ形の多ピン半導体素子に対し、フィルムキ
ャリアに半導体チップをインナリードボンディング状態
で樹脂封止前に洗浄を行う場合にも同様に実施すること
ができる。この場合には半導体チップをマウントしたフ
ィルムキャリアテープを洗浄槽内の水中に浸漬し、先記
実施例と同様に洗浄槽の周囲雰囲気を加圧，減圧操作を
して洗浄を行う。

【００１６】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれは、プ
リント配線板の基板に実装した半導体素子のリードピン
が数多く、かつリードピン相互間の隙間が非常に狭くて
洗浄しずらいものであっても、洗浄中に洗浄槽の周囲雰
囲気を加圧，減圧操作することにより、リードピン間の
狭い隙間に閉じ込められていた空気が洗浄水側に移行し
て脱気され、これに代わってリードピン間の隙間に洗浄
水が入り込むようになるので高い洗浄効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例による洗浄装置の構成図

【図２】図１の洗浄装置によるプリント配線板の洗浄工
程のフローチャートを表す図

【図３】プリント配線板の部分構造図

【図４】従来におけるプリント配線板の洗浄装置および
洗浄方法の説明図

【符号の説明】 １ 半導体チップ １ａ リードピン ２ 基板 ３ プリント配線板 ４ 洗浄槽 １０ 外容器 １０ａ 蓋 １１ 加圧ブロア １２ 真空引き装置 １７ 加振器

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】半導体素子を基板に実装してリードボンデ
   ィングした後の後処理として行うプリント配線板の洗浄
   方法であり、純水を満たした洗浄槽内にプリント配線板
   を浸漬してウエット洗浄するものにおいて、洗浄槽の周
   囲雰囲気を、加圧および減圧を交互に繰り返して洗浄を
   行うことを特徴とするプリント配線板の洗浄方法。
2. 【請求項２】請求項１記載の洗浄方法において、洗浄槽
   を密閉形の外容器内に収容し、プリント配線板の洗浄開
   始後に洗浄槽に純水を連続的に供給してオーバーフロー
   リンスを行いつつ、外容器内を加圧する第１工程と、外
   容器内を減圧する第２工程を交互に繰り返した後、第３
   工程で大気圧に戻して洗浄を行うことを特徴とするプリ
   ント配線板の洗浄方法。
3. 【請求項３】請求項１，２記載の洗浄方法の実施に用い
   る洗浄装置であって、洗浄槽を収容した密閉構造の蓋付
   き外容器と、該外容器に接続した加圧手段，および減圧
   手段を備えたことを特徴とするプリント配線板の洗浄装
   置。
4. 【請求項４】請求項３記載の洗浄装置において、洗浄槽
   が、槽内に収容した水，もしくは被洗浄のプリント配線
   板に振動を加える加振手段を備えていることを特徴とす
   るプリント配線板の洗浄装置。