JPH11330106A - 洗浄装置およびそれを使用した洗浄方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構造、運転管理で洗浄液を循環再生使
用する。 【解決手段】 ＴＣＰ・ＩＣのキャリア１を洗浄する純
水２２が貯留された水洗槽２１と、水洗槽２１から純水
２２を汲み出すポンプ３２と、ポンプ３２からの純水２
２を貯留して蒸発させる蒸発タンク３４と、蒸発タンク
３４の蒸気２７を貯留して凝縮させる復水タンク４０
と、復水タンク４０内の凝縮水２８を減圧して汲み上げ
るエジェクタポンプ４２と、汲み上げられた凝縮水を貯
留して水洗槽２１に供給する減圧タンク５２とを備えて
いる洗浄装置において、減圧タンク５２とポンプ３２の
吐出路３３との間には蒸気強制排出路５４が接続されて
いる。 【効果】 純水は蒸留で清浄化され水洗槽に戻されて循
環再使用される。蒸発タンクが減圧されることで沸点が
低下され、エネルギ効率が高められる。減圧タンクに純
水を供給して蒸気を排出しポンプ効率が低下するのを防
止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、洗浄技術に関し、
特に、洗浄液を再生して使用する技術に関し、例えば、
テープ・キャリア・パッケージを備えている半導体集積
回路装置（以下、ＴＣＰ・ＩＣという。）を洗浄処理す
るのに利用して有効なものに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のＴＣＰ・ＩＣとして、図２に示さ
れているボール・グリッド・アレイパッケージ（以下、
ＢＧＡという。）構造に構成されているものがある。こ
のＢＧＡ構造を有するＴＣＰ・ＩＣの製造工程におい
て、テープ・キャリアに半田ボールが半田付けされる際
に、フラックスが使用されるため、半田ボールの半田付
け後にはテープ・キャリアを洗浄する必要がある。この
場合には、リールから繰り出されたテープ・キャリアが
複数個のローラによって案内されて洗浄処理槽を通過さ
せられることにより、フラックスが荒い流されることに
なる。

【０００３】なお、ＴＣＰ・ＩＣおよびＢＧＡ構造を有
するＴＣＰ・ＩＣを述べてある例としては、株式会社工
業調査会１９９０年１月１６日発行「ＴＡＢ技術入門」
Ｐ３０３〜Ｐ３０５、がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、フラックス
を洗浄した後の洗浄液を廃棄処分することは環境保護の
観点から支障がある。このため、最近の洗浄装置におい
ては、洗浄液を循環使用するとともに、循環中に洗浄液
を清浄な状態に再生することにより、洗浄液の廃棄処分
を回避することが要求されている。

【０００５】本発明の目的は、簡単な構造および運転管
理によって洗浄液を循環再生使用することができる洗浄
技術を提供することにある。

【０００６】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。

【０００７】本願において開示される発明のうち代表的
なものの概要を説明すれば、次の通りである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】すなわち、被洗浄物を洗
浄する洗浄液が貯留された洗浄槽と、この洗浄槽から前
記洗浄液を汲み出すポンプと、このポンプからの洗浄液
を貯留して蒸発させる蒸発タンクと、この蒸発タンクに
おいて蒸発された気体を貯留して凝縮させる復水タンク
と、この復水タンクに貯留された凝縮液を減圧して汲み
上げる減圧手段と、汲み上げられた液体を貯留して前記
洗浄槽に供給する減圧タンクとを備えている洗浄装置で
あって、前記減圧手段としてエジェクタポンプが使用さ
れており、前記減圧タンクには前記洗浄槽の洗浄液が供
給されるように構成されていることを特徴とする。

【０００９】前記した手段において、洗浄液は蒸発およ
び凝縮されることによって清浄化され、清浄化された洗
浄液が洗浄槽に戻されて循環再使用される。洗浄液の蒸
発に際して、蒸発タンクが減圧されることより、洗浄液
の沸点が低下されるため、洗浄液は低い温度にて蒸発さ
れることになる。したがって、エネルギ効率を高めるこ
とができ、洗浄装置のランニングコスト等を低減するこ
とができる。

【００１０】エジェクタポンプによる減圧に際して、減
圧タンクに蒸気が混入すると、ポンプ効率が低下する。
しかし、減圧タンクに洗浄液を供給することにより、蒸
気を減圧タンクから強制的に排出することができるた
め、ポンプ効率が低下するのを防止することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施形態である
洗浄装置を示す回路図である。図２は被洗浄物であるＢ
ＧＡ構造を有するＴＣＰ・ＩＣを示しており、（ａ）は
一部省略平面図、（ｂ）は正面断面図である。

【００１２】本実施形態において、本発明に係る洗浄装
置は、ＢＧＡ構造を有するＴＣＰ・ＩＣを洗浄する洗浄
装置として構成されている。被洗浄物としてのＢＧＡ構
造を有するＴＣＰ・ＩＣのテープ・キャリア（以下、キ
ャリアという。）１は図２に示されているように構成さ
れている。

【００１３】キャリア１はキャリア本体であるテープ２
を備えている。テープ２は可撓性および絶縁性を有する
樹脂が使用されて一定幅のテープ形状に形成されてお
り、両長辺の端部にはパーフォレーション（スプロケッ
トホールとも称されている。）３がそれぞれ等間隔に配
置されて開設されている。テープ２の中心線上にはデバ
イスホール４が等間隔に配置されて正方形の孔形状に開
設されており、テープ２の第一主面におけるデバイスホ
ール４の周囲には複数本のインナリード５が放射状に配
線されている。各インナリード５の外側端部にはアウタ
リード６がそれぞれ一体的に連結されており、隣合うア
ウタリード６、６間のピッチは各インナリード５、５間
のピッチよりも拡大されている。

【００１４】第一主面におけるデバイスホール４の外側
には保持枠８が接着材層７によって接着されている。保
持枠８は絶縁材料が使用されて正方形の枠形状に形成さ
れており、デバイスホール４に同心的に配置されて固着
されている。保持枠８にはスルーホール導体９が複数
個、正方形の環状に配置されて厚さ方向に貫通するよう
に開設されており、各スルーホール導体９は各アウタリ
ード６に電気的に接続されている。各スルーホール導体
９の上には各半田ボール１０がそれぞれ半田付けされて
いる。半田ボール１０の半田付け処理にはフラックスが
使用される。このため、半田付け処理が実施されると、
キャリア１は洗浄工程に供給されて洗浄処理を施される
ことになる。

【００１５】テープ２の第二主面におけるデバイスホー
ル４の外側には補強枠１２が接着材層１１によって接着
されている。補強枠１２は適度な可撓性および機械的強
度を有する材料が使用されて正方形の枠形状に形成され
ている。

【００１６】デバイスホール４の内部には半導体素子を
含む集積回路が作り込まれた半導体ペレット（以下、ペ
レットという。）１３が、インナリード５群と反対側か
ら収容されて、各インナリード５にバンプによって形成
された各接続端子１４により機械的かつ電気的に接続さ
れている。保持枠８の内部には樹脂封止体１５がポッテ
ィング法によって成形されており、この樹脂封止体１５
によってインナリード５群および接続端子１４群は樹脂
封止されている。以上のようにしてキャリア１のテープ
２における各デバイスホール４の位置にはＴＣＰ・ＩＣ
１６が実装された状態になっている。

【００１７】本実施形態に係る洗浄装置２０は洗浄槽と
しての水洗槽２１を備えている。水洗槽２１には洗浄液
としての純水２２が貯留されており、純水２２は循環さ
れて再使用されるようになっている。水洗槽２１の底部
には超音波発振器２３が設置されており、超音波発振器
２３は超音波２４を発振して洗浄効果を高めるようにな
っている。

【００１８】水洗槽２１の外側にはこれから洗浄しよう
とするキャリア１が巻かれた繰出リール（図示せず）が
水平に設置されており、繰出リールはキャリア１を連続
して繰り出して行くように構成されている。水洗槽２１
の反対側には洗浄済のキャリア１を巻き取る巻取リール
（図示せず）が水平に設置されており、巻取リールは洗
浄済のキャリア１を連続して巻き取って行くように構成
されている。

【００１９】水洗槽２１の上方には一対の駆動ローラ２
５、２５がそれぞれ配備されており、両駆動ローラ２
５、２５は水洗槽２１の上方において略同一水平線上に
並んだ位置に配設されている。駆動ローラ２５は互いに
かつ繰出リールおよび巻取リールと同期回転することに
より、繰出リールからキャリア１を繰り出して巻取リー
ルに円滑に巻き取らせて行くように構成されている。水
洗槽２１の純水２２の中にはガイドローラ２６が回転自
在に支持されており、キャリア１は両駆動ローラ２５、
２５およびガイドローラ２６に巻き掛けられている。

【００２０】水洗槽２１には循環路３０が配管されてい
る。循環路３０は排水路３１を備えており、排水路３１
は水洗槽２１に接続されて純水２２を排水するようにな
っている。排水路３１にはポンプ３２が純水２２を水洗
槽２１から汲み出すように介設されており、ポンプ３２
の吐出口に接続された吐出路３３は蒸発タンク３４に接
続されている。

【００２１】蒸発タンク３４はポンプ３２からの純水２
２を貯留して蒸発させるように構成されている。すなわ
ち、蒸発タンク３４は密閉室を構成するように形成され
ており、密閉室の底部には貯留した純水２２を加熱する
ようにヒータ３５が設置されている。ヒータ３５によっ
て加熱された純水２２は蒸発して蒸気２７になり、蒸発
タンク３４の密閉室の上部に溜まる。

【００２２】また、蒸発タンク３４にはボールタップ弁
３６が装着されており、ボールタップ弁３６は蒸発タン
ク３４内の純水２２の液面レベルを検出し蒸発タンク３
４への純水２２の供給を停止するように構成されてい
る。すなわち、ボールタップ弁３６は吐出路３３に介設
された開閉バルブ３７を備えており、開閉バルブ３７は
蒸発タンク３４の純水２２の液面レベルを検出する検出
手段としてのボールタップ３８によって開閉操作される
ようになっている。

【００２３】蒸発タンク３４には復水タンク４０が連絡
路３９によって接続されており、連絡路３９は蒸発タン
ク３４の内部に溜まった蒸気２７を復水タンク４０に導
入するようになっている。復水タンク４０は蒸発タンク
３４からの蒸気２７を貯留して凝縮させるように構成さ
れている。すなわち、復水タンク４０は密閉室を構成す
るように形成されており、密閉室の内部には充満した蒸
気２７を冷却するように冷却管４１が設置されている。
冷却管４１によって冷却された蒸気２７は凝縮して凝縮
水２８になり、復水タンク４０の密閉室の下部に溜ま
る。

【００２４】復水タンク４０には復水タンク４０に貯留
された凝縮水２８を減圧して汲み上げる減圧手段として
のエジェクタポンプ４２が接続されている。エジェクタ
ポンプ４２は吸引路４３を備えており、吸引路４３の一
端は復水タンク４０の下端部に接続されている。吸引路
４３の他端部は逆止弁４４を介して減圧室４６に挿入さ
れており、その挿入端部には負圧ノズル４５が接続され
ている。減圧室４６には吹出ノズル４７が負圧ノズル４
５の吐出口に臨むように挿入されており、吹出ノズル４
７にはポンプ４８の吐出路４９が接続されている。ポン
プ４８の吸込路５０は減圧タンク５２に接続されてお
り、エジェクタポンプ４２の減圧室４６と減圧タンク５
２との間には連通路５１が接続されている。

【００２５】減圧タンク５２には循環路３０の給水路５
３の一端部が接続されており、給水路５３の他端部は水
洗槽２１に臨まされている。また、減圧タンク５２には
蒸気強制排出路５４の一端部が接続されており、蒸気強
制排出路５４の他端部はポンプ３２の吐出路３３に接続
されている。

【００２６】次に、本発明の一実施形態である洗浄方法
を前記構成に係る洗浄装置を使用した場合について説明
する。

【００２７】半田ボール１０が半田付けされてフラック
スを洗い流すべきキャリア１は各駆動ローラ２５および
ガイドローラ２６に巻き掛けられて、図１に示されてい
るように、水洗槽２１の純水２２の中を通される。キャ
リア１が純水２２を通過する間に、キャリア１に付着し
たフラックス等の汚染異物は純水２２によって洗い流さ
れる。

【００２８】フラックス等の汚染異物を洗い流すことに
より、純水２２は次第に汚染されて行く。そこで、純水
２２は循環路３０によって循環されるとともに、循環中
に所謂減圧蒸留法によって清浄化されて再使用される。
以下、減圧蒸留法による循環再生使用について説明す
る。

【００２９】水洗槽２１の純水２２はポンプ３２によっ
て汲み上げられて蒸発タンク３４に供給される。蒸発タ
ンク３４に供給された純水２２はヒータ３５によって加
熱されることにより、蒸発して蒸気２７になる。この
際、エジェクタポンプ４２の作用によって蒸発タンク３
４の内部が減圧されていることにより、純水２２の沸点
が低下されているため、純水２２は低い温度において蒸
発することができる。したがって、蒸発に使用されるエ
ネルギは大幅に低減することができる。

【００３０】蒸発タンク３４の内部で生成された蒸気２
７は連絡路３９を通じて復水タンク４０に導入される。
復水タンク４０に導入された蒸気２７は冷却路４１によ
って冷却されることにより凝縮して凝縮水２８になる。
この凝縮水２８は蒸留された液体であるため、きわめて
清浄な状態になっている。つまり、洗浄液２２は蒸留に
よって清浄化されたことになる。

【００３１】エジェクタポンプ４２のポンプ４８が運転
されると、減圧タンク５２内の清浄な純水２９が吹出ノ
ズル４７から吹き出されることにより、負圧ノズル４５
が負圧になるため、復水タンク４０の凝縮水２８が吸引
路４３を通じて吸引される。吸引された凝縮水２８は減
圧タンク５２に吹き込まれて、清浄な純水２９として減
圧タンク５２に貯留される。減圧タンク５２に貯留され
た清浄な純水２９は給水路５３を通じて水洗槽２１に供
給される。

【００３２】以上のようにして、循環路３０を循環する
間に蒸留法によって清浄化された純水２９が水洗槽２１
に戻されるため、水洗槽２１は常に清浄な純水によって
キャリア１を洗浄することができる。したがって、キャ
リア１に対する洗浄効果は高く維持することができる。

【００３３】ところで、減圧タンク５２の内部に蒸気２
７が侵入すると、ポンプ４８が蒸気２７を吸い込んでし
まうため、エジェクタポンプ４２による減圧効果が低下
してしまう。減圧効果が低下すると、蒸発タンク３４に
おける沸点が上昇するため、蒸気２７の生成能力が低下
する。その結果、復水タンク４０への蒸気２７の供給量
が低下することにより、復水タンク４０の凝縮水２８の
液面レベルが低下するため、エジェクタポンプ４２によ
る蒸気２７の減圧タンク５２への侵入が起き易くなって
しまう。つまり、減圧タンク５２に蒸気２７が侵入する
と、蒸気２７の侵入が起き易くなる悪循環が惹起される
ことになる。

【００３４】本実施形態においては、蒸発タンク３４の
蒸気生成能力が低下すると、蒸気強制排出路５４によっ
て水洗槽２１の純水２２が減圧タンク５２に供給される
ため、減圧タンク５２の蒸気２７は強制的に排出される
ことになる。減圧タンク５２の蒸気２７が強制的に排出
されることにより、前述した悪循環は断ち切られるた
め、減圧蒸留による清浄な純水２９の供給はいち早く確
保されることになる。

【００３５】すなわち、蒸発タンク３４における蒸気生
成能力の低下により蒸発タンク３４内の純水２２の液面
レベルが低下すると、ボールタップ３８によって液面レ
ベルの低下が検出されて開閉バルブ３７が閉じられる。
開閉バルブ３７が閉じられると、ポンプ３２によって汲
み上げられた水洗槽２１の純水２２は蒸気強制排出路５
４を通じて減圧タンク５２に供給される状態になる。減
圧タンク５２に供給された純水２２は減圧タンク５２内
の蒸気２７を押し出す状態になるため、減圧タンク５２
内の蒸気２７は無くなる。

【００３６】また、洗浄装置の運転再開時においては、
減圧タンク５２の内部に空気や蒸気が発生し易い。この
状態で、エジェクタポンプ４２が運転されると、前述し
た悪循環が起こる。

【００３７】そこで、本実施形態においては、洗浄装置
の運転再開時においては、ボールタップ弁３６の開閉バ
ルブ３７を手動または自動操作によって所定の期間だけ
閉じることより、水洗槽２１の純水２２が減圧タンク５
２に蒸気強制排出路５４を通じて供給される。この純水
の供給によって、減圧タンク５２は純水２２が充満した
状態になるため、エジェクタポンプ４２に蒸気や空気等
の気体が純水２２と共に吸引されることはなく、洗浄装
置の運転再開時に減圧効果の低下が発生する現象は未然
に回避することができる。

【００３８】前記実施形態によれば次の効果が得られ
る。

【００３９】 純水を蒸発および凝縮によって清浄化
し、清浄化された純水を水洗槽に戻さして循環再使用す
ることにより、純水を常に清浄に維持することができる
ため、純水による洗浄効果を常に一定に維持することが
できる。

【００４０】 純水の蒸発に際して、エジェクタポン
プによって蒸発タンクを減圧することにより、純水の沸
点を低下させることができるため、純水を低い温度にて
蒸発させることができ、エネルギ効率を高めて洗浄装置
のランニングコスト等を低減することができる。

【００４１】 減圧タンクに純水を供給することによ
り、蒸気や空気等の気体を減圧タンクから強制的に排出
することができるため、ポンプ効率が低下するのを防止
することができ、減圧タンクへの蒸気侵入の悪循環を断
ち切ることができる。

【００４２】 洗浄装置の運転再開時において、水洗
槽の純水を減圧タンクに蒸気強制排出路を通じて供給す
ることにより、減圧タンクが純水によって充満した状態
にすることができるため、エジェクタポンプに蒸気や空
気等の気体が純水と共に吸引される現象を防止すること
ができ、洗浄装置の運転再開時に減圧効果の低下が発生
する現象は未然に回避することができる。

【００４３】以上本発明者によってなされた発明を実施
形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施形
態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範
囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

【００４４】例えば、蒸気強制排出路は純水を汲み出す
ポンプの吐出口に接続するに限らず、専用のポンプに接
続してもよい。

【００４５】蒸気強制排出路からの減圧タンクへの純水
の供給は、蒸発タンクの液面レベルの検出によって制御
するに限らず、減圧タンクの圧力の低下の検出によって
制御するように構成してもよい。

【００４６】洗浄液は純水に限らず、アルコール等の液
体であってもよい。

【００４７】以上の説明では主として本発明者によって
なされた発明をその背景となった利用分野であるＴＣＰ
・ＩＣのキャリアの洗浄技術に適用した場合について説
明したが、それに限定されるものではなく、プリント配
線基板や半導体ウエハ等の洗浄技術全般に適用すること
ができる。

【００４８】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、次
の通りである。

【００４９】洗浄液を蒸発および凝縮によって清浄化
し、清浄化された洗浄液を洗浄槽に戻して循環再使用す
る際に、エジェクタポンプによって減圧して沸点を低下
させて低い温度にて蒸発させることにより、エネルギ効
率を高めることができるため、洗浄装置のランニングコ
スト等を低減することができる。

【００５０】エジェクタポンプによる減圧に際して、減
圧タンクに洗浄液を供給することにより、蒸気を減圧タ
ンクから強制的に排出することができるため、ポンプ効
率が低下するのを防止することができ、常に一定の清浄
な洗浄液を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態である洗浄装置を示す回路
図である。

【図２】被洗浄物であるＢＧＡ構造を有するＴＣＰ・Ｉ
Ｃを示しており、（ａ）は一部省略平面図、（ｂ）は正
面断面図である。

【符号の説明】

１…ＴＣＰ・ＩＣのテープ・キャリア（被洗浄物）、２
…テープ、３…パーフォレーション、４…デバイスホー
ル、５…インナリード、６…アウタリード、７…接着材
層、８…保持枠、９…スルーホール導体、１０…半田ボ
ール、１１…接着材層、１２…補強枠、１３…半導体ペ
レット、１４…接続端子、１５…樹脂封止体、１６…Ｔ
ＣＰ・ＩＣ、２０…洗浄装置、２１…水洗槽（洗浄
槽）、２２…純水（洗浄液）、２３…超音波発振器、２
４…超音波、２５…駆動ローラ、２６…ガイドローラ、
２７…蒸気、２８…凝縮水、２９…清浄な純水、３０…
循環路、３１…排水路、３２…ポンプ、３３…吐出路、
３４…蒸発タンク、３５…ヒータ、３６…ボールタップ
弁、３７…開閉バルブ、３８…ボールタップ、３９…連
絡路、４０…復水タンク、４１…冷却管、４２…エジェ
クタポンプ、４３…吸引路、４４…逆止弁、４５…負圧
ノズル、４６…減圧室、４７…吹出ノズル、４８…ポン
プ、４９…吐出路、５０…吸込路、５１…連通路、５２
…減圧タンク、５３…給水路、５４…蒸気強制排出路。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被洗浄物を洗浄する洗浄液が貯留された
   洗浄槽と、この洗浄槽から前記洗浄液を汲み出すポンプ
   と、このポンプからの洗浄液を貯留して蒸発させる蒸発
   タンクと、この蒸発タンクにおいて蒸発された蒸気を貯
   留して凝縮させる復水タンクと、この復水タンクに貯留
   された凝縮液を減圧して汲み上げる減圧手段と、汲み上
   げられた液体を貯留して前記洗浄槽に供給する減圧タン
   クとを備えている洗浄装置であって、 前記減圧手段としてエジェクタポンプが使用されてお
   り、前記減圧タンクには前記洗浄槽の洗浄液が供給され
   るように構成されていることを特徴とする洗浄装置。
2. 【請求項２】 前記洗浄液が前記減圧タンクに前記ポン
   プによって供給されるように構成されていることを特徴
   とする請求項１に記載の洗浄装置。
3. 【請求項３】 前記洗浄液が前記減圧タンクに専用のポ
   ンプによって供給されるように構成されていることを特
   徴とする請求項１に記載の洗浄装置。
4. 【請求項４】 前記洗浄液が純水であることを特徴とす
   る請求項１、２または３に記載の洗浄装置。
5. 【請求項５】 前記被洗浄物がテープ・キャリア・パッ
   ケージを形成するためのテープ・キャリアであることを
   特徴とする請求項１、２、３または４に記載の洗浄装
   置。
6. 【請求項６】 前記請求項１に記載された洗浄装置を使
   用した洗浄方法において、 前記減圧手段の減圧開始時に前記洗浄槽の洗浄液が前記
   減圧タンクに供給されることを特徴とする洗浄方法。
7. 【請求項７】 前記請求項１に記載された洗浄装置を使
   用した洗浄方法において、 前記減圧タンクの内圧が低下した時に前記洗浄槽の洗浄
   液が前記減圧タンクに供給されることを特徴とする洗浄
   方法。
8. 【請求項８】 前記請求項１に記載された洗浄装置を使
   用した洗浄方法において、 前記蒸発タンクの液面レベルが低下した時に前記洗浄槽
   の洗浄液が前記減圧タンクに供給されることを特徴とす
   る洗浄方法。
9. 【請求項９】 前記洗浄液が前記減圧タンクに前記ポン
   プによって供給されるように構成されており、前記蒸発
   タンクの液面レベルが低下した時に前記ポンプの前記蒸
   発タンクへの洗浄液の供給が停止されることにより、前
   記洗浄槽の洗浄液が前記減圧タンクに供給されることを
   特徴とする請求項８に記載の洗浄方法。
10. 【請求項１０】 前記液面レベルを検出し前記蒸発タン
    クへの洗浄液の供給を停止する手段として、ボールタッ
    プ弁が使用されることを特徴とする請求項９に記載の洗
    浄方法。