KR20110124981A - 땜납 플럭스 제거용 세정제 조성물 - Google Patents

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KR20110124981A
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Abstract

본 발명은 땜납 플럭스 제거용 세정제 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유기아민 화합물, 자일렌, 폴리디알킬 실록산계 계면활성제 및 글리콜 에테르계 화합물을 일정한 함량으로 포함함으로써 땜납 범프 표면에 잔사 형태로 존재하는 플럭스, 범프와 회로 기판이 접하는 부분에 존재하는 플럭스, 열 변성된 플럭스, 이온 형태의 플럭스 등의 각종 플럭스 잔류물을 완벽히 제거할 수 있고, 회로 기판에 사용되는 주석, 납 및 은 등의 금속의 부식 방지에 유용한 땜납 플럭스 제거용 세정제 조성물에 관한 것이다.

Description

땜납 플럭스 제거용 세정제 조성물 {CLEANING AGENT COMPOSITION FOR REMOVING SOLDER FLUX}
본 발명은 반도체 제조 공정 중 플립 칩 패키징 공정(Flip Chip Packaging Process)에서의 땜납 공정에 사용되는 플럭스 제거용 세정제 조성물에 관한 것이다.
플립 칩 패키징 공정은 소형이면서 경량인 전자 제품의 제조를 위해 널리 사용되고 있다. 플립 칩 패키징 공정은 전자 부품의 크기 감소 및 포장 밀도 증가에 중요한 역할을 한다.
일반적으로 플립 칩 패키징 공정은 전 공정에서 얻은 반도체 칩을 땜납에 의해 회로 기판에 전기적으로 결합시키는 단계를 포함한다. 통상 반도체 칩은 그 위에 형성된 땜납 범프(Solder Bump)에 의해 회로 기판에 전기적으로 결합된다.
땜납 범프는 회로 기판에 도포된 땜납 페이스트를 리플로우(Reflow) 시켜 형성된다.
땜납 페이스트는 땜납 분말 및 플럭스를 포함한다. 플럭스는 땜납 페이스트의 도포성(Printability)을 개선시키고, 땜납의 표면 또는 납땜되는 회로 기판 상의 산화물을 감소시키며, 땜납의 습윤성(Wettability) 및 전개성(Spreadability)을 증가시키는 역할을 한다.
이러한 플럭스는 일반적으로 로진 또는 이의 유도체 등의 베이스 수지; 유기산, 할로겐화물 등의 활성제; 및 용제 등으로 구성된다.
플럭스는 잔류시 땜납 접합의 신뢰성 및 보존 안정성 등에 악영향을 미칠 수 있으므로 땜납 공정 후에는 이의 세정을 위한 공정이 반드시 필요하다.
종래에는 플럭스 세정제로 불소계 또는 염소계 용제, 탄화 수소계 또는 알코올계 용제, 및 물 등이 사용되었다. 그러나 불소계 및 염소계 용제는 환경 문제와 인체에 대한 독성 문제가 있고, 탄화 수소계 및 알코올계 용제는 독성과 인화성 문제가 있으며, 물은 세정력이 불충분하여 더 이상 사용되기 어렵다.
최근 대한민국 특허공개 제2008-114718호, 대한민국 특허등록 제805014호 및 대한민국 특허등록 제907568호 등을 통해, 플럭스 세정력이 우수하면서도 환경오염 및 독성의 문제가 없다고 기재된 기술들이 다수 제안되고 있으나, 여전히 땜납 범프 표면에 존재하는 플럭스 잔류물 등이 완전히 제거되지 않는 한계가 있다.
본 발명은 땜납 플럭스 잔류물의 제거력이 우수한 세정제 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 회로 기판에 사용되는 주석, 납, 은 및 이들의 합금 등의 금속 부식 방지에 유용한 세정제 조성물을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
1. 유기아민 화합물 0.05 내지 10중량%; 자일렌 1 내지 40중량%; 폴리디알킬 실록산계 계면활성제 0.001 내지 5중량%; 및 글리콜 에테르계 화합물 50 내지 98.949중량%를 포함하는 땜납 플럭스 제거용 세정제 조성물.
2. 위 1에 있어서, 유기아민 화합물은 하기 화학식 1의 화합물, 화학식 2의 화합물 또는 이들의 혼합물인 땜납 플럭스 제거용 세정제 조성물:
Figure pat00001
(식 중, R1 및 R2는 각각 수소 원자, 아세틸기, 또는 탄소수가 1 내지 6인 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기 또는 알칸올기이고; R3는 탄소수가 1 내지 6인 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기 또는 알콕시기이거나, 탄소수가 2 내지 6인 직쇄 또는 분지쇄의 알켄기이며; n은 0 또는 1임),
Figure pat00002
(식 중, R4, R5, R6 및 R7은 각각 수소원자 또는 탄소수가 1 내지 6인 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기 또는 탄소수가 2 내지 6인 직쇄 또는 분지쇄의 알켄기임).
3. 위 2에 있어서, R3는 탄소수가 1 내지 6인 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기인 땜납 플럭스 제거용 세정제 조성물.
4. 위 3에 있어서, 화학식 1의 화합물은 모노-, 디- 또는 트리-에탄올아민; 모노-, 디- 또는 트리-프로판올아민; 모노-, 디- 또는 트리-이소프로판올아민; 부탄올아민; 부틸모노에탄올아민; 에틸디에탄올아민; N-메틸아미노에탄올; N-아세틸에탄올아민; 하이드록실아민; tert-메틸하이드록실아민 및 tert-부틸하이드록실아민으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 것인 땜납 플럭스 제거용 세정제 조성물.
5. 위 2에 있어서, R4, R5, R6 및 R7은 각각 탄소수가 1 내지 6인 직쇄의 알킬기인 땜납 플럭스 제거용 세정제 조성물.
6. 위 5에 있어서, 화학식 2의 화합물은 테트라메틸암모늄하이드록사이드; 테트라에틸메틸암모늄하이드록사이드; 테트라프로필암모늄하이드록사이드; 및 테트라부틸암모늄하이드록사이드로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 것인 땜납 플럭스 제거용 세정제 조성물.
7. 위 1에 있어서, 폴리디알킬 실록산계 계면활성제는 화학식 3의 화합물인 땜납 플럭스 제거용 세정제 조성물:
Figure pat00003
(식 중, R8은 수소원자 또는 탄소수가 1 내지 8인 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기이고, m은 1 내지 10의 자연수임).
8. 위 1에 있어서, 유기아민 화합물 0.5 내지 5중량%; 자일렌 1 내지 15중량%; 폴리디알킬 실록산계 계면활성제 0.01 내지 2중량% 및 글리콜 에테르계 화합물 78 내지 98.49중량%를 포함하는 땜납 플럭스 제거용 세정제 조성물.
9. 위 1에 있어서, 글리콜 에테르계 화합물은 모노-, 디- 또는 트리-에틸렌글리콜모노메틸에테르; 모노-, 디- 또는 트리-에틸렌글리콜모노에틸에테르; 모노-, 디- 또는 트리-, 에틸렌글리콜모노부틸에테르 및 모노-, 디- 또는 트리-프로필렌글리콜모노메틸에테르로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상의 것인 땜납 플럭스 제거용 세정제 조성물.
본 발명의 세정제 조성물은 각종 유형의 플럭스 잔류물, 예컨대 땜납 범프 표면에 잔사 형태로 존재하는 플럭스, 범프와 회로 기판이 접하는 부분에 존재하는 플럭스, 열 변성된 플럭스, 이온 형태의 플럭스 등을 완벽히 제거할 수 있다.
또한, 본 발명의 세정제 조성물은 위와 같이 각종 유형의 플럭스 잔류물을 깨끗이 제거함으로써 회로 기판에 사용되는 주석, 주석 합금, 납, 납 합금, 은 및 은 합금 등 금속의 부식 방지에 유용하다.
본 발명의 세정제 조성물은 폴리디알킬 실록산계 계면활성제를 포함함으로써 적은 양의 세정 성분을 포함할 때에도 회로 기판 또는 땜납 범프 상의 플럭스를 깨끗이 제거할 수 있다.
본 발명의 세정제 조성물은 위와 같이 각종 유형의 플럭스 잔류물을 깨끗이 제거함으로써 땜납이 장기적으로 유지될 수 있도록 한다.
본 발명의 세정제 조성물은 땜납 범프와 회로 기판 사이의 접착력을 떨어뜨리지 않아 반도체 부품의 내구성 향상에 기여한다.
본 발명의 세정제 조성물은 세계 각국의 환경 규제에 부합할 뿐만 아니라 세정제 조성물의 제조 및 사용시 인체에 크게 유해하지 않은 장점도 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 세정제 조성물을 땜납 범프에 처리하기 전(도 1a)과 처리한 후(도 1b)의 땜납 범프 표면 SEM 사진이고,
도 2는 본 발명의 일 비교예에 따른 세정제 조성물을 처리한 후의 땜납 범프 표면 SEM 사진이다.
본 발명은 땜납 플럭스 제거용 세정제 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유기아민 화합물, 자일렌, 폴리디알킬 실록산계 계면활성제, 및 글리콜 에테르계 화합물을 일정한 함량으로 포함함으로써 땜납 범프 표면에 잔사 형태로 존재하는 플럭스, 범프와 회로 기판이 접하는 부분에 존재하는 플럭스, 열 변성된 플럭스, 이온 형태의 플럭스 등의 각종 플럭스 잔류물을 완벽히 제거할 수 있고, 회로 기판에 사용되는 주석, 납, 은 등의 금속의 부식 방지에 유용한 땜납 플럭스 제거용 세정제 조성물에 관한 것이다.
이하 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명의 세정제 조성물은 유기아민 화합물 0.05 내지 10중량%; 자일렌 1 내지 40중량%; 폴리디알킬 실록산계 계면활성제 0.001 내지 5중량%; 및 글리콜 에테르계 화합물 50 내지 98.949중량%를 포함한다.
유기아민 화합물은 플럭스에 포함된 유기물의 탄소 결합을 끊는 역할을 한다. 유기아민 화합물의 염기성을 갖는 부분이 플럭스의 주성분인 산성계 로진과 산-염기 반응을 일으켜 플럭스의 점착력을 약화시킨다.
본 발명의 유기아민 화합물은 하기 화학식 1의 화합물, 화학식 2의 화합물 또는 이들의 혼합물일 수 있다:
[화학식 1]
Figure pat00004
(식 중, R1 및 R2는 각각 수소 원자, 아세틸기, 또는 탄소수가 1 내지 6인 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기 또는 알칸올기이고; R3는 탄소수가 1 내지 6인 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기 또는 알콕시기이거나, 탄소수가 2 내지 6인 직쇄 또는 분지쇄의 알켄기이며; n은 0 또는 1임),
[화학식 2]
Figure pat00005
(식 중, R4, R5, R6 및 R7은 각각 수소원자 또는 탄소수가 1 내지 6인 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기 또는 탄소수가 2 내지 6인 직쇄 또는 분지쇄의 알켄기임).
화학식 2의 화합물은 화학식 1의 화합물보다 후술하는 글리콜 에테르계 화합물에 대한 용해도가 우수하다. 따라서 본 발명의 유기아민 화합물로 화학식 2의 화합물을 사용하는 경우(화학식 2의 화합물을 단독으로 사용하는 경우와 화학식 2의 화합물을 화학식 1의 화합물과 혼합 사용하는 경우)에는 본원의 효과 달성에 유리하다. 화학식 2의 화합물은 염 형태이기 때문에 화학식 1의 화합물에 비해 보다 쉽게 용해되고, 보다 다량의 염기 이온(OH-)을 생성시킬 수 있어, 보다 활발한 산-염기 반응을 일으킬 수 있기 때문이다.
화학식 1의 화합물을 사용하는 경우에는 R3가 탄소수가 1 내지 6인 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기인 화합물이 바람직하다. 이러한 화합물에는 모노-, 디- 또는 트리-에탄올아민; 모노-, 디- 또는 트리-프로판올아민; 모노-, 디- 또는 트리-이소프로판올아민; 부탄올아민; 부틸모노에탄올아민; 에틸디에탄올아민; N-메틸아미노에탄올; N-아세틸에탄올아민; 하이드록실아민 및 tert-메틸하이드록실아민; tert-부틸하이드록실아민으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 것이 포함된다.
또한, 화학식 2의 화합물을 사용하는 경우에는 R4, R5, R6 및 R7이 각각 탄소수가 1 내지 6인 직쇄의 알킬기인 화합물이 바람직하다. 이러한 화합물에는 테트라메틸암모늄하이드록사이드; 테트라에틸메틸암모늄하이드록사이드; 테트라프로필암모늄하이드록사이드; 및 테트라부틸암모늄하이드록사이드로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 것이 포함되는데, 이 중 테트라메틸암모늄하이드록사이드가 특히 바람직하다.
유기아민 화합물은 총 조성물 함량에 대하여 0.05 내지 10중량%로 포함될 수 있고, 0.5 내지 5중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 본원의 조성물이 후술하는 폴리디알킬 실록산계 계면활성제를 포함하기 때문에 0.5 내지 5중량%의 함량으로도 충분한 세정 작용을 할 수 있다.
유기아민 화합물의 함량이 0.05중량% 미만이면 플럭스 등에 포함되는 산성 물질과의 반응성이 떨어져 세정 효과가 불충분할 수 있고, 10중량%를 초과하는 경우에는 염기의 활동도가 과다하게 증가되어 주석, 주석 합금, 납, 납 합금, 은 및 은 합금 등의 금속 부식이 발생될 수 있을 뿐만 아니라 제거된 플럭스 성분이 재부착될 수도 있다.
자일렌은 플럭스의 주성분인 로진을 잘 용해시켜 플럭스가 쉽게 제거될 수 있게 하고, 땜납 성분과 플럭스의 계면에 잘 침투되어 플럭스가 쉽게 분리 및 제거될 수 있게 한다.
자일렌은 총 조성물 함량에 대하여 1 내지 40중량%가 포함될 수 있다. 다른 필수성분들의 역할에 영향을 주지 않는 범위 내에서 다량 포함될수록 플럭스 제거력은 우수해지나, 환경 규제나 인체에 대한 유해성 및 경제성을 고려하면 1 내지 15중량%가 포함되는 것이 바람직하고, 5 내지 10중량% 포함되는 것이 보다 바람직하다.
자일렌의 함량이 1중량% 미만이면 플럭스 제거력이 미달될 수 있고 40중량%를 초과하는 경우에는 회로 기판의 제조 과정에서 사용되는 접착제 및 플라스틱 부품을 팽윤 또는 용해시킬 수 있다.
본원의 폴리디알킬 실록산계 계면활성제는 실록산 주쇄에 두 개의 알킬기가 포함된 반복 단위로 이루어진 화합물을 의미한다. 여기서 두 개의 알킬기는 같거나 다를 수 있고, 각각의 알킬기는 계면활성제로서 역할을 하는데 방해가 되지 않는 한 특정의 것으로 한정되지 않는다. 또한, 본원의 폴리디알킬 실록산계 계면활성제는 트리오르가노실릴기(R'3Si)로 종결될 수 있는데, 여기에서 R'은 1 내지 6 개의 탄소 원자를 함유하는 1가의 탄화수소, 히드록시기 또는 알콕시기일 수 있다.
폴리디알킬 실록산계 계면활성제는 플럭스가 도포된 회로 기판 또는 땜납 범프의 표면에 세정 성분이 잘 젖어들 수 있도록 하는 역할을 한다. 예컨대, 통상 세정 성분이 도달하기 어려운 곳(범프와 기판이 접하는 곳이나 플럭스가 기판을 두껍게 커버하고 있는 곳 등)에 세정 성분이 용이하게 침투할 수 있게 한다.
폴리디알킬 실록산계 계면활성제로는 화학식 3의 폴리메틸알킬 실록산계 화합물을 바람직하게 사용할 수 있다.
[화학식 3]
Figure pat00006
(식 중, R8은 수소원자 또는 탄소수가 1 내지 8인 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기이고, m은 1 내지 10의 자연수임).
위 식의 탄소수가 1 내지 8인 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기에 해당되는 치환기로는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 부틸기, 펜틸기, 헥실기 및 옥틸기 등이 있을 수 있으며, 이들 중 메틸기 또는 에틸기가 바람직하다.
위 식에서 m은 1 내지 6의 자연수가 바람직하다.
폴리디알킬 실록산계 계면활성제는 총 조성물 함량에 대하여 0.001 내지 5중량% 포함될 수 있고, 0.01 내지 2중량% 포함되는 것이 바람직하다. 폴리디알킬 실록산계 계면활성제 함량이 0.001중량% 미만이면 조성물의 세정 성분이 범프 및 기판 곳곳에 침투하는 것을 돕기 어렵고, 5중량%를 초과하는 경우에는 계면활성제가 회로 기판 또는 땜납 범프의 표면에 잔류하여 세정시 문제가 될 수 있다.
본 발명의 글리콜 에테르계 화합물은 플럭스가 잘 용해되도록 하고, 회로 기판을 구성하는 각종 금속이 잘 부식되지 않도록 한다. 또한, 유기아민 화합물에서 유래하는 아민 이온의 활동도를 조절하여 아민에 의한 금속 부식을 막는다. 또한, 물에 대한 플럭스의 용해성을 향상시켜 린스 공정에서 물을 사용하는 경우 세정제 조성물에 의해 제거된 플럭스의 재부착을 방지하는 작용도 한다.
글리콜 에테르계 화합물로는 본 발명이 속하는 분야에서 통상 사용되는 것들이 제한 없이 사용될 수 있으나, 모노-, 디- 또는 트리-에틸렌글리콜모노메틸에테르; 모노-, 디- 또는 트리-에틸렌글리콜모노에틸에테르; 모노-, 디- 또는 트리-, 에틸렌글리콜모노부틸에테르; 및 모노-, 디- 또는 트리-프로필렌글리콜모노메틸에테르로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상의 것이 바람직하게 사용될 수 있다. 위 화합물들 중 프로필렌글리콜모노메틸에테르가 보다 바람직하다.
글리콜 에테르계 화합물은 다른 필수성분들의 함량을 고려하여 총 조성물 함량에 대하여 50 내지 98.949중량%로 포함될 수 있으며, 78 내지 98.49중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 범위를 벗어나는 경우에는 각종 유형의 플럭스 잔류물의 제거력이 저하되거나 회로 기판에 사용되는 각종 금속의 부식이 발생될 수 있다.
본 발명의 세정제 조성물은 통상의 방법에 따라 제조될 수 있고, 본 발명의 세정제 조성물을 사용하는 방법 또한 특정의 것으로 한정되지 않는다.
본 발명의 세정제 조성물을 사용하여 땜납의 플럭스를 제거하는 방법으로는 예컨대, 플럭스가 포함된 회로기판을 세정제 조성물 또는 그 수용액에 직접 침적시키는 방법, 플럭스가 포함된 회로기판에 세정제 조성물 또는 그 수용액을 스프레이하는 방법, 플럭스가 포함된 회로기판을 세정제 조성물 또는 그 수용액에 접촉시킨 후 브러싱하는 방법 등이 있을 수 있고, 그 외에도 통상적인 샤워법, 패들법, 버블법, 초음파법 등도 생각해 볼 수 있다. 물론, 위 방법들을 복수 개 조합하여 사용할 수도 있다.
본 발명의 세정제 조성물의 사용 조건(온도, 시간 등)은 특별히 한정되지 않으며, 각 성분의 함량, 농도 및 제거되어야 하는 플럭스의 종류와 농도 등에 따라 적절히 선택될 수 있다. 예를 들어, 반도체 플립 칩 패키징 공정에서는 20 내지 80℃에서 1 내지 30분간 수행될 수 있다.
본 발명의 세정제 조성물이 사용된 후, 필요에 따라 물 또는 알코올계 용매로 추가 세정하는 린스 공정이 수행될 수 있다.
본 발명의 조성물로 제거될 수 있는 플럭스는 로진을 주성분으로 하고 이에 활성제, 첨가제 및/또는 용매가 포함된 조성물에 의한 것을 포함하며 특정 성분을 반드시 포함해야 하는 것으로 한정되지 않는다.
또한, 플럭스는 프린트 회로판, 세라믹 배선기판, 반도체 소자, 반도체 소자 탑재 기판, 범프 부착 TAB 테이프, 무범프 TAB 테이프, 반도체 소자 탑재 TAB 테이프, 리드프레임, 콘덴서 및 저항 등에 형성된 것을 포함한다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 이들 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 첨부된 특허청구범위를 제한하는 것이 아니며, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 실시예에 대한 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
실시예 및 비교예
하기 표 1의 성분들을 혼합 및 교반하여 실시예 1-18 및 비교예 1-8의 땜납 플럭스 제거용 세정제 조성물을 각각 제조하였다.
구분
(중량%)		 유기아민 화합물 자일렌 글리콜 에테르계 화합물 계면활성제
MEA MIPA TMAH G1 G2 G3 S1 S2 S3 S4
실시예 1 1 - - 5 93.8 - - 0.2 - - -
실시예 2 3 - - 10 - 86.8 - - 0.2 - -
실시예 3 5 - - 5 - 89.8 - - 0.2 -
실시예 4 - 1 - 10 88.8 - - 0.2 - - -
실시예 5 - 3 - 5 - 91.8 - - 0.2 - -
실시예 6 - 5 - 10 - - 84.8 - - - 0.2
실시예 7 - - 1 5 93.9 - - 0.1 - - -
실시예 8 - - 3 5 - 91.8 - - 0.2 - -
실시예 9 - - 3 5 - - 91.8 - - 0.2 -
실시예 10 - - 5 10 - 84.7 - - - - 0.3
실시예 11 - - 5 10 84.6 - - 0.4 - - -
실시예 12 - - 7 20 - 72.5 - - - 0.5 -
실시예 13 - - 7 5 - 87.7 - - 0.3 - -
실시예 14 - - 7 10 - - 82.7 - - - 0.3
실시예 15 1 3 - 10 85.8 - - 0.2 - - -
실시예 16 1 - 3 10 85.7 - - - - 0.1 -
실시예 17 - 1 3 5 90.8 - - - 0.2 - -
실시예 18 - 2 3 10 - 84.7 - - - - 0.3
비교예 1 - - - 15 - 84.8 - 0.2 - - -
비교예 2 - - - 35 - 65 - - - - -
비교예 3 - - 12 5 - 83 - - 0.2 - -
비교예 4 - - 12 10 - - 78 - - 0.2 -
비교예 5 - - 5 45 - 49.9 - - - - 0.1
비교예 6 2 - - - - 98 - - - - -
비교예 7 - - - 100 - - - - - - -
비교예 8 - - 100 - - - - - - - -
- 유기아민 화합물에서 MEA는 모노에탄올아민, MIPA는 모노이소프로판올아민, TMAH는 테트라메틸암모늄하이드록사이드를 각각 나타냄.
- 글리콜 에테르계 화합물에서 G1은 디에틸렌글리콜모노메틸에테르, G2는 프로필렌글리콜모노메틸에테르, G3는 트리프로필렌글리콜모노메틸에테르를 각각 나타냄.
- 계면활성제에서 S1은 제품명 SH-190(다우 코닝 토레이 사), S2는 제품명 SH-8400(다우 코닝 토레이 사), S3은 제품명 SH-780(다우 코닝 토레이 사), S4는 제품명 SH-192(다우 코닝 토레이 사)의 계면활성제를 나타냄.
시험예
땜납 기판 위에 플럭스 조성물(Indium사, SC 5R 제품)을 도포한 후 250℃에서 열처리하여 땜납을 리플로우시켰다. 이 기판에는 땜납 범프가 형성되었고 20배율 현미경을 통하여 확인한 결과 범프 상에 플럭스 잔류물이 존재하였다(도 1의 (a) 참고).
위 실시예 1-18 및 비교예 1-8의 세정제 조성물로 위 기판을 세정하였다. 세정은 2번씩 수행되었는데, 먼저 위 기판을 위 실시예 및 비교예에 따른 세정제 조성물에 5분간 침적시킨 후, 기판을 꺼내어 스프레이 장비를 이용하여 3분간 세정액을 분무하였다. 분무 세정시 세정액의 온도는 70℃였고, 스프레이의 압력은 0.3PMa이었다.
2차례의 세정 공정 후 물을 이용한 린스 공정을 수행하였다.
린스 공정이 끝난 땜납 기판의 SEM 사진을 찍어 그 사진을 바탕으로 (1) 범프 상의 플럭스 제거력, (2) 범프와 회로 기판이 접하는 부분의 플럭스 제거력 및 (3) 땝납의 부식성을 다음의 기준에 따라 평가하였다. 그 결과는 다음 표 2와 같다.
(1) 범프 상의 플럭스 제거력
◎: 플럭스가 완전히 제거됨
○: 플럭스가 우수하게 제거됨
×: 플럭스가 잔존함
(2) 범프와 회로 기판이 접하는 부분의 플럭스 제거력
◎: 플럭스가 완전히 제거됨
○: 플럭스가 우수하게 제거됨
×: 플럭스가 잔존함
(3) 땜납의 부식성
◎: Pit성 부식이 전혀 발생하지 않음
○: Pit성 부식이 거의 발생하지 않음
×: Pit성 부식이 발생함
구분 플럭스 제거력 땜납의 부식성
범프 상 범프와 기판이 접하는 부분
실시예 1 ○ ○ ○
실시예 2 ◎ ○ ○
실시예 3 ○ ○ ○
실시예 4 ○ ○ ○
실시예 5 ◎ ○ ○
실시예 6 ○ ○ ○
실시예 7 ◎ ○ ◎
실시예 8 ◎ ◎ ◎
실시예 9 ◎ ◎ ○
실시예 10 ◎ ◎ ◎
실시예 11 ◎ ◎ ○
실시예 12 ◎ ◎ ○
실시예 13 ◎ ◎ ◎
실시예 14 ◎ ◎ ○
실시예 15 ○ ○ ○
실시예 16 ◎ ◎ ◎
실시예 17 ◎ ◎ ◎
실시예 18 ◎ ◎ ◎
비교예 1 ○ × ○
비교예 2 ○ × ○
비교예 3 ○ ◎ ×
비교예 4 ○ ◎ ×
비교예 5 ○ ○ ×
비교예 6 ○ × ×
비교예 7 ○ × ×
비교예 8 × × ×
위 표와 같이, 본 발명에 따라 유기아민 화합물, 자일렌, 폴리디알킬 실록산계 계면활성제 및 글리콜 에테르계 화합물이 일정한 함량으로 포함된 실시예 1-18은 비교예 1-8에 비해 전반적으로 우수한 플럭스 제거력을 보였으며 땜납의 부식 방지성도 우수하였다. 특히, 범프와 기판이 접하는 부분에서의 플럭스 제거력은 월등하였다.
실시예들 중에서는 유기아민 화합물로 화학식 2의 화합물인 TMAH를 사용한 경우가 보다 우수하였다. 예컨대 실시예 8의 세정액으로 세정한 경우는 도 1의 (b)의 SEM 사진에서도 확인되는 바와 같이 플럭스의 제거력(범프의 표면 및 범프와 기판이 접하는 부분에 플럭스가 완전히 제거되었고, 잔사 형태로 존재하는 플럭스, 열 변성된 플럭스 및 이온 형태의 플럭스 등의 플럭스 잔류물이 전혀 존재하지 않음) 및 땜납의 부식 방지력에 있어서 매우 우수하였다.
참고로, 비교예 2의 세정액으로 세정한 경우는 도 2와 같이 범프 표면 및 그 주변에 다량의 플럭스 잔류물이 존재하고 있음이 확인된다.

Claims (9)

  1. 유기아민 화합물 0.05 내지 10중량%; 자일렌 1 내지 40중량%; 폴리디알킬 실록산계 계면활성제 0.001 내지 5중량%; 및 글리콜 에테르계 화합물 50 내지 98.949중량%를 포함하는 땜납 플럭스 제거용 세정제 조성물.
  2. 청구항 1에 있어서, 유기아민 화합물은 하기 화학식 1의 화합물, 화학식 2의 화합물 또는 이들의 혼합물인 땜납 플럭스 제거용 세정제 조성물:
    [화학식 1]
    Figure pat00007

    (식 중, R1 및 R2는 각각 수소 원자, 아세틸기, 또는 탄소수가 1 내지 6인 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기 또는 알칸올기이고; R3는 탄소수가 1 내지 6인 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기 또는 알콕시기이거나, 탄소수가 2 내지 6인 직쇄 또는 분지쇄의 알켄기이며; n은 0 또는 1임),
    [화학식 2]
    Figure pat00008

    (식 중, R4, R5, R6 및 R7은 각각 수소원자 또는 탄소수가 1 내지 6인 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기 또는 탄소수가 2 내지 6인 직쇄 또는 분지쇄의 알켄기임).
  3. 청구항 2에 있어서, R3는 탄소수가 1 내지 6인 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기인 땜납 플럭스 제거용 세정제 조성물.
  4. 청구항 3에 있어서, 화학식 1의 화합물은 모노-, 디- 또는 트리-에탄올아민; 모노-, 디- 또는 트리-프로판올아민; 모노-, 디- 또는 트리-이소프로판올아민; 부탄올아민; 부틸모노에탄올아민; 에틸디에탄올아민; N-메틸아미노에탄올; N-아세틸에탄올아민; 하이드록실아민; tert-메틸하이드록실아민 및 tert-부틸하이드록실아민으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 것인 땜납 플럭스 제거용 세정제 조성물.
  5. 청구항 2에 있어서, R4, R5, R6 및 R7은 각각 탄소수가 1 내지 6인 직쇄의 알킬기인 땜납 플럭스 제거용 세정제 조성물.
  6. 청구항 5에 있어서, 화학식 2의 화합물은 테트라메틸암모늄하이드록사이드; 테트라에틸메틸암모늄하이드록사이드; 테트라프로필암모늄하이드록사이드; 및 테트라부틸암모늄하이드록사이드로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 것인 땜납 플럭스 제거용 세정제 조성물.
  7. 청구항 1에 있어서, 폴리디알킬 실록산계 계면활성제는 화학식 3의 화합물인 땜납 플럭스 제거용 세정제 조성물:
    [화학식 3]
    Figure pat00009

    (식 중, R8은 수소원자 또는 탄소수가 1 내지 8인 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기이고, m은 1 내지 10의 자연수임).
  8. 청구항 1에 있어서, 유기아민 화합물 0.5 내지 5중량%; 자일렌 1 내지 15중량%; 폴리디알킬 실록산계 계면활성제 0.01 내지 2중량% 및 글리콜 에테르계 화합물 78 내지 98.49중량%를 포함하는 땜납 플럭스 제거용 세정제 조성물.
  9. 청구항 1에 있어서, 글리콜 에테르계 화합물은 모노-, 디- 또는 트리-에틸렌글리콜모노메틸에테르; 모노-, 디- 또는 트리-에틸렌글리콜모노에틸에테르; 모노-, 디- 또는 트리-, 에틸렌글리콜모노부틸에테르 및 모노-, 디- 또는 트리-프로필렌글리콜모노메틸에테르로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상의 것인 땜납 플럭스 제거용 세정제 조성물.

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