KR20210099006A - 플럭스 잔사의 세정 - Google Patents

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카오카부시키가이샤
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Abstract

일 양태에 있어서, 플럭스 제거성이 우수한 세정 방법을 제공한다. 본 개시는, 일 양태에 있어서, 플럭스 잔사를 갖는 피세정물을 세정제 조성물로 세정하는 공정을 포함하는, 세정 방법으로서, 상기 세정제 조성물은, 유기 용제 (성분 A) 와, 이미다졸 고리 또는 피페라진 고리의 질소 원자에 탄소수 1 이상 4 이하의 알킬기를 갖는 화합물 (성분 B) 을 함유하는, 세정 방법에 관한 것이다.

Description

플럭스 잔사의 세정
본 개시는 플럭스 잔사의 세정에 사용되는 세정제 조성물, 그 세정제 조성물을 사용한 세정 방법 및 전자 부품의 제조 방법에 관한 것이다.
최근, 프린트 배선판이나 세라믹 기판에 대한 전자 부품의 실장에 관해서는, 저소비 전력, 고속 처리 등의 관점에서, 부품이 소형화되고, 땜납 플럭스의 세정에 있어서는 세정해야 할 간극이 좁아지고 있다. 또, 환경 안전면에서 납 프리 땜납이 사용되도록 되고 있고, 이에 수반하여 로진계 플럭스가 사용되고 있다.
국제공개 제2012/005068호 (특허문헌 1) 에는, 물과 혼합 사용함과 함께, 소정량의 물을 첨가한 상태에서, 백탁 상태에서, 피세정물을 세정하기 위한 세정제 조성물용 원액 등으로서, 유기 용제로서 제 1 및 제 2 유기 용제를 함유함과 함께, 제 1 유기 용제가 소정의 소수성 글리콜에테르 화합물 등이고, 제 2 유기 용제가 소정의 친수성 아민 화합물이며, 제 2 유기 용제의 배합량을, 상기 제 1 유기 용제 100 중량부에 대해서, 0.3 ∼ 30 중량부의 범위 내의 값으로 하며, 또한, 비점이 190 ℃ 를 초과한 값인 유기 용제의 배합량을, 소정의 범위 내의 값으로 하는 세정제 조성물용 원액이 개시되어 있다.
국제공개 제2005/021700호 (특허문헌 2) 에는, 전체 양에 대해서, 글리콜 화합물의 함유량이 1 중량% 미만인 경우에는, 벤질알코올의 함유량을 70 ∼ 99.9 중량% 의 범위 및 아미노알코올의 함유량을 0.1 ∼ 30 중량% 의 범위로 하고, 글리콜 화합물의 함유량이 1 ∼ 40 중량% 인 경우에는, 벤질알코올의 함유량을 15 ∼ 99 중량% 의 범위 및 아미노알코올의 함유량을 0.1 ∼ 30 중량% 의 범위로 하는 것을 특징으로 하는 땜납 플럭스 제거용 세정제가 개시되어 있다.
일본 공개특허공보 평7-179893호 (특허문헌 3) 에는, 물 0 ∼ 30 중량% 를 함유하는 N-메틸-2-피롤리돈과 포스핀류, 페놀류, 이미다졸리돈류, 이미다졸류 또는 플루오렌류의 화합물에서 선택된 1 종 이상의 화합물로 이루어지는 세정 조성물이 개시되어 있다.
본 개시는, 일 양태에 있어서, 플럭스 잔사를 갖는 피세정물을 세정제 조성물로 세정하는 공정을 포함하는, 세정 방법으로서, 상기 세정제 조성물은, 유기 용제 (성분 A) 와, 이미다졸 고리 또는 피페라진 고리의 질소 원자에 탄소수 1 이상 4 이하의 알킬기를 갖는 화합물 (성분 B) 을 함유하는, 세정 방법에 관한 것이다.
본 개시는, 일 양태에 있어서, 반도체 칩, 칩형 콘덴서, 및 회로 기판에서 선택되는 적어도 1 개의 부품을, 플럭스를 사용한 납땜에 의해서 회로 기판 상에 탑재하는 공정, 그리고 상기 부품 등을 접속하기 위한 땜납 범프를 회로 기판 상에 형성하는 공정에서 선택되는 적어도 1 개의 공정과, 상기 부품이 탑재된 회로 기판 및 상기 땜납 범프가 형성된 회로 기판에서 선택되는 적어도 1 개를 본 개시의 세정 방법에 의해서 세정하는 공정을 포함하는, 전자 부품의 제조 방법에 관한 것이다.
본 개시는, 일 양태에 있어서, 플럭스 잔사를 갖는 피세정물의 세정에 세정제로서 사용하기 위한 조성물로서, 유기 용제 (성분 A) 와, 이미다졸 고리 또는 피페라진 고리의 질소 원자에 탄소수 1 이상 4 이하의 알킬기를 갖는 화합물 (성분 B) 을 함유하는, 조성물에 관한 것이다.
최근, 반도체 패키지 기판의 소형화에 의해서, 땜납 범프의 미소화나 접속되는 부품과의 간극이 좁아지고 있다. 그리고, 땜납 범프의 미소화나 접속되는 부품과의 간극이 좁아짐으로써, 상기 특허문헌에 개시되어 있는 세정제 조성물에서는, 플럭스 잔사의 제거성 (플럭스 제거성) 이 부족하여, 세정성이 충분하다고는 말할 수 없게 되었다.
그래서, 본 개시는, 플럭스 제거성이 우수한 세정제 조성물, 그것을 사용한 세정 방법 및 전자 부품의 제조 방법을 제공한다.
본 개시에 의하면, 일 양태에 있어서, 플럭스 제거성이 우수한 세정제 조성물 및 세정 방법을 제공할 수 있다.
본 개시는, 특정한 용제 및 특정한 아민을 함유하는 세정제 조성물을 플럭스 잔사 제거에 사용함으로써, 종래보다 플럭스 잔사의 제거성이 향상된다는 지견에 기초한다.
즉, 본 개시는, 일 양태에 있어서, 플럭스 잔사를 갖는 피세정물을 세정제 조성물로 세정하는 공정을 포함하는, 세정 방법으로서, 상기 세정제 조성물은, 유기 용제 (성분 A) 와, 이미다졸 고리 또는 피페라진 고리의 질소 원자에 탄소수 1 이상 4 이하의 알킬기를 갖는 화합물 (성분 B) 을 함유하는, 세정 방법 (이하,「본 개시의 세정 방법」이라고도 한다) 에 관한 것이다. 본 개시에 의하면, 1 또는 복수의 실시형태에 있어서, 피세정물의 플럭스 잔사를 효율적으로 제거할 수 있다.
또, 본 개시는, 기타의 양태에 있어서, 플럭스 잔사를 갖는 피세정물의 세정에 세정제로서 사용하기 위한 조성물로서, 유기 용제 (성분 A) 와, 이미다졸 고리 또는 피페라진 고리의 질소 원자에 탄소수 1 이상 4 이하의 알킬기를 갖는 화합물 (성분 B) 을 함유하는, 조성물 (이하,「본 개시의 세정제 조성물」이라고도 한다) 에 관한 것이다. 본 개시에 의하면, 1 또는 복수의 실시형태에 있어서, 플럭스 제거성이 우수한 세정제 조성물이 얻어질 수 있다. 또한, 본 개시에 의하면, 1 또는 복수의 실시형태에 있어서, 땜납 금속에 대한 부식 등의 영향을 억제할 수 있는 세정제 조성물이 얻어질 수 있다.
본 개시의 세정 방법 및 본 개시의 세정제 조성물에 있어서의 효과의 작용 메커니즘의 상세한 것은 불명확한 부분이 있는데, 아래와 같이 추정된다.
즉, 본 개시의 세정 방법 및 본 개시의 세정제 조성물에서는, 성분 A 가 플럭스 그리고 리플로 등으로 열화된 플럭스 잔사에 침투하여 점도를 낮추어, 유동하기 쉽게 함과 함께, 성분 B 가 작용하여, 플럭스와 염을 형성하고, 플럭스 및 플럭스 잔사를 분해 혹은 친수화하여 세정제 조성물 중에 쉽게 용해되게 한다.
또, 성분 B 에 의해서, 플럭스 및 플럭스 잔사의 세정 후의 헹굼 공정에 있어서의 물에 대한 용해성이 높아지고, 헹굼에 의한 제거성을 향상시킬 수 있어, 세정 및 헹굼 후의 잔존을 저감할 수 있다고 추측된다.
또한, 성분 B 는 성분 A 를 함유하는 용제 중에서 땜납 금속에 작용하여 부식시키지 않고 상기와 같이 세정성을 향상시킬 수 있기 때문에, 땜납 금속에 대한 부식 등의 영향을 억제할 수 있는 플럭스 잔사 제거용 세정제 조성물이 얻어진다고 추측된다.
단, 본 개시는 이 메커니즘에 한정하여 해석되지 않아도 된다.
본 개시에 있어서「플럭스」란, 전극이나 배선 등의 금속과 땜납 금속의 접속을 방해하는 산화물을 없애고, 상기 접속을 촉진하기 위해서 사용되는, 납땜에 사용되는 로진 또는 로진 유도체를 함유하는 로진계 플럭스나 로진을 함유하지 않는 수용성 플럭스 등을 말하고, 본 개시에 있어서「납땜」은 리플로 방식 및 플로 방식의 납땜을 포함한다. 본 개시에 있어서「땜납 플럭스」란, 땜납과 플럭스의 혼합물을 말한다. 본 개시에 있어서「플럭스 잔사」란, 플럭스를 사용하여 땜납 범프를 형성한 후의 기판, 및/또는 플럭스를 사용하여 납땜을 한 후의 기판 등에 잔존하는 플럭스 유래의 잔사를 말한다. 예를 들어, 회로 기판 상에 다른 부품 (예를 들어, 반도체 칩, 칩형 콘덴서, 다른 회로 기판 등) 이 적층되어 탑재되면 상기 회로 기판과 상기 다른 부품 사이에 공간 (간극) 이 형성된다. 상기 탑재를 위해서 사용되는 플럭스는, 리플로 등에 의해서 납땜된 후에, 플럭스 잔사로서 이 간극에도 잔존할 수 있다.
[세정 방법]
본 개시의 세정 방법은, 1 또는 복수의 실시형태에 있어서, 플럭스 잔사를 갖는 피세정물을 본 개시의 세정제 조성물로 세정하는 공정을 포함하는, 플럭스 잔사를 제거하기 위한 세정 방법이다. 본 개시의 세정 방법은, 1 또는 복수의 실시형태에 있어서, 플럭스 잔사를 갖는 피세정물을 본 개시의 세정제 조성물에 접촉시키는 것을 포함한다. 피세정물을 본 개시의 세정제 조성물로 세정하는 방법, 또는, 피세정물에 본 개시의 세정제 조성물을 접촉시키는 방법으로는, 예를 들어, 초음파 세정 장치의 욕조 내에서 접촉시키는 방법, 세정제 조성물을 스프레이상으로 사출하여 접촉시키는 방법 (샤워 방식) 등을 들 수 있다. 본 개시의 세정제 조성물은, 희석하지 않고 그대로 세정에 사용할 수 있다. 본 개시의 세정 방법은, 세정제 조성물에 피세정물을 접촉시킨 후, 물로 린스하고, 건조시키는 공정을 포함하는 것이 바람직하다. 본 개시의 세정 방법이면, 납땜된 부품의 간극에 잔존하는 플럭스 잔사를 효율적으로 세정할 수 있다. 본 개시의 세정 방법에 의한 세정성 및 좁은 간극으로의 침투성의 현저한 효과 발현의 관점에서, 땜납은 납 (Pb) 프리 땜납인 것이 바람직하다. 또한, 동일한 관점에서, 본 개시의 세정 방법은, 국제공개 제2006/025224호, 일본 특허공보 평6-75796호, 일본 공개특허공보 2014-144473호, 일본 공개특허공보 2004-230426호, 일본 공개특허공보 2013-188761호, 일본 공개특허공보 2013-173184호 등에 기재되어 있는 플럭스를 사용하여 땜납 접속한 전자 부품에 대해서 사용하는 것이 바람직하다. 본 개시의 세정 방법은, 본 개시의 세정제 조성물의 세정력이 발휘되기 쉬운 점에서, 본 개시의 세정제 조성물과 피세정물의 접촉시에 초음파를 조사하는 것이 바람직하고, 그 초음파는 비교적 강한 것인 것이 보다 바람직하다. 상기 초음파의 주파수로는, 동일한 관점에서, 26 ∼ 72 ㎐, 80 ∼ 1500 W 가 바람직하고, 36 ∼ 72 ㎐, 80 ∼ 1500 W 가 보다 바람직하다.
[세정제 조성물]
본 개시의 세정제 조성물은, 플럭스 잔사를 갖는 피세정물의 세정에 세정제로서 사용하기 위한 조성물이고, 1 또는 복수의 실시형태에 있어서, 플럭스 잔사 제거용 세정제 조성물이다. 본 개시에 있어서「플럭스 잔사 제거용 세정제 조성물」이란, 1 또는 복수의 실시형태에 있어서, 플럭스 또는 땜납 플럭스를 사용하여 땜납 범프를 형성 및/또는 납땜한 후의 플럭스 잔사를 제거하기 위한 세정제 조성물을 나타낸다. 본 개시의 세정제 조성물에 의한 세정성의 현저한 효과 발현의 관점에서, 땜납은 주석을 함유하는 납 (Pb) 프리 땜납인 것이 바람직하다.
따라서, 본 개시는, 일 양태에 있어서, 플럭스 잔사를 갖는 피세정물의 세정에 세정제로서 사용하기 위한 조성물로서, 유기 용제 (성분 A) 와, 이미다졸 고리 또는 피페라진 고리의 질소 원자에 탄소수 1 이상 4 이하의 알킬기를 갖는 화합물 (성분 B) 을 함유하는, 조성물에 관한 것이다.
본 개시는, 일 양태에 있어서, 하기 식 (Ⅰ) 로 나타내는 화합물, 하기 식 (Ⅱ) 로 나타내는 화합물 및 하기 식 (Ⅲ) 으로 나타내는 화합물에서 선택되는 적어도 1 종의 용제 (성분 A) 와, 1-메틸이미다졸, 1,2-디메틸이미다졸, 1-이소부틸-2-메틸이미다졸 및 1-(2-디메틸아미노에틸)-4-메틸피페라진에서 선택되는 적어도 1 종의 아민 (성분 B) 을 함유하는, 플럭스 잔사 제거용 세정제 조성물에 관한 것이다.
본 개시는, 일 양태에 있어서, 유기 용제 (성분 A) 와, 이미다졸 고리 또는 피페라진 고리의 질소 원자에 탄소수 1 이상 4 이하의 알킬기를 갖는 화합물 (성분 B) 을 함유하는 조성물의, 플럭스 잔사를 갖는 피세정물의 세정에 있어서의 사용에 관한 것이다.
(성분 A : 유기 용제)
본 개시의 세정제 조성물에 있어서의 성분 A 는, 유기 용제이다. 성분 A 는, 플럭스 제거성 향상의 관점에서, 1 또는 복수의 실시형태에 있어서, 하기 식 (Ⅰ) 로 나타내는 화합물, 하기 식 (Ⅱ) 로 나타내는 화합물 및 하기 식 (Ⅲ) 으로 나타내는 화합물에서 선택되는 적어도 1 종의 용제인 것이 바람직하다. 성분 A 는, 1 종류, 2 종류의 조합, 또는 그 이상의 조합이어도 된다.
R1-O-(AO)n-R2 (Ⅰ)
상기 식 (Ⅰ) 에 있어서, 플럭스 제거성 향상의 관점에서, R1 은 페닐기 또는 탄소수 1 이상 8 이하의 알킬기이고, R2 는 수소 원자 또는 탄소수 1 이상 4 이하의 알킬기이며, AO 는 에틸렌옥사이드기 또는 프로필렌옥사이드기이고, n 은 AO 의 부가 몰수이고, 1 이상 3 이하의 정수인 것이 바람직하다.
상기 식 (Ⅰ) 에 있어서, R1 은, 플럭스 제거성 향상의 관점에서, 페닐기 또는 탄소수 1 이상 8 이하의 알킬기가 바람직하고, 페닐기 또는 탄소수 4 이상 6 이하의 알킬기가 보다 바람직하며, 탄소수 4 이상 6 이하의 알킬기가 더욱 바람직하다. R2 는, 플럭스 제거성 향상의 관점에서, 수소 원자 또는 탄소수 1 이상 4 이하의 알킬기가 바람직하고, 수소 원자 또는 탄소수 2 이상 4 이하의 알킬기가 보다 바람직하며, 수소 원자 또는 n-부틸기가 더욱 바람직하다. 또, 플럭스 제거성 향상의 관점에서, R1 이 탄소수 1 이상 3 이하의 알킬기이고, R2 가 탄소수 1 이상 3 이하의 알킬기인 것이 바람직하다. AO 는, 플럭스 제거성 향상의 관점에서, 에틸렌옥사이드기 또는 프로필렌옥사이드기가 바람직하고, 에틸렌옥사이드기가 보다 바람직하다. n 은, 플럭스 제거성 향상의 관점에서, 1 이상 3 이하의 정수가 바람직하고, 1 또는 2 가 보다 바람직하며, 2 가 더욱 바람직하다.
상기 식 (Ⅰ) 로 나타내는 화합물로는, 예를 들어, 에틸렌글리콜모노페닐에테르, 디에틸렌글리콜모노페닐에테르, 트리에틸렌글리콜모노페닐에테르 등의 모노페닐에테르, 탄소수 1 이상 8 이하의 알킬기를 갖는 에틸렌글리콜모노알킬에테르, 디에틸렌글리콜모노알킬에테르, 트리에틸렌글리콜모노알킬에테르 등의 모노알킬에테르, 탄소수 1 이상 8 이하의 알킬기 및 탄소수 1 이상 4 이하의 알킬기를 갖는 에틸렌글리콜디알킬에테르, 디에틸렌글리콜디알킬에테르, 트리에틸렌글리콜디알킬에테르 등의 디알킬에테르, 페닐기 및 탄소수 1 이상 4 이하의 알킬기를 갖는 에틸렌글리콜페닐알킬에테르, 디에틸렌글리콜페닐알킬에테르, 트리에틸렌글리콜페닐알킬에테르 등의 페닐알킬에테르를 들 수 있다. 상기 식 (Ⅰ) 로 나타내는 화합물로는, 플럭스 제거성 향상의 관점에서, 에틸렌글리콜모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜모노부틸에테르, 트리에틸렌글리콜모노부틸에테르, 에틸렌글리콜모노헥실에테르, 디에틸렌글리콜모노헥실에테르, 에틸렌글리콜모노페닐에테르, 디에틸렌글리콜모노페닐에테르, 프로필렌글리콜모노부틸에테르, 디프로필렌글리콜모노부틸에테르, 트리프로필렌글리콜모노부틸에테르, 에틸렌글리콜디부틸에테르, 디에틸렌글리콜디부틸에테르, 디에틸렌글리콜디부틸에테르 및 트리에틸렌글리콜디메틸에테르에서 선택되는 적어도 1 종이 바람직하고, 디에틸렌글리콜모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜모노헥실에테르, 디에틸렌글리콜모노페닐에테르, 디프로필렌글리콜모노부틸에테르 및 디에틸렌글리콜디부틸에테르에서 선택되는 적어도 1 종이 보다 바람직하고, 디에틸렌글리콜모노부틸에테르, 디프로필렌글리콜모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜디부틸에테르 및 디에틸렌글리콜디메틸에테르에서 선택되는 적어도 1 종이 더욱 바람직하고, 디에틸렌글리콜디메틸에테르가 더욱 바람직하다.
R3-CH2OH (Ⅱ)
상기 식 (Ⅱ) 에 있어서, R3 은, 플럭스 제거성 향상의 관점에서, 페닐기, 벤질기, 시클로헥실기, 푸릴기, 테트라하이드로푸릴기, 푸르푸릴기 또는 테트라하이드로푸르푸릴기인 것이 바람직하고, 페닐기, 시클로헥실기 또는 테트라하이드로푸릴기가 보다 바람직하며, 페닐기 또는 테트라하이드로푸릴기가 더욱 바람직하고, 페닐기가 보다 더 바람직하다.
상기 식 (Ⅱ) 로 나타내는 화합물로는, 예를 들어, 벤질알코올, 페네틸알코올, 시클로헥산메탄올, 푸르푸릴알코올 및 테트라하이드로푸르푸릴알코올을 들 수 있다. 상기 식 (Ⅱ) 로 나타내는 화합물로는, 플럭스 제거성 향상의 관점에서, 벤질알코올, 푸르푸릴알코올 및 테트라하이드로푸르푸릴알코올에서 선택되는 적어도 1 종이 바람직하고, 벤질알코올 및 테트라하이드로푸르푸릴알코올에서 선택되는 적어도 1 종이 보다 바람직하며, 벤질알코올이 더욱 바람직하다.
[화학식 1]
Figure pct00001
상기 식 (Ⅲ) 에 있어서, 플럭스 제거성 향상의 관점에서, R4, R5, R6, R7 은 각각 독립적으로, 수소 원자, 탄소수 1 이상 8 이하의 탄화수소기, 탄소수 1 이상 3 이하의 하이드록시알킬기 또는 수산기인 것이 바람직하고, R4, R5, R6, R7 중 어느 하나가 탄소수 1 이상 8 이하의 탄화수소기인 것이 보다 바람직하고, 탄소수 1 이상 6 이하의 탄화수소기인 것이 더욱 바람직하고, 메틸기, 에틸기, 비닐기 중 어느 것인 것이 보다 더 바람직하다.
상기 식 (Ⅲ) 으로 나타내는 화합물로는, 예를 들어, 2-피롤리돈, 1-메틸-2-피롤리돈, 1-에틸-2-피롤리돈, 1-비닐-2-피롤리돈, 1-페닐-2-피롤리돈, 1-시클로헥실-2-피롤리돈, 1-옥틸-2-피롤리돈, 3-하이드록시프로필-2-피롤리돈, 4-하이드록시-2-피롤리돈, 4-페닐-2-피롤리돈 및 5-메틸-2-피롤리돈 등을 들 수 있다. 상기 식 (Ⅲ) 으로 나타내는 화합물로는, 플럭스 제거성 향상의 관점에서, 2-피롤리돈, 1-메틸-2-피롤리돈, 1-에틸-2-피롤리돈, 1-비닐-2-피롤리돈, 1-페닐-2-피롤리돈, 1-시클로헥실-2-피롤리돈, 1-옥틸-2-피롤리돈 및 5-메틸-2-피롤리돈에서 선택되는 적어도 1 종이 바람직하고, 1-메틸-2-피롤리돈, 1-에틸-2-피롤리돈 및 1-비닐-2-피롤리돈에서 선택되는 적어도 1 종이 보다 바람직하며, 1-메틸-2-피롤리돈이 더욱 바람직하다.
성분 A 는, 1 종류, 2 종류의 조합, 또는 그 이상의 조합이어도 된다. 성분 A 가 2 종류의 조합인 경우, 성분 A 로는, 예를 들어, 식 (Ⅰ) 로 나타내는 화합물과 식 (Ⅱ) 로 나타내는 화합물의 조합을 들 수 있다.
성분 A 로는, 플럭스 제거성 향상의 관점에서, 디에틸렌글리콜모노부틸에테르, 디프로필렌글리콜모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜디부틸에테르, 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 벤질알코올 및 1-메틸-2-피롤리돈에서 선택되는 적어도 1 종이 바람직하고, 디에틸렌글리콜모노부틸에테르, 벤질알코올 및 1-메틸-2-피롤리돈에서 선택되는 적어도 1 종이 보다 바람직하다. 성분 A 는, 로진계 플럭스 제거성 향상의 관점에서, 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 벤질알코올 및 1-메틸-2-피롤리돈이 바람직하다.
본 개시의 세정제 조성물 중의 성분 A 의 함유량은, 플럭스 제거성 향상의 관점에서, 35 질량% 이상이 바람직하고, 50 질량% 이상이 보다 바람직하고, 75 질량% 이상이 더욱 바람직하며, 그리고, 99.5 질량% 이하가 바람직하고, 99.3 질량% 이하가 보다 바람직하고, 99 질량% 이하가 더욱 바람직하다. 보다 구체적으로는, 본 개시의 세정제 조성물에 있어서의 성분 A 의 함유량은, 35 질량% 이상 99.5 질량% 이하가 바람직하고, 50 질량% 이상 99.3 질량% 이하가 보다 바람직하며, 75 질량% 이상 99 질량% 이하가 더욱 바람직하다. 성분 A 가 2 종류 이상의 조합인 경우, 성분 A 의 함유량은 그것들의 합계 함유량을 말한다.
(성분 B : 아민)
본 개시의 세정제 조성물에 있어서의 성분 B 는, 이미다졸 고리 또는 피페라진 고리의 질소 원자에 탄소수 1 이상 4 이하의 알킬기를 갖는 화합물이다. 성분 B 는, 플럭스 제거성 향상의 관점에서, 1-메틸이미다졸, 1,2-디메틸이미다졸, 1-이소부틸-2-메틸이미다졸 및 1-(2-디메틸아미노에틸)-4-메틸피페라진에서 선택되는 적어도 1 종의 아민인 것이 바람직하다. 성분 B 는, 1 종류, 2 종류의 조합, 또는 그 이상의 조합이어도 된다. 성분 B 는, 로진계 플럭스 제거성 향상의 관점에서, 이미다졸 고리의 질소 원자에 탄소수 1 이상 4 이하의 알킬기를 갖는 화합물인 것이 바람직하고, 1-메틸이미다졸, 1,2-디메틸이미다졸, 및 1-이소부틸-2-메틸이미다졸에서 선택되는 적어도 1 종의 아민인 것이 바람직하며, 1-메틸이미다졸 및 1,2-디메틸이미다졸에서 선택되는 적어도 1 종의 아민인 것이 보다 바람직하다.
본 개시의 세정제 조성물 중의 성분 B 의 함유량은, 플럭스 제거성 향상의 관점에서, 0.2 질량% 이상이 바람직하고, 0.3 질량% 이상이 보다 바람직하며, 0.4 질량% 이상이 더욱 바람직하고, 0.5 질량% 이상이 보다 더 바람직하고, 그리고, 땜납 금속의 부식 억제의 관점에서, 15 질량% 이하가 바람직하고, 12 질량% 이하가 보다 바람직하며, 10 질량% 이하가 보다 바람직하고, 8 질량% 이하가 더욱 바람직하고, 5 질량% 이하가 보다 더 바람직하다. 보다 구체적으로는, 본 개시의 세정제 조성물에 있어서의 성분 B 의 함유량은, 0.2 질량% 이상 15 질량% 이하가 바람직하고, 0.3 질량% 이상 10 질량% 이하가 보다 바람직하며, 0.4 질량% 이상 8 질량% 이하가 더욱 바람직하고, 0.5 질량% 이상 5 질량% 이하가 보다 더 바람직하다. 성분 B 가 2 종류 이상의 조합인 경우, 성분 B 의 함유량은 그것들의 합계 함유량을 말한다.
본 개시의 세정제 조성물에 있어서, 성분 A 와 성분 B 의 질량비 (성분 A/성분 B) 는, 플럭스 제거성 향상의 관점에서, 8 이상이 바람직하고, 10 이상이 보다 바람직하며, 15 이상이 더욱 바람직하고, 그리고, 200 이하가 바람직하고, 100 이하가 보다 바람직하며, 25 이하가 더욱 바람직하다. 보다 구체적으로는, 질량비 (성분 A/성분 B) 는, 8 이상 200 이하가 바람직하고, 10 이상 100 이하가 보다 바람직하며, 15 이상 25 이하가 더욱 바람직하다.
(성분 C : 물)
본 개시의 세정제 조성물은, 1 또는 복수의 실시형태에 있어서, 물 (성분 C) 을 추가로 함유할 수 있다. 성분 C 로는, 이온 교환수, RO 수, 증류수, 순수, 초순수 등이 사용될 수 있다. 본 개시의 세정제 조성물 중의 성분 C 의 함유량은, 인화점을 낮추는 관점에서, 1 질량% 이상이 바람직하고, 5 질량% 이상이 보다 바람직하며, 8 질량% 이상이 더욱 바람직하고, 그리고, 플럭스 제거성 향상의 관점에서, 55 질량% 이하가 바람직하고, 15 질량% 이하가 보다 바람직하며, 12 질량% 이하가 더욱 바람직하고, 10 질량% 이하가 보다 더 바람직하다. 보다 구체적으로는, 본 개시의 세정제 조성물 중의 성분 C 의 함유량은, 1 질량% 이상 55 질량% 이하가 바람직하고, 1 질량% 이상 15 질량% 이하가 보다 바람직하며, 5 질량% 이상 12 질량% 이하가 더욱 바람직하고, 8 질량% 이상 10 질량% 이하가 보다 더 바람직하다.
본 개시의 세정제 조성물이 성분 C 를 함유할 경우, 안정성 향상의 관점에서, 본 개시의 세정제 조성물에 함유되는 성분 A 는, 디에틸렌글리콜모노부틸에테르와 그 디에틸렌글리콜모노부틸에테르 이외의 다른 성분 A 를 병용하는 것이 바람직하다.
(기타의 성분)
본 개시의 세정제 조성물은, 상기 성분 A ∼ C 이외에, 필요에 따라서 기타의 성분을 함유할 수 있다. 본 개시의 세정제 조성물 중의 기타의 성분의 함유량은, 0 질량% 이상 10 질량% 이하가 바람직하고, 0 질량% 이상 8 질량% 이하가 보다 바람직하며, 0 질량% 이상 5 질량% 이하가 더욱 바람직하고, 0 질량% 이상 2 질량% 이하가 보다 더 바람직하다.
본 개시의 세정제 조성물에 있어서의 기타의 성분으로는, 안정성 향상의 관점에서, 예를 들어, 계면 활성제를 들 수 있다. 계면 활성제로는, 예를 들어, 폴리옥시알킬렌알킬에테르, 폴리옥시알킬렌알킬아민, 글리세린 지방산 에스테르, 소르비탄 지방산 에스테르, 자당 지방산 에스테르, 알킬글루코시드, 알킬글리세릴에테르 등의 비이온 계면 활성제가 바람직하고, 폴리옥시알킬렌알킬에테르, 알킬글리세릴에테르가 보다 바람직하며, 알킬글리세릴에테르가 더욱 바람직하다. 계면 활성제의 구체예로는, 2-에틸헥실글리세릴에테르 등을 들 수 있다. 본 개시의 세정제 조성물 중의 계면 활성제의 함유량은, 안정성 향상의 관점에서, 0.5 질량% 이상이 바람직하고, 0.8 질량% 이상이 보다 바람직하며, 그리고, 7 질량% 이하가 바람직하고, 5 질량% 이하가 보다 바람직하다. 보다 구체적으로는, 계면 활성제의 함유량은, 0.5 질량% 이상 7 질량% 이하가 바람직하고, 0.8 질량% 이상 5 질량% 이하가 보다 바람직하다.
추가적인 기타의 성분으로서, 본 개시의 세정제 조성물은, 본 개시의 효과를 저해하지 않는 범위에서, 필요에 따라서, 통상적으로 세정제에 사용되는, 하이드록시에틸아미노아세트산, 하이드록시에틸이미노이아세트산, 에틸렌디아민테트라아세트산 등의 아미노카르복실산염 등의 킬레이트력을 갖는 화합물, 벤조트리아졸 등의 녹 방지제, 증점제, 분산제, 성분 B 이외의 염기성 물질, 고분자 화합물, 가용화제, 방부제, 살균제, 항균제, 소포제, 산화 방지제를 적절히 함유할 수 있다.
[세정제 조성물의 제조 방법]
본 개시의 세정제 조성물은, 예를 들어, 성분 A 및 성분 B, 그리고, 필요에 따라서 상기 서술한 성분 C 및 기타의 성분을 공지된 방법으로 배합함으로써 제조할 수 있다. 본 개시의 세정제 조성물은, 1 또는 복수의 실시형태에 있어서, 적어도 성분 A 와 성분 B 를 배합하여 이루어지는 것으로 할 수 있다. 따라서, 본 개시는, 일 양태에 있어서, 적어도 성분 A 및 성분 B 를 배합하는 공정을 포함하는, 세정제 조성물의 제조 방법에 관한 것이다. 본 개시에 있어서「배합한다」는 것은, 성분 A, 성분 B, 및 필요에 따라서 성분 C 및 기타의 성분을 동시에 또는 임의의 순서로 혼합하는 것을 포함한다. 본 개시의 세정제 조성물의 제조 방법에 있어서, 각 성분의 배합량은, 상기 서술한 본 개시의 세정제 조성물의 각 성분의 함유량과 동일하다고 할 수 있다. 본 개시에 있어서「세정제 조성물 중의 각 성분의 함유량」이란, 세정시, 즉, 세정제 조성물을 세정에 사용하는 시점에서의 상기 각 성분의 함유량을 말한다.
본 개시의 세정제 조성물은, 첨가 작업, 저장 및 수송의 관점에서, 농축물로서 제조 및 보관해도 된다. 본 개시의 세정제 조성물의 농축물의 희석 배율로는, 예를 들어, 3 배 이상 30 배 이하를 들 수 있다. 본 개시의 세정제 조성물의 농축물은, 사용시에 성분 A, 성분 B, 필요에 따라서 배합되는 성분 C 및 기타의 성분이 상기 서술한 함유량 (즉, 세정시의 함유량) 이 되도록 물 (성분 C) 로 희석하여 사용할 수 있다.
[세정제 조성물의 pH]
본 개시의 세정제 조성물은, 플럭스 제거성을 향상시키는 점에서, 알칼리성인 것이 바람직하고, 예를 들어, pH 8 이상 pH 14 이하가 바람직하다. pH 는, 필요에 따라서, 질산, 황산 등의 무기산, 옥시카르복실산, 다가 카르복실산, 아미노폴리카르복실산, 아미노산 등의 유기산, 및 그것들의 금속염이나 암모늄염, 암모니아, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 아민 등의 성분 B 이외의 염기성 물질을 적절히 소망량으로 배합함으로써 조정할 수 있다. 본 개시에 있어서 세정제 조성물의 pH 는, 25 ℃ 에 있어서의 세정제 조성물의 사용시 (희석 후) 의 pH 이다.
[피세정물]
본 개시의 세정제 조성물은, 1 또는 복수의 실시형태에 있어서, 플럭스 잔사를 갖는 피세정물의 세정에 사용된다. 플럭스 잔사를 갖는 피세정물로는, 예를 들어, 리플로된 땜납을 갖는 피세정물을 들 수 있다. 피세정물의 구체예로는, 예를 들어, 전자 부품 및 그 제조 중간물을 들 수 있고, 구체적으로는, 납땜 전자 부품 및 그 제조 중간물을 들 수 있으며, 보다 구체적으로는, 부품이 땜납으로 납땜된 전자 부품 및 그 제조 중간물, 부품이 땜납을 개재하여 접속되어 있는 전자 부품 및 그 제조 중간물, 납땜된 부품의 간극에 플럭스 잔사를 포함하는 전자 부품 및 그 제조 중간물, 땜납을 개재하여 접속되어 있는 부품의 간극에 플럭스 잔사를 포함하는 전자 부품 및 그 제조 중간물 등을 들 수 있다. 상기 제조 중간물은, 반도체 패키지나 반도체 장치를 포함하는 전자 부품의 제조 공정에 있어서의 중간 제조물로서, 예를 들어, 플럭스를 사용한 납땜에 의해서, 반도체 칩, 칩형 콘덴서, 및 회로 기판에서 선택되는 적어도 1 개의 부품이 탑재된 회로 기판, 및/또는, 상기 부품을 땜납 접속하기 위한 땜납 범프가 형성된 회로 기판을 포함한다. 피세정물에 있어서의 간극이란, 예를 들어, 회로 기판과 그 회로 기판에 납땜되어 탑재된 부품 (반도체 칩, 칩형 콘덴서, 회로 기판 등) 사이에 형성되는 공간으로서, 그 높이 (부품간의 거리) 가, 예를 들어, 5 ∼ 500 ㎛, 10 ∼ 250 ㎛, 혹은 20 ∼ 100 ㎛ 인 공간을 말한다. 간극의 폭 및 안 길이는, 탑재되는 부품이나 회로 기판 상의 전극 (랜드) 의 크기나 간격에 따라서 상이하다.
[전자 부품의 제조 방법]
본 개시는, 일 양태에 있어서, 반도체 칩, 칩형 콘덴서, 및 회로 기판에서 선택되는 적어도 1 개의 부품을, 플럭스를 사용한 납땜에 의해서 회로 기판 상에 탑재하는 공정, 그리고 상기 부품 등을 접속하기 위한 땜납 범프를 회로 기판 상에 형성하는 공정에서 선택되는 적어도 1 개의 공정과, 상기 부품이 탑재된 회로 기판 및 상기 땜납 범프가 형성된 회로 기판에서 선택되는 적어도 1 개를 본 개시의 세정 방법에 의해서 세정하는 공정을 포함하는, 전자 부품의 제조 방법 (이하,「본 개시의 전자 부품의 제조 방법」이라고도 한다) 에 관한 것이다. 플럭스를 사용한 납땜은, 예를 들어, 납 프리 땜납으로 행해지는 것으로서, 리플로 방식이어도 되고, 플로 방식이어도 된다. 전자 부품은, 반도체 칩이 미탑재된 반도체 패키지, 반도체 칩이 탑재된 반도체 패키지, 및, 반도체 장치를 포함한다. 본 개시의 전자 부품의 제조 방법은, 본 개시의 세정 방법을 행함으로써, 납땜된 부품의 간극이나 땜납 범프의 주변 등에 잔존하는 플럭스 잔사가 저감되어, 플럭스 잔사가 잔류하는 것에서 기인하는 전극간에서의 쇼트나 접착 불량이 억제되기 때문에, 신뢰성이 높은 전자 부품의 제조가 가능해진다. 또한, 본 개시의 세정 방법을 행함으로써, 납땜된 부품의 간극 등에 잔존하는 플럭스 잔사의 세정이 용이해지는 점에서, 세정 시간을 단축화할 수 있어, 전자 부품의 제조 효율을 향상시킬 수 있다.
[키트]
본 개시는, 일 양태에 있어서, 본 개시의 세정 방법 및/또는 본 개시의 전자 부품의 제조 방법에 사용하기 위한 키트 (이하,「본 개시의 키트」라고도 한다) 에 관한 것이다. 본 개시의 키트는, 1 또는 복수의 실시형태에 있어서, 본 개시의 세정제 조성물을 제조하기 위한 키트이다.
본 개시의 키트의 일 실시형태로는, 상기 성분 A 를 함유하는 용액 (제 1 액) 과, 성분 B 를 함유하는 용액 (제 2 액) 을, 서로 혼합되어 있지 않은 상태에서 함유하고, 제 1 액과 제 2 액이 사용시에 혼합되는 키트 (2 액형 세정제 조성물) 를 들 수 있다. 따라서, 본 개시의 세정 방법은, 1 또는 복수의 실시형태에 있어서, 성분 A 를 함유하는 용액 (제 1 액) 과 성분 B 를 함유하는 용액 (제 2 액) 이 서로 혼합되어 있지 않은 상태에서 제 1 액과 제 2 액을 사용시에 혼합하여 세정제 조성물을 조제하는 공정을 포함할 수 있다. 또, 본 개시의 세정 방법은, 1 또는 복수의 실시형태에 있어서, 성분 A 를 함유하는 용액 (제 1 액) 과 성분 B 를 함유하는 용액 (제 2 액) 을, 서로 혼합되어 있지 않은 상태에서 포함하는 키트를 사용하여, 제 1 액과 제 2 액을 사용시에 혼합하여 세정제 조성물을 조제하는 공정을 포함할 수 있다.
상기 제 1 액 및 제 2 액에는, 각각 필요에 따라서 상기 서술한 성분 C 및 기타의 성분이 함유되어 있어도 된다. 상기 제 1 액 및 제 2 액의 적어도 일방은, 1 또는 복수의 실시형태에 있어서, 성분 C (물) 의 일부 또는 전부를 함유할 수 있다. 1 또는 복수의 실시형태에 있어서, 상기 제 1 액과 제 2 액이 혼합된 후, 필요에 따라서 성분 C (물) 로 희석되어도 된다.
본 개시는 또한 아래의 1 또는 복수의 실시형태에 관한 것이다.
<1> 하기 식 (Ⅰ) 로 나타내는 화합물, 하기 식 (Ⅱ) 로 나타내는 화합물 및 하기 식 (Ⅲ) 으로 나타내는 화합물에서 선택되는 적어도 1 종의 용제 (성분 A) 와,
1-메틸이미다졸, 1,2-디메틸이미다졸, 1-이소부틸-2-메틸이미다졸 및 1-(2-디메틸아미노에틸)-4-메틸피페라진에서 선택되는 적어도 1 종의 아민 (성분 B) 을 함유하는, 플럭스 잔사 제거용 세정제 조성물.
R1-O-(AO)n-R2 (Ⅰ)
상기 식 (Ⅰ) 에 있어서, R1 은 페닐기 또는 탄소수 1 이상 8 이하의 알킬기이고, R2 는 수소 원자 또는 탄소수 1 이상 4 이하의 알킬기이며, AO 는 에틸렌옥사이드기 또는 프로필렌옥사이드기이고, n 은 AO 의 부가 몰수이고, 1 이상 3 이하의 정수이다.
R3-CH2OH (Ⅱ)
상기 식 (Ⅱ) 에 있어서, R3 은 페닐기, 벤질기, 시클로헥실기, 푸릴기, 테트라하이드로푸릴기, 푸르푸릴기 또는 테트라하이드로푸르푸릴기이다.
[화학식 2]
Figure pct00002
상기 식 (Ⅲ) 에 있어서, R4, R5, R6, R7 은 각각 독립적으로, 수소 원자, 탄소수 1 이상 8 이하의 탄화수소기, 탄소수 1 이상 3 이하의 하이드록시알킬기 또는 수산기이다.
<2> 상기 식 (Ⅰ) 에 있어서, R1 은 페닐기 또는 탄소수 1 이상 8 이하의 알킬기로서, 페닐기 또는 탄소수 4 이상 6 이하의 알킬기가 바람직하고, 탄소수 4 이상 6 이하의 알킬기가 보다 바람직한, <1> 에 기재된 세정제 조성물.
<3> 상기 식 (Ⅰ) 에 있어서, R2 는 수소 원자 또는 탄소수 1 이상 4 이하의 알킬기로서, 수소 원자 또는 탄소수 2 이상 4 이하의 알킬기가 바람직하고, 수소 원자 또는 n-부틸기가 보다 바람직한, <1> 또는 <2> 에 기재된 세정제 조성물.
<4> 상기 식 (Ⅰ) 에 있어서, AO 는 에틸렌옥사이드기 또는 프로필렌옥사이드기로서, 에틸렌옥사이드기가 바람직한, <1> 내지 <3> 중 어느 하나에 기재된 세정제 조성물.
<5> 상기 식 (Ⅰ) 에 있어서, n 은 1 이상 3 이하의 정수로서, 1 또는 2 가 바람직하고, 2 가 보다 바람직한, <1> 내지 <4> 중 어느 하나에 기재된 세정제 조성물.
<6> 상기 식 (Ⅱ) 에 있어서, R3 은 페닐기, 벤질기, 시클로헥실기, 푸릴기, 테트라하이드로푸릴기, 푸르푸릴기 또는 테트라하이드로푸르푸릴기를 나타내고, 페닐기, 시클로헥실기 또는 테트라하이드로푸릴기가 바람직하며, 페닐기 또는 테트라하이드로푸릴기가 보다 바람직하고, 페닐기가 더욱 바람직한, <1> 내지 <5> 중 어느 하나에 기재된 세정제 조성물.
<7> 상기 식 (Ⅲ) 에 있어서, R4, R5, R6, R7 은 각각 독립적으로, 수소 원자, 탄소수 1 이상 8 이하의 탄화수소기, 탄소수 1 이상 3 이하의 하이드록시알킬기 또는 수산기로서, R4, R5, R6, R7 중 어느 하나가 탄소수 1 이상 8 이하의 탄화수소기인 것이 바람직하고, 탄소수 1 이상 6 이하의 탄화수소기인 것이 보다 바람직하며, 메틸기, 에틸기, 비닐기 중 어느 것인 것이 더욱 바람직한, <1> 내지 <6> 중 어느 하나에 기재된 세정제 조성물.
<8> 성분 A 는, 디에틸렌글리콜모노부틸에테르, 디프로필렌글리콜모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜디부틸에테르, 벤질알코올 및 1-메틸-2-피롤리돈에서 선택되는 적어도 1 종이 바람직하고, 디에틸렌글리콜모노부틸에테르, 벤질알코올 및 1-메틸-2-피롤리돈에서 선택되는 적어도 1 종이 보다 바람직한, <1> 내지 <7> 중 어느 하나에 기재된 세정제 조성물.
<9> 성분 A 의 함유량은, 35 질량% 이상이 바람직하고, 50 질량% 이상이 보다 바람직하며, 75 질량% 이상이 더욱 바람직한, <1> 내지 <8> 중 어느 하나에 기재된 세정제 조성물.
<10> 성분 A 의 함유량은, 99.5 질량% 이하가 바람직하고, 99.3 질량% 이하가 보다 바람직하며, 99 질량% 이하가 더욱 바람직한, <1> 내지 <9> 중 어느 하나에 기재된 세정제 조성물.
<11> 성분 A 의 함유량은, 35 질량% 이상 99.5 질량% 이하가 바람직하고, 50 질량% 이상 99.3 질량% 이하가 보다 바람직하며, 75 질량% 이상 99 질량% 이하가 더욱 바람직한, <1> 내지 <10> 중 어느 하나에 기재된 세정제 조성물.
<12> 성분 B 의 함유량은, 0.2 질량% 이상이 바람직하고, 0.3 질량% 이상이 보다 바람직하며, 0.4 질량% 이상이 더욱 바람직하고, 0.5 질량% 이상이 보다 더 바람직한, <1> 내지 <11> 중 어느 하나에 기재된 세정제 조성물.
<13> 성분 B 의 함유량은, 15 질량% 이하가 바람직하고, 12 질량% 이하가 보다 바람직하며, 10 질량% 이하가 보다 바람직하고, 8 질량% 이하가 더욱 바람직하고, 5 질량% 이하가 보다 더 바람직한, <1> 내지 <12> 중 어느 하나에 기재된 세정제 조성물.
<14> 성분 B 의 함유량은, 0.2 질량% 이상 15 질량% 이하가 바람직하고, 0.3 질량% 이상 10 질량% 이하가 보다 바람직하며, 0.4 질량% 이상 8 질량% 이하가 더욱 바람직하고, 0.5 질량% 이상 5 질량% 이하가 보다 더 바람직한, <1> 내지 <13> 중 어느 하나에 기재된 세정제 조성물.
<15> 성분 A 와 성분 B 의 질량비 (성분 A/성분 B) 는, 8 이상이 바람직하고, 10 이상이 보다 바람직하며, 15 이상이 더욱 바람직한, <1> 내지 <14> 중 어느 하나에 기재된 세정제 조성물.
<16> 성분 A 와 성분 B 의 질량비 (성분 A/성분 B) 는, 200 이하가 바람직하고, 100 이하가 보다 바람직하며, 25 이하가 더욱 바람직한, <1> 내지 <15> 중 어느 하나에 기재된 세정제 조성물.
<17> 성분 A 와 성분 B 의 질량비 (성분 A/성분 B) 는, 8 이상 200 이하가 바람직하고, 10 이상 100 이하가 보다 바람직하며, 15 이상 25 이하가 더욱 바람직한, <1> 내지 <16> 중 어느 하나에 기재된 세정제 조성물.
<18> 물 (성분 C) 을 추가로 포함하는, <1> 내지 <17> 중 어느 하나에 기재된 세정제 조성물.
<19> 성분 C 의 함유량은, 1 질량% 이상이 바람직하고, 5 질량% 이상이 보다 바람직하며, 8 질량% 이상이 더욱 바람직한, <18> 에 기재된 세정제 조성물.
<20> 성분 C 의 함유량은, 55 질량% 이하가 바람직하고, 15 질량% 이하가 보다 바람직하며, 12 질량% 이하가 더욱 바람직하고, 10 질량% 이하가 보다 더 바람직한, <18> 또는 <19> 에 기재된 세정제 조성물.
<21> 성분 C 의 함유량은, 1 질량% 이상 55 질량% 이하가 바람직하고, 1 질량% 이상 15 질량% 이하가 보다 바람직하며, 5 질량% 이상 12 질량% 이하가 더욱 바람직하고, 8 질량% 이상 10 질량% 이하가 보다 더 바람직한, <18> 내지 <20> 중 어느 하나에 기재된 세정제 조성물.
<22> 계면 활성제를 추가로 함유하는, <1> 내지 <21> 중 어느 하나에 기재된 세정제 조성물.
<23> 킬레이트력을 갖는 화합물, 벤조트리아졸 등의 녹 방지제, 증점제, 분산제, 성분 B 이외의 염기성 물질, 고분자 화합물, 가용화제, 방부제, 살균제, 항균제, 소포제, 및 산화 방지제에서 선택되는 적어도 1 종을 추가로 함유하는, <1> 내지 <22> 중 어느 하나에 기재된 세정제 조성물.
<24> 플럭스 잔사를 갖는 피세정물을 <1> 내지 <23> 중 어느 하나에 기재된 세정제 조성물로 세정하는 공정을 포함하는, 세정 방법.
<25> 피세정물이, 납땜 전자 부품의 제조 중간물인, <24> 에 기재된 세정 방법.
<26> 반도체 칩, 칩형 콘덴서, 및 회로 기판에서 선택되는 적어도 1 개의 부품을, 플럭스를 사용한 납땜에 의해서 회로 기판 상에 탑재하는 공정, 그리고 상기 부품 등을 접속하기 위한 땜납 범프를 회로 기판 상에 형성하는 공정에서 선택되는 적어도 1 개의 공정과, 상기 부품이 탑재된 회로 기판 및 상기 땜납 범프가 형성된 회로 기판에서 선택되는 적어도 1 개를 <24> 또는 <25> 에 기재된 세정 방법에 의해서 세정하는 공정을 포함하는, 전자 부품의 제조 방법.
<27><24> 또는 <25> 에 기재된 세정 방법 및/또는 <26> 에 기재된 전자 부품의 제조 방법에 사용하기 위한 키트로서, 성분 A 를 함유하는 용액 (제 1 액) 과 성분 B 를 함유하는 용액 (제 2 액) 을, 서로 혼합되어 있지 않은 상태에서 함유하고, 제 1 액과 제 2 액이 사용시에 혼합되는 키트.
<28> 플럭스 잔사를 갖는 피세정물을 세정제 조성물로 세정하는 공정을 포함하는, 세정 방법으로서,
상기 세정제 조성물은, 유기 용제 (성분 A) 와, 이미다졸 고리 또는 피페라진 고리의 질소 원자에 탄소수 1 이상 4 이하의 알킬기를 갖는 화합물 (성분 B) 을 함유하는, 세정 방법.
<29> 성분 B 는, 1-메틸이미다졸, 1,2-디메틸이미다졸, 1-이소부틸-2-메틸이미다졸 및 1-(2-디메틸아미노에틸)-4-메틸피페라진에서 선택되는 적어도 1 종의 아민인, <28> 에 기재된 세정 방법.
<30> 성분 A 는, 하기 식 (Ⅰ) 로 나타내는 화합물, 하기 식 (Ⅱ) 로 나타내는 화합물 및 하기 식 (Ⅲ) 으로 나타내는 화합물에서 선택되는 적어도 1 종의 용제인, <28> 또는 <29> 에 기재된 세정 방법.
R1-O-(AO)n-R2 (Ⅰ)
상기 식 (Ⅰ) 에 있어서, R1 은 페닐기 또는 탄소수 1 이상 8 이하의 알킬기이고, R2 는 수소 원자 또는 탄소수 1 이상 4 이하의 알킬기이며, AO 는 에틸렌옥사이드기 또는 프로필렌옥사이드기이고, n 은 AO 의 부가 몰수이고, 1 이상 3 이하의 정수이다.
R3-CH2OH (Ⅱ)
상기 식 (Ⅱ) 에 있어서, R3 은 페닐기, 벤질기, 시클로헥실기, 푸릴기, 테트라하이드로푸릴기, 푸르푸릴기 또는 테트라하이드로푸르푸릴기이다.
[화학식 3]
Figure pct00003
상기 식 (Ⅲ) 에 있어서, R4, R5, R6, R7 은 각각 독립적으로, 수소 원자, 탄소수 1 이상 8 이하의 탄화수소기, 탄소수 1 이상 3 이하의 하이드록시알킬기 또는 수산기이다.
<31> 상기 세정제 조성물 중의 성분 A 의 함유량이 35 질량% 이상 99.5 질량% 이하인, <28> 내지 <30> 중 어느 하나에 기재된 세정 방법.
<32> 상기 세정제 조성물 중의 성분 A 와 성분 B 의 질량비 (성분 A/성분 B) 가 8 이상 200 이하인, <28> 내지 <31> 중 어느 하나에 기재된 세정 방법.
<33> 상기 세정제 조성물이, 물 (성분 C) 을 추가로 함유하는, <28> 내지 <32> 중 어느 하나에 기재된 세정 방법.
<34> 상기 세정제 조성물 중의 성분 C 의 함유량은 15 질량% 이하인, <33> 에 기재된 세정 방법.
<35> 상기 세정제 조성물 중의 성분 B 의 함유량이 0.2 질량% 이상 15 질량% 이하인, <28> 내지 <34> 중 어느 하나에 기재된 세정 방법.
<36> 성분 A 는, 디에틸렌글리콜모노부틸에테르, 디프로필렌글리콜모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜디부틸에테르, 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 벤질알코올 및 1-메틸-2-피롤리돈에서 선택되는 적어도 1 종인, <28> 내지 <35> 중 어느 하나에 기재된 세정 방법.
<37> 상기 세정제 조성물 중의 성분 A ∼ C 이외의 기타의 성분의 함유량이 0 질량% 이상 10 질량% 이하인, <28> 내지 <36> 중 어느 하나에 기재된 세정 방법.
<38> 피세정물이, 납땜 전자 부품의 제조 중간물인, <28> 내지 <37> 중 어느 하나에 기재된 세정 방법.
<39> 성분 A 를 함유하는 용액 (제 1 액) 과 성분 B 를 함유하는 용액 (제 2 액) 이 서로 혼합되어 있지 않은 상태에서 제 1 액과 제 2 액을 사용시에 혼합하여 세정제 조성물을 조제하는 공정을 포함하는, <28> 내지 <38> 중 어느 하나에 기재된 세정 방법.
<40> 초음파 세정 장치의 욕조 내에서 접촉시키는 방법, 또는 세정제 조성물을 스프레이상으로 사출하여 접촉시키는 방법을 이용하여 피세정물을 상기 세정제 조성물로 세정하는, <28> 내지 <39> 중 어느 하나에 기재된 세정 방법.
<41> 반도체 칩, 칩형 콘덴서, 및 회로 기판에서 선택되는 적어도 1 개의 부품을, 플럭스를 사용한 납땜에 의해서 회로 기판 상에 탑재하는 공정, 그리고 상기 부품 등을 접속하기 위한 땜납 범프를 회로 기판 상에 형성하는 공정에서 선택되는 적어도 1 개의 공정과, 상기 부품이 탑재된 회로 기판 및 상기 땜납 범프가 형성된 회로 기판에서 선택되는 적어도 1 개를 <28> 내지 <40> 중 어느 하나에 기재된 세정 방법에 의해서 세정하는 공정을 포함하는, 전자 부품의 제조 방법.
<42> 플럭스 잔사를 갖는 피세정물의 세정에 세정제로서 사용하기 위한 조성물로서, 유기 용제 (성분 A) 와, 이미다졸 고리 또는 피페라진 고리의 질소 원자에 탄소수 1 이상 4 이하의 알킬기를 갖는 화합물 (성분 B) 을 함유하는, 조성물.
<43> 유기 용제 (성분 A) 와, 이미다졸 고리 또는 피페라진 고리의 질소 원자에 탄소수 1 이상 4 이하의 알킬기를 갖는 화합물 (성분 B) 을 함유하는 조성물의, 플럭스 잔사를 갖는 피세정물의 세정에 있어서의 사용.
실시예
이하에, 실시예에 의해서 본 개시를 구체적으로 설명하지만, 본 개시는 이들 실시예에 의해서 전혀 한정되는 것은 아니다.
1. 세정제 조성물의 조제 (실시예 1 ∼ 16, 비교예 1 ∼ 9)
100 ㎖ 유리 비커에, 하기 표 1 에 기재된 조성이 되도록 각 성분을 배합하고, 하기 조건에서 혼합함으로써, 실시예 1 ∼ 16 및 비교예 1 ∼ 9 의 세정제 조성물을 조제하였다. 표 1 중의 각 성분의 수치는, 언급이 없는 한, 조제된 세정제 조성물에 있어서의 함유량 (질량%) 을 나타낸다.
<혼합 조건>
액 온도 : 25 ℃
교반기 : 마그네틱 스터러 (50 ㎜ 회전자)
회전수 : 300 rpm
교반 시간 : 10 분
세정제 조성물의 성분으로서 아래의 것을 사용한다.
(성분 A)
A1 : 벤질알코올 [랑세스 주식회사 제조]
A2 : 디에틸렌글리콜모노부틸에테르 [닛폰 유화제 주식회사 제조, 부틸디글리콜 (BDG)]
A3 : 디프로필렌글리콜모노부틸에테르 [닛폰 유화제 주식회사 제조, 부틸프로필렌디글리콜 (BFDG)]
A4 : 디에틸렌글리콜디메틸에테르 [닛폰 유화제 주식회사 제조, 디메틸디글리콜 (DMDG)]
A5 : 1-메틸-2-피롤리돈 [후지 필름 와코 순약 주식회사 제조]
(성분 B)
B1 : 1-메틸이미다졸 [카오 주식회사 제조, 카올라이저 No.110]
B2 : 1,2-디메틸이미다졸 [토쿄 화성 공업 주식회사 제조]
B3 : 1-이소부틸-2-메틸이미다졸 [카오 주식회사 제조, 카올라이저 No.120]
B4 : 1-(2-디메틸아미노에틸)-4-메틸피페라진 [카오 주식회사 제조, 카올라이저 No.8]
(비성분 B)
B5 : 트리에탄올아민 [주식회사 닛폰 촉매 제조]
B6 : 메틸디에탄올아민 [닛폰 유화제 주식회사 제조, 아미노알코올 MDA]
B7 : 2-에틸-4-메틸이미다졸 [후지 필름 와코 순약 주식회사 제조]
B8 : 1,5-디메틸-2-피롤리돈
(성분 C)
물 [오르가노 주식회사 제조 순수 장치 G-10DSTSET 로 제조한 1 μS/㎝ 이하의 순수]
(기타의 성분 : 계면 활성제)
2-에틸헥실글리세릴에테르 [하기 제조 방법으로 제조]
2-에틸헥산올 130 g 및 삼불화붕소에테르 착물 2.84 g 을, 교반하면서 0 ℃ 까지 냉각시킨다. 온도를 0 ℃ 로 유지하면서, 에피클로로하이드린 138.8 g 을 1 시간 동안 적하한다. 적하 종료 후, 감압 하 (13 ∼ 26 Pa), 100 ℃ 에서 잉여의 알코올을 증류 제거한다. 이 반응 혼합물을 50 ℃ 까지 냉각시키고, 50 ℃ 를 유지하면서 48 % 수산화나트륨 수용액 125 g 을 1 시간 동안 적하하여, 3 시간 교반한 후, 200 ㎖ 의 물을 첨가하여 분층시킨다. 수층을 제거한 후, 추가로 100 ㎖ 의 물로 2 회 세정하고, 208 g 의 조 (粗) 2-에틸헥실글리시딜에테르를 얻는다. 이 조 (粗) 2-에틸헥실글리시딜에테르 208 g, 물 104.8 g, 라우르산 5.82 g 및 수산화칼륨 18.5 g 을 오토클레이브에 넣고, 140 ℃ 에서 5 시간 교반한다. 감압 하 (6.67 ㎪), 100 ℃ 에서 탈수 후, 라우르산 9.7 g 및 수산화칼륨 2.72 g 을 첨가하여 160 ℃ 에서 15 시간 반응시키고, 그 후 감압 증류 (53 ∼ 67 ㎩, 120 ∼ 123 ℃) 에 의해서 정제하여, 110.2 g 의 2-에틸헥실글리세릴에테르를 얻는다.
(기타의 성분 : 녹 방지제)
벤조트리아졸 [토쿄 화성 공업 주식회사 제조, 1,2,3-벤조트리아졸]
2. 세정제 조성물의 평가
조제된 실시예 1 ∼ 16 및 비교예 1 ∼ 9 의 세정제 조성물을 사용하여 세정성, 및 방식성에 대해서 시험을 행하고, 평가하였다.
<테스트 기판>
구리 배선 프린트 기판 (10 ㎜ × 15 ㎜) 상에, 스크린판을 사용하여 하기 솔더 페이스트를 도포한다. 질소 분위기 하, 250 ℃ 에서 리플로함으로써 테스트 기판을 제작한다.
<플럭스의 조성>
완전 수소 첨가 로진 (이스트만 케미컬사 제조, Foral AX-E) 58.0 질량%
N,N'-디페닐구아니딘브롬화수소산염 (주식회사 와코 케미컬 제조) 0.5 질량%
아디프산 (후지 필름 와코 순약 주식회사 제조) 0.5 질량%
경화 피마자유 (호우코쿠 제유 (製油) 주식회사 제조) 6.0 질량%
헥실글리콜 (닛폰 유화제 주식회사 제조) 35.0 질량%
<플럭스의 제조 방법>
용제의 헥실글리콜에 나머지의 다른 성분을 첨가하여 용해시킴으로써, 상기 조성의 플럭스를 얻었다.
<솔더 페이스트의 제조 방법>
상기한 플럭스 11.0 g 과 땜납 분말 [센쥬 금속 공업 주식회사 제조, M705 (Sn/Ag/Cu = 96.5/3/0.5)] 89.0 g 을 1 시간 혼련하여 조제하였다.
<세정 시험>
세정 시험은, 아래의 순서로 행하였다.
먼저, 초음파 세정조, 제 1 린스조, 제 2 린스조를 아래의 조건에서 준비한다. 초음파 세정조는, 주파수 40 ㎑ 로 설정하고 출력을 200 W 로 한다. 50 ㎖ 유리 비커에 각 세정제 조성물을 50 g 첨가하고, 초음파 세정층에 넣어, 60 ℃ 로 가온함으로써 얻었다. 제 1 린스조 및 제 2 린스조는, 50 ㎜ 회전자를 1 개 넣은 100 ㎖ 유리 비커를 2 개 준비하고, 각각에 순수 100 g 을 첨가하고, 온욕에 넣어, 회전수 100 rpm 으로 교반하면서 40 ℃ 로 가온함으로써 얻었다.
다음으로, 테스트 기판을 핀셋으로 유지하여 상기 초음파 세정조에 삽입하고, 5 분간 침지한다. 다음으로, 테스트 기판을 핀셋으로 유지하여 제 1 린스조에 삽입하고, 회전수 100 rpm 으로 교반하면서 3 분간 침지한다.
또한, 테스트 기판을 핀셋으로 유지하여 제 2 린스조에 삽입하고, 회전수 100 rpm 으로 교반하면서 3 분간 침지한다.
마지막으로, 테스트 기판을 질소 퍼지하여 건조시킨다.
[세정성의 평가 (플럭스 제거성)]
세정 후, 테스트 기판을 탁상 현미경 Miniscope TM3030 (주식회사 히타치 하이테크놀로지즈 제조) 으로 관찰하여, 임의의 10 포인트의 땜납 범프 상에 잔존하는 플럭스 잔사의 유무를 육안 확인하고, 플럭스 잔사의 개수를 세었다. 결과를 표 1 에 나타낸다.
또한, 테스트 기판을 광학 현미경 VHX-2000 (주식회사 키엔스 제조) 으로 관찰하여, 땜납 범프 근방에 잔존하는 플럭스 잔사의 유무를 육안 확인하고, 땜납 범프 근방에 플럭스 잔사가 남은 땜납 범프의 개수를 세었다. 결과를 표 1 에 나타낸다.
[방식성의 평가]
세정성 (플럭스 제거성) 의 평가를 행한 후의 테스트 기판 상의 땜납 금속을 광학 현미경 VHX-2000 (주식회사 키엔스 제조) 및 탁상 현미경 Miniscope TM3030 (주식회사 히타치 하이테크놀로지즈 제조) 을 사용하여 육안 관찰하고, 아래의 평가 기준으로 땜납 금속에 대한 영향을 평가한다. 그 평가 결과를 표 1 에 나타낸다.
<평가 기준>
A : 땜납 금속에 대한 영향 없음
B : 부식 등에 의한 땜납 금속에 대한 영향 있음
[세정성의 평가 (로진산 용해성)]
플럭스의 친화성을 확인하기 위해서, 플럭스의 성분으로서 사용되는 로진산의 용해성을 아래의 방법으로 평가하였다. 그 평가 결과를 표 1 에 나타낸다.
50 ㎖ 유리 비커에 세정제 조성물 100 g 과 로진산을 1 g 첨가하고, 초음파 세정조를 사용하여, 주파수 40 ㎑ 로 설정하고 출력을 200 W 의 조건에서, 25 ℃ 에서 1 시간 초음파 처리를 행하였다. 로진산이 용해된 경우에는 추가로 로진산을 1 g 첨가하고, 동일한 조작을 행하였다. 이 조작을 로진산이 미용해로 될 때까지 반복하여 행함으로써, 용해도를 추정하였다. 용해도가 높을수록, 로진계 플럭스 제거성이 우수하다고 평가할 수 있다. 로진계 플럭스 제거성 향상의 관점에서, 용해도는 40 질량% 이상이 바람직하고, 50 질량% 이상이 보다 바람직하며, 60 질량% 이상이 더욱 바람직하다고 평가할 수 있다.
<평가 기준>
A : 용해도가 60 질량% 이상
B : 용해도가 50 질량% 이상 60 질량% 미만
C : 용해도가 40 질량% 이상 50 질량% 미만
D : 용해도가 40 질량% 미만
Figure pct00004
상기 표 1 에 나타내는 바와 같이, 성분 A 및 성분 B 를 함유하는 실시예 1 ∼ 16 의 세정제 조성물은, 성분 A 또는 성분 B 를 함유하지 않는 비교예 1 ∼ 9 에 비해서, 플럭스 제거성이 우수하였다. 또한, 실시예 1 ∼ 16 의 세정제 조성물은, 땜납 금속에 대한 영향이 억제되어 있었다. 또, 실시예 2 ∼ 3, 6, 9 ∼ 11, 13 ∼ 14, 16 의 세정제 조성물은, 로진산의 용해도가 50 질량% 이상으로 높아, 실시예 1, 4 ∼ 5, 7 ∼ 8, 12, 15 에 비해서 로진계 플럭스 제거성이 우수한 것을 알 수 있었다.
산업상 이용가능성
본 개시를 사용함으로써, 플럭스 잔사의 세정을 양호하게 행할 수 있는 점에서, 예를 들어, 전자 부품의 제조 프로세스에 있어서의 플럭스 잔사의 세정 공정의 단축화 및 제조되는 전자 부품의 성능·신뢰성의 향상이 가능해져, 전자 부품의 생산성을 향상시킬 수 있다.

Claims (16)

  1. 플럭스 잔사를 갖는 피세정물을 세정제 조성물로 세정하는 공정을 포함하는, 세정 방법으로서,
    상기 세정제 조성물은, 유기 용제 (성분 A) 와, 이미다졸 고리 또는 피페라진 고리의 질소 원자에 탄소수 1 이상 4 이하의 알킬기를 갖는 화합물 (성분 B) 을 함유하는, 세정 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    성분 B 는, 1-메틸이미다졸, 1,2-디메틸이미다졸, 1-이소부틸-2-메틸이미다졸 및 1-(2-디메틸아미노에틸)-4-메틸피페라진에서 선택되는 적어도 1 종의 아민인, 세정 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    성분 A 는, 하기 식 (Ⅰ) 로 나타내는 화합물, 하기 식 (Ⅱ) 로 나타내는 화합물 및 하기 식 (Ⅲ) 으로 나타내는 화합물에서 선택되는 적어도 1 종의 용제인, 세정 방법.
    R1-O-(AO)n-R2 (Ⅰ)
    상기 식 (Ⅰ) 에 있어서, R1 은 페닐기 또는 탄소수 1 이상 8 이하의 알킬기이고, R2 는 수소 원자 또는 탄소수 1 이상 4 이하의 알킬기이며, AO 는 에틸렌옥사이드기 또는 프로필렌옥사이드기이고, n 은 AO 의 부가 몰수이고, 1 이상 3 이하의 정수이다.
    R3-CH2OH (Ⅱ)
    상기 식 (Ⅱ) 에 있어서, R3 은 페닐기, 벤질기, 시클로헥실기, 푸릴기, 테트라하이드로푸릴기, 푸르푸릴기 또는 테트라하이드로푸르푸릴기이다.
    Figure pct00005

    상기 식 (Ⅲ) 에 있어서, R4, R5, R6, R7 은 각각 독립적으로, 수소 원자, 탄소수 1 이상 8 이하의 탄화수소기, 탄소수 1 이상 3 이하의 하이드록시알킬기 또는 수산기이다.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 세정제 조성물 중의 성분 A 의 함유량이 35 질량% 이상 99.5 질량% 이하인, 세정 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 세정제 조성물 중의 성분 A 와 성분 B 의 질량비 (성분 A/성분 B) 가 8 이상 200 이하인, 세정 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 세정제 조성물이, 물 (성분 C) 을 추가로 함유하는, 세정 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 세정제 조성물 중의 성분 C 의 함유량은 15 질량% 이하인, 세정 방법.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 세정제 조성물 중의 성분 B 의 함유량이 0.2 질량% 이상 15 질량% 이하인, 세정 방법.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    성분 A 는, 디에틸렌글리콜모노부틸에테르, 디프로필렌글리콜모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜디부틸에테르, 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 벤질알코올 및 1-메틸-2-피롤리돈에서 선택되는 적어도 1 종인, 세정 방법.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 세정제 조성물 중의 성분 A ∼ C 이외의 기타의 성분의 함유량이 0 질량% 이상 10 질량% 이하인, 세정 방법.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    피세정물이, 납땜 전자 부품의 제조 중간물인, 세정 방법.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    성분 A 를 함유하는 용액 (제 1 액) 과 성분 B 를 함유하는 용액 (제 2 액) 이 서로 혼합되어 있지 않은 상태에서 제 1 액과 제 2 액을 사용시에 혼합하여 세정제 조성물을 조제하는 공정을 포함하는, 세정 방법.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    초음파 세정 장치의 욕조 내에서 접촉시키는 방법, 또는 세정제 조성물을 스프레이상으로 사출하여 접촉시키는 방법을 이용하여 피세정물을 상기 세정제 조성물로 세정하는, 세정 방법.
  14. 반도체 칩, 칩형 콘덴서, 및 회로 기판에서 선택되는 적어도 1 개의 부품을, 플럭스를 사용한 납땜에 의해서 회로 기판 상에 탑재하는 공정, 그리고 상기 부품 등을 접속하기 위한 땜납 범프를 회로 기판 상에 형성하는 공정에서 선택되는 적어도 1 개의 공정과, 상기 부품이 탑재된 회로 기판 및 상기 땜납 범프가 형성된 회로 기판에서 선택되는 적어도 1 개를 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 기재된 세정 방법에 의해서 세정하는 공정을 포함하는, 전자 부품의 제조 방법.
  15. 플럭스 잔사를 갖는 피세정물의 세정에 세정제로서 사용하기 위한 조성물로서,
    유기 용제 (성분 A) 와, 이미다졸 고리 또는 피페라진 고리의 질소 원자에 탄소수 1 이상 4 이하의 알킬기를 갖는 화합물 (성분 B) 을 함유하는, 조성물.
  16. 유기 용제 (성분 A) 와, 이미다졸 고리 또는 피페라진 고리의 질소 원자에 탄소수 1 이상 4 이하의 알킬기를 갖는 화합물 (성분 B) 을 함유하는 조성물의, 플럭스 잔사를 갖는 피세정물의 세정에 있어서의 사용.
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