(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-06-13
(45)【発行日】2022-06-21
(54)【発明の名称】洗浄剤及び洗浄方法
(51)【国際特許分類】
C11D 7/50 20060101AFI20220614BHJP
B08B 3/08 20060101ALI20220614BHJP
H01L 21/304 20060101ALI20220614BHJP
H05K 3/34 20060101ALI20220614BHJP
C11D 7/26 20060101ALN20220614BHJP
C11D 7/32 20060101ALN20220614BHJP
B23K 35/363 20060101ALN20220614BHJP
【FI】
C11D7/50
B08B3/08 A
H01L21/304 647A
H05K3/34 503Z
C11D7/26
C11D7/32
B23K35/363 C
B23K35/363 D
(21)【出願番号】P 2018167465
(22)【出願日】2018-09-07
【審査請求日】2021-03-04
(31)【優先権主張番号】P 2018039180
(32)【優先日】2018-03-06
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000168414
【氏名又は名称】荒川化学工業株式会社
(72)【発明者】
【氏名】古賀 信哉
(72)【発明者】
【氏名】西垣 泰志
(72)【発明者】
【氏名】田中 俊
【審査官】黒川 美陶
(56)【参考文献】
【文献】特開平07-054178(JP,A)
【文献】特開2015-218295(JP,A)
【文献】国際公開第2010/024141(WO,A1)
【文献】特開2014-130956(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
C11D
B08B 3/
H01L 21/304
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
一般式(1):R-O-CH
2-CHX-O-H
(式中、Xが水素原子を表すとき、Rは、メチル基、エチル基、n-プロピル基、i-プロピル基、i-ブチル基、s-ブチル基、及びt-ブチル基からなる群から選択される基を表し、
Xがメチル基を表すとき、Rは、メチル基、エチル基、n-プロピル基、i-プロピル基、n-ブチル基、i-ブチル基、s-ブチル基、及びt-ブチル基からなる群から選択される基を表す。)
で表されるグリコールエーテル(1)を
50質量%超70質量%
以下
一般式(2-1):R
1R
2N-(CH
2)
n-NR
3R
4
(式中、R
1~R
4はそれぞれ独立に炭素数1~4のアルキル基であり、nは1~6の整数である)
又は
一般式(2-2)
【化1】
(式中、R
5は炭素数1~4のアルキル基であり、R
6は炭素数1~4のアルキル基又は水素原子であり、R
7は炭素数1~4のアルキレン基である)
で表されるアミン(2)を0.1~10質量%
及び
水(3)を20~54.9質量%含
み、曇点を有さず、
グリコールエーテルの種類は2種以下である、洗浄剤。
【請求項2】
ジアルキレングリコールジアルキルエーテル(4)を0.1~20質量%含む、請求項1に記載の洗浄剤。
【請求項3】
非共沸性である、請求項1又は2に記載の洗浄剤。
【請求項4】
前記グリコールエーテル(1)、前記アミン(2)及び前記水(3)からなるか、又は前記グリコールエーテル(1)、前記アミン(2)、前記水(3)、及び前記ジアルキレングリコールジアルキルエーテル(4)からなる請求項
1又は2に記載の洗浄剤。
【請求項5】
フラックス洗浄液用である、請求項
1又は2に記載の洗浄剤。
【請求項6】
請求項
1又は2に記載の洗浄剤を物品に付着している汚染物質と接触させる工程を含む、洗浄方法。
【請求項7】
前記汚染物質がはんだ付け用フラックス、ソルダペースト、及び工業油からなる群の少なくとも1つを含む、請求項6に記載の洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、洗浄剤及び洗浄方法に関する。
【背景技術】
【0002】
ソルダペーストやヤニ入りはんだ等を用いてプリント配線基板の電極に電子部品を接合すると、フラックスが不可避的に生じるため、これを除去するべく、斯界では種々の洗浄剤が使用されている。
【0003】
フラックス除去用洗浄剤は、かつてはフロン系の洗浄剤が主流であったが、環境への悪影響が考慮された結果、近年では非フロン系の洗浄剤として例えば炭化水素系洗浄剤やグリコール系洗浄剤等が使用されている。
【0004】
非フロン系の洗浄剤のうちグリコール系洗浄剤は、各種グリコール系化合物と水とから構成されており、フラックスやイオン残渣の除去性に優れるだけでなく非危険物である点で炭化水素系洗浄剤に勝る(特許文献1~3)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開平3-152197号公報
【文献】特開平5-175641号公報
【文献】特開平10-046198号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
洗浄剤には、例えば、各種電子材料に付着したフラックス、ソルダペースト等の各種汚染物質に対する洗浄性が良いことが求められている。また、液寿命(洗浄剤新液との交換時期)を長くすることも求められている。
【0007】
本発明が解決しようとする課題は、電子材料に付着したフラックス、ソルダペーストに対する洗浄性が良好であり、かつ液寿命(洗浄剤新液との交換時期)が長いグリコール系洗浄剤を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明者らは鋭意検討の結果、特定の組成を有する洗浄剤によって、上記課題が解決されることを見出した。
【0009】
本開示により以下の項目が提供される。
(項目1)一般式(1):R-O-CH
2-CHX-O-H
(式中、Xが水素原子を表すとき、Rは、メチル基、エチル基、n-プロピル基、i-プロピル基、i-ブチル基、s-ブチル基、及びt-ブチル基からなる群から選択される基を表し、
Xがメチル基を表すとき、Rは、メチル基、エチル基、n-プロピル基、i-プロピル基、n-ブチル基、i-ブチル基、s-ブチル基、及びt-ブチル基からなる群から選択される基を表す。)
で表されるグリコールエーテル(1)を35~70質量%
一般式(2-1):R
1R
2N-(CH
2)
n-NR
3R
4
(式中、R
1~R
4はそれぞれ独立に炭素数1~4のアルキル基であり、nは1~6の整数である)
又は
一般式(2-2)
【化1】
(式中、R
5は炭素数1~4のアルキル基であり、R
6は炭素数1~4のアルキル基又は水素原子であり、R
7は炭素数1~4のアルキレン基である)
で表されるアミン(2)を0.1~10質量%
及び
水(3)を20~54.9質量%含む、洗浄剤。
(項目2)ジアルキレングリコールジアルキルエーテル(4)を0.1~20質量%含む、上記項目に記載の洗浄剤。
(項目3)非共沸性である、上記項目のいずれか1項に記載の洗浄剤。
(項目4)前記グリコールエーテル(1)、前記アミン(2)及び前記水(3)からなるか、又は前記グリコールエーテル(1)、前記アミン(2)、前記水(3)、及び前記ジアルキレングリコールジアルキルエーテル(4)からなる上記項目のいずれか1項に記載の洗浄剤。
(項目5)フラックス洗浄液用である、上記項目のいずれか1項に記載の洗浄剤。
(項目6)上記項目のいずれか1項に記載の洗浄剤を物品に付着している汚染物質と接触させる工程を含む、洗浄方法。
(項目7)前記汚染物質がはんだ付け用フラックス、ソルダペースト、及び工業油からなる群の少なくとも1つを含む、上記項目に記載の洗浄方法。
【発明の効果】
【0010】
上記洗浄剤は電子材料に付着したフラックス、ソルダペーストに対する洗浄性が良好であり、かつ液寿命が長い。そのため、各種洗浄用途において、好適に用いることができる。
【発明を実施するための形態】
【0011】
本開示の全体にわたり、各物性値、含有量等の数値の範囲は、適宜(例えば下記の各項目に記載の上限及び下限の値から選択して)設定され得る。具体的には、数値α(例えば質量%等)について、数値αの上限がA1、A2、A3等が例示され、数値αの下限がB1、B2、B3等が例示される場合、数値αの範囲は、A1以下、A2以下、A3以下、B1以上、B2以上、B3以上、A1~B1、A1~B2、A1~B3、A2~B1、A2~B2、A2~B3、A3~B1、A3~B2、A3~B3等が例示される。
【0012】
[1.洗浄剤]
本開示は、一般式(1):R-O-CH
2-CHX-O-H
(式中、Xが水素原子を表すとき、Rは、メチル基、エチル基、n-プロピル基、i-プロピル基、i-ブチル基、s-ブチル基、及びt-ブチル基からなる群から選択される基を表し、
Xがメチル基を表すとき、Rは、メチル基、エチル基、n-プロピル基、i-プロピル基、n-ブチル基、i-ブチル基、s-ブチル基、及びt-ブチル基からなる群から選択される基を表す。)
で表されるグリコールエーテル(1)を45~70質量%
一般式(2-1):R
1R
2N-(CH
2)
n-NR
3R
4
(式中、R
1~R
4はそれぞれ独立に炭素数1~4のアルキル基であり、nは1~6の整数である)
又は
一般式(2-2)
【化2】
(式中、R
5は炭素数1~4のアルキル基であり、R
6は炭素数1~4のアルキル基又は水素原子であり、R
7は炭素数1~4のアルキレン基である)
で表されるアミン(2)を0.1~10質量%
及び
水(3)を20~54.9質量%含む、洗浄剤を提供する。
【0013】
炭素数1~4のアルキル基は、メチル基、エチル基、n-プロピル基、i-プロピル基、n-ブチル基、i-ブチル基、s-ブチル基、及びt-ブチル基が例示される。
【0014】
n-プロピル基、及びi-プロピル基をまとめてプロピル基ということもあり、n-ブチル基、i-ブチル基、s-ブチル基、及びt-ブチル基をまとめてブチル基ということもある。
【0015】
炭素数1~4のアルキレン基は、メチレン基、エチレン基、n-プロピレン基、i-プロピレン基、n-ブチレン基、i-ブチレン基、s-ブチレン基、及びt-ブチレン基が例示される。
【0016】
n-プロピレン基、及びi-プロピレン基をまとめてプロピレン基ということもあり、n-ブチレン基、i-ブチレン基、s-ブチレン基、及びt-ブチレン基をまとめてブチレン基ということもある。
【0017】
<グリコールエーテル:(1)成分ともいう>
グリコールエーテルは各種公知のものを単独で用いてもよいし、二種以上を併用してもよい。グリコールエーテルは、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノ-n-プロピルエーテル、エチレングリコールモノ-i-プロピルエーテル、エチレングリコールモノ-i-ブチルエーテル、エチレングリコールモノ-s-ブチルエーテル、エチレングリコールモノ-t-ブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノ-n-プロピルエーテル、プロピレングリコールモノ-i-プロピルエーテル、プロピレングリコールモノ-n-ブチルエーテル、プロピレングリコールモノ-i-ブチルエーテル、プロピレングリコールモノ-s-ブチルエーテル、プロピレングリコールモノ-t-ブチルエーテル等が例示される。
【0018】
上記グリコールエーテルの常圧下の沸点は120~180℃が好ましく、145~165℃がより好ましい。なお、「常圧」は標準大気圧を意味する。
【0019】
また、安全性の観点より、上記グリコールエーテルの引火点は30℃以上が好ましく、50~60℃がより好ましい。
【0020】
上記洗浄剤100質量%中の上記グリコールエーテルの含有量の上限は、70、65、60、55、50、45、40質量%等が例示され、下限は、65、60、55、50、45、40、35質量%等が例示される。1つの実施形態において、洗浄剤100質量%中の上記グリコールエーテルの含有量は、35~70質量%が好ましく、45~70質量%がより好ましい。
【0021】
<アミン:(2)成分ともいう>
上記一般式(2-1)で表わされるアミンは、ジアミノメタン、ジアミノエタン(エチレンアミン)、ジアミノプロパン、ジアミノブタン、ジアミノペンタン、ジアミノヘキサン等が例示される。上記一般式(2-1)で表わされるアミンは、各種公知のものを単独で用いてもよいし、二種以上を併用してもよい。
【0022】
上記ジアミノメタンは、テトラメチルジアミノメタン、テトラエチルジアミノメタン、テトラプロピルジアミノメタン、テトラブチルジアミノメタン等が例示される。
【0023】
上記ジアミノエタンは、テトラメチル-1,2-ジアミノエタン、テトラエチル-1,2-ジアミノエタン、テトラプロピル-1,2-ジアミノエタン、テトラブチル-1,2-ジアミノエタン等が例示される。
【0024】
上記ジアミノプロパンは、テトラメチル-1,3-ジアミノプロパン、テトラエチル-1,3-ジアミノプロパン、テトラプロピル-1,3-ジアミノプロパン、テトラブチル-1,3-ジアミノプロパン等が例示される。
【0025】
上記ジアミノブタンは、テトラメチル-1,4-ジアミノブタン、テトラエチル-1,4-ジアミノブタン、テトラプロピル-1,4-ジアミノブタン、テトラブチル-1,4-ジアミノブタン等が例示される。
【0026】
上記ジアミノペンタンは、テトラメチル-1,5-ジアミノペンタン、テトラエチル-1,5-ジアミノペンタン、テトラプロピル-1,5-ジアミノペンタン、テトラブチル-1,5-ジアミノペンタン等が例示される。
【0027】
上記ジアミノヘキサンは、テトラメチル-1,6-ジアミノヘキサン、テトラエチル-1,6-ジアミノヘキサン、テトラプロピル-1,6-ジアミノヘキサン、テトラブチル-1,6-ジアミノヘキサン等が例示される。
【0028】
上記一般式(2-2)で表わされるアミンは、モノアルキルモノアルカノールアミン、ジアルキルモノアルカノールアミン等が例示される。
【0029】
モノアルキルモノアルカノールアミンは、メチルメタノールアミン、エチルメタノールアミン、プロピルメタノールアミン、ブチルメタノールアミン、メチルエタノールアミン、エチルエタノールアミン、プロピルエタノールアミン、ブチルエタノールアミン、メチルプロパノールアミン、エチルプロパノールアミン、プロピルプロパノールアミン、ブチルプロパノールアミン、メチルブタノールアミン、エチルブタノールアミン、プロピルブタノールアミン、ブチルブタノールアミン等が例示される。
【0030】
ジアルキルモノアルカノールアミンは、ジメチルメタノールアミン、ジエチルメタノールアミン、ジプロピルメタノールアミン、ジブチルメタノールアミン、ジメチルエタノールアミン、ジエチルエタノールアミン、ジプロピルエタノールアミン、ジブチルエタノールアミン、ジメチルプロパノールアミン、ジエチルプロパノールアミン、ジプロピルプロパノールアミン、ジブチルプロパノールアミン、ジメチルブタノールアミン、ジエチルブタノールアミン、ジプロピルブタノールアミン、ジブチルブタノールアミン等が例示される。
【0031】
上記洗浄剤100質量%中の上記アミンの含有量の上限は、10、9、8、7、6、5、4、3、2、1、0.9、0.5、0.4、0.2質量%等が例示され、下限は、9、8、7、6、5、4、3、2、1、0.9、0.5、0.4、0.2、0.1質量%等が例示される。1つの実施形態において、洗浄剤100質量%中の上記アミンの含有量は、0.1~10質量%が好ましい。
【0032】
<水:(3)成分ともいう>
水は、超純水、純水、蒸留水、イオン交換水、水道水等が例示される。上記水は軟水であっても硬水であってもよい。
【0033】
上記洗浄剤100質量%中の上記水の含有量の上限は、54.9、50、45、40、39.99、39.9、39、35、30、25質量%等が例示され、下限は、50、45、40、39.99、39.9、39、35、30、25、20質量%等が例示される。1つの実施形態において、洗浄剤100質量%中の上記水の含有量は、20~54.9質量%が好ましく、40質量%未満がより好ましい。
【0034】
<ジアルキレングリコールジアルキルエーテル:(4)成分ともいう>
1つの実施形態において、上記洗浄剤は、ジアルキレングリコールジアルキルエーテルを含む。ジアルキレングリコールジアルキルエーテルは、各種公知のものを単独で用いてもよいし、二種以上を併用してもよい。
【0035】
ジアルキレングリコールジアルキルエーテルは、ジエチレングリコールジアルキルエーテル、ジプロピレングリコールジアルキルエーテル等が例示される。
【0036】
ジエチレングリコールジアルキルエーテルは、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジプロピルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル等が例示される。
【0037】
ジプロピレングリコールジアルキルエーテルは、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエチルエーテル、ジプロピレングリコールジエチルエーテル、ジプロピレングリコールジプロピルエーテル、ジプロピレングリコールジブチルエーテル等が例示される。
【0038】
上記洗浄剤100質量%中の上記ジアルキレングリコールジアルキルエーテルの含有量の上限は、20、19、17、15、13、10、9、7、5、3、2、1、0.9、0.5、0.3、0.2質量%等が例示され、下限は、19、17、15、13、10、9、7、5、3、2、1、0.9、0.5、0.3、0.2、0.1質量%等が例示される。1つの実施形態において、上記洗浄剤100質量%中の上記ジアルキレングリコールジアルキルエーテルの含有量は、0~20質量%が好ましく、0.1~20質量%がより好ましい。
【0039】
<添加剤>
1つの実施形態において、上記洗浄剤は、上記(1)~(4)のいずれでもない剤を添加剤として含み得る。添加剤は、界面活性剤、表面張力低下剤(エチレングリコールモノヘキシルエーテル等)、スケール防止剤やキレート剤(グルコン酸ソーダ等)、防錆剤(炭酸アンモニウム等)、酸中和剤(テトラアルキルアンモニウムハイドライド、アンモニア等)、アルカリ中和剤(酢酸、ギ酸、塩酸等)、酸化還元剤(過酸化水素等)、酸化防止剤(ブチルヒドロトルエン等)等が例示される。
【0040】
上記洗浄剤100質量%中の上記添加剤の含有量は、5質量%未満、1質量%未満、0.1質量%未満、0.01質量%未満、0質量%等が例示される。
【0041】
上記(1)成分100質量%に対する上記添加剤の含有量は、5質量%未満、1質量%未満、0.1質量%未満、0.01質量%未満、0質量%等が例示される。
【0042】
上記(2)成分100質量%に対する上記添加剤の含有量は、5質量%未満、1質量%未満、0.1質量%未満、0.01質量%未満、0質量%等が例示される。
【0043】
上記(3)成分100質量%に対する上記添加剤の含有量は、5質量%未満、1質量%未満、0.1質量%未満、0.01質量%未満、0質量%等が例示される。
【0044】
上記(4)成分100質量%に対する上記添加剤の含有量は、5質量%未満、1質量%未満、0.1質量%未満、0.01質量%未満、0質量%等が例示される。
【0045】
界面活性剤は、例えば、溶液内において、臨界ミセル濃度以上でミセルのような会合体を形成する物質である。界面活性剤は、陰イオン界面活性剤、陽イオン界面活性剤、両性界面活性剤、非イオン界面活性剤等が例示される。非イオン界面活性剤は、アセチレンアルコール、アセチレングリコール、多価アルコール脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレン多価アルコール脂肪酸エステル等が例示される。なお、一般式:R-O-CH2-CHX-O-H(式中、Rは炭素数1~4のアルキル基を、Xは水素又はメチル基を表す。)で表されるグリコールエーテルは界面活性剤ではない。
【0046】
1つの実施形態において、上記洗浄剤は界面活性剤を含まない。上記洗浄剤は界面活性剤を含まない場合でも十分に洗浄性及びリンス性を有するものである。また、さらなる実施形態において、上記洗浄剤は上記(1)~(3)成分のみを含むか、上記(1)~(4)成分のみを含むことがあり得る。すなわち、上記洗浄剤は、上記グリコールエーテル(1)、上記アミン(2)及び上記水(3)からなるか、又は前記グリコールエーテル(1)、前記アミン(2)、前記水(3)、及び前記ジアルキレングリコールジアルキルエーテル(4)からなることがあり得る。
【0047】
<各成分の相対比>
上記洗浄剤における上記グリコールエーテル(1)と上記アミン(2)との質量比の上限[(1)/(2)]は、700、600、500、400、300、200、100、90、75、50、25、10、9、5、4.5、4等が例示され、下限は、600、500、400、300、200、100、90、75、50、25、10、9、5、4.5、4、3.5等が例示される。1つの実施形態において、上記洗浄剤における上記グリコールエーテル(1)と上記アミン(2)との質量比[(1)/(2)]は、3.5~700が好ましい。
【0048】
上記洗浄剤における上記グリコールエーテル(1)と上記水(3)との質量比[(1)/(3)]の上限は、3.5、3.0、2.5、2.0、1.5、1.0、0.9、0.8、0.7等が例示され、下限は、3.0、2.5、2.0、1.5、1.0、0.9、0.8、0.7、0.6等が例示される。1つの実施形態において、上記洗浄剤における上記グリコールエーテル(1)と上記水(3)との質量比[(1)/(3)]は、0.6~3.5が好ましい。
【0049】
上記洗浄剤における上記アミン(2)と上記水(3)との質量比[(2)/(3)]の上限は、0.5、0.4、0.25、0.1、0.09、0.05、0.01、0.009、0.005、0.003等が例示され、下限は、0.4、0.25、0.1、0.09、0.05、0.01、0.009、0.005、0.003、0.002等が例示される。1つの実施形態において、上記洗浄剤における上記アミン(2)と上記水(3)との質量比[(2)/(3)]は、0.002~0.5が好ましい。
【0050】
上記洗浄剤における上記ジアルキレングリコールジアルキルエーテル(4)と上記グリコールエーテル(1)との質量比[(4)/(1)]の上限は、0.6、0.5、0.4、0.3、0.2、0.1等が例示され、下限は、0.5、0.4、0.3、0.2、0.1、0等が例示される。1つの実施形態において、上記洗浄剤における上記ジアルキレングリコールジアルキルエーテル(4)と上記グリコールエーテル(1)との質量比[(4)/(1)]は、0~0.6が好ましい。
【0051】
上記洗浄剤における上記ジアルキレングリコールジアルキルエーテル(4)と上記アミン(2)との質量比[(4)/(2)]の上限は、200、190、150、100、90、50、10、5、1等が例示され、下限は、190、150、100、90、50、10、5、1、0等が例示される。1つの実施形態において、上記洗浄剤における上記ジアルキレングリコールジアルキルエーテル(4)と上記アミン(2)との質量比[(4)/(2)]は、0~200が好ましい。
【0052】
上記洗浄剤における上記ジアルキレングリコールジアルキルエーテル(4)と上記水(3)との質量比[(4)/(3)]の上限は、1、0.9、0.7、0.5、0.3、0.1等が例示され、下限は、0.9、0.7、0.5、0.3、0.1、0等が例示される。1つの実施形態において、上記洗浄剤における上記ジアルキレングリコールジアルキルエーテル(4)と上記水(3)との質量比[(4)/(3)]は、0~1が好ましい。
【0053】
<洗浄剤の物性等>
1つの実施形態において、上記洗浄剤は曇点を有さない。従来の洗浄剤は曇点を有するものが洗浄性に優れていることが知られていた。本発明者らは、鋭意検討した結果、驚くべきことに、曇点を有していない洗浄剤であったとしても洗浄性やリンス性に優れていることを見出したものである。
【0054】
本開示において、「曇点」とは透明又は半透明な液体で温度変化によって相分離が起き、その結果不透明になる温度である。上記洗浄剤の場合グリコールエーテルと水との間に形成される水素結合が切断され、水溶解度が急激に下がる温度をいう。
【0055】
1つの実施形態において、上記洗浄剤は引火点を有さない。その結果、上記洗浄剤を非危険物として使用することができる。
【0056】
上記洗浄剤は、汚染物質別に分類すると、フラックス洗浄液用洗浄剤、はんだ付け用フラックス洗浄液用洗浄剤、ソルダペースト用洗浄剤、工業油用洗浄剤等が例示され、被洗浄物別に分類すると、電子材料用洗浄剤等が例示される。
【0057】
電子材料は、フォトマスク、光学レンズ、真空放電管、タッチパネル、表示デバイス用ガラス等のガラス加工品、メタルマスク、パレット、プリント回路基板、フレキシブル配線基板、セラミック配線基板、半導体素子、半導体パッケージ、磁気メディア、パワーモジュール、カメラモジュール、リードフレーム、磁気ディスク、ヒートシンク等の金属加工品、ガラスエポキシ基板、ポリイミド基板、紙フェノール基板、プラスチックモールド部品等の樹脂加工品、シリコン(Si)、サファイア(Al2O3)、炭化ケイ素(SiC)、ダイヤモンド(C)、窒化ガリウム(GaN)、燐化ガリウム(GaP)、砒化ガリウム(GaAs)、燐化インジウム(InP)等のウエハ及びそれらの、切断(スライシング、ダイシング等)、研削(バックグラインド、ブラスト等)、面取り(ベベリング、バレル等)、研磨(ラッピング、ポリシング、バフ等)加工品、更には、それらの物品を加工、実装、溶接、洗浄、搬送する際に使用する治具、キャリア、マガジン等が例示される。
【0058】
1つの実施形態において、上記洗浄剤は、非共沸性である。なお、本開示において、「洗浄剤が非共沸性である」とは洗浄剤が共沸混合物を含んでいないことを意味する。
【0059】
[2.洗浄方法]
本開示は、上記洗浄剤を物品に付着している汚染物質と接触させる工程を含む、洗浄方法を提供する。
【0060】
上記洗浄方法において、除去される汚染物質の量は、洗浄前に洗浄剤に含まれる汚染物質の量の60質量%以上、70質量%以上、80質量%以上、90質量%以上、95質量%以上、100質量%である。上記除去される汚染物質の量は、95質量%以上が好ましく、100質量%が最も好ましい。
【0061】
上記洗浄剤を汚染物質等が付着した物品に接触させて物品を洗浄する手段は限定されず、洗浄手段は、浸漬洗浄、シャワー洗浄、スプレー洗浄、超音波洗浄、液中ジェット洗浄、直通式洗浄(ダイレクトパス(登録商標))等が例示される。また、公知の洗浄装置として、例えば、特開平7-328565号公報、特開2000-189912号公報、特開2001-932号公報、特開2005-144441号公報等が例示される。なお、上記洗浄剤は、炭化水素溶剤系の洗浄剤とは異なり非危険物であるため燃焼しない。そのため防爆設備も不要となることから、シャワー洗浄やスプレー洗浄にも好適である。
【0062】
(汚染物質)
1つの実施形態において、上記汚染物質は、はんだ付け用フラックス、ソルダペースト、及び工業油からなる群の少なくとも1つを含む。しかし上記汚染物質は、これらに限定されるものではない。
【0063】
(はんだ付け用フラックス)
本開示において、「はんだ付け用フラックス」は、はんだ及び母材(金属電極等)表面の酸化皮膜を除去し、両者の接合を容易にするために用いられる組成物である。一般的には、ベース樹脂、活性剤及び有機溶剤を含み、必要に応じてチキソトロピック剤、酸化防止剤、その他の添加剤が含まれていてもよい。また、はんだ付け用フラックスは、その組成により、ソルダペースト用フラックス、並びに糸はんだ用フラックス、ポストフラックス及びプレフラックス等の非ソルダペースト用フラックスに分類される。
【0064】
上記ベース樹脂は、ロジン系ベース樹脂及び非ロジン系ベース樹脂等が例示される。該ロジン系ベース樹脂は、天然ロジン、ロジン誘導体、及びこれらの精製物等が例示される。天然ロジンは、ガムロジン、トール油ロジン及びウッドロジン等が例示される。ロジン誘導体は、上記天然ロジンの水素化物及び不均化物;
重合ロジン、不飽和酸変性ロジン、ロジンエステル、水素化不飽和酸変性ロジン等が例示される。上記重合ロジン、上記不飽和酸変性ロジン、及び上記ロジンエステルは、上記天然ロジン、又は上記天然ロジンの水素化物若しくは不均化物等を用いて製造され得る。上記ロジンエステルを構成する多価アルコールは、グリセリン、ペンタエリスリトール等が例示される。上記不飽和酸変性ロジンを構成する不飽和酸は、アクリル酸、フマル酸、マレイン酸等が例示される。非ロジン系ベース樹脂は、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ナイロン樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリオレフイン樹脂、フッ素系樹脂、ABS樹脂、イソプレンゴム、スチレンブタジエンゴム(SBR)、ブタジエンゴム(BR)、クロロプレンゴム、ナイロンゴム、ナイロン系エラストマ、ポリエステル系エラストマ等が例示される。
【0065】
上記活性剤は、コハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、グルタル酸、セバシン酸、ドデカン2酸、ダイマー酸、フマル酸、マレイン酸、イタコン酸、trans-2,3-ジブロモ-1,4-ブテンジオール、cis-2,3-ジブロモ-1,4-ブテンジオール、3-ブロモプロピオン酸、2-ブロモ吉草酸、5-ブロモ-n-吉草酸、2-ブロモイソ吉草酸、エチルアミン臭素酸塩、ジエチルアミン臭素酸塩、ジエチルアミン塩化水素酸塩、メチルアミン臭素酸等が例示される。
【0066】
上記有機溶剤は、エタノール、n-プロパノール、イソプロパノール、イソブタノール、ブチルカルビトール、ヘキシルジグリコール、ヘキシルカルビトール、酢酸イソプロピル、プロピオン酸エチル、安息香酸ブチル、アジピン酸ジエチル、n-ヘキサン、ドデカン、テトラデセン等が例示される。
【0067】
上記チキソトロピック剤は、ひまし油、硬化ひまし油、蜜ロウ、カルナバワックス、ステアリン酸アミド、12-ヒドロキシステアリン酸エチレンビスアミド等が例示される。
【0068】
上記酸化防止剤は、ペンタエリスリチル-テトラキス〔3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕、オクタデシル-3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート、N,N’-ヘキサメチレンビス(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシ-ヒドロシンアミド)、1,3,5-トリメチル-2,4,6-トリス(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシベンジル)ベンゼン、2,6-ジ-t-ブチル-p-クレゾール、トリフェニルフォスファイト、トリエチルフォスファイト、トリラウリルトリチオフォスファイト、トリス(トリデシル)フォスファイト等が例示される。
【0069】
上記その他の添加剤は、防黴剤、艶消し剤、増粘防止剤、界面活性剤等が例示される。
【0070】
(ソルダペースト)
本開示において「ソルダペースト」は、はんだ付け用フラックス及びはんだ粉末の混合物である。はんだ粉末は、Sn-Ag系、Sn-Cu系、Sn-Sb系、Sn-Zn系の鉛フリーはんだ粉末、更に鉛を構成成分とする鉛含有はんだ粉末が例示される。また、これらはんだ金属は、Ag、Al、Au、Bi、Co、Cu、Fe、Ga、Ge、In、Ni、P、Pt、Sb、Znの1種又は2種以上の元素がドープされたものであってよい。ソルダペーストは、スクリーン印刷によりメタルマスクを介して電極上に供給され、その上に電子部品が載置された後に、加熱下ではんだ付けが行われる。
【0071】
上記はんだ付け用フラックス又はソルダペーストが付着した物品は、スクリーン印刷用のメタルマスク、スキージ、ディスペンス方式用のノズル、シリンジ、及び基板固定用の治具等が例示される。
【0072】
フラックス残渣は、ソルダペースト、糸はんだ、プレフラックス、ポストフラックス等を用い、電子部品等を電極に接合した後に生ずる残渣である。フラックス残渣は、はんだ金属及び母材を腐食したり、基板の絶縁抵抗を低下させたりするため、洗浄により除去する必要がある。
【0073】
上記フラックス残渣が付着した物品は、プリント回路基板、セラミック配線基板、半導体素子搭載基板、ウエハ、TABテープ、リードフレーム、パワーモジュール、及びカメラモジュール等が例示される。また、対応するものについては、IC、コンデンサ、抵抗器、ダイオード、トランジスタ、コイル、及びCSP等の電子部品がはんだ付けされていたり、BGA、PGA、及びLGA等が形成されていたり、はんだレベリング等の前処理が施されていてもよい。
【0074】
(工業油)
工業油は、加工油、切削油、鉱物油、機械油グリース、潤滑油、防錆油、ワックス、ピッチ、パラフィン、油脂、グリース等が例示される。これらは機械加工、金属加工等の分野において、材料と工具間の摩擦を低減して焼き付きを防止したり、加工に要する力を低減して形成し易くしたり、製品の錆や腐食を防止したりするために使用される。また、メッキ処理が予定されている部品に工業用油が残存しているとメッキ不良が生じ得るため、そうした部品の洗浄に本実施形態に係る洗浄剤は特に適している。
【0075】
工業油が付着した物品は、ボルト、ナット、フェルール、及びワッシャー等の成型部品をはじめ、エンジンピストン等の自動車部品、ギア、シャフト、スプロケット、及びチェーン等の産業機械部品、HDD用パーツ、及びリードフレーム等の電子部品等が例示される。
【0076】
その他の汚染物質は、プリント回路基板、セラミック配線基板、半導体素子搭載基板、カバーガラス、及びウエハ等をダイシング加工した際に生じる切り粉等が例示される。
【実施例】
【0077】
以下の実施例に従って本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定解釈されるものではなく、各実施例に開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施例も、本発明の範囲に含まれるものとする。
【0078】
製造例1:洗浄剤の調製
以下に示す手順により洗浄剤を調製した。
100mLのビーカーに、(1)成分としてエチレングリコールモノプロピルエーテルを55.0g、(2)成分としてテトラメチル-1,3-ジアミノプロパンを2.0g、及び水としてイオン交換水(以下、単に水という。)を43.0g入れ、よく混合することにより、洗浄剤を調製した。
【0079】
製造例1以外の製造例及び比較製造例の洗浄剤は、組成を下記表に記載のものに変更した以外は製造例1と同様にして洗浄剤を調製した。
【表1】
【0080】
作製例:試験基材(被洗浄物品)の作製
以下に示す手順により基材Aを試験基材(被洗浄物品)として作製した。
【0081】
作製例1:基材Aの作製
ロジン系ポストフラックス(商品名「パインフラックスWHS-003C」、荒川化学工業(株)製)をパレットテストピース(27×20×5mm)の上に0.3g均一に塗布し、260℃に加熱したホットプレート上で2分間処理する事で得られた試験片を基材Aとした。
【0082】
実施例1-1:フラックス洗浄試験
100mLビーカーに各製造例/比較製造例の洗浄剤100gを入れ、前記試験基材を浸漬し、300rpm浸漬撹拌で15分間洗浄後、該基材を取り出し、N2ブローで任意時間乾燥させた。
【0083】
基材Aの評価方法及び評価基準
ポストフラックスの洗浄性は、洗浄前後の試験基材の外観の変化を目視にて判定した。尚、洗浄性の判定基準は下記の通りである。
◎: フラックスが残存しておらず、基材も白濁もしない
○:フラックスが残存していないが、基材が白濁した
×:フラックスが残存している
【0084】
【0085】
作製例:試験基材(被洗浄物品)の作製
以下に示す手順により基材Bを試験基材(被洗浄物品)として作製した。
【0086】
作製例2:基材Bの作製
市販の鉛フリーソルダペースト(M705-GRN360-K2-V、千住金属工業(株)製)をメタルマスク(40×45mm)の開口部に塗布する事で得られた試験片を基材Bとした。
【0087】
実施例1-2:ソルダペースト洗浄試験
300mLビーカーに各製造例/比較製造例の洗浄剤100gを入れ、前記試験基材を浸漬し、45kHzの超音波を3分間照射させた後、該基材を取り出し、N2ブローで任意時間乾燥させた。
【0088】
基材Bの評価方法及び評価基準
メタルマスクの洗浄性は、マスク開口部(275×2507μm、48箇所)のうちはんだボールが付着した長さを顕微鏡(KEYENCE製、VHX-6000)下で測定、開口部の総延長(267072μm)と比較し、残留率を算出することで判定した。尚、洗浄性の判定基準は下記の通りである。
◎:残留率0.05%未満
○:残留率0.05%以上0.10%未満
×:残留率0.10%以上
【0089】
【0090】
実施例2:液寿命の測定
製造例及び比較製造例で製造した洗浄剤にロジン(ロンヂスR:KE-604=1:1)を3%溶解し、液の濁りを観察した。
ロンヂスR:不均化ロジン(荒川化学工業(株)製)
KE-604:アクリル化ロジンの水素化物(荒川化学工業(株)製)
【0091】
液寿命の評価基準
液寿命の判定基準は下記の通りである。
○:ロジン溶解後に液の濁りが見られない
×:ロジン溶解後に液の濁りが見られる
【0092】