7642178 掃除用パテ及びこれを用いた半導体実装部品の清掃方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-02-27

(45)【発行日】2025-03-07

(54)【発明の名称】掃除用パテ及びこれを用いた半導体実装部品の清掃方法

(51)【国際特許分類】

   A47L 25/00 20060101AFI20250228BHJP

【ＦＩ】

A47L25/00

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2024569024

(86)(22)【出願日】2024-10-09

(86)【国際出願番号】 JP2024036089

【審査請求日】2024-11-27

(31)【優先権主張番号】P 2024072994

(32)【優先日】2024-04-26

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000237422

【氏名又は名称】富士高分子工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000040

【氏名又は名称】弁理士法人池内アンドパートナーズ

(72)【発明者】

【氏名】鈴村 克之

【審査官】高橋 祐介

(56)【参考文献】

【文献】特開平５－２６２９８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－３２５３４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－２９３０３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１６９６２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１１－５１８８９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平３－２９３３８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平４－７５０８４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ４７Ｌ ２５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

半導体実装部品を清掃するための掃除用パテであって、
ミラブル型シリコーンゴム組成物を主成分とし、JIS K 6300-3:2019,ISO 2007:1991に従った可塑度が２０以上８０未満であり、
アルミとの接着力が０．３Ｎ以上４Ｎ以下であることを特徴とする掃除用パテ。

【請求項2】

前記掃除用パテは、アルミブロックに押し付けたのち剥離したとき、アルミブロック側に界面破壊痕が残らない請求項１に記載の掃除用パテ。

【請求項3】

前記掃除用パテは、プリント基板又はシリコーンゴムに押し付けたのち剥離し、界面破壊痕がプリント基板側には残らず、シリコーンゴム側に残る請求項１に記載の掃除用パテ。

【請求項4】

前記掃除用パテ１００質量％に対し、前記ミラブル型シリコーンゴムは４０質量％以上１００質量％以下である請求項１に記載の掃除用パテ。

【請求項5】

前記掃除用パテには、さらにホウ酸化合物を含有するオルガノポリシロキサンを含む請求項１に記載の掃除用パテ。

【請求項6】

前記掃除用パテには、さらに前記ミラブル型シリコーンゴム以外のオルガノポリシロキサンを含む請求項１に記載の掃除用パテ。

【請求項7】

前記ミラブル型シリコーンゴム組成物は、未架橋のミラブル型シリコーンゴムを含む請求項１に記載の掃除用パテ。

【請求項8】

プリント基板上に液状熱伝導性シリコーン組成物の放熱材をタテ１０ｍｍ、ヨコ２０ｍｍ、厚さ０．３ｍｍとなるように塗布し、質量を測定し、前記掃除用パテを押し当てて引き剥がしたとき、１回目の除去率が６０質量％、２回目の除去率が８５質量％以上である請求項１に記載の掃除用パテ。

【請求項9】

前記掃除用パテはテープ状、シート状、棒状又はブロック状に成形されている請求項１に記載の掃除用パテ。

【請求項10】

請求項１～９のいずれか１項に記載の掃除用パテを使用した半導体実装部品の清掃方法であって、
シリコーン系放熱材を塗布又は付着させたプリント基板上に前記掃除用パテを押し当てて引き剥がし、半導体実装部品を清掃することを特徴とする半導体実装部品の清掃方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、掃除用パテ及びこれを用いた半導体実装部品の清掃方法に関する。

【背景技術】

【0002】

ＣＰＵ(central processing unit)，ＧＰＵ(graphics processing unit)などの半導体素子を搭載したプリント基板製造過程においては、しばしば微細な塵埃が発生することがある。また、電子部品用の放熱材である熱伝導性グリース、熱伝導性パテを電子部品に実装する場合は、微細な塵埃が発生することがある。これらの微細な塵埃は除去しないと不合格品となり、製品歩留まりが低下する問題がある。また、これら放熱材をリペアや再塗布をする際には除去する必要があり、除去が不十分だと放熱性の低下や脱落による汚染といった問題が発生する。
特許文献１には特定のゲル分率と特定のトルエンに対する膨潤度のシリコーン系粘着剤が提案されている。特許文献２には空孔又は亀裂を有するシリコーン系粘着剤が提案されている。特許文献３には付加反応硬化型シリコーン系粘着剤が提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特許第６６２６１２５号公報

【文献】特開２００４－１２３７６０号公報

【文献】特開２００４－０９１７０３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、従来の粘着剤を用いると基板やそれに配されるリードにまで粘着するため、部品が破損する恐れがあった。また、布などによるふき取りではリード間の微細な隙間を十分に掃除できず、針で掻き出す必要があるため多くの時間を要している。

【0005】

本発明は前記従来の問題を解決するため、基板やリードに粘着せず選択的にシリコーン材と粘着することで部品の破損を防ぎ、さらに微細な隙間に潜り込むことができるパテ特性を付与した掃除用パテ及びこれを用いた半導体実装部品の清掃方法を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一実施形態は、半導体実装部品を清掃するための掃除用パテであって、ミラブル型シリコーンゴム組成物を主成分とし、JIS K 6300-3:2019,ISO 2007:1991に従った可塑度が２０以上８０未満であり、アルミとの接着力が０．３Ｎ以上４Ｎ以下である掃除用パテに関する。

【0007】

また、本発明の一実施形態は、前記の掃除用パテを使用した半導体実装部品の清掃方法であって、シリコーン系放熱材を塗布又は付着させたプリント基板上に前記掃除用パテを押し当てて引き剥がし、半導体実装部品を清掃する半導体実装部品の清掃方法に関する。

【発明の効果】

【0008】

本発明は、ミラブル型シリコーンゴム組成物を主成分とし、JIS K 6300-3:2019,ISO 2007:1991に従った可塑度が２０以上８０未満であり、アルミとの接着力が０．３Ｎ以上４Ｎ以下である掃除用パテとすることにより、基板やリードに粘着せず選択的にシリコーン材と粘着することで部品の破損を防ぎ、さらに微細な隙間に潜り込むことができるパテ特性を付与することで、掃除にかかる時間、工数を大幅に削減することが可能な掃除用パテ及びこれを用いた半導体実装部品の清掃方法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は本発明の一実施形態の半導体実装部品の模式的断面図である。

【図2】図２は本発明の一実施形態の掃除用パテの模式的斜視図である。

【図3】図３は本発明の別の実施形態の掃除用パテの模式的斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

本発明は、半導体実装部品を清掃するための掃除用パテである。前記半導体実装部品は、ＣＰＵ(central processing unit)，ＧＰＵ(graphics processing unit)などの半導体素子を搭載したプリント基板を含む。本発明の掃除用パテは、ミラブル型シリコーンゴムを主成分とする。ミラブル型シリコーンゴムとは固形タイプのシリコーンゴムであり、例えば重合度3000～10000の線状ポリマーを主成分とし、シリカ系補強性充填剤、潤滑剤、着色剤などの各種添加剤を配合したもので加硫剤を使用して加熱硬化させたタイプのシリコーンゴムであり、粘土状態である。このミラブル型シリコーンゴムを使用し、作業性に優れた可塑度、粘着性などに調整する。前記において、主成分とは掃除用パテ１００質量％に対し、前記ミラブル型シリコーンゴムは４０質量％以上含むことが好ましい。上限は１００質量％である。前記の範囲であれば、前記ミラブル型シリコーンゴム以外のオルガノポリシロキサンを含んでもよい。また、前記ミラブル型シリコーンゴムは、未架橋のミラブル型シリコーンゴムであってもよい。

【0011】

本発明の掃除用パテは、JIS K 6300-3:2019,ISO 2007:1991に従った可塑度が２０以上８０未満であり、好ましくは２０以上７５以下であり、より好ましくは２０以上７０以下である。可塑度が前記の範囲であると、柔らかく、追従性が良く、微細な隙間へ潜り込みやすくなる。可塑度が２０未満では柔らかすぎて千切れやすくリード間に残留し易く、可塑度が８０以上であると硬くなり、リード間に潜り込みにくくなり、好ましくない。

【0012】

本発明の掃除用パテは、アルミとの接着力（タック力）が０．３Ｎ以上４Ｎ以下であり、好ましくは０．４以上３．８Ｎ以下であり、さらに好ましくは０．５以上３．６Ｎ以下である。接着力（タック力）が前記の範囲であると、基板やリードに粘着せず選択的にシリコーン材と粘着することで部品の破損を防ぐことができる。また、リードなどへダメージを与えにくい。

【0013】

掃除用パテをアルミブロックに押し付けたのち剥離したとき、アルミブロック側に界面破壊痕が残らないことが好ましい。また、掃除用パテをプリント基板又はシリコーンゴムに押し付けたのち剥離し、界面破壊痕がプリント基板側には残らず、シリコーンゴム側に残ることが好ましい。これにより効率よく掃除ができる。

【0014】

掃除用パテには、さらにホウ酸化合物を含有するオルガノポリシロキサンを含むことが好ましい。これにより、さらに基板やリードに粘着せず選択的にシリコーン材と粘着することで部品の破損を防ぎ、微細な隙間に潜り込むことができるパテとすることができる。

【0015】

プリント基板上に液状熱伝導性シリコーン組成物の放熱材をタテ１０ｍｍ、ヨコ２０ｍｍ、厚さ０．３ｍｍとなるように塗布し、質量を測定し、前記掃除用パテを押し当てて引き剥がしたとき、１回目の除去率が６０質量％、２回目の除去率が８５質量％以上であるのが好ましい。これにより、さらに基板やリードに粘着せず選択的にシリコーン材と粘着することで部品の破損を防ぎ、微細な隙間に潜り込むことができるパテとすることができる。

【0016】

本発明の掃除用パテはテープ状、シート状、棒状又はブロック状に成形されているのが好ましい。これにより、様々なタイプの半導体実装部品を清掃することができる。

【0017】

本発明の半導体実装部品の清掃方法は、シリコーン系放熱材を塗布又は付着させたプリント基板上に前記掃除用パテを押し当てて引き剥がし、半導体実装部品を清掃する。これにより下記の利点を有する。
（１）手に付きにくい、基板上の部品破損防止、広い面積にも対応可能といった作業性の向上により取り扱いが容易となり、狭い部分に入り込んだ材料を迅速簡便に除去できる。
（２）シリコーンとなじみが良いため、押し付けるだけで液状ＴＩＭを吸着出来る。
（３）軟性パテ状のため、リードの隙間などの１ｍｍ未満の隙間でも容易に掃除できる。
（４）広い面積に押し当てることができるため、広範囲かつ凹凸の多い電子部品を一度に掃除できる。
（５）基板の材質には粘着せずにシリコーン材のみを粘着除去できる。

【0018】

以下図面を用いて説明する。図１は本発明の一実施形態における半導体実装部品１の模式的断面図である。この半導体実装部品１はプリント基板２の上にＩＣチップ３が搭載され、プリント基板２とＩＣチップ３はリード４と金ワイヤ５により電気的に接続されており、ＩＣチップ３は封止樹脂６により封止されている。プリント基板２とリード４と封止樹脂６との間は隙間７ａ，７ｂがあり、一例としてここを掃除する。

【0019】

図２は本発明の一実施形態の掃除用パテ８の模式的斜視図である。この掃除用パテ８は、全体はテープ状であり、先端部は厚さ２ｍｍである。図３は本発明の別の実施形態の掃除用パテ９の模式的斜視図である。この掃除用パテ９は先端部分に３本の溝１０ａ，１０ｂ，１０ｃを形成し、塵埃との接触面積を大きくしてある。本発明の掃除用パテは柔らかいので、これ以外にも一般的なテープ状、シート状、棒状又はブロック状など、任意の形態に成形できる。

【実施例】

【0020】

以下実施例を用いて説明する。本発明は実施例に限定されるものではない。

【0021】

各種パラメーターについては下記の方法で測定した。
＜硬さ（可塑度）＞
硬さ（可塑度）は、JIS K 6300-3,ISO 2007:1991に従い、ウォーレス可塑度計（Wallace Rapid plastometer）を使用し、測定温度２３℃において、２枚の金属プレート間に試料を一定荷重（３００Ｎ），一定時間（１５秒）で一定厚み（１ｍｍ）まで圧縮した後、さらに一定荷重（１００Ｎ），一定時間（１５秒）圧縮したあとの試料厚さ（ｔ）を１００倍した値で表す。この値が小さいほど柔軟であることを示す。
＜アルミ板接着力（タック力）＞
タッキネスチェッカー ＨＴＣ－１（東洋精機株式会社製）を用いて測定した。下記の圧力・時間で接触子を対象物に押しつけ、引き剥がした際の応力をロードセル方式で検出した。下記の実施例においては、タッキネスチェッカー（東洋精機株式会社製）の圧力は１０Ｎ、時間は６秒、接触子はアルミＦリングとした。
＜プリント基板及びシリコーンゴムからの界面破壊＞
プリント基板材質はソルダレジスト加工された一般的なプリント基板を使用した。シリコーンゴムは厚さ１ｍｍのシリコーンゴムシートを使用した。
測定方法
（１）各材質に試料を押し当てる。
（２）試料を引きはがし下記評価基準により判定する。
無：各材質に試料が残らない。
有（小）：一部試料が残る。
有（大）：試料の大部分が被着し残る。
＜ＳＰＧ－３０Ｂ掃除試験＞（ＳＰＧ－３０Ｂは富士高分子工業社製熱伝導性シリコーン製品名）
測定方法
（１）ソルダレジスト加工された一般的な基板にＳＰＧ－３０Ｂをタテ１０ｍｍ、横２０ｍｍ、厚さ０．３ｍｍとなるように塗布し、重量を測定する。
（２）ＳＰＧの上から覆うように試料を押し当てる。
（３）そのまま試料を引きはがし、ＳＰＧの残重量を測定する。（一回目）
（４）試料の新たな面を再度押し当てて、引きはがし、ＳＰＧの残重量を測定する。（二回目）
（５）初期重量からの変化率を計算し、除去率とする。

【0022】

（実施例１）
・信越化学工業社製、商品名"KE-1614H-U"：ジオルガノポリシロキサンとホウ酸化合物とを含有する未架橋のミラブル型シリコーンゴム組成物を１００ｇ
・東レ・ダウコーニング・シリコーン社製、商品名"CF3110"：ポリオルガノシロキサンベースポリマー８ｇ
以上を均一に混合し、掃除用パテとした。

【0023】

（実施例２）
・信越化学工業社製、商品名"KE-1614H-U"：ジオルガノポリシロキサンとホウ酸化合物とを含有する未架橋のミラブル型シリコーンゴム組成物を１００ｇ
・東レ・ダウコーニング・シリコーン社製、商品名"CF3110"：ポリオルガノシロキサンベースポリマー２０ｇ
以上を均一に混合し、掃除用パテとした。

【0024】

（実施例３）
・信越化学工業社製、商品名"KE-1614H-U"：ジオルガノポリシロキサンとホウ酸化合物とを含有する未架橋のミラブル型シリコーンゴム組成物を１００ｇ
・東レ・ダウコーニング・シリコーン社製、商品名"CF3110"：ポリオルガノシロキサンベースポリマー３７ｇ
以上を均一に混合し、掃除用パテとした。

【0025】

（実施例４）
・東レ・ダウコーニング・シリコーン社製、商品名"DAWSIL CF 9306"：オルガノポリシロキサン、シリカ、クリストバライト、クオーツ、珪藻土とを含有するミラブル型シリコーンゴム組成物１００ｇ
・信越化学工業社製、商品名"X-93-1169"：ホウ酸化合物を含有するオルガノポリシロキサン添加剤５ｇ
・東レ・ダウコーニング・シリコーン社製、商品名"CF3110"：ポリオルガノシロキサンベースポリマー２０ｇ
以上を均一に混合し、掃除用パテとした。

【0026】

（実施例５）
東レ・ダウコーニング・シリコーン社製、商品名"XIAMETER SE 1185 U"：ミラブル型シリコーンゴム組成物１００ｇを掃除用パテとした。

【0027】

（実施例６）
・東レ・ダウコーニング・シリコーン社製、商品名"XIAMETER SE 1185 U"：ミラブル型シリコーンゴム組成物１００ｇ
・信越化学工業社製、商品名"X-93-1169"：ホウ酸化合物を含有するオルガノポリシロキサン添加剤５ｇ
以上を均一に混合し、掃除用パテとした。

【0028】

（比較例１）
信越化学工業社製、商品名"KE-1614H-U"：ジオルガノポリシロキサンとホウ酸化合物とを含有する未架橋のミラブル型シリコーンゴム組成物１００ｇを掃除用パテとした。

【0029】

（比較例２）
・信越化学工業社製、商品名"KE-1614H-U"：ジオルガノポリシロキサンとホウ酸化合物とを含有する未架橋のミラブル型シリコーンゴム組成物を１００ｇ
・東レ・ダウコーニング・シリコーン社製、商品名"CF3110"：ポリオルガノシロキサンベースポリマー７４ｇ
以上を均一に混合し、掃除用パテとした。

【0030】

（比較例３）
・東レ・ダウコーニング・シリコーン社製、商品名"DAWSIL CF 9306"：オルガノポリシロキサン、シリカ、クリストバライト、クオーツ、珪藻土を含有するミラブル型シリコーンゴム組成物１００ｇ
・東レ・ダウコーニング・シリコーン社製、商品名"CF3110"：ポリオルガノシロキサンベースポリマー２０ｇ
以上を均一に混合し、掃除用パテとした。

【0031】

（比較例４）
東レ・ダウコーニング・シリコーン社製、商品名"DOWSIL SH 4280"(過酸化物硬化型粘着剤)を主成分とするシリコーン系粘着剤を使用して掃除用パテとした。

【0032】

（比較例５）
富士高分子工業製、商品名"SARCON NR-c"：アクリル樹脂を用いたゲルシートを練り返してパテ状にしたものを使用して掃除用パテとした。

【0033】

以上の条件および結果を表１～２にまとめて示す。

【0034】

【表1】

【0035】

【表2】

【0036】

表１～２から次のことが明らかである。
（１）実施例１～３及び比較例１～２は硬さ（可塑度）の範囲の比較をしており、実施例１～３はいずれも好ましかったが、比較例１は硬すぎてリード間に潜り込まず、比較例２は柔らかすぎて千切れやすくリード間に残留し易かった。
（２）実施例４、６はホウ酸化合物の添加によりそれぞれ比較例３、実施例５に比べ、ＳＰＧ３０Ｂ掃除試験の性能が向上している。
（３）比較例４は、過酸化物硬化型粘着剤を主成分とするシリコーン系粘着剤であるが、基板及びシリコーンゴムからの界面破壊が高く、好ましくなかった。
（４）比較例５は、アクリル樹脂を用いたゲルシートを練り返してパテ状にしたものであるが、アルミとの接着力が高すぎ、ちぎれやすく、ＳＰＧ３０Ｂ掃除試験の性能は低かった。
また、本発明の実施例１～６の掃除用パテは、次の効果も確認できた。
（１）実施例１～６の掃除用パテは平面部分の掃除は掃除用パテを押し当てて引き剥がすだけでよく、取り扱い性と作業効率がよい。
（２）リード部分の隙間は、０．３～０．５ｍｍ位であり、従来法（例えば市販のティッシュペーパー、キンバリー・クラーク社製、商品名"キムワイプ"）及び比較例１～５の掃除用パテではリード部分等に埋まったところの塵埃が取りにくく、針で取っていたが、実施例１～６の掃除用パテは狭い部分であっても押し当てて引き剥がすだけでよく、取り扱い性と作業効率がよい。
（３）リペアが必要な物は、塗布ミスや７０℃程度の環境で回した後のものであるが、これらも同様に掃除用パテを押し当てて引き剥がすだけでよく、取り扱い性と作業効率がよい。

【産業上の利用可能性】

【0037】

本発明の掃除用パテは半導体実装部品を清掃するために好適である。

【符号の説明】

【0038】

１ 半導体実装部品
２ プリント基板２
３ ＩＣチップ
４ リード線
５ 金ワイヤ
６ 封止樹脂
７ａ，７ｂ 隙間
８，９ 掃除用パテ
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ 溝

【要約】

半導体実装部品を清掃するための掃除用パテであり、ミラブル型シリコーンゴム組成物を主成分とし、JIS K 6300-3:2019,ISO 2007:1991に従った可塑度が２０以上８０未満であり、アルミとの接着力が０．３Ｎ以上４Ｎ以下である。これを用いた清掃方法は、シリコーン系放熱材を塗布又は付着させたプリント基板上に前記掃除用パテを押し当てて引き剥がし、半導体実装部品を清掃する。これにより、基板やリードに粘着せず選択的にシリコーン材と粘着することで部品の破損を防ぎ、さらに微細な隙間に潜り込むことができるパテ特性を付与した掃除用パテ及びこれを用いた半導体実装部品の清掃方法を提供する。

【図1】

【図2】

【図3】