JPH06509134A - 電子および電気アセンブリ洗浄用調合物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 電子および電気アセンブリ洗浄用調合物本発明は電子および電気アセンブリ洗浄 用のハロゲン化炭化水素を含まない水混和性調合物と、ハンダ付は後の回路板か らフラックスの除去のための洗浄用調合物の使用に関する。

基本的にはロジン系フラックスは二つの異なった化学群に属する物質、すなわち 比較的無極性の樹脂状化合物、例えばロジンと、いわゆるアクチベーター等の極 性化合物でできている。化学の法則によれば化合物は同じタイプの溶剤、すなわ ち無極性または極性洗浄剤に最もよく溶ける。アクチベーターとして使用された カルボン酸がロジン中に３５％までの濃度で存在し、ある場合にはフッ素化炭化 水素または塩素化炭化水素に不溶でアルコールにのみわずかに溶ける場合、特別 な問題が従来技術で生じている。これはしばしばロジンを溶解し、アクチベータ ーの白色残査を露出することになり、そのためロジンの絶縁効果がなくなると大 気中の水分の影響で伝導性かつ腐食性になる。

つい最近までフッ素化炭化水素が電子および電気アセンブリ洗浄用に、特にノλ ンダ付は後に回路板からロジンを含むフラックスを除去するのに主に使用されて きた。クロロフルオロカーボンによるオゾン層破壊の問題の観点から、代替洗浄 剤を開発するための試みが最近行われている。

ＤＥ−Ａ２３１６７２０には、あるとすればロジン残査とアクチベーターを良く 除去すると言われているが、一方で電気回路に通常使用される絶縁材料および金 属には影響しない、電気機器からロジン含有残査を除去するための洗浄剤が記載 されている。この洗浄液は無極性炭化水素、特にトリクロロトリフルオロエタン またはヘキサンに加えて特に極性の高級アルコール、特にブチルグリコールまた はＮ−ブタノール、極性の低級アルコール、特にメタノールまたはイソプロパツ ールを、随意には非イオン性湿潤剤の存在下で含有する。第一に水非混和性洗浄 用調合物が非極性炭化水素の使用により得られる。第二に使用されたクロロフル オロカーボンはそのオゾン破壊効果のため避けるべきである。さらにこのタイプ の洗浄用調合物はクロロフルオロカーボンを除いて極度に低い引火点を有し、そ のためそれらの実用には適当な防爆装置が必要になる。

ハロゲン化炭化水素に加えて非ハロゲン化炭化水素、フッ素化アルコールおよび 随意には他の極性有機溶剤を含有する洗浄用調合物がＥＰ−Ａ−０１２０３１９ で知られている。ハロゲン化炭化水素が存在するという観点から、この洗浄用調 合物は現在の要請を満足しない。

ＥＰ−Ａ２３１６７２０にはテルペンまたは他の非ハロゲン化溶剤を含有する調 合物による電子回路板の洗浄が記載されている。残念ながらこれらの洗浄用調合 物はきわめて低い引火点を有するため、それらの実用のためには適当な防爆手段 をとらなければならない。

ＥＰ−ＡＯ４１９０８９にはジメチルシクロオクタジエンを含有する洗浄用調合 物が記載されている。

ロジンおよび多くの天然および合成樹脂を溶解するためのジアセトンアルコール の使用がレングス・ヘミー−レキシコン（Ｒｏｅｍｐｐｓ　Ｃｈｅｍｉｅ−Ｌｅ ｘｉｋｏｎ）　、第９版、第２巻（１９９０年Ｌ９２３頁、キーワード［ジアセ トンアルコール」に知られている。

クロロフルオロカーボンとケトンからなる無水溶剤混合物が、ケミカルアブスト ラクツ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ａｂｓｔｒａｃｔｓ）　、第１１４巻（１９９１年 ）、１３９頁、ＪＰ−Ａ９０／２０２９９８からのアブストラクト１１４　：８ ４３７２ｇで知られている。上記クロロフルオロカーボンに加えて、とりわけジ アセトンアルコールがフラックス除去に使用される。

対照的に本発明で指摘される問題は、フラックス中に存在する極性および無極性 物質、特にロジン系物質をクロロフルオロカーボンまたは塩素化炭化水素を使用 せずに安全に除去することができる、電子および電気アセンブリ洗浄用のハロゲ ン化炭化水素を含まない水混和性調合物を提供することである。さらにこの調合 物は６０度以上の引火点を有し、特定の用途によっては水の添加によりさらに増 加させることができる。滴足しなければならない別な要請は、浸せき／フラッド 、超音波浴およびスプレー系で汎用的に使用できることである。

本発明による洗浄用調合物はまた洗浄後に水ですすいで完全に除去されなければ ならない。

ンアセトンアルコール系のハロゲン化炭化水素を含まない水混和性洗浄用調合物 が、上記の全ての要請を満足することができることを見いだした。従って第一の 実施態様では本発明は、電子および電気アセンブリ洗浄用のハロゲン化炭化水素 を含まず、ジアセトンアルコールを含有する水混和性調合物に関する。本発明に よれば、この洗浄用調合物は洗浄用調合物に対し３０〜９０重量％のジアセトン アルコールを汽有する。それ自体で知られているジアセトンアルコールのロジン に対する優れた溶解効果に加えて、アクチベータから放出されるいわゆる「白色 残査」も実質的に完全にジアセトンアルコールで除去されることもわかった。

本発明の目的のためにジアセトンアルコールを必ずしも無水媒体中で使用する必 要がないことも現在見いだされている。ジアセトンアルコールはまた水溶液の形 態でも使用してよい。水溶液は洗浄用調合物に対し好ましくは少なくとも３０重 量％のジアセトンアルコールを含有する。３０〜８０重量％である洗浄用調合物 に対するジアセトンアルコール含有量が特に好ましく、５０〜７０重量％の含有 量が特に最も好ましい。

さらに本発明による洗浄用調合物には他の添加剤が含まれてよい。例えば表面張 力を減少させるため界面活性剤が添加される。この目的に適した界面活性剤は例 えば、既知の非イオン性およびアニオン性界面活性剤である。適した非イオン性 界面活性剤の例はエチレンオキサイドおよび／またはプロピレンオキサイドと、 脂肪アルコール、脂肪アミン、脂肪酸またはアルキルフェノールとの付加化合物 である。適したアニオン性界面活性剤はアルキルベンゼンスルフォネート、アル カンスルフェート、アルカンスルフォネート、脂肪アルキルエーテルスルフェー トまたはα−スルフォ脂肪酸エステルである。洗浄用調合物は１０重量％までの 、より特別には１〜５重量％の上記目的に使用される界面活性剤を含有する。

洗浄される物品の金属表面上の腐食を防止するための腐食防止剤が従来技術で知 られており、同様に本発明の目的でも使用されてよい。例えばベンゾトリアゾー ルおよび／またはトリルトリアゾール等の銅腐食防止剤が使用されてよい。腐食 防止添加剤の適した濃度範囲は０．０１〜５重量％であり、特に０．０１〜１重 量％である。

別な実施態様では本発明による好ましい洗浄用調合物は、フラックス樹脂、特に 使用したアクチベータ由来の酸性成分の分離を促進する目的で水溶性有機窒素含 有塩基、特にトリエタノールアミンを含有する。窒素含有塩基は洗浄用調合物に 対し好ましくは１〜１０重量％の量で、より好ましくは２〜５重量％の量で使用 される。

本発明による洗浄用調合物はまた一つ以上の極性基を有する水溶性有機溶剤、特 にアルコール基を含み３００℃以下の沸点を有するもの、例えばブタノール、ヘ キシルアルコール、デカノール等の直鎖アルコールおよびそれらの分枝異性体、 例えばシクロヘキサノールで代表される脂環式アルコール基を含むもの、数個の アルコール基を含むするもの、特に例えばヘキシレングリコールで代表されるグ リコール類、例えばエチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコー ルジブチルエーテルで代表されるグリコールエーテル類のようなエーテル基を含 むもの、および例えばエチルグリコールアセテート等のグリコール酸エステルま たはグリコールエステル等のエステル基を含むものを含有してよい。さらにラク トンまたはラクタム、特にＮ−２−メチルピロリドンが本発明による洗浄用調合 物中に存在してよい。いわゆるこれらの洗浄増強剤の選択の鍵になる基準は、こ れらの洗浄増強剤の添加により引火点が６０℃以下に低下してはならない、得ら れた洗浄用調合物の引火点である。これらの水溶性溶剤洗浄増強剤は本発明によ る洗浄用調合物中に、洗浄用調合物に対し好ましくは３０重量％までの量で、よ り好ましくは５〜２０重量％の量で存在する。

本発明の他の実施態様では、洗浄用調合物は洗浄用調合物に対し５重量％までの 、特に１〜２重量％のアルカリ金属ホスフェートをビルグーとして含有してよい 。本発明においては、アルカリ金属ホスフェートはアルカリ金属オルトホスフェ ート、ピロホスフェートおよびトリホスフェート（また「トリポリポスフエート 」とも呼ばれる）であると理解される。しかしながらこれらのうち、本発明の目 的にはトリホスフェートが好ましく、カリウムトリホスフェートまたはナトリウ ムトリホスフェートが特に好ましい。

個々の成分に対する上記重量パーセンテージは常に１００重量％に添加すると理 解しなければならない。

本発明による洗浄用調合物を用いるプリント回路板の洗浄では、回路板は室温と 約１００℃の間の温度に、特に３０〜７０℃の温度に保たれた洗浄用調合物中に 浸せきされる。必要あれば浸せきには超音波処理、撹拌、振動、空気吹き込み、 液体循環を伴う。あるいは洗浄はスプレー、浸せき、ブラッシング、フラディン グおよびこれらの組み合わせで行われる。

上記の様に洗浄後、回路板が（洗浄浴から）取り出され、単に乾燥されるか、ま たは別に同じクリーナー（浴）または従来のハロゲン含有クリーナー、例えばク ロロフルオロカーボンまたは塩素含有クリーナーまたはアルコールタイプのクリ ーナーで再度洗浄される。この目的のために使用されるハロゲン含有クリーナー の量は、ハロゲン含有クリーナーが最初の洗浄工程で使用される量よりかなり少 ない。

洗浄後、回路板は好ましくは水ですすがれる。かなりの量の水溶性物質が回路板 上に取り残されるか、または微細な塵状残査が回路板上に比較的多量に存在する 場合、水を使用することは特に有利である。すすぎのために使用された水は、従 来技術の対応する洗浄用調合物を使用した場合のようにはハロゲン化炭化水素で 汚染されておらず、生分解性物質のみを含有する。

さらに回路板は上記の処理後、例えば乾燥キャビネット中または適当な乾燥型中 で高温で熱気流により、または水と共沸物を形成するエタノールおよび／または イソプロパツール等の容易に揮発する溶剤で洗浄して乾燥される。

従って本発明はまた、上記のタイプのハロゲン化炭化水素を含まない水混和性の 洗浄用調合物を用いる電子および電気アセンブリの洗浄方法にも関する。特に本 発明ははんだ付は後のフラックス除去方法に関する。

本発明を以下の実施例で説明する。

ロジン系フラックスを回路板に施し１５０〜２００℃で乾燥した。次いで回路に 対して、市販のはんだを用いて手作業ではんだ付けを行った。

この様に処理した回路板を５５℃で２分間、６０重量％のジアセトンアルコール 、１２重量％のＮ−２−メチルピロリドン、２重量％の非イオン性界面活性剤（ ５つのエチレンオキサイド単位を有するＣＩ３アルキルポリエチレングリコール エーテル）および１重量％のアニオン性界面活性剤（ＣＩｌｌ−１７アルキルス ルフオン酸、Ｎａ塩）を含有する水溶液中で超音波処理した。次いで回路板を水 ですすぎ、乾燥キャビネット中で乾燥した。

この処理後、表面は顕微鏡的に清浄であり、回路上にも何等の被覆物（白色沈澱 物）も見られなかった。

実施例２ 別な回路板を実施例１と同様に前処理し、次いで５５℃で３分間、６０重量％の ジアセトンアルコール、１２重量％のＮ−２−メチルピロリドン、２重量％のト リエタノールアミン、２重量％の非イオン性界面活性剤（５つのエチレンオキサ イド単位を有するｃｐｓアルキルポリエチレングリコールエーテル）および１重 量％のアニオン性界面活性剤（Ｃ１０−１７アルキルスルフオン酸、Ｎａ塩）の 水溶液をスプレーして（スプレー圧力４バール）洗浄した。

水ですすぎ乾燥後、表面は顕微鏡下でロジン残査を示さず、回路も輝いていて何 等の付着物もなかった。

実施例３ リフローはんだ付は後、はんだペーストを塗布しＳＭＤユニットを装備した回路 板を３分間、４５℃で８６重量％のジアセトンアルコール、９重量％のＮ−２− メチルピロリドン、２重量％のトリエタノールアミン、５つのエチレンオキサイ ド単位を有する２重量％のＣ１３アルキルポリエチレングリコールエーテル、お よび１重量％のＣ＋ｓ−＋ｔアルキルスルフォン酸Ｎａ塩を含有する溶剤混合物 中で超音波処理した。

次いで回路板を水ですすぎ乾燥キャビネット中で乾燥した。この処理後、回路板 の表面は完全に清浄で、接触足の近傍およびＳＭＤユニットの下の狭い間隙にも 何等のはんだペーストの残査が見られなかった。

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. １．ジアセトンアルコールを含有することを特徴とする、ハロゲン化炭化水素を 含まない電子および電気アセンブリ洗浄用水混和性調合物。
2. ２．洗浄用調合物に対し３０〜９０重量％のジアセトンアルコールを含有する請 求項１記載の洗浄用調合物。
3. ３．水溶液中にジアセトンアルコールを含有する請求項１および２記載の洗浄用 調合物。
4. ４．洗浄用調合物に対し３０〜８０重量％、特には５０〜７０重量％のジアセト ンアルコールを含有する請求項３記載の洗浄用調合物。
5. ５．アニオン性および／または非イオン性界面活性剤を含有する請求項１〜４の いずれかに記載の洗浄用調合物。
6. ６．洗浄用調合物に対し１０重量％までの、特に１〜５重量％の量でアニオン性 および／または非イオン性界面活性剤を含有する請求項５記載の洗浄用調合物。
7. ７．水溶性有機窒素含有塩基、特にトリエタノールアミンを含有する請求項１〜 ６のいずれかに記載の洗浄用調合物。
8. ８．洗浄用調合物に対し１〜１０重量％、特に２〜５重量％の量で窒素含有塩基 を含有する請求項７記載の洗浄用調合物。
9. ９．アルコール、グリコール、グリコールエーテル、グリコールエステル、グリ コール酸エステル、ラクトンおよびラクタム、特にＮ−２−メチルピロリドンか ら選ばれた水溶性溶剤を含有する請求項１〜８のいずれかに記載の洗浄用調合物 。
10. １０．洗浄用調合物に対し３０重量％までの、特に５〜２０重量％の量の水溶性 溶剤を含有する請求項９記載の洗浄用調合物。
11. １１．アルカリ金属ホスフェートの群から選択された無機ビルダーを含有する請 求項１〜１０のいずれかに記載の洗浄用調合物。
12. １２．洗浄用調合物に対し無機ビルダーを高々５重量％、特に１〜２重量％の量 で含有する請求項１１記載の洗浄用調合物。
13. １３．腐食防止剤を含有する請求項１〜１２のいずれかに記載の洗浄用調合物。
14. １４．０．０１〜５重量％、特に０．０１〜１重量％の腐食防止剤を含有する請 求項１３記載の洗浄用調合物。
15. １５．請求項１〜１４のいずれかに記載のハロゲン化炭化水素を含まない水混和 性洗浄用調合物を用いる電子および電気アセンブリ洗浄方法。
16. １６．ハンダ付け後のフラックスを除去する請求項１５記載の方法。
17. １７．超音波、撹拌、振動、空気吹き込み、液体循環、スプレー、浸せき、ブラ ッシング、クラッディングまたはこれらの組み合わせによる請求項１５または１ ６記載の方法。