JPH0451593A - ハンダ付けプリント基板の水洗浄方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はロジン系フラックスとソルダーペーストを使用
したハンダ付けプリント基板の水洗浄方法に関する。

〔発明の概要〕

現在、電子機器用には一般に、松脂をベースとしたロジ
ン系フラックスとソルダーペーストが使用され、ハンダ
付け後フロンなどの有機溶剤で洗浄している。しかし、
近年フロンによるオゾン層破壊の問題やトリクロロエチ
レン類の発ガン性の疑いなど、環境破壊や労働衛生の立
場より各種有ｍ溶剤の規制が強くなり、その対応が迫ら
れている。一方、最新のプリント基板は民生機器メーカ
ーの「軽薄短小」化のニーズに応じて表面実装技術（Ｓ
ＭＴ：　５ｕｒｆａｃｅ　　Ｍｏｕｎｔ　　Ｔｅｃｈｎ
ｏｌｏｇｙ）が研究、開発され実用化されている。

〔従来の技術〕

ロジン系フラックスとソルダーペーストとは、金属表面
酸化物を除去するための活性剤とフラックスの流動を調
整するためのアルコール類とを含み、活性剤は有機酸、
有機アミン、有機アミン塩酸塩、臭化水素酸塩、塩化亜
鉛、アルコール類は一価、二価および／または三価の脂
肪族アルコール（ポリグリコール）等を混合している。

活性剤は酸性であるので、ハンダ付け後、部品表面に残
る。洗浄水または加温水は表面張力が大きいので、前記
の塩類とフラックス中の不純物、銅塩化物、銅アビエチ
ン酸等は電子パーツの表面または隙間に残って金属部分
を腐食させ、絶縁を劣化させる。

また回路パターンにエレクトロマイグレーション、イオ
ンマイグレーションが成長して回路不良となる。以上の
実体からハンダ付けプリント基板洗浄後の塩類をコント
ロールする必要がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、前記のハンダ付けプリント基板の水洗浄では、
活性剤に含まれる塩類とフラックス中の不純物で絶縁劣
化、回路不良という重大欠点があった。そこで本発明は
上記問題点および欠点を除去するものでその目的とする
ところは、十分な強度を有するハンダ付けを行ないしか
もハンダ付けの後に、腐食性の塩類と不純物を残さない
、電子機器用プリント基板の水洗浄方法を提供すること
である。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するため、ロジン系フラックスとソルダ
ーペーストを使用してハンダ付けしたプリント基板の水
洗浄方法であって、水／アルコール／界面活性剤で構成
するようにしたものである。

〔実施例〕

本発明の上δ５目的は、ロジン系フラックス、ソルダー
ペーストを使用してハンダ付けしたプリント基板の水洗
浄方法であって、水／アルコール／界面活性剤を含む洗
浄水を使用することを特徴とする６本発明実現に向けて
努力した水／アルコール／界面活性剤を含む洗浄水を使
用したプリント基板の水洗浄方法によって必ずや達成で
きる。本発明のアルコールの目的は、プリント基板表面
に附着する塩類と不純物をプリント基板から引きはがす
力が比較的良好な溶媒であり、水との相溶性も良好かつ
安価で多量入手できる。しかし、アルコールのアミン塩
溶解量は１　ｍ　ｇ　／　ｃ　ｃ前後であまり大きくな
い。一方、水は塩類と不純物の最良の溶剤である。水の
アミン塩溶解量は３００ｍｇ／　ＣＣとアルコールの約
３００倍の溶解量のために、アルコールの希釈剤として
最も有効な溶媒である。一方、水はプリント基板表面に
附着する塩類と不純物を引きはなす力はない、前記のア
ルコールは本発明を損なうものでなければ以下述べるい
ずれのアルコール類でも良い、たとえば、メタノール（
ＣＨｓＯＨ）、エタノール（ＣＨｓ　ＣＨ２０Ｈ）、１
−プロパツール（ＣＨｓＣＨｐｃ　Ｈｔ　ＯＨ）、２−
プロパツール（ＣＨｓＯＨ（ＯＨ）ＣＨ＊）、　　１−
ペンタノール（ＣＨ３（ＣＨＩ）ｎｃＨｔＯＨ）と２−
メチル−１−プロパツール、２−メチル−２−プロパツ
ールおよびシクロヘキサノール、フェニルアルコール、
２−フェニルエタノールさらに、１．２−エタジオール
（基官能命名：エチレングリコール）、１．　２．　３
−プロパントリオール（基官能命名：　グリセリン）で
あり、それ以外のアルコールも全て本発明に含まれる０
本発明の洗浄効果が得られるアルコール濃度は消防法、
安全性、排水濃度を考慮して６０％および６０％以下で
５０％および５０％以上であるが、洗浄効果を損なうも
のでなければ前記以外の濃度も全て本発明に含まれる。

次に界面活性剤を説明すると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
があり、いずれの活面活性剤も洗浄効果を損なうもので
なければ本発明に含まれる。この界面活性剤は低濃度で
、水、アルコールの表面エネルギー（表面張力）を下げ
ることができる物質で、このような化合物は、疎水基、
親水基とが化合した有機化合物として構成されている。

周知の如く、界面活性剤分子の疎水基を類別すると、炭
化水素系、シリコン系、フッ素系の三つの化学薬品に分
類できる。この界面活性剤は前記の如く、水の表面張力
を低下させ電子部品相互間の狭い隙間にまで一侵入して
、ハンダ付け後に残存する塩類を残りなく除去し、かつ
吸湿性がないために、電気絶縁性の劣化、エレクトロマ
イグレーション、イオンマイグレーション防止の利点を
有する。洗浄水の界面活性剤の含有量は炭化水素系、シ
リコン系、フッ素系の分類で多少異なるが０゜００１％
より少ないときは界面活性剤の効果は認められず、１％
以上は安定な泡が発生するので有効でない、しかし、１
０ｐｐｍおよび１０ｐｐｍ以下あるいは１％および１％
以上で、本発明の効果を損なうものでなければ全て本発
明に含まれる。さらに、実施例および比較例を詳細に説
明する。第１図は試験用プリント基板平面図、第２図は
イオン残渣Ｉ、第３図は絶縁抵抗値の結果である。第１
図に示すように、プリント基板上に、１１パタ一ン幅１
．０ｍｍ、　　１２間隔０．２ｍｍの１３くし形銅ハク
電極パターンを作り、このパターン上のＩＣ、コンデン
サー、ＩＣソケットなどの電子部品を搭載できる試験用
プリント基板を作成した。このプリント基板に電子部品
を搭載し、ロジン系フラックス（日本アルファメタルズ
製ＰＭ−６２７）を隼温で２ｓｅｃＤｉｐして発泡塗布
し、１００°Ｃブレヒート後自動ハンダ付ハンダ付電子
部品をハンダ付けした。この基板の水洗工程は、１例と
して、６０℃温純水ブリウォッシュ１分−水／６０％エ
タノール１０゜５％界面活性済水溶液（住友スリーエム
株製、フロラードＦＣ−９３またはＦＣ−１３５）ウォ
ッシュ２分−温純水リンス１分で洗浄を行なった。

この洗浄方法、順序は前記以外も本発明に含まれる。前
記の界面活性剤は、化学薬品安定性、熱安定性に優れ、
搭載された電子部品、プラスチック、ゴムに全く影響は
ない。フロラードＦＣ−９３はアニオン系、ＦＣ−１３
５はカチオン系であり、外観は白色粉末で成分、パーフ
ルオロアルキルスルホン酸のカリウム塩である。洗浄後
エアーブローにて熱風乾燥したプリント基板をオメガメ
ータ（日本アルファメタルズ製、スタティック方式、６
００ＳＭＤ）によりイオン残渣を測定した結果を第２図
に示す。このオメガメータの原理を説明すると、一定量
の抽出溶液（ＩＰＡ７５％、純水）に測定物の残留イオ
ンを抽出し、この溶液の電気抵抗を測定し、得られた電
気抵抗値をマイクロプロセッサにより同量のＮａＣ１イ
オンに変換され、第２の結果が得られる。この結果得ら
れるイオン残渣量の単位はｍｇＮａｃｌ／Ｅ３９−ｉｎ
である。

Ａは比較例でＢは実施例である。Ｂはエタノール／フロ
ラードＦＣ−９３，Ｃはエタノール／フロラードＦＣ／
３５で明らかに比較例のイオン残渣量より少ない。さら
に、熱風乾燥したプリント基板のくし形電極の絶縁抵抗
を測定し、かつ温度４０℃、相対湿度９０〜９５％の雰
囲気中り、　　Ｃ。

３０Ｖを４００時間印加し、絶縁抵抗値を測定する。そ
の結果は第３図のＢおよびＣで示すように絶縁劣化は４
００時間で極めて少ない。また、カチオン系界面活性剤
を含む場合も、前記、非イオン系およびアニオン系も同
様な結果が得られる。

次に比較例として、前記洗浄工程において、石油系洗浄
剤で洗浄後のイオン残渣量を第２図のＡ、絶縁抵抗値の
結果を第３図のＡに示す。これと比較して、本発明の前
記ＢおよびＣの結果は、いずれもイオン残漬量が少なく
、かつ絶縁劣化に於いても優れている。さらに、前記結
果を表面張力の観点で考察すると水の表面張力と６０％
エタノール１０．５％ＦＣ−９３洗浄水および６０％エ
タノール１０．５％ＦＣ−１３９洗浄水の表面張力を表
面張力計で検査すると水は約７３ｄｙｎｅｓ／　ｃ　ｍ
　２５℃、６０％エタノール１０，５％ＦＣ−９３は約
１８　ｄ　ｙ　ｎ　ｅ　ｓ　／　ｃ　ｍ　２５℃、６０
％エタノール１０．５％ＦＣ−１３９は約１３ｄｙｎ　
ｅ　ｓ　／　ｃ　ｍ　２５℃と下がっており、この表面
張力が小なくなった割合だけ洗浄効果が高まっている。

一方、この水／アルコール／界面活性剤洗浄液の廃液水
はＢＯＤおよびＣＯＤにあまり影響しないので地下水を
汚染することはない。さらに、ロジン系フラックス、ソ
ルダーペーストに有効であることはもちろんであるが水
溶性フラックス、水溶性ソルダーペーストにはより有効
な発明である。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によれば水／アルコール／界面
活性剤を含む洗浄剤を使用すればハンダ付け後にプリン
ト基板に残ったロジン系フラックス、ソルダーペースト
を完全に除去し、水洗後の電食（エレクトロマイグレー
ション、イオンマイグレーション）、絶縁劣化などのな
い長期信頼性の高い電子機器用実装プリント基板が得ら
れる。

前記の効果を発揮する水／アルコール／界面活性剤は安
価で、公害も少なく、水洗浄方式の基本構造を変えない
ため自由度のある洗浄設計が可能となった点の波及効果
は大きいと言える。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の試験用プリント基板平面図。 第２図はイオン残液量を示す図。 第３図は絶縁抵抗値結果を示す図。 以　　上 出願人　セイコーエプソン株式会社 代理人　弁理士　鈴木　喜三部　他１名第 図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　ロジン系フラックスとソルダーペーストを使用してハ
   ンダ付けしたプリント基板の水洗浄方法であつて、水／
   アルコール／界面活性剤で構成することを特徴とするハ
   ンダ付けプリント基板の水洗浄方法。