JPH0545280A - 非ハロゲン系のロジン系ハンダフラツクス洗浄剤の液管理法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】従来のフロン洗浄剤の液管理に使われていた比
重測定方式に代わり、フロン代替の新規洗浄剤である非
ハロゲン系のロジン系ハンダフラックス洗浄剤を用いた
洗浄方法を適用するに当たって好適な洗浄剤の液管理法
を提供する。 【構成並びに効果】非ハロゲン系のロジン系ハンダフラ
ックス洗浄剤液を用いて被洗浄物に付着の上記フラック
スを洗浄除去するにあたり、液槽内の洗浄剤液を、被洗
浄物の洗浄部との間に循環させると共に、液槽内より洗
浄剤液の一部を槽外に取出して循環させ、この槽外取出
しの循環液中のフラックス濃度を、分光光度計の検知波
長３８０ｎｍ〜８２０ｎｍの範囲内の単一波長の可視光
線で測定し、また水分濃度を同光度計の検知波長がほぼ
１．４３μｍ、１．９４μｍ及び３μｍの３つの近赤外
線の少なくとも一つを用いて、測定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、非ハロゲン系のロジン
系フラックス洗浄剤を用いてロジン系ハンダフラックス
を洗浄するにあたり、特定の検知波長でロジンフラック
ス濃度および水分濃度を測定することを内容とする該洗
浄剤の液管理法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ロジン系ハンダフラックスはプリント回
路板やプリント配線基板などのモジュールの製作にあた
って使用される。ハンダ処理の目的は、一般には基板と
入出力ピンとの接着強度を高めたり、接点の酸化を防止
して導電性を維持するためであり、かかるハンダ処理の
実効を図らんとしてハンダ付けに際してロジン系ハンダ
フラックスが使用される。ハンダ付け終了後は、基板面
からフラックスのみを選択的にしかも完全に除去すべく
洗浄剤が使用される。すなわち、フラックスの洗浄が不
充分である場合には、残留フラックスによる悪影響とし
て、回路腐食が起こったり、あるいは基板表面の電気絶
縁性が低下し、最終的には回路破損につながるという不
利がある。そのため、洗浄剤を使用して、残留フラック
ス、特にそれに含有されている活性剤成分を除去するこ
とにより、前記不利を解消している。

【０００３】従来、ロジン系ハンダフラックスの洗浄剤
としてはトリクロロエチレン、トリクロロトリフルオロ
エタン等のいわゆるフロン等のハロゲン化炭化水素溶剤
が使用されている。ところが、オゾン層破壊などの環境
汚染の問題から、かかるハロゲン化炭化水素溶剤の使用
規制が本格化されつつあり、電機業界においてもいわゆ
るフロン代替のハンダフラックスの洗浄剤の開発が急務
となってきた。

【０００４】かかる状況を受けて近時、非ハロゲン系の
ハンダフラックス洗浄剤、例えばケン化型、炭化水素溶
剤型、高級アルコール型など種々のものが開発され、上
市されつつある。該洗浄剤は、引火性を無くすために水
希釈して使用されるのが一般的であり、従って引火性、
洗浄性などを考慮して、該洗浄剤液の管理が実用上極め
て重要視されるものの、該洗浄剤の液管理システムにつ
いては未だ必ずしも確立されていないのが現状である。

【０００５】かかる一因としては、これらの新規洗浄剤
の比重は、ハンダフラックスの比重とほとんど同じであ
るからであり、従ってフロン洗浄の場合のように単に洗
浄剤の比重を測定して該液中のハンダフラックスの存在
量を求めて洗浄剤液寿命を判定するというような従来方
法は到底採用できないのである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来のフロ
ン洗浄剤の液管理に使われていた比重測定方式に代わ
り、フロン代替の新規洗浄剤である非ハロゲン系のロジ
ン系ハンダフラックス洗浄剤を用いた洗浄方法を適用す
るに当たって好適な洗浄剤の液管理法を提供することを
目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは前記目的を
達成すべく鋭意検討を重ねた結果、該洗浄液の寿命やそ
の水分量の判定手段として、分光光度計を用いて、該洗
浄剤液中のフラックス濃度および水分濃度を測定するこ
とにより前記課題を悉く解決しうることを見出し、本発
明を完成するに至った。

【０００８】すなわち本発明は、非ハロゲン系のロジン
系ハンダフラックス洗浄剤液を用いて被洗浄物に付着の
上記フラックスを洗浄除去するにあたり、液槽内の洗浄
剤液を、被洗浄物の洗浄部との間に循環させると共に、
液槽内より洗浄剤液の一部を槽外に取出して循環させ、
この槽外取出しの循環液中のフラックス濃度を、分光光
度計の検知波長３８０ｎｍ〜８２０ｎｍ（０．３８μｍ
〜０．８２μｍ）の範囲内の単一波長の可視光線で測定
し、また水分濃度を同光度計の検知波長がほぼ１．４３
μｍ、１．９４μｍ及び３μｍの３つの近赤外線の少な
くとも一つを用いて、測定することを特徴とする非ハロ
ゲン系のロジン系ハンダフラックス洗浄剤の液管理法に
係る。

【０００９】本発明では、特定波長の可視光線および近
赤外線を利用してフラックス洗浄剤液中のフラックス濃
度および水分濃度を非接触かつ連続的に測定することに
より該フラックス洗浄剤の液寿命を管理することが必須
とされる。

【００１０】すなわち、特定波長の可視光線を洗浄剤液
に照射することにより、ロジンフラックスに基づく該可
視光線の吸収が起こり、かかる吸収強度から洗浄剤液中
のフラックス濃度を算出することにより洗浄剤液の寿命
（洗浄剤新液との交換時機）を決定することができる。
また、特定波長の近赤外線を照射し上記と同様にして洗
浄剤液中の水分濃度を測定する。得られた測定値に基づ
き、自動または手動操作で洗浄槽に適宜に水を追加する
ことにより、洗浄剤液の引火性に重要な影響を及ぼす水
分量を調節することができる。

【００１１】本発明の洗浄剤液管理方法は、既知のいず
れのフロン代替洗浄剤を用いた洗浄方法においても好適
であり、洗浄剤液中のロジン系ハンダフラックスの溶解
量および水分量を簡単、迅速かつ精度よく計測でき、そ
の結果として該洗浄剤液の寿命を容易に管理でき、また
基板の洗浄度を良好に維持することができる。

【００１２】本発明方法においては、非ハロゲン系のロ
ジン系ハンダフラックス洗浄剤として特に制限はなく各
種公知のいずれも使用でき、例えばケン化型、炭化水素
溶剤型、高級アルコール型などの各種を例示できる。該
洗浄剤の市販品としては、高級アルコール型のパインア
ルファＳＴ−９３０、同ＳＴ−１００Ｓ（荒川化学工業
（株）製）の他に、クリンスルー（花王（株））、ＤＫ
ビークリヤ（第１工業製薬（株））、サンウオッシュ
（ライオン（株））、テルペンクリーナーＥＣ７（日本
アルファメタルズ（株）製）、エヌクリーン１００（長
瀬産業（株）製）、ＡＸＡＲＥＬ３８（三井・デュポン
フロロケミカル（株）社製）、コールドクリーナー３０
０（ヘンケル白水（株）製）、アクアクリーナー２２０
（弘輝社製）、Ｊ−ｃｌｅａｎ（ジコー社製）等を例示
できる。

【００１３】本発明方法は以下のようにして適用され
る。すなわち、非ハロゲン系のロジン系ハンダフラック
ス洗浄剤液は、洗浄装置の液槽と被洗浄物の洗浄部との
間を循環使用され、この循環使用の洗浄剤液の一部は、
液槽の外部に付設された循環ライン内を静止状態でまた
は一定の流速で循環される。この循環ラインの途中に設
置した測定用セルに下記特定波長の可視光線および近赤
外光線を照射し、洗浄液におけるこれらの光線の透過率
あるいは吸光度を測定する。本発明で使用する可視光線
としては、ロジンフラックスの特性吸収波長のものがよ
く、通常は３８０ｎｍ〜８２０ｎｍ（０．３８μｍ〜
０．８２μｍ）の範囲内であり、単一波長のものを使用
するのが適当である。また本発明で使用する近赤外線と
しては、水の吸収波長である１．４３μｍ、１．９４μ
ｍおよび３μｍの３つの近赤外線が適当であり、それぞ
れの近赤外線の数値は±５％の許容巾で変更できる。比
較波長としては、吸収波長の両側に水に吸収されない波
長を２つ選ぶのが好ましい。

【００１４】本発明方法における測定原理を概説すると
次の通りである。すなわち、前記特定波長の可視光線お
よび近赤外線を測定対象物であるロジンフラックスを含
有する洗浄剤液に照射し、該洗浄剤液を透過または吸収
した光の強度を求める。一般に、測定対象物の光路長が
一定の場合には、光の吸収強度はランベルト・ベールの
法則に基づき測定対象物の濃度と相関関係があることは
知られている。そのため上記近赤外線を照射して水分濃
度を測定する場合を例に取れば、近赤外線領域における
水の吸収波長は１．４３μｍ、１．９４μｍおよび３μ
ｍ等にあり、これらの光を水を含んだ物質にあてると、
水分濃度に応じて光のエネルギーが吸収される為、その
減衰量を計測することで物質の水分濃度を知ることがで
きる。しかしながら、実際には光源の変動や測定セルの
汚れなどの外乱因子に起因して測定値に誤差を生じるた
め、比較波長を用いることにより適宜に該誤差を補正す
るのがよい。すなわち外乱は吸収波長と２つの比較波長
のすべてにほぼ同じ割合で影響を与える為、吸収波長と
２つの比較波長の透過光の強度比を求め外乱を除去する
のが望ましい。比較波長としては吸収波長の両側に水に
吸収されない波長を２つ選ぶのが好ましいが、どちらか
片側の波長のみを使用しても測定は可能である。

【００１５】本発明方法で使用する分光光度計として
は、特に制限はされず、公知各種の可視分光光度計、赤
外分光光度計などを単独でまたは組み合わせて使用でき
る。かかる分光光度計の仕様例としては次のものを挙げ
ることができる。光源からの光をプリズム、光学フィル
ターなどにより特定波長の光（吸収波長と比較波長）に
分光し、該特定波長光を集光レンズ、反射鏡、セクター
などを経由させて測定用セルに照射する。測定用セルの
受光部の材質は光透過性を考慮して決定され、通常は石
英ガラス、フッ化カルシウムなどが使用できる。測定用
セルからの透過光は受光素子を通して検出され、電気信
号に変換された後、演算部を経由することにより吸収波
長と比較波長との透過率比が求められる。

【００１６】本発明においては、前記特定波長の可視光
線および近赤外線が併用され、近赤外線としては１．９
４μｍ、１．４３μｍおよび３μｍのうちいずれかの波
長を用いればよい。

【００１７】ついで、フラックス濃度および水分濃度が
既知の洗浄剤液を用いてあらかじめ作成した検量線に基
づいて、上記透過率比の測定結果から算出する。この算
出にあたっては変換器を用いて演算し、表示盤にデジタ
ル表示させるなどの演算装置を備えた分光光度計を使用
するのがよい。水分濃度については前記のように洗浄剤
液の非引火性を維持しうる量とするのがよく、測定値が
３重量％程度を下回った時点で水を添加し、該洗浄剤液
が引火性物質とならないように水分量を目動制御するの
が好ましい。

【００１８】洗浄液の液寿命の判断は、被洗浄物である
基板の洗浄条件、使用する洗浄剤の種類などにより変動
するため一義的には決定しがたいが、通常の洗浄条件下
ではフラックス濃度３０重量％程度が上限とされる。測
定結果が該上限値付近にあることを目安とし、更には基
板の洗浄度や洗浄ランニングコストなどをも適宜考慮
し、新液との交換時機を決定すればよい。

【００１９】本発明方法を適用する際の条件としては、
以下の点に留意する必要がある。（１）洗浄液およびロ
ジンフラックスの種類により検量線が異なる為、これら
の種類を固定して使用することが必要となる。但し、こ
れらを変動させる場合には適宜に検量線を補正すること
により対処し得ることはもとよりである。（２）また、
洗浄液およびロジンフラックスを固定した場合であって
も、液温によっても検量線との誤差が生ずる為、洗浄液
の温度はその使用最適温度の±１０℃程度以内に調節す
るのが好ましい。（３）フラックス濃度を測定する場合
は可視光線領域、水分濃度を測定する場合は近赤外線領
域の吸収帯を用いる。

【００２０】

【実施例】

【００２１】

【実施例１】以下本発明の一実施例を、図面に於いて説
明すれば、（１）は洗浄槽本体で、被洗浄プリント基板
を入れた洗浄籠（２）を格子（３）の中央に載置し、上
端を開閉自在の蓋（４）にて密閉する。そして、この洗
浄槽本体（１）に洗浄剤液パインアルファＳＴ−１００
Ｓ（荒川化学工業（株）製）（５）を充填するととも
に、ヒーター（６）で液温６０℃まで加熱し、ストレー
ナー（７）、ポンプ（８）を介して噴出孔（９）から加
圧噴出させ、洗浄籠（２）中のプリント基板に衝突、接
触せしめる。このようにして洗浄操作を繰り返し行うこ
とにより、被洗浄プリント基板よりフラックスを溶解洗
浄するのであるが、洗浄剤液（５）に溶け込んだフラッ
クス濃度および洗浄剤液（５）中の水分濃度を管理する
ため、洗浄剤液（５）をストレーナー（１０）、ポンプ
（１１）を介して測定セル（１２）を通過させ洗浄槽本
体（１）に戻す回路を形成する。一方、検出器（１３）
の発光部より出た光は光ファイバ（１４ａ）を通して測
定セル（１２）に入り、洗浄剤液（５）を透過、光ファ
イバ（１４ｂ）を通して検出器（１３）の受光部に戻る
回路を形成する。検出器（１３）で受光した光信号は電
気信号に変換され演算器（１５）にて演算処理され、フ
ラックス濃度および水分濃度としてパネル表示される。
また、必要に応じてこれらの電気信号を通信ケーブルを
介して警報機および水添加用ポンプに接続することも可
能であり、これらの工程を自動化することができる。

【００２２】このように洗浄剤液パインアルファを使用
した場合、フラックスの吸収波長を約０．６μｍ、水分
の吸収波長を１．９６μｍ、比較波長を１．３２μｍと
し、これら吸収波長と比較波長との比から、フラックス
濃度、水分濃度を高精度に測定できた。

【００２３】

【実施例２】実施例１において洗浄剤液５を前記他社品
に替えた場合も同様にフラックス濃度、水分濃度を管理
することができた。

【００２４】

【発明の効果】本発明によれば、従来のフロン洗浄剤液
の液管理に使われていた比重測定方式に代わり、フロン
代替の新規洗浄剤である非ハロゲン系のロジン系ハンダ
フラックス洗浄剤を用いた洗浄方法を適用するに当たっ
て好適な洗浄剤液の管理方法を提供することができる。
すなわち、簡易、迅速かつ精度よく洗浄剤液中のロジン
フラックス分や水分の含有量が測定でき、洗浄剤液の寿
命（洗浄剤液の交換時機）の決定、非引火性を保持し得
るに足る水分量調節を容易に行うことができるという多
大の効果が奏せられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明法の一実施例を概略的に示す縦断側面図
である。

【符号の説明】

１ 洗浄槽本体 ２ 洗浄籠 ３ 格子 ４ 蓋 ５ 洗浄剤液 ６ ヒーター ７ ストレーナー ８ ポンプ ９ 噴出孔 １０ ストレーナー １１ ポンプ １２ 測定セル １３ 検出器 １４ａ，１４ｂ 光ファイバー １５ 演算器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０１Ｎ 21/35 Ｚ 7370−2Ｊ Ｈ０５Ｋ 3/26 6736−4Ｅ (72)発明者 石賀 史男 大阪府大阪市鶴見区鶴見１丁目１番９号 荒川化学工業株式会社研究所内 (72)発明者 長井 孝夫 東京都板橋区熊野町32番８号 株式会社チ ノー内 (72)発明者 中沢 壮太郎 東京都板橋区熊野町32番８号 株式会社チ ノー内 (72)発明者 小針 哲郎 東京都板橋区熊野町32番８号 株式会社チ ノー内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 非ハロゲン系のロジン系ハンダフラック
   ス洗浄剤液を用いて被洗浄物に付着の上記フラックスを
   洗浄除去するにあたり、液槽内の洗浄剤液を、被洗浄物
   の洗浄部との間に循環させると共に、液槽内より洗浄剤
   液の一部を槽外に取出して循環させ、この槽外取出しの
   循環液中のフラックス濃度を、分光光度計の検知波長３
   ８０ｎｍ〜８２０ｎｍの範囲内の単一波長の可視光線で
   測定し、また水分濃度を同光度計の検知波長がほぼ１．
   ４３μｍ、１．９４μｍ及び３μｍの３つの近赤外線の
   少なくとも一つを用いて、測定することを特徴とする非
   ハロゲン系のロジン系ハンダフラックス洗浄剤の液管理
   法。
2. 【請求項２】 前記分光光度計の検知波長が前記範囲内
   の単一波長の可視光線と、１．９４μｍ、１．４３μｍ
   および３μｍのうちのいずれかと、更にいずれの赤外線
   吸収も無い近赤外線領域内の単一波長とである請求項１
   記載の液管理法。