JPH07266028A - はんだ付けフラックス用洗浄液組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 良好な洗浄効果を有すると共に、被洗浄物の
リンスなしでかつ低温で短時間の乾燥により、十分に乾
燥することができかつ水垢等の汚れがなく、並びに優れ
た安全性をも有するはんだ付けフラックス用洗浄液組成
物を提供する。 【構成】（Ａ）Ｎ‐メチル‐２‐ピロリドン、（Ｂ）
水、及び（Ｃ）３‐メトキシ‐３‐メチルブタノール、
２‐エトキシエタノール、２‐メトキシエタノールの酢
酸エステル及び１‐メトキシ‐２‐プロパノールの酢酸
エステルから選ばれた少なくとも一の化合物を含むはん
だ付けフラックス用洗浄液組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プリント配線基板ある
いは電子部品等に付着したはんだ付けフラックスの洗浄
に適した洗浄液組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、はんだ付けフラックスの洗浄に
は、フロン系溶剤、塩素系溶剤が使用されているが、こ
れらの溶剤はオゾン層を破壊する物質として、近い将来
その製造が禁止される予定であり、更に塩素系溶剤は毒
性が強く、水質汚染を防止するため、その法規制も厳し
い。

【０００３】また、炭化水素等の石油系溶剤、テルペン
系溶剤、アルコール系溶剤、アセトン等も使用し得る
が、これらの溶剤は無機イオン類や極性化合物に対する
洗浄力に乏しく、また、その引火点が比較的低く、かつ
毒性を有する等の安全上の問題がある。

【０００４】界面活性剤や無機アルカリを添加した水系
洗浄剤、リン酸塩類等の水溶液系は、洗浄力が乏しく、
かつ排水処理設備に大きなスペースを必要とし経済性の
面から好ましくない。また、洗浄後、汚れの原因となる
水垢や添加成分等を除去するためのリンス工程が必要で
あるという問題もある。

【０００５】特開平４‐６８０９５号公報には、（１）
ノニオン系界面活性剤、及び（２）Ｎ‐メチルピロリド
ン、２‐ピロリドン、γ‐ブチロラクトン、ジメチルス
ルホキシド、スルホラン、炭酸プロピレンの中から選ば
れる一種又は二種以上を含むフラックス洗浄剤が開示さ
れている。しかし、上記同様にリンス工程が必要である
という問題がある。

【０００６】特開平３‐２４３６９８号公報には、テト
ラヒドロフルフリルアルコールとＣ₁ 〜Ｃ₆ アルキル若
しくはＣ₁ 〜Ｃ₆ アルケニルで置換されているピロリド
ンを含む、フラックス残留物を除去するために有効な清
浄剤が開示されている。しかし、該清浄剤においては、
更に水、アルコール又はフッ素化炭化水素のような洗浄
溶剤で洗浄する工程が必要であるという問題がある。

【０００７】米国特許第４，９８３，２２４号明細書に
は、テルペン／テルペノール、界面活性剤、Ｎ‐メチル
ピロリドン及び任意的に水を含む洗浄液組成物により、
はんだ付けフラックスを洗浄する方法が開示されてい
る。しかし、最終的に水洗浄を施すことが好ましいとい
う問題がある。

【０００８】また、本出願人は既に、はんだ付けフラッ
クスの洗浄液として良好なＮ‐メチル‐２‐ピロリドン
７０〜８５重量部及び水３０〜１５重量部を含む洗浄液
組成物を出願した（特願平５‐２０８４９０号）。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、良好な洗浄
効果を有すると共に、被洗浄物のリンスなしでかつ低温
で短時間の乾燥により、十分に乾燥することができかつ
水垢等の汚れがなく、並びに優れた安全性をも有するは
んだ付けフラックス用洗浄液組成物を提供するものであ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、（１）
（Ａ）Ｎ‐メチル‐２‐ピロリドン、（Ｂ）水、及び
（Ｃ）３‐メトキシ‐３‐メチルブタノール、２‐エト
キシエタノール、２‐メトキシエタノールの酢酸エステ
ル及び１‐メトキシ‐２‐プロパノールの酢酸エステル
から選ばれた少なくとも一の化合物を含むはんだ付けフ
ラックス用洗浄液組成物にある。

【００１１】好ましい態様として、（２） （Ａ）２０
〜７２重量部、（Ｂ）１８〜５０重量部、及び（Ｃ）１
０〜４５重量部を含み、これらの合計が１００重量部で
ある上記（１）記載のはんだ付けフラックス用洗浄液組
成物、（３） （Ｃ）が３‐メトキシ‐３‐メチルブタ
ノールである上記（１）又は（２）記載のはんだ付けフ
ラックス用洗浄液組成物、（４） （Ａ）Ｎ‐メチル‐
２‐ピロリドン ４０〜６０重量部、（Ｂ）水 ２０〜
２５重量部、及び（Ｃ）３‐メトキシ‐３‐メチルブタ
ノール ２０〜４０重量部を含み、これらの合計が１０
０重量部であるはんだ付けフラックス用洗浄液組成物、
等を挙げることができる。

【００１２】本発明の洗浄液組成物は、良好な洗浄効果
を有すると共に、低温での良好な乾燥性を有する。従っ
て、リンス工程を省略又は大幅に簡略化しても、被洗浄
物の乾燥が容易である。また、被洗浄物表面に水垢類が
残存せず、廃水処理も容易である。更に、本発明の洗浄
液組成物は、引火性が低く、安全性の面からも非常に優
れている。また、洗浄液組成物中に含まれるＮ‐メチル
‐２‐ピロリドン等の有機化合物は、高沸点なので蒸発
による損失が少なく、また蒸留による再利用が可能であ
り、経済性の面からも優れている。

【００１３】本発明のはんだ付けフラックス用洗浄液組
成物において、（Ａ）Ｎ‐メチル‐２‐ピロリドン（以
下、ＮＭＰと略すことがある）、（Ｂ）水、及び（Ｃ）
３‐メトキシ‐３‐メチルブタノール（以下、ＭＭＢと
略すことがある）、２‐エトキシエタノール（以下、Ｅ
ＥＯと略すことがある）、２‐メトキシエタノールの酢
酸エステル（以下、ＭＥＡと略すことがある）及び１‐
メトキシ‐２‐プロパノールの酢酸エステル（以下、Ｍ
ＰＡと略すことがある）から選ばれた少なくとも一の化
合物の配合比は、好ましくは（Ａ）２０〜７２重量部、
（Ｂ）１８〜５０重量部、及び（Ｃ）１０〜４５重量部
であり、これらの合計が１００重量部である。ここで、
（Ｃ）としては、ＭＭＢが好ましく用いられる。（Ｃ）
としてＭＭＢを用いた場合には、（Ａ）、（Ｂ）及び
（Ｃ）の配合比は、（Ａ）４０〜６０重量部、（Ｂ）２
０〜２５重量部、及び（Ｃ）２０〜４０重量部であり、
これらの合計が１００重量部であることが特に好まし
い。（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）の配合比が上記範囲内に
おいては、洗浄液組成物は、洗浄力と乾燥性に優れてお
り、かつクリーブランド開放式引火点測定装置を使用し
てＪＩＳ Ｋ２２７４法に準拠して引火点を測定する
と、実質的に引火性を示さないため好ましい。

【００１４】（Ａ）が上記範囲未満では、洗浄液組成物
の洗浄力の低下をきたす。（Ａ）が上記範囲を超える
と、低温での乾燥性が低下し、かつ引火の危険性が生じ
るため安全性の面からも好ましくない。（Ｂ）が上記範
囲未満では、洗浄液組成物が引火の危険性を生じる。
（Ｂ）が上記範囲を超えては、洗浄液組成物の洗浄力の
低下をきたす。また、（Ｃ）が上記範囲未満では、低温
での乾燥性が低下し、（Ｃ）が上記範囲を超えては、引
火の危険性が生じ、安全性の面からも好ましくない。

【００１５】また、本発明の洗浄液組成物には、本発明
の目的を損なわない範囲で、界面活性剤、酸化防止剤、
紫外線吸収剤、防錆剤等の慣用の添加剤を含めることが
できる。ここで任意物質としての界面活性剤は、はんだ
付けフラックスへの浸透性や溶解速度の向上のために使
用される。該界面活性剤としては非イオン性界面活性剤
が好ましく、例えば高級アルコールエチレンオキサイド
付加物、アルキルフェノールエチレンオキサイド付加
物、脂肪酸エチレンオキサイド付加物、高級アルキルア
ミンエチレンオキサイド付加物、ソルビトール及びソル
ビタンの脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステル、シリ
コン系、フッ素系等いずれのものも使用できる。また、
他の任意物質である紫外線吸収剤及び酸化防止剤は液の
長期保存等のための安定性の向上に役立ち、紫外線吸収
剤としては例えばベンゾトリアゾール系、ベンゾフェノ
ン系、ヒンダードアミン系等を使用でき、酸化防止剤と
しては例えばフェノール系、アミン系、硫黄系、リン系
等、本発明の洗浄液組成物に溶解するものはいずれも使
用できる。

【００１６】本発明の洗浄液組成物の製造方法に関して
は特に制限はなく、通常公知の手段を採用することがで
き、成分を任意の順で混合して製造することができる。

【００１７】本発明の洗浄液組成物による洗浄方法自体
は特に制限はなく、公知のいずれの方法も使用できる。
例えば、洗浄液組成物を含浸したスポンジ等による拭き
取り、洗浄液組成物への浸漬及び／又はスプレー等によ
り実施することが好ましい。浸漬による洗浄において
は、洗浄効果を高めるために、同時に攪拌、揺動、超音
波又はエアバブリング等を組み合わせることが更に好ま
しい。この場合、超音波の使用条件は、例えば発振周波
数２０〜１００ｋＨｚ、発振出力１０〜２００Ｗ／ｌが
好ましい。エアバブリングでは、微細な気泡を、好まし
くはガス：液体の体積比１：１乃至５：１程度で通気す
ることにより、洗浄液組成物に不溶性の汚れを気泡と共
に上昇させ、不溶性の汚れをも分離することができる。
スプレーによる洗浄において、その圧力は、例えば０．
５〜１０ｋｇ／ｃｍ² Ｇが好ましい。いずれの場合も洗
浄時間は、好ましくは１５秒間〜２時間、特に好ましく
は３０秒間〜２０分間である。上記範囲未満では洗浄が
不十分で、付着した汚れを十分に除去し得ず、一方、上
記範囲を超えても洗浄効果は格別向上しない。洗浄温度
は、好ましくは２０〜８０℃である。特に好ましくは４
０〜６０℃であり、高温で処理することにより洗浄効果
を著しく上昇させることができる。上記範囲未満では、
洗浄が不十分となり易い。上記範囲を超えては、基板上
に設置された電子部品が劣化しやすく、また、水の蒸発
速度が大きく洗浄液組成物の水分濃度の管理が煩雑とな
り好ましくない。

【００１８】本発明の洗浄液組成物の水分濃度を管理す
るために、例えば、ＡＳＴＭ Ｄ９５‐８３に記載され
た蒸留分離による重量測定法、ＡＳＴＭ Ｅ２０３‐７
５に記載されたカールフィシャー試薬による滴定法、近
赤外分光法による定量、あるいは屈折率を利用した定量
方法等が使用し得る。

【００１９】本発明の洗浄液組成物を使用して洗浄した
被洗浄物の乾燥は、通常公知の方法により行うことがで
きる。例えば、洗浄後のプリント配線基板等に温風を吹
き付けることにより容易に乾燥することができる。温風
の温度は好ましくは３０〜７０℃であり、乾燥時間は好
ましくは５〜１５分である。

【００２０】以下、本発明を実施例、比較例により更に
詳細に説明するが、本発明はこれら実施例により限定さ
れるものではない。

【００２１】

【実施例】実施例、比較例においては下記のはんだ付け
フラックス、及び比較用洗浄液としての水系洗浄液及び
石油系洗浄液を使用した。 ＜はんだ付けフラックス＞ ・ロジン系：スパークルフラックスＰＯ‐Ｆ‐１０１０
Ｓ（商標、千住金属工業株式会社製） ・水溶性：スパークルフラックスＷＦ‐２０６０（商
標、千住金属工業株式会社製） ＜比較用洗浄液＞ ・水系洗浄液：トヨゾールＳＳ‐２０（商標、豊田化学
株式会社製）の５重量％水溶液 ・石油系洗浄液：ＡＣＴＲＥＬ １１７８Ｌ（商標、エ
クソン化学株式会社製）

【００２２】

【実施例１〜６及び比較例１、２】超音波による洗浄テスト ５ｃｍ×７ｃｍの１００メッシュステンレス製金網を上
記の各はんだ付けフラックスに浸漬した後、引き上げ、
濾紙を敷いた金属バット上に室温で１時間放置すること
により液切りを行い、金網に付着した各はんだ付けフラ
ックスの重量を測定した。次に、１５０ミリリットルの
サンプル瓶に上記の各はんだ付けフラックスが付着した
金網及び洗浄液組成物１００ミリリットルを入れ、超音
波洗浄機（発振周波数２８ｋＨｚ、発振出力８０Ｗ／
ｌ）を用いて、４０℃で３０秒間洗浄を実施した。使用
した各洗浄液組成物は表１に示す通りである。洗浄後、
金網を取り出して９０℃で３０分間乾燥し、次いで室温
で３０分間放冷した後、重量測定を行うことにより、各
はんだ付けフラックスの除去率を求めた。その結果を表
１に示す。

【００２３】

【表１】 実施例１〜４は、（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）を夫々同一
配合比として、成分（Ｃ）の種類を変え、水溶性はんだ
付けフラックスの洗浄除去を実施したものである。成分
（Ｃ）の種類に関係なく、いずれも水溶性はんだ付けフ
ラックスの除去率は著しく良好であった。実施例５は、
実施例１に対して、水の配合量を減らし、ＭＭＢの配合
量を増加したものである。水溶性はんだ付けフラックス
の除去率は、実施例１と同じく、著しく良好であった。
実施例６は、実施例１と同一組成の洗浄液組成物を使用
してロジン系はんだ付けフラックスの洗浄除去を実施し
たものである。はんだ付けフラックスの種類に関係なく
除去率は、著しく良好であった。

【００２４】一方、比較例１及び２は、夫々、水系洗浄
液又は石油系洗浄液を使用してロジン系はんだ付けフラ
ックスの洗浄除去を実施したものである。いずれも実施
例６と比較して、その除去率は著しく悪い。

【００２５】

【実施例７〜１１及び比較例３、４】揺動による洗浄テスト ４ｃｍ×６ｃｍの各ドットプリント基板に上記のはんだ
付けフラックスを塗布した後、５分間放置した。次に、
熱風循環式オーブンを用いて、９０℃で１０分間乾燥し
た後、各基板に付着したはんだ付けフラックスの重量を
測定した。次に、表２に示す各洗浄液組成物５００ミリ
リットルに、はんだ付けフラックスが付着した基板を基
板面が液面と垂直になる方向で入れた。次いで、振幅２
５ｍｍ、毎分５０サイクルの割合で、２０℃で１０分
間、上下方向に揺動することにより洗浄した。洗浄後、
基板を取り出して９０℃で３０分間乾燥し、次いで室温
で３０分間放冷した後、重量測定を行うことにより、は
んだ付けフラックスの除去率を求めた。その結果を表２
に示す。

【００２６】

【表２】 実施例７、８及び９は、本発明の各洗浄液組成物を使用
してロジン系はんだ付けフラックスの洗浄除去を実施し
たものである。また、比較例３及び４は、水とＭＭＢ又
はＮＭＰと水から成る洗浄液組成物を使用してロジン系
はんだ付けフラックスの洗浄除去を実施したものであ
る。実施例７、８及び９は、比較例３及び４に比べて、
除去率はいずれもより良好であった。実施例８は、実施
例７に対して、水の配合量を一定とし、ＮＭＰの配合量
を減らしＭＭＢの配合量を増加したものである。実施例
８は、実施例７と比べて多少除去率は低下するものの、
本発明の効果を十分に達成し得るものであった。実施例
９は、実施例８に対して成分（Ｃ）をＭＭＢからＭＥＡ
に変えたものである。実施例９は、実施例８と比べて、
ほぼ同程度の除去率が得られた。実施例１０及び１１
は、いずれも水溶性はんだ付けフラックスの洗浄除去を
実施したものである。水溶性はんだ付けフラックスの除
去率は、著しく良好であった。また、ＮＭＰの配合量を
減らし、ＭＭＢの配合量を増加すると、除去率は多少低
下する傾向にあった。

【００２７】

【実施例１２〜１８、比較例５〜１４】乾燥性テスト 被洗浄物として、ザルトリウス製電子天秤に用いられて
いる実装基板を約８ｃｍ×４ｃｍに切断したものを使用
した。該被洗浄物には、ＩＣ２個、抵抗１８個、ソケッ
ト２個が設置されていた。予め、該被洗浄物をホットド
ライヤーを用いて、８０℃で３０分間熱風乾燥した。次
に、該被洗浄物を５０℃に加温された表３に示す各洗浄
液組成物に浸漬し、超音波洗浄機（発振周波数２８ｋＨ
ｚ、発振出力８０Ｗ／ｌ）を用いて３分間処理した。そ
の後、室温で１分間液切りし、ホットドライヤーを用い
て５０℃で９分間熱風乾燥した。次いで、乾燥状態を目
視評価した。

【００２８】評価結果を、表３に示す。

【００２９】

【表３】 ここで、表３中の記号は、以下の内容を示す。 ○：被洗浄物のソケットの隙間等に濾紙を差込んでも、
液体がないために、液体が濾紙に吸収されない状態 Δ：被洗浄物の外観には液滴が観察されないが、ソケッ
トの隙間等に濾紙を差込むと液体が濾紙に吸収される状
態 ×：被洗浄物の隙間等に目視で液滴が観察される状態 実施例１２〜１５は、（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）を夫々
同一配合比として、乾燥時間を夫々１２分間とし、成分
（Ｃ）の種類を変えたものである。乾燥状態はいずれも
良好であった。実施例１６は、実施例１２に対して、Ｎ
ＭＰの配合量を一定としてＭＭＢの配合量を減らし、水
の配合量を増やしたものである。乾燥時間を１０分間に
短縮しても良好な乾燥状態が得られた。実施例１７は、
実施例１２に対して、水の配合量を一定としてＭＭＢの
配合量を減らし、ＮＭＰの配合量を増やしたものであ
る。実施例１２と同じく、乾燥時間１２分間で良好な乾
燥状態が得られた。また、実施例１８は、実施例１３に
対して乾燥時間を９分間に短縮したものである。乾燥状
態は若干低下するものの本発明の効果を十分に達成する
ことができた。このように本発明の洗浄液組成物は、良
好な乾燥状態を示す。一方、比較例５〜８は、ＮＭＰと
水からなる洗浄液組成物を使用したものである。ＮＭＰ
の配合比を２０重量部まで低下させると乾燥状態は、向
上する。しかし、洗浄効果が著しく低くなり実用性がな
い。比較例９〜１４は、成分（Ｃ）と水から成る洗浄液
組成物を使用したものである。いずれもほぼ良好な乾燥
状態を示した。しかし、例えば比較例３に示したよう
に、洗浄効果が著しく低く適当ではない。

【００３０】

【発明の効果】本発明の洗浄液組成物は、良好な洗浄効
果を有すると共に、被洗浄物のリンスなしでかつ低温で
短時間の乾燥により、十分に乾燥することができかつ水
垢等の汚れがなく、並びに優れた安全性をも有する。ま
た、経済的に優れている。従って、従来の洗浄液の代替
として工業的に極めて有用である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ１１Ｄ 7:26）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（Ａ）Ｎ‐メチル‐２‐ピロリドン、
   （Ｂ）水、及び（Ｃ）３‐メトキシ‐３‐メチルブタノ
   ール、２‐エトキシエタノール、２‐メトキシエタノー
   ルの酢酸エステル及び１‐メトキシ‐２‐プロパノール
   の酢酸エステルから選ばれた少なくとも一の化合物を含
   むはんだ付けフラックス用洗浄液組成物。