JP3499809B2 - 洗浄除去剤及び洗浄方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばプリント配
線板やＩＣ等の各種電子部品の半田付け後に部品表面に
固着した半田フラックス残渣の除去、ならびに電子部品
の熱処理によって端子表面や半田表面に生じる酸化皮膜
の如き金属表面の酸化皮膜の除去に用いる洗浄除去剤及
び洗浄方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般的に、電子部品の半田付けにおいて
は、接合部を清浄にして且つ接合面の酸化を防ぐための
半田フラックスとして、ロジン、活性ロジン、ステアリ
ン酸、オレイン酸、塩酸アニリン、尿素、エチレンジア
ミン等の有機系フラックスが汎用されている。しかる
に、これら半田フラックスは、そのままの形又は熱によ
る炭化や分解等で生じた変性物として半田付け後の部品
表面に残留し、回路断線や導電不良等の要因となること
から、洗浄によって前記変性物を含む半田フラックス残
渣を除去することが肝要である。また、電子部品や機械
部品の表面には油脂成分等の有機質の汚れが付着してい
ることも多く、用途によってはその汚れを洗浄除去する
必要がある。

【０００３】一方、電子部品によっては端子表面や半田
表面に酸化皮膜が生じる場合があり、この電子部品に半
田付けをする場合に半田付けの不良が発生するおそれが
あるので、この酸化皮膜を除去することが望ましい。

【０００４】従来、半田フラックス残渣や有機質の汚れ
の洗浄除去には、フッ素系溶剤や塩素系溶剤が汎用され
てきたが、近年ではオゾン層破壊の原因になることや毒
性の問題等によって使用できなくなってきている。そこ
で、これらに代替する新しい洗浄除去剤として、例えば
特開平７−３２９４号公報では、炭素数３以上のアルコ
ール溶剤と、炭化水素溶剤と、塩基性物質としての第４
級アンモニウム塩基との３成分からなる洗浄組成物が提
案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記提
案の洗浄組成物では、半田フラックス残渣や有機質の汚
れに対し、ある程度の洗浄除去効果が得られるものの充
分とは言えない上、電子部品の端子表面や半田表面に生
じた酸化皮膜に対する除去作用は殆どなく、またイソプ
ロピルアルコール等の引火点の低い低級アルコール溶剤
を用いる点で取扱い上の危険性があるといった難点があ
った。とりわけ、上記の酸化皮膜については、元来より
除去困難とされており、フッ素系溶剤や塩素系溶剤によ
る洗浄でも効果はない。また酸やアルカリによる洗浄で
は、酸化皮膜は除去できても素材が侵されることにな
り、特に電子部品が対象である場合には到底採用できな
い。

【０００６】本発明は、上述の事情に鑑みて、各種電子
部品や機械部品等の半田付け後に部品表面に固着した半
田フラックス残渣及び油脂の如き有機質の汚れの除去に
加え、電子部品の端子表面や半田表面に生じた酸化皮膜
の如き金属表面の酸化皮膜の除去も可能な洗浄除去剤及
び洗浄方法を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１に係る電子部品用洗浄除去剤は、
ａ）３−メトキシ・３−メチル・１−ブタノールと、
ｂ）水溶性チオグリコール酸塩とを必須成分として含有
するものとしている。

【０００８】また、請求項２の発明は、上記請求項１の
電子部品用洗浄除去剤において、前記のａ成分／ｂ成分
の重量比が２７／７３〜８７／１３の範囲にある構成と
している。

【０００９】請求項３の発明は、上記請求項１又は２の
電子部品用洗浄除去剤において、前記ａ成分及びｂ成分
と共に、ｃ）ポリオキシエチレンアルキルエーテルが洗
浄除去剤全量中の０．７〜２０重量％を占める割合で含
まれてなる構成としている。

【００１０】請求項４の発明は、上記請求項１〜３のい
ずれかの電子部品用洗浄除去剤において、前記ａ成分及
びｂ成分と共に、ｄ）水溶性クエン酸塩が洗浄除去剤全
量中の０．７〜１０重量％を占める割合で含まれてなる
構成としている。

【００１１】請求項５の発明は、上記請求項１〜４のい
ずれかの電子部品用洗浄除去剤において、前記ａ成分及
びｂ成分と共に、ｅ）ベンゾトリアゾール、ベンゾチア
ゾール、２−メルカプトベンゾチアゾール、２−メルカ
プトベンゾイミダゾール、チオ尿素の群より選ばれる少
なくとも一種の腐食抑制剤成分が洗浄除去剤全量中の
０．７〜１０重量％を占める割合で含まれてなる構成と
している。

【００１２】請求項６の発明は、上記請求項１〜５のい
ずれかの電子部品用洗浄除去剤において、前記ａ成分及
びｂ成分と共に、前記請求項５記載のｅ成分の腐食抑制
剤成分と、ｆ）塩酸アルキルジ（アミノエチル）グリシ
ン又は／及びナトリウムアルキルジ（アミノエチル）グ
リシンとが、それぞれ洗浄除去剤全量中の０．７〜１０
重量％を占める割合で含まれてなる構成としている。

【００１３】請求項７の発明は、上記請求項１〜６のい
ずれかの電子部品用洗浄除去剤において、ＰＨが５．１
〜８．９の範囲にある構成としている。

【００１４】更に、請求項８の発明に係る電子部品の洗
浄方法は、同様目的において、前記請求項１〜７のいず
れかの電子部品用洗浄除去剤を用いた洗浄により、半田
付け後の部品表面に残留する半田フラックス及びその変
性物を除去することを特徴としている。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明に係る電子部品用洗浄除去
剤は、既述のように、ａ）３−メトキシ・３−メチル・
１−ブタノールと、ｂ）水溶性チオグリコール酸塩とを
必須成分として含むものであり、本洗浄除去剤中に被洗
浄物を浸漬して超音波洗浄等の洗浄処理を施した際、電
子部品の半田付け後の表面に固着した半田フラックス残
渣（熱による炭化や分解等で生じた変性物を含む…以下
同様）や油脂等の有機系の汚れの溶解除去に加えて、
ａ，ｂ両成分の協働によって金属表面の酸化皮膜も溶解
除去できるという優れた特徴を有している。また、ａ，
ｂ両成分が共に水溶性であるため、次いで水洗を行うこ
とによって前記汚れや酸化皮膜を溶解した当該洗浄除去
剤を被洗浄物の表面から容易に除去できると共に、引火
点が高く、且つａ，ｂ成分が共に低毒性であるため、取
扱い中の安全性にも優れている。

【００１６】ここで、ａ成分の３−メトキシ・３−メチ
ル・１−ブタノールは、常温下で液状を呈する化合物で
あり、半田フラックスに多用されるロジンや高級脂肪
酸、油脂等に対する溶解力を発揮する溶剤として機能す
る。

【００１７】上記ｂ成分の水溶性チオグリコール酸塩と
しては、特に制約はないが、例えば、チオグリコール酸
アンモニウム、チオグリコール酸ナトリウム、チオグリ
コール酸カリウム、チオグリコール酸モノエタノールア
ミン、チオグリコール酸ジエタノールアミン、チオグリ
コール酸トリエタノールアミン等が好適なものとして挙
げられる。そして、これらチオグリコール酸塩は、濃度
１０〜５０％程度の水溶液としてａ成分の３−メトキシ
・３−メチル・１−ブタノールに混合すればよい。

【００１８】この洗浄除去剤における上記のａ成分とｂ
成分との配合比率は、ａ成分／ｂ成分の重量比で２７／
７３〜８７／１３が範囲が好適であり、ａ成分が少な過
ぎると半田フラックス残渣を始めとする有機系の汚れに
対する溶解力が不充分になり、ｂ成分が少な過ぎると金
属表面の酸化皮膜の除去性が悪くなる。

【００１９】この洗浄除去剤においては、上記のａ，ｂ
成分と共に、ｃ成分としてポリオキシエチレンアルキル
エーテルを配合することにより、洗浄性を向上させるこ
とができる。すなわち、ｃ成分は非イオン界面活性剤で
あり、洗浄除去剤の表面張力を小さくして、被洗浄物の
表面に対する洗浄除去剤の濡れを良くすると共に、有機
質の汚れや酸化皮膜への洗浄除去剤の浸透性ならびに被
洗浄物表面からの溶解成分の離脱性を高め、もってこれ
らの溶解を助長する機能を果たす。

【００２０】このようなｃ成分のポリオキシエチレンア
ルキルエーテルとしては、特に制約はないが、第二級ア
ルコールにエチレンオキサイドの７〜１５モルが付加し
たものが最も優れた洗浄効果を示すものとして推奨され
る。しかして、ｃ成分の配合量は、洗浄除去剤全量中の
０．１〜１０重量％を占める範囲が好ましく、少な過ぎ
ては充分な効果が得られず、逆に多過ぎても無駄になる
だけでより以上の効果は得られない。

【００２１】また、この洗浄除去剤においては、ａ，ｂ
成分と共に、ｄ成分として水溶性クエン酸塩を配合する
ことが推奨される。この水溶性クエン酸塩は、前記ｃ成
分と同様に非洗浄物の表面に対する洗浄除去剤の濡れを
よくし、また有機質の汚れや酸化皮膜への洗浄除去剤の
浸透性を高め、これらの溶解を助長する機能に加え、洗
浄除去剤の経時的なＰＨ変動を抑えるＰＨ緩衝剤として
の機能を発揮し、洗浄除去剤の保管・管理を容易にする
という利点がある。

【００２２】このようなｄ成分の水溶性クエン酸塩とし
ては、例えばクエン酸アンモニウム、クエン酸ナトリウ
ム、クエン酸カリウム、クエン酸モノエタノールアミ
ン、クエン酸ジエタノールアミン、クエン酸トリエタノ
ールアミン等が挙げられる。しかして、このｃ成分の配
合量は、洗浄除去剤全量中の０．７〜１０重量％を占め
る範囲が好ましく、少な過ぎては充分な効果が得られ
ず、逆に多過ぎてもＰＨ緩衝作用に寄与しない上に半田
フラックス残渣等の有機質の汚れの溶解性を却って低下
させることになる。

【００２３】更に、この洗浄除去剤としては、金属に対
する酸化腐食性をより確実に抑えるために、ｅ成分とし
てベンゾトリアゾール、ベンゾチアゾール、２−メルカ
プトベンゾチアゾール、２−メルカプトベンゾイミダゾ
ール、チオ尿素の群より選ばれる少なくとも一種の腐食
抑制剤成分を配合することが推奨される。しかして、こ
れらｅ成分中でも、ベンゾトリアゾールは他の腐食抑制
剤成分に比較し、銅、真鍮、半田等の非鉄金属類に対し
て変色防止及び腐食抑制の効果に優れている点から最も
好適である。このようなｅ成分の腐食抑制剤成分の配合
量は、洗浄除去剤全量中の０．７〜１０重量％を占める
範囲が好ましく、少な過ぎては充分な効果が得られず、
逆に多過ぎてもより以上の効果はなく洗浄除去剤のコス
ト上昇を招くことになる。

【００２４】更にまた、この洗浄除去剤においては、
ａ，ｂ成分と共に、前記ｅ成分の腐食抑制剤と、ｆ成分
として塩酸アルキルジ（アミノエチル）グリシン又は／
及びナトリウムアルキルジ（アミノエチル）グリシンと
を配合することが望ましい。すなわち、これらｅ成分及
びｆ成分は、両者の併用により、当該洗浄除去剤による
金属表面の酸化皮膜除去性を高めると共に、この酸化皮
膜を除去した金属表面の再酸化を抑制する酸化腐食防止
剤として協働して機能する。。

【００２５】これらｅ成分及びｆ成分の配合量は、それ
ぞれ洗浄除去剤全量中の０．７〜１０重量％を占める範
囲が好ましく、少な過ぎては充分な効果が得られず、逆
に多過ぎてもより以上の効果はなく洗浄除去剤のコスト
上昇を招くことになる。

【００２６】なお、ｆ成分の塩酸アルキルジ（アミノエ
チル）グリシンは、次の一般式； 〔ＲＮＨ・（Ｃ₂ Ｈ₄ ＮＨ）₂ ＣＨ₂ ＣＯＯＨ〕・ＨＣ
ｌ で表されるものである。またナトリウムアルキルジ（ア
ミノエチル）グリシンは、次の一般式； ＲＮＨ・（Ｃ₂ Ｈ₄ ＮＨ）₂ ＣＨ₂ ＣＯＯＮａ で表されるものである。そして、上記の両化合物として
は、アルキル基（Ｒ）の炭素数が主として１２〜１４程
度のものが一般的に使用される。

【００２７】このような洗浄除去剤は、前記のように半
田フラックス残渣や油脂等の有機系の汚れに対する溶解
除去性と、金属表面の酸化皮膜に対する溶解除去性とを
併せ持つことから、半田付け後の表面に固着しているフ
ラックス残渣や油脂等の有機質の汚れの除去と同時に、
電子部品の端子表面や半田表面に生成した酸化皮膜も除
去できる。

【００２８】上記の洗浄除去剤による洗浄操作は、有機
系の半田フラックスを用いて半田付けを行った電子部品
を当該洗浄除去剤中に所要時間浸漬するだけでよいが、
この浸漬において超音波洗浄等を採用することにより、
有機質の汚れ及び酸化皮膜の除去性が向上する。また、
洗浄除去剤の液のＰＨは５．１〜８．９の範囲に設定す
るのがよい。すなわち、上記ＰＨ範囲のものを使用して
金属表面の酸化皮膜を除去処理した場合、この除去後の
金属表面への酸化皮膜の再生を効果的に防止できるが、
ＰＨが上記範囲を外れるものを用いて酸化皮膜の除去処
理を行った場合、酸化皮膜の再生を抑制する効果が低く
なることが判明している。しかして、このＰＨは、各洗
浄除去剤における配合成分の種類と量的関係の調整によ
って経験的に設定すればよい。

【００２９】

【実施例】以下、本発明を実施例によって具体的に説明
する。

【００３０】製造例１ ａ成分として３−メトキシ・３−メチル・１−ブタノー
ル、ｂ成分としてチオグリコール酸アンモニウム、ｃ成
分としてポリオキシエチレンアルキルエーテル（第二級
アルコールにエチレンオキサイド７〜１５モルが付加し
たもの、アルキル基の炭素数１２）、ｄ成分としてクエ
ン酸アンモニウム、ｅ成分としてベンゾトリアゾール、
ｆ成分として塩酸アルキルジ（アミノエチル）グリシン
（アルキル基の炭素数１２〜１４）をそれぞれ使用し、
後記表１記載の配合比率（重量部）でステンレスタンク
中に投入して攪拌混合したのち、濾過しつつ取り出して
Ｎｏ１〜Ｎｏ２１の洗浄除去剤を得た。なお、ｂ成分の
チオグリコール酸アンモニウムは３０％水溶液として配
合したが、表１の数値は水を除外したチオグリコール酸
アンモニウム単独の重量部である。これら洗浄除去剤の
ＰＨはいずれも５．１〜８．９の範囲にあった。

【００３１】製造例２ Ｎｏ２２ではｂ成分としてチオグリコール酸ナトリウム
（３０％水溶液として配合）を、Ｎｏ２３ではｂ成分と
してチオグリコール酸ジエタノールアミンを、Ｎｏ２４
ではｃ成分としてクエン酸トリエタノールアミンを、Ｎ
ｏ２５ではｆ成分としてナトリウムアルキルジ（アミノ
エチル）グリシン（アルキル基の炭素数１２）をそれぞ
れ用い、他の使用成分は製造例１と同様とし、後記表２
記載の配合比率（重量部）により製造例１と同様にして
Ｎｏ２２〜Ｎｏ２５の洗浄除去剤を得た。これら洗浄除
去剤のＰＨはいずれも５．１〜８．９の範囲にあった。

【００３２】製造例１及び２で得られた洗浄除去剤Ｎｏ
１〜Ｎｏ２５について、超音波洗浄機による洗浄に用い
たときのフラックス残渣の除去性と、金属表面の酸化皮
膜の除去性を試験した。その結果を後記表１及び２に示
す。なお、各項目の試験方法と評価は次の通りである。

【００３３】〔フラックス残渣の除去性〕 銅板（２０ｍｍ×７０ｍｍ×１ｍｍ）の表面にロジン系
フラックスを塗布した上で半田（Ｓｎ６０％，Ｐｂ４０
％）付けを行い、約２４時間放置したものを空気中で２
００℃にて３０分間加熱し、これを被洗浄物とした。こ
の被洗浄物を前記製造例１，２の洗浄除去剤による場合
と同様にして超音波洗浄を行い、次いで純水及びイソプ
ロピルアルコールによるすすぎ、脱水、乾燥、フラック
ス残渣の溶出を行い、除去試験前後の質量差よりフラッ
クス残渣量を求め、次の三段階で評価した。 ◎…半田フラックス残渣は全くなし △…僅かに半田フラックス残渣がある ×…半田フラックス残渣が顕著にある

【００３４】〔酸化皮膜の除去性〕 半田付け後の加熱処理前の銅板と、前記超音波洗浄を経
てフラックス残渣の溶出を行った洗浄処理後の銅板につ
いて、表面（銅と半田）の酸化皮膜をオージェ電子分光
法によって定量分析して比較した。また真鍮板と圧延鋼
板についても、加熱処理前と空気中で２００℃にて３０
分間の加熱処理後との酸化皮膜を同様に定量分析して比
較した。その結果を次の３段階で評価した。 ◎…加熱処理前と同等の酸化状態（加熱処理による酸化
皮膜が消滅）。 △…加熱処理前より僅かに酸化が進んでいる。 ×…加熱処理前より顕著に酸化が進んでいる。

【００３５】

【表１】

【００３６】

【表２】

【００３７】表１の結果から、ａ成分とｂ成分とを含む
洗浄除去剤はフラックス残渣と酸化皮膜に対する溶解除
去性を発揮することが明らかである。とりわけ、ａ成分
／ｂ成分の重量比が２７／７３〜８７／１３の範囲にあ
って、且つｃ，ｄ，ｅ，ｆ成分を各々洗浄除去剤全量中
の０．８重量％以上配合した洗浄除去剤（Ｎｏ７，１
０，１１，１４〜１７）は、フラックス残渣及び酸化皮
膜を完全に除去できることが判る。これに対し、ｂ成分
を含みａ成分を含まない洗浄除去剤（Ｎｏ１〜３）で
は、フラックス残渣及び酸化皮膜の除去性が得られず、
逆にａ成分を含みｂ成分を含まない洗浄除去剤（Ｎｏ２
１）でも酸化皮膜の除去性は得られないこと明らかであ
る。一方、表２の結果から、ｂ，ｃ，ｆ成分の種類が異
なっても、充分なフラックス残渣及び酸化皮膜の除去性
が得られることが判る。

【００３８】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、電子部品用洗
浄除去剤として、電子部品の端子表面や半田表面に生じ
た酸化皮膜を半田フラックス残渣と同時に除去すること
を可能にし、また取扱い上の安全性にも優れるものが提
供される。

【００３９】請求項２及び請求項３の発明によれば、上
記の半田フラックス残渣及び油脂の如き有機質の汚れの
除去性と酸化皮膜の除去性が共により優れる洗浄除去剤
が提供される。

【００４０】請求項４の発明によれば、上記の半田フラ
ックス残渣及び油脂の如き有機質の汚れの除去性と酸化
皮膜の除去性が共により優れることに加え、安定性が高
く保管・管理が容易な洗浄除去剤が提供される。

【００４１】請求項５〜７の発明によれば、上記の半田
フラックス残渣及び油脂の如き有機質の汚れと酸化皮膜
とを除去できる上、洗浄処理後の被洗浄物における金属
表面の再酸化を生じにくくできる洗浄除去剤が提供され
る。

【００４２】請求項８の発明に係る電子部品の洗浄方法
によれば、半田フラックス残渣及び油脂の如き有機質の
汚れと金属表面の酸化皮膜とを効率よく確実に除去でき
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 沼田 学 大阪府茨木市横江１丁目12番14号 クリ ーンケミカル株式会社 技術部開発課内 (72)発明者 菅野 純二 大阪府大阪市城東区成育３丁目５番19号 株式会社エイケン内 (56)参考文献 特開 平７−305097（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−266028（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−346094（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−194892（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−113797（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−102091（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−185786（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−124599（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C11D 7/50 C11D 7/26 C11D 7/32 C11D 7/34 ＣＡＰＬＵＳ（ＳＴＮ) ＲＥＧＩＳＴＲＹ（ＳＴＮ)

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ａ）３−メトキシ・３−メチル・１−ブ
   タノールと、ｂ）水溶性チオグリコール酸塩とを必須成
   分として含有する電子部品用洗浄除去剤。
2. 【請求項２】 前記のａ成分／ｂ成分の重量比が２７／
   ７３〜８７／１３の範囲にある請求項１記載の電子部品
   用洗浄除去剤。
3. 【請求項３】 前記ａ成分及びｂ成分と共に、ｃ）ポリ
   オキシエチレンアルキルエーテルが洗浄除去剤全量中の
   ０．７〜２０重量％を占める割合で含まれてなる請求項
   １又は２に記載の電子部品用洗浄除去剤。
4. 【請求項４】 前記ａ成分及びｂ成分と共に、ｄ）水溶
   性クエン酸塩が洗浄除去剤全量中の０．７〜１０重量％
   を占める割合で含まれてなる請求項１〜３のいずれかに
   記載の電子部品用洗浄除去剤。
5. 【請求項５】 前記ａ成分及びｂ成分と共に、ｅ）ベン
   ゾトリアゾール、ベンゾチアゾール、２−メルカプトベ
   ンゾチアゾール、２−メルカプトベンゾイミダゾール、
   チオ尿素の群より選ばれる少なくとも一種の腐食抑制剤
   成分が洗浄除去剤全量中の０．７〜１０重量％を占める
   割合で含まれてなる請求項１〜４のいずれかに記載の電
   子部品用洗浄除去剤。
6. 【請求項６】 前記ａ成分及びｂ成分と共に、前記請求
   項５記載のｅ成分の腐食抑制剤成分と、ｆ）塩酸アルキ
   ルジ（アミノエチル）グリシン又は／及びナトリウムア
   ルキルジ（アミノエチル）グリシンとが、それぞれ洗浄
   除去剤全量中の０．７〜１０重量％を占める割合で含ま
   れてなる請求項１〜５のいずれかに記載の電子部品用洗
   浄除去剤。
7. 【請求項７】 ＰＨが５．１〜８．９の範囲にある請求
   項１〜６のいずれかに記載の電子部品用洗浄除去剤。
8. 【請求項８】 前記請求項１〜７のいずれかに記載の電
   子部品用洗浄除去剤を用いた洗浄により、金属表面の酸
   化皮膜を除去することを特徴とする電子部品の洗浄方
   法。