助焊剂用清洗剂组合物的制作方法

文档序号:15203714发布日期:2018-08-21 06:05阅读:422来源:国知局

本发明涉及一种助焊剂用清洗剂组合物、助焊剂残渣的清洗方法及电子部件的制造方法。



背景技术:

近年来,关于印刷配线板或陶瓷基板上的电子部件的安装,就低耗电、高速处理等观点而言,部件变得小型化,在焊接助焊剂的清洗方面,应清洗的间隙变狭窄。此外,就环境安全方面而言,正逐步使用无铅焊料,于此相伴,使用有松香系助焊剂。

专利文献1中公开有用于金属部件、电子部件、半导体部件及液晶显示面板等精密部件的含水系清洗剂组合物,该含水系清洗剂组合物含有有机溶剂、5~30重量%的具有碳数4~12的烷基或烯基的甘油醚以及5重量%以上的水而成。

专利文献2中公开有硬质表面用清洗剂组合物,其含有(a)甘油醚0.25~15.0重量%、(b)hlb为12.0~18.0的非离子表面活性剂1.0~60.0重量%、(c)烃1.0~10.0重量%、(d)二醇醚1.0~20.0重量%以及(e)水而成,且该成分(b)的非离子表面活性剂由下式:r-x-(eo)m(po)n-h表示,且该成分(b)与该成分(a)的重量比(成分(b)/成分(a))为4/1~8/1,清洗剂组合物均匀且安全性较高,狭窄间隙中的各种污垢的清洗性、反复清洗性及冲洗性优异,在清洗及冲洗时耐起泡性良好。

专利文献3中公开有包含苄醇的焊接电子部件的助焊剂清洗剂。

专利文献4中公开有焊接助焊剂去除用清洗剂,其特征在于:在二醇化合物的含量相对于总量低于1重量%的情形时,将苄醇的含量设为70~99.9重量%的范围,并将氨基醇的含量设为0.1~30重量%的范围,在二醇化合物的含量为1~40重量%的情形时,将苄醇的含量设为15~99重量%的范围,并将氨基醇的含量设为0.1~30重量%的范围。

专利文献5中公开有工业用清洗剂组合物,其特征在于,其含有(a)苄醇50~70重量%、(b)某特定的水溶性二醇醚20~40重量%、(c)hlb为12~18的非离子表面活性剂1~20重量%、(d)水5~20重量%以及剩余重量%的(e),所述(e)为选自烷醇胺、碱盐类、有机酸、消泡剂、增稠剂中的至少1种,调配上述(a)~(e)成分并将整体设为100重量%而成。

专利文献6中公开有夹具类用清洗剂组合物,其含有具有碳数为1~18的烃基的甘油醚,且其用于精密部件或其组装加工工序。

专利文献7中公开有清洗剂组合物,其含有某特定的聚氧亚烷基二烷基醚、某特定的聚氧亚烷基单烷基醚及胺系化合物,且25℃下的动态粘度为5mm2/s以下,并且可适宜地用于去除在电子部件、精密部件或其组装加工工序中所使用的夹具类的固体表面所存在的油脂、机械油、切削油、润滑脂、液晶、松香系助焊剂等污垢。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2004-2688号公报

专利文献2:日本特开2010-155904号公报

专利文献3:日本特开平4-34000号公报

专利文献4:国际公开第2005/021700公报

专利文献5:日本特开2000-8080号公报

专利文献6:日本特开平6-346092号公报

专利文献7:日本特开平10-168488号公报



技术实现要素:

发明所要解决的问题

近年来,因半导体封装基板的小型化,导致焊料凸块变得微小化、或与所连接的部件的间隙变狭小。并且,由于焊料凸块的微小化或与所连接的部件的间隙变狭小,上述专利文献所公开的清洗剂组合物对于助焊剂残渣的清洗性而言,并不充分。

因此,本发明提供一种适于助焊剂残渣的清洗的助焊剂用清洗剂组合物、使用其的清洗方法及电子部件的清洗方法。

解决问题的技术手段

本发明涉及一种助焊剂用清洗剂组合物,其含有下述式(i)表示的化合物(成分a)、下述式(ii)表示的化合物(成分b)、下述式(iii)表示的化合物(成分c)、下述式(iv)表示的化合物(成分d)、芳香族醇(成分e)以及水(成分f),并且成分e的质量与成分c及成分d的合计质量的比(成分e/(成分c+成分d))为0.18以上且0.45以下。

[化学式1]

上述式(i)中,r1为选自氢原子、甲基、乙基及氨基乙基中的至少1种,r2为选自氢原子、羟基乙基、羟基丙基、甲基以及乙基中的至少1种,r3为选自羟基乙基及羟基丙基中的至少1种。

r4-o-(ch2ch2o)n-h(ii)

上述式(ii)中,r4表示碳数4以上且7以下的烃基,n为加成摩尔数并且为1以上且5以下的整数。

r5-o-(ch2ch2o)m-h(iii)

上述式(iii)中,r5表示碳数8以上且12以下的烃基,m为平均加成摩尔数并且为4以上且8以下的数。

r6och2-ch(oh)-ch2oh(iv)

上述式(iv)中,r6表示碳数6以上且11以下的烃基。

本发明涉及一种助焊剂残渣的清洗方法,其具有通过本发明的清洗剂组合物清洗具有助焊剂残渣的被清洗物的工序。

本发明涉及一种电子部件的制造方法,其包括:选自通过使用了助焊剂的焊接将选自半导体芯片、芯片型电容器以及电路基板中的至少之一的部件搭载于电路基板上的工序以及将用于连接所述部件等的焊料凸块形成于电路基板上的工序中的至少之一的工序;以及利本发明的助焊剂残渣的清洗方法来清洗选自搭载有所述部件的电路基板以及形成有所述焊料凸块的电路基板中的至少之一的工序。

发明的效果

根据本发明,可提供一种助焊剂残渣的清洗性优异的助焊剂用清洗剂组合物。

具体实施方式

本发明基于如下见解:在含有特定的胺(成分a)、特定的二醇醚(成分b)、特定的聚氧亚乙基烷基醚(成分c)、特定的甘油醚(成分d)及芳香族醇(成分e)的清洗剂组合物中,通过限定成分e的质量与成分c及成分d的合计质量的比,而较现有技术进一步提高助焊剂残渣的清洗性。

即,本发明涉及一种助焊剂用清洗剂组合物(以下也称为“本发明的清洗剂组合物”),其含有上述式(i)表示的化合物(成分a)、上述式(ii)表示的化合物(成分b)、上述式(iii)表示的化合物(成分c)、上述式(iv)表示的化合物(成分d)、芳香族醇(成分e)以及水(成分f),且成分e的质量与成分c及成分d的合计质量的比(成分e/(成分c+成分d))为0.18以上且0.45以下。根据本发明,可获得一种助焊剂残渣的清洗性优异的助焊剂用清洗剂组合物。进而,根据本发明,可获得一种稳定性以及利用水的冲洗性良好,且能够抑制对焊料金属的腐蚀等影响的助焊剂用清洗剂组合物。

本发明的清洗剂组合物的效果的详细作用机制仍有不明的部分,但推定如下。即,在本发明的清洗剂组合物中,在上述成分a及成分b的存在下,且以特定的质量比含有成分c、成分d及成分e,因此推测,在清洗剂组合物中,成分c、成分d及成分e取向存在,可使对助焊剂的溶解性高但难溶于水的成分e均匀分散于清洗剂组合物中,其结果,提高对助焊剂残渣的清洗性。进而,推测通过发生如上述取向,可抑制被认为腐蚀焊料表面的主要起因的胺成分(成分a)与焊料过量接触,因此,在焊料凸块表面不产生腐蚀等影响。然而,本发明可不受该机制限定地进行解释。

进而,近年来,随着焊料凸块的微小化及与所连接的部件的间隙变狭窄,使用可维持印刷性、熔融性、清洗性并且抑制孔隙产生的高功能助焊剂(例如高活性助焊剂),但本发明的清洗剂组合物即便对于此种高功能助焊剂的残渣,亦可适宜地使用。

在本发明中,所谓“助焊剂”,是指用于去除妨碍电极或配线等金属与焊料金属的连接的氧化物并促进上述连接的焊接中所使用的含有松香或松香衍生物的松香系助焊剂或不含松香的水溶性助焊剂等,在本发明中,“焊接”包含回流焊接方式及浸焊焊接方式的焊接。在本发明中,所谓“焊接助焊剂”,是指焊料与助焊剂的混合物。在本发明中,所谓“助焊剂残渣”,是指来自于使用助焊剂形成焊料凸块后的基板、和/或使用助焊剂进行焊接后的基板等上残存的助焊剂的残渣。例如,若在电路基板上层叠并搭载其他部件(例如半导体芯片、芯片型电容器、其他电路基板等),则在上述电路基板与上述其他部件之间形成空间(间隙)。用于上述搭载的助焊剂在通过回流焊接等进行焊接后,也有可能以助焊剂残渣的形式残存于该间隙。在本发明中,所谓“助焊剂用清洗剂组合物”,是指用于将使用助焊剂或焊接助焊剂形成焊料凸块和/或进行焊接后的助焊剂残渣进行清洗的清洗剂组合物。就表现本发明的清洗剂组合物的清洗性的显著效果的方面而言,焊料优选为无铅(pb)焊料。

[成分a]

本发明的清洗剂组合物中的成分a为下述式(i)表示的化合物。

[化学式2]

上述式(i)中,r1为选自氢原子、甲基、乙基及氨基乙基中的至少1种,r2为选自氢原子、羟基乙基、羟基丙基、甲基及乙基中的至少1种,r3为选自羟基乙基及羟基丙基中的至少1种。

作为成分a,例如可列举:选自单乙醇胺、二乙醇胺等烷醇胺及它们的烷基化物、氨基烷基化物中的至少1种。作为成分a的具体例,就提高清洗性的观点而言,优选为选自单乙醇胺、单异丙醇胺、n-甲基单乙醇胺、n-甲基单异丙醇胺、n-乙基单乙醇胺、n-乙基单异丙醇胺、二乙醇胺、二异丙醇胺、n-二甲基单乙醇胺、n-二甲基单异丙醇胺、n-甲基二乙醇胺、n-甲基二异丙醇胺、n-二乙基单乙醇胺、n-二乙基单异丙醇胺、n-乙基二乙醇胺、n-乙基二异丙醇胺、n-(β-氨基乙基)单乙醇胺、n-(β-氨基乙基)单异丙醇胺、n-(β-氨基乙基)二乙醇胺、n-(β-氨基乙基)二异丙醇胺中的至少1种,更优选为选自单乙醇胺、单异丙醇胺、二乙醇胺、n-甲基单乙醇胺、n-二甲基单乙醇胺、n-乙基单乙醇胺及n-(b-氨基乙基)单乙醇胺中的至少1种,进一步优选为选自n-甲基单乙醇胺及n-二甲基单乙醇胺中的至少1种。

就提高清洗性的观点而言,本发明的清洗剂组合物中的成分a的含量优选为0.2质量%以上,更优选为0.3质量%以上,进一步优选为0.4质量%以上,进而更优选为0.5质量%以上,并且就提高清洗性及抑制焊料金属的腐蚀的观点而言,优选为10质量%以下,更优选为8质量%以下,进一步优选为5质量%以下,进而更优选为3质量%以下。

[成分b]

本发明的清洗剂组合物中的成分b为下述式(ii)表示的化合物。

r4-o-(ch2ch2o)n-h(ii)

上述式(ii)中,r4表示碳数4以上且7以下的烃基,就提高清洗性及提高稳定性的观点而言,优选为碳数4以上且6以下的烃基,更优选为碳数4以上且6以下的烷基。n表示加成摩尔数且为1以上且5以下的整数,就提高清洗性及提高稳定性的观点而言,优选为1以上且4以下的整数,更优选为2以上且3以下的整数。进而,就提高清洗性及提高稳定性的观点而言,n优选为1以上,优选为2以上,并且优选为5以下,优选为4以下,优选为3以下。

作为成分b,例如可列举:选自具有碳数4以上且7以下的烃基的乙二醇单烷基醚、二乙二醇单烷基醚、三乙二醇单烷基醚、四乙二醇单烷基醚、五乙二醇单烷基醚、乙二醇单苯醚、二乙二醇单苯醚、三乙二醇单苯醚、四乙二醇单苯醚、五乙二醇单苯醚、乙二醇单苄醚、二乙二醇单苄醚、三乙二醇单苄醚、四乙二醇单苄醚及五乙二醇单苄醚中的至少1种。作为成分b,就提高清洗性、降低清洗剂组合物的粘度及提高稳定性的观点而言,优选为选自乙二醇单丁醚、二乙二醇单丁醚、三乙二醇单丁醚、单乙二醇单己醚、二乙二醇单己醚、乙二醇单苯醚、二乙二醇单苯醚、乙二醇单苄醚及二乙二醇单苄醚中的至少1种,更优选为选自乙二醇单丁醚、二乙二醇单丁醚、三乙二醇单丁醚、单乙二醇单己醚及二乙二醇单己醚中的至少1种,进一步优选为选自二乙二醇单丁醚、三乙二醇单丁醚及二乙二醇单己醚中的至少1种,就冲洗性的观点而言,进而更优选为二乙二醇单丁醚。

就提高清洗性、提高冲洗性、降低清洗剂组合物的粘度、提高稳定性、抑制焊料金属的腐蚀的观点而言,本发明的清洗剂组合物中的成分b的含量优选为10质量%以上,更优选为12质量%以上,进一步优选为15质量%以上,进而更优选为20质量%以上。就降低清洗剂组合物的粘度的观点而言,上述成分b的含量进而更优选为25质量%以上。就提高清洗性、降低清洗剂组合物的粘度及提高稳定性的观点而言,上述成分b的含量优选为45质量%以下,更优选为40质量%以下,进一步优选为35质量%以下。

[成分c]

本发明的清洗剂组合物中的成分c为下述式(iii)表示的化合物。

r5-o-(ch2ch2o)m-h(iii)

上述式(iii)中,r5表示碳数8以上且12以下的烃基,就提高清洗性及提高稳定性的观点而言,优选为碳数8以上且10以下的烃基,更优选为碳数8以上且10以下的烷基。m表示平均加成摩尔数并且为4以上且8以下的数,就提高清洗性及提高稳定性的观点而言,优选为5以上且7以下的数,更优选为5以上且6以下的数。进而,就提高清洗性及提高稳定性的观点而言,m优选为4以上,更优选为5以上,并且优选为8以下,更优选为7以下,进一步优选为6以下。

作为成分c,例如可列举选自上述式(iii)表示的具有碳数为8以上且12以下的烃基且环氧乙烷的平均加成摩尔数(m)为4以上且8以下的聚氧亚乙基烷基醚、聚氧亚乙基烯基醚及聚氧亚乙基烷基苯基醚中的至少1种,就提高清洗性的观点而言,优选为聚氧亚乙基烷基醚。就提高清洗性、降低清洗剂组合物的粘度及提高稳定性的观点而言,r5的烃基的碳数优选为10以下。作为成分c的具体例,例如可列举选自聚氧亚乙基2-乙基己醚、聚氧亚乙基辛醚、聚氧亚乙基壬醚、聚氧亚乙基癸醚、聚氧亚乙基2-丙基庚醚、聚氧亚乙基4-甲基丙基己醚、聚氧亚乙基5-甲基丙基己醚、及聚氧亚乙基十二烷基醚中的至少1种,就降低清洗剂组合物的粘度及提高稳定性的观点而言,优选为聚氧亚乙基2-乙基己醚。

就提高清洗性、提高冲洗性、降低清洗剂组合物的粘度及提高稳定性的观点而言,本发明的清洗剂组合物中的成分c的含量优选为10质量%以上,更优选为15质量%以上,进一步优选为20质量%以上,并且就提高冲洗性、降低清洗剂组合物的粘度及提高稳定性的观点而言,优选为50质量%以下,更优选为40质量%以下,进一步优选为30质量%以下。

[成分d]

本发明的清洗剂组合物中的成分d为下述式(iv)表示的化合物。根据本发明,具有通过使用成分d可获得对助焊剂残渣的清洗性优异的优点。

r6och2-ch(oh)-ch2oh(iv)

上述式(iv)中,r6表示碳数6以上且11以下的烃基,就提高清洗性及提高稳定性的观点而言,优选为碳数8以上且10以下的烃基,更优选为碳数8以上且10以下的烷基。

作为成分d,为上述式(iv)表示的具有碳数6以上且11以下的烃基的甘油醚,就提高稳定性的观点而言,优选为烷基甘油醚。就提高清洗性及提高稳定性的观点而言,r6优选为碳数6以上且11以下的具有直链或支链的烷基或烯基,更优选为碳数6以上且10以下的烷基,进一步优选为碳数8的烷基。作为r6,例如可列举:正己基、异己基、正庚基、正辛基、2-乙基己基、正壬基、正癸基等碳数6以上且11以下的烷基,就提高清洗性及提高稳定性的观点而言,优选为选自2-乙基己基和正癸基中的至少一种,更优选为2-乙基己基。作为成分d的具体例,例如可列举选自己基甘油醚、辛基甘油醚、2-乙基己基甘油醚、壬基甘油醚、癸基甘油醚、及十一烷基甘油醚中的至少一种。

就提高清洗性、提高冲洗性及提高稳定性的观点而言,本发明的清洗剂组合物中的成分d的含量优选为0.5质量%以上,更优选为1质量%以上,进一步优选为1.5质量%以上,进而更优选为2质量%以上,并且就相同的观点而言,优选为15质量%以下,更优选为13质量%以下,进一步优选为10质量%以下,进而更优选为7质量%以下。

[成分e]

就提高清洗性的观点而言,本发明的清洗剂组合物含有芳香族醇(成分e)。

作为成分e,只要为具有芳环及羟基的化合物即可,就提高清洗性的观点而言,成分e的芳香族醇的碳数优选为7以上,且优选为10以下,更优选为9以下。作为成分e的具体例,可列举选自苄醇、苯乙醇、4-甲基苄醇、4-乙基苄醇、2-苯基-1-丙醇及2-苯基-2-丙醇中的至少1种,就提高清洗性的观点而言,优选为选自苄醇、苯乙醇及4-乙基苄醇中的至少1种,更优选为苄醇。

就提高清洗性的观点而言,本发明的清洗剂组合物中的成分e的含量优选为高含量,但就提高稳定性、清洗性及提高冲洗性的观点而言,优选为1质量%以上,更优选为2质量%以上,进一步优选为3质量%以上,进而更优选为5质量%以上,并且就相同的观点而言,优选为25质量%以下,更优选为20质量%以下,进一步优选为15质量%以下。

[成分e与成分c及d的质量比]

在本发明中,就提高清洗性、提高冲洗性及提高稳定性的观点而言,成分e的质量与成分c及成分d的合计质量的比(成分e/(成分c+成分d))为0.18以上,优选为0.2以上,更优选为0.25以上,并且为0.45以下,优选为0.4以下,更优选为0.35以下。

[成分c与成分d的质量比]

就提高冲洗性及提高稳定性的观点而言,成分c的质量与成分d的质量的比(成分c/成分d)优选为5以上,更优选为6以上,进一步优选为7以上,并且就相同的观点而言,优选为10以下,更优选为9.5以下,进一步优选为9以下。

[成分f]

本发明的清洗剂组合物中的成分f为水。作为水,可使用离子交换水、ro水、蒸馏水、纯水、超纯水等。就提高清洗性及提高稳定性的观点而言,本发明的清洗剂组合物中的成分f的含量优选为10质量%以上,更优选为15质量%以上,进一步优选为20质量%以上,并且就相同的观点而言,优选为60质量%以下,更优选为50质量%以下,进一步优选为40质量%以下,进而更优选为30质量%以下。

[清洗剂组合物的其他成分]

本发明的清洗剂组合物可视需要含有其他成分。本发明的清洗剂组合物中的其他成分的含量优选为0质量%以上且2.0质量%以下,更优选为0质量%以上且1.5质量%以下,进一步优选为0质量%以上且1.3质量%以下,进而更优选为0质量%以上且1.0质量%以下。

就抑制发泡性的观点而言,作为本发明的清洗剂组合物中的其他成分,例如可列举碳数10~18的烃(成分g)。作为成分g,就相同的观点而言,例如可列举选自十二烯及十四烯中的至少1种。就抑制发泡性的观点而言,本发明的清洗剂组合物中的成分g的含量优选为0.5质量%以上,更优选为0.8质量%以上,并且优选为1.5质量%以下,更优选为1.3质量%以下,进而更优选为1.0质量%以下。

进而,本发明的清洗剂组合物可在不损害本发明的效果的范围内,视需要适宜地含有通常用于清洗剂中的羟基乙基氨基乙酸、羟基乙基亚氨基二乙酸、乙二胺四乙酸等氨基羧酸盐等具有螯合力的化合物;防腐剂、防锈剂、杀菌剂、抗菌剂、硅酮系消泡剂、抗氧化剂、椰子油脂肪酸甲酯或乙酸苄酯等酯或醇类等。

[清洗剂组合物的制造方法]

本发明的清洗剂组合物可通过利用公知的方法,将上述成分a~f及视需要的其他成分进行调配而制造。因此,本发明涉及一种清洗剂组合物的制造方法,其包括至少调配上述成分a~f的工序。在本发明中,所谓“进行调配”,包括将成分a~f及视需要的其他成分同时混合或按照任意的顺序进行混合。在本发明的清洗剂组合物的制造方法中,各成分的调配量可设为与上述本发明的清洗剂组合物中的各成分的含量相同。在本发明中,所谓“清洗剂组合物中的各成分的含量”,是指清洗时、即、将清洗剂组合物用于清洗的时间点的上述各成分的含量。就添加作业、储存及输送的观点而言,本发明的清洗剂组合物可制造为浓缩液并进行保管,在使用时,以成分a~成分e成为上述含量(即,清洗时的含量)的方式通过水(成分f)加以稀释而使用。

[清洗剂组合物的ph]

就提高对于助焊剂残渣的清洗力的方面而言,本发明的清洗剂组合物的ph优选为ph8以上且ph14以下。ph可根据需要,通过将硝酸、硫酸等无机酸、羟基羧酸、多元羧酸、氨基多羧酸、氨基酸等有机酸以及它们的金属盐或铵盐、氨、氢氧化钠、氢氧化钾、胺等成分a以外的碱性物质按照所需量适宜地进行调配来调整。

[被清洗物]

在一个或多个实施方式中,本发明的清洗剂组合物能够用于具有助焊剂残渣的被清洗物的清洗。本发明的清洗剂组合物在一个或多个实施方式中,可用于去除助焊剂。作为具有助焊剂残渣的被清洗物,例如可列举具有回流焊接后的焊料的被清洗物。作为被清洗物的具体例,例如可列举电子部件及其制造中间物,具体而言,可列举焊接电子部件及其制造中间物,更具体而言,可列举部件通过焊料而被焊接的电子部件及其制造中间物、部件经由焊料而连接的电子部件及其制造中间物、在被焊接的部件的间隙包含助焊剂残渣的电子部件及其制造中间物、在经由焊料而连接的部件的间隙包含助焊剂残渣的电子部件及其制造中间物等。上述制造中间物是包括半导体封装体或半导体装置的电子部件的制造工序中的中间制造物,例如包括通过使用了助焊剂的焊接而搭载有选自半导体芯片、芯片型电容器以及电路基板中的至少之一的电路基板、和/或形成有用于焊接上述部件的焊料凸块的电路基板。所谓被清洗物的间隙,例如是指形成于电路基板与焊接并搭载于该电路基板的部件(半导体芯片、芯片型电容器、电路基板等)之间的空间,且其高度(部件间的距离)例如为5~500μm、10~250μm、或20~100μm的空间。间隙的宽度及深度依存于所搭载的部件或电路基板上的电极(焊垫)的大小或间隔。

[助焊剂残渣的清洗方法]

本发明涉及助焊剂残渣的清洗方法(以下,也称为本发明的清洗方法),该清洗方法包括使具有助焊剂残渣的被清洗物与本发明的清洗剂组合物接触的工序。在一个或多个实施方式中,本发明的清洗方法具有通过本发明的清洗剂组合物,清洗具有助焊剂残渣的被清洗物的工序。作为使被清洗物与本发明的清洗剂组合物接触的方法、或通过本发明的清洗剂组合物清洗被清洗物的方法,例如可列举在超声波清洗装置的浴槽内使其接触的方法、使清洗剂组合物呈喷雾状射出而使其接触的方法(喷淋方式)等。本发明的清洗剂组合物可不稀释而直接用于清洗。本发明的清洗方法优选包括在使被清洗物与清洗剂组合物接触后,通过水进行冲洗并干燥的工序。若为本发明的清洗方法,则可高效率地清洗残存于焊接后的部件的间隙的助焊剂残渣。就表现出本发明的清洗方法带来的清洗性以及对于狭窄间隙的渗透性的显著效果的方面而言,焊料优选为无铅(pb)焊料。进而,就相同的观点而言,本发明的清洗方法优选针对使用国际专利公报2006/025224公报、日本特公平6-75796号公报、日本特开2014-144473号公报、日本特开2004-230426号公报、日本特开2013-188761号公报、日本特开2013-173184号公报等所记载的助焊剂所焊接的电子部件使用。就本发明的清洗剂组合物的清洗力易于发挥的方面而言,本发明的清洗方法优选在本发明的清洗剂组合物与被清洗物接触时照射超声波,更优选该超声波相对较强。关于上述超声波的频率及震荡输出,就相同的观点而言,优选为26~72khz、80~1500w,更优选为36~72khz、80~1500w。

[电子部件的制造方法]

在一个或多个实施方式中,本发明的电子部件的制造方法包括:选自通过使用了助焊剂的焊接将选自半导体芯片、芯片型电容器以及电路基板中的至少之一的部件搭载于电路基板上的工序以及将用于连接所述部件等的焊料凸块形成于电路基板上的工序中的至少之一的工序;以及利用本发明的清洗方法来清洗选自搭载有所述部件的电路基板以及形成有所述焊料凸块的电路基板中的至少之一的工序。使用助焊剂的焊接例如为通过无铅焊料而进行,可为回流焊接方式,也可为浸焊焊接方式。电子部件包含未搭载半导体芯片的半导体封装体、搭载有半导体芯片的半导体封装体以及半导体装置。本发明的电子部件的制造方法由于通过利用本发明的清洗方法进行清洗,使残存于所焊接的部件的间隙或焊料凸块的周边等的助焊剂残渣减少,起因于助焊剂残渣残留的电极间的短路或连接不良得到抑制,因此能够制造可靠性较高的电子部件。进而,通过利用本发明的清洗方法进行清洗,容易清洗残存于所焊接的部件的间隙等的助焊剂残渣,因此可缩短清洗时间,提高电子部件的制造效率。

[试剂盒]

本发明涉及一种试剂盒,其用于本发明的清洗方法和/或本发明的电子部件的制造方法,且在构成本发明的清洗剂组合物的上述成分a~f中的至少1种成分未与其他成分混合的状态下保管。

作为本发明的试剂盒,例如可列举在含有上述成分a的溶液(第1液)及含有成分b~f的溶液(第2液)相互未混合的状态下保存,且在使用时将其混合的试剂盒(2液型清洗剂组合物)。在将上述第1液与上述第2液混合后,也可视需要使用水(成分f)进行稀释。在上述第1液及第2液中,可视需要分别含有任意成分。关于该任意成分,例如可列举增稠剂、分散剂、防锈剂、碱性物质、表面活性剂、高分子化合物、助溶剂、抗氧化剂、防腐剂、消泡剂、抗菌剂等。

本发明进而涉及以下的清洗剂组合物、清洗方法、制造方法。

<1>一种助焊剂用清洗剂组合物,其含有下述式(i)表示的化合物(成分a)、下述式(ii)表示的化合物(成分b)、下述式(iii)表示的化合物(成分c)、下述式(iv)表示的化合物(成分d)、芳香族醇(成分e)以及水(成分f),并且

成分e的质量与成分c及成分d的合计质量的比(成分e/(成分c+成分d))为0.18以上且0.45以下。

[化学式3]

上述式(i)中,r1为选自氢原子、甲基、乙基及氨基乙基中的至少1种,r2为选自氢原子、羟基乙基、羟基丙基、甲基及乙基中的至少1种,r3为选自羟基乙基及羟基丙基中的至少1种。

r4-o-(ch2ch2o)n-h(ii)

上述式(ii)中,r4表示碳数4以上且7以下的烃基,n为加成摩尔数且为1以上且5以下的整数。

r5-o-(ch2ch2o)m-h(iii)

上述式(iii)中,r5表示碳数为8以上且12以下的烃基,m为平均加成摩尔数且为4以上且8以下的数。

r6och2-ch(oh)-ch2oh(iv)

上述式(iv)中,r6为碳数为6以上且11以下的烃基。

<2>如<1>所记载的助焊剂用清洗剂组合物,其中作为成分a,优选为选自单乙醇胺、单异丙醇胺、n-甲基单乙醇胺、n-甲基单异丙醇胺、n-乙基单乙醇胺、n-乙基单异丙醇胺、二乙醇胺、二异丙醇胺、n-二甲基单乙醇胺、n-二甲基单异丙醇胺、n-甲基二乙醇胺、n-甲基二异丙醇胺、n-二乙基单乙醇胺、n-二乙基单异丙醇胺、n-乙基二乙醇胺、n-乙基二异丙醇胺、n-(β-氨基乙基)单乙醇胺、n-(β-氨基乙基)单异丙醇胺、n-(β-氨基乙基)二乙醇胺、n-(β-氨基乙基)二异丙醇胺中的至少1种,更优选为选自单乙醇胺、单异丙醇胺、二乙醇胺、n-甲基单乙醇胺、n-二甲基单乙醇胺、n-乙基单乙醇胺及n-(β-氨基乙基)单乙醇胺中的至少1种,进一步优选为选自n-甲基单乙醇胺及n-二甲基单乙醇胺中的至少1种。

<3>如<1>或<2>所记载的助焊剂用清洗剂组合物,其中成分a的含量优选为0.2质量%以上,更优选为0.3质量%以上,进一步优选为0.4质量%以上,进而更优选为0.5质量%以上。

<4>如<1>至<3>中任一项所记载的助焊剂用清洗剂组合物,其中成分a的含量优选为10质量%以下,更优选为8质量%以下,进一步优选为5质量%以下,进而更优选为3质量%以下。

<5>如<1>至<4>中任一项所记载的助焊剂用清洗剂组合物,其中上述式(ii)中,r4优选为碳数4以上且6以下的烃基,更优选为碳数4以上且6以下的烷基。

<6>如<1>至<5>中任一项所记载的助焊剂用清洗剂组合物,其中上述式(ii)中,n优选为1以上且4以下的数,更优选为2以上且3以下的数。

<7>如<1>至<6>中任一项所记载的助焊剂用清洗剂组合物,其中作为成分b,优选为选自乙二醇单丁醚、二乙二醇单丁醚、三乙二醇单丁醚、单乙二醇单己醚、二乙二醇单己醚、乙二醇单苯醚、二乙二醇单苯醚、乙二醇单苄醚及二乙二醇单苄醚中的至少1种,更优选为选自乙二醇单丁醚、二乙二醇单丁醚、三乙二醇单丁醚、单乙二醇单己醚及二乙二醇单己醚中的至少1种,更优选为选自二乙二醇单丁醚、三乙二醇单丁醚及二乙二醇单己醚中的至少1种。

<8>如<1>至<7>中任一项所记载的助焊剂用清洗剂组合物,其中成分b的含量优选为10质量%以上,更优选为12质量%以上,进一步优选为15质量%以上,进而更优选为20质量%以上,进而更优选为25质量%以上。

<9>如<1>至<8>中任一项所记载的助焊剂用清洗剂组合物,其中成分b的含量优选为45质量%以下,更优选为40质量%以下,进一步优选为35质量%以下。

<10>如<1>至<9>中任一项所记载的助焊剂用清洗剂组合物,其中式(iii)中,r5表示碳数8以上且12以下的烃基,更优选为碳数8以上且10以下的烃基,更优选为碳数8以上且10以下的烷基。

<11>如<1>至<10>中任一项所记载的助焊剂用清洗剂组合物,其中式(iii)中,m优选为5以上且7以下的数,更优选为5以上且6以下的数。

<12>如<1>至<11>中任一项所记载的助焊剂用清洗剂组合物,其中式(iii)中,r5的烃基的碳数优选为10以下。

<13>如<1>至<12>中任一项所记载的助焊剂用清洗剂组合物,其中作为成分c,为选自聚氧亚乙基2-乙基己醚、聚氧亚乙基辛醚、聚氧亚乙基壬醚、聚氧亚乙基癸醚、聚氧亚乙基2-丙基庚醚、聚氧亚乙基4-甲基丙基己醚、聚氧亚乙基5-甲基丙基己醚以及聚氧亚乙基十二烷基醚中的至少1种。

<14>如<1>至<13>中任一项所记载的助焊剂用清洗剂组合物,其中成分c的含量优选为10质量%以上,更优选为15质量%以上,进一步优选为20质量%以上。

<15>如<1>至<14>中任一项所记载的助焊剂用清洗剂组合物,其中成分c的含量优选为50质量%以下,更优选为40质量%以下,进一步优选为30质量%以下。

<16>如<1>至<15>中任一项所记载的助焊剂用清洗剂组合物,其中式(iv)中,r6优选为碳数8以上且10以下的烃基,更优选为碳数8以上且10以下的烷基。

<17>如<1>至<16>中任一项所记载的助焊剂用清洗剂组合物,其中式(iv)中,r6优选为碳数6以上且11以下的具有直链或支链的烷基或烯基,更优选为碳数6以上且10以下的烷基,进一步优选为碳数8的烷基。

<18>如<1>至<17>中任一项所记载的助焊剂用清洗剂组合物,其中成分d为选自己基甘油醚、辛基甘油醚、2-乙基己基甘油醚、壬基甘油醚、癸基甘油醚以及十一烷基甘油醚中的至少1种。

<19>如<1>至<18>中任一项所记载的助焊剂用清洗剂组合物,其中成分d的含量优选为0.5质量%以上,更优选为1质量%以上,进一步优选为1.5质量%以上,进而更优选为2质量%以上。

<20>如<1>至<19>中任一项所记载的助焊剂用清洗剂组合物,其中成分d的含量优选为15质量%以下,更优选为13质量%以下,进一步优选为10质量%以下,进而更优选为7质量%以下。

<21>如<1>至<20>中任一项所记载的助焊剂用清洗剂组合物,其中成分e的芳香族醇的碳数优选为7以上,且优选为10以下,更优选为9以下。

<22>如<1>至<21>中任一项所记载的助焊剂用清洗剂组合物,其中成分e为选自苄醇、苯乙醇、4-甲基苄醇、4-乙基苄醇、2-苯基-1-丙醇以及2-苯基-2-丙醇中的至少1种,优选为选自苄醇、苯乙醇及4-乙基苄醇中的至少1种,更优选为苄醇。

<23>如<1>至<22>中任一项所记载的助焊剂用清洗剂组合物,其中成分e的含量优选为1质量%以上,更优选为2质量%以上,进一步优选为3质量%以上,进而更优选为5质量%以上。

<24>如<1>至<23>中任一项所记载的助焊剂用清洗剂组合物,其中成分e的含量优选为25质量%以下,更优选为20质量%以下,进一步优选为15质量%以下。

<25>如<1>至<24>中任一项所记载的助焊剂用清洗剂组合物,其中成分e的质量与成分c及成分d的合计质量的比[成分e/(成分c+成分d)]优选为0.2以上,更优选为0.25以上。

<26>如<1>至<25>中任一项所记载的助焊剂用清洗剂组合物,其中成分e的质量与成分c及成分d的合计质量的比[成分e/(成分c+成分d)]优选为0.4以下,更优选为0.35以下。

<27>如<1>至<26>中任一项所记载的助焊剂用清洗剂组合物,其中成分c的质量与成分d的质量的比(成分c/成分d)优选为5以上,更优选为6以上,进一步优选为7以上。

<28>如<1>至<27>中任一项所记载的助焊剂用清洗剂组合物,其中成分c的质量与成分d的质量的比(成分c/成分d)优选为10以下,更优选为9.5以下,进一步优选为9以下。

<29>如<1>至<28>中任一项所记载的助焊剂用清洗剂组合物,其中成分f的含量优选为10质量%以上,更优选为15质量%以上,进一步优选为20质量%以上。

<30>如<1>至<29>中任一项所记载的助焊剂用清洗剂组合物,其中成分f的含量优选为60质量%以下,更优选为50质量%以下,进一步优选为40质量%以下,进而更优选为30质量%以下。

<31>如<1>至<30>中任一项所记载的助焊剂用清洗剂组合物,其中本发明的清洗剂组合物还含有碳数10~18的具有或不具有不饱和键的烃(成分g)。

<32>如<1>至<31>中任一项所记载的助焊剂用清洗剂组合物,其中成分g为选自十二烯及十四烯中的至少1种。

<33>如<1>至<32>中任一项所记载的助焊剂用清洗剂组合物,其中成分g的含量优选为0.5质量%以上,更优选为0.8质量%以上。

<34>如<1>至<33>中任一项所记载的助焊剂用清洗剂组合物,其中成分g的含量优选为1.5质量%以下,更优选为1.3质量%以下,进而更优选为1.0质量%以下。

<35>如<1>至<34>中任一项所记载的助焊剂用清洗剂组合物,其ph为8以上且14以下。

<36>一种助焊剂残渣的清洗方法,其具有通过如<1>至<35>中任一项所记载的清洗剂组合物清洗具有助焊剂残渣的被清洗物的工序。

<37>如<36>所记载的助焊剂残渣的清洗方法,其中被清洗物是焊接电子部件的制造中间物。

<38>一种电子部件的制造方法,其包括:

选自通过使用了助焊剂的焊接将选自半导体芯片、芯片型电容器以及电路基板中的至少之一的部件搭载于电路基板上的工序以及将用于连接所述部件等的焊料凸块形成于电路基板上的工序中的至少之一的工序;以及

利用如<36>或<37>所记载的助焊剂残渣的清洗方法来清洗选自搭载有所述部件的电路基板以及形成有所述焊料凸块的电路基板中的至少之一的工序。

<39>一种如<1>至<35>中任一项所记载的清洗剂组合物的用途,其用于电子部件的制造。

<40>一种试剂盒,其在构成如<1>至<35>中任一项所记载的清洗剂组合物的上述成分a~f中的至少1种成分与其他成分不混合的状态下保管。

<41>一种如<1>至<35>中任一项所记载的清洗剂组合物的用途,其用于去除助焊剂。

[实施例]

以下,通过实施例对本发明具体地加以说明,但本发明并不受该等实施例的任何限定。

1.清洗剂组合物的制备(实施例1~4、比较例1~13)

在100ml的玻璃烧杯中,以成为下述表1所记载的组成的方式调配各成分,在下述条件下进行混合,由此制备实施例1~4及比较例1~13的清洗剂组合物。表1中的各成分的数值只要无特别说明,则表示所制备的清洗剂组合物中的含量(质量%)。

·液体温度:25℃

·搅拌机:磁搅拌器(50mm转子)

·转数:300rpm

·搅拌时间:10分钟

使用下述成分作为清洗剂组合物的成分。

·n-甲基乙醇胺(成分a)(日本乳化剂株式会社制造,氨基醇mma)

·三乙醇胺(非成分a)(日本触媒株式会社制造)

·二乙二醇单丁醚(成分b)(日本乳化剂株式会社制造,二乙二醇丁醚)

·二乙二醇单己醚(成分b)(日本乳化剂株式会社制造,二乙二醇己醚)

·乙二醇单异丙醚(非成分b)(日本乳化剂株式会社制造,乙二醇异丙醚)

·二乙二醇单异丙醚(非成分b)(日本乳化剂株式会社制造,二乙二醇异丙醚)

·聚氧亚乙基2-乙基己醚(成分c)(青木油脂工业株式会社制造,blaunoneh-6,环氧乙烷平均加成摩尔数6)

·苄醇(成分e)(lanxess株式会社制造)

·1-十二烯(成分g)(出光兴产株式会社制造,linearen12)

·水(成分f)(由organo株式会社制造的纯水装置g-10dstset所制造的1μs/cm以下的纯水)

·2-乙基己基甘油醚(成分d)(通过下述制造方法制造)

将2-乙基己醇130g及三氟化硼醚络合物2.84g一面搅拌一面冷却至0℃。一面将温度保持于0℃,一面历时1小时滴加表氯醇138.8g。滴加结束后,于减压下(13~26pa)、100℃蒸馏去除剩余的醇。将该反应混合物冷却至50℃,一面保持50℃,一面历时1小时滴加48%氢氧化钠水溶液125g,搅拌3小时后,加入200ml的水,使其分层。除去水层后,进而通过100ml的水清洗2次,获得208g的粗2-乙基己基缩水甘油醚。将该粗2-乙基己基缩水甘油醚208g、水104.8g、月桂酸5.82g及氢氧化钾18.5g放入高压釜中,于140℃下搅拌5小时。于减压下(6.67kpa)、100℃进行脱水后,加入月桂酸9.7g及氢氧化钾2.72g,于160℃反应15小时,之后通过减压蒸馏(53~67pa,120~123℃)进行精制,获得110.2g的2-乙基己基甘油醚。

2.清洗剂组合物的评价

使用所制备的实施例1~4及比较例1~13的清洗剂组合物,就清洗性、稳定性、冲洗性以及对焊料金属的影响进行试验,并进行评价。

[清洗性试验]

在以下条件下,进行清洗测试基板的清洗性试验。

<测试基板>

在铜配线印刷基板(10mm×15mm)上,使用网版涂布下述助焊剂。之后,搭载10个微球(千住金属工业株式会社制造:),于氮气环境下、250℃条件下进行回流焊接,由此制作测试基板。

[助焊剂的组成]

酸改性超淡色松香(荒川化学株式会社制造,pinecrystalke-604)25质量%、完全氢化松香(eastmanchemical公司制造,foralax-e)10质量%、松油醇(日本萜烯化学株式会社制造,terpineolc)10质量%、二乙二醇己醚(日本乳化剂株式会社制造)30质量%、二溴丁烯二醇(东京化成工业株式会社制造,反式2,3-二溴-2-丁烯-1,4-二醇)2.5质量%、二聚酸(arizonachemical公司制造,unidyme14)10质量%、戊二酸(东京化成工业株式会社制造)2.5质量%、氢化蓖麻油(丰国制油株式会社制造)4质量%、六亚甲基羟基硬脂酰胺(日本化成株式会社制造,slipackszhh)2质量%、糊精棕榈酸酯(千叶制粉株式会社制造,rheopearltl2)2质量%、受阻酚系抗氧化剂(basf公司制造,irganox245)2质量%。

[助焊剂的制造方法]

在将溶剂的松油醇与二乙二醇己醚混合后,添加剩余的其他成分并进行溶解,由此获得上述组成的助焊剂。

<清洗方法>

清洗按照以下的顺序进行。首先,在以下的条件下准备清洗槽、第1冲洗槽、第2冲洗槽。清洗槽通过如下方式获得:向放有一个50mm转子的50ml玻璃烧杯中添加50g的各清洗剂组合物,放入温浴中,一面以转数100rpm进行搅拌,一面加热至60℃。第1冲洗槽及第2冲洗槽通过如下方式获得:准备放有一个50mm转子的100ml玻璃烧杯两个,分别加入100g的纯水,放入温浴中,一面以转数100rpm进行搅拌,一面加热至40℃。

其次,通过镊子保持测试基板,插入上述清洗槽中,一面以转数100rpm进行搅拌,一面浸渍3分钟。接着,通过镊子保持测试基板,并插入第1冲洗槽中,一面以转数100rpm进行搅拌,一面浸渍3分钟。进而,通过镊子保持测试基板,并插入第2冲洗槽中,一面以转数100rpm进行搅拌,一面浸渍3分钟。最后,对测试基板进行氮气冲洗,并加以干燥。

<清洗性的评价>

清洗后,通过光学显微镜vhx-2000(基恩士株式会社制造)观察测试基板,目视确认有无残存于焊料凸块周边的助焊剂残渣,按照下述判定基准评价清洗性。将其结果示于下述表1中。

[评价基准]

a:清洗残留为0个

b:清洗残留为1个

c:清洗残留为2个以上

<稳定性的评价>

在制备清洗剂组合物后,目视观察在温度25℃静置5分钟后的液体的状态(相分离状态),按照下述评价基准评价稳定性。将其结果示于下述表1中。

[评价基准]

○(a):透明

△(b):白浊

×(c):分离

<冲洗性的评价>

冲洗性的评价按照下述顺序而进行。将评价的结果示于表1中。

(1)与上述清洗性的评价所使用的清洗槽及测试基板同样地准备冲洗性的评价所使用的清洗槽及测试基板,将测试基板(以下,称为基板)在清洗槽中浸渍10分钟。

(2)之后,将上述基板历时20秒缓慢地提起,于不搅拌的情况下,于向500ml玻璃烧杯中加入500g的纯水并加热至40℃后的第1冲洗槽中浸渍2分钟。

(3)自上述第1冲洗槽,将上述基板历时20秒缓慢地提起,于不搅拌的情况下,在向500ml玻璃烧杯中加入500g的纯水并加热至40℃后的第2冲洗槽中浸渍2分钟。

(4)自上述第2冲洗槽将上述基板历时20秒缓慢地提起,浸渍于向500ml玻璃烧杯中加入500g的纯水并加热至40℃后的提取槽中,通过超声波(38khz、400w)将基板处理10分钟,提取附着于基板表面的清洗剂组合物的成分。

(5)接着,通过总有机碳计(toc)测定上述第1及第2冲洗槽中的水、及上述提取槽中的提取水的有机物浓度,按照下述式,算出第1冲洗槽中的油分去除率。

第1冲洗槽中的油分去除率(%)

=(第1冲洗槽中的有机物重量)÷(第1冲洗槽中的有机物重量

+第2冲洗槽中的有机物重量+提取槽中的有机物重量)×100

<对焊料金属的影响的评价>

使用光学显微镜vhx-2000(基恩士株式会社制造)及台式显微镜miniscopetm3030(日立高新技术株式会社制造),目视观察经过清洗性的评价后的测试基板上的焊料金属,按照下述评价基准对焊料金属的影响进行评价。将其评价结果示于表1中。

[评价基准]

○(a):不存在对焊料金属的影响

×(b):存在因腐蚀等所引起的对焊料金属的影响

[表1]

[表1]

如上述表1所示,与不含成分a~e的至少之一的比较例1~3、6~13相比,实施例1~4的清洗剂组合物的清洗性、稳定性及冲洗性优异,且对焊料金属的影响得到抑制。进而,与成分e/(成分c+成分d)并非0.18~0.45的比较例4~5的清洗剂组合物相比,实施例1~4的清洗剂组合物清洗性、稳定性及冲洗性优异。

工业实用性

通过使用本发明,可良好地进行助焊剂残渣的清洗,因此,例如能够缩短电子部件的制造过程中的助焊剂残渣的清洗工序,且提高所制造的电子部件的性能、可靠性,从而提高半导体装置的生产性。

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