(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハンダを用いたフリップチップ実装物であって、既にフラックス除去工程が施されているものに、純水によるリンス処理工程を施した後に、さらに乾燥温度において熱分解により揮発除去できる炭酸塩を含有してなる調整水溶液による処理工程を施してから、乾燥処理することを特徴とするフリップチップ実装物の洗浄処理方法。
【請求項２】
純水によるリンス処理工程として、純水によるプレリンス処理工程、次いで超純水による仕上げリンス処理工程を順次に行うことを特徴とする請求項１記載のフリップチップ実装物の洗浄処理方法。
【請求項３】
乾燥温度において熱分解により揮発除去できる炭酸塩が、炭酸アンモニウムである請求項１または２記載のフリップチップ実装物の洗浄処理方法。
【請求項４】
調整水溶液が、沸点１００℃以下のアルカリ性化合物を含んでなる請求項１、２または３記載のフリップチップ実装物の洗浄処理方法。
【請求項５】
沸点１００℃以下のアルカリ性化合物が、アンモニアである請求項４記載のフリップチップ実装物の洗浄処理方法。
【請求項６】
調整水溶液のｐＨが７〜１２に調整されている請求項１〜５のいずれかに記載のフリップチップ実装物の洗浄処理方法。
【請求項７】
フラックス除去工程において、非イオン性界面活性剤、イオン性界面活性剤およびグリコールエーテル系化合物から選ばれるいずれか少なくとも１種、並びに水を含有してなる洗浄剤を使用することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のフリップチップ実装物の洗浄処理方法。
【請求項８】
ハンダが、鉛を９５重量％以上含んでいる請求項１〜７のいずれかに記載のフリップチップ実装物の洗浄処理方法。
【請求項９】
フラックス除去工程、リンス処理工程、調整水溶液による処理工程および乾燥処理工程からなる洗浄処理のなかのいずれか少なくとも１つの工程が、前記フリップチップ実装物を胴部通液孔がなく底部にのみ通液孔を有する縦形容筒内に収納して行われることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のフリップチップ実装物の洗浄処理方法。
【請求項１０】
フラックス除去工程、リンス処理工程、調整水溶液による処理工程および乾燥処理工程からなる洗浄処理の全ての工程が、前記フリップチップ実装物を胴部通液孔がなく底部にのみ通液孔を有する縦形容筒内に収納して行われることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載のフリップチップ実装物の洗浄処理方法。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれかに記載のフリップチップ実装物の洗浄処理方法に用いる調整水溶液であって、乾燥温度に於いて熱分解により揮発除去できる炭酸塩を含有していることを特徴とする調整水溶液。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フリップチップ(Flip Chip)実装物の洗浄処理方法、および当該洗浄処理方法に用いる調整水溶液に関する。詳しくは、ベア・チップをハンダにより基板と接続したフリップチップ実装物であって、既にフラックス除去工程が施されているものを洗浄処理する方法、および当該洗浄処理方法におけるリンス処理工程と乾燥処理工程の間に用いる特定の調整水溶液に関する。
【０００２】
【従来の技術】
マルチメディア市場の増大に伴い、大規模化、高速化するＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit ）の実力を十分に引き出せるパッケージとして、ＢＧＡ（ball  grid  array）、ＬＧＡ（land  grid  array）またはＰＧＡ（pin   grid  array）が本格的に採用され始めている。これらＢＧＡまたはＰＧＡは、従来、ＱＦＰ（quad flat package ）において問題であった高速動作時に雑音の原因となるインダクタンスを根本的に改善するとともに、多機能化、大容量化、高速化、小型・薄形化を可能にするものである。このように実装技術の高密度化、高品位化が進むに従い、ＢＧＡ，ＬＧＡまたはＰＧＡの洗浄にも精密性が要求されている。
【０００３】
最近ではＬＳＩの実装方式として、ＷＢ(Wire Bonding)方式、ＴＡＢ(Tape Automated Bonding)方式に代わり、高密度、高品質で低コストな実装が可能なフリップチップ(Flip Chip) 方式が採用されるようになり、ＭＣＭ(Multi Chip Module) 方式への応用も始まっている。このように実装技術の高密度化、高品位化が進むに従いフリップチップ実装したＢＧＡ等の洗浄には高度な精密性が望まれている。そのため、フリップチップ実装物からフラックスを洗浄除去した後には、ベア・チップ接続面中の残留の各ハロゲンイオン濃度が５ｎｇ／ｃｍ2  以下となるよう特に高度な精密性が要求されている。
【０００４】
一般的に、ハンダ処理された被洗浄物の洗浄処理は、洗浄剤によるフラックス除去工程、リンス処理工程が順次に施され、その後に乾燥処理が行われる。たとえば、フラックス除去工程において各種界面活性剤やグリコールエーテル系化合物等を含有する水系または準水系の洗浄剤を用いる場合には、純水によりリンス処理工程が行われる。
【０００５】
また、フリップチップ実装したＢＧＡ等においては、（Ａ）ベア・チップを接続する際、および（Ｂ）ベア・チップ接続面の反対面のボールグリッド面等をシステムボードに接続する際の各々の接続にハンダが使用されているが、（Ｂ）の接続時に（Ａ）で接続に用いたハンダが溶融しては、ベア・チップのバンプにズレが生じて性能不良を起こすため、（Ａ）、（Ｂ）の接続に用いるハンダの融点は（Ａ）＞（Ｂ）の順に高いものを使用しなくてはならない。そのため（Ａ）の接続には、高融点になるように鉛の含有量を多くした組成のハンダが一般に使用されている現状がある。
【０００６】
また、ハンダバンプとアルミニウム電極との間には、ハンダのぬれ性を良くするためにチタン／銅系等のバリアー金属を形成しているが、ハンダバンプ中のスズと銅とは反応し易いため、ハンダ中のスズ含有量が多いと、バリアー金属の界面がはがれ易くなる。こうした理由からも鉛の含有量を多くした組成のハンダが使用されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、フリップチップ実装物のベア・チップの接続に用いられている鉛含有量の多いハンダは水の純度が高くなるに従って崩壊現象を生じてしまう傾向があり、水系または準水系の洗浄剤によりフリップチップ実装物の洗浄を行い、超純水により仕上げリンス処理を施したままの状態で乾燥処理を行うと、崩壊したハンダによりバンプ間にブリッヂが形成され、バンプの短絡状態を引き起こすといった問題がある。
【０００８】
本発明は、フリップチップ実装におけるベア・チップの接続に、鉛の含有量の多いハンダを用いている場合であっても、リンス処理において用いられる純水によるハンダの崩壊状態を生じさせることなく、洗浄処理後のベア・チップ接続面中の残留ハロゲンイオン濃度を十分に低減することができ、かつ乾燥性にも優れるフリップチップ実装物の洗浄処理方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、既にフラックス除去工程が施されているフリップチップ実装物に、純水によるリンス処理工程を施した後に、さらに乾燥温度において熱分解により揮発除去できる炭酸塩を含有してなる調整水溶液による処理工程を施してから、乾燥処理を行うことにより前記目的を達成できること、特に、洗浄処理方法の各処理工程を、直通式洗浄装置を用いた場合には、効率よくフリップチップ実装物を洗浄処理できることを見出し、本発明のフリップチップ実装物の洗浄処理方法を完成するに至った。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の被洗浄物であるフリップチップ実装物とは、ベア・チップ（パッケージ封止していないハダカの半導体チップ、ＬＳＩチップ、ＩＣ等）をハンダにより基板に接続したものをいう。通常、ベア・チップのハンダ接続面にはハンダボール（バンプ）が付いている。また、フリップチップ実装に用いられる基板としては、たとえば、ＢＧＡ、ＬＧＡ、ＰＧＡ、ＴＣＰ（tape  carried  package）等があげられる。ＢＧＡとは、高速化するＡＳＩＣの実力を十分に引き出せるパッケージとして使用されているものであり、ＢＧＡとしては、セラミック基板を利用したセラミックＢＧＡ（ＣＢＧＡ）、ＰＣＢ基板を利用したプラスチックＢＧＡ（ＰＢＧＡ）などがある。ＰＧＡもＢＧＡと同様のものなどがある。なお、被実装物としてのＢＧＡ等は、ボールグリッド面にハンダボールが接続しているもの、およびハンダボールが接続していないもののいずれも含む。また、フリップチップ実装物としては、ベア・チップとほぼ同じ寸法の表面実装型のＬＳＩパッケージであるＣＳＰ（chip size package ）、その他ＬＣ（Layer  chip）、ドーターボード（daughter  board）等があげられる。
【００１１】
なお、前記フリップチップ実装物において用いられるハンダは、通常、鉛９５重量％を含有してなるものである。その融点は３５０℃程度である。たとえば、鉛９９．４重量％、錫０．４重量％、その他（ビスマス、アンチモン等）０．２重量％のように調製したものを使用できる。
【００１２】
また、本発明の洗浄処理方法の対象となる被洗浄物は、前記フリップチップ実装物であって、既にフラックス除去工程が施されているものである。フラックスの除去には、通常、洗浄剤が用いられるが、フラックスが水溶性の場合には、水（純水）を用いることもできる。
【００１３】
洗浄剤としては、トルエン等の有機溶剤や、非イオン性界面活性剤、イオン性界面活性剤およびグリコールエーテル系化合物から選ばれるいずれか少なくとも１種を含有する工業用洗浄剤、さらには前記工業用洗浄剤に水を加えてなる水系または準水系の工業用洗浄剤等があげられる。
【００１４】
特に本発明では、フラックス等の汚れに対して有効な、非イオン性界面活性剤、グリコールエーテル系化合物およびイオン性界面活性剤を含有する工業用洗浄剤が好ましい。また、引火性をなくすためこれら工業用洗浄剤中には水を少なくとも３重量％含有しているのが好ましい。
【００１５】
前記非イオン性界面活性剤の具体例としては、ポリオキシアルキレンアルキル（アルキル基の炭素数６以上）エーテル、ポリオキシアルキレンフェノールエーテル、ポリオキシアルキレンアルキルフェノールエーテルなどのポリアルキレングリコールエーテル型非イオン性界面活性剤；ポリアルキレングリコールモノエステル、ポリアルキレングリコールジエステルなどのポリアルキレングリコールエステル型非イオン性界面活性剤；脂肪酸アミドのアルキレンオキサイド付加物；ソルビタン脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステルなどの多価アルコール型非イオン性界面活性剤；脂肪酸アルカノールアミド、ポリオキシアルキレンアルキルアミンなどをあげることができる。これら非イオン性界面活性剤は１種を単独でまたは２種以上を適宜に選択して組み合わせて使用できる。なお、前記アルキレンとは、エチレン、プロピレンまたはブチレンをいい、ポリオキシアルキレンとはポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレン、ポリオキシブチレンまたはこれらが共重合したものをいう。これら非イオン性界面活性剤のうち、洗浄力の点からポリエチレングリコールエーテル型非イオン性界面活性剤が好ましい。より好ましいものとしては一般式（１）：Ｒ1  −Ｏ−（ＣＨ2  ＣＨ2  Ｏ）m  −Ｈ（式中、Ｒ1  は炭素数６〜２０の直鎖もしくは分岐鎖のアルキル基、フェニル基、または炭素数７〜１２の直鎖もしくは分岐鎖アルキル基で置換されたフェニル基を、ｍは２〜２０の整数を示す。）で表されるポリオキシエチレンアルキルエーテルである。特にＲ1は炭素数８〜１６のアルキル基であり、ｍは３〜１６の整数のポリオキシエチレンアルキルエーテルが好ましい。
【００１６】
イオン性界面活性剤としては、高級アルコールの硫酸エステル塩、アルキル硫酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキル硫酸エステル塩などの各種公知の硫酸エステル系アニオン性界面活性剤；アルキルスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩などの各種公知のスルホン酸塩系アニオン性界面活性剤；アルキルリン酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキルリン酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキルフェニルリン酸エステル塩などのリン酸エステル系アニオン性界面活性剤；
アルキル化アンモニウム塩、４級アンモニウム塩、ポリオキシアルキレンアミンなどのカチオン性界面活性剤；アミノ酸型、ベタイン型両性界面活性剤などの両性界面活性剤があげられる。
【００１７】
グリコールエーテル系化合物としては、一般式（２）：Ｒ2  Ｏ−（ＣＨ2  （Ｒ4  ）ＣＨＯ）n  −Ｒ3  （式中、Ｒ2  は水素原子または炭素数１〜５の直鎖もしくは分岐鎖のアルキル基を、Ｒ3  は炭素数１〜５の直鎖もしくは分岐鎖のアルキル基、Ｒ4  は水素原子またはメチル基を、ｎは２〜４の整数を示す）で表される。グリコールエーテル系化合物の具体例としては、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールモノプロピルエーテル、ジエチレングリコールジプロピルエーテル、ジエチレングリコールメチルプロピルエーテル、ジエチレングリコールエチルプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールメチルブチルエーテル、ジエチレングリコールエチルブチルエーテル、ジエチレングリコールプロピルブチルエーテル、ジエチレングリコールモノペンチルエーテル、ジエチレングリコールジペンチルエーテル、ジエチレングリコールメチルペンチルエーテル、ジエチレングリコールエチルペンチルエーテル、ジエチレングリコールプロピルペンチルエーテル、ジエチレングリコールブチルペンチルエーテル；これらに対応するトリ−もしくはテトラエチレングリコールエーテル類；これらに対応するジ−、トリ−もしくはテトラプロピレングリコールエーテル類を例示できる。これらグリコールエーテル系化合物は単独でまたは２種以上を適宜組み合せて使用できる。
【００１８】
なお、フリップチップ実装物のフラックス除去工程における洗浄温度は、通常４０〜９０℃程度に設定するのが好ましい。より好ましくは６０〜８０℃である。洗浄時間は通常、１０秒〜３０分程度で終了する。
【００１９】
前記フラックス除去工程が施されているフリップチップ実装物は、当該フラックス除去工程に続いて、純水によるリンス処理を行う。かかるリンス処理工程により、ベア・チップ接続面中のハロゲンイオン等のイオン残渣が除去される。純水とは、電気伝導度０．０５ＭΩ・ｃｍ以上のものである。
【００２０】
かかる純水によるリンス処理工程は、純水によるプレリンス処理工程、次いで超純水による仕上げリンス処理工程を順次に行うことが好ましい。超純水はＦＣパッケージ面中のハロゲンイオン等のイオン残渣の除去に特に有効であり、残留する各ハロゲンイオン濃度を、５ｎｇ／ｃｍ2  以下とするのに効果的である。超純水とは、電気伝導度１ＭΩ・ｃｍ以上のものである。
【００２１】
なお、純水によるリンス処理温度は、通常１０〜７０℃程度に設定するのが好ましい。より好ましくは４０〜６０℃である。処理時間は５〜３０分程度である。ただし、超純水を用いる場合には、処理時間が長くなるに従って、鉛が崩壊現象を生じる傾向にあるため、超純水による仕上げリンス処理時間は１０分以下とするのが好ましい。
【００２２】
本発明では、前記リンス処理（好ましくは超純水による仕上げリンス処理）を行った後、さらに乾燥温度において熱分解により揮発除去できる炭酸塩を含有してなる調整水溶液による処理工程を施した後に、乾燥処理を行う。
【００２３】
乾燥処理を行う前に、かかる調整水溶液による処理工程を施すことにより、純水（特に超純水の場合）を使用したことによる鉛の崩壊現象を抑止するものである。すなわち、かかる調整水溶液中に含まれる炭酸塩により、鉛表面を安定化することができ、純水（特に超純水の場合）が鉛に及ぼす崩壊現象を防ぐことができる
調整水溶液に含有させる炭酸塩は、鉛表面に残存したままでは、フリップチップ実装物の高度な精密性の要求を満足できないため、当該炭酸塩は次工程の乾燥工程で容易に除去できるものを用いる。したがって、炭酸塩としては、乾燥温度において熱分解により分解し、気体となって揮発除去できることが要求される。このような炭酸塩としては、鉛の崩壊現象を抑止効果がよく、乾燥温度以上で揮発除去の容易な炭酸アンモニウム等があげられる。
【００２４】
かかる炭酸塩を含有してなる調整水溶液の濃度は特に制限されないが、ｐＨ７〜１２程度に調整されているのが好ましい。特に、ｐＨの下限は８以上が、上限は１１以下にするのが好ましい。さらにはｐＨ１０程度に調整されているのがより好ましい。調整水溶液のｐＨが７より小さい場合には鉛の崩壊現象が生じ易くなり、ｐＨが１２より大きい場合にはハンダが黒ずんできて、電解質が残存しイオンが発生し易くなる傾向がある。
【００２５】
なお、炭酸塩を使用することなく、有機アミン等を用いてｐＨを１２より大きい値に調整した調整水溶液を用いれば、鉛の崩壊現象を抑止できるが、ハンダが黒ずむ傾向がある。
【００２６】
また、かかる炭酸塩を含有してなる調整水溶液のｐＨ調整は、当該調整水溶液が緩衝液として作用するため、適宜にアルカリ性化合物を添加することにより、適宜に行うことができる。ただし、アルカリ性化合物は、前記炭酸塩と同様に乾燥工程で容易に除去できる沸点１００℃以下の揮発性のものを用いる。このようなアルカリ性化合物としては、アンモニアやトリメチルアミン、トリエチルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等の有機アミン等があげられる。
【００２７】
また、調整水溶液は、純水または超純水により調整した水溶液であるのが好ましい。また、調整水溶液の濃度管理は、電気伝導度により行うことができる。
【００２８】
調整水溶液による処理温度は、前記炭酸塩が分解する温度より低い温度、通常３０〜５０℃程度に設定するのが好ましい。処理時間は１〜５分程度である。
【００２９】
前記調整水溶液により処理した後、最終的に乾燥処理を行い、フリップチップ実装物の洗浄処理を完了する。乾燥温度は、調整水溶液に含まれる炭酸塩等を完全に除去できる温度であればよい。通常は、６０〜１２０℃程度である。乾燥時間は５〜２０分程度である。
【００３０】
本発明の洗浄処理方法における、フラックス除去工程、リンス処理工程（純水によるプレリンス処理工程および超純水による仕上げリンス処理工程を含む）、調整水溶液による処理工程において、被洗浄物であるフリップチップ実装物を処理する手段は特に限定されず、各種公知の手段を採用できる。例えば、フラックス除去工程においては、洗浄剤に被洗浄物を直接浸漬して洗浄する方法、洗浄剤をスプレー装置を使用してフラッシュする方法、機械的手段によりブラッシングする方法、超音波洗浄方法、液中ジェット洗浄方法、揺動方法などがあげられ、これらと同様の方法をリンス処理工程、調整水溶液による処理工程に採用できる。また、乾燥処理工程では、熱風乾燥、真空乾燥等の手段を採用することができる。
【００３１】
本発明では、前記のような各種手段を各処理工程において採用できるが、各処理工程において直通式洗浄装置（登録商標「ダイレクトパス」、荒川化学工業（株）製）を用いる直通式洗浄方法を採用するのが、被洗浄物を短時間に、かつ大量に精密洗浄できる点で好ましい。特に、フラックス除去工程、リンス処理工程（純水によるプレリンス処理工程および超純水による仕上げリンス処理工程を含む）、調整水溶液による処理工程および乾燥処理工程のすべての工程において、直通式洗浄方法を採用するのが好ましい。
【００３２】
直通式洗浄装置とは、フラックス除去工程を例に採れば、洗浄剤の循環ライン中に組み込まれている洗浄塔内に、遊挿状態で収容設置されている胴部通液孔がなく底部にのみ通液孔を有する被洗浄物収納用の縦形容筒を有する洗浄装置をいい、直通式洗浄方法とは、当該洗浄装置の縦形容筒に被洗浄物（フリップチップ実装物）を収納した後、該容筒内に洗浄剤を強制流通して、被洗浄物を洗浄することをいう。
【００３３】
以下に、直通式洗浄方法を採用した本発明のフリップチップ実装物の洗浄処理方法を、添付図面に基づいて説明する。
【００３４】
直通式洗浄装置の代表例は、図１に概略的に示す通りであり、全体のフロー図から明らかなように、洗浄装置は、液槽１内に貯えられた洗浄剤２を液出口１ａと液戻り口１ｂとの間で循環させる液循環ライン３を備え、該ライン３の途中に洗浄塔４と、液強制循環用の送液ポンプ５とが設置されている。かかる液循環ライン３のうち、往路３ａは液出口１ａを出発点として洗浄塔４の上室４ａに接続し、また復路３ｂは下室４ｂの上端部を出発点として液戻り口１ｂに接続している。
【００３５】
尚、図示の例では、洗浄塔４は該塔４内の洗浄残液をヘッド差を利用して返送ライン６を通じ液槽１内に戻すために液槽１の上方に設置されているが、ポンプを用いて返送するようにすれば、上方設置は特に必要としない。返送ライン６にはバルブＶ5  が備えられている。
【００３６】
また、洗浄塔４内には、胴部通液孔がなく底部にのみ通液孔を有する被洗浄物収納用の縦形容筒７が遊挿状態に収納設置されている。縦形容筒７は、図２、図３に詳細に示すように無蓋有底の筒型であって、底部７ａはパンチングメタルまたは金網などの多孔部材から構成され、而して軸方向に通液可能であり、また胴部７ｂは無孔部材から構成され、胴部７ｂからは液は流出しないものである。なお、筒の断面形状は特に限定されず、円形でもよく多角形でもよい。図３には円形のものを示す。また、縦形容筒の中は仕切り板等により容筒中が複数に仕切られている構造のものでもよい。
【００３７】
縦形容筒７への被洗浄物（フリップチップ実装物）ａの収納は、通常、当該被洗浄物が相互に接触せず、洗浄剤を通液できるものに装填した後、被洗浄物収納用の縦形容筒７に収納する。通常は、パッケージパレット、マガジン等に装填する。これらパッケージパレット等は多段積みすることもでき、多段積みした状態で被洗浄物ａを縦形容筒７に対し横方向または縦方向に収納できる。パッケージパレット等の大きさは、縦形容筒７中に収納できるものであれば特に制限はないが、通常は、被洗浄物ａを、相互に接触しない状態で、４〜１６個程度を装填できるものが好ましい。また、パッケージパレット等の多段積みの程度は、多段積みした高さが、縦形容筒７の幅または高さを越えない範囲であれば、多段積みの数は特に限定はなく、多段積みの程度により洗浄作用が低下することはない。直通式洗浄方法では、被洗浄物ａを収納したパッケージパレット等を間隙なく積み重ねる方が、被洗浄物ａの間隙の洗浄液の流速が速くなり、洗浄性が向上し、また多段積みする程、被洗浄物ａを大量に洗浄処理するのに好適である。なお、図４は被洗浄物ａを１６個装填できるパッケージパレットｂに装填したもの、図５（ａ）、（ｂ）はパッケージパレットｂを多段積みして、被洗浄物ａを、断面形状が長方形の縦型容筒に対して縦方向に収納した縦型容筒の説明図（上面図および縦断面図）である。
【００３８】
また、縦形容筒７は、比較的小さな断面積で数多くの被洗浄物ａの収容を可能とするためにできるだけ縦長であることが好ましいが、あまり縦長になりすぎると装置の設計面に無理が生ずるので、直径と高さの比は、前者１に対し後者１〜１０、好ましくは２〜５程度の範囲に設定される。縦形容筒７の直径（断面積の対角線の長さ）は特に限定されず、被洗浄物ａ、パッケージパレットの種類、大きさにより、適宜に決定すればよいが、通常は１ｃｍ〜１ｍ程度とされる。好ましくは５ｃｍ〜５０ｃｍ、より好ましくは１０ｃｍ〜３０ｃｍである。また、洗浄塔４内に挿入設置される縦型容筒７の本数は任意であり、図１に示すように１本の場合と、図６に示すように複数本の場合とがある。
【００３９】
かかる縦形容筒７を、遊挿、且つ懸吊状態に収納設置するために、縦形容筒７の上端には、通常、フランジ部８が備えられ、該フランジ部８は上記塔４の内周面の上端から内方に突出している環状部材９上に係架されている。またフランジ部８と環状部材９との重合部は３６０°全範囲に亘って間隙なしに面接触シール部１０を構成し、該シール部１０を境として洗浄塔４内は上室４ａと下室４ｂとに区割されている。
【００４０】
以下に、前記直通式洗浄装置を用いた直通式洗浄方法を具体的に示す。すなわち、上記のように縦形容筒７に被洗浄物を収納した後に、図１に示す状態で、送液ポンプ５の作動をして液槽１内の洗浄剤２を液循環ライン３内を強制循環させる。洗浄剤２は往路３ａから洗浄塔４の上室４ａを経て縦形容筒７内に入り、該容筒７内を軸方向に強制流通せしめられる間に被洗浄物ａの洗浄が行われる。被洗浄物ａの洗浄を行った洗浄剤２は、縦形容筒７の下端から洗浄塔４の下室４ａの下部に入り、さらに下室４ａ内を上昇しつつ復路３ｂを経て液槽１内に戻り、循環使用される。なお、この洗浄操作の間はバルブＶ1  〜Ｖ2  は開状態、Ｖ3〜Ｖ5  は閉状態に保持される。
【００４１】
こうした直通式洗浄方法において、縦形容筒７は縦長で断面積が比較的小さいことに加え、胴部７ｂに通液孔がなく従って通液不能であり、底部７ａにのみ通液孔を有するので、上端から下端に向かって洗浄剤２の全量が通過し、洗浄剤２は比較的早い流速で、被洗浄物の間隙を、被洗浄物に効果的に接触しながら、ロスなく通過する。すなわち、洗浄剤２の縦型容筒７内での流速は上端から下端間でほぼ一定となり、被洗浄物ａの全体を均一に洗浄することができるため、一度に多くの被洗浄物ａを洗浄処理をすることができる。しかも、洗浄液２の接触により発生する激しい乱流が洗浄液を被洗浄物ａの隙間や間隙の小さな被洗浄物ａの裏部等に入り込むため洗浄効率がよい。
【００４２】
縦形容筒７を強制流通する洗浄剤の流速は、上端から下端までほぼ一定であり、流速をあげることにより洗浄効率をあげることができるが、洗浄時間や洗浄温度、被洗浄物ａの種類や収納量、付着している汚れの種類などにより適宜に調整すればよい。通常、洗浄剤の流速は、３〜２００ｃｍ／秒程度にするのがよい。
【００４３】
所定の洗浄を終えた後は、ポンプ５の作動を停止し、洗浄剤２の循環を止め、さらにＶ1  ，Ｖ2  を閉じる一方、バルブＶ3  〜Ｖ5  を開く。バルブＶ3  〜Ｖ5  の開により、洗浄塔４及び縦形容筒７の洗浄残液は返送ライン６を通じ液槽１内に戻される。一方、外気を液切り及び乾燥側のライン１１，１２を通じて、縦形容筒７及び洗浄塔４内に入れ、洗浄残液の回収を終えた後はバルブ５を閉じる。
【００４４】
また図１に示すように、直通式洗浄装置には、被洗浄物ａの洗浄に引き続き、最終的に液切りおよび乾燥を行うことを可能とするために、液循環ライン３の往路３ａの途中から分岐する風又は熱風供給ライン１１と、復路３ｂの途中から分岐する同排気ライン１２、さらには風又は熱風供給ライン１１に送風機１３とヒーター１４とを備えている。洗浄に引き続き行う液切りの場合は送風機１３のみを使用し、乾燥を行う場合には送風機１３およびヒーター１４を使用する。また、送風機１３は図１に示すようにヒーター１４を使用する。また、送風機１３は図１に示すようにヒーター１４より前のライン１１中に設けてもよくライン１２または気液分離装置１５の後に設けてもよい。上記ライン１１，１２と液循環ライン３の往復路３ａ，３ｂには、バルブＶ1  〜Ｖ4  が備えられ、これらバルブＶ1〜Ｖ4  の開閉操作により液循環ラインと乾燥ラインとの切り換えを行う。
【００４５】
また、図示の例では、洗浄と乾燥を同一の洗浄塔４内において可能とする循環ラインと切り替え可能な風または熱風の供給ライン及び排気ラインが備えられているが、洗浄塔４とは別に、洗浄塔４と同様の乾燥塔を設けて、洗浄と乾燥を別々の塔内で行うこともできる。このように洗浄と乾燥を別々の塔内で行う場合には、循環ラインと切り替え可能な風または熱風の供給ライン及び排気ラインは特に必要ではない。
【００４６】
具体的には、送風機１３の作動をして、風又は熱風の供給により液切り及び乾燥を行う。乾燥時には外気がヒーター１４で加熱され、ライン１１を通じて洗浄塔４の上室４ａから縦形容筒７内に送られ、被洗浄物ａの液切り及び乾燥と付着洗浄剤の剥離を行う。また、排気ライン１２または気液分離装置１５の後に真空装置を備えることにより、液切り及び乾燥を減圧状態で行ってもよい。かかる乾燥工程は、上記洗浄塔４内で行われるため、高速の気流が乱流の渦となって水滴を吹き飛ばし、短時間に乾燥を終了できる。
【００４７】
被洗浄物より剥離した付着液は流下乃至滴下して洗浄塔４の下室４ｂの底部に溜まり、底部に溜まった付着液は乾燥操作の終了後にバルブＶ5の開閉により返送ライン６を通じ液槽１に戻される。一方、風または熱風は縦形容筒７の下端から洗浄塔４の下室４ｂの下部に入り、洗浄剤２を下室４ｂの底部に残したまま下室４ｂの上部に向いつつ排気ライン１２を通じ大気中に放出させる。また、排気ライン１２に気液分離装置１５を備え、分離液は返送ライン１６を通じ、バルブＶ6の開閉により液槽１に戻すようにしてもよい。被洗浄物の液切り及び乾燥を終えた後は、送風機１３の作動が停止され、さらにＶ3，Ｖ4  が閉じられる。
【００４８】
また、液槽１内の洗浄剤２は洗浄処理とともに、洗浄剤２中のフラックス濃度が高くなってくるため、蒸留再生装置１８により、洗浄剤２の蒸留再生を行うこともできる。
【００４９】
一連の洗浄と乾燥の操作が終了した後は、洗浄塔４の上蓋１７を開いた状態で縦型容筒７が次の新しい縦型容筒と取り替えられ、その後、再び洗浄と乾燥の操作が開始され、以下、同じ操作が繰り返される。
【００５０】
以上は、図１に基づいて説明したが、本発明においては、液循環ライン３の復路３ｂは、図７に示すように洗浄塔４の下室４ｂの底部と液槽１の液戻り口１ｂとの間に設けるようにしてもよい。この場合、復路３ｂは洗浄残液の返送ライン６を兼用することができる。
【００５１】
また、図８に示すように、液循環ライン３の往路３ａを洗浄塔４の下室４ｂの底部に、また復路３ｂは上室４ａに接続してもよい。この場合、洗浄剤２は縦型容筒７内を下端から上方に向けて通過し、この間、被洗浄物ａを流動させるので洗浄性が向上する。この場合には、縦型容筒７の上端部に被洗浄物ａの流出防止を目的として網上部材１９を備えることができる。
【００５２】
このような直通式洗浄装置による処理は、リンス処理工程、調整液処理工程にも応用できる。
【００５３】
また、図９に示すように洗浄塔４に、複数組たとえば４組の循環系を備えることができ、４つの循環系は、個別に液槽１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄと循環ライン３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，４Ｄを備えており、順次に切り替えることができる。このような複数の循環系により、フラックスの洗浄工程の洗浄液の種類を順次に切り替えることができる。
【００５４】
また、図９に示すような複数の循環系により、フラックスの洗浄工程、プレリンス処理工程、仕上げリンス処理工程、調整液処理工程を順次に行うことができる。調整液処理工程後には、前述した乾燥工程に切り替えることができる。
【００５５】
図１０は、図１に示す洗浄塔４とは異なるタイプの洗浄塔４1を示し、該洗浄塔４1は洗浄専用型で、図１に示すような、乾燥ラインは備えていない。また洗浄塔４1が液槽１1を一体に備え、液槽１1の液中に縦型容筒７1が浸漬される構成になっている。その他の構成は図１に示すタイプのものと実質的に異なるところがない。
【００５６】
図１１は図１に示すタイプの洗浄塔４に於いて洗浄液切りを行い、次に、図１０に示すタイプの洗浄塔４1‥に於いて、プレリンス、仕上げリンス及び調整液処理を順次行い、しかる後に、乾燥ラインを備えた乾燥塔４3に於いて、乾燥処理を行う場合を示している。この場合、洗浄塔４に於いては、乾燥を行う必要がないので、洗浄塔４からはヒーターを省略してもよい。図１１に於いて、Ｐはポンプ、Ｈはヒーター、Ｂはブロワーを示す。
【００５７】
【実施例】
以下に、本発明のＢＧＡの洗浄処理方法を、図１１に示すタイプの直通式洗浄装置を用いて実施した場合の実施例を示す。
【００５８】
製造例１（洗浄剤Ａの調製）
ジエチレングリコールジメチルエーテル８０部、ポリエチレングリコールアルキルエーテル型ノニオン性界面活性剤（第一工業製薬（株）製、商品名「ノイゲンＥＴ−１３５」）１０部、ポリオキシエチレンアルキルエーテルのリン酸モノエステル２．５部、ポリオキシエチレンアルキルアミン２．５部およびイオン交換水５部を混合して洗浄剤Ａ調製した。なお、洗浄剤Ａをイオン交換水で希釈して洗浄剤の有効成分を１％に調製した場合のｐＨは６．５であった。
【００５９】
製造例２（洗浄剤Ｂの調製）
ジエチレングリコールジメチルエーテル８０部、ポリエチレングリコールアルキルエーテル型ノニオン性界面活性剤（第一工業製薬（株）製、商品名「ノイゲンＥＴ−１３５」）１２．５部、ポリオキシエチレンアルキルエーテルのリン酸モノエステル２．５部およびイオン交換水５部を混合して洗浄剤Ｂ調製した。なお、洗浄剤Ｂをイオン交換水で希釈して洗浄剤の有効成分を１％に調製した場合のｐＨは４．２であった。
【００６０】
製造例３（調整水溶液Ａの調製）
炭酸アンモニウム０．０５重量部を純水（電気伝導度１５ＭΩ・ｃｍ）９９．９５重量部に溶解し、調整水溶液Ａ（電気伝導度５００μＳ／ｃｍ、ｐＨ９．０）を調製した。
【００６１】
製造例４（調整水溶液Ｂの調製）
製造例３で得た調整水溶液１００重量部に、濃度２．８％のアンモニア水溶液７．５重量部を加え、調整水溶液Ｂ（電気伝導度５００μＳ／ｃｍ、ｐＨ９．５）を調製した。
【００６２】
実施例１
ハンダ（鉛９９．４重量％、融点３５０℃）によりフリップチップ実装されたＣＳＰ（１９ｍｍ×１９ｍｍ×高さ１．５ｍｍ）を、図４ど同様のパッケージパレット（１２８ｍｍ×１２８ｍｍ×高さ１０ｍｍ、２５枚収納可）に２５枚装填した。さらに、当該パッケージパレットを１０段に重ねたものを結束し、底部にのみ間隙孔を有するの縦形容筒（１３０ｍｍ×１３５ｍｍ×高さ３５０ｍｍ、図１における縦形容筒７相当）に、図５のようにパッケージパレットが縦形容筒に対し縦方向に段重ねで収納した後、当該容筒を、図１１に示す液槽１ａ（洗浄剤Ａを仕込んでおいた。）の循環ライン中に組み込まれた洗浄塔４ａに設置した。
【００６３】
（洗浄処理工程）
次いで、洗浄剤Ａを用いて、洗浄塔４ａへの流入速度３５ｃｍ／秒で、フラックス洗浄を７０℃で１０分間行った後、ラインを切り替えて、液切りを常温で２分間行った。
【００６４】
（リンス処理工程）
その後、、縦形容筒を、液槽１ｂ（電気伝導度０．５ＭΩ・ｃｍの純水を仕込んでおいた。）の循環ライン中に組み込まれたプレリンス塔４ｂへ移し、純水を用いて同様の流入速度（３５ｃｍ／秒）で、４０℃で１０分間プレリンス処理を行った。
【００６５】
さらに、縦形容筒を、液槽１ｃ（電気伝導度３ＭΩ・ｃｍの超純水を仕込んでおいた。）の循環ライン中に組み込まれた仕上げリンス塔４ｃへ移し、超純水を用いて同様の流入速度（３５ｃｍ／秒）で、５０℃で１０分間プレリンス処理を行った。
【００６６】
（調整液処理工程）
その後、縦形容筒を、液槽１ｄ（製造例３で得た調整水溶液Ａを水仕込んでおいた。）の循環ライン中に組み込まれた調整処理塔４ｄへ移し、調整水溶液を用いて同様の流入速度（３５ｃｍ／秒）で、４０℃で２分間調整液処理を行った。
【００６７】
（乾燥工程）
その後、縦形容筒を、乾燥塔４ｅへ移し、最終的に、ヒーターによる熱風乾燥を８０℃で１０分間行った。
【００６８】
実施例２
ハンダ（鉛９９．４重量％、融点３５０℃）によりフリップチップ実装されたＰＢＧＡ（３５ｍｍ×３５ｍｍ×高さ１．５ｍｍ）を、図４のようなパッケージパレット（１３５ｍｍ×３１５ｍｍ×高さ１０ｍｍ）に２４枚装填した。さらに、当該パッケージパレットを１９段に重ねたものを結束し、底部にのみ間隙孔を有するの縦形容筒（１３８ｍｍ×１９５ｍｍ×高さ３５０ｍｍ、図１における縦形容筒７相当）に、図５のようにパッケージパレットが縦形容筒に対し縦方向に段重ねで収納した後、当該容筒を、図１１に示す液槽１ａ（洗浄剤Ａを仕込んでおいた。）の循環ライン中に組み込まれた洗浄塔４ａに設置した。
【００６９】
これら以外は、実施例１と同様にして洗浄を行なった。
【００７０】
実施例２〜８、比較例１〜２
被洗浄物、洗浄条件を表１のように変えた以外は、実施例１と同様に実施した。
【００７１】
被洗浄物の種類によって、パッケージパレット、縦形容筒の大きさは適宜に変えた。
【００７２】
【表１】
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【００７３】
実施例および比較例で洗浄処理した被洗浄物について以下の評価を行なった。
【００７４】
評価結果を表２に示す。
【００７５】
（イオン残さ）
洗浄処理した被洗浄物および超純水（電気伝導度１７ＭΩ・ｃｍ以上）２０ｍｌをポリプロピレン製の袋に入れ、ヒートシールして密閉した後、当該ポリプロピレン製の袋を煮沸水中に２時間浸してから、取り出し、水で急冷した。次いで当該ポリプロピレン製の袋をから抽出し水のイオンクロマト測定を実施した。
【００７６】
（ＹＯＫＯＧＡＷＡ：イオンクロマトグラフィーＩＣ７０００）
（洗浄性）
ＣＳＰのベア・チップ接続面のフラックスの除去状況を、１００倍の顕微鏡にて以下の基準で目視評価した。
【００７７】
○  ・・・フラックス残さ、白色残さおよび鉛の崩壊シミ無し。
【００７８】
×  ・・・フラックス残さ、白色残さ無し。鉛の崩壊シミ有り。
【００７９】
××・・・フラックス残さ、白色残さおよび鉛の崩壊シミ有り。
【００８０】
（乾燥性）
ＣＳＰ表面の乾燥状態を１００倍の顕微鏡にて目視評価した。
【００８１】
評価基準は、○・・・完全に乾燥している。×・・・完全に乾燥せず、液滴が認められる。
【００８２】
【表２】
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【００８３】
【発明の効果】
本発明の洗浄処理方法によれば、フリップチップ実装物を、精密洗浄でき、基板とベア・チップの接続に用いるハンダの鉛含有量が多い場合にも、鉛の崩壊現象を生じることなく、ベア・チップ接続面の残留イオン濃度の要求を満足できる。特に、本発明の洗浄処理方法の実施に直通式洗浄装置を用いる場合には、短時間に、大量に精密洗浄でき、洗浄効率が非常によい。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の洗浄方法を実施するための洗浄装置に係る全体のフロー図である。
【図２】  本発明の洗浄方法を実施するための洗浄装置に備えられている縦型容筒の縦断面図である。
【図３】  同、平面図である。
【図４】  本発明の洗浄方法における被洗浄物を装填したパッケージパレットの説明図である。
【図５】  被洗浄物を装填したパッケージパレットを多段積みして収納した縦型容筒の説明図である。
【図６】  縦型容筒を複数本備えた場合の１例を示すフロー図である。
【図７】  液循環ラインの変更例を示すフロー図である。
【図８】  同、他の変更例を示すフロー図である。
【図９】  液循環系を複数備えた場合の１例を示すフロー図である。
【図１０】  洗浄専用型の洗浄塔の一例を示す説明図である。
【図１１】  洗浄塔を複数備えた場合の１例を示すフロー図である。
【符号の説明】
１    液槽
２    洗浄剤
３    液循環ライン
４    洗浄塔
５    送液ポンプ
６    返送ライン
７    縦型容筒
８    フランジ部
９    環状部材
１０  シール部
１１  風または熱風供給ライン
１２  排気ライン
１３  送風機
１４  ヒーター
１５  気液分離機
１６  返送ライン
１７  上蓋
１８  蒸留再生装置
１９  網状部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003674655.tif 000010
【図８】
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【図９】
0003674655.tif 000012
【図１０】
0003674655.tif 000013
【図１１】
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