(57)【要約】【課題】  フリップチップ実装のＩＣパッケージのように、平板と平板の間に微小隙間が形成されるワークを洗浄するにあたり、洗浄効果の高い洗浄が可能で、特に大量のワークを洗浄する場合でも、効率的に洗浄できる技術を提供する。【解決手段】  基板ＷａとチップＷｂの間に微小隙間が形成されるようなワークＷを洗浄するにあたり、一対の挟持部材２ａ、２ｂでワークＷを挟持して、微小隙間の両側に空間部ｘ、ｙを形成するとともに、その他の箇所を密着状に封鎖し、一方側の空間部ｘに洗浄液を供給すると同時に、他方側の空間部ｙを真空引きすることで、微小隙間に効率良く洗浄液を流通させて洗浄する。多数の挟持部材２ｃを段積み状にして多数のワークを保持しても良い。また、洗浄液を流通させる際、超音波洗浄しても良い。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板と平板の間に微小隙間が形成されるワークを洗浄する装置であって、前記ワークを厚み方向に挟持することが可能で且つ挟持した状態で前記微小隙間を挟んで両側に、該隙間に連通するそれぞれの空間部を形成し、それ以外の箇所を密着状に封鎖する一対の挟持部材と、前記一方側の空間部内に向けて洗浄液を供給することのできる洗浄液供給手段と、他方側の空間部内を真空引きすることのできる真空引き手段を備えたことを特徴とする洗浄装置。
【請求項２】
前記挟持部材の対向面には、複数のワークを挟持し且つそれぞれのワークの隙間に連通する複数条の空間部を形成することのできる複数の形状部が並列に設けられることを特徴とする請求項１に記載の洗浄装置。
【請求項３】
前記挟持部材の上面と下面の双方には、ワークを段積み状に挟持し且つそれぞれのワークの隙間に連通する複数条の空間部を形成するための形状部が設けられることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の洗浄装置。
【請求項４】
前記洗浄装置には、ワークを挟持した挟持部材が収容可能な洗浄槽が設けられ、この洗浄槽には、洗浄液中に超音波を放射するための超音波発振手段が設けられることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の洗浄装置。
【請求項５】
前記洗浄装置には、洗浄液から脱気するための洗浄液脱気手段が設けられることを特徴とする請求項４に記載の洗浄装置。
【請求項６】
前記洗浄槽には、洗浄槽内を真空引きするための真空減圧手段が接続されることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば半田バンプにより接続されたフリップチップ実装のＩＣパッケージを洗浄する技術に関する
【背景技術】
【０００２】
従来、ＩＣチップとプリント配線基板を微細な多数の半田バンプにより直接張り合わせて接続するようなフリップチップ実装のＩＣパッケージを洗浄し、半田バンプ周辺のフラックス等を除去するような技術として、例えば、洗浄液の循環回路に洗浄塔を設け、この洗浄塔内に縦型筒状容器を配設するとともに、この縦型筒状容器内にＩＣパッケージを収容（隙間方向を縦向きに）し、洗浄液を上方から下方に向けて直通式に流通させてフラックスを除去するような技術（例えば、特許文献１参照。）や、ＩＣチップと基板の微小隙間に洗浄液を浸透させた後、二平面間の隙間の端縁に沿って高速流れを形成して微小隙間に浸透していた洗浄液を吸引することで隙間内部を洗浄するような技術（例えば、特許文献２参照。）が知られている。
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−４６１９８号公報（図１乃至図５）
【特許文献２】特開平１１−３００２９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、前者のように、縦型筒状容器内にＩＣパッケージを縦向きに収容し、上方から下方に向けて洗浄液を流すだけでは、微細な隙間のフラックスを完全に除去するのが困難であり、また、後者のように二平面間の隙間の端縁に沿って高速流れを形成する方法の場合は、高速流れにより微小隙間に浸透している洗浄液を吸引しようとしてもその吸引力に限度があり、隙間内部のフラックスを完全に除去するのは困難であるとともに、大量のワークを洗浄する際は手間と時間がかかるため適していないという問題がある。
【０００５】
そこで本発明は、例えばフリップチップ実装のＩＣパッケージのように、平板と平板の間に微小隙間が形成されるワークを洗浄するにあたり、洗浄効果の高い（異物除去能力の高い）洗浄が可能で、特に大量のワークを洗浄する場合でも、効率的に洗浄できる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため本発明は、平板と平板の間に微小隙間が形成されるワークを洗浄する装置において、前記ワークを厚み方向に挟持することが可能で且つ挟持した状態で前記微小隙間の両側に、該隙間に連通するそれぞれの空間部を形成し、それ以外の箇所を密着状に封鎖する一対の挟持部材と、前記一方側の空間部内に向けて洗浄液を供給することのできる洗浄液供給手段と、他方側の空間部内を真空引きすることのできる真空引き手段を設けるようにした。
【０００７】
そして、一対の挟持部材によりワークを挟持することにより、隙間の両側にそれぞれの空間部を形成して隙間に連通せしめた状態にするとともに、一方側の空間部に洗浄液を供給し、他方側の空間部を真空引きすれば、洗浄液は隙間を通して効率良く流通するようになり、隙間の洗浄が効率良く行われる。この際、他方側の空間部の真空度を調整すれば、簡単に洗浄液の流通速度を調整できる。
尚、洗浄液を一方側の空間部から他方側の空間部に流通させる際、流通経路ができるだけ隙間部分に集中するよう、隙間部分以外の流通路が可能な限り狭く封鎖されるよう図ることが好ましい。
また、挟持部材としては、空間部以外の部分が密着し合って確実に封鎖されるよう、例えばゴムや樹脂等の密着性のある素材が好ましく、また、洗浄液等との関係で耐薬品性等の特性を持たせることが好ましい場合がある。
【０００８】
また本発明では、前記挟持部材の対向面に、複数のワークを挟持し且つそれぞれのワークの隙間に連通する複数条の空間部を形成することのできる複数の形状部を並列に設けるようにした。
そして、挟持部材により複数のワークを挟持し、同時に洗浄できるようにすれば、多数のワークでも効率的に洗浄することができる。
【０００９】
また本発明では、前記挟持部材の上面と下面の双方に、ワークを段積み状に挟持し且つそれぞれのワークの隙間に連通する複数条の空間部を形成するための形状部を設けるようにした。
このように、ワークを段積み状に挟持するようにしても、同時に多数のワークを洗浄することができ、効率的に洗浄できるが、この際、前記並列の形状部と組合わせれば、一層効果的である。
【００１０】
また本発明では、前記洗浄装置として、ワークを挟持した挟持部材が収容可能な洗浄槽を設けるようにし、この洗浄槽に、洗浄液中に超音波を放射するための超音波発振手段を設けるようにした。
そして、洗浄液を微小隙間に流通させつつ洗浄液中に超音波を放射すれば、微小な真空核のキャビテーションの衝撃力の効果で洗浄効果を一層高めることができる。
この際、超音波の放射方向としては、洗浄液の流通方向に沿わせることが好ましい。
【００１１】
また本発明では、前記洗浄装置に、洗浄液から脱気するための洗浄液脱気手段を設けるようにした。
このように洗浄液から脱気することにより、超音波洗浄効果を一層高めることができるが、この際、溶存酸素量を３ｍｇ／ｌ程度以下に脱気することが好ましい。
【００１２】
また本発明では、前記洗浄槽に、洗浄槽内を真空引きするための真空減圧手段を接続するようにした。
そして、例えば洗浄槽に洗浄液を導入する前にワークだけを収容し、真空減圧手段により洗浄槽内を真空引きした後、脱気した洗浄液を導入するようにすれば、挟持部材間の空気や微小隙間内の空気が吸引され、洗浄液を導入した際に空気溜りが少なくなって洗浄効果を高めることができる。また、洗浄液中に酸素や窒素ガスが混入する可能性も少なくなり、キャビテーションの衝撃力が弱まるような不具合がなくなる。
【発明の効果】
【００１３】
平板と平板の間に微小隙間が形成されるワークを一対の挟持部材で厚み方向に挟持することにより、微小隙間の両側に、該隙間に連通する空間部を形成し、それ以外の箇所を封鎖するとともに、一方側の空間部内に向けて洗浄液を供給し、他方側の空間部内を真空引きすると、洗浄液は隙間を通して効率良く流通するようになり、隙間の洗浄が効率良く行われる。この際、真空度の調整によって簡単に洗浄液の流通速度を調整でき、微小隙間内を効果的に洗浄できる。
そして、挟持部材の上面または下面に複数のワークを挟持することのできる複数の形状部を並列に設ければ、同時に多数のワークを保持して洗浄できるようになり、また、挟持部材に、ワークを段積み状に挟持するための形状部を上面と下面の双方に設ければ、一層多数のワークを保持して同時に洗浄することができる。
【００１４】
また、ワークを挟持した挟持部材を収容可能な洗浄槽を設け、この洗浄槽に、洗浄液中に超音波を放射するための超音波発振手段を設ければ、キャビテーションの衝撃力の効果で洗浄効果を一層高めることができる。
また、洗浄液から脱気するための洗浄液脱気手段を設ければ、超音波洗浄効果を一層高めることができ、また、洗浄槽内を真空引きするための真空減圧手段を設け、洗浄槽内を真空引きした後、脱気した洗浄液を導入して洗浄するようにすれば、洗浄効果を高めることができるとともに、洗浄時間の短縮が図られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の実施の形態について添付した図面に基づき説明する。
ここで図１はワークを保持するカセットの基本的構成の説明図、図２は図１のカセットの上方の挟持部材の裏面図、図３はワークを保持したカセットの説明図で、（ａ）は図２（ａ）の挟持部材で保持した状態の挟持面部の平面視図と側面図、（ｂ）は図２（ｂ）の挟持部材で保持した状態の挟持面部の平面視図と側面図、図４は多数のワークを保持するカセットの構成例の説明図、図５はカセットを洗浄槽にセットする場合の説明図、図６は洗浄装置の基本的な回路構成図、図７は超音波洗浄する場合の洗浄装置の回路構成図である。
【００１６】
本発明に係る洗浄装置は、例えば、フリップチップ実装のＩＣパッケージのように、平板としての基板Ｗａと、平板としてのチップＷｂの間が多数の微細な半田バンプｖで接合されるようなワークＷ（図１、図３）を洗浄するにあたり、基板ＷａとチップＷｂ間の微小隙間を綺麗に洗浄することが可能で、また、特に多量のワークＷを洗浄する場合でも、効率的に洗浄できるようにされており、基本的に、ワークＷを一対の挟持部材２ａ、２ｂからなるカセット１内に収容して洗浄するようにしている。
【００１７】
このカセット１の基本的構成の一例は、例えば図１乃至図３に示すように、フッ素ゴム等の耐薬品性に優れたゴム製の一対の挟持部材２ａ、２ｂからなり、図中下方の挟持部材２ａの上面に、基板Ｗａを保持するため基板Ｗａとほぼ同形の形状部ａが設けられるとともに、上方の挟持部材２ｂの下面に、チップＷｂの幅よりやや大きめの溝からなる形状部ｂが設けられている。そして、下方の挟持部材２ａの基板Ｗａ保持用の形状部ａの深さは、ワークＷの基板Ｗａの厚みに概略一致しており、上方の挟持部材２ｂの溝状の形状部ｂの深さは、ワークＷのチップＷｂの厚みと概略同一にしている。
【００１８】
この際、上方の挟持部材２ｂの溝状の形状部ｂは、図２（ａ）に示すように、直線状の溝であっても良く、また図２（ｂ）に示すように、中央が狭まる円弧状であっても良いが、ワークＷを挟持する中央部分の溝幅を、チップＷｂの幅と同一か若しくは僅かに大きめにすることが好ましく、また長手方向の両端を挟持部材２ｂの端部に開放させるよう、貫通状態に設ける必要がある。
尚、本実施例では、基板Ｗａ保持用の形状部ａとして、所定方向の両側に、ワークＷ取出し用の溝ｍを設けている。
【００１９】
そして、下方の挟持部材２ａの基板Ｗａ保持用の形状部ａにワークＷの基板Ｗａを嵌め込んだ状態にし、上方の挟持部材２ｂをその上から被せると、図３に示すように、溝状の形状部ｂの中間部分がチップＷｂ上面に密着するとともに、溝状の形状部ｂ以外の面が基板Ｗａの上面及び挟持部材２ａの上面に密着状に当接し、溝状の形状部ｂの両端部分によって、ワークＷを挟んで基板ＷａとチップＷｂの隙間に連通するそれぞれの空間部ｘ、ｙが形成される。
【００２０】
そして、一方側の空間部ｘに洗浄液を供給し、他方側の空間部ｙを真空引きすることにより、洗浄液は基板ＷａとチップＷｂの間の微小隙間を通して一方側の空間部ｘから他方側の空間部ｙに効率良く流動し、基板ＷａとチップＷｂ間の微小隙間のフラックス等が効率的に除去される。
【００２１】
ところで、カセット１として、多数のワークを保持できるようにした構成例を図４及び図５に基づき説明する。
図４（ａ）の構成例は、一つの挟持部材２ｃの上面に、複数の基板Ｗａ保持用の形状部ａを並列に設け、また、また同じ挟持部材２ｃの下面に、複数の溝状の形状部ｂを並列に設けることにより、図４（ｂ）に示すように、複数の挟持部材２ｃを積み重ねれば多数のワークＷを同時に保持できるようにしたものであり、例えばワークＷが４列１０段の場合、４０個のワークＷを同時に保持することができる。
【００２２】
そして、このように段積みしたカセット１を図５（ａ）に示すような洗浄槽１０にセットする際は、図５（ｂ）に示すように、基板ＷａとチップＷｂの隙間を挟む空間部ｘ、ｙが上下方向になるように姿勢を変換し、洗浄槽１０内の受台上のパッキン１１に載置してセットする。
【００２３】
次に、このようなカセット１を使用した洗浄装置の基本的な回路構成を説明すると、例えば図６に示すように、カセット１を収容することのできる洗浄槽１０と、収容されたカセット１の下面を洗浄槽１０の受台に密着させることにより洗浄槽１０内を二つの独立した領域に仕切ることのできるパッキン１１と、仕切られた上方の洗浄槽領域内に洗浄液を供給するための洗浄液供給手段１２と、下方の洗浄槽領域内を真空引きするための真空引き手段としての真空ポンプ１３を備えており、前記カセット１の収容によって仕切られた上方の洗浄槽領域内に、カセット１の一方側の空間部ｘ臨ませるとともに、カセット１の他方側の空間部ｙを、下方の洗浄槽領域内に臨ませるようにしている。
【００２４】
そして、洗浄液供給手段１２により上方の洗浄槽領域内に洗浄液を供給すると同時に、下方の洗浄槽領域内を真空引きすれば、洗浄液はカセット１内の基板ＷａとチップＷｂの隙間を通して、カセット１の一方側の空間部ｘから他方側の空間部ｙに向けて効率良く流動し、隙間内の洗浄が効率的に行われる。
この際、溝状の形状部ｂが円弧状の場合は、カセット１内への洗浄液の流入量を増やすことができる。
また、真空ポンプ１３による真空度の調整によって、基板ＷａとチップＷｂの隙間を通る洗浄液の流通速度を容易に変更することができる。
【００２５】
次に、洗浄装置に超音波発振手段を採用した回路構成例について図７に基づき説明する。
この洗浄装置は、カセット１が収容される洗浄槽１０と、この洗浄槽１０内から洗浄液を出し入れするための貯留タンク１４と、洗浄槽１０内の洗浄液から脱気する洗浄液脱気手段１５と、洗浄槽１０内を真空引きするための真空減圧手段１６と、洗浄槽１０内の洗浄液中に向けて超音波を発振する超音波発振手段１７を備えている。
【００２６】
前記洗浄槽１０は、槽内の受台上に設けられるパッキン１１と、シール部材１８を介して開閉自在な蓋１９を備えており、前記超音波発振手段１７としての超音波振動子は、この蓋１９に設けられている。
また、前記貯留タンク１４は、洗浄槽１０に通じる回路のバルブを操作することにより、洗浄槽１０内の洗浄液を自重で落下させて受け取ることができるようにされている。
【００２７】
前記洗浄液脱気手段１５は、洗浄槽１０から循環回路２１を通じて抜き出されて循環する洗浄液の一部を真空ポンプ２２により脱気モジュール２３に送りこみ、脱気された洗浄液を循環ポンプ２４により循環回路２１に戻して洗浄槽１０内に戻すことができるようにされている。
また、前記循環回路２１の途中には、カセット１によって仕切られた洗浄槽１０内の下方の領域内を真空引きするための真空引き手段としての真空ポンプ１３や、トラップ筒２６が設けられるとともに、その下流には、洗浄液を循環させるための循環ポンプ２７が設けられている。
【００２８】
前記真空減圧手段１６は、カセット１により仕切られた洗浄槽１０の上方の領域と下方の領域の両方から真空引きして洗浄槽１０内全体を真空減圧できるようにされ、真空引き回路２８と、真空ポンプ２９を備えている。
【００２９】
以上のような洗浄装置による洗浄方法の一例を説明する。
まず、洗浄槽１０内の洗浄液を抜いて貯留タンク１４に移し、蓋１９を開けて、図５に示すような状態でカセット１を収容する。そして、カセット１の収容が終えると、真空減圧手段１６により洗浄槽１０内の空気を抜いて減圧する。すると、カセット１内の空間部ｘ、ｙや、ワークＷの隙間に溜まっているエアが吸引される。
【００３０】
次いで、循環回路２１の循環ポンプ２７を作動させて貯留タンク１４内の洗浄液を脱気しながら、洗浄槽１０内のうち、カセット１で仕切られる上方の領域内に送り込むと同時に、下方の領域内を真空引き手段としての真空ポンプ２５で真空引きすれば、脱気された洗浄液は、カセット１の一方側の空間部ｘから他方側の空間部ｙに向けて流動するようになる。そして、この際、予めカセット１内部の空気が抜かれているため、洗浄液はカセット１内部に円滑に流入するとともに、空気溜りが生じることがない。また、この洗浄液の流通に合わせて超音波発振手段１７を作動させると、洗浄液中に微細な真空核のキャビテーションが発生し、その衝撃力によって基板ＷａとチップＷｂの微小隙間内の汚れが効果的に除去される。
そしてこのキャビテーションの衝撃力は、洗浄液が脱気されていることから強力であり、また、最初に洗浄槽１０内に洗浄液を供給する際、予め洗浄槽１０内の空気が除去されているため、洗浄中、洗浄液中に溶存する気体の溶存量が増加する等の不具合を抑制することができる。
【００３１】
また、多数のワークＷを同時に洗浄できるため、作業が効率的であり、極めて短時間に洗浄処理することができる。
そして、洗浄後、必要に応じて同様な手順によりリンスした後、洗浄槽１０内にエアを導入して乾燥処理することも可能である。
【００３２】
尚、本発明は以上のような実施形態に限定されるものではない。本発明の特許請求の範囲に記載した事項と実質的に同一の構成を有し、同一の作用効果を奏するものは本発明の技術的範囲に属する。
例えば、具体的な装置回路図等は例示である。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
平板と平板の間に微小隙間が形成されるワークを洗浄するにあたり、一対の挟持部材でワークを挟持して、微小隙間を挟んで両側に空間部を形成し、一方側の空間部に洗浄液を供給するとともに、他方側の空間部を真空引きすることにより、微小隙間に対して効率良く洗浄液が流通するようになり、綺麗に洗浄できる。また、一対の挟持部材で多数のワークを保持し、またこれらを段積みすることで洗浄効率が向上する。
また、洗浄液を流通させる際、超音波洗浄すれば、洗浄効果が高まる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】ワークを保持するカセットの基本的構成の説明図
【図２】図１のカセットの上方の挟持部材の裏面図
【図３】ワークを保持したカセットの説明図で、（ａ）は図２（ａ）の挟持部材で保持した状態の挟持面部の平面視図と側面図、（ｂ）は図２（ｂ）の挟持部材で保持した状態の挟持面部の平面視図と側面図
【図４】多数のワークを保持するカセットの構成例の説明図
【図５】カセットを洗浄槽にセットする場合の説明図
【図６】洗浄装置の基本的な回路構成図
【図７】超音波洗浄する場合の洗浄装置の回路構成図
【符号の説明】
【００３５】
１…カセット、２ａ、２ｂ、２ｃ…挟持部材、１０…洗浄槽、１２…洗浄液供給手段、１３…真空ポンプ（真空引き手段）、１５…洗浄液脱気手段、１６…真空減圧手段、１７…超音波発振手段、Ｗ…ワーク、Ｗａ…基板、Ｗｂ…チップ、ｘ、ｙ…空間部。
【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】
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