(57)【要約】【課題】金属部品の表面に付着している硫酸イオン（ＳＯ42-）を洗浄し、洗浄後の金属部品に吸着して残留している硫酸イオンを可及的に少なくし得る金属部品の洗浄方法を提供する。【解決手段】硫酸イオン（ＳＯ42-）が付着している金属部品を洗浄水で洗浄する際に、該洗浄水として、クエン酸三アンモニウムを含有する水の電気分解で得たアルカリ性電解水を用いることを特徴とする。【選択図】        なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
硫酸イオン（ＳＯ42-）が付着している金属部品を洗浄水で洗浄する際に、該洗浄水として、クエン酸塩を含有する水の電気分解で得たアルカリ性電解水を用いることを特徴とする金属部品の洗浄方法。
【請求項２】
金属部品として、硫酸イオン（ＳＯ42-）を含有するめっき液を用いてめっきを施した金属部品を用いる請求項１記載の金属部品の洗浄方法。
【請求項３】
金属部品として、硫酸成分が添加されためっき浴を用いたニッケルめっき又は銅めっきを施した金属部品を用いる請求項１又は請求項２記載の金属部品の洗浄方法。
【請求項４】
アルカリ性電解水として、クエン酸アンモニウムを含有する水の電気分解で得たアルカリ性電解水を用いる請求項１〜３のいずれか一項記載の金属部品の製造方法。
【請求項５】
金属部品をアルカリ性電解水で洗浄した後、純水で洗浄する請求項１〜４のいずれか一項記載の金属部品の製造方法。
【請求項６】
金属部品として、半導体装置用部品を用いる請求項１〜５のいずれか一項記載の金属部品の製造方法。                                                           
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は金属部品の洗浄方法に関し、更に詳細には表面に硫酸イオン（ＳＯ42-）が付着している金属部品の洗浄方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
リードフレームを用いた半導体装置では、図２（ａ）に示す様に、リード２４とワイヤボンディングされた半導体素子２０が放熱板２２に載置されて、封止樹脂２６によって封止されている。かかる半導体装置では、半導体素子２０で発生した熱の大部分は、放熱板２２を経由して封止樹脂２６の全体に放熱される。
また、半導体装置の放熱性を更に一層向上すべく、図２（ｂ）に示す様に、一面が封止樹脂２６から露出するように放熱板２２が設けられる場合もある。
かかる放熱板２２が所期の放熱性を呈するためには、封止樹脂２６と放熱板２２とが密着していることが肝要である。
この様に、放熱板２２と封止樹脂２６とが密着するためには、放熱板２２と封止樹脂２６との濡れ性が良好であることを要し、従来、放熱板２２には、めっきを施すことによって、封止樹脂２６との濡れ性の向上が図られている。
【０００３】
ところで、めっきを施してめっき槽から取り出した放熱板２２は、めっき液が付着しているため、通常、洗浄水で洗浄される。
一般的に、めっきを施した半導体装置用の電子部品を洗浄する際に、洗浄水としては、下記特許文献１に記載されている様に、純水が用いられている。
【特許文献１】特開２００４−５９９９１号公報（特許請求の範囲）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
めっき槽から取り出した放熱板２２は、純水で洗浄して付着していためっき液を洗浄した後、更に乾燥が施される。
通常、放熱板２２のめっきには、硫酸成分を添加しためっき浴を用いたニッケルめっき又は銅めっきが汎用されている。かかるめっき浴を用いてめっきを施した放熱板２２を純水で洗浄しても、洗浄後の放熱板２２の表面には硫酸イオン（ＳＯ42-）が残留している。
この放熱板２２に残量している硫酸イオン量は、放熱板２２と封止樹脂２６との濡れ性に関連し、残留する硫酸イオン量が多くなると、放熱板２２と封止樹脂２６との濡れ性が低下し、放熱板２２と封止樹脂２６とが剥離し易くなる傾向がある。
特に、図２（ｂ）に示す半導体装置では、放熱板２２の一面が封止樹脂２６から露出しているため、封止樹脂２６と接触している他の面における封止樹脂２６との密着性を更に一層向上することを要する。
このため、表面に硫酸イオンが残留している放熱板２２に対し、残留する硫酸イオンを減少させるべく、純水洗浄を複数回繰り返して施しても、依然として放熱板２２に一定量の硫酸イオン量が残留している。このことは、放熱板２２の表面に残留する硫酸イオンは、放熱板２２に吸着していることを意味する。
そこで、本発明の課題は、金属部品の表面に付着している硫酸イオン（ＳＯ42-）を洗浄し、洗浄後の金属部品に吸着して残留している硫酸イオンを可及的に少なくし得る金属部品の洗浄方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者等は、硫酸成分を添加した水溶液に浸漬した放熱板２２を取り出して乾燥した後、種々の洗浄水で洗浄を施し、放熱板２２に吸着して残留している硫酸イオン量を測定した。
その結果、クエン酸アンモニウムを添加した水を電気分解して得た、アルカリ性電解水を用いて硫酸イオンが付着している放熱板２２を洗浄したところ、放熱板２２に吸着して残留している硫酸イオン量を可及的に少なくできることを知り、本発明に到達した。
すなわち、本発明は、硫酸イオン（ＳＯ42-）が付着している金属部品を洗浄水で洗浄する際に、該洗浄水として、クエン酸塩を含有する水の電気分解で得たアルカリ性電解水を用いることを特徴とする金属部品の洗浄方法にある。
【０００６】
かかる本発明において、金属部品として、硫酸イオン（ＳＯ42-）を含有するめっき液を用いてめっきを施した金属部品を用いることができ、めっきとしては、硫酸成分が添加されためっき浴を用いたニッケルめっき又は銅めっきを好適に採用できる。
また、アルカリ性電解水としては、クエン酸アンモニウムを含有する水の電気分解で得たアルカリ性電解水を好適に用いることができる。
この様に、アルカリ性電解水で洗浄した金属部品は、アルカリ性電解水に含まれているイオンを洗浄するため、更に純水で洗浄することが好ましい。
尚、金属部品としては、リードフレームや放熱板等の半導体装置用部品を用いることができる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、表面に硫酸イオンが付着した金属部品を、クエン酸塩を含有する水の電気分解で得たアルカリ性電解水により洗浄することによって、金属部品に吸着して残留している硫酸イオンを可及的に少なくできる。
その結果、金属部品と封止樹脂との密着性を向上でき、最終製品の信頼性の向上を図ることができる。
この様に、硫酸イオンが付着した金属部品の洗浄に、クエン酸塩を含有する水の電気分解で得たアルカリ性電解水により洗浄することによって、金属部品に吸着して残留している硫酸イオンを可及的に少なくできることの理由は、以下のように推察できる。
すなわち、クエン酸は、中性〜アルカリ性の雰囲気下において、金属と安定な錯体を形成し易い。このため、クエン酸を含有するアルカリ性電解水に、硫酸イオンを吸着している金属部品を浸漬すると、金属部品の表面を形成する金属層の金属とクエン酸とが安定な錯体を形成し、金属部品の表面の金属層にエッチングを施すことができ、金属部品に吸着して残留している硫酸イオンを可及的に少なくできる。
かかるクエン酸と安定な錯体を形成し易い金属としては、ニッケルを挙げることができ、表面をニッケル層によって形成した金属部品を、クエン酸塩を含有する水の電気分解で得たアルカリ性電解水により洗浄することによって、金属部品に吸着して残留している硫酸イオンを更に一層少なくできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明で用いる金属部品は、その表面に硫酸イオン（ＳＯ42-）が付着しているものであり、硫酸イオン（ＳＯ42-）を含有するめっき液を用いてめっきを施した金属部品、特に硫酸成分が添加されためっき浴を用いたニッケルめっき又は銅めっきを施した金属部品を好適に用いることができる。
かかる金属部品としては、放熱板等の半導体装置用部品を用いることができる。更に、ニッケルめっき浴としては、ワット浴を挙げることができ、銅めっき浴としては、硫酸銅浴を挙げることができる。
【０００９】
この様に、硫酸イオンが付着した金属部品を洗浄する洗浄水としては、クエン酸塩を含有する水の電気分解で得たアルカリ性電解水を用いる。
このクエン酸塩としては、クエン酸ナトリウム、クエン酸カリウム、クエン酸アンモニウムを好適に用いることができるが、金属部品として、電子部品を用いる場合には、クエン酸アンモニウム、特にクエン酸三アンモニウムを好適に用いることができる。かかるクエン酸塩の添加量は、０．１〜０．００１mol／リットルとすることが好ましい。
本発明で洗浄水として用いるアルカリ性電解水は、図１に示す電気分解装置によって得ることができる。図１に示す電解装置には、電解槽１０が隔膜１２によって、一端部が直流電源１８に接続された白金等で形成された陽極１４ａの他端部が挿入された陽極室１４と、一端部が直流電源１８に接続された白金等で形成された陰極１６ａの他端部が挿入された陰極室１６とに区画されている。
この隔膜１２は、電気分解の際に、陽極室１４及び陰極室１６で生成したイオンが透過できるものの、水が透過できない隔膜、例えばイオン交換膜を用いることができる。
【００１０】
図１に示す電解装置の電解槽１０に、水道水をイオン交換膜等に通過して、水道水中に含まれている塩素イオンや金属イオン等を除去した水に、所定量のクエン酸塩を添加した水を注水し、直流電源１８から陽極１４ａ及び陰極１６ａに直流電流を流して電解槽１０内の水に電気分解を施す。
この電気分解の際に、陽極室１４内の水は酸性を呈する酸性水となる。一方、陰極室１６内の水はアルカリ性を呈する電解水となる。
かかる電気分解によって得られた電解水のうち、陰極室１６から採取したアルカリ性電解水を、金属部品の洗浄に用いる。
このアルカリ性電解水による洗浄を施す金属部品は、予め地下水等の通常水や純水等で洗浄することなくアルカリ性電解水による洗浄を施してもよく、通常水や純水等で洗浄してからアルカリ性電解水による洗浄を施してもよい。
【００１１】
アルカリ性電解水による金属部品の洗浄は、貯留されたアルカリ性電解水中に金属部品を数秒から数十秒間浸漬することによって行なうことができる。この洗浄の際に、アルカリ性電解水を攪拌してもよい。
アルカリ性電解水による洗浄を終了した金属部品には、アルカリ性電解水中に含有されているイオンが付着しているため、更に金属部品を純水で洗浄することが好ましい。
一連の洗浄が終了した金属部品は、その表面に吸着して残留している硫酸イオンが、純水で洗浄した場合に比較して減少しており、リードフレームや半導体チップ等の他の部品と組み合わされて得られた最終製品、例えば樹脂封止型半導体装置では、封止樹脂との密着性が良好であり、最終製品の信頼性を向上できる。
尚、電気分解によって得られた電解水のうち、陽極室１４の酸性電解水は、金属部品の洗浄には効果が見られなく、洗浄を施したアルカリ性電解水と混合し中和して排出する。
【００１２】
ところで、特開平７−２６３４３０号公報には、半導体製造プロセスでの化学薬品の使用量を減少すべく、エッチングを施した半導体ウェーハをリンスする際に、クエン酸アンモニウムを添加した水を電気分解して得たアルカリ性電解水を用いることが記載されている。
しかし、この公報には、金属部品に吸着して残留する硫酸イオンを可及的に少なくすべく、硫酸イオンが付着した金属部品を洗浄する洗浄液として、クエン酸アンモニウムを添加した水を電気分解して得たアルカリ性電解水を用いることは勿論のこと、このことを示唆する記載も全く見受けられない。
【実施例１】
【００１３】
（１）試料の準備
(ｉ)硫酸ニッケルを含むめっき浴を用いて銅材の表面にニッケルめっきを施した板状の放熱板を、純水に塩化ナトリウム、硫酸ナトリウム、硝酸ナトリウムの各々を１mmol／リットル溶解した溶液に３分間浸漬した後、引き上げて乾燥して洗浄用試料を作成した。
(ii)図１に示す電気分解装置の電解槽１０を形成する陽極室１４及び陰極室１６の各々が７００ｍｌであって、陽極１４ａ及び陰極１６ａの各々には、チタンに白金皮膜を形成した、７４ｍｍ×１１３ｍｍの電極が用いた。
この電解槽１０に、水道水をイオン交換膜に通過して含まれている塩素イオンや金属イオン等を除去した水に、０．０１mol／リットルのクエン酸三アンモニウムを添加した水を注水し、直流電源１８から陽極１４ａ及び陰極１６ａに、０．６Ａで１００Ｖの直流電流を５〜１５分間流して電解槽１０内の水に電気分解を施した。
陰極室１６から採取したアルカリ性電解水は、ｐＨ７．２以上で且つ酸化還元電位（ＯＲＰ）は−４００ｍＶ以下であった。
（２）洗浄
洗浄用試料として準備した放熱板を、電気分解して得られた常温のアルカリ性電解水が０．７リットル貯留されている貯留水中に３秒間浸漬して第１回目の洗浄を施した後、常温の純水が０．７リットル貯留されている貯留水中に３秒間浸漬して第２回目の洗浄を施した。第２回目の洗浄を施した放熱板を自然乾燥した後、放熱板の表面に残留している各種イオンをイオンクロマト分析器によって分析した。その結果を、下記表１に示す。
また、比較例として、第１回目及び第２回目の洗浄を、共に常温の純水が０．７リットル貯留されている貯留水中に、洗浄用試料として準備した放熱板を３秒間浸漬して洗浄した場合について、放熱板に吸着して残留している各種イオン量を表１に併せて示す。
更に、表１には、洗浄用試料として準備した放熱板の表面に存在している各種イオン量も併せて示す。
（３）結果
【表１】
2005324143.tif 000002
表１から明らかな様に、アルカリ性電解水で洗浄した放熱板に残留する硫酸イオンを含む各種イオン量は、アンモニウムイオンを除いて純水のみで洗浄した放熱板に比較して減少している。
尚、放熱板に残留するアンモニウムイオンは、純水の洗浄を更に繰り返すことによって除去できる。
【実施例２】
【００１４】
ワット浴を用いて電解ニッケルめっきを表面に施した銅製の放熱板を、地下水で洗浄した後、実施例１で用いたアルカリ性電解水で洗浄した。更に、純水で２回洗浄を施した後、放熱板を自然乾燥してから、放熱板の表面に残留している各種イオンをイオンクロマト分析器によって分析した。その結果を、下記表２に示す。
また、比較例として、ワット浴を用いて電解ニッケルめっきを施した放熱板を、地下水で洗浄した後、純水で３回洗浄を施した。その後、放熱板を自然乾燥してから、放熱板の表面に残留している各種イオンをイオンクロマト分析器によって分析し、その結果を、下記表２に併せて示す。
【表２】
2005324143.tif 000003
表２から明らな様に、アルカリ性電解水で洗浄した放熱板に残留している硫酸イオンを含む各種イオン量は、純水のみで洗浄した放熱板に比較して６０％程度に減少している。
また、アルカリ性電解水で洗浄した放熱板に残留するアンモニウムイオンは、純水での洗浄を繰り返すことによって除去されている。
【実施例３】
【００１５】
硫酸銅浴を用いて表面に電解銅めっきを施した銅製の放熱板を、実施例２と同様にして洗浄し、放熱板の表面に残留している各種イオンをイオンクロマト分析器によって分析した。その結果を、下記表３に示す。
また、比較例として、硫酸銅浴を用いて表面に電解銅めっきを施した銅製の放熱板を、地下水で洗浄した後、純水で３回洗浄を施した。その後、放熱板を自然乾燥してから、放熱板の表面に残留している各種イオンをイオンクロマト分析器によって分析し、その結果を、下記表３に併せて示す。
【表３】
2005324143.tif 000004
表３から明らな様に、アルカリ性電解水で洗浄した放熱板に残留する硫酸イオンを含む各種イオン量は、純水のみで洗浄した放熱板に比較して半分以下に減少している。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】アルカリ性電解水を得るための電解装置の一例を説明するための概略図である。
【図２】放熱板を用いた半導体装置の一例を説明する断面図である。
【符号の説明】
【００１７】
１０  電解槽
１２  隔膜
１４ａ  陽極
１４  陽極室
１６ａ  陰極
１６  陰極室
１８  直流電源                                                                   
【図１】
2005324143.tif 000005
【図２】
2005324143.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成17年9月14日(2005.9.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
硫酸イオン（ＳＯ42-）が付着している金属部品を洗浄水で洗浄する際に、該洗浄水として、クエン酸塩を含有する水の電気分解で得たアルカリ性電解水を用いることを特徴とする金属部品の洗浄方法。
【請求項２】
金属部品として、硫酸イオン（ＳＯ42-）を含有するめっき液を用いてめっきを施した金属部品を用いる請求項１記載の金属部品の洗浄方法。
【請求項３】
金属部品として、硫酸成分が添加されためっき浴を用いたニッケルめっき又は銅めっきを施した金属部品を用いる請求項１又は請求項２記載の金属部品の洗浄方法。
【請求項４】
アルカリ性電解水として、クエン酸アンモニウムを含有する水の電気分解で得たアルカリ性電解水を用いる請求項１〜３のいずれか一項記載の金属部品の洗浄方法。
【請求項５】
金属部品をアルカリ性電解水で洗浄した後、純水で洗浄する請求項１〜４のいずれか一項記載の金属部品の洗浄方法。
【請求項６】
金属部品として、半導体装置用部品を用いる請求項１〜５のいずれか一項記載の金属部品の洗浄方法。