(57)【要約】【課題】洗浄力を高め、かつ、耐久性の低下を抑止することが可能な洗浄ブラシ及び洗浄装置を提供する。【解決手段】銅または銅合金からなる銅条の表面を洗浄する際に用いる洗浄ブラシであって、円筒形のブラシ軸２と、ブラシ軸２の外周面に設けられたチャンネル３と、チャンネル３に保持され、ブラシ軸２の外周面から径方向外側に突出するように設けられたブラシ毛４と、を備え、ブラシ毛４は、直径が０．１ｍｍ以下の内側ブラシ毛４ａと、内側ブラシ毛４ａを両側から挟み込むように設けられる直径が０．２ｍｍ以上の外側ブラシ毛４ｂと、からなる。【選択図】図１
2013052360.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
銅または銅合金からなる銅条の表面を洗浄する際に用いる洗浄ブラシであって、
円筒形のブラシ軸と、
該ブラシ軸の外周面に設けられたチャンネルと、
該チャンネルに保持され、前記ブラシ軸の外周面から径方向外側に突出するように設けられたブラシ毛と、を備え、
前記ブラシ毛は、
直径が０．１ｍｍ以下の内側ブラシ毛と、
該内側ブラシ毛を両側から挟み込むように設けられる直径が０．２ｍｍ以上の外側ブラシ毛と、からなる
ことを特徴とする洗浄ブラシ。
【請求項２】
前記内側ブラシ毛は、前記外側ブラシ毛よりも長く形成され、
前記内側ブラシ毛の先端が、前記外側ブラシ毛の先端よりも径方向外側に突出するように構成した
請求項１記載の洗浄ブラシ。
【請求項３】
前記チャンネルは、前記ブラシ軸の外周面に沿う螺旋状に形成される
請求項１または２記載の洗浄ブラシ。
【請求項４】
請求項１〜３いずれかに記載の洗浄ブラシを備え、
走行中の前記銅条の表面を、回転駆動される前記洗浄ブラシで洗浄する
ことを特徴とする洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体リードフレーム用の銅条など、銅または銅合金からなる銅条の洗浄に用いる洗浄ブラシ及び洗浄装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体リードフレーム用の銅条など、銅または銅合金からなる銅条を製造する際には、脱脂後の銅条の表面を研磨した後に、研磨後の銅条を洗浄装置に導入してブラシ洗浄し、洗浄後の銅条に防錆処理、乾燥処理を施すのが一般的である。
【０００３】
研磨工程は銅条表面の酸化物などを除去するための工程であり、ブラシ洗浄工程は、研磨工程で発生した銅粉などの微小異物を除去・洗浄するための工程である。
【０００４】
ブラシ洗浄工程では、従来、図３に示すようなチャンネル型の洗浄ブラシ３１が使用されている。
【０００５】
洗浄ブラシ３１は、円筒形のブラシ軸（中心部構造体）２と、ブラシ軸２の外周面に設けられたチャンネル３と、チャンネル３に保持され、ブラシ軸２の外周面から径方向外側に突出するように設けられたブラシ毛４と、を備えている。チャンネル３は、ステンレス鋼などの金属板からなるブラシ毛４の取付用金具（ホルダ）であり、ブラシ軸２の外周面に沿う螺旋状に形成される。
【０００６】
ブラシ毛４をチャンネル３に固定する際には、図４に示すように、金属棒５にブラシ毛４の束を引っ掛けてチャンネル３内に装入した後、チャンネル３を変形させてブラシ毛４を加締める。これにより、チャンネル３にブラシ毛４が保持される。従来の洗浄ブラシ３１では、１種類の直径（例えば直径０．２ｍｍ）のブラシ毛４を用いていた。
【０００７】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、特許文献１がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１０−１１５５８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、ブラシ毛４として直径が大きいものを用いた場合、微小異物を十分に除去することができず、洗浄力が低下してしまうという問題が生じる。この問題を解決するためには、ブラシ毛４の直径をより小さくすればよい。
【００１０】
しかしながら、ブラシ毛４の直径をより小さくすれば、微小異物を除去・洗浄する能力（洗浄力）を高めることはできるものの、ブラシ毛４の曲げ強さが低下するため、比較的短い期間でブラシ毛４が曲がったり向きが変わったりしてブラシ毛４と銅条の接触が不安定になってしまい易く、耐久性が低下してしまうという別の問題が発生してしまう。耐久性が低いと、比較的短い期間で洗浄力低下、洗浄バラツキ増加など様々な問題が発生することとなり、好ましくない。
【００１１】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、洗浄力を高め、かつ、耐久性の低下を抑止することが可能な洗浄ブラシ及び洗浄装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は上記目的を達成するために創案されたものであり、銅または銅合金からなる銅条の表面を洗浄する際に用いる洗浄ブラシであって、円筒形のブラシ軸と、該ブラシ軸の外周面に設けられたチャンネルと、該チャンネルに保持され、前記ブラシ軸の外周面から径方向外側に突出するように設けられたブラシ毛と、を備え、前記ブラシ毛は、直径が０．１ｍｍ以下の内側ブラシ毛と、該内側ブラシ毛を両側から挟み込むように設けられる直径が０．２ｍｍ以上の外側ブラシ毛と、からなる洗浄ブラシである。
【００１３】
前記内側ブラシ毛は、前記外側ブラシ毛よりも長く形成され、前記内側ブラシ毛の先端が、前記外側ブラシ毛の先端よりも径方向外側に突出するように構成してもよい。
【００１４】
前記チャンネルは、前記ブラシ軸の外周面に沿う螺旋状に形成されてもよい。
【００１５】
また、本発明は、前記洗浄ブラシを備え、走行中の前記銅条の表面を、回転駆動される前記洗浄ブラシで洗浄する洗浄装置である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、洗浄力を高め、かつ、耐久性の低下を抑止することが可能な洗浄ブラシ及び洗浄装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施の形態に係る洗浄ブラシを示す図であり、（ａ）は縦断面図、（ｂ）はその要部拡大図である。
【図２】図１の洗浄ブラシを用いた洗浄装置を備えた銅条の製造装置の概略構成図である。
【図３】従来の洗浄ブラシの縦断面図である。
【図４】ブラシ毛をチャンネルに固定する際の手順を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を添付図面にしたがって説明する。
【００１９】
図１は、本実施の形態に係る洗浄ブラシを示す図であり、（ａ）は縦断面図、（ｂ）はその要部拡大図である。
【００２０】
図１に示すように、洗浄ブラシ１は、銅または銅合金からなる銅条の表面を洗浄する際に用いるチャンネル型の洗浄ブラシであって、円筒形のブラシ軸２と、ブラシ軸２の外周面に設けられたチャンネル３と、チャンネル３に保持され、ブラシ軸２の外周面から径方向外側に突出するように設けられたブラシ毛４と、を備えている。
【００２１】
チャンネル３は、ブラシ軸２の外周面に沿う螺旋状に形成されている。チャンネル３は、ステンレス鋼などの金属板からなる。
【００２２】
さて、本実施の形態に係る洗浄ブラシ１では、ブラシ毛４が、直径が０．１ｍｍ以下の内側ブラシ毛４ａと、内側ブラシ毛４ａを両側から挟み込むように設けられる直径が０．２ｍｍ以上の外側ブラシ毛４ｂと、からなる。
【００２３】
つまり、本実施の形態に係る洗浄ブラシ１では、チャンネル３に直径の異なるブラシ毛４を保持させており、内側に直径が０．１ｍｍ以下の細い内側ブラシ毛４ａを配置し、外側に直径が０．２ｍｍ以上の太い外側ブラシ毛４ｂを配置している。内側ブラシ毛４ａ、外側ブラシ毛４ｂは、例えばナイロンなどの合成樹脂繊維からなる。
【００２４】
内側ブラシ毛４ａは、銅条の表面の微小異物を除去して洗浄力を向上させる役割を果たす。内側ブラシ毛４ａの直径を０．１ｍｍより大きくすると十分な洗浄力が得られなくなるので、内側ブラシ毛４ａの直径は０．１ｍｍ以下とする必要がある。なお、洗浄力をより向上させるためには、内側ブラシ毛４ａの直径をさらに小さく、０．０５ｍｍ以下とすればよい。
【００２５】
外側ブラシ毛４ｂは、内側ブラシ毛４ａの変形を抑制して銅条への接触を安定させ、耐久性を向上させる役割を果たす。外側ブラシ毛４ｂの直径を０．２ｍｍ未満とすると、ブラシ毛４全体が変形し易くなり耐久性が低下するため、外側ブラシ毛４ｂの直径は０．２ｍｍ以上とする必要がある。
【００２６】
本実施の形態では、内側ブラシ毛４ａは、外側ブラシ毛４ｂよりも長く形成され、内側ブラシ毛４ａの先端が、外側ブラシ毛４ｂの先端よりも径方向外側に突出するように構成している。これは、内側ブラシ毛４ａの長さを外側ブラシ毛４ｂと同程度もしくは短くすると、剛性の高い外側ブラシ毛４ｂにより洗浄時の内側ブラシ毛４ａの変形が阻害され、十分な洗浄力が得られなくなるためである。内側ブラシ毛４ａと外側ブラシ毛４ｂの長さの差は、例えば１ｍｍ程度とすればよい。ブラシ毛４のチャンネル３からの長さ（つまり内側ブラシ毛４ａのチャンネル３からの長さ）は、例えば３０ｍｍ程度である。なお、洗浄ブラシ１全体の直径は、例えば２５０ｍｍである。
【００２７】
両ブラシ毛４ａ，４ｂをチャンネル３に固定する際には、金属棒５に両ブラシ毛４ａ，４ｂの束を引っ掛けてチャンネル３内に装入した後、チャンネル３を変形させて両ブラシ毛４ａ，４ｂを加締めるとよい。但し、両ブラシ毛４ａ，４ｂをチャンネル３に装入する際には、内側ブラシ毛４ａが内側、外側ブラシ毛４ｂが外側となるように装入する必要がある。
【００２８】
次に、本発明の洗浄ブラシ１を用いた洗浄装置について説明する。
【００２９】
図２は、洗浄ブラシ１を用いた洗浄装置を備えた銅条の製造装置の概略構成図である。
【００３０】
図２に示すように、銅条の製造装置１００は、銅条Ｃの走行方向の上流側から下流側（図２の左側から右側）にかけて、銅条Ｃの表面に脱脂処理を行う脱脂装置１０１、脱脂後の銅条Ｃの表面を研磨する研磨装置１０２、本発明の洗浄装置２１、銅条Ｃの表面に防錆剤を吹き付ける防錆処理を行う防錆装置１０３、温風を吹き付けて銅条Ｃの表面の水分を除去し乾燥させる乾燥装置１０４、を順次備えている。
【００３１】
本実施の形態では、研磨装置１０２として、研磨砥粒を含んだバフを使用したバフ研磨を行うものを用いた。バフの仕上げ粗さは例えば＃３０００程度とすればよい。防錆装置１０３で用いる防錆剤としては、例えばベンゾトリアゾールを０．１ｍａｓｓ％含む防錆液を用いることができる。
【００３２】
洗浄装置２１は、１対の洗浄ブラシ１と、洗浄ブラシ１を回転駆動する駆動装置（図示せず）と、洗浄ブラシ１と銅条Ｃが接触する接触箇所に水を吹き付ける水噴射装置２２と、を備え、走行中の銅条Ｃの表面を、回転駆動される洗浄ブラシ１で洗浄するものである。
【００３３】
洗浄装置２１では、銅条Ｃを両面から挟み込むように一対の洗浄ブラシ１を配置し、両洗浄ブラシ１を駆動装置により回転駆動させつつ銅条Ｃに所定の圧力で接触させ、接触箇所に水噴射装置２２で水を吹き付けながら、走行中の銅条Ｃの表面を洗浄する。洗浄ブラシ１の回転数は、例えば５００ｒｐｍである。
【００３４】
本実施の形態の作用を説明する。
【００３５】
本実施の形態に係る洗浄ブラシ１では、ブラシ毛４を、直径が０．１ｍｍ以下の内側ブラシ毛４ａと、内側ブラシ毛４ａを両側から挟み込むように設けられる直径が０．２ｍｍ以上の外側ブラシ毛４ｂと、で構成している。
【００３６】
これにより、細い内側ブラシ毛４ａにより洗浄力を向上させると共に、太い外側ブラシ毛４ｂで耐久性を向上させることができ、高い洗浄力と高い耐久性を兼ね備えた洗浄ブラシ１を実現できる。
【００３７】
なお、内側ブラシ毛４ａと外側ブラシ毛４ｂの配置を逆にした場合（外側に細い内側ブラシ毛４ａ、内側に太い外側ブラシ毛４ｂを配置した場合）や、チャンネル３を複数列設けて各チャンネルに内側ブラシ毛４ａと外側ブラシ毛４ｂとを別々に保持させるように構成した場合には、外側ブラシ毛４ｂで内側ブラシ毛４ａの変形を十分に抑制することができないので、本発明のような十分な耐久性を期待することはできない。
【００３８】
また、本実施の形態では、内側ブラシ毛４ａを外側ブラシ毛４ｂよりも長く形成し、内側ブラシ毛４ａの先端が、外側ブラシ毛４ｂの先端よりも径方向外側に突出するように構成しているため、剛性の高い外側ブラシ毛４ｂにより洗浄時の内側ブラシ毛４ａの変形が抑制されて洗浄力が低下してしまうことを抑制できる。
【００３９】
本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。
【００４０】
例えば、内側ブラシ毛４ａのさらに内側に、内側ブラシ毛４ａよりも細いブラシ毛を備える等して、内側から外側に向かって徐々に径が大きくなるように、複数の直径のブラシ毛４を備えるようにしてもよい。
【００４１】
また、上記実施の形態では、チャンネル３をブラシ軸２の外周に沿う螺旋状に形成したが、これに限らず、例えば、巻き方向を途中で反転させるダブルヘリカル巻き状にチャンネル３を形成してもよいし、複数の直線状のチャンネルをブラシ軸の軸方向に沿って取り付けるよう構成することも可能である。
【実施例】
【００４２】
以下、本発明の実施例、および比較例を説明する。
【００４３】
銅条Ｃとしては、無酸素銅（ＪＩＳ  Ｃ１０２０Ｒ、幅５００ｍｍ、厚さ０．１ｍｍ）を用いた。銅条Ｃの走行速度は３０ｍ／分とした。
【００４４】
洗浄の前工程として、表面脱脂後、研磨砥粒を含んだバフを使用したバフ研磨を実施した。研磨砥粒を含むバフの仕上げ粗さは＃３０００相当品、外径は２５０ｍｍ、回転数は５００ｒｐｍとした。
【００４５】
その後、水を吹き付けながらブラシ洗浄を実施した。洗浄ブラシの外径は２５０ｍｍ、回転数は５００ｒｐｍとした。
【００４６】
ブラシ毛４の長さは、チャンネル３からの長さを３０ｍｍとした。実施例１〜４では、洗浄ブラシ１の先端部で、内側ブラシ毛４ａを外側ブラシ毛４ｂに対して１ｍｍ突き出す構造とした。
【００４７】
ブラシ洗浄の後工程として、防錆処理及び乾燥処理を実施した。防錆剤としてベンゾトリアゾールを０．１ｍａｓｓ％含む４０℃の防錆液を吹き付け、しかる後に、８０℃の温風を吹き付けて表面の水分を除去した。
【００４８】
ここで、ブラシ洗浄後の銅条Ｃ表面の微小異物測定方法を説明する。ブラシ洗浄後の銅条Ｃ表面に透明粘着テープを貼り付けた後に、該透明粘着テープを引き剥がし、写真用光沢紙に貼り付けて、倍率４０倍の実体顕微鏡を用いて観察し、縦×横が５ｍｍ×５ｍｍの面積において数えられる微小異物の数を数えた。
【００４９】
（実施例１）
内側ブラシ毛４ａの直径を０．１０ｍｍ、外側ブラシ毛４ｂの直径を０．２０ｍｍとして、図１の洗浄ブラシ１を作製し、作製した洗浄ブラシ１を用いて銅条Ｃの洗浄を行い、洗浄後の銅条Ｃ表面の微小異物測定を行った。使用開始当初の透明粘着テープに転写された異物数は２３個／２５ｍｍ2、使用１０日後の異物数は２５個／２５ｍｍ2と比較的に少なかった。
【００５０】
（実施例２）
内側ブラシ毛４ａの直径を０．０５ｍｍ、外側ブラシ毛４ｂの直径を０．２０ｍｍとして、図１の洗浄ブラシ１を作製し、作製した洗浄ブラシ１を用いて銅条Ｃの洗浄を行い、洗浄後の銅条Ｃ表面の微小異物測定を行った。使用開始当初の透明粘着テープに転写された異物数は１５個／２５ｍｍ2、使用１０日後の異物数は１８個／２５ｍｍ2と比較的に少なかった。
【００５１】
（実施例３）
内側ブラシ毛４ａの直径を０．１０ｍｍ、外側ブラシ毛４ｂの直径を０．３０ｍｍとして、図１の洗浄ブラシ１を作製し、作製した洗浄ブラシ１を用いて銅条Ｃの洗浄を行い、洗浄後の銅条Ｃ表面の微小異物測定を行った。使用開始当初の透明粘着テープに転写された異物数は２４個／２５ｍｍ2、使用１０日後の異物数は２６個／２５ｍｍ2と比較的に少なかった。
【００５２】
（実施例４）
内側ブラシ毛４ａの直径を０．０５ｍｍ、外側ブラシ毛４ｂの直径を０．３０ｍｍとして、図１の洗浄ブラシ１を作製し、作製した洗浄ブラシ１を用いて銅条Ｃの洗浄を行い、洗浄後の銅条Ｃ表面の微小異物測定を行った。使用開始当初の透明粘着テープに転写された異物数は１６個／２５ｍｍ2、使用１０日後の異物数は１９個／２５ｍｍ2と比較的に少なかった。
【００５３】
（比較例１）
ブラシ毛４の直径を全て０．３０ｍｍとして図３の洗浄ブラシ３１を作製し、作製した洗浄ブラシ３１を用いて銅条Ｃの洗浄を行い、洗浄後の銅条Ｃ表面の微小異物測定を行った。使用開始当初の透明粘着テープに転写された異物数は９４個／２５ｍｍ2、使用１０日後の異物数は９５個／２５ｍｍ2と多かった。
【００５４】
（比較例２）
ブラシ毛４の直径を全て０．２０ｍｍとして図３の洗浄ブラシ３１を作製し、作製した洗浄ブラシ３１を用いて銅条Ｃの洗浄を行い、洗浄後の銅条Ｃ表面の微小異物測定を行った。使用開始当初の透明粘着テープに転写された異物数は５７個／２５ｍｍ2、使用１０日後の異物数は５８個／２５ｍｍ2とやや多かった。
【００５５】
（比較例３）
ブラシ毛４の直径を全て０．１０ｍｍとして図３の洗浄ブラシ３１を作製し、作製した洗浄ブラシ３１を用いて銅条Ｃの洗浄を行い、洗浄後の銅条Ｃ表面の微小異物測定を行った。使用開始当初の透明粘着テープに転写された異物数は２２個／２５ｍｍ2と少なかったが、使用１０日後の異物数は４１個／２５ｍｍ2とやや増加した。
【００５６】
（比較例４）
ブラシ毛４の直径を全て０．０５ｍｍとして図３の洗浄ブラシ３１を作製し、作製した洗浄ブラシ３１を用いて銅条Ｃの洗浄を行い、洗浄後の銅条Ｃ表面の微小異物測定を行った。使用開始当初の透明粘着テープに転写された異物数は１４個／２５ｍｍ2と少なかったが、使用１０日後の異物数は６３個／２５ｍｍ2とかなり増加した。
【００５７】
実施例１〜４、及び比較例１〜４の実験結果をまとめて表１に示す。なお、表１においては、異物数３０個未満を○（洗浄力が優秀）、３０個以上を△（洗浄力が優秀でない）とした。
【００５８】
【表１】
2013052360.tif 000003
【００５９】
表１に示すように、ブラシ毛４の直径を一定とした比較例１〜４では、初期の洗浄力、あるいは１０日後の洗浄力の少なくとも一方で洗浄力が劣化しており、高い洗浄力と高い耐久性を兼ね備えていない。
【００６０】
これに対して、本発明の実施例１〜４は、いずれも初期の洗浄力、及び１０日後の洗浄力ともに洗浄力が優れており、高い洗浄力と高い耐久性を兼ね備えていることがわかる。
【符号の説明】
【００６１】
１  洗浄ブラシ
２  ブラシ軸
３  チャンネル
４  ブラシ毛
４ａ  内側ブラシ毛
４ｂ  外側ブラシ毛
５  金属棒
【図１】
2013052360.tif 000004
【図２】
2013052360.tif 000005
【図３】
2013052360.tif 000006
【図４】
2013052360.tif 000007