(57)【要約】【課題】従来の洗浄装置では、洗浄容器の流入口での洗浄液の圧力の上昇による洗浄異常を防止することができない。【解決手段】洗浄装置１１０は、ポンプ５により洗浄液３が循環し、上部に流入口を、下部に流出口を有し、内部に被洗浄物を収容する洗浄容器１であって、その洗浄容器１を内部に収容する洗浄塔２の上部に洗浄液３を排出する配管１０１を備えた構造を有している。【選択図】図１
2009071201.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部に流入口を、下部に流出口を有し、内部に被洗浄物を収容する洗浄容器と、
内部に前記洗浄容器を保持する洗浄塔と、
洗浄液を貯蔵する洗浄液タンクと、
前記洗浄液タンクと前記洗浄塔との間を洗浄液が循環するように設けられた第１の配管と、
前記第１の配管に設けられ、前記洗浄液タンクから前記洗浄塔へ洗浄液を送出するポンプと、
前記洗浄塔の上部から洗浄液を排出する第２の配管と、
を備え、
洗浄液が前記流入口から前記流出口へ流れることで前記被洗浄物が洗浄されるように構成されたことを特徴とする洗浄装置。
【請求項２】
請求項１に記載の洗浄装置において、
前記流入口の洗浄液の圧力を測定し、前記測定の結果に基づいて前記流入口における洗浄液を前記第２の配管へ導くことにより、前記流入口の洗浄液の前記圧力を下げる制御部
をさらに備えることを特徴とする洗浄装置。
【請求項３】
請求項１に記載の洗浄装置において、
前記流入口の洗浄液の圧力を測定し、前記測定の結果に基づいて前記ポンプを制御することにより前記洗浄塔へ送出する洗浄液量を減らし、前記流入口の洗浄液の前記圧力を下げる制御部
をさらに備え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、洗浄装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体装置等の製造分野において、高速化・高集積化に伴い、フリップチップを用いた半導体パッケージが提案されてきている。特に、フリップチップタイプの接合では、はんだを使ったタイプのものが多く、フリップチップバンプとインターポーザーである基板などとの接合にフラックスが用いられている。このようなフラックスが半導体パッケージ内に汚れとして残留すると、チップ−基板間に注入するアンダーフィル樹脂の充填性に影響を及ぼし、ボイドが発生したり、基板−樹脂間又はチップ−基板間の界面での剥離を生じ、半導体パッケージの信頼性を損なうといった問題があった。
さらに、製品の小型化や技術進歩などにより、チップと基板との間隙は狭くなり、その間隙は５０マイクロメータ程度である。そのため、このようなチップ−基板間の間隙に残るフラックスの洗浄はより困難になっている。
【０００３】
このような問題を解決するための洗浄装置として、例えば特許文献１および２が挙げられる。図３を参照して、従来の洗浄装置について以下に説明する。
【０００４】
まず、従来の洗浄装置の構成について説明する。
図３は、従来の循環型強制液流で洗浄を行う洗浄装置を示す模式図である。図３に示すように、洗浄装置３００は、被洗浄対象物を収容する洗浄容器ａ、洗浄容器ａを保持する洗浄塔ｂ、洗浄を行う洗浄液ｃ、洗浄液ｃを貯蔵する洗浄液タンクｄ、洗浄液タンクｄ内の洗浄液ｃを洗浄塔ｂの内部へ送るポンプｅ、ポンプｅを介して、洗浄液タンクｄから洗浄塔ｂの内部へ洗浄液ｃを導く配管ｘを備えている。そして、洗浄液ｃが洗浄容器ａの内部を流れることで被洗浄物が洗浄される。さらに、洗浄装置３００は、洗浄液タンクｄまでの液返送を行う返送ラインｆ、液切りや乾燥を行う送風供給ラインｇ、乾燥させるための熱風を発生させるヒータｈと送風機ｉ、送風された風を排気する排風ラインｊ、排風に含まれる水分を分離する気液分離器ｋ、気液分離された液を洗浄液タンクｄに戻す返送ラインｌ、これらラインの切り替えを行う切り替えバルブＶａ〜Ｖｆを備えている。
【０００５】
次に、洗浄装置３００の動作について説明を行う。
まず、図３に示すようにして、被洗浄物を収容した洗浄容器ａは、洗浄塔ｂの内部に設置される。バルブＶｃ〜Ｖｆは閉じ、バルブＶａ、Ｖｂは開けられている。これにより、洗浄塔ｂは密閉された状態になっている。
つづけて、ポンプｅを作動し洗浄液ｃを循環させる。すなわち、ポンプｅにより、洗浄液タンクｄに貯蔵された洗浄液ｃは、配管ｘを通じて洗浄塔ｂに送られ、洗浄塔ｂの内部に配置された洗浄容器ａの内部を通り、洗浄塔ｂから返送ラインｆへ排出され、返送ラインｆを通じて洗浄液タンクｄに戻る。洗浄液ｃが洗浄容器ａの内部を通ることにより、洗浄容器ａ内の被洗浄物が洗浄される。
なお、本発明に関連する先行技術文献としては、特許文献３が挙げられる。
【特許文献１】特開平８−３３２４６３号公報
【特許文献２】特開平９−１５５３１０号公報
【特許文献３】特開平５−３３１４９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、図３で説明した洗浄装置では、ポンプｅから吐出される洗浄液は一定量であるため、洗浄容器ａの内部を流れる洗浄液の液量は、被洗浄物の数、大きさおよび形状などによって変化する。すなわち、被洗浄物の増量などによって洗浄容器ａの内部を流れる洗浄液の液量が減少する。これにより、洗浄容器ａの内部を流れる洗浄液量よりもポンプｅから吐出され洗浄塔ｂ内へ送られる洗浄液量の方が多くなり、洗浄塔ｂ内の圧力が不均一となる。すなわち、洗浄容器ａの洗浄液の流入口における洗浄液の圧力が、流出口における洗浄液の圧力よりも高くなる。
このような洗浄容器ａの流入口での洗浄液の圧力の上昇は、洗浄容器ａの流入口で洗浄液の液だまりを発生させ、スムーズな液流の妨げとなり、洗浄ムラなどの原因となる。また、洗浄塔ｂの許容耐圧を超えることにより、洗浄液の吹き出し、洗浄塔の損傷などが起こりうる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明による洗浄装置は、
上部に流入口を、下部に流出口を有し、内部に被洗浄物を収容する洗浄容器と、
内部に前記洗浄容器を保持する洗浄塔と、
洗浄液を貯蔵する洗浄液タンクと、
前記洗浄液タンクと前記洗浄塔との間を洗浄液が循環するように設けられた第１の配管と、
前記第１の配管に設けられ、前記洗浄液タンクから前記洗浄塔へ洗浄液を送出するポンプと、
前記洗浄塔の上部から洗浄液を排出する第２の配管と、
を備え、
洗浄液が前記流入口から前記流出口へ流れることで前記被洗浄物が洗浄されるように構成されたことを特徴とする。
【０００８】
この洗浄装置は、ポンプにより洗浄液が循環し、上部に流入口を、下部に流出口を有し、内部に被洗浄物を収容する洗浄容器であって、その洗浄容器を内部に収容する洗浄塔の上部に洗浄液を排出する第２の配管を備えた構造を有している。かかる構造の洗浄装置によれば、洗浄容器内に被洗浄物が存在することによって洗浄液の液流が阻害され、流入口の洗浄液量が流出口の洗浄液量よりも多くなり、さらにポンプにより送出される洗浄液によって流入口の圧力が上昇した場合においても、洗浄塔の上部に洗浄液を排出する第２の配管を有しているため、洗浄容器の流入口の圧力の上昇を抑えることができる。このため、洗浄容器の流入口で洗浄液の液だまりを抑え、スムーズな液流を保持することにより、洗浄ムラなどの発生を低減できる。また、洗浄塔の許容耐圧を超えることによる、洗浄液の吹き出し、洗浄塔の損傷などを抑制できる。これにより、洗浄異常の発生を低減し、洗浄品質が安定した洗浄装置が実現できる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、洗浄異常の発生を低減し、洗浄品質が安定した洗浄装置が実現される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照しつつ、本発明による洗浄装置の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては、同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１１】
（第１実施形態）
図１は、本発明による洗浄装置の第１実施形態を示す断面図である。
洗浄装置１１０は、被洗浄物を収容する洗浄容器１、洗浄容器１を保持する洗浄塔２、洗浄を行う洗浄液３、洗浄液３を貯蔵する洗浄液タンク４、洗浄液タンク４内の洗浄液３を洗浄塔２の内部へ送るポンプ５、ポンプ５を介して、洗浄液タンク４から洗浄塔２の内部へ洗浄液３を導く配管２０と、洗浄塔２から洗浄液タンク４までの液返送を行う配管６、洗浄塔２の内部の洗浄液３を排出する配管１０１（第２の配管）と、制御部１０３とを備えている。そして、洗浄液３が流入口から流出口へ流れることで被洗浄物が洗浄される。
【００１２】
図１に示すように、洗浄装置１１０は、さらに、液切りや乾燥を行う送風供給ライン７、乾燥させるための熱風を発生させるヒータ８と送風機９、送風された風を排気する排風ライン１０、排風に含まれる水分を分離する気液分離器１１、気液分離された液を洗浄液タンク４に戻す返送ライン１２、洗浄液３の経路の切り替えを行うバルブＶ１〜Ｖ６を備えている。
さらに、洗浄塔２を通過した洗浄液３の流量を測定する流量計１００、配管１０１への液流量を検知する流量計１０２、洗浄容器１の流入口と液出口の洗浄液３の圧力を測定する圧力計Ｐ１およびＰ２、配管１０１（第２の配管）の液流を制御するバルブＶ１００を備えている。
【００１３】
洗浄容器１は、上部に洗浄液が流入する流入口と、下部に流入口から流入した洗浄液が液出される流出口と、を有している。洗浄容器１は、かご状の容器であり、上部の開口部から洗浄液が流入し、下部および側面の開口部から洗浄液が流出するようになっている。
被洗浄物を収容した状態で洗浄塔２の内部に設置される。
洗浄容器１は、洗浄容器１の流入口周辺の縁が洗浄塔２の内壁に形成された突起部によって洗浄塔２の内部に保持される。
【００１４】
洗浄塔２には、洗浄タンク４から洗浄塔２へ洗浄液３を導く配管２０、洗浄塔２から洗浄タンク４洗浄液を導く配管６、配管１０１（第2の配管）、およびバルブＶ５を備えた配管が接続されている。洗浄塔２の上面は開閉式の蓋で覆われている。
【００１５】
配管２０および配管６（第１の配管）は、洗浄塔２と洗浄液タンク４との間を洗浄液が循環するように配置されている。配管２０には、バルブＶ１が設けられている。バルブＶ１が開状態の時、洗浄液３は、配管２０を通じて洗浄液タンク４から洗浄塔２へ送られる。配管６には、バルブＶ２が設けられている。バルブＶ２が開状態の時、洗浄液３は、配管６を通じて洗浄塔２から洗浄液タンク４へ送られる。
【００１６】
配管１０１（第２の配管）は、洗浄塔２の上部に設けられている。洗浄塔２の上部とは、洗浄容器１の流入口よりも上方であり、かつ、洗浄塔２から洗浄液タンク４までの液返送を行う配管６よりも上方であることを意味する。洗浄容器１の内部を流れる洗浄液３の液量の減少によって、洗浄液３の圧力が特に上昇する部分に、配管１０１が設けられることにより、該圧力の上昇を抑えることができる。
また、配管１０１には、バルブＶ１００が設けられている。バルブＶ１００が開状態の時、洗浄塔２の上部から洗浄液３が排出され、洗浄液タンク４へ送られる。すなわち、洗浄容器１の流入口の洗浄液３は、洗浄容器１の内部および配管１０１のいずれかを流れることにより、洗浄塔２と洗浄液タンク４との間を循環するようになる。
【００１７】
ポンプ５は、配管２０に設けられ、洗浄液タンク４から洗浄塔２へ洗浄液３を送出する。ポンプ５は、任意に設定された時間、一定量の洗浄液を送出する。洗浄液３は、ポンプ５により強制的に洗浄装置１１０内を循環され、被洗浄物を洗浄できる。洗浄装置１１０の洗浄液３の循環をコントロールする機能を有している。
【００１８】
圧力計Ｐ１は、洗浄容器１の上部にある流入口の洗浄液３の圧力を測定する。
圧力計Ｐ２は、洗浄容器１の下部にある液出口の洗浄液３の圧力を測定する。
【００１９】
流量計１００は、洗浄容器１の内部を通過して洗浄塔２から排出された洗浄液３の配管６における液流量を測定する。
流量計１０２は、洗浄容器１の内部を通過せずに洗浄塔２から排出された洗浄液３の配管１０１における液流量を測定する。
【００２０】
制御部１０３は、圧力計Ｐ１により洗浄容器１の流入口における洗浄液３の圧力を測定し、圧力計Ｐ１の測定結果に基づいてバルブＶ１００を開状態として、流入口にある洗浄液３を配管１０１へ導くことにより、流入口における洗浄液３の液量を減らし、その圧力を下げることができる。すなわち、制御部１０３は、圧力計Ｐ１の示す値が、任意に設定される圧力値以上になった場合、バルブＶ１００を閉状態から開状態とする機能を有する。
これにより、圧力計Ｐ１の測定結果に基づいてバルブＶ１００の開閉状態を適宜調整することにより、流入口における洗浄液３の液流量を制御し、流入口における洗浄液３の圧力をより正確に調整することができ、さらに洗浄異常の抑制が可能となる。
【００２１】
次に、洗浄装置１１０の動作について説明を行う。
まず、図１に示すようにして、被洗浄物を収容した洗浄容器１は、洗浄塔２の内部に設置される。バルブＶ３〜Ｖ６は閉じ、バルブＶ１、Ｖ２は開けられている。これにより、洗浄塔２は密閉された状態になっている。
つづけて、ポンプ５を作動し洗浄液３を循環させる。すなわち、ポンプ５により、洗浄液タンク４に貯蔵された洗浄液３は、配管２０を通じて洗浄塔２に送られ、洗浄塔２の内部に配置された洗浄容器１の流入口から流出口を通り、洗浄塔２から配管６へ排出され、配管６を通じて洗浄液タンク４に戻る。洗浄液３が洗浄容器１の流入口から流出口を流れることにより、洗浄容器１内の被洗浄物が洗浄される。
【００２２】
このとき、洗浄容器１内の被洗浄物の増加などによって、洗浄容器１の内部を洗浄液３が流れにくくなり、流入口の洗浄液量が流出口の洗浄液量よりも多くなり、被洗浄物を洗浄する洗浄液３の量が減少することになる。また、ポンプ５から流入口へ送出される洗浄液は一定量である。このため、流入口の洗浄液３の量が増大し、流入口の圧力が上昇することとなる。すなわち、洗浄容器１の流入口での洗浄液３の圧力が高くなり、洗浄塔２内の圧力が不均一となる。
【００２３】
本実施形態の効果を説明する。
特許文献１記載の洗浄装置では、被洗浄物の数や大きさによって変化しても、洗浄容器１の流入口における洗浄液の圧力を調整する構造を有さず、洗浄液が強制循環され続ける。そのため、洗浄容器１の内部を流れる洗浄液量が減少した場合、洗浄容器１の流入口から流入する洗浄液量よりも強制循環される洗浄液量の方が多くなり、洗浄容器１の流入口での洗浄液の圧力が高くなる。
これに対し、本実施形態における洗浄装置１１０では、上部に流入口を、下部に流出口を有し、内部に被洗浄物を収容する洗浄容器１であって、その洗浄容器１を内部に収容する洗浄塔２の上部に洗浄液３を排出する第２の配管１０１を備えた構造を有している。
かかる構造の洗浄装置１１０によれば、洗浄の際に、洗浄容器１内に被洗浄物が存在することによって洗浄液３の液流が阻害され、流入口の洗浄液３の量が流出口の洗浄液３の量よりも多くなり、さらにポンプ５により送出される洗浄液３によって流入口の圧力が上昇した場合においても、洗浄塔２の上部に洗浄液３を排出する配管１０１を有しているため、洗浄容器１の流入口の圧力の上昇を抑えることができる。このため、洗浄容器１の流入口で洗浄液３の液だまりを抑え、スムーズな液流を保持することにより、洗浄ムラなどの発生を低減できる。また、洗浄塔２の許容耐圧を超えることによる、洗浄液３の吹き出し、洗浄塔２の損傷などを抑制できる。これにより、洗浄異常の発生を低減し、洗浄品質が安定した洗浄装置１１０が実現できる。
このように、本実施形態によれば、洗浄異常の発生を低減し、洗浄品質が安定した洗浄装置１１０が実現される。
【００２４】
また、本実施形態における洗浄装置１１０は、制御部１０３を備えている。かかる構造の洗浄装置１１０によれば、洗浄容器１の流入口、すなわち洗浄塔２の内部の圧力を測定することにより、その測定値から制御部１０３により付随するバルブ１００を開閉させて、流入口の圧力上昇をさらに抑えることができる。クローズドループシステムにすることで洗浄中に発生する異常を回避することが出来、安定した洗浄品質が得られる。
【００２５】
（第２実施形態）
図２は、本発明による洗浄装置の第２実施形態を示す模式図である。第１実施形態が配管１０１により流入口の圧力を低減させる構成であったのに対し、本実施形態はポンプ５の液吐出モータの回転数を制御する制御部１０４により流入口の圧力を低減させる構成である。
洗浄装置２２０においては、第２の配管ではなく、ポンプ５の液吐出モータの回転数を制御する制御部１０４が備えられている。その他の構成および動作は第１実施形態と同様である。
【００２６】
図２に示すように、制御部１０４は、ポンプ５に備えられている。制御部１０４は、圧力計Ｐ１により洗浄容器１の流入口における洗浄液３の圧力を測定し、圧力計Ｐ１の測定結果に基づいてポンプ５を制御することにより洗浄塔２内へ送る洗浄液３を減らすことにより、流入口における洗浄液３の液流量を減らし、その圧力を下げることができる。
【００２７】
本実施形態においても、洗浄の際に、流入口の圧力を測定し、その測定値に基づいて、流入口の洗浄液の液流量を減らすため、高い洗浄品質を安定して提供するのに適した構造の洗浄装置２２０が実現されている。
第１実施形態では、洗浄塔２の流入口の圧力計Ｐ１の示す値が、任意に設定される圧力値以上になった場合、バルブＶ１００を開状態とし第２の配管を通じて洗浄液の液量を減らす構成であったが、第２実施形態では、ポンプ５の洗浄液吐出量を制御部１０４により制御することで流入口における洗浄液の液量を減らし、圧力計Ｐ１の値が一定になるようにコントロールする構成である。
【００２８】
第２実施形態では、配管１０１を設けなくてもよいので、構造的にシンプルとなるという効果がある。本実施形態のその他の効果は、上記実施形態と同様である。
【００２９】
なお、本発明による洗浄装置は、上記実施形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、本実施形態においては、制御部が圧力計Ｐ１を用いて流入口の圧力を測定する例を示したが、さらに圧力計Ｐ２を用いて流出口の圧力測定を行い、圧力計Ｐ１、Ｐ２の両方の測定結果に基づいて、流入口の洗浄液の液流量を制御してもよい。これにより、洗浄塔２内の洗浄の状態をより正確に検知し、洗浄液の液流量のより適切な調整が可能となる。
さらに、圧力計Ｐ１、Ｐ２による測定に加え、流量計１００、１０２のいずれかまたは両方を用いてもよい。これにより、液圧力や液流量を常時モニタリングすることとなり、洗浄中の異常を素早く検知し、作業者などにその異常発生を知らせることができる。
また、洗浄容器１は、内部に被洗浄物が収容できる容器であればよく、流入口、流出口の数や大きさは特に限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明による洗浄装置の第１実施形態を示す模式図である。
【図２】本発明による洗浄装置の第２実施形態を示す模式図である。
【図３】従来の洗浄装置を示す模式図である。
【符号の説明】
【００３１】
１１０  洗浄装置
２２０  洗浄装置
１  洗浄容器
２  洗浄塔
３  洗浄液
４  洗浄液タンク
５  ポンプ
６  配管
７  送風供給ライン
８  ヒータ
９  送風機
１０  排風ライン
１１  気液分離器
１２  返送ライン
２０  配管
Ｖ１〜Ｖ６  バルブ
Ｐ１  圧力計
Ｐ２  圧力計
１００  流量計
１０１  配管（第２の配管）
１０２  流量計
１０３  制御部
１０４  制御部
Ｖ１００  バルブ
【図１】
2009071201.tif 000003
【図２】
2009071201.tif 000004
【図３】
2009071201.tif 000005