フラックス洗浄方式の種類と選定方法

フラックス洗浄方法を検討する上で、ポイントの1つである『洗浄方式』の種類と選定方法についてご紹介します。

『フラックス洗浄の基礎知識』をまとめた資料もあわせてご覧ください。

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おすすめ資料「フラックス洗浄の基礎知識」

  • フラックス洗浄とは?
  • 洗浄剤の種類と選定方法(水系洗浄剤・溶剤系洗浄剤)
  • 洗浄方式の種類と選定方法(スプレー・超音波・噴流)
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フラックス洗浄とは

フラックス洗浄とは、プリント基板、パワーモジュール、半導体パッケージ、リードフレームなどを保護しながらフラックス残渣(コンタミ)を除去する事です。
フラックス残渣があることにより、マイグレーションの発生やモールディングの密着不良などの不具合が起きる可能性があり、フラックス洗浄が必要なケースがあります。

 

洗浄方式の種類

フラックス洗浄で、代表的な方式はスプレー(シャワー) ・超音波・噴流です。
他にもコ・ソルベントや真空、遠心分離などの方法があります。
今回は代表的な3つの方式についてご紹介します。

  スプレー(シャワー) 超音波 噴流
メリット ・一定の物理力を得られる
・物理力の調整が容易
・液置換性に優れる
・微細な部分までの洗浄効果が大きい
・出力調整により物理力の調整可能
・一定の物理力が得られる
・ワークに対しての影響が軽微
デメリット ・角度や形状の調整が不可欠 ・部材に対してもアタック
・液音制御が必要となる
・超音波で破壊される部品あり

・よどみは発生しやすく、細部までの洗浄が困難

物理的特性
懸念点

 

 

スプレー(シャワー洗浄)

スプレー洗浄は、ご紹介する方式の中で唯一ワークを液に浸漬させない方法で、洗浄液自体が物理力(運動エネルギー)を持つ洗浄方式です。そのため、洗浄後ワークを取り出す際に汚れが再付着する可能性が低く、微細部分の洗浄にも効果的です。スプレー洗浄装置はバッチ式とインライン式に分かれており、それぞれの特性をご紹介します。

バッチ式スプレー洗浄機

<バッチ式スプレー洗浄機の概要>
・1日の処理最大目安:500枚程度(基板換算)
・省スペースで設置可能
・洗浄機価格:600~2000万円
・洗浄液の持ち出し量が多い

インライン式スプレー洗浄機

<インライン式スプレー洗浄機の概要>
・1日の処理最大目安:数千枚~(基板換算)
・高圧、高速洗浄が可能
・一定のスペースが必要
・洗浄機価格:2000万円~
・洗浄液の持ち出し量が少ない

超音波洗浄

超音波洗浄は物理的作用と化学的作用の2つの作用を用いて洗浄します。
・物理的作用
キャビテーション、振動加速度、直進流などが、汚れを剥離・分散・乳化させる
・化学的作用
洗浄液による化学的作用と、超音波による化学反応促進作用が汚れを溶解・分解させる
周波数によって性質が異なるのも特徴です。

【適用周波数例】

<超音波洗浄の概要>
・1日の処理最大目安:~数千枚まで
・細かい部分の洗浄にも対応
・一定のスペースが必用
・洗浄機価格:数百万円~

 

 

 

キャビテーションによる洗浄(蒸気性) 15~50kHz帯(低周波数領域)

・蒸気性キャビテーション:主に周波数で発生(物理エネルギー大)
(水蒸気が圧縮されている状態)
・気体性キャビテーション:全周波数で発生
(高温・高圧の液体が圧縮されている状態)

噴流洗浄

噴流洗浄は汎用性が高い方式ですが、よどみが発生しやすく、基板と部品間の狭い部分のような細部までの洗浄は困難です。

 

<噴流洗浄機の概要>
・1日の処理最大目安:数枚~数千枚まで
・装置仕様がシンプル
・一定のスペースが必要
・洗浄機価格:数百万円~

洗浄方式選定のポイント

・超音波の使用可否・・・微細洗浄にも効果が大きく、汎用性が高い洗浄方式ですが、搭載部材との適合性が求められます。
・微細部分の有無・・・BGA・QFNの下部、SIP/QFP隙間洗浄は噴流方式では困難です。
・洗浄対象の処理数・・・処理数が多い場合は、インライン式が推奨されます。ランニングコストも低下する傾向があります。

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洗浄から清浄度分析までワンストップで

洗浄を検討するにあたって、洗浄剤だけでは完結しません。

弊社は洗浄剤メーカーではありますが、ワークに適した洗浄方式を選択するこ と、そして洗浄後の分析も重要と考えています。

そのため、洗浄剤のご提案だけでなく、洗浄方式の選定、清浄度分析もサポー トさせていただきます。

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