水溶性フラックスの洗浄課題
～絶縁性能と残渣分析～

【共同研究'25】弘輝様 x ゼストロンジャパン

現在の日本におけるエレクトロニクス実装では、はんだ付けにロジン系フラックスが主流として使用されています。しかし、SDGsの推進や環境負荷低減への関心の高まりにより、VOC排出削減や洗浄負荷の低減化が期待できる水溶性フラックスの評価検討が活発化しています。

今回はロジン系フラックスよりも洗浄が容易であると認知されている水溶性フラックスにおける洗浄の実情を調査した内容をご案内いたします。

水溶性フラックスの洗浄は洗浄剤不要？

水溶性フラックスは水溶性物質をベースとした組成のため、「純水で容易に洗浄できる」と考えられがちです。

しかし、水溶性フラックスとはで記述した通り、水溶性フラックスはロジン系フラックスと比較し活性剤量の含有量が多く、洗浄は必須であり、洗浄後のイオン残渣に注意した適切な洗浄が求められます。

また、必要に応じてとなりますが、清浄度分析の手法に関してはロジン系フラックスと同様の過程を経る事になります。

▼活性剤の含有量のイメージ

ロジン系	水溶性

加えて、水溶性フラックスが使用されるPCB分野ではＩＣやコンデンサ・チップ抵抗などの高密度実装により電極間・バンプ間がより狭小となっている事でイオン残渣による影響をよりうけやすくなる傾向にあり、下記が課題となっているケースが多く見受けられます。

表面抵抗値の低下
絶縁不良

よって今回の弘輝様との共同研究では、洗浄後のイオン残渣の「量」だけでなく、形態変化や抵抗値なども含め総括的な影響を調査しました。

□電極間の挟まり

□バンプデザインの緻密化

▼関連ページ

水溶性フラックスとは？　水溶性フラックスの残渣や分析手法、洗浄方法を解説

水溶性フラックスの洗浄検証

評価条件

はんだペースト：
S3X58-HF950W 　
（株式会社弘輝様）
洗浄剤：
HYDRON^® SE 220 20%濃度　
洗浄方式：超音波　
洗浄温度：60℃

条件	洗浄時間	1stリンス	2ndリンス
未洗浄	-	-	-
ワースト	0.5分	洗浄剤3wt%添加水　常温 0.5分	なし
不十分	2分	洗浄剤3wt%添加水　常温 2分	なし
ベスト	10分	純水　常温2分	純水　40℃　2分

＜ECMテスト条件＞
IPC-TM-650 test methods manual 2. 6. 14. 1 準拠
65℃　88.5%　500時間

検証結果

イオン残渣はわずかな量であっても抵抗値へ影響を及ぼす事が確認された

マイクロスコープでは観察困難な状況でも、SEM-EDSを用いた元素分析では
基板由来ではないC元素（有機物残渣由来）を可視化する事が可能

分析：SEM-EDS　走査電子顕微鏡　
入射電圧：5.0~10.0kV　WD : 10mm

JSM-IT710HR/LA（日本電子株式会社製）

＊SEMでの観察では適切な加速電圧・電流値の設定が不可欠となります。

チップ抵抗間のフラックス残渣の反射電子像

良好なリンス性をもつ「HYDRON^® SE 220」とは？

今回評価に使用したHYDRON^® SE 220 は浸漬工程用一相タイプの水系洗浄剤です。リードフレーム、ディスクリート部品、パワーモジュール、パワーLED、フリップチップやCMOS といった各種の半導体パッケージからダイアタッチ時などに発生するフラックス残渣を除去します。一相構造のため、非常に工程管理がしやすく、マイクロエマルジョン効果を利用しているため良好なリンス性を示し、ワイヤボンディングやモールディングなどの後工程に最適な表面状態に仕上げることができます。中性のため、材料適合性にも優れています。