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。

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。