メタルマスクの洗浄方法

メタルマスクをどうやって洗浄していますか?

メタルマスクによるはんだペーストの印刷工程は基板実装工程の重要な工程の1つです。
実は、実装工程での製品不良の70%は、はんだペースト印刷工程に原因があると言われており、印刷工程の品質向上にはメタルマスクの洗浄がカギを握ります。

メタルマスクの開口部が汚れ等により閉塞していると、十分なはんだ量が印刷できなかったり、付着していたはんだペーストが余分に印刷されたりといった不良の原因となります。
さらに実装の高密度化によってピッチ間が狭くなると、IPAを浸み込ませたワイピングクロス(クロス)を使用するマニュアル洗浄では、完全にはんだペーストやはんだ粒子の洗浄・除去ができなくなる恐れがあります。

このページでは、汚れたメタルマスク
1. IPA×手拭き
2. 洗浄スプレーHA-4900×手拭き
3. 洗浄スプレーHA- ×ハンディータイプ超音波洗浄
4. 自動洗浄機
で洗浄した場合の洗浄性を検証しました。

メタルマスク版

御社で使用している洗浄剤や実施している洗浄方法を再確認いただき、洗浄工程のアップデートにご活用いただければと思います。

メタルマスクの洗浄方法を検証!

IPA

洗浄スプレー

ハンディー洗浄機

自動洗浄機

まとめ

洗浄前のメタルマスクを確認

洗浄前のメタルマスク

開口部の白いツブツブしたものがはんだ粒子です。IPAメタルマスク洗浄剤、超音波洗浄機で洗浄し、それぞれの洗浄性の差を見てみましょう。

はんだ粒子が開口部に残っていることにより引き起こされるトラブルについてはこちらのページで解説しています。

メタルマスクを用いた印刷プロセスに関る解説ページのサムネイル 基板実装コラム
メタルマスクを用いた印刷プロセスとトラブル
エレクトロニクス実装のリフロー工程では、はんだの供給方法としては、メタルマスクを用いてはんだペーストを印刷する供給方法が最も多く用いられています。メタルマスクについての解説、印刷プロセス、起こりうるトラブルと洗浄について紹介します。

IPA(イソプロピルアルコール)でメタルマスクを洗浄する場合

IPAでの拭き取り動画 IPAを染み込ませたウエスで、3分ほどマスクの表と裏を拭き上げます。
その後、乾いたウエスで拭き取って仕上げます。

IPAで洗浄後

洗浄前1 洗浄前2 洗浄前3
矢印 矢印 矢印
IPAで洗浄後1 IPAで洗浄後2 IPAで洗浄後3

丸印の部分に はんだ粒子がたくさん残っています。これでは洗浄できたとは言えません...

洗浄スプレーHA-4900でメタルマスクを洗浄する場合

洗浄スプレーでの拭き取り動画 メタルマスク洗浄用のスプレーHA-4900を使用して洗浄してみましょう。
洗浄スプレーHA-4900を吹きかけてからクロスで拭き上げます。IPAと同じように3分程度 拭き上げ洗浄し、乾いたクロスで拭き取って仕上げます。
メタルマスク洗浄スプレーの製品ページのサムネイル 製品情報
洗浄スプレーHAシリーズ
洗浄スプレーHAシリーズはメタルマスクに付着したはんだペーストを除去するスプレー缶(エアゾール式)タイプの洗浄剤シリーズです。洗浄性・乾燥性・接着剤耐性に優れたHA-1040と、臭気を低減させ作業環境の改善に貢献するHA-4900の2種類をラインナップ!

洗浄スプレーHA-4900で洗浄後

洗浄前
洗浄前1 洗浄前2 洗浄前3
矢印 矢印 矢印
洗浄スプレーで洗浄後1 洗浄スプレーで洗浄後2 洗浄スプレーで洗浄後3

IPAを使用して手洗浄した時より、メタルマスクに残っているはんだ粒子は少なくなりました。しかし、まだ完璧とは言えません。
しつこい汚れや細かい開口部に残ったはんだ粒子は、メタルマスク用洗浄スプレーHA-4900で洗浄した後にハンディタイプの超音波洗浄機(サワーコーポレーション製SC-500H)の使用をお薦めします!

ハンディータイプ超音波洗浄機を使用してメタルマスクを洗浄する場合

ハンディータイプ超音波洗浄機での洗浄動画 スプレーを吹きかけてからSC-500Hの洗浄ヘッドをメタルマスクの開口部に押し当てます。(1か所当たり5秒ほどキープします。)
裏表とも超音波で洗浄し、乾いたクロスで拭き取って仕上げます。

超音波洗浄機で洗浄後

洗浄前1 洗浄前2 洗浄前3
矢印 矢印 矢印
ハンディータイプ洗浄機での洗浄後1 ハンディータイプ洗浄機での洗浄後2 ハンディータイプ洗浄機での洗浄後3

はんだ粒子の残りがほとんど見当たらないくらい洗浄できました。

ハンディータイプ超音波洗浄器の仕組み

ハンディータイプの洗浄機構 付属のバットとソフトパッドを敷きます。
メタルマスクをその上に置き、洗浄液を塗布します。
洗浄ヘッドの横にあるボタンを押している間だけ超音波が発出されます。(緑色のライトが点灯します。)
洗浄液、メタルマスク、はんだ粒子が超音波によって振動し、はんだ粒子がメタルマスクから離脱します。
離脱したはんだ粒子はソフトパッド内に絡め取られるためメタルマスクに再付着しません。

メタルマスク洗浄機(自動機)で洗浄する場合

メタルマスクの自動洗浄機

ハンディータイプの超音波洗浄機でもかなりきれいに洗浄できますが、メタルマスクの枚数が多い場合は1枚の洗浄に人手と時間がかかってしまいます。また、作業者による洗浄性の差が発生することもあります。
洗浄するメタルマスク数が多い場合や洗浄品質の安定を求める際 は、自動洗浄機がおすすめです。
化研テックでも販売しているサワーエコブリッドSC-AH100-LV(サワーコーポレーション製)は
✓ 高速処理
✓ マスクへのダメージ低減
✓ 低ランニングコスト
✓ VOC排出量の削減
を実現した機種です。

実際の洗浄機構と洗浄力をご紹介します。

メタルマスク洗浄機の洗浄機構

メタルマスクの自動洗浄機の洗浄機構 超音波洗浄ヘッドとバキューム乾燥ノズルを1つのユニットに内蔵!
メタルマスクの裏表を挟み込み、洗浄工程と乾燥工程を同時に行います。
従来機と比べ、洗浄~乾燥までの時間を大幅に短縮(最短6分~)できます。

自動洗浄機で洗浄後(SC-AH100-LV 洗浄+乾燥時間:7分)

洗浄前1 洗浄前2 洗浄前3
矢印 矢印 矢印
メタルマスク自動洗浄機で洗浄後1 メタルマスク自動洗浄機で洗浄後2 メタルマスク自動洗浄機で洗浄後3

はんだ粒子が残っておらず、きれいに洗浄できています。

まとめ

IPAでは不十分!

IPAの洗浄は洗浄力不足 IPA等を用いてメタルマスクを拭き上げ洗浄していませんか?
IPAは洗浄力が弱く、除去しきれなかったはんだ粒子は後工程での品質不良の原因になるかもしれません!
今後、開口部の狭小化に伴いIPAを用いてはんだペースト・はんだ粒子を洗浄することは さらに困難になることが予想されます。
さらに、IPAは労働安全衛生法有機溶剤中毒予防規則に該当する有機溶剤のため、義務や規制に対応するために手間やコストがかかってしまいます。

溶解力の高いメタルマスク洗浄剤を使おう。

メタルマスク洗浄剤を使いましょう まずは、IPAからメタルマスク用洗浄剤に変更し、洗浄性を向上させましょう!
しつこい汚れや落としにくいはんだ粒子にはハンディタイプの洗浄機も有効です。

自動機の導入で省人化と品質安定も可能。

自動機のご提案も可能です。 メタルマスクの枚数が多い場合や、開口部がより小さい版の場合は自動洗浄機(サワークリーンシリーズ)の導入をおすすめします。
自動洗浄機の導入で<洗浄にかかる人と時間を短縮できる><洗浄品質が安定する>といったメリットがあります。

メタルマスクの洗い方動画

本ページの内容を動画にまとめましたのでご覧ください!

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