CFC 113과 대체세정제의 세정성능 비교

Comparison of Cleaning Performance of CFC 113 and the Alternatives

몬트리올의정서에 의하여 오존층 파괴물질로 규정된 전자산업의 필수불가결한 세정제인 CFC 113(1,1,2-trichloro 1,2,2,-trifluoroethane)의 사용이 앞으로 규제가 됨에 따라서 대체세정제의 개발이 활발히 진행되고 있다. 따라서 현재 시판중인 세정제의 종류는 상당히 많다. 이 중에서 Axarel 32(DuPont), Cleanthru 750H(KAO Chemical), EC-Ultra(Petroferm)를 선정하여 CFC 113과 세정성능을 비교하였다. CFC 113과 대체세정제의 세정성능 검사방법은 기본적은 물성측정, 재질호환성에 대한 실험, 증발속도의 측정, 오염물질의 제거효율에 관한 실험으로 구성되어 있다. CFC 113과 대체세정제들의 기본적인 물성들은 서로 상이하였다. 대체세정제는 비점이 높고 표면장력과 점도가 CFC 113보다 큰 값을 가지고 있다. 전자산업에서의 로진계 flux를 오염물질로 하고 각기의 세정제와의 용해도를 비교한 결과 비극성 유기물질은 abietic acid에 대한 용해도는 서로 유사하였으나 대체세정제의 경우 극성 유기물질에 대한 용해도는 CFC 113에 비해서 월등히 좋았다. 또한 비점이 낮은 CFC 113의 건조성은 대체세정제와는 비교할 수 없을 정도로 우수하였고 특히 대체세정제 중에서 EC-Ultra는 건조성이 매우 낮았다. CFC 113과 대체세정제에서의 PCB의 구성 재질인 FR4와 Cu-coated FR4에 대한 재질호환성은 거의 비슷하였다. Abietic acid의 제거효율에 관한 실험에서는 초음파 세정에 의해서 우수한 세정효과를 보여 주었으며 침적에 의해 세정에서는 건조성이 좋은 세정제가 유리하지만 초음파 세정에 의해서 대체세정제간의 제거효율의 차이는 거의 없었다. CFC 113의 대체세정제로서 로진계 flux를 제거하는 대체세정제간의 세정성능은 큰 차이는 없으나 최종 세정제로 선정하기 위해서는 세정장치의 적용, 환경문제 및 경제성의 고려가 병행되어야 한다.

According to the Montreal Protocol, CFC 113, one of the ozone-depleting substances, will be prohibited to use as a cleaning solvent essentially in the electronic industry. Therefore, the development of the alternative cleaning solvents to CFC 113 is being accelerated. A number of the alternative cleaning solvents are avialable on the market. The alternatives of Axarel 32(DuPont), Cleanthru 750H(KAO Chemical), and EC-Ultra(Petroferm) are chosen for the comparison of cleaning performance with CFC 113. The test methods for measuring the cleaning performance were composed of the measurement of the physical properties, the experiments on the material compatibility with cleaning solvents, the measurement of the evaporation rate, and finally the experiments of the removal efficiency. Normally the basic physical properties of the alternatives had higher boiling points, viscosity and surface tension, which were quite different to those of CFC 113. In terms of solubility of rosin-based flux, the solubilities of abietic acid (nonpolar organic) were similar, but those of the activator (polar organic) in the alternatives were better than CFC 113. The evaporation of the alternatives was very slow, compared to CFC 113, which had much lower boiling point. All the cleaning solvents showed the good material compatibility with FR4 and Cu-coated PCB. The better removal efficiencies of abietic acid were obtained when using the ultrasonic mechanical energy over the dipping method. The experiments also indicated the very slow-eavaporating solvent was not desirable with the dipping cleaning method, and the differences in the removal efficiency of the alternatives with the ultrasonic cleaning method were negligible. Among the alternatives, the overall cleaning performances were obsorved as almost similar. Before selecting the ultimate cleaning solvent, the application of cleaning machine, environmental issues, and economics are simultaneously considered with the cleaning performance.