CN104395029B - 熔融软钎料薄膜覆盖装置、薄膜软钎料覆盖构件及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种熔融软钎料薄膜覆盖装置,其能够将覆盖于熔融软钎料薄膜覆盖装置母材的熔融软钎料的膜厚控制为均匀且为几μm单位,并且,与以往方式相比能够实现膜厚较薄的薄膜软钎料镀,该熔融软钎料薄膜覆盖装置包括:软钎料槽(17),其收容有熔融软钎料(7);第2输送部(23),其自软钎料槽抬起条构件(31);以及吹送部(19),其向利用第2输送部(23)刚自软钎料槽抬起之后的条构件(31)吹送已设定在熔融软钎料(7)的熔融温度以上的预定温度及预定的流量的热气体。利用该结构,能够自与熔融软钎料(7)的组成相对应的条构件(31)削落多余的熔融软钎料(7),因此,能够将覆盖于条构件(31)的熔融软钎料(7)的膜厚控制为均匀且为几μm单位。
Description
技术领域
本发明涉及能够应用于利用热气体送风削落多余的熔融软钎料来对母材实施薄膜软钎料镀、从而制造薄膜软钎料覆盖构件的系统中的熔融软钎料薄膜覆盖装置、自该装置获得的薄膜软钎料覆盖构件及其制造方法。
背景技术
以往以来,在以高频率工作的电子电路中,为了防止安装于基板上的电子零件之间、电子电路之间的电磁波的干涉、阻断电磁对外部的影响、防止误动作而使用屏蔽壳体(EMI防止功能)。此外,在电子设备内使用用于支承印刷基板的框。
屏蔽壳体一般使用铜构件,但是,出于耐磁性、耐防锈、耐氧化性、耐热膨胀性、加工性等考虑有时除锌白铜材料(Cu-Zn-Ni/C7521R、C7701R等)、不锈钢以外,还使用作为向铁中混合镍及钴而成的合金的可伐材料(Kovar/KOV-H;Fe-Ni-Co等)的金属构件(以下称作母材)。
作为壳体材料、框材料等的母材大多具有预定的宽度及长条状,并呈卷(带)状被卷在卷轴等上进行流通。被卷成卷状的母材安放于自动加工机,自卷轴等连续放出母材,将该母材冲孔成预定的形状、或实施弯折加工来形成屏蔽壳体、框。
可是,对于屏蔽壳体或框,伴随着电子设备的小型化、轻量化及电子电路的高密度安装的要求,采用在原材料阶段的母材上覆盖(涂敷)软钎料的方法(以下,称作软钎料涂敷方法)。在上述母材中,就精加工性来说,锌白铜材料稍难,可伐材料较容易。就软钎料润湿性来说,公知锌白铜材料稍容易,可伐材料较难。
关于将软钎料粘附于印刷基板的方法公知有涂敷方法(参照专利文献1),该涂敷方法是例如在使恒定量的软钎料附着于搭载有倒装芯片零件、BGA等微小电子零件、微小QFP的印刷基板的焊盘的涂敷方法,在该涂敷方法中,在向印刷基板的焊盘以外的部位粘附了抗蚀剂之后,将印刷基板浸渍于熔融软钎料中,并且,对熔融软钎料施加超声波来使软钎料附着于焊盘。
此外,公开有软钎料涂敷方法(参照专利文献2),该软钎料涂敷方法是预先向印刷基板的焊盘、电子零件的引线等预先实施软钎料镀的软钎料涂敷方法,在该软钎料涂敷方法中,将印刷基板或电子零件等工件浸渍于施加了超声波的喷流熔融软钎料中,之后,使该工件相对于超声波变幅杆(日文:ホーン)沿横向移动或相对于超声波变幅杆沿前后方向移动,自熔融软钎料槽抬起工件。
公开有软钎料预涂敷覆膜的形成方法及其装置(专利文献3),该预涂敷覆膜的形成方法是在电子电路基板或电子零件的微小面积的电极焊盘或狭小间距的引线表面形成锡或软钎料的预涂敷覆膜的方法,在该方法中,自熔融软钎料槽抬起时,吹送加热后的有机脂肪酸溶液来将过多附着的软钎料覆膜吹落。而且,公开有向长条的软钎料材料实施熔融软钎料镀而成的涂敷材料(参照专利文献4)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平09-214115号公报
专利文献2:日本特开平10-178265号公报
专利文献3:日本特开2011-228608号公报
专利文献4:日本特开平11-300471号公报
发明内容
发明要解决的问题
可是,采用专利文献1及2所述那样的软钎料涂敷方法、专利文献3所述那样的预涂敷覆膜的形成方法等以往例的涂敷软钎料的方法,公开了使恒定量的软钎料附着于搭载有倒装芯片零件、BGA等微小电子零件、微小QFP的印刷基板的焊盘或预先向印刷基板的焊盘、电子零件的引线等实施软钎料镀的软钎料涂敷方法,但是,并不是向具有预定的宽度及长条状的母材实施薄膜软钎料镀的方法。而且,即使只着眼于软钎料镀这样的观点,还存在有下面那样的问题。
在专利文献1及专利文献2所述那样的软钎料涂敷方法、专利文献3、4所述那样的预涂敷覆膜的形成方法、涂敷材料中,丝毫没有公开控制粘附于母材的软钎料的膜厚。
采用本发明人的实验,将输送速度设定为例如1m/min,测量了凝固后的软钎料层的膜厚,未成为单面7μm以下。因而,对于具有屏蔽壳体、框等的电子设备的小型化、轻量化及电子电路的高密度安装的要求,现状为未能实现提供具有膜厚较薄的软钎料层的薄膜软钎料涂敷构件。
顺便说一下,采用电镀、非电解镀等,能够对母材进行薄至几微米单位的镀,但是镀时间较长。采用熔融软钎料镀,与电镀、非电解镀相比镀时间较短,但是,存在未能对母材较薄地进行镀这样的问题。
用于解决问题的方案
为了解决上述课题,技术方案1所记载的熔融软钎料薄膜覆盖装置,其利用加热至预定的温度的熔融软钎料覆盖了清洗后的母材之后,对该母材进行冷却,从而制造薄膜软钎料覆盖构件,其中,该熔融软钎料薄膜覆盖装置包括:软钎料槽,其在非活性气氛下收容有熔融软钎料,该熔融软钎料用于浸渍上述母材而将软钎料覆盖于上述母材;盖部,其用于覆盖该软钎料槽的上部,并且具有上述母材进入上述软钎料槽的入口部以及上述母材自软钎料槽出去的出口部;轴承构件,其与该盖部一体地设于该盖部的靠上述软钎料槽的一侧,用于轴支承辊,该辊以这样的方式使上述母材进行U形转弯:使上述母材自上述盖部的入口部向软钎料槽侧输送,并使上述母材自上述盖部的出口部侧从软钎料槽侧输送出去;纵长构件,其相对于上述盖部而言设于与上述轴承构件相对的一侧,用于使上述盖部和轴承构件能够一体地滑动;第1输送部,其为了对向上述软钎料槽输送的上述母材施加预定的张力而设于该软钎料槽的上游侧,第2输送部,其用于一边将施加了张力的上述母材自上述软钎料槽抬起一边以预定的速度输送该母材,并设于该软钎料槽的下游侧;吹送部,其向利用上述第2输送部刚自上述软钎料槽抬起之后的上述母材吹送被设定为与上述熔融软钎料的组成相对应的熔融温度以上的温度及预定的流量的热气体,以及控制部,其通过控制上述热气体的温度及流量从而自上述母材削落熔融软钎料,并控制被覆盖于该母材的膜厚。
采用本发明的熔融软钎料薄膜覆盖装置,能够自与熔融软钎料的组成相对应的母材削落多余的熔融软钎料,因此,能够将向母材覆盖的熔融软钎料的膜厚控制为均匀且为几μm单位。
技术方案2所述的熔融软钎料薄膜覆盖装置,根据技术方案1所述的熔融软钎料薄膜覆盖装置,其中,该熔融软钎料薄膜覆盖装置还包括:冷却部,其对利用上述控制部控制了膜厚的上述母材进行冷却。
技术方案3所述的熔融软钎料薄膜覆盖装置,根据技术方案1所述的熔融软钎料薄膜覆盖装置,其中,上述热气体使用非活性气体。
技术方案4所述的薄膜软钎料覆盖构件,其中,该薄膜软钎料覆盖构件包括:母材;以及覆盖层,其由用于覆盖该该母材的熔融软钎料构成;在将加热到预定的温度的熔融软钎料收容于非活性气氛中的软钎料槽内、并在该软钎料槽内对清洗后的母材施加了预定的张力的状态下,借助纵长构件和一体地设于覆盖软钎料槽的上部的盖部并用于对使上述母材进行U形转弯的辊进行轴支承的轴承构件,以规定的速度输送该清洗后的母材,由此上述母材浸渍于熔融软钎料槽中,并且向刚自上述软钎料槽抬起之后的上述母材吹送被设定为与熔融软钎料的组成相对应的熔融温度以上的温度及成为预定的流量的热气体而自上述母材削落熔融软钎料,从而使上述覆盖层成为预定的膜厚。
技术方案5所述的薄膜软钎料覆盖构件的制造方法,在该薄膜软钎料覆盖构件的制造方法中,利用加热至预定的温度的熔融软钎料覆盖清洗后的母材,其后,对该母材进行冷却,从而制造薄膜软钎料覆盖构件,其中,该薄膜软钎料覆盖构件的制造方法包括如下工序:浸渍工序,在该浸渍工序中,借助纵长构件和一体地设于覆盖软钎料槽的上部的盖部并用于对使上述母材进行U形转弯的辊进行轴支承的轴承构件,将施加了预定的张力的母材以预定的速度进行输送并浸渍于收容有上述熔融软钎料的非活性气氛中的软钎料槽内;抬起工序,在该抬起工序中,自上述软钎料槽抬起被浸渍于该软钎料槽内的上述母材;以及控制工序,在该控制工序中,向刚抬起之后的上述母材吹送以设定为与上述熔融软钎料的组成相对应的熔融温度以上的温度及成为预定的流量的方式进行控制的热气体而自该母材削落熔融软钎料,从而控制被覆盖于上述薄膜软钎料覆盖构件的熔融软钎料的膜厚。
发明的效果
采用本发明的熔融软钎料薄膜覆盖装置,其包括:吹送部,其向自熔融软钎料槽抬起的母材吹送与熔融软钎料的组成相对应的熔融温度以上的温度及预定的流量的热气体。
利用该结构,能够自母材削落多余的熔融软钎料,因此,能够将覆盖于母材的熔融软钎料的膜厚控制为均匀且为几μm单位。由此,与以往方式相比能够实现膜厚较薄的薄膜软钎料镀。
采用本发明的薄膜软钎料覆盖构件及其制造方法,与以往方式相比能够制造具有膜厚较薄的软钎料层的薄膜软钎料覆盖构件。由此,能够提供移动电话机、游戏机等的电子电路的屏蔽壳体等原材料。
附图说明
图1是表示作为本发明的实施方式的薄膜软钎料覆盖构件制造系统#1的结构例的剖视图。
图2是表示吹送部19中的气体喷嘴91、92的配置例的立体图。
图3是表示气体喷嘴91、92进行热气体送风时的功能例的主视图。
图4是表示熔融软钎料薄膜覆盖装置100的控制系统的结构例的框图。
图5是表示与多元系软钎料组成相对应的热气体送风时的温度值及流量值的存储例的图表。
图6是表示薄膜软钎料覆盖构件10的结构例的剖视图。
图7A是表示薄膜软钎料覆盖构件10的形成例(其1)的工序图。
图7B是表示薄膜软钎料覆盖构件10的形成例(其2)的工序图。
图7C是表示薄膜软钎料覆盖构件10的形成例(其3)的工序图。
图8A是表示薄膜软钎料覆盖构件10的形成例(其4)的工序图。
图8B是表示薄膜软钎料覆盖构件10的形成例(其5)的工序图。
图9是表示薄膜软钎料覆盖构件10的形成例(其6)的工序图。
图10A是表示无热气体送风的薄膜软钎料覆盖构件30(厚30μm)的表面观察例(×50)的照片图。
图10B是表示无热气体送风情况的薄膜软钎料覆盖构件30(厚30μm)的表面观察例(×100)的照片线画图。
图10C是表示无热气体送风情况的薄膜软钎料覆盖构件30(厚30μm)的表面观察例(×500)的照片图。
图10D是表示有热气体送风情况的薄膜软钎料覆盖构件10(厚2μm以下)的表面观察例(×50)的照片线画图。
图10E是表示有热气体送风情况的薄膜软钎料覆盖构件10(厚2μm以下)的表面观察例(×100)的照片图。
图10F是表示有热气体送风情况的薄膜软钎料覆盖构件10(厚2μm以下)的表面观察例(×500)的照片线画图。
图11A是表示无热气体送风情况的薄膜软钎料覆盖构件30(厚30μm)的截面观察例(×900)的照片线画图。
图11B是表示无热气体送风情况的薄膜软钎料覆盖构件30(厚30μm)的截面观察例(×3000)的照片线画图。
图11C是表示有热气体送风情况的薄膜软钎料覆盖构件10(厚2μm以下)的截面观察例(×900)的照片线画图。
图11D是表示有热气体送风情况的薄膜软钎料覆盖构件10(厚2μm以下)的截面观察例(×3000)的照片线画图。
图12A是表示无热气体送风情况的薄膜软钎料覆盖构件30的截面的电子显微镜图像例的照片线画图。
图12B是表示该元素映射图像例(FeKal)的照片线画图。
图12C是表示该元素映射图像例(CoKal)的照片线画图。
图12D是表示该元素映射图像例(NiKal)的照片线画图。
图12E是表示该元素映射图像例(SnKal)的照片线画图。
图12F是表示该元素映射图像例(PbKal)的照片线画图。
图12G是表示该元素映射图像例(BiMal)的照片线画图。
图12H是表示该元素映射图像例(InLal)的照片线画图。
图12I是表示该元素映射图像例(AgLal)的照片线画图。
图13A是表示无热气体送风情况的薄膜软钎料覆盖构件30的截面的电子显微镜图像例的照片线画图。
图13B是表示该点分析例的图表。
图14A是表示有热气体送风情况的薄膜软钎料覆盖构件10的截面的电子显微镜图像例的照片线画图。
图14B是表示该元素映射图像例(FeKal)的照片线画图。
图14C是表示该元素映射图像例(CoKal)的照片线画图。
图14D是表示该元素映射图像例(NiKal)的照片线画图。
图14E是表示该元素映射图像例(SnLal)的照片线画图。
图14F是表示该元素映射图像例(PbKal)的照片线画图。
图14G是表示该元素映射图像例(BiMal)的照片线画图。
图14H是表示该元素映射图像例(InLal)的照片线画图。
图14I是表示该元素映射图像例(AgLal)的照片线画图。
图15A是表示有热气体送风情况的薄膜软钎料覆盖构件10的截面的电子显微镜图像例的照片线画图。
图15B是表示该点分析例的图表。
具体实施方式
本发明的目的在于提供一种能够将被覆盖于母材的熔融软钎料的膜厚控制为均匀且为几μm单位、并且与以往方式相比能够实现膜厚较薄的薄膜软钎料镀的熔融软钎料薄膜覆盖装置、薄膜软钎料覆盖构件及其制造方法。
以下,一边参照附图一边说明作为本发明的实施方式的熔融软钎料薄膜覆盖装置、薄膜软钎料覆盖构件及其制造方法。图1所示的薄膜软钎料覆盖构件制造系统#1是用于制造薄膜软钎料覆盖构件10的系统,该薄膜软钎料覆盖构件制造系统#1具有清洗槽11、干燥部12、第1输送部13及熔融软钎料薄膜覆盖装置100。以下,在将投入作为母材的一例子的条构件31的一侧(构件供给侧)作为了上游侧时,将条构件31流动开去的(行进)方向称作下游侧。
条构件31以卷状被卷在构成未图示的构件供给部的、例如卷绕用的卷轴等上。条构件31由具有预定的宽度且具有长条状的铜构件、锌白铜或可伐构件等构成。在本例中,将长条的可伐构件用作母材。
在图1中,清洗槽11设于构件供给部的下游侧,在清洗槽11内收容有清洗用的液体11a。清洗用的液体11a使用异丙醇(IPA)等。在清洗槽11的下游侧设有干燥部12。干燥部12使用鼓风机。在干燥部12的下游侧设有第1输送部13。第1输送部13使用制动用的辊构件。制动用的辊构件例如与通常的从动辊相比较高地设定上·下辊的挟持部位的按压力。
利用设于后述的第2输送部23的驱动式的辊构件输送条构件31,并且,利用该第1输送部13的制动用的辊构件对条构件31施加预定的张力,以预定的速度输送条构件。为了该目的也可以在第1输送部13的制动用的辊构件上设置驱动用的马达,也可以不设置驱动用的马达而使第1输送部13的制动用的辊构件相对于设于第2输送部23的驱动式的辊构件从动。在本例的情况下,第1输送部13的制动用的辊构件作为从动的构件进行说明。
<熔融软钎料薄膜覆盖装置100的结构例>
在图1示出的第1输送部13的下游侧配置有熔融软钎料薄膜覆盖装置100。熔融软钎料薄膜覆盖装置100取入清洗后的条构件31,利用加热至预定的温度的多元系的熔融软钎料7(熔融软钎料)覆盖条构件31,在控制了其膜厚之后,排出该条构件31冷却了的薄膜软钎料覆盖构件10。
熔融软钎料薄膜覆盖装置100具有呈箱体的主体部101,主体部101在其顶板部位的预定的位置具有开口部104。以该开口部104为界输送路径被分为左侧和右侧。在该主体部101的内部的左侧面(上游侧)设有输入口102,在主体部101的内部的右侧面(下游侧)具有输出口103。
在主体部101的以开口部104为界的内外部设有零件安装用的纵长构件14。纵长构件14具有从动式的输送辊46及引导用的2个突起部42、43、未图示的滑动构件等。输送辊46安装于纵长构件14的斜右上方。
在主体部101的背面侧的靠纵长构件14的左侧的位置安装有两个从动式的输送辊44、45,在主体部101的背面侧的靠纵长构件14的右侧的位置也安装有两个从动式的输送辊47、48。在主体部101的内部设有预加热部15、腔室16、软钎料槽17、吹送部19、冷却部20及控制部50。
预加热部15位于输入口102的下游侧,设于两个输送辊44、45之间。预加热部15使用空气加热器。在输送辊45的下游侧配置有腔室16及软钎料槽17。
在软钎料槽17内收容有构成熔融软钎料的一例子的多元系软钎料组成的熔融软钎料7。熔融软钎料7使用例如由铅(Pb)、银(Ag)、铋(Bi)、铟(In)、锡(Sn)构成的五元系软钎料组成(Pb-0.5Ag-3Bi-2In-4Sn:软钎料#6064(千住金属工业株式会社制造))。熔融软钎料7的熔融温度为295℃左右。
以覆盖软钎料槽17的上部的方式安装腔室16,在腔室16内充满氮(N2)气体等非活性气体。在该例中,盖部60设于腔室16的上部,在盖部60上设有2个开口部61、62,相对于条构件31来说,开口部61构成条构件31进入软钎料槽17的入口部,开口部62构成为条构件31自软钎料槽17出去的出口部。
在软钎料槽17内设有从动式的输送辊41。输送辊41在主体部101的前后轴支承于轴承构件65。轴承构件65一体地安装于盖部60,而且,以沿上下方向滑动自如的方式支承于纵长构件14。即、纵长构件14、盖部60及轴承构件65能够一体地沿上下方向滑动。
为了防止软钎料侵蚀(日文:はんだ食われ),输送辊41使用碳(碳素)辊。上述条构件31自开口部61利用输送辊41进行U形转弯而到达开口部62。另外,也可以在腔室16的内侧面安装未图示的超声波变幅杆。若使用超声波变幅杆则能够利用强力的振动剥取已附着于母材的软钎料附着部的氧化膜、污渍,使软钎料金属性地附着于母材。
在腔室16的上部安装有吹送部19。吹送部19使用喷射热气体的广角平口的气刀或气体喷嘴91、92(参照图2)。热气体使用氮等非活性气体。
在吹送部19的上部侧设有冷却部20。在该例中,冷却部20具有第1风机21及第2风机22。第1风机21设于纵长构件14的下方附近。第2风机22安装于纵长构件14的暴露于主体部101的上部侧的上方部位。第1风机21及第2风机22使用冷却用的螺旋桨式、多叶片式等的鼓风机。
在该例中,在输送辊47与输送辊48之间,自主体部101的内部的顶板部位以悬垂的形态设有第2输送部23。第2输送部23使用驱动式的辊构件。在辊构件上卡合有未图示的马达。
条构件31的路径自开口部104利用输送辊46进行U形转弯,再次通过开口部104到达输送辊47。上述5个输送辊44、45、46、47、48使用金属辊、耐热性的橡胶辊、樹脂辊等从动式的辊构件。
在上述主体部101的预定的位置设有控制部50。控制部50连接于预加热部15、软钎料槽17、吹送部19、第1风机21、第2风机22、第2输送部23等。在装置外部的干燥部12的控制及第1输送部13需要设置驱动用的马达、并控制该马达的情况下,控制部50连接于用于驱动该干燥部12及第1输送部13的马达等。本例的情况是第1输送部13为从动辊的情况,以下,说明控制部50统一控制包含干燥部12的这些构件的情况。
在此,参照图2及图3,说明吹送部19中的气体喷嘴91、92的配置例及它们的功能例。在图2所示的吹送部19设有1组气体喷嘴91、92。各气体喷嘴91、92具有广角平口,当控制膜厚时,利用热气体送风从由软钎料槽17进行覆膜后的条构件31削落过多的覆膜的熔融软钎料7(参照图3)。气体喷嘴91、92使用例如不锈钢制的扁平喷嘴(思万特公司制的Silvent971)。
气体喷嘴91具有喷嘴主体部901及导管93。喷嘴主体部901的一端做成广角平口部903。在本例的情况下,广角平口部903的开口宽度设定为与条构件31的宽度大致相等的长度。喷嘴主体部901的另一端连接有导管93,向该导管93引导N2气体。在导管93上安装有图4所示的加热器95,N2气体的温度设定为熔融软钎料7的熔融温度以上。本例的情况的软钎料的熔融温度为295度,因此,将N2气体的温度加热至温度300℃左右。导管93借助图4所示的流量调整阀97连接有N2储罐99等。
气体喷嘴92具有喷嘴主体部902及导管94。喷嘴主体部902的一端与气体喷嘴91同样地做成广角平口部904。在本例的情况下,广角平口部904的开口宽度设定为与条构件31的宽度大致相等的长度。喷嘴主体部902的另一端连接有导管94,向该导管94同样地引导N2气体。在导管94上同样地安装有加热器96,将N2气体加热至温度300℃左右。导管94借助流量调整阀98连接有N2储罐99。在本例的情况下,如上述那样广角平口部903、904的开口宽度设定为与条构件31的宽度大致相等的长度,但是能够根据需要设定开口宽度。
气体喷嘴91、92的广角平口部903、904的吹出温度(顶端温度)设定为熔融软钎料的熔融温度以上。在上述例子中,维持在300℃左右。在本例的情况下,气体喷嘴91以其广角平口部903与条构件31的输送面平行的方式配置,气体喷嘴92也以其广角平口部904与条构件31的输送面平行的方式配置。该平行配置是为了向条构件31的输送面均匀地吹送热气体。
在图3中,空心箭头是以预定的输送速度移动的条构件31的输送方向。采用图3所示的吹送部19,气体喷嘴91配置于条构件31的左侧,以相对于水平线Lh倾斜了角度+θ(顺时针正基准)的状态安装于未图示的固定构件。气体喷嘴92配置于条构件31的右侧,相反地以相对于水平线Lh倾斜了角度-θ(相同基准)的状态安装于未图示的固定构件。
气体喷嘴91构成为朝向条构件31的左侧面吹出被未图示的流量调整阀97、98调整后的热气体。气体喷嘴92构成为朝向条构件31的右侧面吹出被流量调整阀97、98调整后的热气体。由此,通过自以预定的输送速度输送的条构件31的左·右侧的两面进行热气体送风(条构件31的两面送风),能够削落刚自软钎料槽17抬起之后的多余的熔融软钎料7。因而,能够实现适合自单面2μm~5μm水平进一步薄膜化的、薄膜软钎料熔融镀控制。
另外,在本例的情况下,像上述那样广角平口部903、904的开口宽度设定为与条构件31的宽度大致相等的长度,但是,能够根据需要设定。此外,气体喷嘴91、92的配置在本例中以与条构件31的输送面平行的方式配置,但是,也可以以相对于条构件31具有预定的角度的方式配置,此外,热气体相对于条构件31的吹送角度(θ)也可以根据需要可变。
接下来,参照图4及图5,说明熔融软钎料薄膜覆盖装置100的控制系统的结构例。采用图4所示的熔融软钎料薄膜覆盖装置100,控制部50除连接于预加热部15、软钎料槽17、吹送部19、第1风机21、第2风机22、第2输送部23等以外,还连接于干燥部12、操作部24及监视器28。
为了控制系统整体,控制部50具有例如ROM51(ReadOnlyMemory:只读存储器)、RAM52(RandomAccessMemory:随机存取存储器)、中央处理装置(CentralProcessingUnit:以下称作CPU53)及存储部54。ROM51存储有例如用于控制薄膜软钎料覆盖构件制造系统#1的整体的系统程序Dp。
控制部50通过操作部24的启动操作,读出ROM51所存储的系统程序Dp而在RAM52中展开,根据在此展开的系统程序Dp,启动薄膜软钎料覆盖构件制造系统#1。控制部50使用INFLIDGE工业制造的DFC-100L型的控制器。
操作部24具有未图示的0~9数字键、触摸面板等键输入部。在薄膜软钎料覆盖构件10的膜厚控制时、设定与多元系软钎料组成相对应的膜厚控制条件等时操作操作部24。薄膜软钎料覆盖构件10的膜厚控制条件包含熔融软钎料7的熔融温度、热气体的流量、温度等。
例如,进行以下操作:设定与五元系软钎料组成的#6064软钎料相对应的条构件31的预热温度、熔融软钎料7的熔融温度、N2气体的流量值及热气体的温度值等。操作部24所操作设定的膜厚控制条件作为操作数据D24向控制部50输出。在该例中,表示操作部24所设定的与多元系软钎料的组成相对应的膜厚控制条件的操作数据D24借助CPU53存储于RAM52等。
监视器28由液晶显示装置(LCD)构成,基于显示数据D28将与多元系软钎料的组成相对应的膜厚控制条件等显示于监视器28。显示数据D28是用于显示在膜厚控制时与多元系软钎料组成相对应的N2气体的流量值、热气体的温度值的数据,并自控制部50向监视器28输出。上述存储部54存储有薄膜软钎料覆盖构件10的膜厚控制所需要的、与多元系软钎料组成的熔融软钎料7相对应的控制数据D54。根据图5所示的图表,存储部54设有覆盖于条构件31的熔融软钎料7的目标的膜厚Δt[μm]、吹送部19中的热气体例如N2气体的流量Q[NL/min]、热气体的温度T[℃]等的记述栏。
对于目标的膜厚Δt=1.5~2.0[μm]记述N2气体的流量值Q1及热气体的温度值T1。对于目标的膜厚Δt=1.0~1.5[μm]记述N2气体的流量值Q2及热气体的温度值T2。对于目标的膜厚Δt=0.5~1.0[μm]记述N2气体的流量值Q3及热气体的温度值T3。对于目标的膜厚Δt=0.0~0.5[μm]记述N2气体的流量值Q4及热气体的温度值T4。存储部54所记述的流量值Q1、热气体的温度值T1等记述通过实验验证的经验值。
例如,在条构件31为铜构件且其输送速度为3m/min、多元系软钎料组成的熔融软钎料7使用五元系软钎料组成(Pb-0.5Ag-3Bi-2In-4Sn)的软钎料#6064的情况下,熔融软钎料7的熔融温度为295℃,对于目标的膜厚Δt=1.5~2.0[μm]记述N2气体的流量值Q1=60NL/min及热气体的温度值T1=300℃。
在该例中,与目标的膜厚Δt[μm]相对应的N2气体的流量Q[NL/min]、热气体的温度T[℃]等能够作为控制数据D54自存储部54读出。借助操作部24在控制部50中设定熔融软钎料7的目标的膜厚Δt[μm]。控制部50通过在吹送部19中设定与熔融软钎料7的组成相对应的热气体的温度T及N2的流量Q,自条构件31削落熔融软钎料7,由此,控制被覆盖于该条构件31的熔融软钎料7的膜厚。
在控制部50的内部的存储容量不足的情况下,也可以连接外部存储装置来测量与目标的膜厚Δt相对应的N2气体的流量值及热气体的温度值等并存储测量途中的数据。外部存储装置使用KEYENCE株式会社制造的GR-3500型的数据记录器。
控制部50利用基于操作数据D24的前馈控制来执行膜厚控制。例如,将覆盖于条构件31的熔融软钎料7的目标的膜厚Δt[μm]作为地址,自存储部54读出显示与熔融软钎料7的组成相对应的热气体的温度T及流量Q的控制数据D54。控制部50例如将作为熔融软钎料7的五元系的熔融软钎料7(#6064软钎料)的材料名作为标题信息记述,将把控制数据D54附加于标题信息而成的数据流形式的吹送控制数据D19设定于热气体调整部90。
例如利用非接触型的测量设备,只要能够实时检测覆盖于条构件31的熔融软钎料7的覆盖量(膜厚量),就可以通过基于覆盖于条构件31的熔融软钎料7的覆盖量检测的反馈控制来执行膜厚控制。采用反馈控制,在覆盖于条构件31的熔融软钎料7的膜厚较厚的情况下,均较高地设定热气体的温度T及N2的流量Q而增多自条构件31削落的熔融软钎料7。相反,在覆盖于条构件31的熔融软钎料7的膜厚较薄的情况下,均较低地设定热气体的温度T及N2的流量Q而减少自条构件31削落的熔融软钎料7。
上述控制部50基于显示数据D28对监视器28进行显示控制,或者自操作部24输入操作数据D24,来控制干燥部12、预加热部15、软钎料槽17、第1风机21、第2风机22、第2输送部23、热气体调整部90等的输入输出。
干燥部12自控制部50输入鼓风机控制信号S12,基于鼓风机控制信号S12向清洗后的条构件31吹送空气来对条构件31进行干燥。鼓风机控制信号S12是用于驱动被装备于干燥部12的未图示的鼓风机的信号,并自控制部50向干燥部12输出。
在条构件输送时,第2输送部23自控制部50输入辊驱动信号S23,基于辊驱动信号S23一边通过与从动的第1输送部13的协动而使条构件31维持预定的张力,一边向熔融软钎料薄膜覆盖装置100输出该条构件31。辊驱动信号S23是驱动被装备于第2输送部23的用于使未图示的驱动辊旋转的马达的信号,并自控制部50向第2输送部23输出。
预加热部15自控制部50输入加热器驱动信号S15,基于加热器驱动信号S15向清洗后的条构件31吹送热风来对条构件31进行加热。加热器驱动信号S15是用于驱动被装备于预加热部15的未图示的空气加热器的信号,并自控制部50向预加热部15输出。
软钎料槽17自控制部50输入软钎料槽控制信号S17,基于软钎料槽控制信号S17加热多元系组成的软钎料(#6064等),做成熔融温度273℃~295℃程度的熔融软钎料7。软钎料槽控制信号S17是用于驱动被装备于软钎料槽17的未图示的加热器的信号,并自控制部50向软钎料槽17输出。
吹送部19除具有气体喷嘴91、92以外还具有热气体调整部90、加热器95、96、流量调整阀97、98及N2储罐99。流量调整阀97、98连接有N2储罐99,向气体喷嘴91、92供给N2气体。在该例中,因为熔融软钎料的熔融温度为273℃~295℃时熔融软钎料的熔融温度使气体喷嘴91、92的顶端的温度成为300℃,所以,决定了气体喷嘴91、92的喷嘴主体的温度及加热器95、96的发热温度。
在膜厚控制时,热气体调整部90自控制部50输入吹送控制数据D19,基于吹送控制数据D19向刚自软钎料槽17抬起之后的条构件31吹送热气体。吹送控制数据D19包含驱动用于使流量调整阀97、98旋转的未图示的马达的数据、驱动用于加热N2气体的加热器95、96的数据等。吹送控制数据D19自控制部50向热气体调整部90输出。热气体调整部90将吹送控制数据D19解码而产生加热器驱动信号S95、S96及阀调整信号S97、S98。
加热器95自热气体调整部90输入加热器驱动信号S95,基于加热器驱动信号S95借助导管93(参照图2、3)将N2气体加热成目标温度(300℃)。加热器96自热气体调整部90输入加热器驱动信号S96,基于加热器驱动信号S96借助导管94(参照图2、3)将N2气体加热成目标温度。
流量调整阀97自热气体调整部90输入阀调整信号S97,基于阀调整信号S97将N2气体的流量Q调整为目标的流量值。流量调整阀98自热气体调整部90输入阀调整信号S98,基于阀调整信号S98将N2气体的流量Q调整为目标的流量值。
在条构件输送时,第1风机21自控制部50输入风机控制信号S21,基于风机控制信号S21向膜厚调整后的条构件31的一侧送入主体部101的内部(内部温度)的空气而使该条构件31冷却。风机控制信号S21是用于驱动被装备于第1风机21的未图示的马达的信号,自控制部50向第1风机21输出。
在条构件输送时,第2风机22自控制部50输入风机控制信号S22,基于风机控制信号S22向膜厚调整后的条构件31的另一侧送入主体部101的上部(室温)的空气而使该条构件31冷却。风机控制信号S22是用于驱动被装备于第2风机22的未图示的马达的信号,自控制部50向第2风机22输出。由此,构成熔融软钎料薄膜覆盖装置100的控制系统。
<薄膜软钎料覆盖构件10的结构例>
接下来,参照图6,说明薄膜软钎料覆盖构件10的结构例。图6所示的薄膜软钎料覆盖构件10具有预定的厚度t的条构件31、覆盖该条构件31的正面和反面的膜厚Δt的软钎料层7’。
软钎料层7’是在薄膜软钎料覆盖构件制造系统#1中控制熔融软钎料7的膜厚而成的,并通过以下方式形成:收容被加热至预定的温度(295℃)的熔融软钎料7,在收容了该熔融软钎料7的软钎料槽17内浸渍条构件31,将浸渍于软钎料槽17内的条构件31自软钎料槽17抬起,向刚抬起之后的条构件31吹送与熔融软钎料7的组成相对应的熔融温度以上的温度T℃及预定的流量QNL/min的热气体而自该条构件31削落熔融软钎料7,从而未削落的熔融软钎料7残留在条构件31的正面和反面。
<薄膜软钎料覆盖构件10的制造方法>
接下来,参照图7A~图7C、图8A、图8B、图9,说明图6所示的薄膜软钎料覆盖构件10的形成例(其1~6)。在该例中以下述情况为前提:由利用图1~图5所示的薄膜软钎料覆盖构件制造系统#1加热至273℃~295℃程度的温度的、五元系软钎料组成的熔融软钎料7(#6064软钎料)覆盖条构件31,其后,在膜厚控制之后,冷却该条构件31,从而制造薄膜软钎料覆盖构件10。
首先,在图7A中,准备作为薄膜软钎料覆盖构件10的母材的条构件31。对于条构件31,准备将长条状的可伐(KOV-H:Fe-Ni-Co)构件卷成卷状而成的构件。可伐构件在金属之中热膨胀率在常温附近而较低且接近硬质玻璃,因此,优选应用于硬质玻璃的密封、IC引线框。
准备好了条构件31之后,在薄膜软钎料覆盖构件制造系统#1安放条构件31。在该例中,最初通过手工作业,自未图示的构件供给部连续放出条构件31并引导至清洗槽11,在图7B中以能够清洗的状态安放条构件31。其后,将条构件31的顶端部经由干燥部12及第1输送部13向熔融软钎料薄膜覆盖装置100的内部引导。
在该例中,在熔融软钎料薄膜覆盖装置100内,为了自软钎料槽17朝向气体喷嘴91、92沿垂直(铅垂)方向取出条构件31,进一步通过手工作业,将自输入口102引导至主体部101的内部的条构件31以到达输送辊44、预加热部15、输送辊45、突起部42、软钎料槽17内的输送辊41、纵长构件14的突起部43、输送辊46、主体部101的内部的输送辊47、第2输送部23及输送辊48并自输出口103排出的方式安放。
此时,以将输送辊41的轴承构件65收纳于纵长构件14的形态(沿着滑动构件),将输送辊41与腔室16上部的盖部60一起抬起,而使输送辊41自软钎料槽17内向上部暴露。并且,将条构件31的顶端部(正向(日文:往路))穿过盖部60的开口部61,其后,将该条构件31的顶端部卷绕在输送辊41上。并且,将条构件31的顶端部(反向(日文:復路))穿过开口部62。
其后,使轴承构件65自纵长构件14滑动而下降,使卷绕在输送辊41上的状态的条构件31浸没在软钎料槽17的内部。由此,将卷绕在输送辊41上的条构件31沿垂直(铅垂)方向取出。另外,完成薄膜软钎料覆盖构件制造系统#1中的自动化的前处理,但是,最初的几m没有软钎料层的条构件31原封不动地被排出。
工作人员操作操作部24来设定用于进行自动运转的数据。例如,吹送控制数据D19自控制部50设定在热气体调整部90中的。吹送控制数据D19是用于将与五元系软钎料组成的熔融软钎料7(#6064软钎料)相对应的热气体的温度值T1=300℃、及流量值Q1=60NL/min设定于吹送部19的数据。
在第2输送部23中设定用于以输送速度=3m/min输送条构件31的辊驱动信号S23。在软钎料槽17中设定用于以熔融温度=295℃熔融软钎料的软钎料槽控制信号S17。
并且,当操作操作部24来启动薄膜软钎料覆盖构件制造系统#1时,在图7B所示的清洗槽11中利用清洗用的液体11a对条构件31的正面和反面、侧面进行清洗。其后,在图7C中,对清洗后的条构件31进行干燥。此时,干燥部12输入鼓风机控制信号S12,基于鼓风机控制信号S12吸入工厂内的空气,将残留于清洗后的条构件31的正面和反面、侧面等的清洗用的液体吹飞并进行排气。
在第1输送部13中,在输入辊制动信号S13并将干燥后的条构件31向熔融软钎料薄膜覆盖装置100内输入时,基于辊制动信号S13为了对条构件31施加张力(tension)而加重其输送负荷。此外,在第2输送部23中,为了拉拽利用第1输送部13施加了张力的状态的条构件31,以设定好的输送速度进行移动(输送)。第2输送部23基于辊驱动信号S23以输送速度=3[m/min]左右输送条构件31。
接下来,在图8A中,预加热干燥后的条构件31。此时,预加热部15输入加热器驱动信号S15,基于加热器驱动信号S15对输入到主体部101的内部的条构件31施加热(温)风,去除残存异丙醇成分,并且,提高条构件31自身的温度(进行预加热)。
而且,在图8B中,在收容有熔融软钎料7的软钎料槽17内浸渍预加热后的条构件31。当然,在腔室16内充满N2气体,腔室16内成为N2气体气氛。软钎料槽17输入软钎料槽控制信号S17,基于软钎料槽控制信号S17使软钎料槽17的熔融软钎料7的熔融温度保持在295℃。在软钎料槽17的内部的输送辊41上使条构件31的输送方向自下方向上方以逆时针U形转弯。
此外,在软钎料槽17上的腔室16内的N2气体气氛中,第2输送部23基于辊驱动信号S23连续被驱动,从而自软钎料槽17抬起条构件31。此时,在第1输送部13和第2输送部23之间,第1输送部13相对于条构件31的输送方向施加制动,第2输送部23拉拽条构件31,从而成为对条构件31施加了张力的状态。
接下来,在图9中,向刚抬起之后的条构件31吹送与熔融软钎料7的组成相对应的熔融温度以上的温度T及预定的流量Q的热气体而自条构件31削落熔融软钎料7,控制被覆盖于薄膜软钎料覆盖构件10的熔融软钎料7的膜厚。采用该膜厚控制,控制部50向热气体调整部90输出吹送控制数据D19,设定成与熔融软钎料7的组成相对应的热气体的温度值T1=300℃及流量值Q1=60NL/min,并控制气体喷嘴91、92,以使得自条构件31削落熔融软钎料7。
气体喷嘴91、92向刚自软钎料槽17抬起之后的条构件31吹送与五元系的熔融软钎料7(#6064软钎料)的组成相对应的熔融温度以上的温度值T1=300℃及预定的流量值Q1=60NL/min的热气体。由此,控制被覆盖于该条构件31的熔融软钎料7的膜厚,利用膜厚几μm的软钎料层7’覆盖条构件31。被该膜厚几μm的软钎料层7’覆盖的条构件31成为薄膜软钎料覆盖构件10。
接下来,对薄膜软钎料覆盖构件10(条构件31)的一侧(单面)进行冷却。此时,第1风机21基于风机控制信号S21向被软钎料层7’覆盖的条构件31吹送主体部101内的空气而对该条构件31进行冷却。并且,对单面冷却后的薄膜软钎料覆盖构件10的另一侧(两面)进行冷却。此时,薄膜软钎料覆盖构件10暂时被向主体部101的上部引导,第2风机22基于风机控制信号S22向单面冷却后的薄膜软钎料覆盖构件10吹送主体部101的上部的空气而对该单面冷却后的薄膜软钎料覆盖构件10进行冷却。
此时,输送辊46使薄膜软钎料覆盖构件10的输送方向自上方向下方以顺时针U形转弯。利用该U形转弯输送,两面冷却后的薄膜软钎料覆盖构件10再次被取入到主体部101的内部。在主体部101的内部,薄膜软钎料覆盖构件10到达输送辊47、第2输送部23及输送辊48并被自输出口103排出。被排出的薄膜软钎料覆盖构件10例如被卷绕在空的卷轴等上。由此,能够获得图6所示的长条状的薄膜软钎料覆盖构件10。
接下来,参照图10A~图10F及图11A~图11D,一边对有热气体送风情况和无热气体送风情况的薄膜软钎料覆盖构件10、30的表面、其截面等图像进行比较,一边说明五元系软钎料组成的软钎料层7’(#6064软钎料)的覆盖状态例。另外,包含图10A~图10F及图11A~图11D在内以下说明的图12A~图12I、图13A、图14A~图14I、图15A是描摹了照片的黑白线画图,对于实际的照片作好随时能够提出的准备。首先,一边参照图10A~图10F,一边说明有热气体送风情况和无热气体送风情况的薄膜软钎料覆盖构件10、30的表面的状态例。薄膜软钎料覆盖构件10、30是通过使用本发明的薄膜软钎料覆盖构件制造系统#1而得到的。
根据图10A~图10C所示的照片线画图(以下只称作照片图),对于无热气体送风的情况,获得具有膜厚30μm的软钎料层7’的薄膜软钎料覆盖构件30的表面图像。该观察使用了表面分析设备(SEM)。薄膜软钎料覆盖构件30的表面图像是扩大为倍率50倍(以下记述为×50)、100倍(×100)、500倍(×500)的3种。
根据图10D~图10F所示的照片图,对于有热气体送风的情况,使用上述表面分析设备,观察具有膜厚2μm以下的软钎料层7’的薄膜软钎料覆盖构件10,获得该表面图像。薄膜软钎料覆盖构件10的表面图像也为扩大为倍率50倍(×50)、100倍(×100)、500倍(×500)的3种。
在此将无热气体送风(30μm厚)的薄膜软钎料覆盖构件30与有热气体送风(厚2μm以下)的薄膜软钎料覆盖构件10进行比较,在倍率50倍及100倍的表面图像中,未发现不同点,但是,如自倍率500倍的表面图像明确的那样,能够确认到有热气体送风的薄膜软钎料覆盖构件10的表面状态为凹凸变少且变平滑。
接下来,参照图11A~图11D,说明有热气体送风情况和无热气体送风情况的薄膜软钎料覆盖构件10、30的截面的状态例。根据图11A及图11B所示的照片图,获得了无热气体送风的情况的薄膜软钎料覆盖构件30的截面图像。该观察利用了上述表面分析设备的截面摄像功能。薄膜软钎料覆盖构件30的截面图像为扩大为倍率900倍(×900)、3000倍(×3000)的2种。能够自倍率900倍的截面图像确认到膜厚30μm的软钎料层7’。
根据图11C及图11D所示的照片图,使用上述表面分析设备观察有热气体送风的情况的薄膜软钎料覆盖构件10,获得其截面图像。薄膜软钎料覆盖构件10的截面图像也是扩大为倍率900倍(×900)、3000倍(×3000)的2种。能够自图11C所示的倍率900倍的截面图像确认到膜厚2μm以下的软钎料层7’。
在此将无热气体送风(厚30μm)的薄膜软钎料覆盖构件30与有热气体送风(厚2μm以下)的薄膜软钎料覆盖构件10进行比较,在倍率900倍的截面图像中,对于薄膜软钎料覆盖构件30,以10μm单位的等级显示为基准,能够确认到该基准的约3倍的膜厚30μm的软钎料层7’。与此相对,采用薄膜软钎料覆盖构件10,能够确认到粘附有10μm单位的等级显示的1/5左右、即、2μm以下的软钎料层7’。
此外,在图11B所示的倍率3000倍的截面图像中,薄膜软钎料覆盖构件30的软钎料层7’离开视场,但是,采用图11D所示的薄膜软钎料覆盖构件10,也如自1μm单位的等级显示明确的那样,能够确认到粘附有1μm单位的等级显示的2倍左右的2μm以下的软钎料层7’。
接下来,参照图12A~图12I、图13A、图13B、图14A~图14I、图15A、图15B,一边比较有热气体送风情况和无热气体送风情况的薄膜软钎料覆盖构件10、30的元素映射(Elementalmapping)图像例、其点分析表,一边说明五元系软钎料组成的软钎料层7’(#6064软钎料)的元素分析结果。对于使用X射线的元素分析的一个方法,将特定的能量的X射线的计数率作为信号对电子探头进行扫描,从而使自各点的X射线发射量的差异图像化,而得到该元素映射图像例。
例如,为以下方法:一边向试样上二维扫描电子束一边测量各元素的固有的X射线的强度,将与该强度相对应的亮度调制与扫描信号同步地显示在监视器上,从而获得二维的元素分布像(能量分散型X射线光谱分析:EnergyDispersiveX-raySpectroscopy;EDS)。
图12A所示的电子显微镜图像例是无热气体送风的情况且具有膜厚30μm的软钎料层7’的薄膜软钎料覆盖构件30的倍率5000倍的截面的照片图。图12B~图12I所示的各元素映射图像例是无热气体送风的情况且用各黑白的线画描绘了表示构成薄膜软钎料覆盖构件30的铁(Fe)的特性X射线的Kal线的图像、表示构成薄膜软钎料覆盖构件30的钴(Co)的特性X射线的Kal线的图像、表示构成薄膜软钎料覆盖构件30的镍(Ni)的特性X射线的Kal线的图像、表示构成薄膜软钎料覆盖构件30的锡(Sn)的特性X射线的Lal线的图像、表示构成薄膜软钎料覆盖构件30的铅(Pb)的特性X射线的Mal线的图像、表示构成薄膜软钎料覆盖构件30的铋(Bi)的特性X射线的Mal线的图像、表示构成薄膜软钎料覆盖构件30的铟(In)的特性X射线的Lal线的图像及表示构成薄膜软钎料覆盖构件30的银(Ag)的特性X射线的Lal线的图像而成的。
在此,向Sn系合金添加了Bi而成的软钎料由以往以来具有极其宽范围的熔点的软钎料合金作成,所以,对于无热气体送风的情况与有热气体送风的情况这两者说明Bi的富集。在此Bi的富集是指,软钎料层7’冷凝时Bi在熔融液体部分集中而变浓的现象。是否存在Bi的富集例如以浓度10.0为基准进行验证。以Bi的浓度超过10.0的情况判断为存在富集、Bi的浓度小于10.0的情况判断为不存在富集的情况为例。
根据图12F所示的Pb的Mal线的照片图及图12G所示的Bi的Mal线的照片图,获得大致同等的元素映射图像例(看出Bi的浓度与Pb的浓度正好相同程度被检测出来)。但是,这是因为Pb与Bi的能量的峰值接近。因此,在图13A及图13B所示的点分析中,进行了Bi浓度的验证。
在图13A所示的电子显微镜图像例中,对存在于无热气体送风的情况的软钎料层7’的3点(光谱1~光谱3)、该软钎料层7’与条构件31之间的边界部分的1点(光谱4)、条构件31的2点(光谱5、光谱6)的共计6点的位置的元素Fe、Co、Ni、Ag、In、Sn、Pb、Bi的比例(总计=100,例如,百分率%)进行了分析。
根据图13B所示的图表,在横轴上记述有元素Fe、Co、Ni、Ag、In、Sn、Pb、Bi,在纵轴上记述有光谱1~6。光谱1记述有Fe、Co、Ni及Ag分别=0.00,In=2.90、Sn=85.14、Pb=11.96及Bi=0.00,光谱2记述有Fe、Co、Ni及Ag分别=0.00、In=2.83、Sn=2.47、Pb=94.70及Bi=0.00,光谱3记述有Fe、Co、Ni及Ag分别=0.00、In=2.58、Sn=2.64、Pb=93.19及Bi=0.00。
光谱4记述有Fe=2.49、Co=0.00、Ni=18.12、Ag=0.00、In=2.06、Sn=30.91、Pb=46.42及Bi=0.00。光谱5记述有Fe=3.87、Co=0.00、Ni=96.13、Ag、In、Sn、Pb及Bi分别=0.00,光谱6记述有Fe=52.96、Co=17.16、Ni=29.88、Ag、In、Sn、Pb及Bi分别=0.00。
根据点分析的结果如元素映射图像例所示那样,该图表示出在软钎料层7’之中未发现有Bi富集。在像本发明那样有热气体送风的情况下,也确认到在软钎料层7’之中未发现有Bi富集。以下,记载有热气体送风的情况下的薄膜软钎料覆盖构件10的元素映射图像例、其点分析表。
图14A所示的电子显微镜图像例是有热气体送风的情况且具有膜厚2μm以下的软钎料层7’的薄膜软钎料覆盖构件10的倍率5000倍的截面的照片图。根据该照片图,确认到了与无热气体送风的情况相比,表面处理的Ni-Sn镀向熔融软钎料7(#6064软钎料)扩散。认为这是熔融软钎料7通过热气体送风处理而暴露于高温(300℃),从而Ni、Sn等的扩散发展了。
图14B~图14I所示的各元素映射图像是有热气体送风的情况且用各黑白的线画描绘构成薄膜软钎料覆盖构件10的Fe的Kal线的图像、构成薄膜软钎料覆盖构件10的Co的Kal线的图像、构成薄膜软钎料覆盖构件10的Ni的Kal线的图像、构成薄膜软钎料覆盖构件10的Sn的Lal线的图像、构成薄膜软钎料覆盖构件10的Pb的Mal线的图像、构成薄膜软钎料覆盖构件10的Bi的Mal线的图像、构成薄膜软钎料覆盖构件10的In的Lal线的图像及构成薄膜软钎料覆盖构件10的Ag的Lal线的图像而成的。
在此也根据图14F所示的Pb的Mal线的照片图及图14G所示的Bi的Mal线的照片图,获得大致同等的元素映射图像例。但是,这也是因为Pb与Bi的能量的峰值接近。因此,在图15A及图15B所示的点分析中,进行了Bi浓度的验证。
在图15A所示的电子显微镜图像例中,对存在于有热气体送风的情况的软钎料层7’的4点(光谱2~光谱5)的位置的元素Ag、In、Sn、Pb、Bi的比例(总计=100,例如,百分率%)进行了分析。
根据图15B所示的图表,横轴记述有元素Ag、In、Sn、Pb、Bi,纵轴记述有光谱2~5。光谱2记述Ag=0.00、In=2.74、Sn=4.24、Pb=93.02及Bi=0.00,光谱3记述有Ag=0.00、In=2.64、Sn=3.50、Pb=87.58及Bi=3.90。
光谱4记述有Ag=0.00、In=2.40、Sn=3.48、Pb=94.12及Bi=0.00,光谱5记述有Ag=0.00、In=2.59、Sn=5.14、Pb=92.27、Bi=0.00。根据上述点分析的结果,确认到在如本发明那样有热气体送风的情况下,也在软钎料层7’之中未发现有Bi富集。
这样采用作为实施方式的熔融软钎料薄膜覆盖装置100,具有用于向自软钎料槽17抬起的条构件31吹送例如与五元系软钎料组成(Pb-0.5Ag-3Bi-2In-4Sn)相对应的温度值T1=300℃及流量值Q1=60NL/min的N2气体的吹送部19。
利用该结构,能够自与五元系软钎料组成相对应的条构件31削落多余的熔融软钎料7,因此,能够将向条构件31覆盖的熔融软钎料7的膜厚控制为均匀且为厚2μm以下。由此,与以往方式相比能够实现膜厚极薄的薄膜软钎料镀。并且,能够实现生产节拍时间的缩短及生产总成本的降低。能够不依赖于电镀、非电解镀等地在短时间内在母材上进行薄至数微米单位的熔融软钎料镀。
此外,采用作为实施方式的薄膜软钎料覆盖构件10及其制造方法,向刚自收容有熔融软钎料7的软钎料槽17抬起之后的条构件31吹送与熔融软钎料7(#6064软钎料)的组成相对应的熔融温度以上的温度值T1=300℃及预定的流量值Q1=60NL/min的N2气体而自该条构件31削落熔融软钎料7,从而控制被覆盖于薄膜软钎料覆盖构件10的熔融软钎料7的膜厚。
根据该结构,与以往方式相比能够制造具有涂敷面的稳定性及平坦性优异的膜厚较薄的软钎料层7’的薄膜软钎料覆盖构件10。由此,能够再现性良好地制造移动电话机、游戏机等的电子电路的屏蔽壳体用的材料。
另外,对于熔融软钎料7说明了#6064软钎料的情况,但是,并不限于此,当然,在五元系的Pb-1Ag-8Bi-1In-4Sn、熔融温度250℃~297℃的#6038软钎料(千住金属工业株式会社制造)、二元系的Sn-5Sb,熔融温度240℃~243℃的M10软钎料(千住金属工业株式会社制造)、三元系的Sn-3Ag-0.5Cu、熔融温度217℃~220℃的M705软钎料(千住金属工业株式会社制造)等中,也能够应用本发明。
此外,也可以在气体喷嘴91、92的配置位置与腔室16的上部位置之间设有料斗、排出口等那样的构造物,用该料斗等回收被削落的熔融软钎料7的飞沫成分(飞沫物),用自该构造物延伸的软钎料输送路径积极地将该飞沫物引导至软钎料槽17(送回)。通过预先将构造物维持在充分的温度来抑制飞沫物的凝固。
而且,N2气体等的热风不仅具有削落熔融软钎料7的效果,还具有气帘的效果。利用气帘功能的作用能够防止被热风削落的飞沫物飞散至比气体喷嘴91、92靠上部的位置的情况。
另外,作为软钎料槽,也可以使用以下形式的软钎料槽:该软钎料槽设有喷流用的喷嘴,而利用该喷嘴喷流熔融软钎料。在该情况下,具有抑制在软钎料表面形成的软钎料氧化物、所谓的浮渣产生的效果。另外,对于熔融软钎料喷流热风,也可以替代非活性气体,而使用通常的空气。在该情况下,即使飞沫物(氧化物)落下至软钎料槽17,氧化物漂浮在软钎料槽17的熔融软钎料7的表面,而不会与熔融软钎料7混杂,即使在氧化物附着于主体部101的情况下,也能够用气体喷嘴91、92容易地使其落下。
产业上的可利用性
本发明特别优选应用于利用热气体送风削落多余的熔融软钎料来对母材实施薄膜软钎料镀、从而制造薄膜软钎料覆盖构件的系统。
附图标记说明
#1、薄膜软钎料覆盖构件制造系统;1、条构件(母材);7、熔融软钎料;7’、软钎料层;10、薄膜软钎料覆盖构件;11、清洗槽;12、干燥部;13、第1输送部;14、纵长构件;15、预加热部;16、腔室;17、软钎料槽;19、吹送部;20、冷却部;21、第1风机;22、第2风机;23、第2输送部;41、44、45~48、输送辊;42、43、突起部;65、轴承构件;71、喷流喷嘴;90、热气体调整部;91、92、气体喷嘴;93、94、导管;95、96、加热器;97、98、流量调整阀;100、熔融软钎料薄膜覆盖装置。
Claims (5)
1.一种熔融软钎料薄膜覆盖装置,其利用加热至预定的温度的熔融软钎料覆盖了清洗后的母材之后,对该母材进行冷却,从而制造薄膜软钎料覆盖构件,其中,
该熔融软钎料薄膜覆盖装置包括:
软钎料槽,其在非活性气氛下收容有熔融软钎料,该熔融软钎料用于浸渍上述母材而将软钎料覆盖于上述母材;
盖部,其用于覆盖该软钎料槽的上部,并且具有上述母材进入上述软钎料槽的入口部以及上述母材自软钎料槽出去的出口部;
轴承构件,其与该盖部一体地设于该盖部的靠上述软钎料槽的一侧,用于轴支承辊,该辊以这样的方式使上述母材进行U形转弯:使上述母材自上述盖部的入口部向软钎料槽侧输送,并使上述母材自出口部从软钎料槽侧输送出去;
纵长构件,其相对于上述盖部而言设于与上述轴承构件相对的一侧,使上述盖部和上述轴承构件能够相对于该纵长构件沿上下方向一体滑动;
第1输送部,在将投入母材的一侧作为上游侧、排出母材的一侧作为下游侧时,该第1输送部为了对向上述软钎料槽输送的上述母材施加预定的张力而设于该软钎料槽的上游侧;
第2输送部,其用于一边将施加了张力的上述母材自上述软钎料槽抬起一边以预定的速度输送该母材,并设于该软钎料槽的下游侧;
吹送部,其向利用上述第2输送部刚自上述软钎料槽抬起之后的上述母材吹送被设定为与上述熔融软钎料的组成相对应的熔融温度以上的温度及预定的流量的热气体;
控制部,其通过控制上述热气体的温度及流量从而自上述母材削落熔融软钎料,并控制被覆盖于该母材的膜厚。
2.根据权利要求1所述的熔融软钎料薄膜覆盖装置,其中,
该熔融软钎料薄膜覆盖装置还包括:冷却部,其对利用上述控制部控制了膜厚的上述母材进行冷却。
3.根据权利要求1所述的熔融软钎料薄膜覆盖装置,其中,
上述热气体使用非活性气体。
4.一种薄膜软钎料覆盖构件,其中,
该薄膜软钎料覆盖构件包括:
母材;以及
覆盖层,其由用于覆盖该母材的熔融软钎料构成;
在将加热到预定的温度的熔融软钎料收容于非活性气氛中的软钎料槽内、并在该软钎料槽内对清洗后的母材施加了预定的张力的状态下,借助纵长构件和一体地设于覆盖软钎料槽的上部的盖部并用于对使上述母材进行U形转弯的辊进行轴支承的轴承构件,以规定的速度输送该清洗后的母材,由此上述母材浸渍于熔融软钎料槽中,并且向刚自上述软钎料槽抬起之后的上述母材吹送被设定为与上述熔融软钎料的组成相对应的熔融温度以上的温度及成为预定的流量的热气体而自上述母材削落熔融软钎料,从而使上述覆盖层成为预定的膜厚,
使上述盖部和上述轴承构件能够相对于该纵长构件沿上下方向一体滑动。
5.一种薄膜软钎料覆盖构件的制造方法,在该薄膜软钎料覆盖构件的制造方法中,利用加热至预定的温度的熔融软钎料覆盖清洗后的母材,其后,对该母材进行冷却,从而制造薄膜软钎料覆盖构件,其中,
该薄膜软钎料覆盖构件的制造方法包括如下工序:
浸渍工序,在该浸渍工序中,借助纵长构件和一体地设于覆盖软钎料槽的上部的盖部并用于对使上述母材进行U形转弯的辊进行轴支承的轴承构件,将施加了预定的张力的母材以预定的速度进行输送并浸渍于收容有上述熔融软钎料的非活性气氛中的软钎料槽内,使上述盖部和上述轴承构件能够相对于该纵长构件沿上下方向一体滑动;
抬起工序,在该抬起工序中,自上述软钎料槽抬起被浸渍于该软钎料槽内的上述母材;以及
控制工序,在该控制工序中,向刚抬起之后的上述母材吹送以设定为与上述熔融软钎料的组成相对应的熔融温度以上的温度及成为预定的流量的方式进行控制的热气体而自该母材削落熔融软钎料,从而控制被覆盖于上述薄膜软钎料覆盖构件的熔融软钎料的膜厚。
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