JP2004195534A - はんだ槽供給用棒状はんだ - Google Patents

Abstract

【課題】鉛フリーはんだの導入に伴い、鉛フリーはんだ製品ではラベルの色を変更するなど従来のＳｎ−Ｐｂはんだと区別を付ける工夫がなされているが、自動はんだ付け装置のはんだ槽に使用される棒状はんだでは、１／２量，２／３量等全部を使用しないで部分的に一部を使用する場合は、刻印された部分を消失してしまい識別が不可能であった。
【解決手段】要約
本発明は、棒状はんだの表面全域、両端部、両側面等に視覚で認識可能な形状または色彩を付与することにより、はんだの組成の識別を容易にして生産ラインにおける混入を防止した。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、電子部品を自動はんだ付け装置ではんだ付けするときに、はんだ槽に供給するために用いる棒状のはんだに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子機器類においてプリント基板に電子部品を実装する際には、はんだ合金が用いられており、電子部品やプリント基板に対する作業性を考慮して、はんだ付け性の良好なSn−Pb共晶近傍（６３Ｓｎ−Ｐｂ）のはんだ合金が使用されている。さらにこの共晶はんだは、溶融温度域が存在せず、瞬時に凝固するため、はんだ付け後の凝固にかかる時間が短く、コンベア搬送等による振動の影響も非常に少ないという信頼性の高いはんだ付けが行なえるものである。
【０００３】
一般にテレビ、ラジオ、コンピューター等の電子機器類は、故障したり、古くなって機能的に使いにくくなったりした場合には廃棄処分される。これらの電子機器類には、プリント基板のような合成樹脂と金属導体やはんだが混在するもの、さらには金属製フレーム等が使用されており、焼却処分ができないため、そのほとんどが埋立て廃棄されているのが現状である。
ところで近年、この埋立て処分された電子機器類のプリント基板が酸性雨に曝されることにより、はんだ中の鉛が溶出し、地下水を汚染するという環境上の問題を引き起こすことが懸念されている。この鉛を含有した地下水を長年飲用すると、人体に悪影響を及ぼすことが知られており、電子機器類に使用されるはんだから鉛のような有害成分を排除しようという動きが活発化し、鉛フリーはんだが強く求められている。
【０００４】
現在使用されているＳｎ−Ｐｂはんだは、２,０００年以上も使用されている実績があり、信頼性の高いはんだ合金であって、溶融温度も約１８３℃という低温でのはんだ付けを可能としている。それに対して、代替はんだとして候補に挙がっている鉛フリーはんだは、Ｓｎ−Ｂｉ系及びＳｎ−Ｉｎ系を除き従来使用されてきたＳｎ−Ｐｂはんだに比較して溶融温度が高い。
Ｓｎ−Ｐｂはんだと比較して溶融温度の低いＳｎ−Ｂｉ系鉛フリーはんだは、はんだの延びがなく信頼性に問題がある。またＳｎ−Ｉｎ系鉛フリ−はんだは、Ｉｎが高価であるばかりでなく酸化し易いので、プリント基板に使用するには適さない。そのため、鉛フリーはんだの中でも信頼性の高いＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ系の鉛フリーはんだが広く普及してきている。
【０００５】
Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系の鉛フリーはんだは溶融温度が約２２０℃で、従来使用されてきたＳｎ−Ｐｂはんだに比較して約４０℃溶融温度が高いが、従来のSn-Pbはんだに使用されてきた自動はんだ付け装置のはんだ槽でも、そのまま使用できる。
【０００６】
鉛フリーはんだが使用されると、従来使用されてきたＳｎ−Ｐｂはんだと新規に導入される鉛フリーはんだが共存して使用されるため、はんだの混入は避けて通れない。鉛フリーはんだが導入される前までは、使用されるはんだがＳｎ６３％−Ｐｂ３７％などの単一組成がほとんどであり、特にフローソルダリングで自動はんだ付け装置に使用される棒状はんだについては、Sn−Pb以外のはんだを混在して使用されることはなかった。しかし、鉛フリーはんだの導入に伴い二種以上のはんだが使用されることになり、はんだの混入防止が大きな課題となっている。
【０００７】
新規に導入された鉛フリーはんだに、従来のＳｎ−Ｐｂはんだが混入してしまうと環境への悪影響が起きるだけでなく、接合の信頼性にも悪影響をもたらす。例えば、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系の鉛フリーはんだに従来のＳｎ−Ｐｂはんだが混入してしまうと約１７８℃のＳｎ−Ａｇ−Ｐｂの固相線が現れて、クラック発生の原因になる可能性がある。特にスルーホール基板の実装の場合は、混入したＰｂが基板界面に析出し易いので、lift-offと呼ばれる鉛フリーはんだ特有の界面剥離現象を起こし、信頼性を大きく損なってしまう。そのため、鉛フリーはんだと従来のＳｎ−Ｐｂはんだを識別することが必要になってくる。
【０００８】
また鉛フリーはんだでも前述Sn−Bi系、Sn−In系、Sn−Ag−Cu系以外に多種類の組成のものがある。鉛フリーはんだといえども、組成の相違する鉛フリーはんだが混入すると、特性に影響を与えるようになる。例えばSn−Ag−Cu系にSn−Zn系の鉛フリーはんだが混入すると、融点が下がったり耐腐食性が劣化したりする。従って、鉛フリーはんだ同士でも組成の相違するものは混入してはならない。
【０００９】
鉛フリーはんだの導入に伴い、ソルダペーストのような鉛フリーはんだ製品ではラベルの色を変更するなど従来のＳｎ−Ｐｂはんだと区別を付ける工夫がなされていた。フローソルダリングに使用される棒状はんだでも外箱の色彩、ラベルの色を変更して従来のＳｎ−Ｐｂはんだと区別を付けている。しかし棒状はんだの場合、箱から取り出すとはんだがむき出しになっており、多くの場合むき出しのはんだにはんだの種別を表す刻印が印字されて、はんだの組成を識別できるようになっているだけである。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
従来の棒状はんだの刻印表示は、プレス、鋳型などにより印字されるが、多くの場合棒状はんだの表面に一箇所だけに印字されていた。このような棒状はんだは、一度に全部をはんだ槽に投入して使用する場合は問題が発生しないが、１／２量、２／３量など全部を使用しないで部分的に使用する場合は、刻印された部分を消費してしまい識別が不可能になってしまう。
【００１１】
つまり棒状はんだをはんだ槽に供給する場合、一本の棒状はんだを全部はんだ槽に入れると多過ぎて溶融はんだの液面が所定の位置よりも上昇して、はんだ槽から溢れたり、噴流ノズルから噴流する高さの調整が困難になったりすることがある。このようなときには、棒状はんだを一端からはんだ槽の溶融はんだ中に浸漬して、棒状はんだの１／２量、または１／３量だけを溶融はんだで溶かし、残りの棒状はんだを残しておくようにする。そして次の供給時に前回に残しておいた棒状はんだの残りをはんだ槽に供給する。しかしながら、従来の棒状はんだは、印字が一箇所にしか付されていないため、一端から１／２量、または１／３量をはんだ槽の溶融はんだで溶かして消失させると、印字も消失してしまい、残りの棒状はんだの組成が全く分からなくなってしまっていた。従って、印字が消失した使用途中の棒状はんだがPb入りであった場合、これを鉛フリーはんだが入っているはんだ槽に供給してしまうと鉛フリーはんだにPbが混入してしまう。また組成の相違する鉛フリーはんだが混入してしまう。
【００１２】
本発明は、自動はんだ付け装置のはんだ槽に供給する棒状はんだにおいて、部分的に一端から溶かして消失した場合でも残ったはんだの組成の識別が可能であるという棒状はんだを提供することにある。
【００１３】
はんだの表面に加工を施すことについては、実開昭５５−５５２８６に開示されている。この公知文献には、フラックスを含芯したやに入りはんだにおいて、垂直軸方向に内部のフラックスに届くようにはんだ表面に孔および切り溝が設けられたやに入りはんだが記載されている。しかしこの文献は、線はんだ、やに入りはんだに関してのものであり、はんだの組成を識別するものではない。
【００１４】
【特許文献１】
実開昭５５−５５２８６号公報
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、はんだ槽に供給する棒状はんだの表面、両側面、或いは両端部に印を付したり、着色したりすることより、はんだの識別でき、棒状はんだの一端が消失した場合でも残りの棒状はんだの識別が可能となることに着目して、本発明を完成させた。
【００１６】
本発明は、はんだ槽に供給する棒状のはんだにおいて、一端から途中まではんだ槽で溶融消失させても残った部分のはんだが如何なる組成であるかを識別できる印を表面に付してあることを特徴とするはんだ槽供給用棒状はんだである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
現在使用されている棒状はんだの形状は、鉛フリーはんだおよび従来のＳｎ−Ｐｂはんだ共に直方体で外形上の区別はない。棒状はんだ表面は、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系の鉛フリーはんだでは従来のＳｎ−Ｐｂはんだに比較して光沢がないが、それでも新規の鉛フリーはんだと従来のＳｎ−Ｐｂはんだの違いを熟知していない現場の作業者にとって区別することは難しい。ましてやＳｎ主成分の鉛フリーはんだのように、光沢がほとんど変わらないもの同士では、はんだの光沢によって区別することは不可能であるといわざるを得ない。
【００１８】
そこで本発明では、はんだ槽供給用棒状はんだにおいて、その長手方向の全域、両端、両側部に視覚で認識可能な印を付与することにより、使用途中の棒状はんだでも使用間違えを防止するようにしたものである。
【００１９】
本発明に使用して認識可能な印とは、はんだ表面の全域、両側面或いは両端部に、視覚で認識可能な印であり、形状、色彩、記号等が挙げられる。ここにおける形状とは、穴、波型、溝等であり、記号とは、組成の化学記号、はんだメーカーの商品記号等である。形状や色彩は、組成別に数、印字形状、色違いにしておけば、鉛フリーはんだでも使い分けができて混入を防ぐことができる。
【００２０】
棒状はんだに印を付す場合は、鋳型、プレス、刻印、塗料の塗布、等の手段で行う。棒状はんだを鋳造で製造する場合、予め鋳型に印を両端または長手方向全域に突状に浮き彫りしておけば、該鋳型に溶融した鉛フリーはんだを鋳込むと棒状はんだには印が凹んで付される。また棒状はんだを押出加工で製造する場合は、押出機から長尺の棒状はんだが出てくるので、刻印を取り付けたプレスで一定間隔で印を付したり、或いは切削工具やローラーで連続溝を刻設したりする。そしてまた棒状はんだに塗料を塗布する場合は、溶融はんだを汚したりはんだ付けに影響を及ぼしたりしない塗料で棒状はんだの長手方向全域、或いは両端部だけに所定の塗料を塗布する。
【００２１】
【実施例】
以下、図面に基づいて本発明の棒状はんだを説明する。図１から図６は本発明実施例の斜視図である。棒状はんだは、外形寸法が２０×８×４５０mmのものである。
【００２２】
実施例１（図１）
棒状はんだ１の両端には円形の穴２、２が穿設されている。棒状はんだへの穴の穿設は、鋳型で棒状はんだを鋳造後、或いは押出機で押し出して所定の長さに切断後、プレスやドリルで穿設する。
【００２３】
実施例２（図２）
棒状はんだ１の両側に波型３、３が形成されている。棒状はんだへの波型の形成は、両側が波型となった金型を用いて鋳造により形成したり、押出機で押し出した後、所定の長さに切断するときに波型刃で切断する。
【００２４】
実施例３（図３）
棒状はんだ１の表面両端に、長手方向に直交した横溝４、４が形成されている。棒状はんだへの横溝の形成は、両端に横方の突状が設けられた金型を用いて鋳造により形成する。
【００２５】
実施例４（図４）
棒状はんだ１の表面に長手方向全域にわたって縦溝５が形成されている。棒状はんだへの縦溝の形成は、長手方向に突状が設けられた金型を用いて鋳造により形成したり、或いは押出機で長尺の棒状はんだを押し出すと同時に切削工具やローラーで縦溝を刻設したりする。
【００２６】
実施例５（図５）
棒状はんだ１の表面に長手方向全域にわたって一本線６が塗料で描かれている。該線は棒状はんだを押出機で押し出したときに、棒状はんだが進行する途中に塗料の塗布装置を設置し、該塗布装置で線を描く。塗料としては油性インク（商品名：マジックインキ）を用いた。
【００２７】
実施例６（図４）
棒状はんだの表面に長手方向全域にわたって間欠的に鉛フリーはんだの化学記号７が印字されている。該印字は化学記号が浮き彫りされた鋳型で鋳造したり、押出機で製造された棒状はんだの表面に鉛フリーはんだの成分が浮き彫りされたローラー型刻印で印字したりする。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明のはんだ槽供給用棒状鉛フリーはんだは、棒状はんだの表面長手方向全域、両側面または両端部に視覚で認識可能な形状または色、記号等の印を付してあるため、棒状はんだをはんだ槽に供給する際、棒状はんだ一本全部を供給せず、例えば一本の１／２量または１／３量を残したとしても、残った部分に必ずはんだの成分を示す印が付されていることになる。従って、次のはんだ槽への供給時、残った棒状はんだを間違うことなく該棒状はんだと同一組成のはんだ槽に供給できるという信頼性に優れたはんだ付けが行える。
【００２９】
【図面の簡単な説明】
【図１】棒状はんだの両端部に円形の穴があいている実施例
【図２】棒状はんだの両端面が波状に加工された実施例
【図３】棒状はんだの両端部に長手方向に直交した横線を付けた実施例
【図４】棒状はんだの表面に長手方向に縦線を付けた実施例。
【図５】棒状はんだの表面に長手方向に色の線を付けた実施例。
【図６】棒状はんだの表面に長手方向に鉛フリーはんだの組成を印字した実施例
【符号の説明】
１ 棒状はんだ
２ 穴
３ 波型
４ 横溝
５ 縦溝
６ 色の線
７ 組成の化学記号

Claims (4)

1. はんだ槽に供給する棒状のはんだにおいて、一端から途中まではんだ槽で溶融消失させても残った部分のはんだが如何なる組成であるかを識別できる印を表面に付してあることを特徴とするはんだ槽供給用棒状はんだ。
2. 前記印は、棒状はんだの両端に付してあることを特徴とする請求項１記載のはんだ槽供給用棒状はんだ。
3. 前記印は、棒状はんだの長手方向全域に付してあることを特徴とする請求項１記載のはんだ槽供給用棒状はんだ。
4. 前記印は、形状、色彩、記号のいずれかであることを特徴とする請求項１乃至３記載のはんだ槽供給用棒状はんだ。

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