JP2004363152A

JP2004363152A - 電子部品及びその処理方法と処理装置

Info

Publication number: JP2004363152A
Application number: JP2003156416A
Authority: JP
Inventors: Tomohiro Okumura; 智洋奥村; Kenichiro Suetsugu; 憲一郎末次; Keiji Kawazoe; 啓司川添; Mitsuhisa Saito; 光央斎藤
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-06-02
Filing date: 2003-06-02
Publication date: 2004-12-24
Anticipated expiration: 2023-06-02
Also published as: JP4325280B2

Abstract

【課題】端子部に鉛フリーはんだをメッキした電子部品と、電子部品の端子部に鉛フリーはんだをメッキする処理方法と処理装置、電子部品を鉛フリーはんだ実装工程に適応させる処理方法と処理装置を提供する。
【解決手段】コイル１は、コイルボビン２、コイル線３と、後の工程を経て端子部となる部分４から成る。コイル線３は、一般に、銅を主成分とする線材の表面に樹脂が被覆された被覆線であり、一般にエナメル線と呼ばれている。電子部品としてのコイル１をハンドリングするハンドラ５は、図中の矢印のような可動構造を成し、コイル１をつかんだまま昇降運動できる。マイクロプラズマ源６には、ガス供給装置７と電源８が接続されており、局所的にプラズマを発生させることができ、端子部となる部分４のエナメル被覆を除去することができる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品及びその処理方法と処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品をプリント基板に実装する方法として、はんだ噴流によるフロー法がよく知られている。電子部品の代表例として、コイルを実装する方法について説明する。
【０００３】
図１８にコイル１の外観図を示す。コイル１は、コイルボビン２、コイル部３と、後の工程を経て端子部となる部分４から成る。巻線機などを用いて、コイル部３はコイルボビン２に巻きつけられている。コイル部３を構成する導線は、一般に、銅を主成分とする線材の表面に樹脂が被覆された被覆線であり、樹脂としてはポリウレタン系、イミド系、ポリエステル系などが用いられ、被覆線は一般にエナメル線と呼ばれている。
【０００４】
図１９に示すように、端子部には、はんだメッキ３６が形成される。この工程については、後で詳しく述べる。
【０００５】
このようなコイルを、図２０に示すようにプリント基板２０に装着する。プリント基板２０に設けられた貫通穴に端子部を挿入し、これをはんだ噴流装置で処理することで、端子部のはんだメッキ３６とランド２１がはんだ付けされる。はんだ噴流装置については後述する。
【０００６】
端子部にはんだをメッキする工程について、図２１乃至図２５を参照して説明する。図２１に示すように、メッキ処理前は、端子部となる部分４は被覆線の形態を有し、銅を主成分とする線材９の表面に、樹脂１０が被覆されている。また、はんだメッキ漕３７の内部に鉛入りはんだ３８（鉛含有率９５％）が溶解した状態（４００℃）で準備されている。次いで、図２２に示すように、端子部となる部分をはんだメッキ漕３７に浸すことで、被覆された樹脂が熱により剥離し、エナメルかす３９となってはんだ３８に溶出する。次いで、図２３に示すように、端子部となる部分をはんだメッキ漕３７から引き上げると、端子部にはんだメッキ３６が固着する。
【０００７】
コイルの他の形態として、端子棒を有するものもある。図２４にその外観図を示す。コイルボビン２にコイル線が巻きつけられ、コイル部３が形成されている。端子部となる部分４１は、コイルボビン２から突出して配置された端子棒４０に数回巻きつけられている。図２１乃至図２３で述べたようなメッキ工程において、端子棒４０をはんだメッキ漕に浸すと、端子棒４０にはんだメッキが固着する。はんだメッキが固着した端子棒４０の断面図を図２５に示す。端子棒４０の周囲にはんだメッキ３６が固着され、樹脂の被覆が除去された線材９がはんだメッキ３６を介して端子棒４０と一体化される。
【０００８】
次に、はんだ噴流装置の動作について、図１０を参照して説明する。リード足がない面実装部品やリード足があるディスクリート部品などのはんだ付け部品を混載した基板を所定方向に搬送させながら、この基板に、噴流ノズルから噴出させた溶融はんだを供給して、はんだ付けを行うはんだ噴流装置は既に知られている。この種のはんだ噴流装置には、基板２０やはんだ付け部品にフラックスを塗布するフラックス塗布装置２３と、フラックスを良好に乾燥させるなどのためにはんだ付け部品や基板２０を予熱するパネルヒータなどからなる予熱装置２４と、基板２０やはんだ付け部品に溶融状態のはんだを供給する溶融はんだ供給部２５などとが、基板搬送方向Ａに沿って順に配置されており、基板２０は、その両側部を把持して搬送する対となった搬送コンベア２６により基板搬送経路２７に沿って搬送される。
【０００９】
溶融はんだ供給部２５は、電子部品を載せた基板２０に対してはんだ面全面に良好に溶融はんだを供給するための一次噴流ノズル２８と、はんだ供給済みの基板２０から、余分な溶融はんだを除去するための二次噴流ノズル２９とを備えている。これらの噴流ノズル２８、２９は溶融はんだが溜められているはんだディップ槽３０内に浸けられている。こうしたはんだ噴流装置については、特許文献１で詳しく説明されている。
【００１０】
一方、素子の端子部分を洗浄するプラズマ洗浄技術が最近用いられるようになってきた。その一例が、特許文献２に述べられている。特許文献２では、液晶表示素子の端子部分を処理する場合について説明されている。図２６において、液晶表示素子４２は、透明なガラス板或いはプラスチックフィルムからなる一対の基板４３を重ね合わせ、枠状のシール材（図示せず）を介して接合し、その両基板４３とシール材とで囲まれた空間内に液晶を封入してなる。一方の基板４３の一側縁部は他方の基板４３の一側縁部から突出し、この突出部分の内面が複数のＩＴＯ等の透明導電膜からなる端子４５が配列する端子部４４となっている。端子部４４には、例えばフレキシブル構造の駆動回路基板が異方導電性接着剤を介して接合されるが、この際、その端子部４４が塵埃や残渣等の異物で汚染されていると、その接合部に機械的な接着不良や電気的な接続不良が生じてしまう。
【００１１】
そこで、プラズマ照射器４６を用いて端子部４４の表面にプラズマ化したガス気流を照射することによって、端子部４４の表面に付着している異物を吹き飛ばしたり、前記異物に作用する化学的結合力を弱くして表面から分離させ、或いは前記異物そのものを化学的に分解して表面より除去して洗浄する。プラズマ照射器４６は陽極としてのノズル管４７と、このノズル管４７内に設けられた陰極としてのトーチ（図示せず）とからなり、ノズル管４７の先端部は先細状に絞られた照射口４７ａとなっている。洗浄時には、ノズル管４７内に反応用ガスとして例えば空気（大気）、窒素ガス（Ｎ_２），アルゴン（Ａｒ）等を供給しながら陽極であるノズル管４７と陰極であるトーチとの間にアーク放電を発生させる。これに応じてノズル管４７内の反応用ガスは加熱されて電離し、イオンと電子とになってプラズマ状態を形成する。このプラズマ化した反応用ガスはノズル管４７のスポット径５ｍｍの照射口４７ａからプラズマジェット４８として噴出し、端子部４４の表面に照射される。この際、液晶表示素子４２は例えば移動テーブル４９の上に載置し、プラズマ照射器４６は移動テーブル４９の上方の定位置に支持し、移動テーブル４９を液晶表示素子４２と共に端子部４４の長手方向に沿う方向に一定の速度で移動させながらノズル管４７の照射口４７ａから端子部４４の表面にプラズマジェット４８を照射する。これにより、端子部４４の表面の全体の領域に順次プラズマジェット４８が当たってその領域の汚染物質が吹き飛ばされたり、前記汚染物質に作用する化学的結合力が弱まって表面から分離し、或いは前記汚染物質そのものが化学的に分解しして汚染物質が順次除去され、端子部４４の表面の全体が清浄な状態に洗浄される。
【００１２】
そしてこの後、端子部４４の上に異方導電性接着剤を介して回路基板を接合する。端子部４４の表面は汚染物質が除去された清浄な状態にあり、したがって回路基板を良好な接合状態を保って端子部４４に接合することができる。
【００１３】
【特許文献１】
特開２０００−３５７８６５号公報
【特許文献２】
特開２００２−２８５９７号公報
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来例の電子部品の処理においては、環境に配慮したはんだの鉛フリー化に対応できないという問題点があった。
【００１５】
図２１乃至図２５を参照して説明した端子部へはんだをメッキする工程において、鉛入りはんだを鉛フリーはんだに置き換えると、正常に端子部へはんだをメッキすることができない。鉛フリーはんだは鉛入りはんだに比べて融点が高く、はんだメッキ漕内に鉛フリーはんだを溶解させて保持するには高温が必要となる。また、銅との混晶状態を形成しやすい鉛を含まない。したがって、溶解はんだに端子部となる部分の被覆線を浸すと、被覆された樹脂は剥離するものの、線材が酸化してはんだが線材に固着しない。或いは、線材の線径がφ０．１ｍｍ以下と細い場合、線材に熱応力が発生して樹脂が剥離したところが切断されてしまい、端子部となる部分そのものがはんだメッキ漕内に消失してしまう。
【００１６】
このような事情から、コイルの端子部においては、やむを得ず鉛入りはんだを用いた処理が行われていた。しかし、この場合、コイルをプリント基板に実装するはんだ噴流装置において、はんだディップ漕に端子部の鉛入りはんだから鉛が溶け出し、はんだディップ漕内のはんだにおける鉛含有率が徐々に上昇してしまう。鉛フリーはんだ付け工程においては、使用するはんだの鉛含有率を管理する必要があり、一般的には１％未満、より厳しい運用においては０．３％未満、０．２％未満といった基準が用いられている。しかし、上記のように鉛が混入すると、はんだ噴流装置を数日乃至数週間運転するごとに、はんだディップ漕内のはんだを総入れ替えして、鉛含有率の管理基準を維持する必要があり、大きな負担となっていた。
【００１７】
なお、特許文献２に紹介されているプラズマ洗浄技術は、あくまで導電性部分が露出した端子部を清浄化するための処理技術であり、鉛フリーはんだへの対応については一切述べられていない。
【００１８】
本発明は、上記従来の問題点に鑑み、端子部に鉛フリーはんだをメッキした電子部品と、電子部品の端子部に鉛フリーはんだをメッキする処理方法と処理装置、電子部品を鉛フリーはんだ実装工程に適応させる処理方法と処理装置を提供することを目的としている。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本願の第１発明の電子部品は、端子部を有する電子部品であって、端子部が、銅を主成分とする線材の表面に、厚さ１００ｎｍ未満の銅酸化膜を介して鉛含有率が１％未満のはんだがメッキされて成ることを特徴とする。
【００２０】
本願の第２発明の電子部品は、端子部を有する電子部品であって、端子部が、銅を主成分とする線材の微小な凹凸表面に、鉛含有率が１％未満のはんだがメッキされて成ることを特徴とする。
【００２１】
本願の第３発明の電子部品は、端子部を有する電子部品であって、端子部が、銅を主成分とする線材の表面に、フラックスを介して鉛含有率が１％未満のはんだがメッキされて成ることを特徴とする。
【００２２】
本願の第１、第２または第３発明の電子部品において、好適には、はんだの鉛含有率が０．５％未満であることが望ましい。さらに好適には、はんだの鉛含有率が０．３％未満であることが望ましい。
【００２３】
本願の第１、第２または第３発明の電子部品において、端子部が複数の線材から成る撚り線であってもよい。
【００２４】
本願の第１、第２または第３発明の電子部品は、とくに、端子部を成す線材と同一材料の線材の表面に樹脂が被覆された被覆線がコイルを構成している場合に格別の効果を奏する。
【００２５】
また、とくに、端子部を成す線材の線径がφ０．０１ｍｍ以上φ０．１ｍｍ以下である場合に格別の効果を奏する。
【００２６】
本願の第４発明の処理方法は、端子部を有する電子部品の処理方法であって、銅を主成分とし、かつ、表面が樹脂で被覆された被覆線にプラズマを照射するステップを含むことを特徴とする。
【００２７】
本願の第５発明の処理方法は、端子部を有する電子部品の処理方法であって、銅を主成分とする線材の表面に樹脂が被覆された被覆線の一部にプラズマを照射するステップと、プラズマを照射した部分で線材を切断するステップと、切断された被覆線を所定の形状に巻いてコイルを形成するステップを含むことを特徴とする。
【００２８】
本願の第４または第５発明の処理方法において、好適には、プラズマを照射した部分に、鉛含有率が１％未満のはんだをメッキして端子部を形成するステップを含むことが望ましい。
【００２９】
また、好適には、プラズマを照射した部分に、フラックスを塗布するステップと、フラックスを塗布した部分に、鉛含有率が１％未満のはんだをメッキして端子部を形成するステップを含むことが望ましい。
【００３０】
本願の第４または第５発明の処理方法において、希ガスを主体とするガスのプラズマを照射してもよいし、希ガスに酸素またはフッ素を含むガスを混合させたガスのプラズマを照射してもよい。また、好適には、大気圧プラズマを照射することが好ましい。
【００３１】
本願の第４または第５発明の処理方法は、電子部品の端子部をプリント基板に挿入するステップと、プリント基板をはんだ噴流装置にて処理して電子部品の端子部をプリント基板にはんだ付けするステップとを含む場合にも適用可能である。
【００３２】
この場合、好適には、はんだ噴流装置が、鉛含有率が１％未満のはんだをプリント基板に噴出させることが望ましい。
【００３３】
本願の第６発明の処理装置は、端子部を有する電子部品の処理装置であって、電子部品または電子部品の端子部をハンドリングするハンドラと、局所的にプラズマを発生させることのできるマイクロプラズマ源と、マイクロプラズマ源にガスを供給するガス供給装置と、マイクロプラズマ源または電子部品の端子部に電力を供給する電源とを備えたことを特徴とする。
【００３４】
本願の第６発明の処理装置において、好適には、はんだメッキ漕と、はんだメッキ槽を加熱するヒーターとを備えることが望ましい。
【００３５】
また、好適には、マイクロプラズマ源が、貫通穴が設けられた第一電極と、誘電体と、第二電極を備えることが望ましい。さらに好適には、誘電体に貫通穴が設けられており、第一電極に設けられた貫通穴と実質的に同軸状に配置されていることが望ましい。さらに好適には、第二電極にガス供給穴が設けられ、第一電極及び第二電極に設けられた貫通穴に向けてガスが噴出されるように構成されていることが望ましい。
【００３６】
或いは、本願の第６発明の処理装置において、好適には、マイクロプラズマ源が、貫通穴が設けられた誘電体製放電管と、放電管の近傍に設けられた第一電極と、放電管の近傍に設けられた第二電極を備えることが望ましい。
【００３７】
或いは、本願の第６発明の処理装置において、好適には、マイクロプラズマ源が、貫通穴が設けられた誘電体製放電管と、放電管の近傍に設けられたコイルまたはアンテナを備えることが望ましい。
【００３８】
或いは、本願の第６発明の処理装置において、好適には、マイクロプラズマ源が、凹部を有する誘電体と電極を備えることが望ましい。
【００３９】
或いは、本願の第６発明の処理装置において、好適には、マイクロプラズマ源が、凹部を有する電極を備えることが望ましい。
【００４０】
本願の第７発明の処理装置は、端子部を有する電子部品の処理装置であって、巻線機と、マイクロプラズマ源と、マイクロプラズマ源にガスを供給するガス供給装置と、マイクロプラズマ源または電子部品の端子部に電力を供給する電源と、はんだメッキ漕と、はんだメッキ漕を加熱するヒーターと、はんだ噴流装置を備えたことを特徴とする。
【００４１】
本願の第７発明の処理装置において、好適には、マイクロプラズマ源が、貫通穴が設けられた第一電極と、誘電体と、第二電極を備えることが望ましい。さらに好適には、誘電体に貫通穴が設けられており、第一電極に設けられた貫通穴と実質的に同軸状に配置されていることが望ましい。さらに好適には、第二電極にガス供給穴が設けられ、第一電極及び第二電極に設けられた貫通穴に向けてガスが噴出されるように構成されていることが望ましい。
【００４２】
或いは、本願の第７発明の処理装置において、好適には、マイクロプラズマ源が、貫通穴が設けられた誘電体製放電管と、放電管の近傍に設けられた第一電極と、放電管の近傍に設けられた第二電極を備えることが望ましい。
【００４３】
或いは、本願の第７発明の処理装置において、好適には、マイクロプラズマ源が、貫通穴が設けられた誘電体製放電管と、放電管の近傍に設けられたコイルまたはアンテナを備えることが望ましい。
【００４４】
或いは、本願の第７発明の処理装置において、好適には、マイクロプラズマ源が、凹部を有する誘電体と電極を備えることが望ましい。
【００４５】
或いは、本願の第７発明の処理装置において、好適には、マイクロプラズマ源が、凹部を有する電極を備えることが望ましい。
【００４６】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について、図１乃至図１１を参照して説明する。
【００４７】
図１は、端子となる部分の樹脂被覆を除去するためのマイクロプラズマ処理装置の概略構成を示す斜視図である。図１において、コイル１は、コイルボビン２、コイル部３と、後の工程を経て端子部となる部分４から成る。巻線機などを用いて、コイル部３を構成する導線はコイルボビン２に巻きつけられている。コイル部３を構成する導線は、一般に、銅を主成分とする線材の表面に樹脂が被覆された被覆線であり、一般にエナメル線と呼ばれている。電子部品としてのコイル１をハンドリングするハンドラ５は、図中の矢印のような可動構造を成し、コイル１をつかんだまま昇降運動できる。マイクロプラズマ源６には、ガス供給装置７と電源８が接続されており、局所的にプラズマを発生させることができる。
【００４８】
図２は、マイクロプラズマ源６と端子部となる部分４の断面図である。メッキ処理前は、端子部となる部分４は被覆線の形態を有し、銅を主成分とする線材９の表面に、樹脂１０が被覆されている。マイクロプラズマ源６は、貫通穴が設けられた第一電極１１、誘電体１２、第二電極１３、ガスノズル１４から成り、第一電極１１と第二電極１３の間に電圧を印加することにより、第一電極１１に設けられた貫通穴内にプラズマ１５が発生する。第一電極１１と第二電極１３の間に印加する電圧は、数百ｋＨｚ〜数ＧＨｚの高周波電圧でもよいし、高周波をパルス変調したものでもよく、或いは、パルス状の直流電圧でもよい。第一電極１１と線材９の間にアーク放電が生じると、線材９が溶解・飛散して消失する恐れがあるため、第二電極１３に高電圧を印加して、第一電極１１を接地することが好ましい。発生させるプラズマは、希ガスを主体とするガスのプラズマであってもよく、或いは、希ガスに酸素またはフッ素を含むガス（ＣＦ_４、ＳＦ_６など）を混合させたガスのプラズマであってもよい。また、このようなプラズマ源は数Ｐａから数気圧まで動作可能であるが、典型的には１００００Ｐａから３気圧程度の範囲の圧力で動作する。とくに、大気圧付近での動作は、厳重な密閉構造や特別な排気装置が不要であるとともに、プラズマや活性粒子の拡散が適度に抑制されるため、とくに好ましい。
【００４９】
図３は、端子部となる部分にプラズマを照射している状態の断面図である。ハンドラ５を操作して、端子部となる部分４をプラズマ１５中に挿入し、プラズマを照射する。すると、プラズマ中の活性粒子が被覆された樹脂１０と反応して揮発し、端子となる部分の先端部において線材９が露出する。希ガスは大気圧付近で放電しやすいという利点があるが、酸素またはフッ素を含むガス（ＣＦ_４、ＳＦ_６など）を混合させた方が高速に処理できるという利点がある。しかし、Ｆを含むガスはヘリウムなどの希ガスに比べて高価であるため、端子部となる部分４を挿入したときにだけ供給するようにしてもよい。或いは、端子部となる部分４を挿入してからガスを供給してプラズマを発生させてもよい。このようなプラズマは非平衡プラズマと呼ばれ、電離を担う電子の温度は数万℃と高いが、イオンや中性粒子の温度は数百〜数千℃と低く、被覆した樹脂のみを効果的に揮発させつつ、線材への熱的・機械的ダメージが極めて小さいという利点がある。また、仮に、従来例で示したプラズマ洗浄装置を用いて端子部を処理しても、線材の周囲の一部のみの樹脂が除去されるに過ぎないが、本実施形態においては、線材の全周に渡って樹脂を除去することができるという点において格段に優れている。
【００５０】
次に、図４に示すように、ハンドラ５を操作して端子部となる部分４を引き上げる。このとき、線材の材質、温度、酸素や水蒸気の濃度などの処理状況にも依るが、一般に、露出した線材９の表面には薄い自然酸化膜が成長する。その厚さは概ね１００ｎｍ未満であり、おおよそ５ｎｍ〜２０ｎｍである。
【００５１】
次に、図５に示すように、はんだメッキ漕１６の近くに端子部となる部分を移動させる。はんだメッキ漕１６の内部に鉛フリーはんだ１７（鉛含有率０．１％、錫及び銅を主成分とする）が溶解した状態（２６０℃）で準備されている。はんだメッキ漕１６の周囲には、はんだメッキ槽を加熱するヒーター１８が配置されている。鉛はんだにおけるはんだメッキ漕よりも低温となっているのは、樹脂を溶解・剥離させる必要がないためである。このため、極めて細い線材であっても、線材に熱応力が発生して樹脂が剥離したところが切断されたり、端子部となる部分そのものがはんだメッキ漕内に消失してしまうことがない。
【００５２】
次いで、図６に示すように、ハンドラを操作して端子部となる部分をはんだメッキ漕１６に浸した後、図７に示すように、ハンドラを操作して端子部となる部分を引き上げると、鉛フリーはんだが線材９の先端部にはんだメッキ１９が固着する。
【００５３】
このようにして、図８に示すような、適切に端子処理されたコイル１ができあがる。
【００５４】
次いで、このようなコイルを、図９に示すようにプリント基板２０に装着する。プリント基板２０に設けられた貫通穴に端子部を挿入する。
【００５５】
次に、図１０に示すような鉛フリーのはんだ噴流装置２２で処理することで、端子部とランド２１がはんだ３１によって接続され、図１１に示すようにはんだ付け処理が完了する。図１０において、基板２０やはんだ付け部品にフラックスを塗布するフラックス塗布装置２３と、フラックスを良好に乾燥させるなどのためにはんだ付け部品や基板２０を予熱するパネルヒータなどからなる予熱装置２４と、基板２０やはんだ付け部品に溶融状態のはんだを供給する溶融はんだ供給部２５などとが、基板搬送方向Ａに沿って順に配置されており、基板２０は、その両側部を把持して搬送する対となった搬送コンベア２６により基板搬送経路２７に沿って搬送される。
【００５６】
溶融はんだ供給部２５は、電子部品を載せた基板２０に対してはんだ面全面に良好に溶融はんだを供給するための一次噴流ノズル２８と、はんだ供給済みの基板２０から、余分な溶融はんだを除去するための二次噴流ノズル２９とを備えている。これらの噴流ノズル２８、２９は溶融はんだが溜められているはんだディップ槽３０内に浸けられている。
【００５７】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について、図１２を参照して説明する。図１２は、端子部にプラズマを照射するためのマイクロプラズマ源の一例を示す断面図である。図１２において、メッキ処理前は、端子部となる部分４は被覆線の形態を有し、銅を主成分とする線材９の表面に、樹脂１０が被覆されている。マイクロプラズマ源６は、貫通穴が設けられた第一電極１１、貫通穴が設けられた誘電体１２、第二電極１３、ガスノズル１４から成る。誘電体１２に設けられた貫通穴は、第一電極１１に設けられた貫通穴と実質的に同軸状に配置されている。第一電極１１と第二電極１３の間に電圧を印加することにより、第一電極１１及び誘電体１２に設けられた貫通穴内にプラズマ１５が発生する。第一電極１１と第二電極１３の間に印加する電圧は、数百ｋＨｚ〜数ＧＨｚの高周波電圧でもよいし、高周波をパルス変調したものでもよく、或いは、パルス状の直流電圧でもよい。第一電極１１と線材９の間にアーク放電が生じると、線材９が溶解・飛散して消失する恐れがあるため、第二電極１３に高電圧を印加して、第一電極１１を接地することが好ましい。
【００５８】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について、図１３を参照して説明する。図１３は、端子部にプラズマを照射するためのマイクロプラズマ源の一例を示す断面図である。図１３において、メッキ処理前は、端子部となる部分４は被覆線の形態を有し、銅を主成分とする線材９の表面に、樹脂１０が被覆されている。マイクロプラズマ源６は、貫通穴が設けられた第一電極１１、貫通穴が設けられた誘電体１２、第二電極１３、ガス供給穴３２から成る。誘電体１２に設けられた貫通穴は、第一電極１１に設けられた貫通穴と実質的に同軸状に配置されている。ガス供給穴３２からは、第一電極１１及び第二電極１３に設けられた貫通穴に向けてガスが噴出される。第一電極１１と第二電極１３の間に電圧を印加することにより、第一電極１１及び誘電体１２に設けられた貫通穴内にプラズマ１５が発生する。第一電極１１と第二電極１３の間に印加する電圧は、数百ｋＨｚ〜数ＧＨｚの高周波電圧でもよいし、高周波をパルス変調したものでもよく、或いは、パルス状の直流電圧でもよい。第一電極１１と線材９の間にアーク放電が生じると、線材９が溶解・飛散して消失する恐れがあるため、第二電極１３に高電圧を印加して、第一電極１１を接地することが好ましい。このような構成では、ガス供給穴３２から吹き出したガスが全てプラズマが発生している空間中を通過するため、ガスの利用効率が高いという利点がある。
【００５９】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について、図１４を参照して説明する。図１４は、端子部にプラズマを照射するためのマイクロプラズマ源の一例を示す断面図である。図１４において、メッキ処理前は、端子部となる部分４は被覆線の形態を有し、銅を主成分とする線材９の表面に、樹脂１０が被覆されている。マイクロプラズマ源６は、貫通穴が設けられた誘電体製放電管３３と、放電管の近傍に設けられた第一電極１１と、放電管の近傍に設けられた第二電極１３とから成り、ガスは図中下方から上方へ向けて放電管３３内に供給される。第一電極１１と第二電極１３の間に電圧を印加することにより、放電管３３内にプラズマ１５が発生する。第一電極１１と第二電極１３の間に印加する電圧は、数百ｋＨｚ〜数ＧＨｚの高周波電圧でもよいし、高周波をパルス変調したものでもよく、或いは、パルス状の直流電圧でもよい。第一電極１１と線材９の間にアーク放電が生じると、線材９が溶解・飛散して消失する恐れがあるため、第二電極１３に高電圧を印加して、第一電極１１を接地することが好ましい。このような構成では、プラズマが電極と接触しないため、電極の寿命が長いという利点がある。
【００６０】
（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態について、図１５参照して説明する。図１５は、端子部にプラズマを照射するためのマイクロプラズマ源の一例を示す断面図である。図１５において、メッキ処理前は、端子部となる部分４は被覆線の形態を有し、銅を主成分とする線材９の表面に、樹脂１０が被覆されている。マイクロプラズマ源６は、貫通穴が設けられた誘電体製放電管３３と、放電管の近傍に設けられたコイル３４とから成り、ガスは図中下方から上方へ向けて放電管３３内に供給される。コイル３４に高周波電圧を印加して、コイル３４に大きな電流を流すことにより、誘導結合性のプラズマ１５が放電管３３内に発生する。コイル３４に印加する電圧は、数百ｋＨｚ〜数ＧＨｚの高周波電圧でもよいし、高周波をパルス変調したものでもよく、或いは、パルス状の直流電圧でもよい。また、コイル３４が過熱しないように、コイル３４の内部または外部に冷媒を流すことが好ましい。このような構成では、電極が不要なため、プラズマ源の寿命が長くなるという利点がある。コイル３４は、一般に一端が高周波電源に、他端が接地されるが、他端を開放したアンテナを用いてもよい。
【００６１】
（第６実施形態）
次に、本発明の第６実施形態について、図１６参照して説明する。図１６は、端子部にプラズマを照射するためのマイクロプラズマ源の一例を示す断面図である。図１６において、メッキ処理前は、端子部となる部分４は被覆線の形態を有し、銅を主成分とする線材９の表面に、樹脂１０が被覆されている。マイクロプラズマ源６は、凹部を有する誘電体１２と、電極３５とから成り、ガスはガス供給穴３２から誘電体１２の凹部に供給される。電極３５に高周波電圧を印加すると、誘電体１２の凹部にプラズマ１５が発生する。電極３５に印加する電圧は、数百ｋＨｚ〜数ＧＨｚの高周波電圧でもよいし、高周波をパルス変調したものでもよく、或いは、パルス状の直流電圧でもよい。このような構成では、電極３５と線材９の間に強いストリーマ状の放電が起きる場合があり、アークに移行しないよう条件を調整すれば、極めて高速に処理できるという利点がある。
【００６２】
（第７実施形態）
次に、本発明の第７実施形態について、図１７参照して説明する。図１７は、端子部にプラズマを照射するためのマイクロプラズマ源の一例を示す断面図である。図１７において、メッキ処理前は、端子部となる部分４は被覆線の形態を有し、銅を主成分とする線材９の表面に、樹脂１０が被覆されている。マイクロプラズマ源６は、凹部を有する電極３５から成り、ガスはガス供給穴３２から電極３５の凹部に供給される。電極３５に高周波電圧を印加すると、電極３５の凹部にプラズマ１５が発生する。電極３５に印加する電圧は、数百ｋＨｚ〜数ＧＨｚの高周波電圧でもよいし、高周波をパルス変調したものでもよく、或いは、パルス状の直流電圧でもよい。このような構成では、電極３５と線材９の間に強いストリーマ状の放電が起きる場合があり、アークに移行しないよう条件を調整すれば、極めて高速に処理できるという利点がある。
【００６３】
以上述べた本発明の実施形態において、プラズマ源としていくつかの構成例を示したが、様々なプラズマ源を用いることができる。
【００６４】
また、マイクロプラズマ源にて処理する際に、線材に直流電圧または高周波電力を供給することにより、プラズマ中のイオンを引き込む作用を強めることも可能である。この場合、処理速度が大きくなるという利点がある。
【００６５】
また、鉛含有率が０．１％のはんだを端子部にメッキする場合を例示したが、本発明は、鉛含有率が１％未満のはんだがメッキされている電子部品を提供可能である。このような電子部品を用いることにより、はんだ噴流装置内のはんだディップ漕への鉛の混入を実質的に激減させることが可能となる。しかし、はんだ噴流装置内のはんだディップ漕への鉛の混入をさらに小さくするには、はんだの鉛含有率が０．５％未満であることが好ましく、さらに、はんだの鉛含有率が０．３％未満であることが好ましい。
【００６６】
また、線材を被覆している樹脂をマイクロプラズマにより除去する際の条件を適切に調整することにより、樹脂を除去した後の線材の表面に微小な凹凸を形成することが可能となる。このような微小な凹凸表面には、鉛入りはんだよりも濡れ性が悪い鉛フリーはんだであっても付着しやすくなり、信頼性の高い端子部の形成が可能となる。
【００６７】
また、線材を被覆している樹脂をマイクロプラズマにより除去した後、端子部にフラックスを塗布し、次いで鉛含有率の小さいはんだをメッキしてもよく、このような処理により、信頼性の高い端子部が得られる。
【００６８】
また、以上述べた本発明の実施形態においては、各端子部が単一の線材から成る場合を例示したが、端子部が複数の線材から成る撚り線であっても、本発明の適用は可能である。プラズマはガス状であるため、撚り線の隙間にも活性粒子を作用させることができるため、撚り線のままマイクロプラズマ処理することによっても、適切な端子状態を得ることが可能である。
【００６９】
また、本発明は、とくに端子部を成す線材の線径がφ０．０１ｍｍ以上φ０．１ｍｍ以下である場合に格別の効果を奏する。線径がφ０．０１ｍｍ未満の線材は取扱が困難であり、本発明で述べたような処理は適さない。一方、線径が０．１ｍｍよりも大きい場合は、刃物状の工具を用いて樹脂の被覆を削り取ることも可能であり、プラズマ処理は必ずしも必要ではない。
【００７０】
また、電子部品としてのコイルを形成した後、端子部をプラズマ処理する場合を例示したが、被覆線の状態で端子を処理した後、コイルを形成してもよい。この場合、銅を主成分とする線材の表面に樹脂が被覆された被覆線の一部にプラズマを照射するステップと、プラズマを照射した部分で線材を切断するステップと、切断された被覆線を所定の形状に巻いてコイルを形成するステップを含む処理方法を用いる。
【００７１】
また、はんだ噴流装置のはんだディップ漕内のはんだにおける鉛含有率が０．１％である場合を例示したが、はんだ噴流装置のはんだディップ漕内のはんだにおける鉛含有率が１％未満である場合に本発明は格別の効果を奏する。このような鉛含有率が低い場合において、とくに端子部からの鉛の混入に敏感であるためである。
【００７２】
また、端子部を有する電子部品の処理装置として、巻線機と、マイクロプラズマ源と、マイクロプラズマ源にガスを供給するガス供給装置と、マイクロプラズマ源または電子部品の端子部に電力を供給する電源と、はんだメッキ漕と、はんだメッキ漕を加熱するヒーターと、はんだ噴流装置を備えた処理装置を構成することで、一連の処理を短時間で処理することが可能である。
【００７３】
また、コイルの他の形態として、端子棒を有するものについても、本発明は適用可能である。
【００７４】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本願の第１発明の電子部品によれば、端子部を有する電子部品であって、端子部が、銅を主成分とする線材の表面に、厚さ１００ｎｍ未満の銅酸化膜を介して鉛含有率が１％未満のはんだがメッキされて成るため、端子部に鉛フリーはんだをメッキした電子部品を提供することができる。
【００７５】
また、本願の第２発明の電子部品によれば、端子部を有する電子部品であって、端子部が、銅を主成分とする線材の微小な凹凸表面に、鉛含有率が１％未満のはんだがメッキされて成るため、端子部に鉛フリーはんだをメッキした電子部品を提供することができる。
【００７６】
また、本願の第３発明の電子部品によれば、端子部を有する電子部品であって、端子部が、銅を主成分とする線材の表面に、フラックスを介して鉛含有率が１％未満のはんだがメッキされて成るため、端子部に鉛フリーはんだをメッキした電子部品を提供することができる。
【００７７】
また、本願の第４発明の処理方法によれば、端子部を有する電子部品の処理方法であって、銅を主成分とし、かつ、表面が樹脂で被覆された被覆線にプラズマを照射するステップを含むため、電子部品の端子部に鉛フリーはんだをメッキすることができる。
【００７８】
また、本願の第５発明の処理方法によれば、端子部を有する電子部品の処理方法であって、銅を主成分とする線材の表面に樹脂が被覆された被覆線の一部にプラズマを照射するステップと、プラズマを照射した部分で線材を切断するステップと、切断された被覆線を所定の形状に巻いてコイルを形成するステップを含むため、電子部品の端子部に鉛フリーはんだをメッキすることができる。
【００７９】
また、本願の第６発明の処理装置によれば、端子部を有する電子部品の処理装置であって、電子部品または電子部品の端子部をハンドリングするハンドラと、局所的にプラズマを発生させることのできるマイクロプラズマ源と、マイクロプラズマ源にガスを供給するガス供給装置と、マイクロプラズマ源または電子部品の端子部に電力を供給する電源とを備えたため、電子部品の端子部に鉛フリーはんだをメッキすることができる。
【００８０】
また、本願の第７発明の処理装置によれば、端子部を有する電子部品の処理装置であって、巻線機と、マイクロプラズマ源と、マイクロプラズマ源にガスを供給するガス供給装置と、マイクロプラズマ源または電子部品の端子部に電力を供給する電源と、はんだメッキ漕と、はんだメッキ漕を加熱するヒーターと、はんだ噴流装置を備えたため、電子部品を鉛フリーはんだ実装工程に適応させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態で用いたマイクロプラズマ処理装置の概略構成を示す斜視図
【図２】マイクロプラズマ源と端子部となる部分の断面図
【図３】端子部となる部分にプラズマを照射している状態を示す断面図
【図４】端子部となる部分を引き上げた状態を示す断面図
【図５】はんだメッキ漕の近くに端子部となる部分を移動させた状態を示す断面図
【図６】端子部となる部分をはんだメッキ漕に浸した状態を示す断面図
【図７】端子部となる部分を引き上げた状態を示す断面図
【図８】端子処理されたコイルの外観を示す斜視図
【図９】コイルをプリント基板に装着した状態を示す断面図
【図１０】はんだ噴流装置の概略構成を示す断面図
【図１１】はんだ付け処理が完了した状態を示す断面図
【図１２】本発明の第２実施形態で用いたマイクロプラズマ源の概略構成を示す断面図
【図１３】本発明の第３実施形態で用いたマイクロプラズマ源の概略構成を示す断面図
【図１４】本発明の第４実施形態で用いたマイクロプラズマ源の概略構成を示す断面図
【図１５】本発明の第５実施形態で用いたマイクロプラズマ源の概略構成を示す断面図
【図１６】本発明の第６実施形態で用いたマイクロプラズマ源の概略構成を示す断面図
【図１７】本発明の第７実施形態で用いたマイクロプラズマ源の概略構成を示す断面図
【図１８】コイルの外観を示す斜視図
【図１９】端子処理されたコイルの外観を示す斜視図
【図２０】コイルをプリント基板に装着した状態を示す断面図
【図２１】従来例においてはんだメッキ漕の近くに端子部となる部分を移動させた状態を示す断面図
【図２２】従来例において端子部となる部分をはんだメッキ漕に浸した状態を示す断面図
【図２３】従来例において端子部となる部分を引き上げた状態を示す断面図
【図２４】端子棒を有するコイルの外観を示す斜視図
【図２５】はんだメッキが固着した端子棒の断面図
【図２６】プラズマ洗浄装置の概略構成を示す斜視図
【符号の説明】
１コイル
２コイルボビン
３コイル部
４端子部となる部分
５ハンドラ
６マイクロプラズマ源
７ガス供給装置
８高周波電源

Claims

端子部を有する電子部品であって、端子部が、銅を主成分とする線材の表面に、厚さ１００ｎｍ未満の銅酸化膜を介して鉛含有率が１％未満のはんだがメッキされて成ることを特徴とする電子部品。
端子部を有する電子部品であって、端子部が、銅を主成分とする線材の微小な凹凸表面に、鉛含有率が１％未満のはんだがメッキされて成ることを特徴とする電子部品。
端子部を有する電子部品であって、端子部が、銅を主成分とする線材の表面に、フラックスを介して鉛含有率が１％未満のはんだがメッキされて成ることを特徴とする電子部品。
はんだの鉛含有率が０．５％未満であることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の電子部品。
はんだの鉛含有率が０．３％未満であることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の電子部品。
端子部が複数の線材から成る撚り線であることを特徴とする１〜３の何れか一項に記載の電子部品。
端子部を成す線材と同一材料の線材の表面に樹脂が被覆された被覆線がコイルを構成していることを特徴とする１〜３の何れか一項に記載の電子部品。
端子部を成す線材の線径がφ０．０１ｍｍ以上φ０．１ｍｍ以下であることを特徴とする１〜３の何れか一項に記載の電子部品。
端子部を有する電子部品の処理方法であって、銅を主成分とし、かつ、表面が樹脂で被覆された被覆線にプラズマを照射するステップを含むことを特徴とする処理方法。
端子部を有する電子部品の処理方法であって、銅を主成分とする線材の表面に樹脂が被覆された被覆線の一部にプラズマを照射するステップと、プラズマを照射した部分で線材を切断するステップと、切断された被覆線を所定の形状に巻いてコイルを形成するステップを含むことを特徴とする処理方法。
プラズマを照射した部分に、鉛含有率が１％未満のはんだをメッキして端子部を形成するステップを含むことを特徴とする請求項９または１０記載の処理方法。
プラズマを照射した部分に、フラックスを塗布するステップと、フラックスを塗布した部分に、鉛含有率が１％未満のはんだをメッキして端子部を形成するステップを含むことを特徴とする請求項９または１０記載の処理方法。
希ガスを主体とするガスのプラズマを照射することを特徴とする請求項９または１０記載の処理方法。
希ガスに酸素またはフッ素を含むガスを混合させたガスのプラズマを照射することを特徴とする請求項９または１０記載の処理方法。
大気圧プラズマを照射することを特徴とする請求項９または１０記載の処理方法。
電子部品の端子部をプリント基板に挿入するステップと、プリント基板をはんだ噴流装置にて処理して電子部品の端子部をプリント基板にはんだ付けするステップとを含むことを特徴とする請求項９または１０記載の処理方法。
はんだ噴流装置が、鉛含有率が１％未満のはんだをプリント基板に噴出させることを特徴とする請求項１６記載の処理方法。
端子部を有する電子部品の処理装置であって、電子部品または電子部品の端子部をハンドリングするハンドラと、局所的にプラズマを発生させることのできるマイクロプラズマ源と、マイクロプラズマ源にガスを供給するガス供給装置と、マイクロプラズマ源または電子部品の端子部に電力を供給する電源とを備えたことを特徴とする処理装置。
はんだメッキ漕と、はんだメッキ槽を加熱するヒーターとを備えたことを特徴とする請求項１８記載の処理装置。
マイクロプラズマ源が、貫通穴が設けられた第一電極と、誘電体と、第二電極を備えたことを特徴とする請求項１８記載の処理装置。
誘電体に貫通穴が設けられており、第一電極に設けられた貫通穴と実質的に同軸状に配置されていることを特徴とする請求項２０記載の処理装置。
第二電極にガス供給穴が設けられ、第一電極及び第二電極に設けられた貫通穴に向けてガスが噴出されるように構成されていることを特徴とする請求項２１記載の処理装置。
マイクロプラズマ源が、貫通穴が設けられた誘電体製放電管と、放電管の近傍に設けられた第一電極と、放電管の近傍に設けられた第二電極を備えたことを特徴とする請求項１８記載の処理装置。
マイクロプラズマ源が、貫通穴が設けられた誘電体製放電管と、放電管の近傍に設けられたコイルまたはアンテナを備えたことを特徴とする請求項１８記載の処理装置。
マイクロプラズマ源が、凹部を有する誘電体と電極を備えたことを特徴とする請求項１８記載の処理装置。
マイクロプラズマ源が、凹部を有する電極を備えたことを特徴とする請求項１８記載の処理装置。
端子部を有する電子部品の処理装置であって、巻線機と、マイクロプラズマ源と、マイクロプラズマ源にガスを供給するガス供給装置と、マイクロプラズマ源または電子部品の端子部に電力を供給する電源と、はんだメッキ漕と、はんだメッキ漕を加熱するヒーターと、はんだ噴流装置を備えたことを特徴とする処理装置。
マイクロプラズマ源が、貫通穴が設けられた第一電極と、誘電体と、第二電極を備えたことを特徴とする請求項２７記載の処理装置。
誘電体に貫通穴が設けられており、第一電極に設けられた貫通穴と実質的に同軸状に配置されていることを特徴とする請求項２８記載の処理装置。
第二電極にガス供給穴が設けられ、第一電極及び第二電極に設けられた貫通穴に向けてガスが噴出されるように構成されていることを特徴とする請求項２９記載の処理装置。
マイクロプラズマ源が、貫通穴が設けられた誘電体製放電管と、放電管の近傍に設けられた第一電極と、放電管の近傍に設けられた第二電極を備えたことを特徴とする請求項２７記載の処理装置。
マイクロプラズマ源が、貫通穴が設けられた誘電体製放電管と、放電管の近傍に設けられたコイルまたはアンテナを備えたことを特徴とする請求項２７記載の処理装置。
マイクロプラズマ源が、凹部を有する誘電体と電極を備えたことを特徴とする請求項２７記載の処理装置。
マイクロプラズマ源が、凹部を有する電極を備えたことを特徴とする請求項２７記載の処理装置。