JP3818832B2 - はんだ付け方法 - Google Patents
はんだ付け方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3818832B2 JP3818832B2 JP2000195882A JP2000195882A JP3818832B2 JP 3818832 B2 JP3818832 B2 JP 3818832B2 JP 2000195882 A JP2000195882 A JP 2000195882A JP 2000195882 A JP2000195882 A JP 2000195882A JP 3818832 B2 JP3818832 B2 JP 3818832B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- soldering
- solder
- flux
- printed wiring
- wiring board
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Landscapes
- Molten Solder (AREA)
- Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品を搭載したプリント配線板のような板状の被はんだ付けワークをＳｎ―Ｚｎ系はんだ（錫―亜鉛系はんだ）の溶融はんだに接触させることで、この被はんだ付けワークの被はんだ付け部にＳｎ―Ｚｎ系はんだの溶融はんだを供給してはんだ付けを行うはんだ付け方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品を搭載したプリント配線板のはんだ付けには、Ｓｎ―Ｐｂ系はんだ（錫―鉛系はんだ特には錫―鉛共晶はんだ）が使用されてきた。このはんだを使用したはんだ付け部は、電気的接続性にも機械的接続性にも優れていて、今日までに産業および生活のあらゆる分野に多くの電子機器を提供することを可能としてきた優れた生産材である。
【０００３】
しかし、廃棄された電子機器に使用されているプリント配線板から、酸性雨等に促進されて鉛（Ｐｂ）が溶けだして地下水等を汚染し、その毒性が環境や人体に影響を与え環境負荷が大きいことが問題となっている。そのため、従来使用されていたＳｎ―Ｐｂ系はんだに代わって鉛を使用しない鉛フリーはんだとその鉛フリーはんだを使用したはんだ付け技術の開発が進められている。
【０００４】
鉛フリーはんだとして有力視されているはんだは、Ｓｎ―Ａｇ―Ｃｕ（錫―銀―銅）系はんだやＳｎ―Ａｇ―Ｂｉ（錫―銀―ビスマス）系はんだ、Ｓｎ―Ｃｕ（錫―銅）系はんだである。しかし、これらのはんだはクリープ強度についてはＳｎ―Ｐｂ系はんだよりも強いものの、リフトオフ現象を生じてはんだ付け不良を生じやすい問題も有している。
【０００５】
また、融点（２１０℃〜２２０℃程度）が高く、従来のＳｎ―Ｐｂ系はんだに比較してはんだ付け温度を２５０℃以上の高い温度ではんだ付けする必要があり、プリント配線板とそこに搭載されている電子部品に従来以上に熱ストレスを与える問題もある。さらに、これらのはんだは一般的に高価であり、銀の毒性についても懸念されている。
【０００６】
他方で、Ｓｎ―Ｚｎ系はんだは、融点（１９０℃〜２００℃程度）が低く、リフトオフ現象を生じることもなく、はんだ付け強度が大きく、安価である等々の特徴を有している。
【０００７】
しかし、Ｚｎは活性であり大気中の酸素と結合して安定な酸化膜を形成するため、プリント配線板の被はんだ付けランド等の銅（Ｃｕ）に対する濡れ性が悪くなりやすく、プリント配線板を大量生産する際に、Ｓｎ―Ｚｎ系はんだを使用してフローはんだ付けを行う事例は無く、その使用は諦められていた。
【０００８】
しかし、本発明者は、特願２０００−１１３０１４号の特許出願にも説明されているように、プリント配線板の予備加熱工程における酸素濃度を１０００ｐｐｍ以下とし、また、溶融はんだとプリント配線板とを接触させるはんだ付け工程における酸素濃度を５００ｐｐｍ以下とすることで、Ｓｎ―Ｚｎ系はんだを使用して良好な濡れ性を得ることが可能となり、大量生産を目的としたプリント配線板のフローはんだ付けを行うことができることを見いだした。
【０００９】
これは、―方でプリント配線板の被はんだ付けランド等の銅（Ｃｕ）表面の酸化を抑制し、他方で噴流するＳｎ―Ｚｎ系はんだの酸化、すなわちこの被はんだ付けランドや被はんだ付け部品の被はんだ付け端子やリード線に接触するところのＳｎ―Ｚｎ系はんだの噴流波表面に発生する酸化（特に亜鉛の酸化）を抑制し、このように酸化が抑制された両者を接触させることで良好な濡れ性のはんだ付けが行えるものである。
【００１０】
図３を参照して、前記特願２０００−１１３０１４号に記載した先願の技術を説明する。
【００１１】
図３は、先願のはんだ付け装置を説明するための縦断面図である。なお、窒素ガス（Ｎ2 ガス）供給系はシンボル図で示してある。
【００１２】
すなわち、多数の電子部品（不図示）を搭載したプリント配線板１を搬送する搬送コンベアは、仰角搬送（仰角θl ）の第１の搬送コンベア２と俯角搬送（俯角θ2 ）の第２の搬送コンベア３とにより構成してあり、これらの搬送コンベア２，３を覆うようにトンネル状チャンバ４を設けてある。このトンネル状チャンバ４の縦断面は、図３にも示すように「へ」の字状に構成してあり、水平面から搬入口５の高さと搬出口６の高さが同じ高さになるように構成してある。
【００１３】
第１および第２の搬送コンベア２，３は、図示しないがプリント配線板１の両側端部を保持する保持爪を備え、両側端部側に設けられ平行２条に構成されたコンベアフレームから成る。なお、幅の異なるプリント配線板１を保持できるように、通常は―方のコンベアフレームがプリント配線板１の幅方向に移動し調節できるように構成されている。図中の矢印Ａはプリント配線板１の搬送方向を示している。
【００１４】
また、第１の搬送コンベア２に沿ってトンネル状チャンバ４内に、プリント配線板１の予備加熱工程１７を構成するプリヒータ７と、はんだ付け工程１８を構成するはんだ槽８とが配設してある。
【００１５】
予備加熱工程１７のプリヒータ７は、予めフラックスが塗布されたプリント配線板１の予備加熱を行い、フラックスの前置的活性化とプリント配線板１および搭載電子部品に与えるヒートショックを軽減するために設けられている。
【００１６】
また、はんだ付け工程１８のはんだ槽８には図示しないヒータにより加熱されて溶融状態のＳｎ―Ｚｎ系はんだ（Ｓｎ―９Ｚｎはんだ）が収容してあり、この溶融はんだ９を第１のポンプ１０により第１の吹き口体１２に送出して第１の噴流波１３を形成する。また、第２のポンプ１１により第２の吹き口体１４に送出して第２の噴流波１５を形成する。そして、これら噴流波１３，１５をプリント配線板１の下方側の面すなわち被はんだ付け部が存在する被はんだ付け面に接触させることによりこの被はんだ付け部に溶融はんだ９を供給し、はんだ付けを行う。
【００１７】
また、プリヒータ７は、トンネル状チャンバ４内に設けられている。しかし、はんだ槽８は、トンネル状チャンバ４に開口４ａを設けてこの開口４ａから第１の噴流波１３と第２の噴流波１５とをトンネル状チャンバ４内に位置するように構成してある。なお、トンネル状チャンバ４の封止を維持するため、トンネル状チャンバ４に設けた開口４ａにはスカート４ｂを設け、このスカート４ｂをはんだ槽８の溶融はんだ９中に浸漬して完全な封止を実現している。
【００１８】
また、トンネル状チャンバ４内には、トンネルの長手方向すなわち搬送コンベア２，３の搬送方向Ａに沿って、多数の板状部材すなわち抑止板１６を設けてある。そしてこの抑止板１６は、その板面が搬送コンベア２，３の搬送方向Ａに対して直交するように設けてある。すなわち、この抑止板１６によりトンネル状チャンバ４内にラビリンス流路を形成し、このトンネル状チャンバ４内に不要な雰囲気流動が生じないように構成してある。
【００１９】
なお、この抑止板１６は、トンネル状チャンバ４の上壁から搬送コンベア２，３に向けて下向きに設けられているとともに、トンネル状チャンバ４の下壁から搬送コンベア２，３に向けて上向きに設けられている。
【００２０】
トンネル状チャンバ４内に不活性ガスであるＮ2 ガスを供給するノズル２０は、搬送方向Ａから見てはんだ槽８の後段側の抑止板１６間に設けてあり、流量調節弁２１および流量計２２によってトンネル状チャンバ４の上方側からのＮ2 ガス供給流量と下方側からのＮ2 ガス供給流量とを調節できるように構成してある。Ｎ2 ガスは、ボンベやＰＳＡ方式のＮ2 ガス供給装置２３から供給され、開閉弁２４および不純物を除去するフィルタ２５、目的とする供給圧力に調節する圧力制御弁２６を介して前記流量調節弁２１に供給される。圧力計２７は圧力モニタ用である。
【００２１】
Ｎ2 ガス供給流量は、図示しない酸素濃度計によりトンネル状チャンバ４内の酸素濃度を測定し、例えば、プリント配線板１と溶融はんだ９の噴流波１３，１５とが接触する領域であるはんだ付け工程１８の雰囲気をサンプリングして測定し、目的の酸素濃度になるように流量調節弁２１を調節して設定する。
【００２２】
さらに、必要があれば破線で示したように、予備加熱工程１７のプリヒータ７近傍に同様にしてＮ2 ガスを供給する流量調節弁３３，流量計３２およびノズル３１を設けるように構成し、このプリヒータ７近傍の雰囲気の酸素濃度を酸素濃度計で測定するように構成する。
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】
Ｓｎ―Ｚｎ系はんだを使用して良好な濡れ性のはんだ付けを行うためには、図３に示すようにそれを実現するためのはんだ付け装置が複雑で高価になる問題がある。すなわち、図３に示すように、極めて低い酸素濃度を予備加熱工程およびはんだ付け工程において安定に維持することができるようにするために、予備加熱工程およびはんだ付け工程を含めた長大なトンネル状チャンバを備えたはんだ付け装置が必要であり、そのためにはんだ付け装置が複雑で高価になる問題があった。
【００２４】
本発明の目的は、簡単は構成のはんだ付け装置においてもＳｎ―Ｚｎ系はんだを使用して良好なはんだ付けを行うことができるはんだ付け方法を確立することによって、プリント配線板等の被はんだ付けワークを安価に製造できるようにすることにある。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
本発明のはんだ付け方法は、塩素を含有したロジン系フラックスを被はんだ付けワークに塗布して、数１０００ｐｐｍオーダの酸素濃度雰囲気中でも、Ｓｎ―Ｚｎ系はんだを使用してはんだ付けを行えるように構成したところに特徴がある。
（１）低酸素濃度の不活性ガス雰囲気中で亜鉛を３〜１２％（重量％を表わす。以下同じ）含有したＳｎ―Ｚｎ系はんだの溶融はんだの噴流波に被はんだ付けワークを接触させてその被はんだ付け部に前記Ｓｎ―Ｚｎ系はんだを供給してはんだ付けを行うはんだ付け方法であって、塩素の含有量が０．０６％〜０．５％（重量％を表わす。以下同じ）のフラックスを予め前記被はんだ付けワークに塗布した後に前記Ｓｎ―Ｚｎ系はんだの溶融はんだの噴流波に接触させるようにしてはんだ付けを行うように構成する。
【００２６】
Ｓｎ―Ｚｎ（錫―亜鉛）系はんだに含まれるＺｎ（亜鉛）は、即座に大気中の酸素と結合して酸化亜鉛となり安定な酸化膜を形成する。そのため、被はんだ付けワークの被はんだ付け部に接触するＳｎ―Ｚｎ系はんだの噴流波表面の酸化亜鉛が、プリント配線板の銅ランド等の被はんだ付け部にＳｎ―Ｚｎ系はんだが濡れなくなる原因となっていた。そのため、低酸素濃度の不活性ガス雰囲気中であっても、化学的に活性な性質のＺｎがこのはんだ付けの雰囲気中に存在する僅かな酸素と結合して酸化しやすく、被はんだ付けワークと接触する噴流波表面に酸化亜鉛層が形成されやすい。そのために、良好なはんだ濡れ性を得るためには、極めて濃度の低い低酸素濃度雰囲気を形成する必要があった。
【００２７】
なお、ロジン系フラックスは、それに含まれる樹脂酸が酸化銅を容易に溶解して除去するので、プリント配線板の銅ランド等の酸化物を容易に除去できるが、他方の噴流波すなわちＳｎ―Ｚｎ系はんだの表面に発生する酸化亜鉛は容易に溶解・除去することができない。
【００２８】
しかし、塩素を０．０６％以上含むフラックスを使用することにより、このフラックス中の塩素が酸化亜鉛を容易に溶解して除去し、プリント配線板の銅ランド等に対して良好な濡れ性を得ることができるようになる。そのため、従来よりも比較的酸素濃度が高い雰囲気中（例えば、酸素濃度が２０００ｐｐｍ以下の窒素ガス雰囲気中）でも良好な濡れ性を得ることができるようになる。
【００２９】
なお、この塩素の含有量が０．５％を越えると、銅ランドや電子部品の端子やリード線等がはんだ付け後に腐食し易くなる。そのため、フラックスに含まれる塩素の含有量は０．０６％〜０．５％程度の範囲が適切である。
【００３０】
ちなみに、塩素の含有量が０．５％以上では、はんだ付け後のプリント配線板を洗浄する必要が生じてくる。
（２）前記（１）のはんだ付け方法において、塩素の含有量が０．０６％〜０．５％のロジン系フラックスを用い、これを予め前記被はんだ付けワークに塗布した後にＳｎ―Ｚｎ系はんだの溶融はんだの噴流波に接触させるようにしてはんだ付けを行うように構成する。
【００３１】
ロジン系フラックスはその樹脂酸が酸化銅を容易に溶解して除去する。そのため、被はんだ付けワーク例えばプリント配線板が予備加熱工程において加熱される際に発生する酸化を抑制することを目的としてこの予備加熱工程に低酸素濃度雰囲気を形成する必要がなくなる。すなわち、この予備加熱工程においてプリント配線板に塗布されたフラックスが前置的に活性化し、また、はんだ付け工程において溶融はんだに接触して完全に活性化し、その被はんだ付け部である銅ランド表面の酸化銅を除去することができるからである。
【００３２】
また、塩素の含有量が０．０６％〜０．５％のロジン系フラックスを被はんだ付けワークに塗布することにより、前記（１）で説明したように、このフラックス中の塩素が噴流波表面に形成される酸化亜鉛を容易に溶解して除去し、プリント配線板の銅ランド等に対して良好な濡れ性を得ることができるようになる。しかも、従来よりも比較的酸素濃度が高い雰囲気中（例えば、酸素濃度が２０００ｐｐｍ以下の窒素ガス雰囲気中）でも良好な濡れ性を得ることができるようになる。
【００３３】
なお、前記（１）と同様に、ロジン系フラックスに含まれる塩素の含有量が０．５％を越えると、銅ランドや電子部品の端子やリード線等がはんだ付け後に腐食し易くなる。そのため、含まれる塩素の含有量は０．０６％〜０．５％程度の範囲が適切である。
【００３４】
このように、本発明のはんだ付け方法では、予備加熱工程を低酸素濃度の不活性ガス雰囲気に維持する必要がなくなる。すなわち、このフラックスを塗布した被はんだ付けワーク例えばプリント配線板を大気中において予備加熱することができるようになる。したがって、図３に示すような長大なトンネル状チャンバが不要となり、はんだ付け工程にのみ低酸素濃度の不活性ガス雰囲気を形成する簡易な手段を設けるだけで良好な濡れ性のはんだ付けを行うことができるようになる。
【００３５】
もちろん、前記（１）のはんだ付け方法および（２）のはんだ付け方法は、図３に例示するはんだ付け装置を用いても実現できることは当然である。すなわち、予備加熱工程において、被はんだ付けワークの被はんだ付け部において不要な酸化を促進させることがないので、はんだ付け工程において良好なはんだ濡れ性を得て安定したはんだ付けができるからである。
【００３６】
【発明の実施の形態】
本発明のはんだ付け方法は、次のような実施形態例において実施することができる。
（１）構成
図１を参照して，本発明にかかるはんだ付け方法の実施形態例を説明する。
【００３７】
図１は、インライン接続されたフラックス塗布装置およびはんだ付け装置を示す縦断面図である。なお、Ｎ2 ガス供給系はシンボル図で示してある。
【００３８】
図１において、はんだ付け装置５０は、図３に示したトンネル状チャンバ４の前端部分および後端部分を切り落とした形状のショートフード４０を用いて，これをはんだ付け工程１８にのみ設け、このショートフード４０内にＮ2 ガスを供給してこのはんだ付け工程１８にのみ低酸素濃度のＮ2 ガス雰囲気を形成するように構成したはんだ付け装置である。このようなショートフード４０は、酸素濃度の値をそれ程低下させなくても良い場合に使用される例が多く、主に民生用のプリント配線板１の生産に使用される例が多い。また、はんだ付け装置５０も安価に製造することができる。
【００３９】
そして、俯角θ2 の搬送コンベアは無いが、その他の構成は図３に示すはんだ付け装置と同様であり、Ｎ2 ガス供給系の基本的な構成も図３に示すはんだ付け装置と同様である。なお、はんだ槽８にはＳｎ―Ｚｎ系はんだ（Ｓｎ−９Ｚｎはんだ）を収容してある。
【００４０】
一方、はんだ付け装置５０の搬入口５側には、フラックス塗布装置５１がインラインで設けてある。このフラックス塗布装置５１は、噴霧型のフラックス塗布装置であり、フラックスタンク４２に収容されたフラックス（塩素の含有量が０．０６％〜０．５％のロジン系フラックス）４３を噴霧ノズル４４から噴霧し、搬送コンベア２で搬送されるプリント配線板１の下方側の面すなわち被はんだ付け面にフラックス４３を塗着させて塗布する仕組みである。
【００４１】
そして、噴霧ノズル４４から噴霧されてプリント配線板１に塗着しなかったフラックス４３は、排気ファン４５に接続されたフード４６に案内されて吸い込まれ、この排気ファン４５の前段に設けたフィルタ４７により捕捉し除去し、清浄な雰囲気を排気する仕組みである。
【００４２】
なお、図１において、図３で用いた符号と同一の符号の説明は省略してある。
（２）作動
フラックス塗布装置５１において、矢印Ａ方向に搬送されたプリント配線板１は、その下方側の面すなわち被はんだ付け面に塩素の含有量が０．０６％〜０．５％のロジン系フラックス４３が塗布され、続いてはんだ付け装置５０の搬入口５に搬送される。
【００４３】
前記フラックス４３が塗布されたプリント配線板１は、搬送コンベア２により仰角θ1 で矢印Ａ方向に搬送され、予備加熱工程１７においてプリヒータ７によりその被はんだ付け部の温度が約１１０℃程度に予備加熱され、塗布されたフラックス４３の前置的活性化を行うとともに次工程のはんだ付け工程１８において発生するプリント配線板１およびその搭載電子部品（不図示）に対するヒートショクを緩和する。
【００４４】
続いて、プリント配線板１ははんだ付け工程１８に搬送され、このプリント配線板１の下方側の面すなわち被はんだ付け面を、温度が例えば約２４０℃程度の第１の噴流波１３および第２の噴流波１５に接触させ、その被はんだ付け部に溶融はんだ９を供給してはんだ付けを行う。この噴流波１３，１５との接触により、プリント配線板１に塗布されているフラックス４３が完全に活性化し、被はんだ付け部の酸化物の除去が行われて直ちに酸化表面を持たないプリント配線板１の被はんだ付け部と酸化表面を持たないＳｎ―Ｚｎ系はんだの溶融はんだ９が接触し、良好なはんだ濡れ性が得られる。そしてその後、搬出口６から搬出されてはんだ付けが完了する。
【００４５】
プリント配線板１に塗布したフラックス４３は、塩素の含有量が０．０６％〜０．５％のロジン系フラックスである。このロジン系フラックス４３はその樹脂酸が酸化銅を容易に溶解して除去し、このプリント配線板１の銅ランド等の被はんだ付け部表面の酸化物を除去する。
【００４６】
したがって、プリント配線板１の予備加熱工程１７を大気中で行うことができる。すなわち、この予備加熱工程１７においてプリント配線板１に塗布されたフラックス４３が前置的に活性化し、また、はんだ付け工程１８において溶融はんだ９に接触して完全に活性化し、その被はんだ付け部である銅ランド表面の酸化銅を除去することができるからである。
【００４７】
また、塩素の含有量が０．０６％〜０．５％のロジン系フラックス４３を被はんだ付けワークに塗布することにより、このフラックス４３中の塩素がプリント配線板１に接触するＳｎ―Ｚｎ系はんだの噴流波１３，１５の表面に発生する酸化亜鉛を容易に溶解して除去する。したがって、溶融したＳｎ―Ｚｎ系はんだは、プリント配線板１の銅ランド等に対して良好な濡れ性を得ることができるようになる。そのため、従来よりも比較的酸素濃度が高い例えば２０００ｐｐｍ程度の窒素ガス雰囲気中でも良好な濡れ性を得ることができるようになる。
【００４８】
すなわち、低酸素濃度の不活性ガス雰囲気中であっても、化学的に活性な性質のＺｎがこの雰囲気中に存在する僅かな酸素と結合して酸化し、被はんだ付けワークと接触する噴流波１３，１５の表面に酸化亜鉛層を形成しているのである。そして、この酸化亜鉛層を塩素の含有量が０．０６％〜０．５％のロジン系フラックスを使用することにより溶解除去できるので、酸素濃度が幾分高いＮ2 ガス雰囲気中でも良好な濡れ性を得ることができるのである。
【００４９】
ところで、このショートフード４０はその長さが短く直線状（「へ」の字状ではない）であり、その簡易で安価な構成により低酸素濃度のＮ2 ガス雰囲気を形成することを目的としているので、大気がこのショートフード４０内のはんだ付け工程１８に侵入し易く、このはんだ付け工程１８の酸素濃度を図３に示すはんだ付け装置のように極めて低くすることは難しい。しかし、本発明のはんだ付け方法を用いることにより、酸素濃度が２０００ｐｐｍ以下程度のＮ2 ガス雰囲気中でも、良好なはんだ濡れ性を得ることができる。
【００５０】
なお、ロジン系フラックス４３に含まれる塩素の含有量が０．５％を越えると、銅ランドや電子部品の端子やリード線等がはんだ付け後に腐食し易くなる。そのため、含まれる塩素の含有量は０．０６％〜０．５％程度の範囲が適切である。ちなみに、０．５％以上では、はんだ付け後の洗浄が必要となってくる。
【００５１】
このように、塩素の含有量が０．０６％〜０．５％のロジン系フラックス４３を予めプリント配線板１に塗布しておくことにより、予備加熱工程１７を低酸素濃度の不活性ガス雰囲気に維持する必要がなくなる。すなわち、大気中において予備加熱することができるようになる。したがって、図３に示すような長大なトンネル状チャンバ４が不要となり、図１に示すように、はんだ付け工程１８にのみショートフード４０を設けるだけの簡易で安価な手段を設けるだけでも良好な濡れ性のはんだ付けを行うことができるようになる。
【００５２】
ちなみに、ショートフード４０の技術例としては、特開平１０−２５８３５７号公報の技術がある。
【００５３】
【実施例】
図１に示すようなショートフード４０を備え、はんだ付け工程のみに低酸素濃度のＮ2 ガス雰囲気を形成するはんだ付け装置を使用して、はんだ付けを行った。プリント配線板１に塗布したフラックス４３は塩素を含有したロジン系フラックスである。また、はんだ付けに使用したプリント配線板１は、表面実装部品を搭載した被はんだ付けランド数７９０箇所の試験用プリント配線板である。
【００５４】
図２を参照して，はんだ付け工程における酸素濃度と不濡れ数との関係およびロジン系フラックス中の塩素の含有量と不濡れ数との関係を説明する。
【００５５】
図２は、本発明にかかるはんだ付け方法の実施例を説明するための図表であり、図２（ａ）ははんだ付け雰囲気中の酸素濃度に対する不濡れ数を表す図表で、プリント配線板に塗布したフラックスは塩素の含有量が０．０６％のロジン系フラックスである。また、図２（ｂ）はフラックス中の塩素の含有量に対する不濡れ数を表す図表で、はんだ付け工程の酸素濃度は２０００ｐｐｍである。
【００５６】
図２（ａ）に示すように、はんだ付け工程１８の酸素濃度が２０００ｐｐｍ以下になると不濡れ数が０になり、良好な濡れ性のはんだ付けを行えることがわかる。また、図２（ｂ）に示すように、プリント配線板に塗布したフラックスの塩素の含有量を０．０６％以上とすることにより不濡れ数が０になり、良好な濡れ性のはんだ付けを行えることがわかる。
【００５７】
従来においては、例えば「エレクトロニクスのはんだ付け」（総合電子出版社昭和５１年１月２０日 第１版）の第８１頁〜第９７頁に、特には第９２頁の図３．４９に説明されているように、塩素の含有量が増加するとはんだの濡れ広がりが良好になることが知られていた。
【００５８】
しかし、Ｓｎ―Ｚｎ系はんだを使用してフローはんだ付けを実用化した本発明のはんだ付け方法においては、従来不可能とされていたＳｎ―Ｚｎ系はんだを使用したフローはんだ付けを行うことが可能となり、良好な濡れ性を得るために特別の作用が存在している。
【００５９】
なお、この実施例は、図１においてプリント配線板１の搬送仰角θ1 を５°、プリント配線板１の搬送速度ＶA を０．８ｍ／ｍｉｎ、プリント配線板１の予備加熱温度ＴP を１１０℃、Ｓｎ―９Ｚｎはんだの温度ＴH を２４０℃、に設定して行った。
【００６０】
なお、フラックス４３中の塩素の含有量を大きくする程、はんだ付け工程１８における酸素濃度を高くしても濡れ性の良いはんだ付けを行うことができるが、フラックス４３中の塩素の含有率を大きくする程、はんだ付け後においてプリント配線板１やその搭載部品の腐食の進行が著しく速くなり、洗浄を行わなければ、その信頼性を著しく低下させる。そのため、フラックス４３に含まれる塩素の含有量は実用的には０．５％が限界である。また、塩素の含有量が０．５％のロジン系フラックスを使用した場合と、塩素の含有量が０．０６％のロジン系フラックス４３を使用した場合において、不濡れ数に与える酸素濃度の有意差は殆ど認められなかった。
【００６１】
【発明の効果】
以上のように本発明のはんだ付け方法によれば、フローはんだ付けは困難ときれていたＳｎ―Ｚｎ系はんだを使用して、はんだ付け工程にのみ低酸素濃度の不活性ガス雰囲気を形成するだけで良好な濡れ性のはんだ付けを行うことができるようになる。しかも、著しく低い濃度の酸素濃度を維持する必要もない。また、はんだ付け後の被はんだ付けワークの信頼性を損なうこともない。
【００６２】
したがって、はんだ付け工程のみに低酸素濃度の不活性ガス雰囲気を形成するショートフードのような簡易な構成の装置をはんだ付け装置に設けて、濡れ性が良好で信頼性の高いはんだ付けを行うことができるようになる。しかも、他の鉛フリーはんだのようにリフトオフ現象を生じることもなく、Ｓｎ―Ｚｎ系はんだは安価である。
【００６３】
その結果、環境負荷や人体に対する毒性の心配がないＳｎ―Ｚｎ系はんだを使用して、品質が高く信頼性の高いプリント配線板ひいては電子装置を安価に製造することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】インライン接続されたフラックス塗布装置およびはんだ付け装置を示す縦断面図である。
【図２】本発明にかかるはんだ付け方法の実施例を説明するための図表である。
【図３】先願のはんだ付け装置を説明するための縦断面図である。
【符号の説明】
１ 被はんだ付けワーク（プリント配線板）
２ 第１の搬送コンベア
４ａ 開口
４ｂ スカート
５ 搬入口
６ 搬出口
７ プリヒータ
８ はんだ槽
９ 溶融はんだ
１０ 第１のポンプ
１１ 第２のポンプ
１２ 第１の吹き口体
１３ 第１の噴流波
１４ 第２の吹き口体
１５ 第２の噴流波
１６ 抑止板
１７ 予備加熱工程
１８ はんだ付け工程
２０ ノズル（ガス供給口体）
２１ 流量調節弁
２２ 流量計
２３ Ｎ2 ガス供給装置
２４ 開閉弁
２５ フィルタ
２６ 圧力制御弁
２７ 圧力計
４０ ショートフード
４２ フラックスタンク
４３ フラックス（ロジン系フラックス）
４４ 噴霧ノズル
４５ 排気ファン
４６ フード
４７ フィルタ
５０ はんだ付け装置
５１ フラックス塗布装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品を搭載したプリント配線板のような板状の被はんだ付けワークをＳｎ―Ｚｎ系はんだ（錫―亜鉛系はんだ）の溶融はんだに接触させることで、この被はんだ付けワークの被はんだ付け部にＳｎ―Ｚｎ系はんだの溶融はんだを供給してはんだ付けを行うはんだ付け方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品を搭載したプリント配線板のはんだ付けには、Ｓｎ―Ｐｂ系はんだ（錫―鉛系はんだ特には錫―鉛共晶はんだ）が使用されてきた。このはんだを使用したはんだ付け部は、電気的接続性にも機械的接続性にも優れていて、今日までに産業および生活のあらゆる分野に多くの電子機器を提供することを可能としてきた優れた生産材である。
【０００３】
しかし、廃棄された電子機器に使用されているプリント配線板から、酸性雨等に促進されて鉛（Ｐｂ）が溶けだして地下水等を汚染し、その毒性が環境や人体に影響を与え環境負荷が大きいことが問題となっている。そのため、従来使用されていたＳｎ―Ｐｂ系はんだに代わって鉛を使用しない鉛フリーはんだとその鉛フリーはんだを使用したはんだ付け技術の開発が進められている。
【０００４】
鉛フリーはんだとして有力視されているはんだは、Ｓｎ―Ａｇ―Ｃｕ（錫―銀―銅）系はんだやＳｎ―Ａｇ―Ｂｉ（錫―銀―ビスマス）系はんだ、Ｓｎ―Ｃｕ（錫―銅）系はんだである。しかし、これらのはんだはクリープ強度についてはＳｎ―Ｐｂ系はんだよりも強いものの、リフトオフ現象を生じてはんだ付け不良を生じやすい問題も有している。
【０００５】
また、融点（２１０℃〜２２０℃程度）が高く、従来のＳｎ―Ｐｂ系はんだに比較してはんだ付け温度を２５０℃以上の高い温度ではんだ付けする必要があり、プリント配線板とそこに搭載されている電子部品に従来以上に熱ストレスを与える問題もある。さらに、これらのはんだは一般的に高価であり、銀の毒性についても懸念されている。
【０００６】
他方で、Ｓｎ―Ｚｎ系はんだは、融点（１９０℃〜２００℃程度）が低く、リフトオフ現象を生じることもなく、はんだ付け強度が大きく、安価である等々の特徴を有している。
【０００７】
しかし、Ｚｎは活性であり大気中の酸素と結合して安定な酸化膜を形成するため、プリント配線板の被はんだ付けランド等の銅（Ｃｕ）に対する濡れ性が悪くなりやすく、プリント配線板を大量生産する際に、Ｓｎ―Ｚｎ系はんだを使用してフローはんだ付けを行う事例は無く、その使用は諦められていた。
【０００８】
しかし、本発明者は、特願２０００−１１３０１４号の特許出願にも説明されているように、プリント配線板の予備加熱工程における酸素濃度を１０００ｐｐｍ以下とし、また、溶融はんだとプリント配線板とを接触させるはんだ付け工程における酸素濃度を５００ｐｐｍ以下とすることで、Ｓｎ―Ｚｎ系はんだを使用して良好な濡れ性を得ることが可能となり、大量生産を目的としたプリント配線板のフローはんだ付けを行うことができることを見いだした。
【０００９】
これは、―方でプリント配線板の被はんだ付けランド等の銅（Ｃｕ）表面の酸化を抑制し、他方で噴流するＳｎ―Ｚｎ系はんだの酸化、すなわちこの被はんだ付けランドや被はんだ付け部品の被はんだ付け端子やリード線に接触するところのＳｎ―Ｚｎ系はんだの噴流波表面に発生する酸化（特に亜鉛の酸化）を抑制し、このように酸化が抑制された両者を接触させることで良好な濡れ性のはんだ付けが行えるものである。
【００１０】
図３を参照して、前記特願２０００−１１３０１４号に記載した先願の技術を説明する。
【００１１】
図３は、先願のはんだ付け装置を説明するための縦断面図である。なお、窒素ガス（Ｎ2 ガス）供給系はシンボル図で示してある。
【００１２】
すなわち、多数の電子部品（不図示）を搭載したプリント配線板１を搬送する搬送コンベアは、仰角搬送（仰角θl ）の第１の搬送コンベア２と俯角搬送（俯角θ2 ）の第２の搬送コンベア３とにより構成してあり、これらの搬送コンベア２，３を覆うようにトンネル状チャンバ４を設けてある。このトンネル状チャンバ４の縦断面は、図３にも示すように「へ」の字状に構成してあり、水平面から搬入口５の高さと搬出口６の高さが同じ高さになるように構成してある。
【００１３】
第１および第２の搬送コンベア２，３は、図示しないがプリント配線板１の両側端部を保持する保持爪を備え、両側端部側に設けられ平行２条に構成されたコンベアフレームから成る。なお、幅の異なるプリント配線板１を保持できるように、通常は―方のコンベアフレームがプリント配線板１の幅方向に移動し調節できるように構成されている。図中の矢印Ａはプリント配線板１の搬送方向を示している。
【００１４】
また、第１の搬送コンベア２に沿ってトンネル状チャンバ４内に、プリント配線板１の予備加熱工程１７を構成するプリヒータ７と、はんだ付け工程１８を構成するはんだ槽８とが配設してある。
【００１５】
予備加熱工程１７のプリヒータ７は、予めフラックスが塗布されたプリント配線板１の予備加熱を行い、フラックスの前置的活性化とプリント配線板１および搭載電子部品に与えるヒートショックを軽減するために設けられている。
【００１６】
また、はんだ付け工程１８のはんだ槽８には図示しないヒータにより加熱されて溶融状態のＳｎ―Ｚｎ系はんだ（Ｓｎ―９Ｚｎはんだ）が収容してあり、この溶融はんだ９を第１のポンプ１０により第１の吹き口体１２に送出して第１の噴流波１３を形成する。また、第２のポンプ１１により第２の吹き口体１４に送出して第２の噴流波１５を形成する。そして、これら噴流波１３，１５をプリント配線板１の下方側の面すなわち被はんだ付け部が存在する被はんだ付け面に接触させることによりこの被はんだ付け部に溶融はんだ９を供給し、はんだ付けを行う。
【００１７】
また、プリヒータ７は、トンネル状チャンバ４内に設けられている。しかし、はんだ槽８は、トンネル状チャンバ４に開口４ａを設けてこの開口４ａから第１の噴流波１３と第２の噴流波１５とをトンネル状チャンバ４内に位置するように構成してある。なお、トンネル状チャンバ４の封止を維持するため、トンネル状チャンバ４に設けた開口４ａにはスカート４ｂを設け、このスカート４ｂをはんだ槽８の溶融はんだ９中に浸漬して完全な封止を実現している。
【００１８】
また、トンネル状チャンバ４内には、トンネルの長手方向すなわち搬送コンベア２，３の搬送方向Ａに沿って、多数の板状部材すなわち抑止板１６を設けてある。そしてこの抑止板１６は、その板面が搬送コンベア２，３の搬送方向Ａに対して直交するように設けてある。すなわち、この抑止板１６によりトンネル状チャンバ４内にラビリンス流路を形成し、このトンネル状チャンバ４内に不要な雰囲気流動が生じないように構成してある。
【００１９】
なお、この抑止板１６は、トンネル状チャンバ４の上壁から搬送コンベア２，３に向けて下向きに設けられているとともに、トンネル状チャンバ４の下壁から搬送コンベア２，３に向けて上向きに設けられている。
【００２０】
トンネル状チャンバ４内に不活性ガスであるＮ2 ガスを供給するノズル２０は、搬送方向Ａから見てはんだ槽８の後段側の抑止板１６間に設けてあり、流量調節弁２１および流量計２２によってトンネル状チャンバ４の上方側からのＮ2 ガス供給流量と下方側からのＮ2 ガス供給流量とを調節できるように構成してある。Ｎ2 ガスは、ボンベやＰＳＡ方式のＮ2 ガス供給装置２３から供給され、開閉弁２４および不純物を除去するフィルタ２５、目的とする供給圧力に調節する圧力制御弁２６を介して前記流量調節弁２１に供給される。圧力計２７は圧力モニタ用である。
【００２１】
Ｎ2 ガス供給流量は、図示しない酸素濃度計によりトンネル状チャンバ４内の酸素濃度を測定し、例えば、プリント配線板１と溶融はんだ９の噴流波１３，１５とが接触する領域であるはんだ付け工程１８の雰囲気をサンプリングして測定し、目的の酸素濃度になるように流量調節弁２１を調節して設定する。
【００２２】
さらに、必要があれば破線で示したように、予備加熱工程１７のプリヒータ７近傍に同様にしてＮ2 ガスを供給する流量調節弁３３，流量計３２およびノズル３１を設けるように構成し、このプリヒータ７近傍の雰囲気の酸素濃度を酸素濃度計で測定するように構成する。
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】
Ｓｎ―Ｚｎ系はんだを使用して良好な濡れ性のはんだ付けを行うためには、図３に示すようにそれを実現するためのはんだ付け装置が複雑で高価になる問題がある。すなわち、図３に示すように、極めて低い酸素濃度を予備加熱工程およびはんだ付け工程において安定に維持することができるようにするために、予備加熱工程およびはんだ付け工程を含めた長大なトンネル状チャンバを備えたはんだ付け装置が必要であり、そのためにはんだ付け装置が複雑で高価になる問題があった。
【００２４】
本発明の目的は、簡単は構成のはんだ付け装置においてもＳｎ―Ｚｎ系はんだを使用して良好なはんだ付けを行うことができるはんだ付け方法を確立することによって、プリント配線板等の被はんだ付けワークを安価に製造できるようにすることにある。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
本発明のはんだ付け方法は、塩素を含有したロジン系フラックスを被はんだ付けワークに塗布して、数１０００ｐｐｍオーダの酸素濃度雰囲気中でも、Ｓｎ―Ｚｎ系はんだを使用してはんだ付けを行えるように構成したところに特徴がある。
（１）低酸素濃度の不活性ガス雰囲気中で亜鉛を３〜１２％（重量％を表わす。以下同じ）含有したＳｎ―Ｚｎ系はんだの溶融はんだの噴流波に被はんだ付けワークを接触させてその被はんだ付け部に前記Ｓｎ―Ｚｎ系はんだを供給してはんだ付けを行うはんだ付け方法であって、塩素の含有量が０．０６％〜０．５％（重量％を表わす。以下同じ）のフラックスを予め前記被はんだ付けワークに塗布した後に前記Ｓｎ―Ｚｎ系はんだの溶融はんだの噴流波に接触させるようにしてはんだ付けを行うように構成する。
【００２６】
Ｓｎ―Ｚｎ（錫―亜鉛）系はんだに含まれるＺｎ（亜鉛）は、即座に大気中の酸素と結合して酸化亜鉛となり安定な酸化膜を形成する。そのため、被はんだ付けワークの被はんだ付け部に接触するＳｎ―Ｚｎ系はんだの噴流波表面の酸化亜鉛が、プリント配線板の銅ランド等の被はんだ付け部にＳｎ―Ｚｎ系はんだが濡れなくなる原因となっていた。そのため、低酸素濃度の不活性ガス雰囲気中であっても、化学的に活性な性質のＺｎがこのはんだ付けの雰囲気中に存在する僅かな酸素と結合して酸化しやすく、被はんだ付けワークと接触する噴流波表面に酸化亜鉛層が形成されやすい。そのために、良好なはんだ濡れ性を得るためには、極めて濃度の低い低酸素濃度雰囲気を形成する必要があった。
【００２７】
なお、ロジン系フラックスは、それに含まれる樹脂酸が酸化銅を容易に溶解して除去するので、プリント配線板の銅ランド等の酸化物を容易に除去できるが、他方の噴流波すなわちＳｎ―Ｚｎ系はんだの表面に発生する酸化亜鉛は容易に溶解・除去することができない。
【００２８】
しかし、塩素を０．０６％以上含むフラックスを使用することにより、このフラックス中の塩素が酸化亜鉛を容易に溶解して除去し、プリント配線板の銅ランド等に対して良好な濡れ性を得ることができるようになる。そのため、従来よりも比較的酸素濃度が高い雰囲気中（例えば、酸素濃度が２０００ｐｐｍ以下の窒素ガス雰囲気中）でも良好な濡れ性を得ることができるようになる。
【００２９】
なお、この塩素の含有量が０．５％を越えると、銅ランドや電子部品の端子やリード線等がはんだ付け後に腐食し易くなる。そのため、フラックスに含まれる塩素の含有量は０．０６％〜０．５％程度の範囲が適切である。
【００３０】
ちなみに、塩素の含有量が０．５％以上では、はんだ付け後のプリント配線板を洗浄する必要が生じてくる。
（２）前記（１）のはんだ付け方法において、塩素の含有量が０．０６％〜０．５％のロジン系フラックスを用い、これを予め前記被はんだ付けワークに塗布した後にＳｎ―Ｚｎ系はんだの溶融はんだの噴流波に接触させるようにしてはんだ付けを行うように構成する。
【００３１】
ロジン系フラックスはその樹脂酸が酸化銅を容易に溶解して除去する。そのため、被はんだ付けワーク例えばプリント配線板が予備加熱工程において加熱される際に発生する酸化を抑制することを目的としてこの予備加熱工程に低酸素濃度雰囲気を形成する必要がなくなる。すなわち、この予備加熱工程においてプリント配線板に塗布されたフラックスが前置的に活性化し、また、はんだ付け工程において溶融はんだに接触して完全に活性化し、その被はんだ付け部である銅ランド表面の酸化銅を除去することができるからである。
【００３２】
また、塩素の含有量が０．０６％〜０．５％のロジン系フラックスを被はんだ付けワークに塗布することにより、前記（１）で説明したように、このフラックス中の塩素が噴流波表面に形成される酸化亜鉛を容易に溶解して除去し、プリント配線板の銅ランド等に対して良好な濡れ性を得ることができるようになる。しかも、従来よりも比較的酸素濃度が高い雰囲気中（例えば、酸素濃度が２０００ｐｐｍ以下の窒素ガス雰囲気中）でも良好な濡れ性を得ることができるようになる。
【００３３】
なお、前記（１）と同様に、ロジン系フラックスに含まれる塩素の含有量が０．５％を越えると、銅ランドや電子部品の端子やリード線等がはんだ付け後に腐食し易くなる。そのため、含まれる塩素の含有量は０．０６％〜０．５％程度の範囲が適切である。
【００３４】
このように、本発明のはんだ付け方法では、予備加熱工程を低酸素濃度の不活性ガス雰囲気に維持する必要がなくなる。すなわち、このフラックスを塗布した被はんだ付けワーク例えばプリント配線板を大気中において予備加熱することができるようになる。したがって、図３に示すような長大なトンネル状チャンバが不要となり、はんだ付け工程にのみ低酸素濃度の不活性ガス雰囲気を形成する簡易な手段を設けるだけで良好な濡れ性のはんだ付けを行うことができるようになる。
【００３５】
もちろん、前記（１）のはんだ付け方法および（２）のはんだ付け方法は、図３に例示するはんだ付け装置を用いても実現できることは当然である。すなわち、予備加熱工程において、被はんだ付けワークの被はんだ付け部において不要な酸化を促進させることがないので、はんだ付け工程において良好なはんだ濡れ性を得て安定したはんだ付けができるからである。
【００３６】
【発明の実施の形態】
本発明のはんだ付け方法は、次のような実施形態例において実施することができる。
（１）構成
図１を参照して，本発明にかかるはんだ付け方法の実施形態例を説明する。
【００３７】
図１は、インライン接続されたフラックス塗布装置およびはんだ付け装置を示す縦断面図である。なお、Ｎ2 ガス供給系はシンボル図で示してある。
【００３８】
図１において、はんだ付け装置５０は、図３に示したトンネル状チャンバ４の前端部分および後端部分を切り落とした形状のショートフード４０を用いて，これをはんだ付け工程１８にのみ設け、このショートフード４０内にＮ2 ガスを供給してこのはんだ付け工程１８にのみ低酸素濃度のＮ2 ガス雰囲気を形成するように構成したはんだ付け装置である。このようなショートフード４０は、酸素濃度の値をそれ程低下させなくても良い場合に使用される例が多く、主に民生用のプリント配線板１の生産に使用される例が多い。また、はんだ付け装置５０も安価に製造することができる。
【００３９】
そして、俯角θ2 の搬送コンベアは無いが、その他の構成は図３に示すはんだ付け装置と同様であり、Ｎ2 ガス供給系の基本的な構成も図３に示すはんだ付け装置と同様である。なお、はんだ槽８にはＳｎ―Ｚｎ系はんだ（Ｓｎ−９Ｚｎはんだ）を収容してある。
【００４０】
一方、はんだ付け装置５０の搬入口５側には、フラックス塗布装置５１がインラインで設けてある。このフラックス塗布装置５１は、噴霧型のフラックス塗布装置であり、フラックスタンク４２に収容されたフラックス（塩素の含有量が０．０６％〜０．５％のロジン系フラックス）４３を噴霧ノズル４４から噴霧し、搬送コンベア２で搬送されるプリント配線板１の下方側の面すなわち被はんだ付け面にフラックス４３を塗着させて塗布する仕組みである。
【００４１】
そして、噴霧ノズル４４から噴霧されてプリント配線板１に塗着しなかったフラックス４３は、排気ファン４５に接続されたフード４６に案内されて吸い込まれ、この排気ファン４５の前段に設けたフィルタ４７により捕捉し除去し、清浄な雰囲気を排気する仕組みである。
【００４２】
なお、図１において、図３で用いた符号と同一の符号の説明は省略してある。
（２）作動
フラックス塗布装置５１において、矢印Ａ方向に搬送されたプリント配線板１は、その下方側の面すなわち被はんだ付け面に塩素の含有量が０．０６％〜０．５％のロジン系フラックス４３が塗布され、続いてはんだ付け装置５０の搬入口５に搬送される。
【００４３】
前記フラックス４３が塗布されたプリント配線板１は、搬送コンベア２により仰角θ1 で矢印Ａ方向に搬送され、予備加熱工程１７においてプリヒータ７によりその被はんだ付け部の温度が約１１０℃程度に予備加熱され、塗布されたフラックス４３の前置的活性化を行うとともに次工程のはんだ付け工程１８において発生するプリント配線板１およびその搭載電子部品（不図示）に対するヒートショクを緩和する。
【００４４】
続いて、プリント配線板１ははんだ付け工程１８に搬送され、このプリント配線板１の下方側の面すなわち被はんだ付け面を、温度が例えば約２４０℃程度の第１の噴流波１３および第２の噴流波１５に接触させ、その被はんだ付け部に溶融はんだ９を供給してはんだ付けを行う。この噴流波１３，１５との接触により、プリント配線板１に塗布されているフラックス４３が完全に活性化し、被はんだ付け部の酸化物の除去が行われて直ちに酸化表面を持たないプリント配線板１の被はんだ付け部と酸化表面を持たないＳｎ―Ｚｎ系はんだの溶融はんだ９が接触し、良好なはんだ濡れ性が得られる。そしてその後、搬出口６から搬出されてはんだ付けが完了する。
【００４５】
プリント配線板１に塗布したフラックス４３は、塩素の含有量が０．０６％〜０．５％のロジン系フラックスである。このロジン系フラックス４３はその樹脂酸が酸化銅を容易に溶解して除去し、このプリント配線板１の銅ランド等の被はんだ付け部表面の酸化物を除去する。
【００４６】
したがって、プリント配線板１の予備加熱工程１７を大気中で行うことができる。すなわち、この予備加熱工程１７においてプリント配線板１に塗布されたフラックス４３が前置的に活性化し、また、はんだ付け工程１８において溶融はんだ９に接触して完全に活性化し、その被はんだ付け部である銅ランド表面の酸化銅を除去することができるからである。
【００４７】
また、塩素の含有量が０．０６％〜０．５％のロジン系フラックス４３を被はんだ付けワークに塗布することにより、このフラックス４３中の塩素がプリント配線板１に接触するＳｎ―Ｚｎ系はんだの噴流波１３，１５の表面に発生する酸化亜鉛を容易に溶解して除去する。したがって、溶融したＳｎ―Ｚｎ系はんだは、プリント配線板１の銅ランド等に対して良好な濡れ性を得ることができるようになる。そのため、従来よりも比較的酸素濃度が高い例えば２０００ｐｐｍ程度の窒素ガス雰囲気中でも良好な濡れ性を得ることができるようになる。
【００４８】
すなわち、低酸素濃度の不活性ガス雰囲気中であっても、化学的に活性な性質のＺｎがこの雰囲気中に存在する僅かな酸素と結合して酸化し、被はんだ付けワークと接触する噴流波１３，１５の表面に酸化亜鉛層を形成しているのである。そして、この酸化亜鉛層を塩素の含有量が０．０６％〜０．５％のロジン系フラックスを使用することにより溶解除去できるので、酸素濃度が幾分高いＮ2 ガス雰囲気中でも良好な濡れ性を得ることができるのである。
【００４９】
ところで、このショートフード４０はその長さが短く直線状（「へ」の字状ではない）であり、その簡易で安価な構成により低酸素濃度のＮ2 ガス雰囲気を形成することを目的としているので、大気がこのショートフード４０内のはんだ付け工程１８に侵入し易く、このはんだ付け工程１８の酸素濃度を図３に示すはんだ付け装置のように極めて低くすることは難しい。しかし、本発明のはんだ付け方法を用いることにより、酸素濃度が２０００ｐｐｍ以下程度のＮ2 ガス雰囲気中でも、良好なはんだ濡れ性を得ることができる。
【００５０】
なお、ロジン系フラックス４３に含まれる塩素の含有量が０．５％を越えると、銅ランドや電子部品の端子やリード線等がはんだ付け後に腐食し易くなる。そのため、含まれる塩素の含有量は０．０６％〜０．５％程度の範囲が適切である。ちなみに、０．５％以上では、はんだ付け後の洗浄が必要となってくる。
【００５１】
このように、塩素の含有量が０．０６％〜０．５％のロジン系フラックス４３を予めプリント配線板１に塗布しておくことにより、予備加熱工程１７を低酸素濃度の不活性ガス雰囲気に維持する必要がなくなる。すなわち、大気中において予備加熱することができるようになる。したがって、図３に示すような長大なトンネル状チャンバ４が不要となり、図１に示すように、はんだ付け工程１８にのみショートフード４０を設けるだけの簡易で安価な手段を設けるだけでも良好な濡れ性のはんだ付けを行うことができるようになる。
【００５２】
ちなみに、ショートフード４０の技術例としては、特開平１０−２５８３５７号公報の技術がある。
【００５３】
【実施例】
図１に示すようなショートフード４０を備え、はんだ付け工程のみに低酸素濃度のＮ2 ガス雰囲気を形成するはんだ付け装置を使用して、はんだ付けを行った。プリント配線板１に塗布したフラックス４３は塩素を含有したロジン系フラックスである。また、はんだ付けに使用したプリント配線板１は、表面実装部品を搭載した被はんだ付けランド数７９０箇所の試験用プリント配線板である。
【００５４】
図２を参照して，はんだ付け工程における酸素濃度と不濡れ数との関係およびロジン系フラックス中の塩素の含有量と不濡れ数との関係を説明する。
【００５５】
図２は、本発明にかかるはんだ付け方法の実施例を説明するための図表であり、図２（ａ）ははんだ付け雰囲気中の酸素濃度に対する不濡れ数を表す図表で、プリント配線板に塗布したフラックスは塩素の含有量が０．０６％のロジン系フラックスである。また、図２（ｂ）はフラックス中の塩素の含有量に対する不濡れ数を表す図表で、はんだ付け工程の酸素濃度は２０００ｐｐｍである。
【００５６】
図２（ａ）に示すように、はんだ付け工程１８の酸素濃度が２０００ｐｐｍ以下になると不濡れ数が０になり、良好な濡れ性のはんだ付けを行えることがわかる。また、図２（ｂ）に示すように、プリント配線板に塗布したフラックスの塩素の含有量を０．０６％以上とすることにより不濡れ数が０になり、良好な濡れ性のはんだ付けを行えることがわかる。
【００５７】
従来においては、例えば「エレクトロニクスのはんだ付け」（総合電子出版社昭和５１年１月２０日 第１版）の第８１頁〜第９７頁に、特には第９２頁の図３．４９に説明されているように、塩素の含有量が増加するとはんだの濡れ広がりが良好になることが知られていた。
【００５８】
しかし、Ｓｎ―Ｚｎ系はんだを使用してフローはんだ付けを実用化した本発明のはんだ付け方法においては、従来不可能とされていたＳｎ―Ｚｎ系はんだを使用したフローはんだ付けを行うことが可能となり、良好な濡れ性を得るために特別の作用が存在している。
【００５９】
なお、この実施例は、図１においてプリント配線板１の搬送仰角θ1 を５°、プリント配線板１の搬送速度ＶA を０．８ｍ／ｍｉｎ、プリント配線板１の予備加熱温度ＴP を１１０℃、Ｓｎ―９Ｚｎはんだの温度ＴH を２４０℃、に設定して行った。
【００６０】
なお、フラックス４３中の塩素の含有量を大きくする程、はんだ付け工程１８における酸素濃度を高くしても濡れ性の良いはんだ付けを行うことができるが、フラックス４３中の塩素の含有率を大きくする程、はんだ付け後においてプリント配線板１やその搭載部品の腐食の進行が著しく速くなり、洗浄を行わなければ、その信頼性を著しく低下させる。そのため、フラックス４３に含まれる塩素の含有量は実用的には０．５％が限界である。また、塩素の含有量が０．５％のロジン系フラックスを使用した場合と、塩素の含有量が０．０６％のロジン系フラックス４３を使用した場合において、不濡れ数に与える酸素濃度の有意差は殆ど認められなかった。
【００６１】
【発明の効果】
以上のように本発明のはんだ付け方法によれば、フローはんだ付けは困難ときれていたＳｎ―Ｚｎ系はんだを使用して、はんだ付け工程にのみ低酸素濃度の不活性ガス雰囲気を形成するだけで良好な濡れ性のはんだ付けを行うことができるようになる。しかも、著しく低い濃度の酸素濃度を維持する必要もない。また、はんだ付け後の被はんだ付けワークの信頼性を損なうこともない。
【００６２】
したがって、はんだ付け工程のみに低酸素濃度の不活性ガス雰囲気を形成するショートフードのような簡易な構成の装置をはんだ付け装置に設けて、濡れ性が良好で信頼性の高いはんだ付けを行うことができるようになる。しかも、他の鉛フリーはんだのようにリフトオフ現象を生じることもなく、Ｓｎ―Ｚｎ系はんだは安価である。
【００６３】
その結果、環境負荷や人体に対する毒性の心配がないＳｎ―Ｚｎ系はんだを使用して、品質が高く信頼性の高いプリント配線板ひいては電子装置を安価に製造することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】インライン接続されたフラックス塗布装置およびはんだ付け装置を示す縦断面図である。
【図２】本発明にかかるはんだ付け方法の実施例を説明するための図表である。
【図３】先願のはんだ付け装置を説明するための縦断面図である。
【符号の説明】
１ 被はんだ付けワーク（プリント配線板）
２ 第１の搬送コンベア
４ａ 開口
４ｂ スカート
５ 搬入口
６ 搬出口
７ プリヒータ
８ はんだ槽
９ 溶融はんだ
１０ 第１のポンプ
１１ 第２のポンプ
１２ 第１の吹き口体
１３ 第１の噴流波
１４ 第２の吹き口体
１５ 第２の噴流波
１６ 抑止板
１７ 予備加熱工程
１８ はんだ付け工程
２０ ノズル（ガス供給口体）
２１ 流量調節弁
２２ 流量計
２３ Ｎ2 ガス供給装置
２４ 開閉弁
２５ フィルタ
２６ 圧力制御弁
２７ 圧力計
４０ ショートフード
４２ フラックスタンク
４３ フラックス（ロジン系フラックス）
４４ 噴霧ノズル
４５ 排気ファン
４６ フード
４７ フィルタ
５０ はんだ付け装置
５１ フラックス塗布装置
Claims (2)
- 低酸素濃度の不活性ガス雰囲気中で亜鉛を３〜１２％含有したＳｎ―Ｚｎ系はんだの溶融はんだの噴流波に被はんだ付けワークを接触させてその被はんだ付け部に前記Ｓｎ―Ｚｎ系はんだを供給してはんだ付けを行うはんだ付け方法であって、
塩素の含有量が０．０６％〜０．５％のフラックスを予め前記被はんだ付けワークに塗布した後に前記Ｓｎ―Ｚｎ系はんだの溶融はんだの噴流波に接触させることを特徴とするはんだ付け方法。 - 前記フラックスは、塩素の含有量が０．０６％〜０．５％のロジン系フラックスであることを特徴とする請求項１記載のはんだ付け方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000195882A JP3818832B2 (ja) | 2000-06-29 | 2000-06-29 | はんだ付け方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000195882A JP3818832B2 (ja) | 2000-06-29 | 2000-06-29 | はんだ付け方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002016349A JP2002016349A (ja) | 2002-01-18 |
| JP3818832B2 true JP3818832B2 (ja) | 2006-09-06 |
Family
ID=18694475
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000195882A Expired - Lifetime JP3818832B2 (ja) | 2000-06-29 | 2000-06-29 | はんだ付け方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3818832B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116802005A (zh) * | 2021-02-08 | 2023-09-22 | 三菱电机株式会社 | 流动焊接装置 |
-
2000
- 2000-06-29 JP JP2000195882A patent/JP3818832B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2002016349A (ja) | 2002-01-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4821947A (en) | Fluxless application of a metal-comprising coating | |
| KR100952271B1 (ko) | 납땜 방법 | |
| US4610391A (en) | Process for wave soldering | |
| EP0575985B1 (en) | Low-bridging soldering process | |
| US7101782B2 (en) | Method of making a circuitized substrate | |
| KR20160046912A (ko) | 알루미늄에 대한 결합 | |
| US20230269884A1 (en) | A manufacturing process to enhance surface mount solder pad joint formation via a laser subtractive method | |
| JP3818832B2 (ja) | はんだ付け方法 | |
| JP2002359459A (ja) | 電子部品の実装方法、プリント配線基板および実装構造体 | |
| JP2001293559A (ja) | はんだ付け方法 | |
| JP3919420B2 (ja) | はんだ付け方法 | |
| JP4633110B2 (ja) | はんだ付け方法 | |
| JP3919421B2 (ja) | はんだ付け方法 | |
| KR940001030B1 (ko) | 조절된 산화능력을 갖는 대기를 사용하는 결합/피복방법 | |
| JP2001293560A (ja) | はんだ付け方法 | |
| JP2004356161A (ja) | 自動はんだ付け装置 | |
| JP4833926B2 (ja) | はんだ付け方法 | |
| JP3801893B2 (ja) | 部材の接合方法 | |
| JP3444096B2 (ja) | 鉛フリー化方法およびこれを用いたはんだ実装方法 | |
| WO1994023888A1 (en) | Non lead soldering in a substantially oxygen free atmosphere | |
| JP2007096125A (ja) | はんだ接合方法、及び、これによって製造した実装回路基板 | |
| JPH0955581A (ja) | フラックスレスはんだ付け用処理方法 | |
| JPH06320260A (ja) | 蒸気相はんだ付け方法及び装置 | |
| JP2003204147A (ja) | プリント基板のはんだ付け方法および自動はんだ付け装置 | |
| JP2003019590A (ja) | リフローはんだ付け方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040318 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060613 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060613 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100623 Year of fee payment: 4 |