JP7309841B2 - フラックス生成装置及びフラックス生成方法 - Google Patents

Description

本発明は、フラックスを生成するためのフラックス生成装置に関する。

従来から、はんだを基板等に設ける際にフラックスが用いられている。フラックスに関しては、液体溶剤、活性剤等を混ぜ合わせて生成されることが知られており、例えば特許文献１ではロジン（松脂）、活性剤、増粘剤、溶剤等を混合してフラックスを調製できることが開示されている。

特開２０２１－０６２４１０号公報

フラックスは液体であり、その重量も重いことから、フラックスを顧客や海外法人に搬送や輸送する場合にはコストがかかってしまう。特にフラックスの溶剤として一般的に用いられるイソプロピルアルコールは発火性の危険物であることから、その取扱いが厳格化される方向にある。このため、フラックスの溶剤としてイソプロピルアルコールを用いる場合には、その取扱いがさらに難しいという問題もある。

他方、粒状や粉末状態でロジン、活性剤、添加剤等を送ることも考えられるが、これらを計量する必要が生じたり、搬送・輸送時に減損が生じたりし、その取り扱い難いという問題がある。

本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、搬送・輸送コストを抑えつつ、簡易な取り扱いで液体フラックスを生成できるフラックス生成装置を提供する。

本発明によるフラックス生成装置は、
フラックス生成用の固形体をストックするストック部と、
前記ストック部から所定の個数の固形体を供給する第一供給部と、
貯留部から液体溶剤を供給する第二供給部と、
前記第一供給部から供給された固形体と前記第二供給部から供給された液体溶剤とを混合して、液体フラックスを生成する生成部と、
を備えてもよい。

本発明によるフラックス生成装置は、
前記生成部で生成された液体フラックスを被処理体に供給するフラックス供給部を備えてもよい。

本発明によるフラックス生成装置は、
前記生成部に連結され、一時的にフラックスを貯留する一時貯留部をさらに備えてもよい。

本発明によるフラックス生成装置において、
前記生成部は、攪拌容器と、前記攪拌容器内の液体を攪拌する攪拌部と、前記攪拌容器内の液体の比重を測定する比重計と、前記液体の温度を測定する温度計とを有してもよい。

本発明によるフラックス生成装置は、
第一供給部から供給される固形体の個数と、第二供給部から供給される液体溶剤の量を制御する制御部を備えてもよい。

本発明によるフラックス生成装置において、
前記制御部は、前記生成部から液体フラックスが一定量排出されたことを検知した後で、次回の固形体の第一供給部からの供給と、次回の液体溶剤の第二供給部からの供給を指示してもよい。

前記固形体はロジン、活性剤及び添加剤を含み、
前記液体溶剤はイソプロピルアルコールを含んでもよい。

本発明のフラックス生成装置によれば、固形体と液体溶剤を自動で混合して、液体フラックスを生成することができる。このため、液体溶剤は顧客や海外法人等において準備する態様を採用でき、搬送・輸送コストを抑えることができる。また、フラックス生成装置ではフラックス生成用の固形体を取り扱うので、簡易な取り扱いで液体フラックスを生成できる。

本実施の形態によるフラックス生成装置を示した概略図。 本実施の形態のフラックス生成装置のブロック図。 本実施の形態のフラックス生成装置で用いられうる第一供給部であって、下方スライド部及び上方スライド部が閉状態になった態様を示した側方断面図。 図３Ａに続く工程であって、下方スライド部が開状態となり、固形体が落下した態様を示した側方断面図。 図３Ｂに続く工程であって、下方スライド部が閉状態となった後で上方スライド部が開状態となり、下方スライド部上に固形体が落下して載置された態様を示した側方断面図。 図３Ｃに続く工程であって、上方スライド部が閉状態となり、上方スライド部と下方スライド部の間に一つの固形体が配置されている状態になった態様を示した側方断面図。

実施の形態
《構成》

図１に示すように、本実施の形態のフラックス生成装置１００は、フラックス生成用の固形体Ｓをストックするストック部９０と、ストック部９０から所定の個数の固形体Ｓを供給する第一供給部９５と、貯留部８０から液体溶剤Ｌ１を供給する第二供給部８５と、第一供給部９５から供給された固形体Ｓと第二供給部８５から供給された液体溶剤Ｌ１とを混合して、液体フラックスＬ２を生成する生成部１０と、を有してもよい。固形体Ｓは所定の形状からなってもよく、略立方体、略直方体、略円柱形状等からなるブロック形状となってもよい。１つの固形体Ｓの重量は１０～１５０ｇ程度であってもよく、３０～８０ｇ程度であってもよい。生成部１０は攪拌部２０を有してもよい。攪拌部２０は、攪拌用のスクリュー等からなる被回転部２１と、被回転部２１を回転駆動するためのモータ等の駆動部２５とを有してもよい。被回転部２１と駆動部２５とはシャフト２２を介して連結され、シャフト２２が駆動部２５によって回転されることで被回転部２１が回転されるようになる。攪拌部２０で攪拌されることで、固形体Ｓが破砕され、溶解されることになる。

本実施の形態の固形体Ｓとしては、一例として、ロジン等の樹脂の他、活性剤及び添加剤を含む態様を用いて説明するが、これに限られることはない。固形体Ｓはロジン等の樹脂、活性剤及び添加剤のいずれか１種だけを含んでもよいし、２種だけを含んでもよく、例えば固形体Ｓはロジン等の樹脂及び活性剤だけを含み、添加剤を含まなくてもよい。

第二供給部８５から生成部１０に提供される液体溶剤Ｌ１としては、水、アルコール系溶剤、グリコールエーテル系溶剤、テルピネオール類等を用いることができる。アルコール系溶剤としては、例えば、イソプロピルアルコール、１，２－ブタンジオール、イソボルニルシクロヘキサノール、２，４－ジエチル－１，５－ペンタンジオール、２，２－ジメチル－１，３－プロパンジオール、２，５－ジメチル－２，５－ヘキサンジオール、２，５－ジメチル－３－ヘキシン－２，５－ジオール、２，３－ジメチル－２，３－ブタンジオール、２－メチルペンタン－２，４－ジオール、１，１，１－トリス（ヒドロキシメチル）プロパン、２－エチル－２－ヒドロキシメチル－１，３－プロパンジオール、２，２′－オキシビス（メチレン）ビス（２－エチル－１，３－プロパンジオール）、２，２－ビス（ヒドロキシメチル）－１，３－プロパンジオール、１，２，６－トリヒドロキシヘキサン、１－エチニル－１－シクロヘキサノール、１，４－シクロヘキサンジオール、１，４－シクロヘキサンジメタノール、２，４，７，９－テトラメチル－５－デシン－４，７－ジオール等が挙げられる。グリコールエーテル系溶剤としては、例えば、ジエチレングリコールモノ－２－エチルヘキシルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、メチルプロピレントリグルコール、ブチルプロピレントリグルコール、トリエチレングリコールブチルメチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル等が挙げられる。但し、本実施の形態では、典型的にはイソプロピルアルコールが用いられる。

生成部１０で一回に生成される液体フラックスＬ２の量は２～１０リットル程度であってもよい。一回に供給される固形体Ｓは６～３０個程度であり、この場合には固形体Ｓが１つずつ供給され、合計６～３０個程度で供給されてもよい。この際に供給される液体溶剤Ｌ１は２～１０リットル程度であってもよい。攪拌部２０による攪拌は１～５時間程度で行われてもよい。

生成部１０は、攪拌容器３０と、攪拌容器３０内の液体の比重を測定する比重計４０と、液体の温度を測定する温度計４５とを有してもよい。比重計４０と温度計４５は比重制御部４８に接続されてもよい。比重制御部４８は比重計４０と温度計４５から読み取られた情報からフラックスの濃度を導き出し、当該結果を表示部４９で表示するようにしてもよい。

供給ノズル１２１と生成部１０との間に、一時的にフラックスを貯留するタンクのような一時貯留部１１０が設けられてもよい。一時貯留部１１０と攪拌容器３０の大きさ関係は特に限定されないが、攪拌容器３０内で生成された液体フラックスＬ２の全量が一時貯留部１１０に収容されるようにしてもよく、一時貯留部１１０での液体フラックスＬ２の収容量は攪拌容器３０での液体フラックスＬ２の収容量の１～３倍程度になってもよい。また攪拌容器３０内で生成された液体フラックスＬ２の一部が一時貯留部１１０に収容されるようにしてもよく、この場合には、一時貯留部１１０での液体フラックスＬ２の収容量は攪拌容器３０での液体フラックスＬ２の収容量の０．３～１倍程度になってもよい。

攪拌容器３０内の液体フラックスＬ２を一時貯留部１１０に向けて供給するための排出部１１５が設けられてもよい。排出部１１５は、攪拌容器３０と一時貯留部１１０との間に設けられ、攪拌容器３０内の液体フラックスＬ２を一時貯留部１１０に向けて排出するための排出ポンプ等の排出駆動部１１６を有してもよい。排出部１１５は、攪拌容器３０の底面に設けられた排出管１１７を有し、この排出管１１７に排出駆動部１１６が設けられてもよい。

生成部１０に一時貯留部１１０を介して連結され、一時貯留部１１０で貯留されている液体フラックスＬ２を被処理体２００に供給するフラックス供給部１２０が設けられてもよい。フラックス供給部１２０は被処理体２００に対して相対的に移動可能となり、被処理体２００の面内方向で移動したり、被処理体２００に対して近接・離間可能となったりしてもよい。フラックス供給部１２０は供給ノズル１２１を有してもよい。被処理体２００は特に限定されるものではないが、一例としては半導チップ等の半導体装置を載置するための基板である。供給ノズル１２１から基板の所定の箇所にフラックスが噴霧されるようにしてよい。フラックス供給部１２０は、一時貯留部１１０と供給ノズル１２１との間に設けられた供給管１２９と、供給管１２９に設けられ、一時貯留部１１０から液体フラックスＬ２を供給するためのポンプ等の供給駆動部１２６とを有してもよい。

フラックス生成装置１００は、各構成要素を制御する制御部５０と、様々な情報を記憶している記憶部６０とを有してもよい。制御部５０は記憶部６０に接続されており、記憶部６０から情報を適宜読み出してもよい。また各構成要素の情報は直接又は制御部５０を介して記憶部６０に記録されるようにしてもよい。本実施の形態における接続には有線及び無線のいずれも含んでおり、有線又は無線のいずれで接続されてもよい。

フラックス生成装置１００は、生成部１０、貯留部８０等を収容するための収容筐体１８０と、収容筐体１８０の底面に設けられた移動ローラのような移動部１９０とを有してもよい。このような態様を採用することで、生成部１０及び収容筐体１８０を容易に移動させることができる。

供給部８５は、貯留部８０と攪拌容器３０との間に設けられ、貯留部８０内の液体溶剤Ｌ１を攪拌容器３０に供給するための供給ポンプ等の供給駆動部８６を有してもよい。供給部８５は、貯留部８０内の液体溶剤Ｌ１内から攪拌容器３０まで延びた供給管８７を有し、この供給管８７に供給駆動部８６が設けられてもよい。

制御部５０は、第一供給部９５から供給される固形体Ｓの個数と、第二供給部８５から供給される液体溶剤Ｌ１の量を制御してもよい。固形体Ｓの個数と液体溶剤Ｌ１の量に関するデータが記憶部６０で記憶されており、制御部５０が記憶部６０から当該データを読み出して、必要な固形体Ｓの個数と液体溶剤Ｌ１の量を指定して、これら固形体Ｓと液体溶剤Ｌ１を生成部１０に供給するようにしてもよい。パソコン、タブレット、スマートフォン等からなり制御部５０と通信可能な操作部５５が設けられてもよい。操作部５５から生成する液体フラックスＬ２の識別情報等が入力されるようにしてもよい。液体フラックスＬ２の識別情報が入力されると、当該情報に基づいて必要な固形体Ｓの数と液体溶剤Ｌ１の量を含むレシピが記憶部６０から制御部５０によって読み出されてもよい。そして、制御部５０からの指令を受けて、フラックス生成装置１００において、所定の液体フラックスＬ２がレシピに沿って生成されるようにしてもよい。

制御部５０は、生成部１０から液体フラックスＬ２が一定量排出されたことを検知した後で、次回の固形体Ｓの第一供給部９５からの供給と、次回の液体溶剤Ｌ１の第二供給部８５からの供給を指示するようにしてもよい。生成部１０の攪拌容器３０から液体フラックスＬ２の全量～８割程度が排出されたことを検知した後で、制御部５０が次回の固形体Ｓと液体溶剤Ｌ１の供給を指示するようにしてもよい。攪拌容器３０内には制御部５０と通信可能な液面計７０が設けられ、制御部５０が当該液面計７０からの情報を受けて、攪拌容器３０から液体フラックスＬ２がどれだけ排出されたかを検出するようにしてもよい。

制御部５０は、駆動部２５、排出駆動部１１６を含む排出部１１５、フラックス供給部１２０、第一供給部９５、供給駆動部８６を含む第二供給部８５、比重制御部４８等と通信可能となり（図２参照）、これらを制御部５０が制御するようにしてもよい。また比重計４０及び温度計４５と制御部５０が通信可能になり、これら比重計４０及び温度計４５からの情報と記憶部６０に記憶されている情報に基づいて、制御部５０が液体フラックスＬ２の濃度を導き出すようにしてもよい。通信手段としては無線通信を用いてもよいし、有線通信を用いてもよい。

第一供給部９５は、ストック部９０から固形体Ｓを一つずつ落下させて生成部１０に供給する落下機構を有してもよい。第一供給部９５は開閉部からなり、開閉部が揺動したりスライドしたりすることで、開閉部が開閉するようにしてもよい。開閉部が開状態になるとストック部９０から固形体Ｓが落下することになるが、当該固形体Ｓの落下が１つずつになるように開閉部の開閉速度が制御されてもよい。一例として、第一供給部９５は、下方スライド部９５ａと、下方スライド部９５ａの上方に設けられた上方スライド部９５ｂとを有してもよい。上方スライド部９５ｂを閉状態とした状況で下方スライド部９５ａを開状態として固形体Ｓを落下させてもよい（図３Ａ及び図３Ｂ参照）。この際に一つの固形体ＳＳが落下することになる。その後に下方スライド部９５ａを閉状態とした後で、上方スライド部９５ｂを開状態として、固形体Ｓを一つ下方スライド部９５ａ上に落下させてもよい（図３Ｃ参照）。その後で上方スライド部９５ｂが閉状態となり、上方スライド部９５ｂと下方スライド部９５ａとの間に一つの固形体Ｓが位置するようにしてもよい（図３Ｄ参照）。このような態様によれば、一つずつ固形体Ｓを供給することができるようになる。

《効果》
次に、上述した構成からなる本実施の形態による効果であって、未だ説明していないものを中心に説明する。「構成」で記載されていない場合であっても、「効果」で説明するあらゆる構成を本件発明において採用することができる。

本実施の形態のように、所定の個数の固形体Ｓを供給する第一供給部９５と、液体溶剤Ｌ１を供給する第二供給部８５と、固形体Ｓと液体溶剤Ｌ１とを混合して液体フラックスＬ２を生成する生成部１０と、を有するフラックス生成装置１００を採用することで、固形体Ｓに液体溶剤Ｌ１を混合して、液体フラックスＬ２を生成することができる。

このように、固形体Ｓと液体溶剤を自動で混合して、液体フラックスを生成することができることから、液体溶剤を顧客や海外法人等において準備する態様を採用でき、搬送・輸送コストを抑えることができる。また、フラックス生成装置１００では例えばロジン、活性剤及び添加剤を含む固形体Ｓを取り扱うので、粒状や粉末状態でロジン、活性剤及び添加剤を取り扱う必要がなくなることから、簡易な取り扱いで液体フラックスを生成できる。

特に液体溶剤Ｌ１としてイソプロピルアルコール等の発火性を伴うといった危険物を取り扱う場合には、本実施の形態の態様は有益である。イソプロピルアルコールは発火性の危険物であることから、その取扱いが厳格化される方向にあり、国によってはその取扱いに資格が必要になる。この点、本実施の形態のようなフラックス生成装置１００を用いた場合には、固形体Ｓをフラックス生成装置１００に充填し、当該固形体Ｓをイソプロピルアルコールと混合するだけで液体フラックスＬ２を生成できる。このため、イソプロピルアルコールの取り扱いを、資格を有する顧客等に任せることができる点で有益である。

またロジン、活性剤及び添加剤の成分や配合量についてはノウハウも含まれていることから、顧客にそのまま提供することも難しいのが現状であるが、固形体Ｓの状態でロジン、活性剤及び添加剤を提供できることから、ノウハウが漏れるリスクを低減できる。

特に本実施の形態によれば、日本国内だけではなく海外で液体フラックスＬ２を製造する場合にも、固形体Ｓのみを輸出し、現地でイソプロピルアルコール等の液体溶剤Ｌ１と混合することで液体フラックスＬ２を生成できることから、液体フラックスＬ２を輸送する場合と比較して輸送コストを格段に削減することができる。

ロジン、活性剤、添加剤等を粉体や粒状物質で取り扱うことも考えられるが、粉体や粒状物質を用いた場合には輸送や搬送時に一部が滅失してしまい、適切な配合比率が変わってしまったりする可能性があり、適切な液体フラックスＬ２を提供できない可能性が出てくる。また粉体や粒状物質ではフラックス生成時に正確な計量も必要となり、その取扱いが煩雑になる。他方、本実施の形態のような固形体Ｓを採用することで、そのような不都合が発生することを防止することができる。

また形及び重さが定まっていない粒状のものを採用するのではなく、定まった形状及び重さからなるブロック体を採用する場合には、フラックス生成装置１００へのセッティングが容易である上、液体フラックスＬ２生成時の計量を行うことなく個数で管理できる点で有益である。

生成部１０で生成された液体フラックスＬ２を被処理体２００に供給するフラックス供給部１２０が設けられる場合には、生成された液体フラックスＬ２をそのまま基板等の被処理体２００に供給することができる。

生成部１０で生成された液体フラックスを一時的に貯留する一時貯留部１１０が設けられる態様を採用した場合には、固形体Ｓに液体溶剤Ｌ１を混合して生成された液体フラックスＬ２を一定量貯留して基板等の被処理体２００に供給することができる。

攪拌容器３０内の液体の比重を測定する比重計４０と、液体の温度を測定する温度計４５が設けられる場合には、液体フラックスＬ２の比重と温度を測定することができる。比重は温度によって変化するが、温度と比重を把握することで、液体フラックスＬ２の濃度を測定することができる。なお、液体フラックスＬ２の濃度の測定は、制御部５０によって自動で行われてもよい。温度と比重から濃度を導き出すためのデータが記憶部６０で記憶されており、制御部５０が当該データと測定した温度及び比重とに基づいて液体フラックスＬ２の濃度を導き出すようにしてもよい。

制御部５０が第一供給部９５から供給される固形体Ｓの個数と、第二供給部８５から供給される液体溶剤Ｌ１の量を制御する場合には、固形体Ｓの個数と液体溶剤Ｌ１の量とを自動で対応させた上で、液体フラックスＬ２を生成することができる。

制御部５０が、生成部１０から液体フラックスＬ２が一定量排出されたことを検知した後で、次回の固形体Ｓの第一供給部９５からの供給と、次回の液体溶剤Ｌ１の第二供給部８５からの供給を指示する態様を採用した場合には、生成された液体フラックスＬ２を生成部１０から一定量排出した後で、新たな液体フラックスＬ２を生成することができ、既に生成した液体フラックスＬ２と、新たに生成する液体フラックスＬ２とが混ざり合うことを防止できる。また、自動で新たな液体フラックスＬ２を生成できるので、生成効率を高めることができる。

第一供給部９５がストック部９０から固形体Ｓを一つずつ落下させて生成部１０に供給する落下機構を有する場合には、簡易な構成によって、固形体Ｓを必要量だけ供給することができる。

上述した各実施の形態の記載及び図面の開示は、特許請求の範囲に記載された発明を説明するための一例に過ぎず、上述した各実施の形態の記載又は図面の開示によって特許請求の範囲に記載された発明が限定されることはない。また、出願当初の請求項の記載はあくまでも一例であり、明細書、図面等の記載に基づき、請求項の記載を適宜変更することもできる。

１０ 生成部
２０ 攪拌部
４０ 比重計
４５ 温度計
５０ 制御部
８０ 貯留部
８５ 第二供給部
９０ ストック部
９５ 第一供給部
１００ フラックス生成装置
１１０ 一時貯留部
１２０ フラックス供給部
１２１ 供給ノズル
２００ 被処理体
Ｌ１ 液体溶剤
Ｌ２ 液体フラックス

Claims (10)

1. フラックス生成用の所定の形状からなる固形体をストックするストック部と、
   前記ストック部から所定の個数の固形体を１つずつ供給する第一供給部と、
   貯留部から液体溶剤を供給する第二供給部と、
   前記第一供給部から供給された固形体と前記第二供給部から供給された液体溶剤とを混合して、液体フラックスを生成する生成部と、
   を備えるフラックス生成装置。
2. フラックス生成用の所定の形状からなる固形体をストックするストック部と、
   前記ストック部から各々が１０～１５０ｇからなる固形体を供給する第一供給部と、
   貯留部から液体溶剤を供給する第二供給部と、
   前記第一供給部から供給された固形体と前記第二供給部から供給された液体溶剤とを混合して、液体フラックスを生成する生成部と、
   を備えるフラックス生成装置。
3. 前記生成部で生成された液体フラックスを被処理体に供給するフラックス供給部を備える、請求項１又は２に記載のフラックス生成装置。
4. 前記生成部に連結され、一時的にフラックスを貯留する一時貯留部をさらに備える、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のフラックス生成装置。
5. 前記生成部は、攪拌容器と、前記攪拌容器内の液体を攪拌する攪拌部と、前記攪拌容器内の液体の比重を測定する比重計と、前記液体の温度を測定する温度計とを有する、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のフラックス生成装置。
6. 第一供給部から供給される固形体の個数と、第二供給部から供給される液体溶剤の量を制御する制御部を備える、請求項１乃至５のいずれか１項に記載のフラックス生成装置。
7. 前記制御部は、前記生成部から液体フラックスが一定量排出されたことを検知した後で、次回の固形体の第一供給部からの供給と、次回の液体溶剤の第二供給部からの供給を指示する、請求項６に記載のフラックス生成装置。
8. 前記固形体はロジン、活性剤及び添加剤を含み、
   前記液体溶剤はイソプロピルアルコールを含む、請求項１乃至７のいずれか１項に記載のフラックス生成装置。
9. 第一供給部によって、フラックス生成用の所定の形状からなる固形体をストックするストック部から所定の個数の固形体を１つずつ供給する工程と、
   第二供給部によって、貯留部から液体溶剤を供給する工程と、
   生成部によって、前記第一供給部から供給された固形体と前記第二供給部から供給された液体溶剤とを混合して、液体フラックスを生成する工程と、
   を備えるフラックス生成方法。
10. 第一供給部によって、フラックス生成用の所定の形状からなる固形体をストックするストック部から各々が１０～１５０ｇからなる固形体を供給する工程と、
    第二供給部によって、貯留部から液体溶剤を供給する工程と、
    生成部によって、前記第一供給部から供給された固形体と前記第二供給部から供給された液体溶剤とを混合して、液体フラックスを生成する工程と、
    を備えるフラックス生成方法。