JP7394097B2 - はんだ付け製品の製造方法 - Google Patents
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- Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
Description
貫通孔(22)を有する筒状のはんだ鏝(2、21)を上記被はんだ付け部に当接し、上記貫通孔から上記被はんだ付け部に糸はんだ片(3)を供給するはんだ供給工程と、
上記はんだ鏝により上記糸はんだ片を加熱し、上記被はんだ付け部において上記糸はんだ片を溶融させる加熱工程と、
上記糸はんだ片の溶融物(34)を硬化させることにより、上記被はんだ付け部をはんだ付けする硬化工程と、を有し、
上記糸はんだ片が、フラックスを含む芯部(31)と、該芯部を被覆するはんだ合金を含む被覆部(32)とから構成されており、
上記フラックスが、酸価10KOHmg/g未満のロジンを主成分とし、
上記フラックスの総酸価が60KOHmg/g以下である、はんだ付け製品の製造方法にある。
はんだ付け製品の製造方法に係る実施形態について、図1~図3を参照して説明する。なお、本明細書において、「~」という表現を用いる場合、その前後に記載される数値あるいは物理値を含む意味で用いることとする。本明細書において「wt%」と「質量%」とは、実質的に同義である。
また、図3(a)に示すように、汚れが蓄積されていない状態では、被はんだ付け部11への糸はんだ片3の供給は妨げられず、例えばヒータ25からの熱伝導が妨げられることもない。
本例は、表1に示す各フラックスを含有する糸はんだ(実施例1~5、比較例1)を用いてはんだ付け製品1を製造し、各種測定、評価を行う例である。なお、はんだ付け製品1は、実施形態1において説明のように、はんだ供給工程、加熱工程、硬化工程を行うことにより行った。
GC-FID(つまり、ガスクロマトグラフィー定量分析法)により行った。測定は、Agilent Technologies製のガスクロマトグラフ装置Agilent7890Aを用いて、JIS K 0123:2018に準拠して行った。GC条件は試料注入量2μL、注入口温度260℃、キャリアガスHe(線速度25cm/sec)とし、FID条件は取り込み速度5Hz、検出器温度300℃、エア流量400mL/min、H2流量30mL/min、メークアップ流量25mL/minとした。
酸価試験により行った。測定は、京都電子製電位差滴定装置AT-710を用いて、JIS Z3197:2012 8.1.4.1.1に準拠して行った。複合ガラス電極を用い、滴定液は0.5N-水酸化カリウムを用いた。
TG法(熱重量測定法)により行った。測定は、JIS K 7120:1987に準拠して行った。このときの400℃でのフラックスの重量減少率が加熱減量である。なお、実施例1と、比較例1についての測定結果を図5に示す。なお、図5では縦軸が重量残存率R(単位:%)であるが、加熱減量D(単位:%)は、下記式(1)から算出される。なお、スリーブ式のはんだ付けでは、一般に、加熱工程での温度を400℃以上にすることが通常であるため、その最低温度400℃でのフラックスの加熱減量を測定した。
D=100-R ・・・(1)
燃焼イオンクロマトグラフィーにより行った。測定は、日東精工アナリテック製の燃焼装置AQF-2100H型、およびサーモフィッシャー製のイオンクロマトグラフ装置ICS-1100を用いて、BS EN 14582:2016に準拠して行った。燃焼装置条件は、インレット温度900℃、アウトレット温度1000℃、エア流量200mL/min、O2流量400mL/min、WSAr流量100mL/minとし、IC条件は流量1.2mL/min、試料注入量25~100μL、測定時間23minとした。
実施形態1における図1(a)~図1(c)に示すように、スルーホール120を有するプリント基板12に連続ではんだ付けを実施した。スリーブ式のはんだ付け機2としては、アポロ精工製のJ-CAT 300 SLVを用いた。汚れがスリーブ(つまり、筒状の本体部21)の内壁に蓄積し(図3の(b)参照)、汚れによりはんだ鏝の先端が詰まってくるとはんだ付不良が発生する。その結果、良好なはんだフィレットが形成できなくなる。ピンゲージをスリーブの中に落下させることにより、汚れ蓄積による内径変化を確認し、1.3mmである内径が、0.5mm変化した時をもって詰まり寿命と定義し、詰まり寿命までの連続はんだ付けショット数を詰まりショット数と定義する。詰まりショット数は15000以上である場合が良好(つまり、○)であり、15000未満の場合が不可(つまり×)である。詰まりショット数が高ければ高い程、汚れが蓄積しにくいことを意味する。15000ショット以上であれば、例えば、1点あたりのはんだ付けにかかる時間(具体的には、スリーブ式はんだ設備の加工ポイントへの移動時間を含む時間)が2秒の場合、30000秒(つまり、8.3時間)で限界に達するため、例えば、1日を2回に分けて稼働させる場合、1回分の稼働時間はおよそ8時間となるため、1回の稼働内で清掃のための途中休止が必要なくなる。
なお、本評価方法の判定基準は、厳しいものであり、詰まりショット数は、例えば12000以上でも十分に高い値であり、汚れ蓄積抑制効果が十分に発揮されているといえる。すなわち、詰まりショット数は、12000以上が好ましく、13000以上であることがより好ましく、14000以上であることがさらに好ましく、15000以上であることがさらにより好ましい。
汚れ評価と同様に、はんだ付け機2を用いてスルーホール120を有するプリント基板12にはんだ付けを行った。そして、ランド表裏の赤目率でぬれ性を評価した。赤目とは、はんだ付時にランド全体にはんだがぬれ広がらず、一部のランドに銅箔の露出部が残る現象である。評価は、図4に示す指標に基づいて行った。80箇所において、図4に基づいた赤目率の評価を行った。千住金属工業製のECO-SOLDER RMA02と比較し、ECO-SOLDER RMA02より優れた結果であれば◎、同等であれば〇、ECO-SOLDER RMA02より劣る結果であれば×と判定した。なお、千住金属工業製のECO-SOLDER RMA02は、JIS AA級(JIS Z3197:2012)を満たすものである。
JIS Z3197:2012 8.5.3に準拠して行った。具体的には、やに入りはんだをくし形基板にはんだ付けし、85℃85%RHの高温高湿条件下に設置して、エスペック製のイオンマイグレーション評価システムAMI-150-U-5を用いて100Vの電圧を印加することで電気抵抗を測定した。JIS Z 3283:2017においては、168時間経過時点の絶縁抵抗値で測定すると規定されているが、本願においては、JIS規格よりさらに厳しい条件となる、168時間の中で最も絶縁抵抗が低下した値(最低値)を評価基準とした。JIS AA級は1×109Ω以上と規定されているため、絶縁抵抗値の最低値が1×109Ω以上の場合を合格(つまり「○」)と評価し、絶縁抵抗値の最低値が1×109Ω未満の場合を不合格(つまり「×」)と評価した。
11 被はんだ付け部
2 はんだ鏝(はんだ付け機)
21 本体部
22 貫通孔
3 糸はんだ片
Claims (7)
- 被はんだ付け部(11)をはんだ付けすることにより、はんだ付け製品(1)を製造する方法において、
貫通孔(22)を有する筒状のはんだ鏝(2、21)を上記被はんだ付け部に当接し、上記貫通孔から上記被はんだ付け部に糸はんだ片(3)を供給するはんだ供給工程と、
上記はんだ鏝により上記糸はんだ片を加熱し、上記被はんだ付け部において上記糸はんだ片を溶融させる加熱工程と、
上記糸はんだ片の溶融物(34)を硬化させることにより、上記被はんだ付け部をはんだ付けする硬化工程と、を有し、
上記糸はんだ片が、フラックスを含む芯部(31)と、該芯部を被覆するはんだ合金を含む被覆部(32)とから構成されており、
上記フラックスが、酸価10KOHmg/g未満のロジンを主成分とし、
上記フラックスの総酸価が60KOHmg/g以下である、はんだ付け製品の製造方法。 - 上記フラックス中の、酸価10KOHmg/g未満のロジンの含有率が、60質量%以上である、請求項1に記載のはんだ付け製品の製造方法。
- 上記フラックスが、さらに酸価150KOHmg/g以上のロジンを含む、請求項1又は2に記載のはんだ付け製品の製造方法。
- 上記フラックスの総酸価が20~60KOHmg/gである、請求項1~3のいずれか1項に記載のはんだ付け製品の製造方法。
- 上記フラックスの400℃での加熱減量が55質量%以下である、請求項1~4のいずれか1項に記載のはんだ付け製品の製造方法。
- 上記フラックスがさらにハロゲン系活性剤を含有し、上記フラックス中のハロゲン含有率が4質量%以下である、請求項1~5のいずれか1項に記載のはんだ付け製品の製造方法。
- 上記はんだ付け製品が車載用である、請求項1~6のいずれか1項に記載のはんだ付け製品の製造方法。
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