JPH07164141A

JPH07164141A - はんだ付け方法及び装置

Info

Publication number: JPH07164141A
Application number: JP7465094A
Authority: JP
Inventors: Shinji Kin; 信次金; Takanori Ariga; 敬記有賀; Tsutomu Inamura; 勉稲村; Toyoyuki Sato; 豊幸佐藤; Hidetoshi Ota; 英俊太田; Akitoshi Hirao; 彰敏平尾; Tetsuya Okuno; 哲也奥野; Tomohiko Iino; 知彦飯野
Original assignee: Japan Oxygen Co Ltd; Nippon Sanso Corp; Senju Metal Industry Co Ltd
Current assignee: Japan Oxygen Co Ltd; Nippon Sanso Corp; Senju Metal Industry Co Ltd
Priority date: 1993-10-22
Filing date: 1994-04-13
Publication date: 1995-06-27

Abstract

(57)【要約】【目的】フラックスを使用せず、雰囲気ガスによりは
んだ付け部分を活性化し、はんだ付け後の洗浄が不要な
はんだ付け方法及びその装置を提供する。【構成】ジケトンの蒸気と、カルボン酸の蒸気，不活
性ガス，還元性ガス等を含む雰囲気下ではんだ付けを行
う方法である。はんだ付け装置は、はんだ付け炉(10)
と、該はんだ付け炉(10)に、不活性ガスを供給する経路
(20)、還元性ガスを供給する経路(40)、ジケトンの蒸
気、あるいはジケトンの蒸気とカルボン酸の蒸気との混
合蒸気を供給する経路(60)を備えるとともに、前記ジケ
トンの蒸気及びカルボン酸の蒸気と、不活性ガス及び／
又は還元性ガスとを混合する第１混合器(80)及び第２混
合器(81)を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、はんだ付け方法及びそ
の装置に関し、詳しくは、活性雰囲気中ではんだ付けを
行う方法及びその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】はんだ
付けを良好に行うには、はんだ材が溶融する時点で母材
（被はんだ付け物）の表面が清浄であることが必要であ
る。このため、一般には、フラックスを用いて母材表面
を清浄化（活性化）することが行われている。このフラ
ックスを使用したはんだ付け方法は、母材のはんだ付け
部にフラックスを配置する工程と、加熱により母材の表
面を活性化させながらフラックスではんだ付け部を覆っ
て活性状態を維持する工程と、はんだ材を溶融させて活
性化した母材表面にはんだ材を濡れ広げる工程と、冷却
によりはんだ材を固化させてはんだ材を母材に接合する
工程とに大別される。

【０００３】上記方法で使用されたフラックスは、はん
だ付け時の加熱によりある程度気化するが、一部ははん
だ付け部に残る。残ったフラックスがそのままに放置さ
れていると、フラックスが空気中の水分（湿気）と反応
してはんだ付け部を腐食させたり、絶縁抵抗を低下させ
たりして、例えば電子機器の機能を劣化させる不都合が
生じる。

【０００４】したがって、信頼性を重視する電子機器等
では、はんだ付け後にフラックスを除去するための洗浄
を行っている。一方、フラックスの代表的なものとして
は、例えば、ロジンにアミンのハロゲン化物のような活
性剤を添加したものがあり、これらを除去する溶剤とし
ては、フロンやトリクレンが優れた効果を有している。
しかしながら、これらの溶剤は、地球を取りまくオゾン
層を破壊したり、地下水を汚染することから、その使用
が規制されるようになってきている。

【０００５】このような状況により、近年、電子機器の
はんだ付け工場では、上記溶剤を使用しない洗浄方法を
検討しはじめ、水溶性の洗剤やアルコール等の代替洗浄
剤が開発されているが、フラックスを洗浄した代替洗浄
剤の処理に多大の費用を要する不都合がある。このた
め、洗浄が必要なフラックスを用いないはんだ付け方法
及びその装置の開発が望まれている。

【０００６】そこで本発明は、フラックスを使用せず、
雰囲気ガスによりはんだ付け部分を活性化し、はんだ付
け後の洗浄が不要なはんだ付け方法及びその装置を提供
することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ため、本発明のはんだ付け方法は、少なくともジケトン
の蒸気を含み、必要に応じてカルボン酸の蒸気，還元性
ガス，不活性ガスのいずれか１種以上を含んだ雰囲気下
ではんだ付けを行うことを特徴としている。

【０００８】また、本発明のはんだ付け装置は、カルボ
ン酸の蒸気，還元性ガス，不活性ガスのいずれか一種以
上と、ジケトンの蒸気とを含む混合ガスの雰囲気下では
んだ付けを行うはんだ付け炉と、該はんだ付け炉に前記
ジケトンを供給する経路と、該はんだ付け炉に前記カル
ボン酸，還元性ガス，不活性ガスのいずれか一種を供給
する経路とを備えていることを特徴としている。

【０００９】本発明に使用されるジケトンは、ジアセチ
ル（ＣＨ₃ＣＯＣＯＣＨ₃，沸点８７℃），アセチルア
セトン（ＣＨ₃ＣＯＣＨ₂ＣＯＣＨ₃，沸点１４０．５
℃），アセトニルアセトン（ＣＨ₃ＣＯＣＨ₂ＣＨ₂Ｃ
ＯＣＨ₃，沸点１９１．４℃）の内の少なくとも１種で
あることが好ましい。

【００１０】また、本発明に使用される前記カルボン酸
は、蟻酸（ＨＣＯＯＨ，沸点１０１℃），酢酸（ＣＨ₃
ＣＯＯＨ，沸点１１９℃），プロピオン酸（ＣＨ₃（Ｃ
Ｈ₂）ＣＯＯＨ，沸点１４１℃），ブチリック酸（ＣＨ
₃（ＣＨ₂）₂ＣＯＯＨ，沸点１６４℃），バレリック
酸（ＣＨ₃（ＣＨ₂）₃ＣＯＯＨ，沸点１８６℃），カ
プロン酸（ＣＨ₃（ＣＨ₂）₄ＣＯＯＨ，沸点２０５
℃），エナント酸（ＣＨ₃（ＣＨ₂）₅ＣＯＯＨ，沸点
２３３℃），カプリル酸（ＣＨ₃（ＣＨ₂）₆ＣＯＯ
Ｈ，沸点２３９℃），ペラルゴン酸（ＣＨ₃（ＣＨ₂）
₇ＣＯＯＨ，沸点２５３℃），蓚酸（（ＨＣＯＯ
Ｈ）₂，沸点１５７℃（昇華）），マロン酸（ＨＯＯＣ
（ＣＨ₂）ＣＯＯＨ，沸点１４０℃），コハク酸（ＨＯ
ＯＣ（ＣＨ₂）₂ＣＯＯＨ，沸点２３５℃（昇華）），
アクリル酸（ＣＨ₂ＣＨＣＯＯＨ，沸点１４１℃），サ
リチル酸（Ｃ₆Ｈ₄（ＯＨ）ＣＯＯＨ，沸点２１１℃
（昇華）），乳酸（ＣＨ₃ＣＨ（ＯＨ）ＣＯＯＨ，沸点
１１９℃）の内の少なくとも１種であることが好まし
い。さらに、本発明に使用される還元性ガスは、水
素，一酸化炭素，アンモニアの内の少なくとも１種であ
ることが好ましく、本発明に使用される不活性ガスは、
窒素，二酸化炭素，アルゴン，ヘリウムの内の少なくと
も１種であることが好ましい。

【００１１】本発明に使用されるジケトンの蒸気は、以
下のいずれかの方法で、前記不活性ガス，還元性ガス，
カルボン酸の蒸気と混合されてはんだ付け炉の雰囲気ガ
スを形成する。

【００１２】その１は、前記いずれかのガスをジケトン
の液中にバブリングさせる。その２は、前記いずれかの
ガスにジケトンの液を導入して蒸発させる。その３は、
前記いずれかのガスの雰囲気下のはんだ付け炉にジケト
ンの液を導入して蒸発させる。その４は、前記ジケトン
の蒸気を母材に結露させて液膜又は液滴状態にし、該ジ
ケトンが結露している母材を前記いずれかのガスの雰囲
気下のはんだ付け炉の高温ゾーンで加熱して再度蒸発さ
せる。その５は、前記いずれかのガスの雰囲気下のはん
だ付け炉にジケトンの液を導入して母材に液膜又は液滴
を形成させた後に蒸発させる。

【００１３】また、カルボン酸を使用する場合、その蒸
気は、上記ジケトンと同様にして雰囲気ガスに混合する
ことができる。このとき、ジケトンとカルボン酸の液を
所定の割合で混合した混合液の状態で用いることもでき
る。

【００１４】さらに、前記母材への前記ジケトンやカル
ボン酸の液膜又は液滴の形成は、ジケトンやカルボン酸
の蒸気を、前記はんだ付け炉の入口部の温度又ははんだ
付け炉導入前の母材の温度以上に昇温してはんだ付け炉
に供給したり、前記不活性ガスや還元性ガスに、ジケト
ンやカルボン酸の蒸気を前記はんだ付け炉の入口部の温
度又ははんだ付け炉導入前の母材の温度における飽和蒸
気圧以上になるように混合してはんだ付け炉に供給した
りすることにより行うことができる。また、前記ジケト
ンやカルボン酸を液状ではんだ付け炉に供給する場合
は、液を噴出するノズルや発泡装置を用いることができ
る。

【００１５】

【作用】はんだ付け後の洗浄を不要とするための雰囲
気ガスとしての条件は、まず、雰囲気ガスに母材及びは
んだ表面の酸化膜を還元する性質があること、次にはん
だ付け時に雰囲気ガス成分がはんだ材や母材内に溶け込
まないこと、あるいは溶け込んでも絶縁抵抗低下や腐食
物の生成がないことなどである。

【００１６】この条件に適合する雰囲気ガスの組成につ
いて検討したところ、はんだ付け時の温度で還元性を有
しているジケトンの蒸気が適切であることを見出した。
ジケトンの蒸気を使用する場合は、ジケトンの蒸気を不
活性ガスで希釈することが装置を簡素化できる点で好ま
しい。また、この場合は、高価なジケトンを希釈して使
用するため、経済的であり、かつ、可燃性ガスであるジ
ケトンの蒸気を扱う上での安全性も向上する。

【００１７】ところが、ジケトンの蒸気は、活性力が微
弱であるため、雰囲気中の酸素濃度が高くなったり、母
材表面の酸化が多少進むと、母材表面の還元を十分に行
えず、はんだは溶融していても、濡れ広がらないことが
ある。このジケトンの蒸気の活性力不足を補うために
は、ジケトンの蒸気濃度を高くすることで効果が上がる
が、前述した通り、単に雰囲気中のジケトンの蒸気濃度
を高めることは、経済性や安全面で望ましくない。

【００１８】このため、母材に液状のジケトンを付着さ
せてはんだ付け炉内の高温ゾーンで蒸発させ、高濃度な
ジケトンの蒸気がはんだ付け箇所近辺を重点的に覆う方
法が勧められる。ジケトンを母材に液状で付着させる方
法としては、予めフラクサー等の塗布装置を使用してジ
ケトン液を塗布する方法が考えられるが、装置の簡素化
や小型化の観点からは塗布装置を使用しないことが望ま
しい。したがって、母材あるいは母材とはんだとが、は
んだ付け炉で加熱される前に、ジケトンの蒸気を接触さ
せ、ジケトンの蒸気の一部を結露させて母材に液状で付
着させる方法が勧められる。

【００１９】その他に、ジケトンの蒸気の活性力不足を
補うために、還元性ガス及び／又はカルボン酸の蒸気を
添加する方法がある。ジケトンの蒸気と不活性ガスの混
合ガスに、カルボン酸の蒸気を添加した場合は、フロー
はんだ付けにおいて以下のメリットがある。

【００２０】カルボン酸の蒸気は、ジケトンの蒸気に比
べて還元力は強いが毒性のものが多い。したがって、カ
ルボン酸の蒸気の濃度は、できるだけ低いことが望まし
い。しかし、不活性ガス中にカルボン酸の蒸気のみを低
濃度に混合した場合は、噴流はんだの酸化物を還元する
ことはできるが、母材表面の還元には不十分で、結果と
してはんだはプリント基板（母材）のはんだ付け部に濡
れ広がらない。

【００２１】一方、ジケトンの蒸気は、毒性はないが、
活性力が微弱なため、高濃度の蒸気をはんだ付け部に供
給する必要がある。経済性や安全性の面で母材に液状の
ジケトンを付着させることが望ましい。ところが、はん
だ付け時の雰囲気中の酸素濃度が比較的高い場合（例え
ば、１０００ｐｐｍ）、はんだはプリント基板のはんだ
付け部に濡れ広がるが、プリント基板に付着したはんだ
表面の還元が不十分になる。その結果、はんだの表面張
力が高くなり、プリント基板の下面にはんだのつららが
発生する。

【００２２】そこで、ジケトンの蒸気とカルボン酸の蒸
気とを同時に使用することにより、互いの欠点を補い、
良好なはんだ付けを行うことができる。例えば、プリン
ト基板のはんだ付け部にジケトンを液状で付着させて、
はんだの噴流がプリント基板に接触する時に蒸発させる
ことにより、ジケトンの蒸気で該はんだ付け部を覆うと
ともに、雰囲気ガスにカルボン酸の蒸気を少量添加する
と、はんだが該はんだ付け部に濡れ広がり、はんだのつ
ららが生じない。この結果、良好なはんだ付けが可能と
なる。また、ジケトンの蒸気に還元性ガスを混合した場
合も、上記同様の効果が得られる。

【００２３】ジケトンの蒸気を雰囲気ガス中に混合させ
る方法の１つとしては、例えば、前記還元性ガス又は該
還元性ガスと前記不活性ガスとの混合ガスをジケトン液
中にバブリングさせる方法や、前記不活性ガスをジケト
ン液中にバブリングさせた後、該ガスを還元性ガスと混
合させる方法を採用することができる。このとき、ジケ
トンの液を沸点以下に加熱することにより、混合ガス中
のジケトンの蒸気濃度を高めることができる。

【００２４】前記還元性ガスとしては、上記水素の他、
一酸化炭素，アンモニアを用いることができる。一酸化
炭素は水分と反応して水素を生成し、アンモニアは分解
することで水素を生成する。

【００２５】また、ジケトンやカルボン酸としては、各
種のものを使用することができるが、はんだ付け工程時
の温度、即ち、はんだ付けの工程は、母材の予熱，はん
だ材の溶融，母材とはんだ材の冷却、の３工程に大別さ
れ、母材表面の還元は、母材の予熱工程から始める必要
があるため、予熱時の温度、即ち一般的な予熱温度であ
る１００〜２５０℃でガス化するものを選定する必要が
ある。したがって、前述したジケトン及びカルボン酸が
好適である。

【００２６】本発明では、母材表面の状態に応じて、ジ
ケトンの蒸気、あるいは、ジケトンの蒸気とカルボン酸
の蒸気、ジケトンの蒸気と還元性ガス、ジケトンの蒸気
とカルボン酸の蒸気と還元性ガスとの混合ガスを、はん
だ付けの雰囲気ガスに用いることができるが、これらに
不活性ガスを混合してこれらを希釈することにより、経
済性を向上させることができる。また、例えば可燃性ガ
スである水素の濃度や、毒性のあるカルボン酸の濃度を
下げることができ、安全性も向上させることができる。
このとき用いる不活性ガスとしては、前述の窒素ガス等
を用いることができる。

【００２７】はんだ付けの雰囲気ガスの組成は、母材の
種類、母材表面の状態、装置の構成やはんだ付け時の温
度、混合ガスの成分や流量等により異なるため、実験等
を行ってそれぞれ最適な組成を設定することが望まし
い。また、母材表面の酸化膜が比較的薄い場合には、ジ
ケトンの蒸気、カルボン酸の蒸気や還元性ガスの濃度を
下げて安全性や経済性をより向上させることができる。

【００２８】

【実施例】以下、本発明を、図面に示す実施例に基づい
てさらに詳細に説明する。図１は、ジケトンの蒸気をバ
ブリングにより供給する方法及び装置の一例を示すもの
である。この装置は、はんだ付け炉１０と、該はんだ付
け炉１０に、不活性ガスを供給する経路２０、還元性ガ
スを供給する経路４０、ジケトンの蒸気を供給する経路
６０を備えるとともに、前記ジケトンの蒸気と不活性ガ
ス及び／又は還元性ガスとを混合する第１混合器８０及
び第２混合器８１を備えている。

【００２９】前記不活性ガスを供給する経路２０は、不
活性ガス供給源として、小型液化ガス容器（ＥＬＦ）２
１、あるいは液化ガス貯槽（ＣＥ）２２、あるいは圧力
変動式空気分離装置（ＰＳＡ）２３のいずれかを備えて
いる。前記小型液化ガス容器２１あるいは前記液化ガス
貯槽２２は、これらに貯溜されている液化ガスを蒸発さ
せる蒸発器２４を備えている。

【００３０】前記圧力変動式空気分離装置２３あるいは
前記蒸発器２４からの不活性ガスの経路２５は、遮断弁
２６，フィルター２７，減圧弁２８，流量調節弁２９及
び流量指示計３０を介して前記第１混合器８０に接続さ
れる。前記不活性ガスの経路２５の前記減圧弁２８の下
流で分岐している不活性ガスの経路３１は、流量調節弁
３２，流量指示計３３を介して前記第２混合器８１に接
続される。

【００３１】前記還元性ガスを供給する経路４０は、還
元性ガスが充填された容器４１と前記第１混合器８０と
を接続し、前記容器４１と前記第１混合器８０との間
に、遮断弁４２，フィルター４３，減圧弁４４，流量調
節弁４５，流量指示計４６及び遮断弁４７を備えてい
る。なお、前記流量調節弁４５及び前記流量指示計４６
は、これらを一体構成にした例えばマスフローコントロ
ーラー９０でもよい。

【００３２】前記ジケトンの蒸気を供給する経路６０
は、ジケトンのバブリング槽６１にバブリングガスを供
給する経路６２と、前記バブリング槽６１と前記第１混
合器８０とを遮断弁６３を介して接続する経路６４と、
前記バブリング槽６１と前記第２混合器８１とを遮断弁
６５を介して接続する経路６６とで構成されている。

【００３３】前記バブリングガスを供給する経路６２
は、バブリングガス混合器６７に接続している。前記不
活性ガスを供給する経路２５と前記バブリングガス混合
器６７とは、前記遮断弁２６の上流から分岐する経路３
４を介して接続されている。該経路３４は、遮断弁３
５，フィルター３６，減圧弁３７，流量調節弁３８及び
流量指示計３９を有している。なお、前記流量調節弁３
８及び前記流量指示計３９は、これらを一体構成にした
例えばマスフローコントローラー９１でもよい。

【００３４】前記還元性ガスを供給する経路４０と前記
バブリングガス混合器６７とは、前記流量指示計４６の
下流から分岐する経路４８を介して接続されている。該
経路４８は、遮断弁４９を有している。

【００３５】前記はんだ付け炉１０には、被はんだ付け
物の搬送方向上流側から順に雰囲気ガス導入管１１，１
２，１３，１４が接続されている。該雰囲気ガス導入管
１１，１２は、前記第１混合器８０に経路１５を介して
接続されている。前記雰囲気ガス導入管１３，１４は、
前記第２混合器８１に経路１６を介して接続されてい
る。前記雰囲気ガス導入管１２と前記雰囲気ガス導入管
１３とは、遮断弁１７を介して接続されている。はんだ
付け炉１０の下流側には、排ガス処理装置１８を有する
排気経路１９が接続されている。

【００３６】なお、バブリング槽６１内にジケトンとカ
ルボン酸との混合液を貯留すれば、ジケトンの蒸気とカ
ルボン酸の蒸気とをはんだ付け炉１０に供給することが
できる。

【００３７】次に、図１に基づいて、ジケトンの蒸気、
カルボン酸の蒸気、不活性ガス及び還元性ガスの混合ガ
スの雰囲気下ではんだ付けを行う方法について説明す
る。

【００３８】前記バブリング槽６１に前記ジケトンと前
記カルボン酸との混合液を貯溜する。一方、前記はんだ
付け炉１０は、前記不活性ガスを供給する経路２０を介
して導入される前記不活性ガスでパージして、炉内の酸
素濃度を所定濃度以下にする。

【００３９】炉内の酸素濃度が所定濃度以下になったこ
とを確認したら、前記不活性ガスを供給する経路２０の
経路２５，３１を介して前記第１混合器８０及び前記第
２混合器８１に不活性ガスを供給する。また、経路３４
を介して前記バブリングガス混合器６７に不活性ガスを
供給する。さらに、前記還元性ガスを供給する経路４０
を介して前記第１混合器８０に還元性ガスを供給する。
経路４８を介して前記バブリングガス混合器６７に還元
性ガスを供給する。

【００４０】該バブリングガス混合器６７に供給された
不活性ガスと還元性ガスとの混合ガスは、前記バブリン
グ槽６１に供給されて、前記ジケトンと前記カルボン酸
との混合液をバブリングし、該ジケトンと該カルボン酸
との混合蒸気を同伴して、経路６４，６６を介して、前
記第１混合器８０と前記第２混合器８１とに供給され
る。

【００４１】前記第１混合器８０で混合したガスは、前
記経路１５，前記雰囲気ガス導入管１１，１２を介して
前記はんだ付け炉１０に導入される。前記第２混合器８
１で混合したガスは、前記経路１６，前記雰囲気ガス導
入管１３，１４を介して前記はんだ付け炉１０に導入さ
れる。これにより、前記はんだ付け炉１０内は、ジケト
ンの蒸気、カルボン酸の蒸気、不活性ガス及び還元性ガ
スの混合ガスの雰囲気となり、炉内で所定の手法ではん
だ付けが行われる。はんだ付け炉１０内のガスは、排ガ
ス処理装置１８で無害化処理されて排気経路１９から排
出される。

【００４２】各経路の流量調節弁で不活性ガス及び還元
性ガスの流量を調節することにより、雰囲気ガスの組成
を適切に設定することができ、ジケトンとカルボン酸と
の混合量は、ジケトンとカルボン酸との混合液を沸点以
下に加熱することにより高めることができる。

【００４３】なお、ジケトン専用とカルボン酸専用の２
個のバブリング槽を直列あるいは並列に設けても、ジケ
トンとカルボン酸との混合蒸気を得ることができる。ま
た、バブリング槽６１に供給するバブリングガスは、不
活性ガスあるいは還元性ガスのいずれでもよく、さら
に、これらの混合ガスをはんだ付け炉１０に導入する経
路は、前記遮断弁１７の開閉操作により、経路１５，１
６の双方又はいずれかを使用することができる。

【００４４】また、前記不活性ガスを供給する経路２０
あるいは前記還元性ガスを供給する経路４０を省略する
か、または、該経路２０あるいは経路４０の遮断弁を閉
じることにより、ジケトンの蒸気と不活性ガスとの混合
ガス、ジケトンの蒸気と不活性ガスとカルボン酸の蒸気
との混合ガス、ジケトンの蒸気と不活性ガスと還元性ガ
スとの混合ガス、ジケトンの蒸気と還元性ガスとの混合
ガス、ジケトンの蒸気とカルボン酸の蒸気と還元性ガス
との混合ガスのいずれかの雰囲気ガスが得られる。

【００４５】図２は、図１におけるジケトンやカルボン
酸の供給経路の変形例を示すものである。この装置は、
前記はんだ付け炉１０と、前記不活性ガスを供給する経
路２５及び前記還元性ガスを供給する経路４０を接続し
た混合器８２と、前記不活性ガスを供給する経路３４及
び前記還元性ガスを供給する経路４８を接続した混合器
８３と、ジケトンの液を貯溜した容器６７と、前記容器
６７から経路６８を介して供給される前記ジケトンの液
を蒸発させ、前記混合器８３から経路８４を介して供給
される不活性ガスと還元性ガスとの混合ガスに混合させ
る混合器８５と、該混合器８５で混合したガスを前記は
んだ付け炉１０に供給する経路８６，８７とを備えてい
る。

【００４６】該経路８６は、前記混合器８２と前記雰囲
気ガス導入管１１，１２とを接続する経路８８に、遮断
弁８９を介して接続されている。前記経路８７は、前記
雰囲気ガス導入管１３，１４に接続している。前記容器
６７は、液面計６９，液補給弁７０を有する補給経路７
１及び必要に応じて使用する加圧経路７２が備えられて
いる。前記経路６８は、遮断弁７３と流量指示調節器７
４とを有している。前記混合器８５は、ヒーター９２を
有している。

【００４７】この装置によれば、ジケトンの液は、前記
混合器８５で加熱されて蒸発し、不活性ガスと還元性ガ
スとの混合ガスに混合し、前記はんだ付け炉１０に供給
される。さらに、容器６７にジケトンとカルボン酸との
混合液を貯留したり、混合器８５に対してジケトンとカ
ルボン酸のそれぞれ専用の容器を設けてもよく、この混
合器８５もそれぞれ専用のものとしてもよい。また、前
記混合器８５に供給されるガスは、不活性ガスと還元性
ガスのいずれかでもよい。

【００４８】図３は、図１におけるジケトンやカルボン
酸の供給経路の別の変形例を示すものである。この装置
は、図２における経路６８を直接前記はんだ付け炉１０
に接続したものである。この経路６８は、３つの導入管
７５，７６，７７に分岐され、前記はんだ付け炉１０に
接続されている。前記導入管７５，７６の間には、遮断
弁７８を有している。また、不活性ガスと還元性ガスと
の混合ガスは、図２と同様に混合器８２で混合されて前
記はんだ付け炉１０に導入される。

【００４９】この装置によれば、ジケトンやカルボン酸
の液は、前記はんだ付け炉１０に直接導入されて、前記
はんだ付け炉１０内で蒸発し、不活性ガスと還元性ガス
との混合ガスに混合する。この場合、ジケトンやカルボ
ン酸の液は、炉内で直ちに蒸発させてもよく、あるい
は、母材に直接吹き付けて液膜あるいは液滴を形成した
後、蒸発させてもよい。また、混合液を用いずに、それ
ぞれ専用の容器を設けてもよい。

【００５０】図４は、図１におけるジケトンやカルボン
酸の供給経路のさらに別の変形例を示すものである。こ
の装置は、図３における容器６７にカルボン酸の液を貯
溜し、カルボン酸の液を経路６８を介して前記はんだ付
け炉１０に導入するとともに、容器９３に貯溜されたジ
ケトンの液を、経路９４を介して前記はんだ付け炉１０
に導入するように構成している。経路９４は、２つの導
入管９５，９６に分岐され、その先端は、前記はんだ付
け炉１０の予熱ゾーン１０ａに接続している。各導入管
９５，９６の先端には、噴射ノズルあるいは発泡装置９
７，９８がそれぞれ設けられている。前記容器９３は、
液面計９９，液補給弁１００を有する補給経路１０１及
び必要に応じて使用する加圧経路１０２が備えられてい
る。前記経路９４は、遮断弁１０３と流量指示調節器１
０４とを有している。

【００５１】この装置によれば、ジケトンの液は、噴射
ノズルあるいは発泡装置９７，９８を介して、前記はん
だ付け炉１０の予熱ゾーン１０ａに配置されている母材
に直接吹き付けられ母材表面に液膜あるいは液滴を形成
する。ジケトンの液膜あるいは液滴は、母材が前記はん
だ付け炉１０の高温ゾーン１０ｂに搬送された時に蒸発
して、雰囲気ガスに混合する。

【００５２】前記発泡装置９７，９８の発泡方法の例と
しては、微細な孔を多数有する円筒状のドラムを被発泡
液体（ジケトンやカルボン酸）を収納した容器の液面に
配置し、前記ドラムを回転させながら、該ドラム内部か
ら前記多数の孔を通して気体を排出することによって、
前記ドラムの表面に発泡体を形成する方法がある。

【００５３】また、ジケトンやカルボン酸を、前記はん
だ付け炉１０の入口部の温度又ははんだ付け炉１０導入
前の母材の温度以上に昇温して、はんだ付け炉１０に供
給すると、ジケトンの蒸気やカルボン酸の蒸気は、結露
して前記母材の表面に液膜又は液滴を形成する。

【００５４】さらに、ジケトンやカルボン酸を、前記は
んだ付け炉１０の入口部の温度又ははんだ付け炉１０導
入前の母材の温度における飽和蒸気圧以上にして、前記
不活性ガス、あるいは前記還元性ガス、あるいは前記還
元性ガスと前記不活性ガスとの混合ガスのいずれかに混
合してはんだ付け炉１０に供給すると、ジケトンの蒸気
やカルボン酸の蒸気は結露して母材の表面に液膜又は液
滴を形成する。

【００５５】以下、本発明の実験例及び比較例を説明す
る。実験例１予熱ヒーター、はんだ噴流、冷却部からなるフローはん
だ付け装置において、表１の雰囲気を保持してはんだ付
けの実験を行った。なお、はんだ組成等の条件は下記の
通りとした。

【００５６】はんだ組成錫６３％、鉛３７％はんだ温度２５０℃ 使用基板コンポジット基板基板搬送速度１ｍ／ｍｉｎ

【表１】

【００５７】表１に示すように、はんだ付け前の基板の
表面状態がやや酸化していたり、雰囲気中の酸素濃度が
高くなると、はんだ付け表面にはんだが濡れ広がらな
い。

【００５８】アセチルアセトン（ジケトン）を結露させ
ると、はんだ付け前の基板の表面状態がやや酸化してい
たり、雰囲気中の酸素濃度がある程度高くなっても、は
んだ付け結果は良好であった。但し、雰囲気中の酸素濃
度が５０００ｐｐｍになると、基板下面に付着したはん
だがつららとなった。

【００５９】基板にアセチルアセトンを結露させた上、
雰囲気にカルボン酸蒸気を０．５％添加することによっ
て、たとえ雰囲気中の酸素濃度が５０００ｐｐｍとなっ
ても、はんだは、基板のはんだ付け部に濡れ広がり、は
んだのつららも生じない良好なはんだ付けが可能とな
る。

【００６０】実験例２研磨銅板上にリングはんだ材（錫６３％，鉛３７％）を
置き、表２に示す４種類の雰囲気ガスを使用し、２００
℃，２５０℃，３００℃の各加熱条件ではんだ付けを行
った。なお、アセチルアセトン混合ガスは、８０℃に加
温したアセチルアセトン中に窒素あるいは水素をバブリ
ングさせて混合した。

【００６１】

【表２】

【００６２】表２から、アセチルアセトンと水素との混
合ガスを雰囲気ガスとして用いることにより、比較的低
い温度で良好な状態のはんだ付けを行えることが判る。

【００６３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
はんだ付けの雰囲気ガスに含まれる、ジケトンの蒸気、
カルボン酸の蒸気や還元性ガスが、母材及びはんだ表面
の酸化膜を還元活性化して母材とはんだ材との良好な濡
れ性が得られ、また、この雰囲気ガスの成分は、はんだ
材や母材内にほとんど溶け込まないので絶縁抵抗低下や
腐食物の生成がなく、良好なはんだ付けを行うことがで
きる。さらに、従来のように、はんだ付け部にフラック
スが残るようなことがないので、はんだ付け後の洗浄工
程が不要になり、洗浄装置の省略により設備コストの低
減とランニングコストの低減が図れる。また、フロン等
の溶剤を使用しないので環境汚染のおそれもなく、洗浄
に水溶性洗剤を使用したときの水処理が不要になり、洗
浄装置とともに水処理装置の設置スペースも不要にな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法に用いられるはんだ付け装置の
一実施例を示す系統図である。

【図２】図１におけるジケトン及び／又はカルボン酸
の供給経路の変形例を示す系統図である。

【図３】図１におけるジケトン及び／又はカルボン酸
の供給経路の別の変形例を示す系統図である。

【図４】図１におけるジケトン及びカルボン酸の供給
経路のさらに別の変形例を示す系統図である。

【符号の説明】

１０…はんだ付け炉、１０ａ…予熱ゾーン、１０ｂ…高
温ゾーン、２０…不活性ガスを供給する経路、４０…還
元性ガスを供給する経路、６０…ジケトンの蒸気を供給
する経路、６１…バブリング槽、６７…ジケトンの液を
貯溜した容器、８０…第１混合器、８１…第２混合器、
８５…混合器、９２…ヒーター、９７，９８…噴射ノズ
ルあるいは発泡装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ０７Ｃ 53/00 (72)発明者稲村勉神奈川県川崎市幸区塚越４−320 日本酸素株式会社内 (72)発明者佐藤豊幸神奈川県川崎市幸区塚越４−320 日本酸素株式会社内 (72)発明者太田英俊神奈川県川崎市幸区塚越４−320 日本酸素株式会社内 (72)発明者平尾彰敏神奈川県川崎市幸区塚越４−320 日本酸素株式会社内 (72)発明者奥野哲也東京都足立区千住橋戸町23番地千住金属工業株式会社内 (72)発明者飯野知彦東京都足立区千住橋戸町23番地千住金属工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ジケトンの蒸気を含む雰囲気下ではんだ
付けを行うことを特徴とするはんだ付け方法。
【請求項２】ジケトンの蒸気と還元性ガスとを含む雰
囲気下ではんだ付けを行うことを特徴とするはんだ付け
方法。
【請求項３】ジケトンの蒸気とカルボン酸の蒸気とを
含む雰囲気下ではんだ付けを行うことを特徴とするはん
だ付け方法。
【請求項４】ジケトンの蒸気と還元性ガスとカルボン
酸の蒸気とを含む雰囲気下ではんだ付けを行うことを特
徴とするはんだ付け方法。
【請求項５】前記ジケトンは、ジアセチル，アセチル
アセトン，アセトニルアセトンの内の少なくとも１種で
あることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載
のはんだ付け方法。
【請求項６】前記還元性ガスは、水素，一酸化炭素，
アンモニアの内の少なくとも１種であることを特徴とす
る請求項２又は４記載のはんだ付け方法。
【請求項７】前記カルボン酸は、蟻酸，酢酸，プロピ
オン酸，ブチリック酸，バレリック酸，カプロン酸，エ
ナント酸，カプリル酸，ペラルゴン酸，蓚酸，マロン
酸，コハク酸，アクリル酸，サリチル酸，乳酸の内の少
なくとも１種であることを特徴とする請求項３又は４記
載のはんだ付け方法。
【請求項８】前記雰囲気は、不活性ガスを含んでいる
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のは
んだ付け方法。
【請求項９】前記ジケトンの蒸気は、該ジケトンの蒸
気を母材に塗布あるいは結露させて液膜又は液滴状態に
し、該ジケトンが結露している母材をはんだ付け炉の高
温ゾーンで加熱して前記ジケトンを再度蒸発させること
により雰囲気中に混合することを特徴とする請求項１乃
至４のいずれかに記載のはんだ付け方法。
【請求項１０】カルボン酸の蒸気，還元性ガス，不活
性ガスのいずれか一種以上と、ジケトンの蒸気とを含む
混合ガスの雰囲気下ではんだ付けを行うはんだ付け炉
と、該はんだ付け炉に前記ジケトンを供給する経路と、
該はんだ付け炉に前記カルボン酸，還元性ガス，不活性
ガスのいずれか一種を供給する経路とを備えていること
を特徴とするはんだ付け装置。
【請求項１１】前記はんだ付け炉にジケトンを供給す
る経路は、ジケトンの蒸発手段を備えていることを特徴
とする請求項１０記載のはんだ付け装置。
【請求項１２】前記はんだ付け炉にジケトンを供給す
る経路は、ジケトンを液状ではんだ付け炉に供給する経
路であることを特徴とする請求項１０記載のはんだ付け
装置。
【請求項１３】前記はんだ付け炉にジケトンを供給す
る経路は、ジケトンを母材に結露させて液膜又は液滴状
態とする手段を備えていることを特徴とする請求項１０
記載のはんだ付け装置。