JPH10202362A

JPH10202362A - はんだ付方法及びはんだ付装置

Info

Publication number: JPH10202362A
Application number: JP700297A
Authority: JP
Inventors: Yoichiro Baba; 陽一郎馬場
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1997-01-17
Filing date: 1997-01-17
Publication date: 1998-08-04

Abstract

(57)【要約】【課題】窒素ガスを用いてワークの酸化防止を行いな
がら水素ガスによる前記ワークの酸化膜の還元除去処理
を行いはんだ付けを行うはんだ付装置の場合、窒素ガス
と水素ガスの混合ガスを用いて一連のはんだ付処理を行
うため水素ガスの使用量が多く、設備が大型化すると共
に、還元効率が悪かった。【解決手段】窒素ガスを充填した窒素雰囲気室１２内
部に水素ガスを分離保持する水素雰囲気室１４を形成
し、セル２２ｂを高濃度の水素ガス中で効率的に還元処
理を行い、窒素雰囲気室１４内部で酸化することなくは
んだ付準備が行われた放熱板２４に前記セル２２ｂをは
んだ付固定する。従って、水素ガスは水素雰囲気室１４
に充填するだけの量ですみ使用量の削減を行うことが可
能になり、はんだ付装置の小型簡略化を行うことができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ワーク同士のはん
だ付方法及びはんだ付装置、特に、ワークのはんだ付部
位に発生している酸化物（酸化膜）の還元除去を効率的
に行うはんだ付方法及びはんだ付装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から電子部品等を基板等にはんだ付
けにより接続固定する場合、個々の電子部品をはんだ付
ロボット等によって、間欠的にはんだ付処理する方法
と、トンネルタイプの連続加熱炉（以下、単に加熱炉と
いう）等を用いて、連続的にはんだ付処理する方法とが
ある。前者は微妙なはんだ量やはんだ位置の状態の調整
が可能である反面、生産効率が悪く大量生産には適して
いない。一方、後者は微妙なはんだ付けの調整は困難で
あるが大量生産に適していて、比較的規模の大きな生産
工場では多用されている。

【０００３】ところで、はんだ付けの目的である確実な
電気接続と強固な固定を実現するためには、はんだ付部
位の加熱による酸化を抑制しつつはんだ付処理を行うこ
とが望ましい。はんだ付時に酸化が発生すると、はんだ
の濡れ不良等によりはんだ剥がれの原因になる。そこ
で、前記加熱炉によるはんだ付処理の場合、加熱炉内に
窒素ガスを充填し加熱炉内を低酸素状態にして、酸化の
抑制を行っている。この時、供給する窒素ガスはできる
だけ純度の高いものが望ましい。例えば、特開平６−３
２３７５６号公報には、窒素ガス中の残留酸素濃度や窒
素ガスの供給流量に応じて水素ガスを添加して窒素ガス
中の酸素の還元を行い低酸素状態を実現するガス供給技
術が開示されている。この技術によれば、はんだ付処理
中の酸化が抑制され良好なはんだ付けを行うことができ
る。

【０００４】また、さらに確実な電気接続と強固な固定
を実現するためには、電子部品や基板のはんだ付部位に
予め形成されてしまっている酸化膜を除去する必要があ
る。この場合、加熱炉に水素ガスと窒素ガスとの混合ガ
スを充填し、水素によるはんだ付部位の還元処理と窒素
による酸化防止処理を同時に行いながらはんだ付処理を
行う。特に予めはんだ付けされ、はんだ表面にすでに酸
化膜が形成されてしまっている電子部品を交換する必要
が生じた場合に、混合ガス中で電子部品取り外しのため
のはんだ溶融を行えば、電子部品の取り外しと、そこに
形成されていた酸化膜の除去が可能になるので、再度、
交換部品のはんだ付けを行う場合、酸化膜がない状態で
処理が可能になるので、はんだ付品質を向上することが
できる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述のように
加熱炉内に水素ガスと窒素ガスの混合ガスを充填させる
場合、水素ガスの使用量が非常に多くなってしまう。一
般に、はんだ付けに使用する加熱炉の大きさは、はんだ
付対象の大きさにもよるが、例えば５ｍ×０．３ｍ×
０．１５ｍ程度であり、混合ガス中の水素ガスの占有比
率は３０〜８０％程度が好ましい。このため水素ガスが
使用される加熱炉全範囲に重厚な防爆構造が必要になり
設備が大型化してしまうという問題がある。また、混合
ガスは加熱炉の出入口付近で酸素と接触する可能性があ
り、個別の接触防止構造を必要としていた。

【０００６】また、水素ガスによる還元処理を効率的に
行うためには高温中（例えば、２００℃程度）で行うこ
とが望ましいが、混合ガスを使用する場合、加熱炉全体
の雰囲気温度をあげる必要があり加熱システムが大型化
してしまうという問題がある。

【０００７】また、加熱炉全体の雰囲気温度を還元のた
めに高くするので、基板の一部のみの加熱を行うことが
できない。このため基板上の一部の電子部品を加熱して
はんだ付処理を行ったり、基板上の樹脂部品の熱変形を
避けながらのはんだ付処理を行うことができないという
問題がある。

【０００８】さらに、水素ガスによる還元処理は、はん
だの溶融と同時に行われるため溶融はんだの内部に酸化
物（酸化膜）が残ってしまう可能性があり、十分な酸化
物の除去ができず、はんだ付品質が低下してしまうとい
う問題がある。

【０００９】本発明は、上記実情に鑑みてなされたもの
で、はんだ付装置を大型化すること無く、また個別の電
子部品のはんだ付処理を行い効率的かつ完全な酸化物
（酸化膜）の還元除去を行うことのできるはんだ付方法
及びはんだ付装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記のような目的を達成
するために、本発明の構成は、ワーク同士のはんだ付け
を行うはんだ付方法において、窒素雰囲気中に分離形成
した水素雰囲気中で前記ワークの還元処理を行う還元工
程と、ワークの還元終了後、前記窒素雰囲気中で前記ワ
ーク同士のはんだ付けを行うはんだ付工程と、を含むこ
とを特徴とする。

【００１１】ここで、ワークとは、はんだ付けの対象と
なる電子部品や基板、放熱板等である。この構成によれ
ば、高濃度の水素雰囲気中で完全に酸化物（酸化膜）の
還元除去が行われ、還元処理されたワークが酸素等の外
気に触れること無く連続的に高濃度の窒素雰囲気中では
んだ付処理されるので、酸化物（酸化膜）を完全に除去
した高品質のはんだ付けを行うことができる。

【００１２】また、上記のような目的を達成するため
に、本発明の構成は、ワーク同士のはんだ付けを行うは
んだ付装置において、内部に窒素ガスを充填し、前記ワ
ーク同士のはんだ付けを行う窒素雰囲気室と、前記窒素
雰囲気室中に配置され前記ワークの出し入れが自在な室
であって、内部に水素ガスを充填しワークの還元処理を
行う水素雰囲気室と、前記ワークを水素雰囲気中と窒素
雰囲気中との間を連続的に搬送する搬送機構と、を含
み、水素雰囲気中で還元処理を終了したワークを窒素雰
囲気中ではんだ付処理することを特徴とする。

【００１３】この構成によれば、高濃度の水素雰囲気室
で完全に酸化物（酸化膜）の還元除去が行われたワーク
が搬送機構によって酸素等の外気に触れること無く連続
的に高濃度の窒素雰囲気中ではんだ付処理されるので、
酸化物（酸化膜）を削減した高品質のはんだ付けを行う
ことができる。

【００１４】また、水素ガスは窒素雰囲気室中に分離形
成された水素雰囲気室のみに充填されるため、水素ガス
の使用量をワークの還元処理に必要な最小量にすること
が可能になる。また、水素ガスの使用量が少なく使用位
置が限定されるため、防爆構造も水素ガスの使用量と使
用位置に応じて縮小可能になりはんだ付装置の小型化を
行うことができる。

【００１５】さらに、はんだ付装置の加熱は還元処理を
行う水素雰囲気室の加熱と、はんだ付処理を行うための
はんだ付部位の加熱とに分離して行うことが可能になる
ため必要位置以外の加熱が不要になり加熱効率を向上す
ることが可能になると共に、部分加熱が可能になり、一
部の電子部品のはんだ付けや熱変形し易い樹脂部品を避
けた加熱等が可能になりはんだ付けの自由度が向上す
る。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
（以下、実施形態という）を図面に基づき説明する。な
お、本実施形態では、はんだ付けの対象となるワークの
一例として、電子部品を実装した絶縁基板から成るセル
と放熱板とを例にとり、前記セルを放熱板に固定する場
合を説明する。また、本発明におけるはんだ付方法及び
はんだ付装置は、大別して既に放熱板に実装され、はん
だ付固定された複数のセルを個別に交換するリペアはん
だ付けと、新規にセルを放熱板にはんだ付固定する新規
はんだ付けの２種類に適用可能である。まず、実施形態
１として、本発明をリペアはんだ付けに適用した例を説
明する。

【００１７】実施形態１．図１には、はんだ付装置１０
の動作を工程毎に分けた構成説明図が示されている。図
１に示すように、はんだ付装置１０は６つの工程を含
み、工程２から工程６までが窒素ガスを充填した窒素雰
囲気室１２内部で実施され、さらに、本実施形態の特徴
的工程である工程４が前記窒素雰囲気室１２中に形成さ
れた水素雰囲気室１４を利用して実施される。なお、工
程１は、既に、複数のセルが放熱板上にはんだ付固定さ
れたワーク１６をリペアのためにはんだ付装置１０に供
給する供給工程であり、工程２は交換対象のセルを放熱
板から分離する分離工程であり、工程３はセルと共に放
熱板から剥離したはんだを補充する補充工程である。ま
た、工程４は、交換対象の新規セルの還元を行う還元工
程、工程５は、新規セルの搬送工程であり、工程６は、
新規セルのはんだ付工程である。

【００１８】以下、各工程毎の構成を詳細に説明する。
工程１で供給されるワーク１６は、複数の電子部品（本
実施形態では２種類の素子）１８ａ，１８ｂが絶縁基板
２０上に実装され、１枚のセル２２を構成し、当該セル
２２を所定間隔を有して複数放熱板２４上に実装し１モ
ジュールを構成している。なお、セル２２が所定間隔を
有して実装されているのは、絶縁基板２０と放熱板２４
との線膨張率の差が大きく膨張を吸収するためである。
一般に、このようなモジュールに実装された電子部品に
不具合が生じ交換が必要になった場合、セル２２を一単
位として交換が行われる。このため、電子部品１８ａ，
１８ｂと絶縁基板２０とは、高温はんだ（例えば、融点
が２５０℃）で接合され、絶縁基板２０と放熱板２４と
は、低温はんだ（例えば、融点が１７０℃）で接合さ
れ、セル２２の交換作業中に電子部品１８ａ，１８ｂが
絶縁基板２０上で動かないようにしている。このような
構成は、Ｃ−ＭＯＳ，ＩＧＢＴ，ＳＩＴ等、主にパワー
モジュールで一般的である。

【００１９】前記ワーク１６（モジュール）は、はんだ
付装置１０の窒素雰囲気室１２に供給するための搬送ト
レー２６に載置され、所定のタイミングで窒素雰囲気室
１２の出入口２８より内部に搬送トレー２６と共に搬送
される。

【００２０】前述したように窒素雰囲気室１２の内部に
は窒素ガスが充填され加圧状態に成っているが、前記出
入口２８から外気が流入することを確実に防止するため
に、窒素ガスのエアカーテン３０が形成されている。搬
送トレー２６がエアカーテン３０を通過し、工程２の位
置に移動すると、搬送トレー２６は所定の停止位置で停
止し、交換対象のセル２２ａを放熱板２４から分離す
る。前記停止位置には搬送トレー２６を介して各セル２
２を個別に加熱可能な加熱装置３２が配置され、所望の
セル２２ａを固定している低温はんだのみを溶融する。
なお、前記加熱装置３２はセル２２ａを２００℃程度に
加熱可能な容量を有し、セル２２の配置に応じて複数の
加熱器が配置されても良いし、加熱器が適宜移動して、
所望のセル２２を加熱するようにしてもよい。

【００２１】交換対象のセル２２ａの下面の低温はんだ
の溶融は加熱時間で確認することができるが、光学式非
接触温度センサ等で確認することが望ましい。低温はん
だの溶融が確認されたら図示しない駆動機構によって任
意の方向に移動可能なバキュームピックアップ３４等で
セル２２ａを放熱板２４から引き剥がす。この時、セル
２２ａの下面にはある程度の低温はんだが付着し低温は
んだ表面に付着していた酸化膜はセル２２ａと共に引き
剥がされる。一方、放熱板２４の上面にも低温はんだが
残留するが、形成されていた酸化膜はセル２２ａと共に
排除されると共に、低温はんだの溶融は窒素ガス中で行
われるため放熱板２４に残った低温はんだが酸化するこ
とはなく、また、今回のはんだ付処理中に酸化膜が形成
されることがない。なお、引き剥がされたセル２２ａは
図示しない所定の廃棄位置にて廃棄される。

【００２２】セル２２ａが排除されたワーク１６は搬送
トレー２６と共に工程３の位置に搬送され停止する。工
程３の位置の上方には前記セル２２ａと共に除去された
低温はんだを補充するはんだ供給装置３６が配置されて
いる。このはんだ供給装置３６は、加熱装置３８ａを備
えたホッパ形状のタンク３８で構成され、上部開口３８
ｂから固形低温はんだを供給し、溶融させた湯を作る。
前記タンク３８の下部近傍（例えば、底面より１０〜２
０ｍｍ程度上方）には、溶湯の滴下ノズル３８ｃが設け
られ、ニードル弁等の開閉により所定量の溶融した低温
はんだを前記放熱板２４の所定位置に滴下する。なお、
固形低温はんだに付着していた酸化物（酸化膜）は湯の
上部に凝集し、重量不純物はタンク３８の底部に溜ま
る。滴下ノズル３８ｃを底部より所定量上方位置に形成
しているので、凝集した酸化物や重量不純物が放熱板２
４に滴下されることはない。また、引き剥がされたセル
２２ａと共に除去される低温はんだの量はセル２２ａの
底面積にほぼ比例しばらつきが少ないので、セル２２ａ
の底面積に応じて補充量を決定すればよい。なお、工程
３においてもセル交換部位に残留した低温はんだや新た
に補充された低温はんだを溶融状態に維持するために工
程２と同様に部分加熱可能な加熱装置３２が配置されて
いる。

【００２３】一方、前記ワーク１６の出入口２８と対向
する側には、同様な窒素ガスのエアカーテン４０を有す
る出入口４２が配置され、前記エアカーテン４２を介し
て新規の交換用のセル２２ｂが図示しないセル供給アー
ム等によって、工程４に待機するセル搬送トレー４４上
に供給される。

【００２４】前記セル２２ｂは既に電子部品１８ａ，１
８ｂが高温はんだで絶縁基板２０上に固定されている。
ところで、はんだ付処理される基板等の下面には、一般
にＮｉメッキまたははんだメッキが施されている。そし
て、その表面には酸化膜が形成されてしまっている。本
実施形態でセル２２ｂを形成する絶縁基板２０もＮｉメ
ッキが施されその表面には酸化膜が形成されてしまって
いる。本実施形態の場合、工程４の位置の上方には下方
に向かって開口を有するキャップ型の室が配置され、内
部に水素ガスを充填し水素雰囲気室１４を形成し、当該
水素雰囲気室１４の内部でセル２２ｂに形成された酸化
膜の還元除去処理を行う。

【００２５】一般に知られている酸化物の標準自由エネ
ルギ・温度図（エリンガム線図）によると、Ｈ₂／Ｈ₂
Ｏモル比が１／１の時、はんだの構成物であるＳｎ，Ｐ
ｂ及びメッキの材料であるＮｉは常温でも還元される
が、Ｈ₂の比率を上げ、雰囲気温度をあげれば、還元は
さらに加速的に行われる。そこで、本実施形態の場合、
水素雰囲気室１４内部に、例えば濃度９９．９９％の水
素ガスを充填し、加熱器１４ａによって水素ガスの雰囲
気温度を２００℃に維持し、効率的な還元処理を行うよ
うにしている。

【００２６】セル２２ｂを載置したセル搬送トレー４４
は、工程４の位置に配置された昇降機構４６によって、
水素雰囲気室１４の下部開口から内部に移動させられ
る。この状態で、セル２２ｂを例えば１５分水素雰囲気
中に放置する。水素ガスは、交換セル２２ｂに形成され
たＳｉＯ₂やＰｂＯ₂と反応し、Ｈ₂Ｏを合成する。合成
されたＨ₂Ｏは加熱器１４ａ等によって蒸発し排除され
る。

【００２７】なお、水素ガスは窒素雰囲気室１２に充填
された窒素ガスより軽いため下方に開口を有する水素雰
囲気室１４内部に停留するが、昇降機構の上下動作や対
流によって、水素雰囲気室１４からわずかに流出する場
合がある。そのため、水素ガス供給装置を水素雰囲気室
１４に接続すると共に、水素雰囲気室１４の中に水素濃
度検出器等を配置し、流出した水素ガスを適宜補充する
ことが望ましい。なお、流出する水素ガスの量は窒素雰
囲気室１２に充填された窒素ガスの量に比べてはるかに
小量であるため影響はない。また、流出した水素ガスは
窒素ガス中にわずかに残留する酸素（酸化が発生しない
程度）と結合してＨ₂Ｏになり消費される。

【００２８】所定時間の還元処理が終了したら前記昇降
機構４６が降下し、セル搬送トレー４４と共にセル２２
ｂを水素雰囲気室１４から取り出し、図示しない搬送機
構によって工程５の位置に移動する。工程５の位置の上
方には図示しない駆動機構によって任意の方向に移動可
能なバキュームピックアップ４８が配置され、還元処理
が終了したセル２２ｂをセル搬送トレー４４から取り出
し、工程６の位置に搬送する。

【００２９】工程６には前述した工程３でセル２２ａの
取り除かれた位置に低温はんだが補充された放熱板２４
が搬送トレー２６に載置された状態で搬送され待機して
いる。なお、工程６にも工程２，３と同様な加熱装置３
２が配置され、はんだ付部位の低温はんだの溶融状態を
維持している。そして、バキュームピックアップ４８に
よってはんだ付位置に搬送されてきたセル２２ｂが放熱
板２４と接合される。セル２２ｂと放熱板２４との接合
が図示しないセンサ等によって確認されたら、加熱装置
３２をＯＦＦして低温はんだの硬化を行う。低温はんだ
の硬化終了、または振動等を与えても交換セル２２ｂの
位置ずれ等が発生しない程度に硬化したら搬送トレー２
６と共にはんだ付処理された放熱板２４を出入口２８ま
たは図示しない専用の排出口からはんだ付装置１０外部
に排出して一連のリペアはんだ付処理を終了する。

【００３０】このように、高濃度の水素ガス中で酸化膜
の完全な還元除去処理が行われると共に、一連の作業が
すべて窒素雰囲気中で行われるため作業中に酸化膜が発
生することがなく高品質のはんだ付処理を行うことがで
きる。

【００３１】また、水素ガスは窒素雰囲気室１２中に分
離形成された水素雰囲気室１４のみに充填されるため、
水素ガスの使用量を還元処理に必要な最小量（還元対象
を投入可能なスペースに充填する量）にすることが可能
になる。また、水素ガスの使用量が少なく使用位置が限
定されるため、防爆構造も水素ガスの使用量と使用位置
に応じて縮小等の簡略化が可能になりはんだ付装置１０
の小型化を行うことができる。

【００３２】さらに、はんだ付装置１０の加熱は還元処
理を行う水素雰囲気室１４の加熱と、はんだ付処理を行
うためのはんだ付部位の加熱とに分離して行うことが可
能になる。つまり、従来のように大量の混合ガス全体の
雰囲気温度を上げて、間接的に還元部位やはんだ付部位
の温度を上げる必要がなく、必要部位の直接加熱が可能
になり加熱効率を向上することができる。また、部分加
熱なのではんだ付け後の冷却も効率よく行うことが可能
ではんだ付処理全体の効率を向上することが可能にな
る。また、部分加熱であるため一部の電子部品のはんだ
付けや熱変形し易い樹脂部品を避けた加熱等が可能にな
りはんだ付けの自由度が向上する。

【００３３】なお、工程６において、バキュームピック
アップ４８によってセル２２ｂを放熱板２４に接合する
場合、バキュームピックアップ４８をわずかに横方向に
振動させるスクラブ動作を行うことによって、接合面に
気泡等を巻き込むことを防止することが可能で、ボイド
のない良好なはんだ接合層を形成することができる。ま
た、低温はんだの硬化は加熱装置３２のＯＦＦ制御によ
って十分可能であるが、必要に応じて窒素ガスのエアを
供給して強制的に冷却して硬化させるようにしてもよ
い。

【００３４】実施形態２．新規セルを新規放熱板にはん
だ付固定する新規はんだ付けを行う場合のはんだ付装置
の構成を図２を用いて説明する。基本的な構成は図１に
示したリペアはんだ付けの場合と同じであるが、本実施
形態の場合、新規の放熱板に直接溶融した低温はんだを
滴下する。この放熱板５０の表面にも図１に示す絶縁基
板２０と同様にＮｉメッキが施され、その表面には酸化
膜が形成されてしまっている。良好なはんだ付けを行う
ためには、放熱板５０の表面等に形成されている酸化膜
を除去する必要がある。そこで、本実施形態２では、放
熱板５０も水素雰囲気中に曝し酸化膜の還元処理を行
う。

【００３５】以下、工程１から工程５の説明を行うが、
図１と同等の構成及び処理については、同一の符号を付
し説明を簡略化する。

【００３６】はんだ付装置５２は、図１のはんだ付装置
１０と同様に内部に窒素ガスが充填され、出入口２８、
４２が窒素ガスのエアカーテン３０、４０で封止された
窒素雰囲気室５４で構成され、内部に工程１から工程５
の処理を行う処理位置が設定されている。そして、図中
右側のエアカーテン３０を介して放熱板５０が供給さ
れ、図中左側のエアカーテン４０を介して新規に実装さ
れるセル５６（図１に示すセル２２と同様の構成）が供
給される。

【００３７】工程１の位置には、昇降機構５８のアーム
が挿通可能な開口６０ａを有する搬送トレー６０が待機
し、エアカーテン３０を介して図示しない供給アーム等
によって供給される放熱板５０が前記搬送トレー６０上
に供給される。また、その上方には、濃度９９．９９％
の水素ガスを充填した水素雰囲気室６２が配置されてい
る。この水素雰囲気室６２も図１の水素雰囲気室１４と
同様に、下方に向かって開口を有するキャップ型を呈
し、充填した水素ガスの加熱を行う加熱器６２ａを有
し、前記水素ガスの雰囲気温度を例えば２００℃に維持
し、放熱板５０の酸化膜の効率的な還元処理を行う。搬
送トレー６０に放熱板５０が供給されたことが図示しな
いセンサ等によって確認されたら昇降機構５８によって
放熱板５０のみを水素雰囲気室６２に移動する。この状
態で例えば１５分維持し、放熱板５０に形成されている
酸化膜の還元除去処理を行う。

【００３８】還元処理が終了した放熱板５０は、降下し
搬送トレー６０に戻され、工程２の位置に搬送される。
工程２の位置には、図１と同様なはんだ供給装置３６が
配置されている。本実施形態２の場合、新規の放熱板５
０なので残留はんだが存在しないため、最終はんだ厚を
考慮した必要量が前記はんだ供給装置３６から所定のは
んだ位置に滴下される。なお、工程２の位置には滴下し
た溶融はんだの溶融状態を維持するために加熱装置３２
が配置されている。本実施形態２の場合、放熱板５０の
ほぼ全面に新規のセル５６をはんだ付けするので、加熱
装置３２は放熱板５０全体を加熱するタイプでもよい
が、加熱効率やはんだ硬化の際の冷却効率等を考慮する
と、はんだ付部位のみの選択的加熱が望ましい。

【００３９】工程３、工程４、工程５の構成や処理手順
は図１に示す実施形態１の工程４、工程５、工程６と同
じなので説明を省略する。なお、実施形態１では交換す
るセルが１つである例を説明したが、実施形態２のよう
に単一の放熱板５０に複数のセル５６をはんだ付けする
場合は、セル搬送トレー６４に放熱板５０に必要なセル
を一括して載置し、複数枚のセル５６を同時に還元処理
した後、複数ヘッドのバキュームピックアップ４８ａに
よって、ピックアップされ工程５ではんだ付処理を行う
ようにしてもよい。

【００４０】このように、新規のはんだ付対象である放
熱板５０とセル５６とをそれぞれ水素雰囲気室６２，１
４に投入することによって、濃度の高い水素ガスによる
酸化膜還元除去処理を効率的に行うことができる。ま
た、水素ガスの使用量も従来のＨ₂，Ｎ₂の混合ガスを使
用する場合に比べて大幅に低減することができるので、
実施形態１と同様な効果を得ることができる。

【００４１】実施形態３．図３は、図２に示した新規は
んだ付けを行うはんだ付装置５２において、工程３、工
程４、工程５を統合して、はんだ付装置を簡略化した例
を示している。図３に示すはんだ付装置６６は、図２に
示すはんだ付装置５２と同様に窒素雰囲気室６８の内部
で新規の放熱板５０及び新規のセル５６とのはんだ付け
を行う。なお、図３における工程１と工程２の構成と処
理内容及び放熱板５０、セル５６の供給方法等は、図２
に示すはんだ付装置５２の工程１、工程２及び供給方法
と同じである。本実施形態３においては、新規の放熱板
５０とセル５６との接合を水素雰囲気室７０の直下の位
置で行うことによって、前述した工程３、工程４、工程
５の統合を行っている。

【００４２】このため、図２に示すバキュームピックア
ップ４８ａが前記水素雰囲気室７０の内部に進入可能な
構成になっている。図３の工程３に示すように、水素雰
囲気室７０は他の実施形態の水素雰囲気室１４と同様に
下方に開口を有するキャップ型形状を呈し、上端壁には
前記バキュームピックアップ４８ａの配置によって水素
雰囲気室７０内部の水素ガスが流出しないようにパッキ
ン７０ａが配置されている。従って、前記バキュームピ
ックアップ４８ａは図示しない駆動機構によって前記パ
ッキン７０ａを介して上下に駆動しても水素ガスが流出
しない構造になっている。

【００４３】以下、はんだ付装置６６の動作を説明す
る。なお、工程１、工程２は図２に示すはんだ付装置５
２と同じであるため、その説明を省略する。工程３にお
いて、前記バキュームピックアップ４８ａは出入口４２
から図示しないセル供給アームによって供給される新規
のセル５６を水素雰囲気室７０の直下位置で受け取り、
水素雰囲気室７０内部に搬送し、水素ガスによる酸化膜
の還元処理を行う。なお、この還元処理の条件は、他の
実施形態と同様に、例えば濃度９９．９９％、２００℃
の水素ガスで１５分である。

【００４４】一方、前記還元処理を行っている間に、工
程１で還元除去処理が行われ、工程２で溶融した低温は
んだが供給された放熱板５０が搬送トレー６０に載置さ
れた状態で、前記水素雰囲気室７０の直下に移動してく
る。なお、工程３において、搬送トレー６０が移動して
くる位置には、溶融した低温はんだの溶融状態を維持す
る加熱装置３２が配置されている。セル５６の還元処理
が終了したことが確認されたらバキュームピックアップ
４８ａを降下させて、放熱板５０とセル５６の接合を行
う。なお、この時、搬送トレー６０を左右に振動させ
て、実施形態１，２と同様に接合時の気泡の巻き込みを
防止することが望ましい。

【００４５】放熱板５０とセル５６との接合がセンサ等
によって確認されたら、他の実施形態と同様に、加熱装
置３２のＯＦＦ操作や窒素ガスの送風等により低温はん
だの硬化を行い、はんだ付装置６６からの排出を行い、
一連のはんだ付処理を終了する。

【００４６】このように、工程の統合を行うことによっ
て、前述した実施形態２と同様な効果を得つつ、はんだ
付装置の小型化を容易に行うことができる。

【００４７】なお、各実施形態において示した構造は一
例であり、水素ガスと窒素ガスとを分離して保持して、
高濃度の水素ガス中で酸化膜の還元除去処理を行い、他
の処理を窒素ガス中で行うような構成であれば、他の構
造を採用しても同様な効果を得ることができる。例え
ば、各実施形態においては、下方に開口を有する水素雰
囲気室を窒素雰囲気室中に固定して、セルや放熱板を上
下に移動して投入する構成を例にとって説明したが、水
素雰囲気室を上下に移動させたり、水素ガスが開口から
流出することを防止するために、前記開口に開閉扉機構
を配置してもよい。また、各実施形態において還元処理
にはある程度の時間を必要とするため、水素雰囲気室を
複数配置したり、複数のセルを時間差で同時に還元処理
できるように大きめに形成してはんだ付装置のサイクル
タイムに追従するようにしてもよい。さらに、セルや放
熱板は供給アームによって供給する例を説明したが、搬
送トレーがエアーカーテンを介してはんだ付装置に出入
りして、放熱板やセルを供給してもよい。

【００４８】また、従来のように水素ガスと窒素ガスと
混合ガス中で、各処理（還元処理、はんだ溶融処理、接
合硬化処理等）の現象が混在して起こる場合、例えば、
はんだ部に気泡が発生した場合、その原因が還元不良な
のか、はんだ汚染なのか、接合時の気泡巻き込みなのか
等を特定することが困難であった。しかし、本実施形態
は、各工程が独立しているため、どの工程に不良原因が
含まれていたかを比較的容易に発見することができるの
で、品質管理等も容易に行うことができる。

【００４９】なお、各実施形態では、放熱板とセルとの
はんだ付けを例にとって説明したが、還元処理が必要な
ワークのはんだ付けであれば、他のワークのはんだ付け
に本実施形態を適用しても同様の効果を得ることができ
る。

【００５０】

【発明の効果】本発明によれば、高濃度の水素雰囲気中
で完全に酸化物（酸化膜）の還元除去が行われ、還元処
理されたワークが酸素等の外気に触れること無く連続的
に窒素雰囲気中ではんだ付処理されるので、酸化物（酸
化膜）を完全に除去した高品質のはんだ付けを行うこと
ができる。また、水素ガスは窒素雰囲気室中に分離形成
された水素雰囲気室のみに充填するため水素ガスの使用
量をワークの還元処理に必要な最小量にすることが可能
になり、はんだ付装置の構造の簡略化や小型化、はんだ
やワークの加熱・冷却効率の向上が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１に係るはんだ付装置の構
造と処置工程とを説明する説明図である。

【図２】本発明の実施形態２に係るはんだ付装置の構
造と処置工程とを説明する説明図である。

【図３】本発明の実施形態３に係るはんだ付装置の構
造と処置工程とを説明する説明図である。

【符号の説明】

１０，５２，６６はんだ付装置、１２，５４，６８
窒素雰囲気室、１４，６２，７０水素雰囲気室、２
２，２２ａ，２２ｂ，５６セル、２４，５０放熱板、
２６，６０搬送トレー、２８，４２出入口、３０，
４０エアカーテン、３２加熱装置、３４，４８，４
８ａバキュームピックアップ、３６はんだ供給装置、
４４，６４セル搬送トレー。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ワーク同士のはんだ付けを行うはんだ付
方法において、窒素雰囲気中に分離形成した水素雰囲気中で前記ワーク
の還元処理を行う還元工程と、ワークの還元終了後、前記窒素雰囲気中で前記ワーク同
士のはんだ付けを行うはんだ付工程と、を含むことを特徴とするはんだ付方法。
【請求項２】ワーク同士のはんだ付けを行うはんだ付
装置において、内部に窒素ガスを充填し、前記ワーク同士のはんだ付け
を行う窒素雰囲気室と、前記窒素雰囲気室中に配置され前記ワークの出し入れが
自在な室であって、内部に水素ガスを充填しワークの還
元処理を行う水素雰囲気室と、前記ワークを水素雰囲気中と窒素雰囲気中との間を連続
的に搬送する搬送機構と、を含み、水素雰囲気中で還元処理を終了したワークを窒
素雰囲気中ではんだ付処理することを特徴とするはんだ
付装置。