KR930001513B1 - 금속파우더 및 그 페이스트와, 금속파우더의 제조장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

금속파우더 및 그 페이스트와, 금속파우더의 제조장치

제1도는 일부를 파단한 땜납파우더의 측면도.

제2도는 파우더에 파인(fine)이 없는 것을, 그리고 곡면부의 일부에 비곡면부가 갖추어져 있는 것을 나타낸 x1000배율의 현미경사진.

제3도는 땜납페이스트를 설치한 프린트 배선기판상에 있어서의 패키지의 실장상태를 나타낸 측면도.

제4도는 37-90㎛레벨로 체로 친 균일한 입자경의 파우더를 나타낸 x150배율의 현미경사진.

제5도는 땜납을 가열용융(리플로우)한 뒤의 땜납 볼의 발생이 눈에 띄지 않은 것을 나타낸 x200배율의 현미경사진.

제6도는 금속파우더의 제조장치를 나타낸 요부가 파단된 장치 전체의 측면도,

제7도는 압출노즐부근의 확대단면도.

제8도는 "땜납" 파우더 제조장치의 다른 실시예를 나타낸 요부가 파단된 개략측면도.

제9도는 압력용기의 저부를 나타낸 부분의 측단면도.

제10도는 노즐플레이트의 개략사시도.

제11도는 노즐구멍의 확대단면도.

제12도-제14도는 각각 노즐구멍의 배열상태를 예시한 개략 평면도.

제15도는 미립체의 x100배의 현미경사진.

제16도는 미립체의 x500배의 현미경사진.

제17도는 "땜납" 파우더 제조장치의 다른 실시예를 나타낸 요부가 파단된 개략측면도.

제18도는 종래의 분무법으로 제조한 미립체의 x500배의 현미경사진, 그리고 제19도는 솔더 볼의 현미경사진이다.

본 발명은 금속파우더 및 그 페이스트와, 금속파우더의 제조장치에 관한 것이다.

보다 상세하게 설명하면, 용융시킨 금속을 미소한 직경의 노즐 구멍으로부터 실을 끌 듯한 모양으로 압압(밀어눌러)·유하(흘러내려서)시켜서, 그 실을 끌 듯한 모양으로 형성된 부위의 선단에서 적하(방울져 떨어지는)하는 "방울"을 구슬모양으로 조정하면서 냉각·응고시킴으로써 금속파우더, 예컨대 90㎛이하의 입자의 직경을 가지며, "땜납 페이스트"용으로서 가장 적합한 "땜납" 파우더를 제조하는 기술에 관한 것이다.

금속파우더 및 그 페이스트(이하, 파우더·페이스트)로서는, 분무법(atomization), 전조법, 용해법, 환원·혼합법 등에 의하여 얻어진 파우더·페이스트가 알려져 있다. 그러나 분무법에 의하여 얻은 파우더는 먼지(Dust)와 같은 미세림(파인 : Fine)이 있어 원료에 대한 제품의 비율도 나쁘고, 또 전조법 및 용해법에 의한 파우더는 작은 직경의 것을 생산할 수 없기 때문에 대량 생산할 수 없으며, 환원·혼합법에 의한 파우더는 파우더가 너무 잘게 이루어지므로 합금(땜납)에는 적합치 않아 일장일단이 있다. 또 노즐법을 이용하여 파우더도 일반적으로는 큰 사이즈의 파우더로 이루어져 버리기 때문에 본 발명에서 의도하는 바와 같은 미소한 직경, 예컨대 20-30㎛ 사이즈의 파우더에는 적합치 않다고 되어 있다.

그런데, 프린트배선기판에 있어서의 패키지의 표면실장밀도는 요즈음 점점 높아지고 프린트 배선기판에 실시된 파우더끼리의 간격도 점점 작아지고 있다. 이 때문에 패키지를 프린트 배선기판에 표면실장하는 데에 쓰여지는 "파우더·페이스트"는 플럭스(Flux)의 개량도 그렇지만, 이 플럭스에 섞여지는 파우더가 희망하는 미소한 직경으로, 입도분포가 좋고, 파인이 없고, 인쇄, 도포후의 쉬어드루프(Shear Droop)가 없다는 조건을 만족시키는 파우더 일 것이 필요하다. 그렇지만, 상기한 종래의 파우더 및 그러한 것을 사용한 페이스트는 이와 같은 조건을 만족시켜 주지 못하는 것이었다.

그리고 또한 종래의 파우더의 제조방법으로서는 분무법, 노즐법 등이 일반적으로 알려져 있는 데, "땜납 페이스트"용의 "땜납"파우더를 예로 들어보면, 어느 것도 아직 불충분한 것이었다. 게다가, 노즐법의 종래의 기술로서는 목공소 59-44361호의 공보에 개시된 것이 있다.

즉, 통상의 노즐법은 일반적으로 "땜납 페이스트"용으로서 알맞은, 예컨대 90㎛이하의 입자의 직경을 가진 것을 얻기 어렵고, 상기 특공소 59-44361호의 공보에 개시된 노즐법의 것에는 아래에 기술하는 분무법에 있어서와 다름 없는 문제점이 있다.

분무법은 그 원리로 보건데, 아무래도 얻어지는 미립체의 입도분포(로진(Rosin)·래머(Rammer)-분포(R-R분포)가 너무 넓어지고, "파인"이라 일컬어지는 매우 미소한 입자직경의 것이 발생비율이 커져버린다. 이 "파인"은 설령 여하히 체로 쳤다 하더라도 표준적인 미립체에 물리적으로 부착한 부분에 관하여서는 체로 치기 불가능하므로 제품으로서의 "땜납파우더"에 이 "파인"이 혼입하여 버린다. 그 결과 이 "땜납파우더"를 사용한 "땜납 페이스트"를, 예컨대 프린트배선기판에 도포한 경우 그 표면적이 크기 때문에 산화되기 쉬운 "파인"의 부분이 솔더 볼(Solder Ball : 땜납 구)로 되어 제품이 불량해져 버릴 우려가 있다는 것이다. 그리고 제18도는 "파인"을 지닌 미립체의 사진인데, 표준적인 미립체(파우더)에 물리적으로 부착한 매우 미소한 입자직경의 미립체가 "파인"이다. 또 제19도에는 "솔더볼"의 하나의 예가 사진에 의하여 나타내져 있다.

본 발명은 희망하는 미소한 직경으로, 입도분포가 좋고, 파인이 없고, 인쇄, 도포후의 쉬어드루프가 없는 조건을 만족시키는 파우더·페이스트를 제공하려는 것이다.

구체적으로는, 본 발명에 관한 금속파우더 및 그 페이스트는 우선, 불활성가스 분위기 중에서 용융금속을 미소한 직경의 다수의 노즐구멍으로부터 밀어내고, 낙하시키면서 냉각함과 동시에 그 동안에 방울모양에서 구슬모양으로 전체형상을 조정하여 응고시키는 금속파우더로서, 구슬모양을 이룬 곡면부의 일부에 비곡면부를 가진 금속파우더로 한 것이다. 그리고 페이스트는 이 금속파우더를 혼합하여 이루어지는 것으로 하였다.

불활성 가스 분위기 중에서 용융금속을 100㎛이하의 미소한 직경, 예컨대 18㎛사이즈의 노즐구멍으로부터 밀어내면 그 용융금속이 매우 미소한 직경의 세로의 긴 원추형상으로 되어 노즐구멍으로부터 수직으로 늘어져 연속형부를 형성하고, 이와 같은 형상의 연속형부의 하단에서 용융금속은 방울모양에서 구슬모양으로 되고, 이 시점에서 미소한 직경, 예컨대 44㎛사이즈의 구슬로 되고, 또한 낙하하면서 응고하여 의도하는 파우더로 된다. 이 구슬모양으로된 용융금속(파우더)은 외층이 냉각고화되어 버리기 때문에 내부의 산화방지가 도모되어 무산화상태의 구슬로 된다. 이와 같은 구슬(파우더)을 현미경으로 확대하면, 그 이유는 판연치 않지만, 곡면부(완만한 원호를 그리는 면부)의 일부에 비곡면부(평탄면, 능선, 등을 가진 완만치 않은 면부)를 갖추고 있음을 알 수 있다. 곡면부의 일부에 비곡면부를 갖추고 있음으로써 파우더끼리의 안정이 잘 이루어지고 이 파우더를 혼합하여 이루어지는 페이스트는 인쇄, 도포후의 쉬어드루프가 없다. 그리고 상기 내용의 처리가 다수, 예컨대 40개의 노즐구멍으로부터 밀려나오는 용융금속의 모두에 대하여 간단없이 행하여짐으로써 희망하는 미소한 직경으로 입도분포가 좋고 균일한 입도의 파우더가 효율적으로 얻어진다. 또한 금속파우더로서 얻어진 땜납파우더는 강제파괴, 즉 강제적인 충격을 가하지 않고 얻어지므로 파인이 없고 페이스트로서 사용하면 리플로우 후의 땜납 볼의 발생도 없는 것이다.

그리고 상기와 같은 금속파우더의 제조장치로써 용융금속을 복수의 미소한 노즐구멍이 뚫여져 이루어 지는 압출 노즐의 노즐구멍으로부터 불활성가스 분위기중에서 가압하면서 유하시킴과 동시에, 그 늘어쳐지는 연속형부의 선단에서 미소한 적상체(방울모양체)로 적하시키고, 그리고 이 미소한 적상체를 분활성가스에 의한 대기압하에서 낙하상태로 냉각하면서 방울모양에서 구슬모양으로 전체형상을 조정하여 응고시키는 금속파우더의 제조장치를 제공코자 하는 것이다.

그리고 또한 금속파우더의 제조장치로서 노즐구멍의 배열에 연구를 가한 장치를 제공코자 하는 것이다. 구체적으로는 상기한 금속파우더의 제조장치에 있어서, 노즐플레이트의 각 노즐구멍이 노즐구멍의 직경에 따라 과해지는 일정 값 보다 커짐과 동시에, 플레이트체의 주위로부터 중심점으로 향하는 선분상에 나열하는 경우에 관하여서는 제조되어야 할 금속파우더의 입자의 직경에 따라 부여되는 일정한 값 보다 큰 상호의 간격을 가진 배열상태로 되어 있거나, 또는 노즐구멍의 직경에 따라 부여되는 일정한 값 보다 큰 상호의 간격을 가지고 일직선상에 배열되어 있는 금속파우더의 제조장치를 제공코자 하는 것이다.

노즐구멍의 배열상태를 상기한 바와 같은 것으로 한 결과, 어떠한 현상에 따른 것인지는 판연치 않지만, 이와 같은 배열의 것 이외에는 아무래도 피하기 어렵고, 적상체의 적하도중에 있어서의 상호응집에 의한 랜덤(Random)한 성장을 방지할 수 있고, 그 결과 필요한 입자직경에 관하여 종래의 것에 비하여 대단히 좁은 입도분포를 나타내는 금속파우더가 얻어졌다.

이하, 실시예에 관하여 첨부 도면을 참조하여 설명한다.

이 "금속파우더"와 "페이스트"는 중복하는 부분이 있으므로 설명의 편의상 금속파우더로서 "땜납파우더"에 관하여 주로 설명하고, 페이스트로서의 "땜납 페이스트"에 관하여서는 필요에 따라 설명키로 한다.

그리고 이상 및 이하의 기술 중에 있어서의 "파우더"란, 하나의 미립체를 의미하는 경우와 복수의 미립체의 집합을 의미하는 경우의 쌍방을 포함하는 광의 개념의 용어로서 사용되고 있다.

먼저, "땜납 파우더"에 관하여 설명한다.

불활성가스 분위기 중에서 용융땜납을 100㎛이하의 미소한 직경, 예컨대 18㎛사이즈의 미소한 직경의 노즐구멍으로부터 압출하면 그 용융땜납이 매우 미소한 직경의 세로의 긴 원추형상으로 되어 노즐구멍으로부터 늘어져 연속형부를 형성하고, 이와 같은 형상의 연속형부의 하단에서 용융땜납은 방울모양에서 구슬모양으로 되고, 이 시점에서 44㎛사이즈의 미소한 직경의 구슬로 되고, 또한 낙하하면서 응고하여 의도하는 파우더로 된다.

제1도로 나타낸 바와 같이 이 구슬모양으로 된 용융땜납(파우더)은 외층(2)이 냉각응고되어 버리기 때문에 내부의 산화방지가 도모되어 무산화상태의 구슬로 된다. 이와 같은 구슬(파우더)(1)을 현미경으로 확대하면, 그 이유는 판연치 않지만, 곡면부(완만한 원호를 그리는 면부)(3)의 일부에 비곡면부(평탄면, 능선등을 가진 완만치 면부)(4)를 갖추고 있음을 알 수 있다. 곡면부(3)의 일부에 비곡면부(4)를 갖추고 있으므로써 이 파우더(1)를 플럭스(5)에 혼합하여 이루어지는 땜납 페이스트(6)를 프린트배선기판(7)상에 인쇄하여 실시하였을 때 "쉬어드루프"되는 일이 없고, 또 패키지(8)을 탑재한 경우(제3도) 땜납 가열용융(리플로우 : Reflow)한 뒤의 땜납 볼의 발생이 눈에 띄지 않은 것도 확인할 수 있었다.

플럭스(5)로서는 금속표면청정화 및 가열중에 있어서의 재산화 방지를 위한 로진과, 금속표면청정화를 위한 활성제와, 점도조성성분으로서의 중점제와, 이들의 성분을 균일하게 용해하기 위한 용제 등을 포함하는 것이다.

그리고 상기 내용의 파우더(1)는 다수의 미소한 직경의 노즐 구멍으로부터 밀려 나오는 용융땜납에서 얻어짐으로써, 희망하는 미소한 직경으로 입도분포가 좋고 균일밀도의 것으로서 효율적으로 얻어진다. 또한 얻어진 파우더(1)는 파인이 없고, 상기 플럭스(5)에 혼합하여 페이스트(6)로서 사용하면 리플로우한 뒤의 땜납볼의 발생도 없는 것이다.

이러한 상태를 현미경사진으로 나타낸다.

제2도는 x100배율의 것으로서, 파우더(1)에 파인이 없음을, 그리고 곡면부의 일부에 비곡면부를 갖추고 있음을 알 수 있다.

제4도는 x150배율의 것으로서, 37-90㎛레벨로 체로 친 것인데, 매우 균일한 입자직경의 파우더가 얻어지고 있음을 알 수 있다.

제5도는 x200배율의 것으로서, 땜납가열용융(리플로우)한 뒤의 땜납볼의 발생이 눈에 띄지 않음을 알 수 있다.

그리고 본 발명에서 의도하는 "금속파우더 및 그 페이스트"는, 상기한 땜납파우더와 땜납 페이스트에 한정되지 않으며, 동합금 파우더와 그 동페이스트, 금합금파우더와 그 금랍, 또는 은합금 파우더와 그 은랍, 아연파우더, 인듐합금파우더와 그 페이스트 등을 포함하는 것인데, 이상의 설명에 있어서는 중복하는 부분이 많으므로 그 설명을 생략한 것이다.

다음에 금속파우더의 제조장치에 관하여 설명한다. 파우더(1)를 얻기 위한 장치에 관하여 제6도 및 제7도를 참조하여 설명하면, 이 장치는 용융금속(9)을 넣어 가열보온하는 압력용기(10)와, 이 압력용기(10)의 저부에 설치된 미소한 직경의 노즐구멍(11)을 다수 갖춘 밀어내기 노즐(12)과, 노즐구멍(11)의 출구측에 있어서 노즐구멍(11)으로부터 밀려나온 용융금속(13)이 낙하하면서 냉각되는 처리공간(14)을 구획형성하는 케이스체(15)와, 이 케이스체(15)의 저부에 설치된 파우더 꺼낼용의 용기(16)를 순차적으로 위에서 아래로 향하여 연접하고 있다. 그리고 케이스체(15)의 도중에 냉각수단으로서의 수냉자켓(17)과 냉각수의 도입·도출로(18)를 설치하고, 불활성 가스의 도입수단(19)을 상기 압력용기(10) 및 케이스체(15)에 접속함과 동시에 케이스체(15)의 저부의 부근에 불활성가스의 도출수단(20)을 접속하여 이루어지는 것으로 하고 있다.

본 발명에 관한 금속파우더 및 그 페이스트와, 금속파우더의 제조장치는 이상 설명한 바와 같은 내용의 것이므로 이하에 기재되는 바와 같은 효과가 있다.

(a) 파우더의 곡면부의 일부에는 비곡면부가 있는데, 이 때문에 파우더끼리의 안정이 잘 이루어지고 이 파우더를 사용한 페이스트는 인쇄, 도포후의 쉬어드루프이 없다.

(b) 미소한 직경 사이즈의 노즐 구멍으로부터 압출된 용융·금속은 노즐구멍으로부터 늘어져 연속형부를 형성하는데 있어서, 매우 미소한 직경의 세로의 긴 원추형상으로 되고, 방울모양에서 구슬모양(파우더)으로 될때 그 부분은 미소한 직경의 것으로 된다.

(c) 구슬모양으로 된 용융금속은 미소한 직경 사이즈의 구슬로 되고 또한 낙하하면서 응고하여 의도하는 파우더로 되지만, 외층이 냉각처리로 고화되어 버리므로 내부의 산화방지가 도모됨과 동시에 좀체로 산화되지 않기 때문에 페이스트로 한 경우 대기중에서의 장기보존을 할 수 있고, 그 것이 땜납파우더이면 습윤성(Solderability)이 저하하지 않고, 도중에 버리는 일 없이 전량을 다 사용할 수 있어 경제성이 풍부하다.

(d) 다른 노즐구멍의 직경의 것을 사용하는 것으로서, 파우더의 미소한 직경을 조정하기 쉬움과 동시에 파우더가 대량으로 균일한 입자의 직경으로 얻어진다.

(e) 18㎛사이즈 정도의 미소한 직경의 노즐구멍을 채용한 경우, 파우더의 평균입자의 직경은 55-60㎛이고, 매우 균일한 입자의 직경의 파우더가 얻어지며 또한 파인이 없다.

(f) 매우 균일한 입자의 직경의 파우더가 얻어지므로, 이 파우더를 쓴 땜납 페이스트는 프린트 배선기판에 있어서의 도포(인쇄) 성능이 좋고, 고밀도(간격이 좁은)의 패턴을 형성하는데 가장 적합하다.

다음에 본 발명의 다른 실시예를 제8도-제16도를 참조하여 설명한다.

역시, 이상 및 이하의 기술 중에 있어서의 "금속미립체" 또는 "미립체"라는 것은, 하나의 미립체를 의미하는 경우와 복수의 미립체의 집합을 의미하는 경우의 쌍방을 포함하는 광의 개념의 용어이다.

그리고 앞서의 실시예에서 설명한 "금속파우더" 또는 "파우더"와 같은 동의어로서 사용되고 있다.

이 실시예는 "땜납" 미립체의 제조용인 "땜납" 미립체 제조장치(101)에 관한 것이다. "땜납" 미립체 제조장치(101)는 제8도에 나타낸 바와 같이 주로 압력용기(102)와 케이스체(103)와, 파우더 취출기(104)가 순차적으로 위에서 아래로 향하여 연접되어 이루어지고, 이 중의 압력용기(102)의 저부에 노즐플레이트(105)가 장착되어 있다.

노즐플레이트(105)는 플레이트체(110)에 복수의 미소한 노즐구멍(111)이 뚫어져 이루어진다. 이 노즐구멍(111)의 배열상태는 그 상호의 간격(W)이 노즐구멍(111)의 직경(R)에 따라 과해지는 일정한 값, 구체적으로는 대략 R×100이상으로 됨과 동시에 플레이트체(110)의 주위로부터 중심점으로 향하는 선분(L)상에 나열하는 경우에 관하여서는 제조하여야 할 금속미립체의 입자의 직경과의 상관관계에서 부여되는 일정한 값보다 큰 간격으로 되도록 되어 있다. 즉, 일반적으로는 노즐구멍(111)의 직경(R)에 따라 과해지는 일정한 값 이상의 간격일 것 만이 필요조건으로 되지만, 선분(L)상에 나열하는 경우에 관하여서는 금속미립체의 입자의 직경과의 상관관계에서 과해지는 일정한 값 보다 작은 간격에서는 서로 나열되지 않도록 하는 배열상태로 되어 있다. 이와 같은 배열상태의 구체적인 예로서는, 제10도에 나타낸 바와 같은 원형배열 내지 12도에 나타낸 바와 같은 2중 원형배열이 후술하는 적상체(C)의 적하 도중에 있어서의 상호응집에 따른 랜덤한 성장의 방지라는 점에 더하여 각 노즐구멍(111)에서 밀려 나오는 각 용융땜납(A) 내지 각 용융땜납(B)의 온도가 더욱 균일하여진다는 점에서 더욱 바람직스러운 것이지만, 제13도에 나타낸 바와 같은 사각형배열 내지 이 사각형 배열에서 대항하는 두열을 제외한 나머지의 두열에 따른 선상배열을 채용하는 것도 가능하다.

다만, 제14도에 나타낸 일직선상의 배열은 상기 노즐구멍(111)의 직경(R)에 따라 부여되는 조건만을 충족시켜주면 되고 상기 금속미립체 입자의 직경과의 상관관계에서 과해지는 조건은 불필요한 것으로서 이 배열상태를 채용하는 것도 가능하다. 또 각 노즐구멍(11)은 모두 제11도에 나타낸 바와 같이 그 상단부에 테이퍼형의 유도부(112)를 가지고 있다. 이와 같이 테이퍼형의 유도부(112)를 설치하는 것은 후술하는 용융땜납(A)의 흘러내림을 보다 원활하게 한다는 이점이 있다. 노즐구멍(111)의 직경(R)은 제조하여야 할 "땜납"미립체(Pa)의 입자직경의 약 1/3로 하는 것이 가장 알맞다는 식견이 이 실험을 통하여 얻어지고 있다. 그리고 이 실시예에 있어서는 노즐구멍(111)의 직경을 18㎛로 하고, 평균 약 55-65㎛의 입자의 직경을 가진 "땜납"미립체(Pa)가 얻어지도록 하고 있다.

압력용기(102)는 용융땜납(A)를 넣어 250℃정도로 가열 보온하는 것으로서, 그 중앙에 열전대(113)가, 또 주위에는 밴드 히이터(114)가 배치됨과 동시에, 상술한 바와 같이 그 저부에는 노즐플레이트(105)가 장착되어 있다. 그리고 이 압력용기(102)는 밀폐형으로 되어 있고 또한 불활성가스의 도입수단(115)이 접속되고, 압력용기(102)내를 불활성가스의 분위기로 보전하면서 용융땜납(A)에 소정의 압압력(P)을 부여토록 되어 있다. 그리고 116은 필터로서, 용융땜납(A)속에 혼입하고 있는 고형상의 산화물을 제거하기 위하여 노즐플레이트(105)의 위에 설치되어 있다. 이 필터(116)은 재질로서는 글라스섬유여지, 실리카섬유여지, 석영섬유여지 등이 가장 적합하고, 모두 500℃ 이상의 내열성을 갖추고 있다.

케이스체(103)는 노즐플레이트(105)의 출구측에 있어서 노즐플레이트(105)의 노즐구멍(111)을 통하여 소정의 압압력(P)으로 실을 끌 듯한 모양으로 유하시켜진 용융땜납(A), 구체적으로는 그 실을 끌 듯한 모양으로 형성된 부위(B)의 선단으로부터 적하하는 적상체(C)를 불활성가스에 의한 대기압하에 있어서 낙하상태로 냉각하면서 방울모양에서 구슬모양으로 전체형상을 조정하여 응고시키고, 미립체(Pa)로 하기 위한 처리공간(117)을 구획형성하는 것으로서, 전체가 통모양으로 형성되어 있다. 그리고 여기서 용융땜납(A)이 각각 노즐구멍(111)으로부터 일제히 실을 끌 듯한 모양으로 유하하는 형태는 이른바 샤워와 같이 아주 유사한 상태를 나타내는 것이다. 그리고 케이스체(103)의 도중에는 이중벽의 구조로 냉각수의 도입로(118)와 도출로(119)를 접속한 수냉자켓(120)이 냉각수단으로서 설치되어 있다. 케이스체(103)의 높이는 처리공간(117)의 사이즈에 영향을 받는 것으로서, 실은 끌듯한 모양의 용융땜납(B)의 선단으로부터 적하하는 적상체(C)가 낙하하면서 응고하여 의도하는 "땜납" 미립체(Pa)로 되는데 가장 적합한 높이가 선정되어 있다.

파우더 취출기(104)는 미립체(Pa)를 자동적으로 여러가지의 입자직경의 범위로 분립하면서 파우더로서 꺼내기 위한 것으로서, 케이스체(103)의 저부의 설치되어져 있다.

이상과 같이 이 실시예에서는 용융땜납(A)를 18㎛라는 미소한 노즐구멍(111)으로부터 실을 끌 듯한 모양으로 압압·유하시켜 그 실을 끌 듯한 모양으로 형성된 부위(B)의 선단에서 미소한 적상체(C)로서 적하시키고, 이 미소한 적상체(C)를 낙하상태에서 냉각하면서 방울모양에서 구슬모양으로 전체형상을 조정하여 응고시키는 것으로 하고 있으므로, 얻어지는 "땜납" 미립체(Pa)의 입자의 직경에 관하여, 특히 "파인"과 같은 일정 이하의 입자직경의 것의 파생을 피할 수 있고, 또 동시에 노즐구멍(111)의 배열상태를 상기와 같은 것으로 한 결과 어떠한 현상에 따른 것인지는 판연치 않지만, 이와 같은 배열의 것 이외에는 아무래도 피하기 어렵고, 적상체(C)의 적하도중에 있어서의 상호응집에 의한 랜덤한 성장을 방지할 수 있도록 되고, 그 결과 필요한 입자직경에 관하여 종래의 것이 n=1 정도의 R-R분포를 나타내는데 대하여, n=6-8이라는 대단히 좁은 입도분포를 나타내는 "땜납" 미립체(Pa)의 파우더가 얻어졌다. 이러한 상태를 현미경사진으로 나타낸다. 제15도는 x100배율의 것으로서, 그 입자직경의 균일성을 이해할 수 있다. 또, 제16도는 x500배율의 것으로서, 파우더에 "파인"이 포함되어 있지 않음을 알 수 있다.

다음에 제17도를 참조하여 "땜납" 미립체 제조장치의 다른 실시예를 설명한다. 다만, 이 실시예는 제8도-제16도에서 설명한 상기 실시예와 공통하는 부분이 많으므로 이와 같은 공통부분을 상기 실시예와 같은 부호로 나타내기로 하고, 중복설명을 가급적이면 생략키로 한다.

[압력용기(102)에 관하여]

이 압력용기(102)는 노체(Furnace Casing)(121)의 외측에 밴드히이터(114)를 배설하고, 또한 그 외측을 단열재(122)로 덮고 있다. 노체(121)의 상방 개구부에는 단열재(123)가 들어가는 개체(124)가 설치되고, 밀폐된 내부에는 불활성가스의 도입수단(115)으로 불활성가스가 강제적으로 도입되어 용융땜납(A)에 압압력(P)을 부여한다. 그리고 여분의 불활성가스는 배출조정수단(125)으로부터 압력용기(102)의 밖으로 배출된다. 그리고, 126은 0-링으로서 가압에 대한 씨일(seal)수단으로 되어 있다. 또한, 127, 128, 129도 마찬가지의 0-링을 각각 나타낸다.

[노즐플레이트(105)에 관하여]

제12도의 이중원형 배열에 상응하는 노즐구멍(111)이 플레이트체(110)에 형성되어 있고, 플레이트체(110)는 노저의 일부를 구성하고 있다.

[케이스체(103)에 관하여]

처리공간(117)의 높이 칫수를 가급적이면 작게하도록 배려하고 있다. 압력용기(102)를 직접적으로 지지하고 있는 상측의 케이스체(103) 및 이 상측의 케이스체(103)를 지지하는 하측의 케이스체(103)는 모두 작은 높이 사이즈의 것으로 하고 있다. 130은 관찰창으로서, 상측의 케이스체(103)의 측면에 설치되어 있으며, 외부로부터 내부의 처리공간(117)을 직접 보고, 확인할 수 있다. 상측의 케이스체(103)의 상부에는 불활성가스의 도입수단(131)이, 그리고 하측의 케이스체(103)의 하부에는 배출수단(132)이 각각 설치되어 처리공간(117)은 압력용기(102)내와 마찬가지로 불활성 분위기로 되어 있다. 배출수단(132)은 내부로 산소가 들어가지 못하도록 역류방지판(133)을 갖추고 있다. 그리고, 134는 상측과 하측의 케이스체(103)의 외면을 덮는 냉각코일로서, 각각 냉각수의 도입로(118)와 도출로(119)가 접속하고 있다.

하측의 케이스체(103)는 역원추형상을 가지며 "땜납" 미립체(Pa)의 집하통으로서의 기능도 가지고 있다.

[땜납 꺼내기(104)에 관하여]

하측의 케이스체(103)의 하부는 플렉시블 러버 튜브(Flexible Rubber Tube)(135) 및 호오스밴드(136)를 통하여 복수의 "체"(137)(gyro sifter)에 접속하고 있다. 도시한 예에서는 4종류의 입자직경의 범위마다의 "체"(137)가 겹쳐진 상태로 탄력성의 지지체(138)로 지지되고, "체"(137)의 전체를 자유로이 진동시키도록 하고 있다. 4종류의 "체"(137)에는 각각 용기(139)가 접속되고 있고, 각 "체"(137)로 분급(분립)된 "땜납"미립체(Pa)가 각각 진동으로 자동적으로 추출되어 용기(139)에 수납되어 간다.

본 발명에 관한 금속미립체의 제조장치에 의하면, 이상 설명하여 온 바와 같이 용융금속을 미소한 노즐구멍으로부터 실을 끌 듯한 모양으로 압압, 유하시키고, 그 실을 끌 듯한 모양으로 형성된 부위의 선단에서 미소한 적상체로서 적하시키고, 이 미소한 적상체를 낙하상태로 냉각하면서 방울모양에서 구슬모양으로 전체형상을 조정하여 응고시키는 것으로 하고 있으므로 얻어지는 금속미립체의 입자직경에 관하여, 특히 "파인"과 같은 일정 이하의 입자직경의 것의 파생을 피할 수 있고, 또 노즐구멍의 배열상태를 일정한 것으로 하고 있으므로 그 결과 어떠한 현상에 따른 것인지는 판연치 않지만, 이와 같은 배열의 것 이외에는 아무래도 피하기 어렵고, 적상체의 적하도중에 있어서의 상호응집에 의한 랜덤한 성장을 방지할 수 있도록 되고, 그 결과 필요한 입자직경에 관하여 종래의 것에 비하여 대단히 좁은 입도분포를 나타내는 금속입체로 이루어지는 파우더가 얻어지게 된다.

Claims (16)

1. 불활성가스 분위기 중에서 용융금속을 미소한 직경의 다수의 노즐구멍(11)으로부터 압출하고, 낙하시키면서 냉각함과 동시에 그 사이에 방울모양에서 구슬모양으로 전체형상을 조절하여 응고시키는 금속파우더(1)에 있어서, 구슬모양을 이루는 곡면부(3)의 일부에 비곡면부(4)를 가진 것을 특징으로 하는 금속파우더.
2. 제1항에 있어서, 상기 용융금속이 용융땜납이고, 상기 금속파우더(1)가 땜납 파우더인 금속파우더.
3. 제2항에 있어서, 상기 땜납파우더를 플럭스(5)에 혼합하여 이루어지는 땜납 페이스트.
4. 제1항에 있어서, 용융금속이 용융동합금, 용융금합금 또는 용융은 합금 중의 어느 하나이고, 금속파우더가 동합금파우더, 금합금파우더 또는 은합금 파우더 중의 어느 하나인 금속파우더.
5. 제4항에 있어서, 각 파우더를 혼합하여 이루어지는 동페이스트, 금랍(금왁스) 또는 은랍(은왁스).
6. 용융금속을 다수의 미소한 노즐구멍(11)이 형성되어 있는 압출노즐(12)의 노즐구멍(11)으로부터 불활성가스 분위기 중에서 가압하면서 유하시킴과 동시에, 그의 아래로 늘어쳐진 연속형부의 선단으로부터 미소한 적상체로서 적하시키고, 그리고 이 미소한 적상체를 불활성가스에 의한 대기압하에서 낙하상태로 냉각하면서 방울모양에서 구슬모양으로 전체형상을 조절하여 응고시키는 금속파우더(1)의 제조장치.
7. 제6항에 있어서, 제조하여야 할 금속미립체(1)의 직경이 100㎛이하이고, 또한 노즐구멍(11)의 직경이 이 금속미립체(1)의 직경의 약 1/3인 것을 특징으로 하는 금속미립체의 제조장치.
8. 용융금속(A)을 플레이트체(110)에 복수의 미소한 노즐구멍이 뚫어져 이루어지는 노즐플레이트(105)의 노즐구멍으로부터 불활성가스 분위기중에서 가압하면서 실은 끌 듯한 모양(B)으로 유하시킴과 동시에, 그 실을 끌 듯한 모양으로 형성된 부위의 선단에서 미소한 적상체(C)로서 적하시키고, 그리고 이 미소한 적상체를 불활성가스에 의한 대기압하에서 낙하상태로 냉각하면서 방울모양에서 구슬모양으로 전체형상을 조정하여 응고시키는 금속미립체(Pa)의 제조장치에 있어서, 노즐플레이트(105)의 각 노즐구멍(111)이 노즐구멍의 직경(R)에 따라 부여되는 일정한 값보다 큰 상호의 간격을 가짐과 동시에, 플레이트체(110)의 주위에서 중심점으로 향하는 선분(L)상에 나열되는 경우에 관하여서는 제조하여야 할 금속 미립체의 입자직경에 따라 부여되는 일정한 값 보다 큰 상호의 간격을 가진 배열상태로 되어 있는 것을 특징으로 하는 금속미립체의 제조장치.
9. 제8항에 있어서, 노즐플레이트(105)의 각 노즐구멍(111)이 노즐구멍의 직경(R)에 따라 부여되는 일정한 값 보다 큰 상호의 간격을 가지며 일직선상에 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 금속미립체의 제조장치.
10. 제8항에 있어서, 제조하여야 할 금속미립체의 직경이 100㎛이하이고, 또 한편 노즐구멍(111)의 직경(R)이 이 금속 미립체의 직경이 약 1/3인 것을 특징으로 하는 금속미립체의 제조장치.
11. 제8항에 있어서, 노즐플레이트(105)의 각 노즐구멍(111)이 한개의 원주상에 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 금속미립체의 제조장치.
12. 제9항에 있어서, 노즐플레이트(105)의 각 노즐구멍(111)이 한개의 원주상에 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 금속미립체의 제조장치.
13. 제8항에 있어서, 노즐플레이트(105)의 각 노즐구멍(111)이 두개의 원주상에 배열됨과 동시에 각 원주상의 노즐구멍이 플레이트(110)의 주위로부터 중심적으로 향하는 선분(L)상에서는 배열되지 않도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 금속미립체의 제조장치.
14. 제9항에 있어서, 노즐플레이트(105)의 각 노즐구멍(111)이 두개의 원주상에 배열됨과 동시에 각 원주상의 노즐구멍이 플레이트체(110)의 주 위로부터 중심점으로 향하는 선분(L)상에서는 배열되지 않도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 금속미립체의 제조장치.
15. 용융금속(A)을 넣는 로체(121), 로저의 일부를 형성하고 있는 노즐공(111)이 부착된 노즐플레이트(105), 및 로내부로의 부활성가스의 도입수단(115)을 적어도 구비한 압력용기(102)와, 내부의 처리공간(117)에 불활성가스를 도입·배출하는 도입수단(131)·배출 조정수단(132) 및 외면을 덮는 냉각수단(134)을 적어도 구비한 하부가 역원추형상인 케이스체(103)와, 다수 종류의 입자 직경의 범위에 대응한 분급·분립용의 다수의체(137)의 집합체를 위에서 아래로 순차적으로 접속하여 이루어지는 금속미립체의 제조장치.
16. 제8항 내지 제14중의 어느 하나에 있어서, 용융금속(A)을 넣는 로체(121), 로저의 일부를 형성하고 있는 노즐구멍(111)이 부착된 노즐플레이트(105), 및 로내부에 있어서의 불활성가스의 도입수단(115)을 적어도 구비한 압력용기(102)와, 내부의 처리공간(117)에 불활성가스를 도입·배출하는 도입수단(131)·배출 조정수단(132) 및 외면을 덮는 냉각수단(134)을 적어도 구비한 하부가 역원추 형상인 케이스체(103)와, 다수 종류의 입자직경의 범위에 대응한 분급·분립용의 다수의체(137)의 집합체를 위에서 아래로 순차적으로 접속하여 이루어지는 금속미립체의 제조장치.

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