WO2007010927A1

WO2007010927A1 - 追加供給用鉛フリーはんだ及びはんだ浴中のＣｕ濃度及びＮｉ濃度調整方法

Info

Publication number: WO2007010927A1
Application number: PCT/JP2006/314240
Authority: WO
Inventors: Tetsuro Nishimura
Original assignee: Nihon Superior Sha Co., Ltd.
Priority date: 2005-07-19
Filing date: 2006-07-19
Publication date: 2007-01-25
Also published as: US7861909B2; RU2007148249A; EP1911543A1; RU2410222C2; CN101223002B; TWI465312B; CN101223002A; TW200724282A; ES2382841T3; JPWO2007010927A1; US20090289102A1; EP1911543A4; EP1911543B1

Abstract

　後工程の特殊性により、急激に変動するはんだ浴中のＣｕ濃度及びＮｉ濃度を管理するための追加供給用鉛フリーはんだ、及びそのような特殊な状況下のはんだ浴中のＣｕ濃度及びＮｉ濃度調整方法である。はんだ付け後にエアナイフ又はダイスにより処理される銅箔を有するプリント基板、銅リード線、又は銅テープからなるワークに用いるはんだ浴に対して、Ｓｎが主成分であり、少なくともＮｉを０．０１質量％以上０．５質量％以下含有する鉛フリーはんだを供給する。この組成の鉛フリーはんだを投入することにより、後工程のＨＡＳＬ装置やダイスにより急激に変化したはんだ浴中のはんだ濃度を適正な濃度範囲に迅速に戻す。

Description

明細書

追加供給用鉛フリーはんだ及びはんだ浴中の Cu濃度及び Ni濃度調整方法

技術分野

[0001] 本発明は、後工程の特殊性により、急激に変動するはんだ浴中の銅 (以下、 Cuとする。）濃度及びニッケル (以下、 Niとする。）濃度を管理するための追加供給用鉛フリ一はんだ、及びそのような特殊な状況下のはんだ浴中の Cu濃度及び Ni濃度調整方法に関する。

背景技術

[0002] 従来、 Sn—Pb共晶近傍の組成を持ったはんだ合金は、融点が低いとともに信頼性が高いため広く用いられてきた。しかし、近年では、環境保護の観点力も鉛を含まない鉛フリーはんだの需要は非常に高まっている。特に、昨今広く市場で用いられるようになつた Sn— Cu系、特に Sn— Cu— Ni系の組成を持つ鉛フリーはんだは、他の鉛フリーはんだに比べて流動性が高ぐ大量生産時に問題となるはんだ表面の平滑性不良や、はんだブリッジ、穴あき、未はんだ等の、いわゆるはんだ付け不良が生じにく、と、う特長を有するため、将来非常に有望なはんだである。

[0003] ところで、電子機器類の Cu箔プリント基板 (以下、単にプリント基板とする）、あるいは Cuのリード線や Cuテープを有する部品をはんだ浴に浸漬させてはんだ付けする際には、これらの Cuがはんだ浴中に溶け出すことにより、はんだ浴の Cu濃度が次第に上昇してくる。その結果、はんだ浴中の所定の作業温度では溶解しない融点の高い Sn— Cu金属間化合物が発生し、これが被処理物であるワークの周囲に付着するためはんだ品質が低下する。この問題に対しては、 Cu濃度を低く抑えた補給はんだをはんだ浴に追加供給することにより、 Cu濃度を一定濃度以下に抑制する濃度管理方法が提案されている。

[0004] 特許文献 1 :特開 2001— 237536号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題 [0005] し力しながら、例えば、はんだ浴にワークを浸漬して力も取り出すティユング (Tinni ng)工程の後に、エアナイフを用いて高温、高圧のエアーをワークに吹き付けることにより余分なはんだを取り除ぐいわゆるホットエアはんだレべラー（以下、 HASLとする。）装置によるレべリング処理を行った場合には、上述の Cu濃度制御方法で想定されているはんだ浴中の Cu濃度の変化をはるかに凌ぐ濃度の上昇が見られた。すなわち、ワーク処理量が少ないにもかかわらず、はんだ浴中の Cu濃度の上昇速度が著しく速いのである。この特殊な現象は、ワークをダイスによって伸線ィ匕させる際などにも同様に生じる。

[0006] 他方、はんだ浴への浸漬後に前述の HASL装置等によりワークの余分なはんだを取り除く処理がなされると、 Sn-Cu- Ni系の鉛フリーはんだを用 V、た時のはんだ浴中の Ni濃度は、ワーク処理量が少ないにもかかわらず、急速に低下する現象が見られた。この Ni濃度の減少は、はんだ溶解時の流動性を悪ィ匕させて上述のはんだ表面の平滑性不良や穴あき、未はんだ等の諸問題を生じさせるため、大量生産時には生産ラインをストップさせるなどの重大な問題を引き起こすことになる。すなわち、はんだ浴中の Cu濃度と Ni濃度の管理は、安定した生産を確保するために極めて重要な要素となる。

[0007] 本発明は、力かる事情に鑑みてなされたものであり、はんだ浴中に既存するはんだを入れ替えることなぐ急激に変動する Cu濃度及び Niを適正な範囲に制御するための追加供給用鉛フリーはんだ及び該濃度を制御することができる方法を開示することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0008] 発明者は、従来からの濃度管理方法では対応できない、はんだ浴中の Cu濃度や Ni濃度の急激な変化にも対応しうる方法を見出すべく検討を行った。具体的には、発明者は、例えば溶融はんだを噴流させてウェーブを発生させ、このウェーブが基板裏面に当るときにだけ Cu成分が溶け出すようなウェーブはんだ付け方法を採用した場合の濃度管理方法とは異なり、後工程として HASL装置やダイスが控えている場合の特殊性につ!、て着目した。

[0009] 例えば、 HASL装置でいえば、該装置から高温かつ高圧のエアーが放出されるため、そのエアーがワーク自体に少な力もず打撃力を与えることになる。そうすると、レベリングの対象となるはんだのみならず、ワーク表面の Cuも相当量取り除かれてしまうのである。発明者は、更に調査をすすめて、 HASL装置やダイスによるワークに対する物理的な力（打撃力等）力ワーク表面の Cuとはんだ界面に形成される界面層（ Ni-Cu) Snを含む形ではんだ層を取り除いていることを知見した。

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[0010] 前述のワークとはんだの界面層には、はんだ層よりも多量に含まれるワーク側の Cu が容易に該界面層に浸入し、 V、わゆる Cuリッチの層が形成されて!、ると考えられる。そうすると、前述のはんだとワークとの界面層を含めたはんだ層が HASL装置等により取り除かれることになれば、それがはんだ浴に戻されることによって、はんだ浴中の Cu濃度は急激に上昇することになる。

[0011] 一方、このはんだ浴中の Cu濃度の急激な上昇により、はんだ浴の底部に Sn—Cu 金属間化合物が発生して溜まるようになる。この Sn— Cu金属間化合物は、はんだ浴中にある Niを取り込む形で結晶化するため、はんだ浴中に含まれて、る Niの含有量が早期に減少することになる。該 Sn—Cu金属間化合物の発生をできる限り遅らせるために、はんだ浴の作業温度を 260°C程度に保持した場合であっても、 Cu濃度の急激な上昇には対応できず、結果としてはんだ浴底部に Sn— Cu金属間化合物の発生を許してしまうため、 Niの取り込みについても不可避となる。また、鉛フリーはんだにおいて少ない含有量の Niに関しては、そもそもワークであるプリント基板等側には含まれて、ないのが一般的であるため、ワークを処理する毎にはんだ浴中の Ni含有量は減少していくことになる。この少量の Niこそが流動性等に優れた Sn—Cu— Ni 系はんだの本質であるところ、ワークの処理により確実に減少する Niに対する適切なタイミングによる追加供給は、生産の安定ィ匕には必須となる。

[0012] 上述のように、 HASL等の特殊な装置が後工程で控えている場合は、はんだ浴中の Cuや Niの濃度変動が極めて早いため、緻密な濃度管理が必要となる。従って、発明者は、力かる観点に基づいて鋭意研究を重ねた結果、濃度の最大変動幅として Cu濃度が所定分だけ増加し、かつ Ni濃度が所定分だけ減少する前に追加供給用はんだを投入する必要があることを見出した。発明者は、更に、追加供給すべき鉛フリーはんだ自身についても、その組成についての厳格な管理がなければ適切な濃度管理を実現することができないことを知見し、この発明を完成した。

[0013] すなわち、本発明の追加供給用鉛フリーはんだは、はんだ付け後にエアナイフ又はダイスにより処理される銅箔を有するプリント基板、銅リード線、又は銅テープからなるワークに用いるはんだ浴に対して追加供給される鉛フリーはんだであって、該鉛フリーはんだは、 Snが主成分であり、少なくとも Niを 0. 01質量％以上 0. 5質量％以下含有する。この組成の鉛フリーはんだを投入することにより、後工程の HASL装置やダイスにより急激に濃度変化したはんだ浴中のはんだを適正な濃度範囲に迅速に戻すことが可能となる。

[0014] このはんだ浴の Cu濃度及び Ni濃度を調整するための鉛フリーはんだにおける Cu の濃度については、 1. 2質量％を含有する許容最大値とするが、 Sn— Cuの共晶融点である 0. 7質量％かそれ以下であることが過剰な (Ni'Cu) Sn等の金属間化合

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物の発生を抑制する観点からより好ましぐ 0. 5質量％以下であることが更に好ましい。また、 Cuを全く含有しない Sn—Niのみの鉛フリーはんだは、はんだ浴全体の C u濃度を最も迅速に低減させることができるので最も好ましい。他方、該はんだ中の N iの濃度については、 0. 05質量％以上 0. 3質量％以下であることが好ましい。この範囲を設定したのは、 Sn— Niの共晶点が NiO. 15質量％であるが、これを中心として下方 0. 1、上方 0. 15質量％の幅を持たせたものであり、この範囲であれば Niの追加供給量を制御し易いと考えた力もである。また、最も好ましい範囲としては 0. 1 質量％以上 0. 2質量％以下である。この範囲であれば、追カ卩はんだを投入した場合の Cu濃度の変動を小さく抑えることができ、はんだ成分の安定に有利だ力である。

[0015] また、本発明のはんだ浴中の Cu濃度及び Ni濃度の調整方法は、銅箔を有するプリント基板及び銅リード線及び銅テープの一群力も選ばれる少なくとも一つのワークがはんだ浴への浸漬によりはんだ付けされた後、エアナイフ又はダイスによって除去されたはんだが該はんだ浴に戻されるはんだ付け工程にぉ、て、該はんだ浴中の C u含有量の所定値からの増加量が最大でも 0. 5質量％となり、かつ Ni含有量の所定値からの減少量が最大でも 0. 03質量％となる前に、 Snが主成分であり、 Cuを 1. 2 質量％以下含有し、かつ Niを 0. 01質量％以上 0. 5質量％以下含有する鉛フリーはんだを追加供給するものである。この方法では、急速に変化するはんだ浴中のはんだ濃度を連続的にあるいは断続的に測定しておき、所定の上昇幅あるいは下降幅に至るまでに追加供給用はんだを速やかに投入する手法を採用する。この方法により、例えば HASL装置やダイスのような工程が後工程に控えていて、はんだ浴の Cu や Niの濃度が急激に変動するような場合であっても、適切な濃度管理が実現されて不良率が低減されるとともに、はんだ付け処理工程を中断させることなく生産の安定性が確保される。

[0016] 本発明の濃度の調整方法において、 Cu含有量の所定値力の増加量が最大でも 0. 3質量％となり、かつ Ni含有量の所定値からの減少量が最大でも 0. 02質量％となる前に上記の追加供給用鉛フリーはんだを補給することは、生産安定のための十分な余裕を確保でき、かつはんだ浴の作業温度をより低くして操業することができるため、生産性の観点で一層好ましい。また、追加供給用の鉛フリーはんだの組成としては、 Cuと Niに関して、前述の好ましい濃度範囲が本発明の濃度の調整方法にも適用される。

[0017] 上記いずれの発明であっても、追加供給する鉛フリーはんだの組成としては、 Cuと Ni以外の組成、例えば酸ィ匕防止剤として有効なゲルマニウム（以下、 Geとする。）やリン (以下、 Pとする。）力 . 1質量％程度添加されていても本発明の効果は有効に発揮される。尚、 Geを添加した方力 Pに比べていわゆる銅食われ防止に寄与する。他方、 Snと Cuと Ni以外の元素は含まれない鉛フリーはんだであっても前述と同様、本発明の効果は発揮される。ところで、 Geや Pが含まれる鉛フリーはんだと Snと Cuと Ni 以外の元素は含まれない鉛フリーはんだとを比較すれば、前者の方が、はんだの酸化を抑制するため酸ィ匕物（ドロス）が少なくなり、また、製品への該酸化物の付着がなくなるため、より好ましい。また、追加供給する鉛フリーはんだの組成として Niの替わりに Coを用いたものであっても、 Niを用いた場合と同様の問題が生じるとともに、上述の各発明によって解決される。また、追加供給用のはんだの形状は、棒はんだ、糸はんだなど自由であり、いずれであっても本発明の効果が発揮される。

発明の効果

[0018] 本発明の追加供給用はんだによれば、はんだ浴に浸漬したワークを取り出し、その後に HASL装置やダイスによる処理を行う場合、これらの処理により急激に濃度変化するはんだ浴中の Cuや Niの濃度を適正な濃度範囲に迅速に戻すことが可能となる。これにより、 Sn—Cu—Ni系の鉛フリーはんだ溶解時の流動性を悪ィ匕させて穴あきや未はんだ等の諸問題を生じさせることなぐ生産を安定させる。また、本発明のはんだ浴中の Cu濃度及び Ni濃度の調整方法によれば、はんだ浴の Cuや Niの濃度が急激に変動するような場合であっても、適切な濃度管理が実現されて不良率が低減されるとともに、はんだ付け処理工程を中断させることなぐ特に大量生産において安定した工程を提供することができる。

図面の簡単な説明

[0019] [図 1]後工程でエアナイフによる処理を行ったときの連続はんだ付け処理による、はんだ浴中の Cu濃度と Ni濃度の変化を示すグラフ

[図 2]後工程でエアナイフによる処理を行ったときの連続はんだ付け処理に対して、本発明を適用した場合のはんだ浴中の Cu濃度及び Ni濃度変化を示すグラフ発明を実施するための最良の形態

[0020] 本発明の具体的な実施形態を以下に説明する。まず、はんだ浴にプリント基板のヮークを浸漬した後、 HASL装置のエアナイフにより該基板上の余分なはんだを取り除く場合の実施例について述べる。

[0021] 本実施例においては、 Snと Cuと Ni以外の元素は含まれない鉛フリーはんだが用いられた。具体的には、該鉛フリーはんだの含有量は、 Cu力 . 7質量％、 Niが 0. 0 5質量％であり、残部が Snであった。そして、該鉛フリーはんだは、 265°Cに設定されたはんだ浴中で溶融状態となった。かかる条件の下、ワークであるプリント基板は垂直に降下して 1秒〜 5秒間該はんだ浴中に浸漬された後、該基板は該はんだ浴から lOcmZ秒〜 20cmZ秒の速さで引き上げられた。次に、 HASL装置のエアナイフを用いて、該基板を引き上げながら該基板両面の互いにほぼ対向する位置に向けて、 2箇所から 280°Cの熱風を、ワークへの風圧が 0. 098MPa〜0. 294MPaとなるように噴射した。ここで、このようなはんだ付け処理が複数枚連続して行われている間、該はんだ浴中の Cu濃度と Ni濃度をワークが処理されるごとに測定した。

[0022] 図 1には、前述のように該基板に対するはんだ付け処理が連続して行われたときの、はんだ浴中の Cu濃度及び Ni濃度の変化が示されている。ここで、縦軸 (Y軸）は、 Cu濃度 (質量％)及び Ni濃度 (質量％)を表し、横軸 (X軸）は、ワークであるプリント基板の処理面積 (m²)を表す。図 1に示すように、はんだ浴中の Cu濃度はワーク処理面積が少ないにもかかわらず急激に上昇し、一方で、 Ni濃度は処理面積の増加に伴って急激に減少していることがわかる。そして、更に、はんだ付け処理及び HASL 装置による処理を継続すると、 260°C以上に作業温度を維持していても、溶解しない Sn— Cu金属間化合物が発生しはじめ、はんだ浴中の Cu濃度の上昇は止まるが、はんだ浴の壁面や底部に多量の Sn— Cu金属間化合物が確認され、操業を停止せざるを得なくなった。尚、 Ni濃度は Cu濃度の上昇が止まった後も減少を続けた力これは Sn—Cu金属間化合物が増えるにつれ、該化合物に Niが取り込まれてしまったことが影響していると考えられる。尚、この当初の濃度変化の急激さは、例えば、上述のウェーブはんだ付け方法を採用した場合の Cu濃度変化の速度 (即ち、基準となるプリント基板面積を処理した場合の Cu濃度上昇の傾き）と比較すると、約 10倍となつていることが分かった。

[0023] 次に、発明者は、 Niが 0. 15質量％であって残部が Snである追加供給用鉛フリーはんだを用意した。そして、上述と同様、プリント基板に対するはんだ付け処理を連続して行い、その際のはんだ浴中の Cu濃度及び Ni濃度を測定しつつ、はんだ浴中に適宜、該追加供給用鉛フリーはんだを投入した。具体的には、 Cu濃度が基準値力も 0. 5質量％増加する前であって、かつ Ni濃度が 0. 03%減少する前に前述の追加供給用鉛フリーはんだをはんだ浴に投入した。このときのはんだ浴中の Cu濃度及び Ni濃度の変化を図 2に示す。ここで、図中の矢印は、追加供給用鉛フリーはんだを投入した時を表している。

また、基準値とは、はんだ付け処理前の段階では当初のはんだ浴中の Cu濃度及び Ni濃度を指し、はんだ付け処理中においては、追加供給用鉛フリーはんだを投入した結果、はんだ浴中の Cu濃度及び Ni濃度が最も変化したときの値 (即ち、 Cuであれば極大値であり、 Niであれば極小値）を指す。

[0024] 図 2に示すように、当初、ワーク処理面積の増加に伴い Cu濃度は急激に増加し、一方で Ni濃度は減少してヽたが、前述の追加供給用鉛フリーはんだを投入することにより、極めて迅速に Cu濃度及び Ni濃度をほぼ当初のそれぞれの濃度にまで回復させる効果が確認できた。図示のとおり、 Cu濃度の上昇状況及び Ni濃度の下降状況を公知の濃度測定装置によって確認しつつ、複数回にわたり、前述の追加供給用鉛フリーはんだをはんだ浴に投入することにより、非常に再現性良く Cu濃度及び Ni 濃度を適切な範囲内に収めるように制御することができた。尚、投入する追加供給用鉛フリーはんだの量は、はんだ浴中の溶融はんだの質量との関係で適宜選定されるものである。また、 Cu濃度及び Ni濃度の適切な範囲とは、 Cu濃度では 0. 6質量％以上 1%質量以下をいい、 Ni濃度では 0. 02質量％以上 0. 08質量％以下をいう。

[0025] ところで、上述と同様の処理と測定を行った他の実施例では、 Snを主成分とし、 Cu が 1. 2質量％を超える含有量であり、かつ Niが 0. 01質量％未満又は 0. 5質量％を超える鉛フリーはんだを追加供給用としてはんだ浴に投入した場合は、連続してはんだ付け処理がされる際のヽかなるタイミングに投入した場合であっても、特にはんだ浴中の Cu濃度の上昇を抑えることができず、濃度調整が全くできな力つた。一方、 C uが 1. 2質量％以下の含有量である鉛フリーはんだでは、 Ni濃度が 0. 01質量％以上 0. 5質量％以下の場合に濃度調整に寄与した。特に、鉛フリーはんだの含有量として Cu濃度が 0. 7質量％以下の場合は濃度調整が比較的早期に達成され、さらに Cu濃度が 0. 5%以下であれば、濃度調整が更に迅速になされることが分力つた。尚、 Cuが全く含有していない鉛フリーはんだを投入すると、上述のように Cuの濃度調整が最も迅速かつ確実に行われ

る。

[0026] また、他の実施例では、 Cu濃度が 1質量％以下の Snを主成分とする鉛フリーはんだにおいて、 Ni含有量が 0. 01%以上 0. 5%質量以下であればはんだ浴中の Ni濃度を適切な範囲、具体的には 0. 02質量％以上 0. 08質量％以下の範囲に安定ィ匕させることができた。そして、 Ni濃度が 0. 05質量％以上 0. 3質量％以下であれば、はんだ浴中の Ni濃度をより迅速に適切な範囲に制御することができる。更に、 Ni濃度が 0. 1質量％以上 0. 2質量％以下であれば、はんだ浴中の低下した Ni濃度を最も迅速に回復させるとともに、 Ni濃度の上限を低く抑えることにより、 Sn—Cu金属間化合物の発生をより確実に抑制することができる。

[0027] さらに、本実施例及び他の実施例にお!ヽては、 HASL装置やダイスがはんだ付け処理の後工程として控えている場合は、はんだ浴の作業温度を 260°C以上 300°C以下に設定した。これにより、後工程の特殊性による急激な Cu及び Niの濃度変化に対しても、融点の高い Sn— Cu金属間化合物をはんだ浴中に発生させにくくするとともに、上述の各組成の追加供給用鉛フリーはんだを投入する時期に十分な余裕を持たせることが可能となった。換言すれば、投入する追加供給用鉛フリーはんだの組成にも相当の自由度が確保された。 Cu濃度が 1. 2質量％以下という含有量であっても濃度調整に寄与しうるのは上記の温度設定による。尚、 300°Cを上限としたのは、これを超えるとワーク側の Cuが過剰にはんだ浴に溶け込んでしまうため、該追加供給用鉛フリーはんだを使用しても濃度調整が非常に困難となるためである。かかる観点により、はんだ浴の作業温度の上限値として最も好まヽ値は 280°Cである。

[0028] また、 Cu含有量の所定値からの増加量が最大でも 0. 3質量％となり、かつ Ni含有量の所定値からの減少量が最大でも 0. 02質量％となる前に上記の追加供給用鉛フリーはんだを投入した他の実施例では、それら以上の増加量となった場合に投入した結果と比較して、連続操業の時間を長くすることができ、また、はんだ浴の作業温度についても 262°C乃至 263°Cという比較的低温下での操業が可能となった。

[0029] 次に、本発明の別の具体的な実施形態として、はんだ浴に銅リード線を浸漬した後、ダイスにより該リード線を覆う余分なはんだを取り除く場合の実施例をについて述べる。

[0030] 本実施例においても、先の実施例と同様、 Snと Cuと Ni以外の元素は含まれない鉛フリーはんだが用いられた。具体的には、該鉛フリーはんだの含有量は、 Cuが 0. 7質量％、 Niが 0. 05質量％であり、残部が Snであった。そして、該鉛フリーはんだは、 265°Cに設定されたはんだ浴中で溶融状態となった。かかる条件の下、ワークである銅リード線を浸漬した後、ダイスと該リード線とを公知の加熱装置で加熱し、延性を高めて伸線加工処理を行った。

[0031] カゝかる処理においても、上述と同様、鉛フリーはんだで覆われた銅リード線をダイスにより伸線ィ匕する際、銅リード線の Cuについても余分なはんだと共に取り除かれることとなり、それがはんだ浴に溶け込むため、 Cu濃度の急激な上昇が確認された。そして、はんだ浴中の Ni濃度にっヽても急激な減少が見られた。 [0032] 発明者は、後工程が HASL装置である場合と同様、 Niが 0. 15質量％であって残部が Snである追加供給用鉛フリーはんだを用意した。そして、上述と同様、銅リード線に対するはんだ付け処理を連続して行、、その際のはんだ浴中の Cu濃度及び Ni 濃度を測定しつつ、はんだ浴中に適宜、該追加供給用鉛フリーはんだを投入した。具体的には、 Cu濃度が基準値力も 0. 5質量％増加する前であって、かつ Ni濃度が 0. 03%減少する前に前述の追加供給用鉛フリーはんだをはんだ浴に投入した。ここで、基準値の定義は、後工程として HASL装置による処理を行った場合の先の実施例で示したものと同じである。

[0033] その結果、上述の HASL処理を後工程として用いたときの結果と、数値的傾向としてほぼ同様の濃度調整効果が得られることがわ力つた。また、他の実施例において、 HASL装置を後工程として用いた場合と同様の結果が得られた。即ち、 Snを主成分とし、 Cuが 1. 2質量％を超える含有量であり、かつ Niが 0. 01質量％未満又は 0. 5 質量％を超える鉛フリーはんだを追加供給用としてはんだ浴に投入した場合は、連続してはんだ付け処理がされる際のいかなるタイミングに投入した場合であっても、特にはんだ浴中の Cu濃度の上昇を抑えることができず、濃度調整が全くできなかつた。一方、 Cuが 1. 2質量％以下の含有量である鉛フリーはんだでは、 Ni濃度が 0. 0 1質量％以上 0. 5質量％以下の場合に濃度調整に寄与した。特に、鉛フリーはんだの含有量として Cu濃度が 0. 7質量％以下の場合は濃度調整が比較的早期に達成され、さらに Cu濃度が 0. 5%以下であれば、濃度調整が更に迅速になされることが分力つた。尚、 Cuが全く含有していない鉛フリーはんだを投入すると、上述のように C uの濃度調整が最も迅速かつ確実に行われる。

[0034] また、さらに別の実施例では、 Cu濃度が 1. 2質量％以下の Snを主成分とする鉛フリーはんだにおいて、 Ni含有量が 0. 01%以上 0. 5%質量以下であればはんだ浴中の Ni濃度を適切な範囲、具体的には 0. 02質量％以上 0. 08質量％以下の範囲に安定ィ匕させることができた。そして、 Ni濃度が 0. 05質量％以上 0. 3質量％以下であれば、はんだ浴中の Ni濃度をより迅速に適切な範囲に制御することができ、 Ni濃度が 0. 1質量％以上 0. 2質量％以下であれば、はんだ浴中の低下した Ni濃度を最も迅速に回復させるとともに、 Ni濃度が高すぎるために生じうる（Ni'Cu) Sn金属間化合物の発生の種 (seed)となる弊害も生じさせることがなくなった。

[0035] 以上、本発明の実施例について具体的に説明した力上述した実施例は本発明を実施するための例示にすぎない。例えば、上記いずれの実施例であっても、追加供給する鉛フリーはんだの組成としては、 Cuと Ni以外の組成、例えば酸化防止剤として有効なゲルマニウム（以下、 Geとする。）やリン (以下、 Pとする。）力^). 1質量％程度添加されていても本発明の効果は有効に発揮される。また、上述の実施例では複数回に渡り追加供給用鉛フリーはんだの投入を行なったが、はんだ付け工程の態様 (例えば、ワークの種類や一日当たりの処理量又ははんだ付けの処理条件の一定性 )に合わせて、はんだ浴中の Cu濃度及び Ni濃度を測定しつつ、連続的又は断続的あるいは周期的に追加供給用鉛フリーはんだを投入しても、本発明の効果が発揮される。特に、一定条件の下ではんだ付け処理を行なう場合は、 Cu及び Niの各濃度を測定しつつ、連続的又は周期的な追加供給用鉛フリーはんだを投入することによつて濃度管理が可能となる。このとき、公知の濃度測定装置とはんだ補給装置とを連働させることにより、自動濃度制御が可能となり、更に濃度変化量を低減することができるため極めて有利である。

産業上の利用可能性

[0036] 本発明の追加供給用はんだ及びはんだ浴中の Cu濃度及び Ni濃度の調整方法は、後工程が HASL装置やダイスによる特殊な処理である場合のはんだ付け工程に対する生産管理技術として極めて有用である。

Claims

請求の範囲

[1] はんだ付け後にエアナイフ又はダイスにより処理される銅箔を有するプリント基板、銅リード線、又は銅テープ力なるワークに用いるはんだ浴に対して追加供給される鉛フリーはんだであって、

前記鉛フリーはんだは、 Snが主成分であり、少なくとも Niを 0. 01質量％以上 0. 5 質量％以下含有する

追加供給用鉛フリーはんだ。

[2] 前記鉛フリーはんだの Niの含有量が 0. 05質量％以上 0. 3質量％以下である請求項 1に記載の追加供給用鉛フリーはんだ。

[3] 前記鉛フリーはんだの Niの含有量が 0. 1質量％以上 0. 2質量％以下である

請求項 1に記載の追加供給用鉛フリーはんだ。

[4] 前記鉛フリーはんだは、さらに Cuの含有を 1. 2質量％を最大として許容する

請求項 1乃至 3のいずれか 1項に記載の追加供給用鉛フリーはんだ。

[5] 銅箔を有するプリント基板及び銅リード線及び銅テープの一群カゝら選ばれる少なくとも一つのワークがはんだ浴への浸漬によりはんだ付けされた後、エアナイフ又はダイスによって除去されたはんだが前記はんだ浴に戻されるはんだ付け工程において前記はんだ浴中の Cu含有量の所定値からの増加量が最大でも 0. 5質量％となり、かつ Ni含有量の所定値力もの減少量が最大でも 0. 03質量％となる前に、

Snが主成分であり、少なくとも Niを 0. 01質量％以上 0. 5質量％以下含有する鉛フリーはんだを追加供給する

はんだ浴中の Cu濃度及び Ni濃度の調整方法。