(57)【要約】【課題】有機溶媒を使用しなくても再生利用できるはんだペーストを特定する。【解決手段】はんだ検査方法は、洗浄工程、第１判定工程、第２判定工程を備える。洗浄工程では、はんだペーストの一部を洗浄する。第１判定工程では、洗浄工程によって得られたはんだ粉末について表面分析を行う。また、炭素深さ値ｄｃ及び酸素深さ値ｄｏの双方が、第１基準値より小さいか否かを判定する。第２判定工程では、第１判定工程において双方が第１基準値より小さいと判定された場合に、炭素深さ値ｄｃが酸素深さ値ｄｏより小さいか否かを判定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
はんだペーストの一部を洗浄する洗浄工程と、
前記洗浄工程によって得られたはんだ粉末について表面分析を行い、炭素が表面からどれだけ深くまで存在するかを示す第１深さ値及び酸素が表面からどれだけ深くまで存在するかを示す第２深さ値の双方が、第１基準値より小さいか否かを判定する第１判定工程と、
前記第１判定工程において前記双方が前記第１基準値より小さいと判定された場合に、前記第１深さ値が前記第２深さ値より小さいか否かを判定する第２判定工程と、
を備えたはんだ検査方法。
【請求項２】
前記第２判定工程において前記第１深さ値が前記第２深さ値より小さいと判定された場合に、前記第２深さ値の前記第１深さ値に対する比が、第２基準値より大きいか否かを判定する第３判定工程と、
を更に備えた請求項１に記載のはんだ検査方法。
【請求項３】
前記第１基準値は、２０ｎｍであり、
前記第２基準値は、２である
請求項１又は請求項２に記載のはんだ検査方法。
【請求項４】
前記第２判定工程において前記第１深さ値が前記第２深さ値より小さくないと判定されると、はんだ粉末への分離が不必要な第１種に前記はんだペーストを分類する第１分類工程と、
を更に備えた請求項１から請求項３の何れか一項に記載のはんだ検査方法。
【請求項５】
前記第１判定工程において前記第１深さ値及び前記第２深さ値の少なくとも一方が前記第１基準値より小さくないと判定されると、はんだ粉末の再溶融が必要な第２種に前記はんだペーストを分類する第２分類工程と、
を更に備えた請求項４に記載のはんだ検査方法。
【請求項６】
前記第２判定工程において前記第１深さ値が前記第２深さ値より小さくないと判定されると、はんだ粉末への分離が不必要な第１種に前記はんだペーストを分類する第１分類工程と、
前記第３判定工程において前記比が前記第２基準値より大きいと判定されると、はんだ粉末の再溶融が必要な第２種に前記はんだペーストを分類する第２分類工程と、
前記第３判定工程において前記比が前記第２基準値より大きくないと判定されると、はんだ粉末への分離が必要な第３種に前記はんだペーストを分類する第３分類工程と、
を更に備えた請求項２に記載のはんだ検査方法。
【請求項７】
前記第１判定工程において前記第１深さ値及び前記第２深さ値の少なくとも一方が前記第１基準値より小さくないと判定されると、前記第２種に前記はんだペーストを分類する第４分類工程と、
を更に備えた請求項６に記載のはんだ検査方法。
【請求項８】
第１基準値を記憶する記憶装置と、
はんだ粉末に対する表面分析結果に基づいて、炭素が表面からどれだけ深くまで存在するかを示す第１深さ値及び酸素が表面からどれだけ深くまで存在するかを示す第２深さ値の双方が、前記第１基準値より小さいか否かを判定する第１判定手段と、
前記双方が前記第１基準値より小さいと前記第１判定手段によって判定された場合に、前記第１深さ値が前記第２深さ値より小さいか否かを判定する第２判定手段と、
を備えたはんだ検査装置。
【請求項９】
はんだペーストを洗浄する洗浄装置と、
を備え、
前記第１判定手段は、前記洗浄装置による洗浄によって得られたはんだ粉末に対する表面分析結果に基づいて、判定を行う請求項８に記載のはんだ検査装置。
【請求項１０】
前記第１深さ値が前記第２深さ値より小さいと前記第２判定手段によって判定された場合に、前記第２深さ値の前記第１深さ値に対する比が、第２基準値より大きいか否かを判定する第３判定手段と、
を更に備え、
前記記憶装置に、前記第２基準値が記憶された請求項８又は請求項９に記載のはんだ検査装置。
【請求項１１】
はんだペーストに対する評価を表示する表示装置と、
を更に備え、
前記表示装置は、前記第１深さ値が前記第２深さ値より小さくないと前記第２判定手段によって判定されると、はんだ粉末への分離が不必要である旨を表示する請求項８から請求項１０の何れか一項に記載のはんだ検査装置。
【請求項１２】
前記表示装置は、前記第１深さ値及び前記第２深さ値の少なくとも一方が前記第１基準値より小さくないと前記第１判定手段によって判定されると、はんだ粉末の再溶融が必要である旨を表示する請求項１１に記載のはんだ検査装置。
【請求項１３】
はんだペーストに対する評価を表示する表示装置と、
を更に備え、
前記表示装置は、
前記第１深さ値が前記第２深さ値より小さくないと前記第２判定手段によって判定されると、はんだ粉末への分離が不必要である旨を表示し、
前記比が前記第２基準値より大きいと前記第３判定手段によって判定されると、はんだ粉末の再溶融が必要である旨を表示し、
前記比が前記第２基準値より大きくないと前記第３判定手段によって判定されると、はんだ粉末への分離が必要である旨を表示する
請求項１０に記載のはんだ検査装置。
【請求項１４】
前記表示装置は、前記第１深さ値及び前記第２深さ値の少なくとも一方が前記第１基準値より小さくないと前記第１判定手段によって判定されると、はんだ粉末の再溶融が必要である旨を表示する請求項１３に記載のはんだ検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、はんだを検査するための方法とはんだを検査するための装置とに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、はんだペーストは、ポットと呼ばれる容器に入れて取引される。
使用前のはんだペーストは、ポットごと低温で貯蔵される。ポットを一度開封すると、使用期限までにはんだペーストを使い切るのが原則である。使用期限が過ぎたはんだペーストは、例えば、焼却処理されてフラックスが除去される。その後、はんだ粉末は再溶融され、インゴットにされる。
【０００３】
特許文献１に、はんだペーストを再生利用するための方法が開示されている。特許文献１に記載された方法では、先ず、はんだペーストを有機溶媒で洗浄する。洗浄後に残ったはんだ粉末を新たなフラックスと混合し、再生品を製造している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１０／０７６８４８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載された方法では、再生利用するためのはんだペーストを全て有機溶媒で洗浄している。再生品を製造するために、有機溶媒を多量に使用しなければならないといった問題があった。
【０００６】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたものである。この発明の目的は、有機溶媒を使用することなく再生利用できるはんだペーストを特定するための検査方法とそのための検査装置とを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係るはんだ検査方法は、はんだペーストの一部を洗浄する洗浄工程と、洗浄工程によって得られたはんだ粉末について表面分析を行い、炭素が表面からどれだけ深くまで存在するかを示す第１深さ値及び酸素が表面からどれだけ深くまで存在するかを示す第２深さ値の双方が、第１基準値より小さいか否かを判定する第１判定工程と、第１判定工程において双方が第１基準値より小さいと判定された場合に、第１深さ値が第２深さ値より小さいか否かを判定する第２判定工程と、を備えたものである。
【０００８】
この発明に係るはんだ検査装置は、第１基準値を記憶する記憶装置と、はんだ粉末に対する表面分析結果に基づいて、炭素が表面からどれだけ深くまで存在するかを示す第１深さ値及び酸素が表面からどれだけ深くまで存在するかを示す第２深さ値の双方が、第１基準値より小さいか否かを判定する第１判定手段と、双方が第１基準値より小さいと第１判定手段によって判定された場合に、第１深さ値が第２深さ値より小さいか否かを判定する第２判定手段と、を備えたものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、有機溶媒を使用することなく再生利用できるはんだペーストを特定することができる。これにより、使用する有機溶媒の量を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明の実施の形態１におけるはんだ検査方法の手順を示すフローチャートである。
【図２】はんだ粉末の表面分析結果の一例を示す図である。
【図３】はんだ粉末の表面分析結果の他の例を示す図である。
【図４】この発明の実施の形態１におけるはんだ検査装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
添付の図面を参照して、本発明を詳細に説明する。各図では、同一又は相当する部分に、同一の符号を付している。重複する説明は、適宜簡略化或いは省略する。
【００１２】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１におけるはんだ検査方法の手順を示すフローチャートである。
図１に示すように、先ず、はんだペーストを回収する。上述したように、はんだペーストは、ポットと呼ばれる容器に入れて取引される。使用期限までに使い切ることができなかったはんだペーストは、例えば、ポットごと回収される。ポットには、内容物の組成がラベル等に表示されている。作業者は、回収したポット（はんだペースト）を分別し、例えば、組成毎にポット（はんだペースト）を分ける（Ｓ１０１）。
【００１３】
図１のＳ１０２乃至Ｓ１０６は、はんだペーストの検査工程を示す。Ｓ１０２以降の手順は、例えば、ポット毎に行われる。
【００１４】
検査工程では、先ず、回収したポットからはんだペーストを微量だけ採取する。次に、採取したはんだペーストを、市販の洗浄剤や有機溶媒を用いて洗浄する（Ｓ１０２）。はんだペーストの要部は、はんだ粉末とフラックスとからなる。Ｓ１０２における洗浄によってフラックスを除去し、はんだ粉末を得る。
【００１５】
Ｓ１０３では、上記洗浄によって得られたはんだ粉末について、表面分析を行う。例えば、オージェ電子分光法（ＡＥＳ：Ａｕｇｅｒ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）による元素分析を行う。これにより、はんだ粉末の最表面から深さ方向への元素分析結果が得られる。
【００１６】
Ｓ１０２の処理によって得られたはんだ粉末の最表面は、炭素（Ｃ）、酸素（Ｏ）、はんだの主成分金属（例えば、錫（Ｓｎ））が共存する状態になっている。Ｓ１０３における元素分析では、少なくとも炭素及び酸素について、深さ方向の分布を調べる。これにより、炭素深さ値ｄｃと酸素深さ値ｄｏとを得る。炭素深さ値ｄｃは、炭素が最表面からどれだけ深くまで存在するかを示す値である。酸素深さ値ｄｏは、酸素が最表面からどれだけ深くまで存在するかを示す値である。
【００１７】
図２及び図３は、元素分析結果の一例を示している。図２及び図３に示す例では、炭素及び酸素の各組成比に加え、錫の組成比も示している。
Ｓ１０３における分析結果に基づいて、Ｓ１０４乃至Ｓ１０６に示す判定を行う。
【００１８】
先ず、Ｓ１０４において、（１）式が成立するか否かを判定する。
炭素又は酸素と主成分金属（錫）とが共存する深さ  ＜  ２０［ｎｍ］    …（１）
Ｓ１０４では、（１）式に示すように、炭素深さ値ｄｃと酸素深さ値ｄｏとの双方が第１基準値より小さいか否かを判定する。
【００１９】
（１）式の２０［ｎｍ］は、第１基準値の一例として示した値である。出願人の調査により、後述の分類を行うためには、第１基準値として２０［ｎｍ］程度の値が好ましいことが判明している。例えば、第１基準値として、１５［ｎｍ］〜２５［ｎｍ］の値を採用すれば、後述の分類を適切に行うことができる。
【００２０】
Ｓ１０５に示す判定は、（１）式が成立する場合に行う。即ち、炭素深さ値ｄｃと酸素深さ値ｄｏとの双方が第１基準値より小さい場合に、（２）式が成立するか否かを判定する。
炭素深さ値ｄｃ  ＜  酸素深さ値ｄｏ    …（２）
Ｓ１０５では、（２）式に示すように、炭素深さ値ｄｃが酸素深さ値ｄｏより小さいか否かを判定する。
【００２１】
Ｓ１０６に示す判定は、（２）式が成立する場合に行う。即ち、炭素深さ値ｄｃが酸素深さ値ｄｏより小さい場合に、（３）式が成立するか否かを判定する。
炭素深さ値ｄｃ  ＜  （１／２）×（酸素深さ値ｄｏ）    …（３）
Ｓ１０６では、（３）式に示すように、酸素深さ値ｄｏの炭素深さ値ｄｃに対する比が第２基準値より大きいか否かを判定する。
【００２２】
（３）式では、第２基準値が２である場合を一例として示している。出願人の調査により、後述の分類を行うためには、第２基準値として２程度の値が好ましいことが判明している。例えば、第２基準値として、１．５〜２．５の値を採用すれば、後述の分類を適切に行うことができる。
【００２３】
次に、分類工程について説明する。
分類工程では、Ｓ１０４乃至Ｓ１０６において行われた判定の結果に基づいて、検査の対象となったはんだペーストを下記第１種から第３種に分類する。
第１種：はんだ粉末への分離を行うことなく、はんだペーストとして再生利用するもの
第２種：はんだ粉末に分離した後に再溶融し、インゴットとして再生利用するもの
第３種：はんだ粉末への分離を行った後、はんだペーストとして再生利用するもの
【００２４】
Ｓ１０５においてＮｏと判定されるのは、酸化による粒子表面の劣化が殆ど見られない場合である。即ち、Ｓ１０５において炭素深さ値ｄｃが酸素深さ値ｄｏより小さくないと判定されると、はんだペーストは第１種に分類される。開封直後のポット内にあるはんだペーストについてＳ１０４乃至Ｓ１０６に示す一連の判定を行うと、Ｓ１０５において（２）式が成立しないと判定される。図２は、第１種に分類されるものの組成比の例を示している。
【００２５】
第１種に分類されたはんだペーストに関しては、先ず、フラックスを簡便に除去する（Ｓ１０７）。この時、有機溶媒等を用いてフラックスをきれいに除去する必要はない。即ち、はんだ粉末を得るまで分離を行う必要はない。例えば、遠心分離や沈降分離といった簡便な方法でフラックスを除去する。古いフラックスをある程度除去した後、新しいフラックスを追加してはんだペーストを再調整する（Ｓ１０８）。これにより、はんだペーストとしての再生品を得ることができる。
【００２６】
第１種に分類されたはんだペーストは、有機溶媒が用いられることなく再生利用される。このため、再生利用のために必要な有機溶媒の量を大幅に低減させることができる。なお、Ｓ１０４及びＳ１０５に示す判定を行うことにより、第１種に分類するはんだペーストを容易に特定することができる。また、Ｓ１０７及びＳ１０８に示す処理を行うことにより、はんだペーストの粘性も改善できる。
【００２７】
Ｓ１０４においてＮｏと判定されるのは、酸化による粒子表面の劣化がかなり進行した場合である。即ち、Ｓ１０４において炭素深さ値ｄｃと酸素深さ値ｄｏとの少なくとも一方が第１基準値より小さくないと判定されると、はんだペーストは第２種に分類される。
【００２８】
第２種に分類されたはんだペーストに関しては、熱処理を行ってフラックスを完全に除去する（Ｓ１０９）。その後、Ｓ１０９の処理によって得られたはんだ粉末を再溶融し、インゴットを製造する（Ｓ１１０）。
【００２９】
第３種に分類されたはんだペーストは、はんだペーストとして再生利用されない。第３種に分類されたはんだペーストがそのまま使用されることによってはんだ付け時に未溶融や濡れ不良が発生することを、確実に防止できる。
【００３０】
Ｓ１０６においてＹｅｓと判定されるのも、酸化による粒子表面の劣化がかなり進行した場合である。はんだ粉末の表面に強固な酸化膜が形成されている可能性があり、洗浄するだけでは、この酸化膜をきれいに除去することができない。即ち、Ｓ１０６において酸素深さ値ｄｏの炭素深さ値ｄｃに対する比が第２基準値より大きいと判定されると、はんだペーストは第２種に分類される。図３は、第２基準値が２である場合に、Ｓ１０６の判定によって第２種に分類されるものの組成比の例を示している。
第２種に分類されたはんだペーストについては、上述したようにＳ１０９及びＳ１１０に示す処理が行われる。
【００３１】
Ｓ１０６において酸素深さ値ｄｏの炭素深さ値ｄｃに対する比が第２基準値より大きくないと判定されると、はんだペーストは第３種に分類される。第１種及び第２種に分類されないはんだペーストは第３種に分類される。
【００３２】
第３種に分類されたはんだペーストに関しては、先ず、溶媒を用いて洗浄する（Ｓ１１１）。次に、混合液からはんだ粉末を分別し、分別したはんだ粉末を乾燥させる。（Ｓ１１２、Ｓ１１３）。乾燥させたはんだ粉末からは、フラックスがほぼ完全に除去されている。その後、新しいフラックスを追加してはんだペーストを再調整する（Ｓ１１４）。これにより、はんだペーストとしての再生品を得ることができる。
【００３３】
なお、Ｓ１０２における洗浄が不十分である場合、（１）式は成立しない。このような場合を考慮し、Ｓ１０４においてＮｏと判定された際に、Ｓ１０２の洗浄処理に戻っても良い。かかる場合、Ｓ１０４において一定の回数連続してＮｏと判定されると、Ｓ１０９の処理に進む。
【００３４】
上記は、はんだペーストの検査を行う時の手順に関する説明である。以下に、上記検査工程及び分類工程を実現するための装置について説明する。
【００３５】
図４は、この発明の実施の形態１におけるはんだ検査装置の構成を示す図である。
はんだ検査装置は、例えば、判定手段１乃至３、解析手段４、記憶装置（メモリ）５を備える。また、はんだ検査装置は、洗浄装置６及び表示装置７を更に備えても良い。判定手段１乃至３は、例えば、マイクロコンピュータ上のソフトウェアによって構成される。
【００３６】
解析手段４は、はんだ粉末の表面を分析する。例えば、解析手段４は、はんだ粉末の最表面から深さ方向への元素分析を行い、炭素深さ値ｄｃと酸素深さ値ｄｏとを特定する。
判定手段１は、図１のＳ１０４に示す判定を行う。判定手段１は、解析手段４による表面分析の結果に基づいて、炭素深さ値ｄｃと酸素深さ値ｄｏとの双方が第１基準値より小さいか否かを判定する。
【００３７】
判定手段２は、図１のＳ１０５に示す判定を行う。判定手段２は、炭素深さ値ｄｃと酸素深さ値ｄｏとの双方が第１基準値より小さい場合に、炭素深さ値ｄｃが酸素深さ値ｄｏより小さいか否かを判定する。
判定手段３は、図１のＳ１０６に示す判定を行う。判定手段３は、炭素深さ値ｄｃが酸素深さ値ｄｏより小さい場合に、酸素深さ値ｄｏの炭素深さ値ｄｃに対する比が第２基準値より大きいか否かを判定する。
判定手段１乃至３が上記判定を行う上で必要な基準値は、記憶装置５に記憶される。
【００３８】
洗浄装置６は、はんだペーストを洗浄するためのものである。はんだ検査装置に洗浄装置６が備えられている場合、解析手段４は、洗浄装置６による洗浄によって得られたはんだ粉末について表面分析を行う。洗浄装置６が備えられていれば、はんだペーストの洗浄からはんだ粉末の分析までの一連の処理を、例えば、不活性ガス環境下で行うことができる。
【００３９】
表示装置７は、はんだペーストに対する評価を表示するためのものである。例えば、表示装置７は、炭素深さ値ｄｃが酸素深さ値ｄｏより小さくないと判定手段２によって判定されると、はんだペーストが第１種に相当する旨を表示する。また、表示装置７は、炭素深さ値ｄｃと酸素深さ値ｄｏとの少なくとも一方が第１基準値より小さくないと判定手段１によって判定されると、はんだペーストが第２種に相当する旨を表示する。
【００４０】
表示装置７は、酸素深さ値ｄｏの炭素深さ値ｄｃに対する比が第２基準値より大きいと判定手段３によって判定されると、はんだペーストが第２種に相当する旨を表示する。また、表示装置７は、酸素深さ値ｄｏの炭素深さ値ｄｃに対する比が第２基準値より大きくないと判定手段３によって判定されると、はんだペーストが第３種に相当する旨を表示する。
【００４１】
表示装置７は、例えば、表示のための液晶ディスプレイを備える。表示装置７は、表示のためのランプを備え、判定手段１乃至３の判定結果に応じて、該当するランプを点灯させても良い。作業者は、表示装置７の表示を見て、はんだペースト（ポット）を適切に分類することができる。
【符号の説明】
【００４２】
１  判定手段、  ２  判定手段、  ３  判定手段、  ４  解析手段、  ５  記憶装置、  ６  洗浄装置、  ７  表示装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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