(57)【要約】【課題】  噴流はんだ槽中の溶融はんだ上に浮いたはんだドロスを簡便かつ確実に除去して回収し得るはんだドロス除去装置を提供する。【解決手段】  噴流はんだ槽８中の溶融はんだ５上に浮いたはんだドロス４を除去するためのはんだドロス除去装置において、深さ計測ノズル１ａと真空吸引ノズル１ａとを備え、計測ノズルはドロスと溶融はんだにガスを吹き込んでその際の吹き込みガス圧の変化からドロスの深さを計測するためのものであり、吸引ノズルはドロスを吸引除去するためのものであり、計測ノズルと吸引ノズルが一体に形成されている。【選択図】        図４
2006198632.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
噴流はんだ槽中の溶融はんだ上に浮いたはんだドロスを除去するためのはんだドロス除去装置であって、
深さ計測ノズルと真空吸引ノズルとを備え、
前記計測ノズルは前記ドロスと前記溶融はんだにガスを吹き込んでその際の吹き込みガス圧の変化から前記ドロスの深さを計測するためのものであり、
前記吸引ノズルは前記ドロスを吸引除去するためのものであり、
前記計測ノズルと前記吸引ノズルとが一体に形成されていることを特徴とするはんだドロス除去装置。
【請求項２】
前記計測ノズルと前記吸引ノズルとが同一の兼用ノズルで形成されており、前記兼用ノズルにはガス加圧と真空引きとを切換えるための３方切換弁が接続されていることを特徴とする請求項１に記載のはんだドロス除去装置。
【請求項３】
前記吸引ノズルはその下端部においてはんだ噴流の下流側に面する底側面に開いたノズル開口を有し、前記はんだ噴流の上流側に面する前記吸引ノズルの側面側には邪魔板が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載のはんだドロス除去装置。
【請求項４】
前記吸引ノズルの先端部の底面は傾斜を有しており、前記ノズル開口は前記傾斜を有する底面の最下端部に接して形成されていることを特徴とする請求項３に記載のはんだドロス除去装置。
【請求項５】
前記計測ノズルに接続された圧力計、前記吸引ノズルに接続された真空チャンバ、および前記吸引ノズルからの前記ドロスを受け入れるために前記真空チャンバ内に設けられたドロス回収容器をさらに含むことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のはんだドロス除去装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は溶融はんだ上に浮いたはんだドロスを除去する装置に関し、特に半導体装置の製造に利用される噴流はんだ槽中の溶融はんだ上に浮いたはんだドロスを除去する装置の改善に関する。
【背景技術】
【０００２】
噴流はんだ槽は、半導体装置やプリント配線板などにはんだ層を付与する場合にしばしば利用されるものである。すなわち、噴流はんだ槽においては、溶融はんだの上面にオーバフローするフレッシュな溶融はんだの流れを生じさせ、そのフレッシュなはんだ流に半導体装置などを接触させることによってはんだ被覆層が付与される。
【０００３】
たとえば、太陽電池セルの一般的製造工程は、シリコン基板表面のスライシングダメージを除去してテクスチャ構造と呼ばれる表面凹凸構造を形成する基板表面加工工程、熱拡散などの方法によってシリコン基板にｐｎ接合を形成するｐｎ接合形成工程、太陽光を効率良くシリコン基板内部に吸収させるための反射防止膜をプラズマＣＶＤなどの方法で光入射面側に形成する反射防止膜形成工程、セルの光電変換効率を向上させるためにアルミペーストの印刷焼成法などでシリコン基板の裏面側に電界層を形成する裏面電界層形成工程、銀ペーストの印刷焼成法などで受光面電極および裏面電極を形成する銀電極形成工程、さらに銀電極にはんだをコーティングするはんだコート工程を含んでいる。
【０００４】
そのような太陽電池セルの製造工程の中で、銀電極のはんだコートは、あらかじめフラックスが塗布された銀電極を有するシリコン基板を噴流はんだ槽に浸漬することによって形成されるのが一般的である。しかし、そのような噴流はんだ槽内において、残留したフラックスやはんだの酸化物を含むドロスが溶融はんだ上に浮上して堆積するので、定期的にそのドロスを除去する必要がある。
【０００５】
従来では、はんだ槽中で溶融はんだ上に浮上したドロスは、作業者が柄杓などの道具を使って定期的に掻き出したり掬い取ったりしていた。また、特許文献１の実開昭６１−１９１４６６号公報に記載されているように、はんだ槽内で溶融はんだ上に浮上したドロスを吸引パイプで吸引して除去したり、特許文献２の特表２００４−５２０９３５号公報に記載されているように、エンドレスベルトに取り付けたブラケットによってドロスを掬い取ったりしていた。
【特許文献１】実開昭６１−１９１４６６号公報
【特許文献２】特表２００４−５２０９３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の作業者によるドロス除去では、溶融はんだ上に浮いているドロスを柄杓などを使って目分量で掬いとるので、誤って溶融はんだをも同時に掬いとって除去することがあり得る。また、はんだの溶融温度近くにあるドロスを回収するので、作業者の高温に対する安全の観点からも考慮が必要になる。さらに、特許文献１や特許文献２に開示された他の従来技術によるドロス除去法でも、ドロス層の深さなどが不明であるので、ドロスとともに溶融はんだをも除去してしまう問題がある。
【０００７】
これらの従来技術における課題に鑑み、本発明は、溶融はんだ上に浮いたドロスのみを簡便かつ確実に除去して回収する装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、噴流はんだ槽中の溶融はんだ上に浮いたはんだドロスを除去するためのはんだドロス除去装置は、深さ計測ノズルと真空吸引ノズルとを備え、その計測ノズルはドロスと溶融はんだにガスを吹き込んでその際の吹き込みガス圧の変化からドロスの深さを計測するためのものであり、吸引ノズルはドロスを吸引除去するためのものであり、計測ノズルと吸引ノズルとが一体に形成されていることを特徴としている。
【０００９】
すなわち、一体に形成された計測ノズルと吸引ノズルを下降させて、計測ノズル内の圧力変動を監視することによってドロスと溶融はんだと間の境界深さを検出した後に、吸引ノズルをドロス層内の所定の深さに保持することができるので、ドロスのみを確実に吸引除去することができる。
【００１０】
なお、計測ノズルと吸引ノズルとを同一の兼用ノズルで形成することができ、その場合にはガス加圧と真空引きとを切換えるための３方切換弁が兼用ノズルに接続されていることが好ましい。このことによって、より省スペースの構造で深さ計測とドロス吸引の両機能を果たして、確実にドロスのみを除去することが可能になる。
【００１１】
また、吸引ノズルはその下端部においてはんだ噴流の下流側に面する底側面に開いたノズル開口を有し、はんだ噴流の上流側に面する吸引ノズルの側面側には邪魔板が設けられていることが好ましい。このことによって、噴流として流れてきた溶融はんだを直接吸引することを防ぐことができ、かつ邪魔板はノズル開口近辺における噴流による液面変動を低減して溶融はんだの吸引を防ぐようにも作用し、より確実にドロスのみを除去することが可能になる。
【００１２】
さらに、吸引ノズルの先端部の底面は傾斜を有しており、ノズル開口は傾斜を有する底面の最下端部に接して形成されていることが好ましい。このことによって、深さ計測時に溶融はんだ層まで下降したノズル開口からノズル内に浸入した溶融はんだが、ドロス吸引時にドロス層まで上昇したノズル開口から流れ出るようになり、さらに確実にドロスのみを除去することが可能になる。
【００１３】
さらにまた、計測ノズルに接続された圧力計、吸引ノズルに接続された真空チャンバ、および吸引ノズルからのドロスを受け入れるために真空チャンバ内に設けられたドロス回収容器を含むことが好ましい。その圧力計によって圧力変化を監視することによってドロス深さを正確に検知し、真空チャンバ内に設けられたペール缶のような交換可能な回収容器にドロスのみを回収することができる。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように、本発明によるはんだドロス除去装置においては、はんだ槽中の溶融はんだ上に浮いたドロスのみを簡便かつ確実に除去して回収することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は、本発明の一実施形態によるはんだドロス除去装置の主要部を示す模式図である。なお、この主要部が他の実施形態に変更されたはんだドロス除去装置の全体的構成が図４の模式図に示されている。
【００１６】
図１に示された実施形態においては、ノズル昇降装置１８（図４参照）に取り付けた真空吸引ノズル１と一体に結合された深さ計測ノズル２から圧縮エアを吐出しながら、溶融はんだ５上に浮いたドロス層４の上面からノズル対１，２を一定深さずつ下降させていき、この間に計測ノズル２内の圧力変化が圧力計３で計測される。この場合、計測ノズル２の下端開口がドロス層４内を下降するにつれて、ドロス４の比重に比例した一定の割合Ａで計測ノズル２内の圧力が上昇していく。ノズル対１，２がさらに下降して計測ノズル２の下端開口が溶融はんだ５内に浸入すれば、計測ノズル２内の圧力が急激に上昇する。そして、計測ノズル２の下端開口が溶融はんだ５内をさらに下降するにつれて、溶融はんだの比重に比例した別の割合Ｂで計測ノズル２内の圧力が上昇していく。このように、計測ノズル２内の圧力変化の割合がＡからＢに急変したところが、ドロス層４と溶融はんだ５との境界深さとして検知され得る。
【００１７】
図１に示されているように、計測ノズル２と吸引ノズル１とは、それらの下端開口の高低差が所定のＨになるように一体に形成されている。ドロス層４と溶融はんだ５との間の境界深さを計測ノズル２によって検出した後に、吸引ノズル１の下端開口が確実に浮ドロス４の層内に保持されるように、ノズル対１，２の高さが設定される。そして、ドロス層４内に吸引ノズル１の下端開口を維持しながら、そのドロスを真空吸引して除去する。
【００１８】
なお、真空吸引ノズル１としては、たとえば配管用ステンレス鋼管を用いることができ、たとえば外径１７．３ｍｍで内径１２．７ｍｍのパイプで構成することができる。
【００１９】
図２は、本発明の他の実施形態によるはんだドロス除去装置の主要部を模式的な断面図で示している。この図２の実施形態では、真空吸引ノズルと深さ計測ノズルとが同一の兼用ノズル１ａとして形成されている。そして、兼用ノズル１ａは３方弁１４に接続されており、３方弁１４は兼用ノズル１ａに対して加圧エアの供給と真空引きとを選択的に切換える作用を果たす。このことによって、兼用ノズル１ａは計測ノズルと吸引ノズルとの両機能を果たすことができる。
【００２０】
図２の実施形態において、まずドロス層４の深さ計測の際には、圧力計３に接続された２方弁６を開にし、兼用ノズル１ａに接続された３方弁１４が圧縮エア供給側に切換えられる。そして、兼用ノズル１ａの下端開口から圧縮エアを吐出させながら、その下端開口をドロス層４の上面から一定距離ずつ下降させていき、その間に兼用ノズル１ａ内の圧力変化を圧力計３で計測する。この場合、兼用ノズル１ａの下端開口がドロス層４内を下降するにつれて、ドロスの比重に比例した一定の割合Ａで計測圧力が上昇していく。兼用ノズル１ａの下端開口がさらに下降して溶融はんだ５内に浸入すれば計測圧力が急激に上昇する。そして、兼用ノズル１ａの下端開口が溶融はんだ５内をさらに下降するにつれて、溶融はんだの比重に比例した別の割合Ｂで計測圧力が上昇していく。このように、計測圧力変化の割合がＡからＢへ急激に変わったところが、ドロス層４と溶融はんだ５との境界深さとして検知され得る。
【００２１】
次に真空吸引する場合には、ドロス層４と溶融はんだ５との間の境界深さが分かっているので、溶融はんだを吸引しないように、兼用ノズル１ａの下端開口を上昇させてドロス層４内に保持する。そして、３方弁１４をドロス吸引側に切換えて、兼用ノズル１ａを真空引きしてドロス４を吸引する。
【００２２】
なお、図２中の真空吸引ノズル１ａとしても、図１の場合と同様に、たとえば配管用ステンレス鋼管を用いることができ、たとえば外径１７．３ｍｍで内径１２．７ｍｍのパイプで構成することができる。
【００２３】
図３は、本発明のさらに他の実施形態によるはんだドロス除去装置の主要部を模式的な断面図で示している。この図３の実施形態においても、図２の場合と同様に、真空吸引ノズルと深さ計測ノズルとが同一の兼用ノズル１ａとして形成されている。
【００２４】
図３の実施形態では、噴流はんだ槽８中においてはんだ噴流近辺で真空吸引ノズル１ａを使用する場合に、ドロス４のみを吸引するように、吸引ノズル１ａの下端部においてはんだ噴流の下流側の底側面に開いたノズル開口が設けられ、さらにはんだ噴流の上流側に面する吸引ノズル１ａの側面側には邪魔板７が設けられている。このことによって、噴流として流れてきた溶融はんだを直接吸引することを防ぐことができ、かつ邪魔板７はノズル開口近辺における噴流による液面変動を低減させて溶融はんだ５の吸引を防ぐようにも作用し、より確実にドロス４のみを除去することが可能になる。
【００２５】
また、図３に挿入された拡大図に示されているように、兼用ノズル１ａの下端の底面は傾斜を有しており、前述のノズル開口はその傾斜を有する底面の最下端部に接して形成されている。このことによって、圧力計測時に溶融はんだ５内まで下降した兼用ノズル１ａの下端開口からその内部に溶融はんだ５が侵入したとしても、ドロス吸引時にはドロス層４内まで上昇した兼用ノズル１ａの下端開口から流れ出るようになる。その結果、兼用ノズル１ａによって、ドロス４のみを確実に除去することができる。
【００２６】
なお、図３中の兼用ノズル１ａとしても、図２の場合と同様に、たとえば配管用ステンレス鋼管を用いることができ、たとえば外径１７．３ｍｍで内径１２．７ｍｍのパイプで構成することができる。また、兼用ノズル１ａの下端部の底面の傾斜はたとえば３０°程度にすることができ、下端部側面の開口角はたとえば９０〜１２０°の範囲内で開口幅は２〜３ｍｍの範囲内で形成することができる。また、邪魔板７の幅は、たとえば少なくともノズル直径の２〜３倍に設定すればよい。
【００２７】
図４の模式的な断面図は、図３の兼用ノズル１ａを含むはんだドロス除去装置の全体的構成の一例を示している。この図４のはんだドロス除去装置では、噴流はんだ槽８内において、噴流ポンプ９によってはんだ流１０が生じさせられる。そのはんだ流１０は、溶融はんだ５の上面上に噴流となって流れ落ちる。ノズル昇降装置１８に装着された兼用ノズル１ａは、フレキシブル配管チューブ１７を介して３方弁１４に接続されている。この３方弁１４のドロス吸引側は、真空ポンプ（図示せず）によって真空吸引された真空チャンバ１１に接続されている。この真空チャンバ１１は、重量計１２を介して移動台車１３上に載置されている。そして、真空チャンバ１１内には、たとえばペール缶のような交換可能なドロス回収容器１５が配置されている。すなわち、兼用ノズル１ａによって吸引除去されたドロスは、真空チャンバ１１内のドロス回収容器１５内へ真空吸引輸送されて回収ドロス１６になる。
【００２８】
なお、上述の実施形態においては、深さ計測ノズルから加圧エアが吐出される例が説明されたが、エアの代わりに、窒素ガスやアルゴンガスのような不活性なガスが吐出されてもよいことは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
以上のように、本発明によれば、はんだ槽中の溶融はんだ上に浮いたドロスのみを簡便かつ確実に除去して回収することが可能なはんだドロス除去装置を提供することできる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施形態によるはんだドロス除去装置の主要部を示す模式図である。
【図２】本発明の他の実施形態によるはんだドロス除去装置の主要部を示す模式図である。
【図３】本発明のさらに他の実施形態によるはんだドロス除去装置の主要部を示す模式図である。
【図４】図３の実施形態の主要部を含み得るはんだドロス除去装置の全体的構成の一例を示す模式的断面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  真空吸引ノズル、２  深さ計測ノズル、３  圧力計、Ｈ  計測ノズルと吸引ノズルにおける下端開口の高低差、１ａ  計測と吸引の兼用ノズル、４  ドロス層、５  溶融はんだ、６  ２方弁、７  邪魔板、８  噴流はんだ槽、９  噴流ポンプ、１０  はんだ流、１１  真空チャンバ、１２  重量計、１３  移動台車、１４  ３方弁、１５  ドロス回収容器、１６  回収ドロス、１７  フレキシブル配管チューブ、１８  ノズル昇降装置。
【図１】
2006198632.tif 000003
【図２】
2006198632.tif 000004
【図３】
2006198632.tif 000005
【図４】
2006198632.tif 000006