(57)【要約】【課題】  半田槽及び半田ポットに保持された鉛フリー半田浴は、接触している金属からイオンを半田浴の方に掴み取り、半田浴に溶け込む事で半田自体を汚し、接触している金属を侵食させる問題があった。【解決手段】  金属(半田槽及び半田ポット)にマイナス電圧を与え、金属原子を出す電極(タングステン)にプラス電圧を与え、振動周波数と同時に短絡を繰り返す事で、電極を構成する金属から金属原子を遷移させることで相手金属の表面にタングステン被覆を行い、鉛フリー半田の侵食から保護するタングステンコーティングを提供するものである。【選択図】図2
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気放電にてタングステン金属の金属原子を遷移させ、遷移側の金属を原子間被覆させた上で表面被覆も同時に行う、パルス放電装置を用いた金属侵食防止方法。
【請求項２】
電気放電発生電極にタングステンカーバイトとイットリウム、ジルコニウム、ストロンチウム、セチウム、遷移元素（六方最密構造）を含ませたタングステン電極を具備したパルス放電装置を用いた鉛フリー半田対応のエロージョン防止方法。
【請求項３】
電極とするタングステン側にプラス電圧とし、遷移側金属にマイナス電圧を与え、放電を発生させるパルス放電装置を用いて、金属原子間遷移を可能にしたタングステン表面被覆をする事で鉛フリーはんだに対応した金属被覆方法。
【請求項４】
遷移電極金属を変える事で、遷移側金属と合金金属を構成する事で、表面直下から表面に向かって合金金属で被覆できるパルス放電装置を用いた金属被覆方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気放電現象にて金属原子遷移現象を使って、金属原子を相手方に遷移させることで、金属の表面にタングステン被膜を作ることで、鉛フリーはんだに於ける侵食を防止する金属被覆方法を提供するものである。
【背景技術】
【０００２】
パルス電気放電は、電極(プラス)とする金属から放電現象によって、電極成分を溶かし相手金属(マイナス)に拡散させ、尚且つ表面被覆を構成して、タングステン被膜を提供するものである。
【０００３】
全ての金属表面にタングステン被覆を可能とするパルス放電は被覆方法は、鉛フリー半田の食われ現象を防止し、鉛フリー浴に接触する金属から金属イオン流出を防ぐ事ができた。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】千葉大学工学部  鈴木正敏  工学博士  鉄と鋼1962年(第48年) 技術資料  放電硬化法
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
半田の主成分である鉛から錫に替わる事で、半田を溜めておく金属容器(半田ポット)の金属イオンと結びつき、錫の成分α錫、β錫が半田ポットの基材である金属イオンと分子間結合を起こし、結合をした錫イオンが半田浴に戻る事で、半田容器の侵食が始まる、と同時に半田浴が汚れる。汚れた半田にて基板接合を行うと基板の抵抗が上がり、抵抗熱によって基板が燃える現象が出ていた。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、半田ポット(金属容器)にマイナス電圧を与え、電極金属（タングステンカーバイト）にプラス電圧を与え小さな放電によって電極金属（タングステン）からマイナス電圧を与えた半田ポット(金属容器)に電極金属の原子遷移を行う事で、半田ポット(金属容器)に遷移してきた金属(タングステン、カーバイト)が撃ち込まれ、母材金属の表面に向かって積み上げる金属表面被覆方法）を特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の効果として、α錫及びβ錫がイオン結合しない金属がタングステン金属であり、タングステンで被覆された金属は、半田を一切受け付けない、すなわち錫によるイオン結合が不可能な金属がタングステンである。
【０００８】
超硬金属（タングステン）にて被覆を行う方法として溶射工法が考えられるが、溶射では母材金属のタングステン拡散は難しく、時間と温度によって分子間から錫イオンが流れ込み侵食現象を止める事は難しい、パルス放電タングステン被覆は、分子間空間無く被覆可能で、錫イオンの侵入を防ぐ事が可能である。
【０００９】
パルス放電によるタングステン(超硬)金属被覆方法は、全ての金属に被服可能で通電可能であれば材質を選ばない、半田エロージョン問題の解決は、環境にも優しく、汚れた半田浴を交換する手間も無く、最後まで半田を使いきる事が可能である。
半田エロージョンによる半田槽の侵食は、高温になった半田浴が漏れだし人間に触れると危険であり工場サイドからの事故の報告も上がっている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態に係る金属放電被覆装置について、鉛フリー半田浴の侵食を回避する方法と装置構造を図面に基づき説明を行う。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】放電硬化に使用される基本的電気回路は図1に示す、いわゆるラザゼンコ回路(R-C回路)である。
【図２】母材に発生したクラックに電極からの放電によって電極金属から金属原子が飛び出し、母材表面のタングステン層と母材内部に拡散した層と母材との被覆構造を示す
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１にて示すラザレンコ回路を応用した図２の装置により実現可能。
【実施例１】
【００１３】
図２は応用装置の一例図であり電極がハ゛イフ゛レーターに取り付けられていて、放電後に両極が短絡する点が著しい特徴である。回路として100V.200Vの交流電源と、直流発電機と全波整流装置、コンデンサーと可変抵抗で全体の回路を組み、バイブレーターが加わる構造である。
【００１４】
放電硬化の場合、全体が大気中におかれていて放電間隙が液中でないこと、および電極との極性が通常放電加工のそれと逆な点が異なっている。また、電極がバイブレーターにとりつけられていて、火花放電に両極が短絡する点が著しい特徴である。
【００１５】
図１で示す基本的電気回路を応用した装置を使用して放電硬化を行うに当たり、実際に起こる諸現象は次のごとくになる。放電硬化をおこなうにあたっては、発電機もしくは整流機からの直流を回路に加え、バイブレーター１を振動数,サイクルに駆動して電極（陽極）２を試料（陰極）３に近づける。この間に蓄電器は電流電圧、充電時間、蓄電器容量5、および充電抵抗によって決定されるある電圧まで充電される。両極の接近に伴い、電居行くと試料との間の絶縁が破れてその間に火花放電を発生する。かくて蓄電器に蓄えられた電気は放電回路6を通じて放電されることになるが、電極はさらに近接してやがて試料と短絡する。空気中における火花放電間隙は極めて小であるから、火花発生から短絡までの時間は極めて短い。短絡がおこれば、その間には電源と抵抗とにほって定まる短絡電流が流れる。
やがて電極は再び試料と離れて遠ざかっていく。放電回路が開くと蓄電器に充電電流が流れ、電圧を高めていく。かくして全体が最初の状態に戻り、このサイクルを周期で繰り返すことになる。火花放電に際し、蓄電器注に達加えられた電気は瞬間的に放出される為、その際の電流値は極めて大となり、そのため非常な高熱と、その極小部分の急熱による非常な高圧とを発生する。そして電極および試料の小部分は急激に熔融、蒸発を起こし、次いで短時間の後には両極が短絡して両極の熔融物質が混ざり合って急冷される。極物質は係る際に一方から他方へと移転し、その表面にこれまで他の方法によって作られたものと異なる特殊な層を形成する。もちろん、一回の放電によって形成される係る層は極めて小範囲かつ少量であるが、これをくりかえすことにより、試料表面全体に比較的均一に、ある厚さの層を形成し得ることとなる。
【００１６】
図２では 母材に発生したクラックに電極からの放電によって電極金属から金属原子が飛び出し、母材表面のタングステン層と母材内部に拡散した層と母材との被覆構造を示す。拡散層は母材分子をタングステンに包みこまれた分子が確認された。
【００１７】
半田槽に被覆処理を実施することにより、エロージョンを回避、長寿命化を実現した。
【符号の説明】
【００１８】
図１
１  ハ゛イフ゛レーター
２  電極（＋）
３  試料（−）
４  直流電流
５  充電回路
６  放電回路
【００１９】
図２
１タングステン層
２タングステン拡散層
３試料
【図１】
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【図２】
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