(57)【要約】      （修正有）【課題】はんだ試験片の作成方法において、試験片の表面の酸化膜形成を回避して、はんだ材料の適正評価を可能とする。【解決手段】割り型９のキャビティ１１に融剤を塗布する融剤塗布工程と、融剤を塗布した状態のキャビティ１１内にはんだ素材２５を充填してはんだ溶融温度まで加熱する加熱工程と、加熱溶融後のはんだを所定の冷却速度で冷却して前記融剤に由来する防錆皮膜２６が表面に付着したはんだ試験片１４を形成するはんだ凝固工程と、凝固後にはんだ試験片１４を割り型９から取り出すはんだ試験片取り出し工程とを、この順に実行する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
割り型（９）のキャビティ（１１）内に充填したはんだ素材（２５）に、溶融および冷却処理を順次施してはんだ試験片（１４）を作成するようにしたはんだ試験片の作成方法であって、前記割り型（９）の前記キャビティ（１１）に融剤を塗布する融剤塗布工程と、前記融剤を塗布した状態の前記キャビティ（１１）内にはんだ素材（２５）を充填してはんだ溶融温度まで加熱する加熱工程と、加熱溶融後のはんだを所定の冷却速度で冷却して前記融剤に由来する防錆皮膜（２６）が表面に付着したはんだ試験片（１４）を形成するはんだ凝固工程と、凝固後に前記はんだ試験片（１４）を前記割り型（９）から取り出すはんだ試験片取り出し工程とを、この順に実行することを特徴とするはんだ試験片の作成方法。
【請求項２】
前記融剤塗布工程、前記加熱工程、前記はんだ凝固工程および前記はんだ試験片取り出し工程に加えて、前記はんだ試験片（１４）の物理特性を評価する際に前記防錆皮膜（２６）を前記はんだ試験片（１４）から剥離洗浄する洗浄工程を実行することを特徴とする請求項１に記載のはんだ試験片の作成方法。
【請求項３】
前記融剤が、はんだ用樹脂系フラックスであることを特徴とする請求項１または２に記載のはんだ試験片の作成方法。
【請求項４】
前記はんだを、鉛フリーはんだとしたことを特徴とする請求項３に記載のはんだ試験片の作成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、割り型のキャビティ内に充填したはんだ素材に、溶融および冷却処理を順次施してはんだ試験片を作成するようにしたはんだ試験片の作成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
このようなはんだ試験片の作成方法は、特許文献１で知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２４１６５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが上記特許文献１で開示されたものでは、割り型内ではんだを溶かした直後からはんだの表面に酸化皮が形成されて変色し、酸化膜がはんだの物性に大きな影響を与えるためにはんだ材料の適正評価が難しくなる。
【０００５】
本発明は、はんだ試験片の表面の酸化膜形成を回避して、はんだ材料の適正評価を可能としたはんだ試験片の作成方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は、割り型のキャビティ内に充填したはんだ素材に、溶融および冷却処理を順次施してはんだ試験片を作成するようにしたはんだ試験片の作成方法であって、前記割り型の前記キャビティに融剤を塗布する融剤塗布工程と、前記融剤を塗布した状態の前記キャビティ内にはんだ素材を充填してはんだ溶融温度まで加熱する加熱工程と、加熱溶融後のはんだを所定の冷却速度で冷却して前記融剤に由来する防錆皮膜が表面に付着したはんだ試験片を形成するはんだ凝固工程と、凝固後に前記はんだ試験片を前記割り型から取り出すはんだ試験片取り出し工程とを、この順に実行することを第１の特徴とする。
【０００７】
また本発明は、第１の特徴の構成に加えて、前記融剤塗布工程、前記加熱工程、前記はんだ凝固工程および前記はんだ試験片取り出し工程に加えて、前記はんだ試験片の物理特性を評価する際に前記防錆皮膜を前記はんだ試験片から剥離洗浄する洗浄工程を実行することを第２の特徴とする。
【０００８】
本発明は、第１または第２の特徴の構成に加えて、前記融剤が、はんだ用樹脂系フラックスであることを第３の特徴とする。
【０００９】
さらに本発明は、第３の特徴の構成に加えて、前記はんだを、鉛フリーはんだとしたことを第４の特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の第１の特徴によれば、割り型のキャビティにはんだ素材を充填する前にキャビティに融剤を塗布するので、はんだ溶融温度まで加熱した後に冷却すると、融剤に由来する防錆皮膜が表面に付着したはんだ試験片を形成することが可能であり、はんだ試験片の表面に酸化膜が形成されて変色することがなく、はんだ試験への適正な評価が可能となる。
【００１１】
また本発明の第２の特徴によれば、はんだ試験片の物理特性を評価する際に防錆皮膜をはんだ試験片から剥離洗浄することにより、高温状態ではんだの酸化が促進されることを抑制しつつ、融剤由来の防錆皮膜にも影響されることなく、はんだ試験片を用いたはんだ特性試験を実施することができる。
【００１２】
本発明の第３の特徴によれば、融剤としてはんだ用樹脂系フラックスを選択することで、はんだの酸化を抑制してはんだ試験片の作成に好適とすることができる。
【００１３】
さらに本発明の第４の特徴によれば、鉛フリーはんだの試験片作成に好適となる。すなわち鉛フリーはんだは、鉛入りはんだと比べて、Ｓｎベースであって融点が高く、はんだ表面の酸化物生成速度が速くなるのであるが、高温状態でのはんだの酸化促進を抑制する融剤由来の防錆皮膜が表面に付託した状態ではんだ試験片を作成するので、より効果的に酸化物形成を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】はんだ試験片の作成装置の平面図である。
【図２】はんだ試験片の側面図である。
【図３】はんだ試験片の作成過程を順次示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の実施の形態について添付の図１〜図３を参照しながら説明すると、先ず図１において、はんだ試験片作成装置は、固定配置される固定ホルダ５と、Ｙ方向で前記固定ホルダ５に対向配置される可動ホルダ６と、前記固定ホルダ５に固定される固定型７と、該固定型７とともに割り型９を構成するようにして前記可動ホルダ６に固定される可動型８とを備える。前記固定型７の周囲で前記固定ホルダ５には前記Ｙ方向に延びる複数のガイド柱１０が設けられる。それらのガイド柱１０が前記可動ホルダ６に挿通されており、前記可動ホルダ６は、前記固定ホルダ５に対して近接、離反するようにして前記Ｙ方向に沿って移動可能である。
【００１６】
また前記割り型９における前記固定型７および前記可動型８に隣接する温度調整器３０，３１が前記固定ホルダ５および前記可動ホルダ６に配設される。これらの温度調整器３０，３１は、伝熱ヒータと、冷媒を循環させる冷媒通路とを有しており、前記伝熱ヒータによる加熱および前記冷媒の循環による冷却が図示しない制御装置によって制御され、それによって、前記固定型７および前記可動型８をたとえば２５０℃まで加熱可能であり、また加熱処理後に所望の冷却速度で冷却することも可能である。
【００１７】
前記固定型７および前記可動型８の相互に対向する面には、前記固定型７に前記可動型８が当接して割り型９を構成したときに、キャビティ１１を形成するための凹部１２，１３がそれぞれ形成される。前記キャビティ１１は、図２で示すはんだ試験片１４に対応した形状を有するものであり、前記はんだ試験片１４は、棒状の破断試験部１５の両端に、該破断試験部１５よりも大径である棒状の摘まみ部１６がテーパ部１７を介してそれぞれ連設されて成り、評価対象のはんだの用途に応じた大きさに形成される。たとえば電子基板の０．５ｍｍΦのはんだスルーホールを評価対象としたときに前記破断試験部１５の外径が０．５ｍｍΦに設定される。
【００１８】
再び図１において、前記はんだ試験片作成装置は、相互に離反した状態に在る前記固定ホルダ５および前記可動ホルダ６間に挿脱可能に挿入されるスプレー装置１８を含んでおり、このスプレー装置１８は、前記Ｙ方向と直交するＸ方向に沿う位置を一定とした駆動ユニット１９と、前記Ｘ方向に前記駆動ユニット１９から間隔をあけて配置される支持ユニット２０と、前記駆動ユニット１９に一端部が支持されるようにして前記Ｘ方向に延びるともに他端側が前記支持ユニット２０で回転自在に支持されるねじ軸２１と、該ねじ軸２１の軸線まわりの回転を不能として前記ねじ軸２１に螺合されるスプレーユニット２２とを備える。
【００１９】
前記ねじ軸２１は前記駆動ユニット１９で回転駆動されるものであり、前記ねじ軸２１の回転に応じて前記スプレーユニット２２は前記Ｘ方向に移動する。このスプレーユニット２２は、前記固定型７に向けて融剤を噴霧するスプレーノズル２３と、前記可動型８に向けて融剤を噴霧するスプレーノズル２４とを有しており、前記固定型７および前記可動型８の対向面のうち前記キャビティ１１を形成するための前記凹部１２，１３を含む部分に前記融剤を噴霧することができる。
【００２０】
このスプレー装置１８は、前記固定ホルダ５および前記可動ホルダ６が相互に離反した状態にあるときには、前記固定ホルダ５および前記可動ホルダ６間に配置されるが、割り型９を構成するために前記固定型７および前記可動型８を型締めする際には、図１の紙面に垂直な方向に移動して前記固定ホルダ５および前記可動ホルダ６間から離脱する。
【００２１】
前記融剤としては、はんだ用樹脂系フラックスが用いられるものであり、たとえば旧アメリカ連邦規格ＱＱ−Ｓ−５７１のＲＭＡタイプ（塩素＜０．１４ｗｔ％）またはＲタイプのフラックスが、はんだを酸化させ難いので好適である。
【００２２】
このようなはんだ試験片作成装置を用いたはんだ試験片１４を作成するには、融剤塗布工程、加熱工程、はんだ凝固工程、はんだ試験片取り出し工程および洗浄工程を順次実行する。
【００２３】
先ず融剤塗布工程では、割り型９の前記キャビティ１１に融剤を塗布するものであり、図３（ａ）で示すように、相互に離反した状態にある前記固定型７および前記可動型８の対向面のうち前記キャビティ１１を形成するための前記凹部１２，１３を含む部分に、前記スプレー装置１８によって前記融剤を噴霧する。この際、噴霧の不安定な吹き始めおよび吹き終わりで融剤が垂れることを防止するために、前記凹部１２，１３よりも一回り大きい範囲に噴霧することが望ましい。
【００２４】
次の加熱工程では、前記融剤を塗布した状態の前記キャビティ１１内に、はんだ素材２５を充填してはんだ溶融温度まで加熱するものであり、図３（ｂ）で示すように、固定型７および可動型８間にはんだ素材２５を挿入した後に、図３（ｃ）で示すように型締めすることではんだ素材２５をキャビティ１１に充填した状態ではんだ溶融温度たとえば２５０℃まで加熱する。
【００２５】
前記はんだ素材２５としては、はんだ製造メーカーから供給されるはんだの塊を切り刻んで細かくしたものや、はんだ粉末およびフラックスを練り合わせて成るソルダペーストを好適に用いることができ、はんだは、鉛フリーはんだであることが望ましい。
【００２６】
はんだ凝固工程では、加熱溶融後のはんだを所定の冷却速度で冷却して前記融剤に由来する防錆皮膜２６が表面に付着したはんだ試験片１４を形成するものであり、前記はんだはんだ凝固工程の次のはんだ試験片１４取り出し工程では、図３（ｄ）で示すように、はんだ試験片１４の表面に防錆皮膜２６が付着している。
【００２７】
さらに洗浄工程では、図３（ｅ）で示すように、前記防錆皮膜２６を前記はんだ試験片１４から剥離洗浄するのであるが、この際、イソプロピルアルコールやハイドロフルエーテル等の洗浄剤の蒸気を前記はんだ試験片１４の表面に吹きつけて洗浄し、乾燥することで前記防錆皮膜２６が剥離したはんだ試験片１４を得ることができる。
【００２８】
前記洗浄工程を経て得た前記はんだ試験片１４の評価試験は、その摘まみ部１６を把持する試験装置２７によって実施される。
【００２９】
ところで試験の条件によってははんだ試験片１４からの防錆皮膜の剥離が必ずしも必要ではない場合があり、その場合には、前記洗浄工程を経由することなく、はんだ試験片取り出し工程で得たはんだ試験片１４をそのままの状態で評価試験を行うことになる。
【００３０】
次にこの実施の形態の作用について説明すると、はんだ試験片１４を作成するにあたって、割り型９の前記キャビティ１１に融剤を塗布する融剤塗布工程と、前記融剤を塗布した状態の前記キャビティ１１内にはんだ素材２５を充填してはんだ溶融温度まで加熱する加熱工程と、加熱溶融後のはんだを所定の冷却速度で冷却して前記融剤に由来する防錆皮膜２６が表面に付着したはんだ試験片１４を形成するはんだ凝固工程と、凝固後に前記はんだ試験片１４を前記割り型９から取り出すはんだ試験片取り出し工程とを、この順に実行するので、はんだ溶融温度まで加熱した後の冷却によって融剤に由来する防錆皮膜２６が表面に付着したはんだ試験片１４を形成することが可能であり、はんだ試験片１４の表面に酸化膜が形成されて変色することがなく、はんだ材料の適正な評価が可能となる。
【００３１】
また融剤塗布工程、前記加熱工程、前記はんだ凝固工程および前記はんだ試験片取り出し工程に加えて、前記はんだ試験片１４の物理特性を評価する際に前記防錆皮膜２６を前記はんだ試験片１４から剥離洗浄する洗浄工程を実行するので、高温状態ではんだの酸化が促進されることを抑制しつつ、融剤由来の防錆皮膜にも影響されることなく、はんだ試験片１４を用いたはんだ特性試験を実施することができる。
【００３２】
また前記融剤がはんだ用樹脂系フラックスであるので、はんだの酸化を抑制してはんだ試験片１４の作成に好適とすることができる。
【００３３】
しかも前記はんだが、鉛フリーはんだであるので、鉛フリーはんだの試験片作成に好適となる。すなわち鉛フリーはんだは、鉛入りはんだと比べて、Ｓｎベースであって融点が高く、はんだ表面の酸化物生成速度が速くなるのであるが、高温状態でのはんだの酸化促進を抑制する融剤由来の防錆皮膜が表面に付託した状態ではんだ試験片１４を作成するので、より効果的に酸化物形成を防止することができる。
【００３４】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行うことが可能である。
【符号の説明】
【００３５】
９・・・割り型
１１・・・キャビティ
１４・・・はんだ試験片
２５・・・はんだ素材
２６・・・防錆皮膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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