(57)【要約】表面における金属ウィスカーの発生を低減するための方法及び装置が開示されている。特に、本開示は、エネルギーを出射するための少なくとも１つの電磁エネルギー源を提供することによって、表面における金属ウィスカーの発生を低減することを教示している。成長した（すなわち、より大きい）ウィスカーは、例えば、ミリ波及びＴＨｚ／ＲＦ波などの、より低い周波数のＥＭエネルギーによって抑制され、本方法は、そのような構造の先端における電場を強化することによって効果が高くなる。成長していない（すなわち、より小さい）ウィスカーは、例えば、赤外線周波数、光波周波数、及び、紫外線周波数などの、より高い周波数のＥＭエネルギーよって抑制される。この抑制は、ウィスカー成長駆動力である内部応力を除去するのに十分な、非常に局所的な表面加熱や、材料に存在する干渉性の電位の破壊により行われる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウィスカー発生金属を含む表面における金属ウィスカー（１５）の形成を低減する方法であって、
少なくとも１つの電磁エネルギー源から電磁エネルギーを出射させることによって、ウィスカー発生金属が配置された放射場を形成することと、
前記電磁エネルギーの前記出射に関連したパラメータを制御すること、とを含み、前記パラメータは、電磁エネルギーの周波数、振幅、出力レベル、及び、前記出射の期間を含む、方法。
【請求項２】
前記少なくとも１つの電磁エネルギー源は、テラヘルツエミッター（３５）である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記テラヘルツエミッター（３５）は、ホーン型アンテナ（４０）を含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記少なくとも１つの電磁エネルギー源は、前記テラヘルツエミッター（３５）から電磁エネルギーを受ける電子部品（２７）に埋設されている、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
電磁エネルギーを出射するためのパラメータを制御することは、連続的に電磁エネルギーを出射するように、前記少なくとも１つの電磁エネルギー源を制御することをさらに含む、請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
電磁エネルギーを出射するためのパラメータを制御することは、周期的なスケジュールに従って電磁エネルギーを出射するように、前記少なくとも１つの電磁エネルギー源を制御することをさらに含む、請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
電磁エネルギーを出射するためのパラメータを制御することは、約１ワットのテラヘルツ出力の電磁エネルギーを出射するように、前記少なくとも１つの電磁エネルギー源を制御することをさらに含む、請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
電磁エネルギーを出射するためのパラメータを制御することは、単一の周波数で電磁エネルギーを出射するように、前記少なくとも１つの電磁エネルギー源を制御することをさらに含む、請求項１〜７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
電磁エネルギーを出射するためのパラメータを制御することは、一組の異なる周波数で電磁エネルギーを出射するように、前記少なくとも１つの電磁エネルギー源を制御することをさらに含む、請求項１〜７のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
ハウジング（３２）に電磁エネルギーを印加するための装置であって、前記装置は、
ウィスカー発生金属を含む電子部品（２７）を収容する前記ハウジング（３２）に電磁エネルギーを与えるように配置された少なくとも１つの電磁エネルギー源と、
前記少なくとも１つの電磁エネルギー源からの電磁エネルギーの出射を制御するためのコントローラー（５５）とを含み、前記出射は、前記電磁エネルギーの周波数、振幅、出力レベル、及び、前記出射の期間を含むパラメータに基づく、装置。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの電磁エネルギー源は、テラヘルツエミッター（３５）である、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記テラヘルツエミッター（３５）は、ホーン型アンテナ（４０）を含む、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記テラヘルツエミッター（３５）は、量子カスケードレーザー（４５）を含む、請求項１１〜１２のいずれかに記載の装置。
【請求項１４】
前記テラヘルツエミッター（３５）は、クーラー（５０）を含む、請求項１１〜１３のいずれかに記載の装置。
【請求項１５】
前記少なくとも１つ電磁エネルギー源は、回路基板に連結されている、請求項１０〜１４のいずれかに記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面における金属ウィスカーの発生を低減するための方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
過去においては、電子はんだは、鉛を含んでおり、これは、はんだ接合部の実質的な材料安定性及び電気的安定性を維持し、且つ、接合部の長期信頼性を向上させるのに有益であった。鉛は毒性を有するため、その工業的利用は近年減少しており、はんだにおいては、鉛に代えてスズを用いることが一般的になっている。しかし、スズは、電子部品間に望ましくない「ウィスカー」すなわち糸状の物を形成しやすい「ウィスカー」金属である。たとえば、図１は、ワイヤ５を示しており、ワイヤ５からは金属ウィスカー１５が延びている。図２Ａ及び２Ｂは、サンプルにおけるウィスカーの発生を示すデータの例をグラフで表したものである（出典：Panashchenko, L., Evaluation of Environmental Tests for Tin Whisker Assessment, ８６ページ、図５９及び６０）。具体的には、１１年が経過したスズめっき黄銅のサンプルのランダムな位置における１８７本のウィスカーについて、その長さ及び太さに関するデータが収集されている。図示のように、様々な太さ（図２Ｂ）及び長さ（図２Ａ）のスズウィスカーの発生が、サンプル全体にわたって見受けられる。
【発明の概要】
【０００３】
従って、スズ及び／又はウィスカー発生金属を含むはんだ接合部を有する電子部品を、ウィスカーを抑制又は低減するための非接触手段にさらす方法及び装置を提供することが、望ましいであろう。これらは、本明細書において、はんだ接合部におけるウィスカーの発生を低減するのに十分な電磁エネルギーによって提供され、これによって電子部品の信頼性を向上することができる。本開示は、金属表面での金属ウィスカーの発生を低減するための方法、システム、及び装置に関する。１つ又は複数の実施形態において、本開示は、ウィスカー発生金属を有する表面における金属ウィスカーの形成を低減するための方法を教示する。典型的な方法は、少なくとも１つの電磁エネルギー源から、ウィスカー発生金属が配置される放射場に、電磁エネルギーを出射することと、当該少なくとも１つの電磁エネルギー源から電磁エネルギーを出射するためのパラメータを制御すること、とを含む。このようなパラメータは、電磁エネルギーの周波数、振幅、及び出力レベル、ならびに、出射の期間を含みうる。電磁場は、ウィスカー成長駆動力を妨害するエネルギーで、交流電界及び電流を、形成しつつあるウィスカー内に直接誘起する。一実施形態において、少なくとも１つの電磁エネルギー源は、テラヘルツエミッターを含む。
【０００４】
１つ又は複数の実施形態において、本開示は、回路基板ハウジングにエネルギーを印加するための装置を教示する。典型的な装置は、回路基板ハウジングに電磁エネルギーを与えるように配置された少なくとも１つの電磁エネルギー源と、例えば、当該少なくとも１つの電磁エネルギー源から出射される電磁エネルギーの期間、周波数、出力レベル、及び振幅を制御するためのコントローラーとを含み、回路基板ハウジングは、ウィスカー発生金属を有する電子部品を収容するように構成されている。一実施形態において、少なくとも１つの電磁エネルギー源は、回路基板ハウジングに関連付けられた回路基板カードに連結された複数の電磁エネルギー源を含む。
【０００５】
特徴、機能、及び、利点は、本発明の様々な実施形態において個別に達成することができ、あるいは、さらに他の実施形態と組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
本開示のこれら及びその他の特徴、態様、及び、利点は、以下の詳細な説明、添付の特許請求の範囲、及び、以下の添付図面を考慮することによって、より明らかになるであろう。
【図１】金属ウィスカーを示す図である。
【図２Ａ−２Ｂ】サンプルにおける典型的な金属ウィスカーの発生を示すデータをグラフで示したものである。
【図３】電子部品を収容するための構造体を示す図である。
【図４】一連の電磁エネルギー源を有する図３の構造体を示す図である。
【図５】図３の一連の電磁エネルギー源が電磁エネルギーを出射している状態を示す図である。
【図６】図５の電磁エネルギー源の詳細を示す図である。
【図７】図６の電磁エネルギー源が電磁エネルギーを出射しており、電磁エネルギー源が回路基板カードの電子部品に組み込まれている状態を示す図である。
【図８】図６の電磁エネルギー源が電磁エネルギーを出射しており、電磁エネルギー源が回路基板カード上に配置されている状態を示す図である。
【図９】図６の電磁エネルギー源が電磁エネルギーを出射しており、電磁エネルギー源が回路基板カードの近傍のプレート上に配置されている状態を示す図である。
【図１０】図６のエミッターを取り囲み且つ回路基板に搭載された、ホーンとして構成されたリフレクターを示す図である。
【図１１】回路基板に搭載されている図６のエミッターに隣接して配置されたリフレクターを示す図である。
【図１２】電磁エネルギーを出射している、図６の電磁エネルギー源を示し、電磁エネルギー源はハウジングに収容されており、回路基板カードは、出射後にハウジングから取り除かれる構成を示す図である。
【図１３】電磁エネルギーを出射している、図６の電磁エネルギー源を示し、電磁エネルギー源は回路基板カードの近傍に配置されており、出射後にハウジングから引き抜かれる構成を示す図である。
【図１４】ピンを含むコントローラーに接続された図６の電磁エネルギー源を示しており、ピンは、隣接するピンとの短絡をモニターされる構成を示す図である。
【図１５】スズの金属ウィスカーの典型的な処理時間を計算するための式を示す。
【図１６】印加される電磁放射の出力に対する金属ウィスカーの典型的な処理時間をグラフで表したものである。
【図１７】電磁エネルギーを出射することによって金属ウィスカーの発生を低減する方法のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
本明細書に開示した方法及び装置は、金属表面、特に、様々な用途における電子はんだ接合部、における金属ウィスカーの発生を低減する。
【０００８】
はんだ接合部の表面における金属ウィスカーの形成に対処するためには、１つ又は複数の電磁エネルギー源によって、例えばスズを含むはんだ接合部に電磁エネルギーを当てればよく、これによって、はんだ接合部におけるウィスカーの発生を低減することができる。この電磁場の大きさは、ウィスカーの成長につながる物理的及び化学的な駆動力を妨害し、さらにウィスカーに対する共鳴エネルギーの伝達による先端溶解によってウィスカーの長さそのものを短くすることができる大きさとすればよい。具体的には、１つ又は複数の電磁エネルギー源を、ウィスカー発生金属が配置される放射場を形成するように構成する。このエネルギーは、制御されたパラメータにしたがって出射され、当該パラメータは、例えば、エネルギーに対する暴露の期間、エネルギーのレベル、出射されるエネルギーの周波数を含みうる。
【０００９】
以下の説明においては、開示の様々な態様が完全に理解されるよう、多くの詳細事項を提示している。しかしながら、当業者であればわかるように、これらの詳細事項が無くても、開示の１つ又は複数の態様を実施できる場合もある。他の例において、周知の特徴については、開示を不必要に不明瞭にするのを避けるため、詳細に述べていない。
【００１０】
本発明は、その１つ又は複数の態様において、はんだ接合部にスズ又は他のウィスカー発生金属が含まれている電子部品を、当該はんだ接合部におけるウィスカーの発生を低減する電磁エネルギーに暴露する方法及び装置に関し、この暴露は特定のパラメータに基づいて行われるものである。
【００１１】
金属ウィスカーの発生に対処するためには、１つ又は複数の電磁エネルギー源を用いることによって、ウィスカー発生金属を含むはんだ接合部を有する電子部品が収容された空間において、電磁エネルギーを出射すればよい。なお、ウィスカー発生金属は、程度の差はあるが、スズ、亜鉛、カドミウム、金、及び、他の金属を含むが、本明細書では、ウィスカー発生金属の単なる一例として、主にスズに言及して説明する。
【００１２】
電磁エネルギー出射の実用例を示すため、図３に構造フレーム２０を示している。当該構造フレームは、電子バス２５を含んでおり、例えば回路基板カード３０などの複数の電子アセンブリを収容している。一般的に、回路基板カードは、スズはんだ接合部を有する所定数の電子部品を備える。当業者であればわかるように、ウィスカーは、これらスズはんだ接合部の上または周囲、あるいは、スズはんだ接合部同士の間に形成されることがある。
【００１３】
はんだ接合部に関連したスズのウィスカーの発生を抑制するため、はんだ接合部に対して電磁エネルギー源を用いる。図４を参照すると、図示の実施形態では、電磁放射の出射装置、例えば、テラヘルツエミッター（terahertz （THz）emitter）３５、を用いることによって、無線周波数（ＲＦ）エネルギーを出射し、当該エネルギーにはんだ接合部を暴露する。たとえば、ミリ波（mm Waves）及び、ＴＨｚ／ＲＦ波は、スズはんだ部にみられる典型的な長さのウィスカー（再び図２Ａ参照）に共鳴を起こす電磁波波長を有する。代替の実施形態において、成長しつつあるウィスカーの大きさによっては、赤外線および紫外線出射装置を用いてもよいし、ウィスカー形成の駆動力となっている化学的又は物理的プロセスを妨害する特定の吸収手段を用いてもよい。赤外線などの電磁（ＥＭ）波長を用いる場合、ＥＭ場が、典型的な表皮深さ内の金属表面と相互作用することによって、ウィスカー発生につながる干渉性応力及び化学的拡散を妨害する。この妨害は、例えば赤外線のＥＭ波長と共鳴する、発生初期のウィスカーのナノ構造の先端で、優先的に起こる。このような発生初期のウィスカーの長さは、例えば、約１ミクロンと約１００ミクロンとの間である。有益なことに、ＲＦエネルギー出射のパラメータを制御することによって、はんだ接合部における様々な成長段階のスズウィスカーの発生を、もっとも効果的に低減することができる。成長した（すなわち、より大きい）ウィスカーは、例えば、ミリ波及びＴＨｚ／ＲＦ波などの、より低い周波数のＥＭエネルギーによって抑制されるであろう。そして、本方法は、そのような構造の先端における電場を強化することによって利益をうける。未成長の（すなわち、より小さい）ウィスカーは、例えば、赤外線周波数、光波周波数、及び、紫外線周波数などの、より高い周波数のＥＭエネルギーよって抑制されるであろう。この抑制は、ウィスカー成長駆動力である内部応力を除去するのに十分な、非常に局所的な表面加熱の形態で行われ、材料に存在する干渉性の電位基礎の妨害の形態で行われる。
【００１４】
図４は、各回路基板カード３０に連結された複数のテラヘルツ（ＴＨｚ）エミッター３５を有する構造フレーム２０を示している。図４は、カード３０のそれぞれに複数のテラヘルツ（ＴＨｚ）エミッター３５が連結された構造を示しているが、他の実施形態において、カード３０のそれぞれにエミッター３５が１つだけ連結されていてもよい。別の実施形態において、すべてのカードではなく、選択された１つ又は複数のカード３０のそれぞれのみに、１つ又は複数のエミッター３５を連結してもよい。これらのカードは、電子機器からウィスカーを「取り除く」ための独立型（stand-alone）装置の一部であってもよい。このような装置は、短期間の「ウィスカー除去」機能をもたらす独立型ハウジングに組み込まれたものであってもよいし、あるいはこれに代えて、ウィスカー除去機能以外の点で標準的なカード／バスのハウジングに組み込まれていてもよい。別の変形例において、少なくとも１つのカードが、これらの電子回路カードの主要な機能に追加して設けられた少なくとも１つのエミッター３５を含んでいてもよく、これは、当該カード自体及び／又は隣接するカードの長期間の「ウィスカー除去」を目的とするものである。エミッターは、以下により詳しく説明する特定のパラメータで、ＲＦエネルギーを出射する。エミッター３５は、カード３０に配置されることによって、隣接するカード３０に向けてＲＦエネルギーを出射するようになっている。図５は、隣接する回路基板カード３０に向けてＲＦエネルギーを出射しているエミッター３５を例示している。
【００１５】
図６を参照して説明すると、同図は、テラヘルツエミッター３５の構造を示している。図示の実施形態においては、エミッター３５は、ＲＦエネルギーを出射するためのホーン（horn）型又はピラミッド型アンテナ４０を備えている。たとえば円筒型アンテナなどの他の構造も、想定されている。ＲＦエネルギーを生成するため、エミッター３５は、例えば、宇宙環境または極度に冷却された使用状況における低温下でテラヘルツ放射を生成するための量子カスケードレーザー（quantum cascade laser: ＱＣＬ）４５を含む。もちろん、テラヘルツ放射生成の分野で周知の他のタイプの装置も想定されている。エミッター３５は、例えばペルチェクーラー（Peltier cooler）などのクーラー５０をさらに備えており、これによって、温度制御行い、ＱＣＬ４５の運転効率を維持している。他の実施形態において、様々なウィスカー長さに対して共鳴するよう、本質的に広帯域である他のパルステラヘルツエミッター装置を用いることもできる。ただし、本質的に低エネルギーのテラヘルツ装置の場合、金属ウィスカーの低減に必要な出力を得るためには、ＲＦエネルギーの出射を高い頻度で繰り返す必要がある。
【００１６】
図６に示した実施形態では、エミッター３５は回路基板カード３０内に埋設されている。他の実施形態において、エミッター３５を、回路基板カード３０の表面に設けてもよいし、他の何らかの態様でカード３０と接触させてもよい。あるいはこれに代えて、エミッター３５は、回路基板カード３０の１つに接触させて配置するのではなく、カード３０のうちの１つ又は複数の近傍位置において、周囲のカード３０を十分なテラヘルツ放射（例えば図８参照）に暴露できるように配置してもよい。さらに別の実施形態において、エミッター３５を、回路基板とのはんだ接続部２９を有する電子部品２７に組み込んでもよい（図７参照）。エミッターは、回路基板カード３０上の対象電子部品を、ＲＦエネルギーに直接暴露するように配向されている。別の実施形態において、エミッター３用の少なくとも１つのボード又はプレート３１を形成し、これを、少なくとも１つの回路基板カード３０に隣接して配置してもよい（図９参照）。
【００１７】
エミッター３５を対象電子部品に埋設するか又はその近傍に配置する実施形態においては、リフレクター３６（図１０参照）をエミッター３５の近傍に配置することによって、ＲＦエネルギーを対象に向けて反射させ、電子部品の対象位置においてＲＦエネルギーへの暴露が最大になるようにしてもよい。リフレクター３６は、ＲＦ又はＥＭエネルギーの伝播方向を制御するために当該技術分野で一般的に使用される任意のものであってよい。典型的なリフレクター３６は、例えば、ホーン（horn）型に構成されており、図１０に示すように、エミッター３５を取り囲み、回路基板３０に搭載される。図１１に示すように、リフレクターは、例えば、回路基板３０に搭載されたエミッター３５に隣接して配置されたリフレクター３７である。リフレクター３７は、エミッター３５のＲＦエネルギーを、回路基板３０上の他の部品に向けて送り返す。
【００１８】
別の実施形態において、エミッター３５を対象電子部品と一体化させて設けるのではなく、１つ又は複数のエミッター３５を、回路基板カード３０又は他の対象電子部品とは別体に設けてもよい。この場合、エミッター３５を、所望に応じてカード３０の近傍に配置し、ＲＦエネルギーを出射するように動作させる（図１３参照）。ＲＦエネルギーを出射した後は、エミッター３５の動作を停止する、及び／又は、電子部品から取り除く。さらに別の実施形態においては、１つ又は複数のエミッター３５を収容するハウジングを形成し、当該ハウジング内に、少なくとも１つの回路基板カード３０などの電子部品の構造体を、所望に応じて配置する（図１２参照）。ハウジング３２内において、エミッター３５が必要に応じてＲＦエネルギーを出射し、これが完了すると、当該電子部品の構造体を容器３２から取り除く。
【００１９】
上述したように、ＲＦエネルギーは、エミッター３５によって、特定のパラメータに従って生成される。このためには、例えば図４及び５に示すように、エミッター３５と電子的に通信するコントローラー５５を用いることによって、コントローラー５５内にプログラムされたパラメータに基づいて、エミッター３５の動作を制御してもよい。コントローラー５５は、プリロードされた標準的なソフトウェア、タイマー、及び、アナログ／デジタルインターフェースを有する、内蔵のマイクロコンピューターであってもよい。業界で現在一般に使用されている典型的なコントローラーの一例は、アリゾナ州ChandlerのMicrochip Technology Inc.,によって製造されているMicroChip PICシリーズのマイクロコントローラーである。コントローラー５５は、要求に応じて外部スイッチによって動作させてもよいし、特定のスケジュールに基づいて動作させてもよいし、及び／又は、内蔵の高インピーダンス「トリップワイヤ（trip-wires）」などの組み込みの回路モニターが、ウィスカー存在の可能性を示唆したときに動作させてもよい。回路モニターモードにおいては、エミッター３５の近傍のコントローラー５５に設けられた、密集して配置されたプログラマブルピン（programmable pin）５６（ＰＩＣシリーズのような一般的な製品によく設けられている）のうちのいくつかが、コントローラーソフトウェアプログラムの一部として、隣接するピン５６との短絡を示すかどうか、モニターされる。ここで、これらのピンは、「トリップワイヤ」の用途のためにも用いられているものである。このような短絡は、深刻なウィスカー状態が存在していることを示す。
【００２０】
さらに、コントローラーは、低出力の連続電磁放射及び／又は高出力のバースト電力印加を命令してもよい。選択した電磁波出射装置のタイプ、及び、電子機器アプリケーションとは干渉しないという潜在的な必要性に応じて、コントローラーは、１つの波長から始まり、次に徐々に波長を掃引させて異なる最終波長に至るような電磁エネルギーの印加を指定してもよいし、同時に複数の周波数帯域をカバーする電磁エネルギーの印加を指定してもよい。また、コントローラーによって、印加する電磁エネルギーの性質を変化させてもよい。例えば、回路基板ミッションの期間の初期においては、短い波長（すなわち、成長し始めの短いウィスカーに共鳴を起こす波長）のみを印加し、回路基板ミッションの期間の後期においては、長い波長（すなわち、サイズの大きいウィスカーに共鳴を起こす波長）も印加してもよい。
【００２１】
一実施形態においては、エミッター３５によって、低い出力レベルで連続的にＲＦエネルギーを印加する。別の実施形態において、エミッター３５は、例えば、時間、日、週、又は月単位のスケジュールに従って、ＲＦエネルギーを出射する。エミッター３５によってＲＦエネルギーを定期的に印加することによって、スズウィスカーの発生を低減し、これによって、金属ウィスカーの影響を受けるはずであったシステムの長期にわたる信頼性を確立することができる。
【００２２】
また、エミッター３５は、ユーザーによって、所望に応じて選択的にＲＦエネルギーを印加できる構成としてもよい。例えば、エミッター３５は、ユーザーの裁量のみによってＲＦエネルギーを出射するように構成してもよい。別の実施形態においては、ユーザーがエミッター３５を動作させることによって、スケジュール化された出射を補うためのＥＲエネルギー出射を行ってもよい。別のパラメータとして、ＲＦエネルギーの周波数も制御してもよい。例えば、ＲＦエネルギーは、単一の周波数で、又は、一組の異なる周波数で、又は、連続する帯域の周波数で同時に、印加してもよいし、あるいは、ある帯域で印加される周波数を掃引してもよい。いくつかの動作例を挙げると、エミッター３５は、１か月に１度、１平方センチメートルのカバー領域あたり約１ワットのテラヘルツ出力でＲＦエネルギーを出射してもよいし、あるいは、８時間毎に１平方センチメートルのカバー領域あたり約０．０１ワットのテラヘルツ出力でＲＦエネルギーを出射してもよい。
【００２３】
蓄積したウィスカーを処理するのに必要なエネルギーの量に関して、図１５は、ウィスカーの典型的な処理時間を計算するための式を示しており、同式において、ＰWは、ウィスカー加熱電力、Ｔmは、スズの融解温度、ｃhはスズの比熱、ｃfはスズの融解熱、ｐmはスズの密度、ｐrはスズの抵抗、Ｐ0は、テラヘルツ出力、Ｚ0は、自遊空間インピーダンス（free space impedance）、Ｇはテラヘルツアンテナゲインである。また、図１６は、典型的な処理時間すなわち「溶融」時間を、秒で、平方センチメートル当たりのワット数で表したＲＦ出力の関数として、グラフにして表したものである。このグラフ表示は、ＲＦ出力及び暴露時間のパラメータを設定するための例示的なガイドラインとして役立つように提示したものであり、当業者には周知のように、出力レベル及び時間などの他の条件も想定されている。
【００２４】
ＲＦエネルギーを出射することによって金属ウィスカーの発生を低減するプロセスの概要を、図１７に示す。まず、プロセスが開始し（ブロック１００）、電磁エネルギーが、少なくとも１つの電磁エネルギー源から、ウィスカー発生金属を有する電子部品が配置された放射場に出射される（ブロック１１０）。次に、電磁エネルギーの周波数及び振幅、並びに出射期間などの電磁エネルギーの出射に関連したパラメータを、金属表面における金属ウィスカーの発生を低減するように制御する（ブロック１２０）。例えば、１〜１０ミクロン付近の波長に出力力点（emphasis）を置いた広帯域の混合周波数（約１ミリメートルから、下は約１〜１０ミクロンまでの波長）を使用することによって、成長し始めのウィスカーに共鳴を起こすことができるであろう。一態様において、１つの出力レベルとして約１ミクロンから約１０ミクロンまでの範囲の波長を用い、これと並行して別の出力レベルとして約１０ミクロンから約１ミリメートルまでの範囲の波長を用いてもよい。長期間の暴露（すなわち、数パーセントを超えるトータルデューティサイクルを有する暴露）の場合、出力レベルは、１平方センチメートルあたり１ワット未満であってもよい。短期間の暴露用の出力レベルは、１平方センチメートルあたり１００ワット以上までの非常に高いものとしてもよい。短期間暴露の期間は、例えば１マイクロ秒から１ミリ秒であり、長期間暴露の期間は、例えば数時間又は数日である。次に、当該プロセスが終了する（ブロック１３０）。
【００２５】
なお、金属ウィスカーの発生を低減するための装置及び方法を、主として電子はんだ接合部に言及して説明したが、ＲＦエネルギーを金属表面に向けて出射することによって金属ウィスカーの発生を低減することは、他の用途においても用いることができる。例えば、上述したようなＲＦエミッターを、車両、航空宇宙機器（例えば、ナビゲーション、エンジン制御、ならびに、方向及び配向制御に用いられる内蔵コンピューターや、ラジオ、トランスポンダ（transponders）、ポインティング及びトラッキング用電子機器などの重要なシステム）、通信システム、及び他の用途において用いることによってＲＦエネルギーを出射し、これによってこのような用途における金属ウィスカーの発生を低減してもよい。
【００２６】
本開示による発明の要旨の例示的且つ非限定的な例を、以下の項Ａ１〜Ｃ１に述べる。
【００２７】
Ａ１  ウィスカー発生金属を含む表面における金属ウィスカー（１５）の形成を低減する方法であって、
少なくとも１つの電磁エネルギー源から電磁エネルギーを出射させることによって、ウィスカー発生金属が配置された放射場を形成することと、
前記電磁エネルギーの前記出射に関連したパラメータを制御すること、とを含み、前記パラメータは、電磁エネルギーの周波数、振幅、出力レベル、及び、前記出射の期間を含む、方法。
【００２８】
Ａ２  前記電磁エネルギーは、無線周波数エネルギーである、項Ａ１に記載の方法。
【００２９】
Ａ３  前記少なくとも１つの電磁エネルギー源は、テラヘルツエミッター（３５）である、項Ａ１〜Ａ２のいずれかに記載の方法。
【００３０】
Ａ４  前記テラヘルツエミッター（３５）は、ホーン型アンテナ（４０）を含む、項Ａ３に記載の方法。
【００３１】
Ａ５    前記テラヘルツエミッター（３５）は、量子カスケードレーザー（４５）を含む、項Ａ３〜Ａ４のいずれかに記載の方法。
【００３２】
Ａ６  前記テラヘルツエミッター（３５）は、クーラー（５０）を含む、項Ａ３〜Ａ５のいずれかに記載の方法。
【００３３】
Ａ７  前記少なくとも１つの電磁エネルギー源は、前記テラヘルツエミッター（３５）から電磁エネルギーを受ける電子部品（２７）に埋設されている、項Ａ３に記載の方法。
【００３４】
Ａ８  電磁エネルギーを出射するためのパラメータを制御することは、連続的に電磁エネルギーを出射するように、前記少なくとも１つの電磁エネルギー源を制御することをさらに含む、項Ａ１〜Ａ７のいずれかに記載の方法。
【００３５】
Ａ９  電磁エネルギーを出射するためのパラメータを制御することは、周期的なスケジュールに従って電磁エネルギーを出射するように、前記少なくとも１つの電磁エネルギー源を制御することをさらに含む、項Ａ１〜Ａ７のいずれかに記載の方法。
【００３６】
Ａ１０  電磁エネルギーを出射するためのパラメータを制御することは、約１ワットのテラヘルツ出力の電磁エネルギーを出射するように、前記少なくとも１つの電磁エネルギー源を制御することをさらに含む、項Ａ１〜Ａ７のいずれかに記載の方法。
【００３７】
Ａ１１  電磁エネルギーを出射するためのパラメータを制御することは、単一の周波数で電磁エネルギーを出射するように、前記少なくとも１つの電磁エネルギー源を制御することをさらに含む、項Ａ１〜Ａ１０のいずれかに記載の方法。
【００３８】
Ａ１２  電磁エネルギーを出射するためのパラメータを制御することは、一組の異なる周波数で電磁エネルギーを出射するように、前記少なくとも１つの電磁エネルギー源を制御することをさらに含む、項Ａ１〜Ａ１０のいずれかに記載の方法。
【００３９】
Ｂ１３  ハウジング（３２）に電磁エネルギーを印加するための装置であって、前記装置は、
ウィスカー発生金属を含む電子部品（２７）を収容する前記ハウジング（３２）に電磁エネルギーを与えるように配置された少なくとも１つの電磁エネルギー源と、
前記少なくとも１つの電磁エネルギー源からの電磁エネルギーの出射を制御するためのコントローラー（５５）とを含み、前記出射は、前記電磁エネルギーの周波数、振幅、出力レベル、及び、前記出射の期間を含むパラメータに基づく、装置。
【００４０】
Ｂ１４  前記電磁エネルギーは、無線周波数エネルギーである、項Ｂ１３に記載の装置。
【００４１】
Ｂ１５  前記少なくとも１つの電磁エネルギー源は、テラヘルツエミッター（３５）である、項Ｂ１３〜Ｂ１４のいずれかに記載の装置。
【００４２】
Ｂ１６  前記テラヘルツエミッター（３５）は、ホーン型アンテナ（４０）を含む、項Ｂ１５に記載の装置。
【００４３】
Ｂ１７  前記テラヘルツエミッター（３５）は、量子カスケードレーザー（４５）を含む、項Ｂ１５〜Ｂ１６のいずれかに記載の装置。
【００４４】
Ｂ１８  前記テラヘルツエミッター（３５）は、クーラー（５０）を含む、項Ｂ１５〜Ｂ１７のいずれかに記載の装置。
【００４５】
Ｂ１９  前記少なくとも１つ電磁エネルギー源は、回路基板に連結されている、項Ｂ１３〜Ｂ１８のいずれかに記載の装置。
【００４６】
Ｂ２０  前記少なくとも１つの電磁エネルギー源は、前記回路基板に関連付けられた回路基板カード（３０）に連結された複数の電磁エネルギー源を含む、項Ｂ１３〜Ｂ１９のいずれかに記載の装置。
【００４７】
Ｃ１  ウィスカー発生金属を含む表面における金属ウィスカー（１５）の形成を抑制する装置であって、
前記表面に対して電磁エネルギーを出射するように構成された少なくとも１つの電磁エネルギー源と、
前記少なくとも１つの電磁エネルギー源から出射される前記電磁エネルギーのパラメータを制御するための手段、とを含み、前記パラメータは、前記電磁エネルギーの周波数、振幅、出力レベル、及び、前記出射の期間を含む、装置。
【００４８】
例示的な実施形態及び方法を本明細書において開示したが、当業者には上記の開示から明らかであるように、これらの実施形態及び方法の変更及び改変は、開示した技術の真の精神及び範囲から逸脱することなく行うことができる。開示した技術の他の例は数多く存在し、これらはいずれも詳細事項が他と異なるのみである。従って、開示した技術は、添付の特許請求の範囲及び適用される法律の規則及び原則によって求められる範囲に限定されるのみである。
【図１】
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【図２Ａ−２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【国際調査報告】
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