(57)【要約】【課題】  リフロー処理後又は溶融めっき処理後の金属めっき帯状部材の端部のめっき盛り上がりを平坦化することを目的とする。【解決手段】  リフロー処理又は溶融めっき処理後の金属めっき帯状部材の端部のめっき盛り上がり部に対して、高圧エアーを金属めっき帯状部材の中央部から端部に向けて吹き付け、その後、金属めっき帯状部材を冷却する。このときの高圧エアーのブロア手段は、溶融金属めっきの固化が始まらない位置に設ける等の手法を採用している。【選択図】  図１
2005325431.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
両面に金属めっきが施与された金属めっき帯状部材をリフロー炉の入口から出口に向かって略水平方向に搬送する搬送手段と、
前記搬送手段により搬送された長手方向両端部に金属めっき盛り上がり部を持つ金属めっき帯状部材をリフロー炉内で、前記金属めっき帯状部材の金属めっき部をリフロー処理するリフロー炉と、
前記リフロー炉から搬出される金属めっき帯状部材の表面及びその裏面の両端部それぞれに対して高圧エアーを吹き付し、該両端部の前記金属めっき盛上がり部を平坦化する２対の第１ブロワー手段と、前記第１ブロワー手段の搬送方向下流側に配置され前記表面及び裏面の両端部付近の溶融金属をエアーにより固化する表面及び裏面用にそれぞれ配置された第２ブロワー手段と、を持つ金属めっき盛上がり部を平坦にする平坦化ユニットと、を具備することを特徴とするリフロー炉装置。
【請求項２】
前記第１ブロワー手段と前記第２ブロワー手段との間隔は、前記第１ブロワーにより高圧エアーが溶融金属めっき面の端部４カ所へ吹き付けられた後、溶融金属めっきの固化が始まらない位置に設定されていることを特徴とする請求項１に記載のリフロー炉装置。
【請求項３】
前記第１ブロワー手段は４つのノズルを持ち、これら４つのノズルがそれぞれ、リフロー炉出口から一定距離の前記搬送手段の下流位置であって、それぞれ金属めっき帯状部材の表面の第１端部と、その表面の裏側の面の第２端部と、この第２端部から当該金属めっき帯状部材の一方の辺から他方の辺に向けて垂線を下ろした部分付近の第３端部と、この第３端部のある面の裏側の面の第４端部に、上記４つのノズルからの高圧エアーが吹き付けられるように設定されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のリフロー炉装置。
【請求項４】
前記第１ブロワー手段の各ノズル口の形状が略円形であることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載のリフロー炉装置。
【請求項５】
前記第１ブロワー手段の各ノズル口の形状がオーバル状であることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載のリフロー炉装置。
【請求項６】
ノズルから吹き付けられたエアーが溶融金属上にあたる中心位置が端部から内側に向かって２ｍｍ以上の位置に各ノズル先端部が配置されていることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載のリフロー炉装置。
【請求項７】
第１ブロワー手段の各ノズルからのエアー吹き付け方向が、金属めっき帯状部材表面又はその裏面に対して５度〜３０度の角度を成すことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載のリフロー炉装置。
【請求項８】
第２ブロワー手段からのエアー吹き付け方向が、金属めっき帯状部材表面及びその裏面のそれぞれの面に対してリフロー炉側を０度としたときに８０度〜９５度の角度を成すことを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれかのリフロー炉装置。
【請求項９】
溶融めっき帯状部材又は電気めっき帯状部材のリフロー処理により金属帯状部材表面に付着した溶融金属の固化後の端部最大厚みが、端部から０．５ｍｍ内側位置の平均厚みに対して＋３．０μｍ以内であることを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれかに記載のリフロー炉装置。
【請求項１０】
請求項１〜請求項８のいずれかに記載のリフロー炉によって得られる金属めっき帯状部材面にめっき金属のグレイン模様が観察され、帯状部材中央部に境界を有する金属めっき帯状部材。
【請求項１１】
請求項１〜請求項８のいずれかに記載のリフロー炉によって得られる金属めっき帯状部材の端部に風紋状模様を有する金属めっき帯状部材。
【請求項１２】
溶融金属中に金属帯状部材を搬送手段により搬送かつ浸漬し、その後略鉛直上方向へ溶融金属を搬送することで金属帯状部材へ溶融めっき処理を行い溶融金属帯状部材を作成する溶融めっき手段と、
前記溶融金属帯状部材の両面の長手方向両端部に金属めっき盛り上がり部を持つ両端部それぞれに対して高圧エアーを吹き付け、該両端部の前記金属めっき盛上がり部を平坦化する２対の第１ブロワー手段と、前記第１ブロワー手段の搬送方向下流側に配置され前記両面の溶融金属をエアーにより固化するために両面用にそれぞれ配置された第２ブロワー手段と、持つ金属めっき盛上がり部を平坦にする平坦化ユニットと
を具備することを特徴とする溶融めっき装置。
【請求項１３】
前記第１ブロワー手段と前記第２ブロワー手段との間隔は、前記第１ブロワーにより高圧エアーを端部４カ所の溶融金属めっき面に吹き付けられた後、溶融金属めっきの固化が始まらない位置に設定されていることを特徴とする請求項１２に記載の溶融めっき装置。
【請求項１４】
前記第１ブロワー手段は４つのノズルを持ち、溶融金属の湯面から一定距離の前記搬送手段の下流位置であって、それぞれ金属めっき帯状部材の表面の第１端部と、その表面の裏側の面の第２端部と、この第２端部から当該金属めっき帯状部材の一方の辺から他方の辺に向けて垂線を下ろした部分付近の第３端部と、この第３端部のある面の裏側の面の第４端部に、上記４つのノズルからの高圧エアーが吹き付けられるように設定されていることを特徴とする請求項１２又は請求項１３に記載の溶融めっき装置。
【請求項１５】
前記第１ブロワー手段の各ノズル口の形状が略円形であることを特徴とする請求項１２〜請求項１４のいずれかに記載の溶融めっき装置。
【請求項１６】
前記第１ブロワー手段の各ノズル口の形状がオーバル状であることを特徴とする請求項１２〜請求項１４のいずれかに記載の溶融めっき装置。
【請求項１７】
第１ブロワー手段のノズルから吹き付けられたエアーが溶融金属上にあたる中心位置が端部から中央部に向かって２ｍｍ以上の位置になるように各ノズルが配置された請求項１２〜請求項１５に記載の溶融めっき装置。
【請求項１８】
第１ブロワー手段からのエアー吹き付け方向が金属めっき帯状部材表面又はその裏面に対して５度以上３０度以下の角度を成すことを特徴とする請求項１２〜請求項１７のいずれかに記載の溶融めっき装置。
【請求項１９】
第２ブロワー手段からのエアー吹き付け方向が、金属めっき帯状部材表面及びその裏面のそれぞれの面に対して溶融めっき槽側を０度としたときに８０度〜９５度の角度を成すことを特徴とする請求項１２〜請求項１８のいずれかに記載の溶融めっき装置。
【請求項２０】
請求項１２〜請求項１９に記載の溶融めっき装置による、溶融めっき後の金属帯状部材表面に付着した溶融金属の固化後の端部最大厚みが端部から０．５ｍｍより内側位置の平均厚みに対して＋３μｍ以内であることを特徴とする金属めっき帯状部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属めっき層の端部の盛り上がり部を低減し、金属めっき面全体を平坦化することができるエアブローを備えたリフロー炉装置及び溶融金属めっき装置並びにこれらの装置により製造される金属めっき帯状部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話、ＰＣ、ＰＤＡ等の小型電子機器が普及しており、必然的にこれらに使用される部品も小型化されている。当該小型化部品には、チップコンダクタ、チップインダクタ、チップコンデンサ等に代表されるいわゆるチップ部品がある。
【０００３】
これらのチップ部品は、例えば、金属めっきが処理された搭載素子サイズに最適な幅を持つ帯状部材上へ電気的に接続され、半田濡れ性の良い導電性端子部（電極部）がその部品の両端に形成されたものである。
【０００４】
当該導電性端子部を形成する際、溶融めっき又は電気めっき処理された帯状部材（以下、「金属めっき帯状部材」という。）と素子との密着性及び位置合わせが重要であり、それには金属めっき帯状部材の平坦化が必須である。
【０００５】
一般的には、錫めっき又は錫合金めっき等の金属めっき帯状部材の溶融めっき品には溶融めっきの厚さが薄いものが多く、薄いめっき品は比較的面内膜厚ばらつきが少ないが、ユーザーからのさらなる平坦度の要請、すなわち金属めっき帯状部材の面内めっき厚ばらつきを押さえる要請のために、特に金属めっき帯状部材の端部周辺のめっき盛り上がりを平坦化するためエアーナイフによるガスワイピング法で厚みの均一化が図られている。
【０００６】
また、現実的には、溶融めっきが終了し、冷却かつロール状に巻き取った後で、金属めっき帯状部材をスリット状に加工処理して適寸化するときに、製品として出荷される段階でめっき盛上がり部分（端部）がカットされ廃棄されるため、めっきの平坦度については今まで問題視されてはいなかった。
【０００７】
しかし、この製造方法は必要な製品幅の組み合わせによっては大きな帯状部材のロスが発生してしまうという問題を内在している。すなわち、製品に応じたカット幅によっては端部以外の、利用可能な、平坦度がある部分までも廃棄対象になってしまい、その結果、製品歩留が下がってしまいコスト的に不利になるという問題がある。
【０００８】
ここで下記に記された公知文献（従来技術）を鑑みると、例えば、特許文献１が、鋼板及び銅合金素材の帯状部材への溶融状態からのめっき厚みの均一性（平坦度）に関しては、長さ方向のばらつき低減を課題としている。
【０００９】
また、同特許文献１並びに特許文献２、３、４、及び５が、金属帯状部材端部のめっき厚みを制御する制御システムを提示している。
【００１０】
これらの文献による溶融めっき品の製造方法では、金属めっき帯状部材の両面にワイパー状に動かしながら一定圧の気体（ガス）を噴射するノズル（以下「ガスワイピングノズル」という。）を配して溶融金属を下方に流れ落として厚みの均一化を図っている。
【００１１】
ところが、金属めっき帯状部材の両端部においては、当該端部の近傍かつ金属めっき帯状部材面に対して斜め上に隔置された両側のノズルからのブローガス同士が干渉し、中央部に比べて端部のブロー圧が低下してしまう。そして、金属めっき帯状部材の端部のめっき厚が中央部に比べ厚くなってしまう課題を持つ。
【００１２】
この端部の厚膜（金属めっき盛り上がり部）問題を解決する他の手段として、金属めっき帯状部材の端部から中央部に向かって数１０ｍｍ範囲を対象に補助ブロー装置を設けてめっき厚の均一化を図る方法が提示されている。しかし、エアーブロー後もめっき処理された金属は溶融状態にあり、最端部から２ｍｍ程度の位置では表面張力による数μｍオーダーのめっきの盛り上がりが発生してしまう。
【００１３】
さらに、特許文献７に、水平搬送リフロー炉装置において、加熱炉から出た金属めっき帯状部材を一対の冷却ロールで挟み込み、特に端部の盛り上がり部を押し潰し平坦度をを向上させる方法が提示されている。しかし、この方法では面内厚みのばらつきの偏在は小さくなるが、面内ばらつきの絶対値が大きくなる。よって、この方法によれば、部品が益々微細化若しくは軽薄短小化するという昨今の傾向によれば、ユーザー側が必要とされる範囲に収まっためっき厚が確保されない部分が発生するという懸念がある。
【００１４】
なお、この方法では冷却ロール間のギャップ調整や冷却ロールの回転時の偏心が製品の仕上がりの良否を左右するために、冷却ロールや周辺部品の製作精度及び組み立て精度に対する要求が厳しく、コストアップの要因ともなっている。
【００１５】
従って、面内厚みばらつきを最小限に収め、端部における数ｍｍ範囲の厚みのみを薄くする他の技術の開発が要請されるが、その一方で、さらなる課題として、近年の電子回路基板への表面実装（リフロー半田付け）の普及により、ユーザー側から要求されるめっき厚みが増加しており（また、めっき厚のさらなる精度の要求により）、そのために一般的な溶融めっき装置や縦型リフロー炉装置が使用されている。しかし、これらの装置はめっき対象面が鉛直方向にあるため、重力及び表面張力の関係で長さ方向での厚みばらつきが大きくなりがちであり、様々なユーザーの要求に応えられない。
【００１６】
そこで、めっき厚の厚いめっき品（以下「厚めっき品」という。）、例えば錫合金めっき品には、電気めっき処理と横型（若しくは傾斜型）リフロー処理の組み合わせによる方法が推奨される。しかし、このような厚めっき品は端部が特に盛り上がるため端部をカットして使用せざるをえない。
【００１７】
【特許文献１】特開２００１−１０７２９０号公報
【特許文献２】特開昭４８−４２９３１号公報
【特許文献３】特開２００１−１０７２９０号公報
【特許文献４】特開昭４８−４２９３１号公報
【特許文献５】特願平１０−２６５９３０号公報
【特許文献６】特願２００２−０３０４０８号公報
【特許文献７】特願２０００−３４５３８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
現在主流となっている溶融めっき炉装置（竪型リフロー炉装置も含む）は、電気めっき処理後に、リフローや溶融めっきを採用して厚膜の金属めっき帯状部材を製造しようとするものであり、溶融めっき金属が自重で流れ落ちるために厚さの制御が困難となる。それと同時に一般的には厚み制御にガスワイピング装置を使用するのでガスの吹き付け圧力が、ガス流れの干渉によって弱くなり条端部のめっきが厚めになってしまう。また、表面張力により最端部においては中央部に比べ数μｍ以上の厚みが増加している。
【００１９】
このような金属めっき帯状部材を電子部品の端子形成用素材として打ち抜き加工する際に端部が厚い仕上がりとなっていた場合、金属めっき帯状部材の蛇行による打ち抜き位置精度の低下及び端部における帯状部材の撚り若しくはねじれが発生し、結果として製造歩留を低下させてしまうといった問題が生じるのである。
【００２０】
なお、厚膜めっき品を例えば廃棄物の発生抑制の目的で適寸化する際に最適な材料の製造方法においては、電気めっき後に水平リフロー炉を使用する方法もあるが、かかる場合、端部めっき厚の盛上がりが顕著に出易い。また、水平リフロー炉装置を使用した場合、例えば錫（合金）の場合には溶融した状態で表面張力の影響を受け、即時に端部に盛上がりが発生し、固化により更に端部の盛り上がりが強調される。よって、水平リフロー炉を使用する場合にも端部のめっき厚みの低減がより強く要求される。  
【００２１】
すなわち、溶融めっき装置（垂直系装置）や、電気メッキ後のリフロー炉装置（水平系装置）が採用される、錫系、亜鉛系及びアルミニウム系の合金等の低融点金属の被覆を施す際には全て同様の課題が端部にあるといい得るのである。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
そこで、本発明者等は鋭意検討の結果、溶融金属めっき（又は電気めっき）両面の溶融状態の盛上がり部分へエアー噴射口断面が特殊形状の一対のノズルから高圧エアーを吹き付け、盛上がり部分の溶融金属を流動させて溶融めっき（又は電気めっき）面全体の平滑度を向上させた。さらには、上記第１ノズルの高圧エアー噴射後に別の第２ノズルにより常温・常圧エアーを吹き付け、平滑された溶融金属を固化させることによって平滑面を形成させ、最終製品のめっき金属面の平滑度を向上させた。
【００２３】
＜リフロー炉装置＞
即ち、本件発明は、「両面に金属めっきが施与された金属めっき帯状部材をリフロー炉の入口から出口に向かって略水平方向に搬送する搬送手段と、前記搬送手段により搬送された長手方向両端部に金属めっき盛り上がり部を持つ金属めっき帯状部材をリフロー炉内で、前記金属めっき帯状部材の金属めっき部をリフロー処理するリフロー炉と、前記リフロー炉から搬出される金属めっき帯状部材の表面及びその裏面の両端部それぞれに対して高圧エアーを吹き付し、該両端部の前記金属めっき盛上がり部を平坦化する２対の第１ブロワー手段と、前記第１ブロワー手段の搬送方向下流側に配置され前記表面及び裏面の両端部付近の溶融金属をエアーにより固化する表面及び裏面用にそれぞれ配置された第２ブロワー手段と、を持つ金属めっき盛上がり部を平坦にする平坦化ユニットと、を具備することを特徴とするリフロー炉装置。」を採用するのである。
【００２４】
そして、前記第１ブロワー手段と前記第２ブロワー手段との間隔は、前記第１ブロワーにより高圧エアーが溶融金属めっき面の端部４カ所へ吹き付けられた後、溶融金属めっきの固化が始まらない位置に設定されていることが好ましいのである。
【００２５】
更に、前記第１ブロワー手段は４つのノズルを持ち、これら４つのノズルがそれぞれ、リフロー炉出口から一定距離の前記搬送手段の下流位置であって、それぞれ金属めっき帯状部材の表面の第１端部と、その表面の裏側の面の第２端部と、この第２端部から当該金属めっき帯状部材の一方の辺から他方の辺に向けて垂線を下ろした部分付近の第３端部と、この第３端部のある面の裏側の面の第４端部に、上記４つのノズルからの高圧エアーが吹き付けられるように設定されていることが好ましいのである。
【００２６】
また、本件発明の性格上、前記第１ブロワー手段の各ノズル口の形状も重要であり、当該ノズルの断面形状が、略円形であることを望ましく。更には、前記第１ブロワー手段の各ノズル口の形状が、オーバル形状であることがより好ましいのである。
【００２７】
そして、ノズルから吹き付けられたエアーが溶融金属上にあたる中心位置が端部から内側に向かって２ｍｍ以上の位置に各ノズル先端部が配置されていることを特徴とするリフロー炉装置とする事も好ましいのである。
【００２８】
エアーの吹きつけ方向に関しては、第１ブロワー手段の各ノズルからのエアー吹き付け方向が、金属めっき帯状部材表面又はその裏面に対して５度〜３０度の角度を成す用にすることが好ましい。
【００２９】
そして、第２ブロワー手段からのエアー吹き付け方向が、金属めっき帯状部材表面及びその裏面のそれぞれの面に対してリフロー炉側を０度としたときに８０度〜９５度の角度を成すことが好ましいのである。
【００３０】
以上に述べてきたリフロー炉装置は、溶融めっき帯状部材又は電気めっき帯状部材のリフロー処理により金属帯状部材表面に付着した溶融金属の固化後の端部最大厚みが、端部から０．５ｍｍ内側位置の平均厚みに対して＋３．０μｍ以内とするものである。
【００３１】
以上に述べてきたリフロー炉装置を用いて得られる金属めっき帯状部材特徴は、当該金属めっき帯状部材面にめっき金属のグレイン模様が観察され、帯状部材中央部に境界を有するものとなる。
【００３２】
更に、以上に述べてきたリフロー炉装置を用いて得られる金属めっき帯状部材特徴は、当該金属めっき帯状部材の端部に風紋状模様を有するのである。
【００３３】
＜溶融めっき装置＞
以上に述べてきたリフロー炉装置と同様の機構を組み込んだ溶融めっき装置は、「溶融金属中に金属帯状部材を搬送手段により搬送かつ浸漬し、その後略鉛直上方向へ溶融金属を搬送することで金属帯状部材へ溶融めっき処理を行い溶融金属帯状部材を作成する溶融めっき手段と、前記溶融金属帯状部材の両面の長手方向両端部に金属めっき盛り上がり部を持つ両端部それぞれに対して高圧エアーを吹き付け、該両端部の前記金属めっき盛上がり部を平坦化する２対の第１ブロワー手段と、前記第１ブロワー手段の搬送方向下流側に配置され前記両面の溶融金属をエアーにより固化するために両面用にそれぞれ配置された第２ブロワー手段と、持つ金属めっき盛上がり部を平坦にする平坦化ユニットとを具備することを特徴とする溶融めっき装置。」として具現化される。
【００３４】
従って、前記第１ブロワー手段と前記第２ブロワー手段との間隔は、前記第１ブロワーにより高圧エアーを端部４カ所の溶融金属めっき面に吹き付けられた後、溶融金属めっきの固化が始まらない位置に設定されていることが好ましい。
【００３５】
そして、前記第１ブロワー手段は４つのノズルを持ち、溶融金属の湯面から一定距離の前記搬送手段の下流位置であって、それぞれ金属めっき帯状部材の表面の第１端部と、その表面の裏側の面の第２端部と、この第２端部から当該金属めっき帯状部材の一方の辺から他方の辺に向けて垂線を下ろした部分付近の第３端部と、この第３端部のある面の裏側の面の第４端部に、上記４つのノズルからの高圧エアーが吹き付けられるように設定されていることが好ましい。
【００３６】
また、本件発明の性格上、前記第１ブロワー手段の各ノズル口の形状も重要であり、当該ノズルの断面形状が、略円形であることを望ましく。更には、前記第１ブロワー手段の各ノズル口の形状が、オーバル形状であることがより好ましいのである。
【００３７】
そして、ノズルから吹き付けられたエアーが溶融金属上にあたる中心位置が端部から内側に向かって２ｍｍ以上の位置に各ノズル先端部が配置されていることを特徴とするリフロー炉装置とする事も好ましいのである。
【００３８】
エアーの吹きつけ方向に関しては、第１ブロワー手段の各ノズルからのエアー吹き付け方向が、金属めっき帯状部材表面又はその裏面に対して５度〜３０度の角度を成す用にすることが好ましい。
【００３９】
そして、第２ブロワー手段からのエアー吹き付け方向が、金属めっき帯状部材表面及びその裏面のそれぞれの面に対して溶融めっき槽側を０度としたときに８０度〜９５度の角度を成すことが好ましいのである。
【００４０】
以上に述べてきた溶融めっき装置を用いることで、溶融めっきにより金属帯状部材表面に付着した溶融金属の固化後の端部最大厚みが、端部から０．５ｍｍ内側位置の平均厚みに対して＋３．０μｍ以内とすることができるのである。
【発明の効果】
【００４１】
本発明により、素子搭載用の金属めっき帯状部材のめっき処理後の盛り上がり部が平坦化され、従来、当該盛り上がり部を切り取っていた無駄が省け、金属めっき帯状部材の高品質化、製造時の省力化、及び材料コスト削減の効果をもたらすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、実施例１及び実施例２を通じて具体的に説明する。
【００４３】
＜実施の形態＞
本発明の実施形態は、両面に金属めっきが施与された金属めっき帯状部材をリフロー炉の入口から出口に向かって略水平方向に搬送する搬送手段と、  前記搬送手段により搬送された金属めっき帯状部材をリフロー炉内で、前記金属めっき帯状部材の金属めっき部をリフロー処理するリフロー炉と、前記リフロー炉から搬出される金属めっき帯状部材の表面及びその裏面の長手方向両端部に金属めっき盛り上がり部を持つ両端部それぞれに対して高圧エアーを吹き付し、該両端部の金属めっき盛上がり部を平坦化する２対の第１ブロワー手段と、前記第１ブロワー手段の搬送方向下流側に配置され配置され前記表面及び裏面の溶融金属をエアーにより固化する表面及び裏面用にそれぞれ配置された第２ブロワー手段と、を持つ金属めっき盛上がり部を平坦化ユニットと、を具備することを特徴とするリフロー炉装置を提供する。
【００４４】
上記リフロー炉装置を使用する際の管理項目としては、ノズルから吐出される風速（例えばノズル径φ１．３ｍｍ＋２０Ｌ／ｍｉｎでは２５０ｍ／秒の風速）、風量、及び風圧、、並びにノズルの吹きつけ方法（ノズルと帯状部材の間の距離及び吹き付け角度（対金属帯状部材上流方向もしくは対垂直方向））が重要である。更に、金属めっき帯状部材自身の温度、エアーの温度、エアー雰囲気、及び温度も影響すると考えられる。
【００４５】
勿論、これら条件はラインスピードによって変化すると考えられるので、個別に最適化される必要がある。
【００４６】
本発明の別の実施形態は、前記第１ブロワー手段と前記第２ブロワー手段との間隔は、前記第１ブロワーにより高圧エアーが溶融金属めっき面の端部４カ所に吹き付けられた後、溶融金属めっきの固化が始まらないように設定されていることを特徴とする上記リフロー炉装置を提供する。
【００４７】
両端面を上流方向で同じ位置で処理することが装置的に困難である場合には処理時間差は０．１秒以内としなければブローによる溶融金属の流動を起こす前に片端面からの冷却と自然放冷による固化が始まり所期の目的の効果が小さくなってしまうので注意が必要である。
【００４８】
本発明の別の実施形態は、前記第１ブロワー手段は４つのノズルを持ち、リフロー炉出口から一定距離の前記搬送手段の下流位置であって、それぞれ金属めっき帯状部材の表面の第１端部と、その表面の裏側の面の第２端部と、この第２端部から当該金属めっき帯状部材の一方の辺から他方の辺に向けて垂線を下ろした部分付近の第３端部と、この第３端部のある面の裏側の面の第４端部に、上記４つのノズルからの高圧エアーが吹き付けられるように設定されていることを特徴とする上記リフロー炉装置を提供する。
【００４９】
各ノズルの高圧エアーの吹きつけ方向としては端部から中央に向けても、中央から端部に向けても盛上がり部分の平滑化の効果は得られるが、端部から中央方向への吹き付けでは微細な金属粉の飛散による中央部への付着が観察される場合があるため、中央から端部に向けて吹き付ける方式のほうが外観良く仕上がるので好ましい。
【００５０】
吹きつけ処理する位置での理想溶融金属温度は、吹きつけエアーが奪う熱量と溶融金属が固化温度まで冷却される熱量とのバランスで決まってくる。
【００５１】
本発明による端部のめっき盛り上がり部の平坦化方法からは、一旦固化せしめためっき済み金属帯状部材の端部のみをノズルから出る熱風で再溶融させ平坦化することも溶融めっき又はリフロー後の金属帯状部材に対しては適用が可能である。
【００５２】
エアーを吹きつけるのに用いられるノズルの材質は、吹き付け方向の確認と耐熱性を勘案し、金属製又はセラミックス製のものが使用可能であり、この場合、前述のガイド（特に中心軸）と一体化した構造とすることもでき、安定した位置決めをする目的に対してはより好ましい。
【００５３】
なお、第１ブロワー手段のエアーのノズル口でのエアー速度が１５０ｍ／ｓｅｃ〜３００ｍ／ｓｅｃに設定されることが好ましい。エアー速度が１５０ｍ／ｓｅｃ以下では、溶融金属を流動させるためのノズル位置調整をいかにおこなっても平坦化効果を得ることは困難となり、一方、エアー速度が３００ｍ／ｓｅｃを超えると溶融金属の飛散が多くなってしまい平坦化の効果が得にくいのである。
【００５４】
なお、均一な仕上がりのためには金属めっき帯状部材の搬送方向の上流で上下面への吹きつけ位置のずれを極力小さくすべきであり、かつ、ブロー位置の精度を上げるためには炉内及び吹き付けによる金属帯状部材のばたつきを押さえるためのガイドが必要である。このガイドは溶融金属に対して不活性な（濡れ性の悪い）材質、例えばセラミックス（コーティングも可）などで製作されていることが好ましい。
【００５５】
ここで、図２（ａ）及び（ｂ）を参照して、当該ガイド（参照番号４０）について説明する。
【００５６】
ガイド４０は、図２（ａ）及び（ｂ）に示されるように、中心軸にシャフトを持つプーリー状の形状をなしている。図２（ｂ）はガイド４０の断面図であるが、中心軸が挿入される円柱状中空３９の円周上にはその高さがガイド４０と同等のベアリング３７が埋設されており、側面には略Ｖ字上の溝を持つ。この溝のＶ字形状の先端部は中心軸と平行にカットされているようになっており、そのカット部の鉛直方向の長さは、金属めっき帯状部材２５の厚さと略同一の長さとされている。中心軸は図示しない台座に固定されており、図２（ａ）に示されるように、第２ブロアー手段３５（３５’）の搬送方向下流側に、金属めっき帯状部材２５の長尺方向と垂直に横切る方向において、一対のガイド４０の両中心軸を結んだ直線が金属めっき帯状部材２５の長尺方向と垂直方向に厳密に位置づけされている。そして、図（ａ）に示されるように、ガイド４０は一対のガイド４０の略Ｖ字溝で金属めっき帯状部材２５を両はじから挟むようにして設定される。この一対のガイド４０により、他で説明しているように金属めっき帯状部材の直線的な搬送が不具合なく行われる効果をもたらす。
【００５７】
本発明の別の実施形態は、前記第１ブロワー手段の各ノズル口の形状が略円形であることを特徴とする上記溶融めっき装置を提供する。
【００５８】
本発明の別の実施形態は、前記第１ブロワー手段の各ノズル口の形状が細長陸上トラック状形状であることを特徴とする上記溶融めっき装置を提供する。
【００５９】
第２ブロワー手段について簡潔に以下述べる。この第２ブロワーー手段の役目は溶融金属めっき部材の冷却である。ところで、溶融金属が固化する際には周囲の溶融金属を引き寄せる効果があり、自然冷却時には端部から徐々に中央部に固化が進行するために端部盛上がりを強調していると考えられる。そのため、この影響を小さくするためには金属帯状部材中央部を優先的に冷却することで端部厚みの低減を達成する効果に寄与させられると推測できる。
【００６０】
また、エアーを吹きつける幅方向の位置は直接盛上がり部ではなく、やや中央よりが好ましい。  その理由は、一旦溶融金属に当たったエアーは加熱され、盛上がり部の溶融金属を固化する機能が小さくなっているために盛上がりを平坦にする効果が大きくなると考えられるからである。  
【００６１】
その結果として端部の溶融金属は流動しやすい状態となり、部分的に砂丘や砂漠に見られると同様の風紋が観察されることになる（なおこの風紋状模様の発生はラインスピードが遅いときに強く観察される。）
【００６２】
第１ブロワー手段により、端部から略２ｍｍ範囲に存在する盛上がり部に吹き付けた場合には、溶融金属の一部が中央部寄りに流れてゆき、端部から中央部寄り２ｍｍを越える位置に盛上がりが発生するために好ましくない。
【００６３】
更に、第２ブロワー手段のノズル口形状は細長かつ幅広であるが（図４参照）、適宜幅を狭めたり位置を変更して好適にエアーブローされるように調整することが望ましい。
【００６４】
本発明の別の実施形態は、第１ブロワー手段の各ノズルからのエアー吹き付け方向が、金属めっき帯状部材表面又はその裏面に対して５度〜３０度の角度を成すことを特徴とする上記リフロー炉装置を提供する。
【００６５】
本発明の別の実施形態は、第２ブロワー手段からのエアー吹き付け方向が、金属めっき帯状部材表面又はその裏面に対してリフロー炉側平面を０度としたときに８０度〜９５度の角度を成すことを特徴とする上記リフロー炉装置を提供する。
【００６６】
本発明の別の実施形態は、溶融めっき帯状部材又は電気めっき帯状部材のリフロー処理により金属帯状部材表面に付着した溶融金属の固化後の端部最大厚みが端部から０．５ｍｍより内側位置の平均厚みに対して＋３．０μｍ以内であることを特徴とする上記リフロー炉装置を提供する。
【００６７】
上記の実施形態から、本発明が金属めっき帯状部材のめっき盛り上がり部が平坦化される効果を奏することが分かる。
【００６８】
本発明の別の実施形態は、金属めっき帯状部材面にめっき金属のグレイン模様が観察され、帯状部材中央部に境界を有する上記金属めっき帯状部材を提供する。
【００６９】
本発明の別の実施形態は、金属めっき帯状部材の端部に風紋状模様を有する上記金属めっき帯状部材を提供する。
【００７０】
上述したように、中央部よりから端部に向けてエアブローすることにより、冷却固化がミストによる急冷ほどではないが自然空冷に比べてはブロー位置を中心としやや急冷となる。そのために固化は両端部及び両ブロー位置から広がってゆき、固化した金属のグレイン模様が面内幅方向で連続性を持つことなく、観察される。
【００７１】
本発明の別の実施形態は、溶融金属中に金属帯状部材を搬送手段により搬送かつ含浸し、その後略鉛直上方向へ溶融金属を搬送することで金属帯状部材へ溶融めっき処理を行い溶融金属帯状部材を作成する溶融めっき手段と、前記溶融金属帯状部材の両面の長手方向両端部に金属めっき盛り上がり部を持つ両端部それぞれに対して高圧エアーを吹き付け、該両端部の前記金属めっき盛上がり部を平坦化する２対の第１ブロワー手段と、前記第１ブロワー手段の搬送方向下流側であって前記両面の溶融金属をエアーにより固化するために両面用にそれぞれ配置された第２ブロワー手段と、持つ金属めっき盛上がり部平坦化ユニットとを具備することを特徴とする溶融めっき装置を提供する。
【００７２】
本発明の溶融めっき装置の上記金属めっきの他のノズル等の構成の諸実施形態は、上記リフロー炉装置の構成を垂直にしたものであり、実質的に同一であるのでここでの記載は省略し、後述する実施例２において詳述する。
【実施例１】
【００７３】
＜リフロー炉装置＞
図１は、本発明の実施例１に係るリフロー炉装置１００を示す図である。以下、図１を参照して、本発明に係る実施例１を説明する。
【００７４】
まず構成について述べる。
【００７５】
リフロー炉装置１００は、図１に示されるように、リフロー炉１０と、送りローラ１５と、巻き取りローラ２０と、第１ブロワー手段（３０Ａ〜３０Ｄ）と、第２ブロワー手段３５と、金属めっき帯状部材２５を搬送方向に導くガイド４０を備えている。
【００７６】
リフロー炉１０は、公知の窒素ガス雰囲気炉  サラマンダＸＮＩＩＩ（古河電工製）を用いた。入口及び出口温度は４５０℃に設定した。
【００７７】
送りローラ１５は、アルミ製のリール状のものを備え（不図示）、そこに金属めっきが施された金属めっき帯状部材２５が巻かれている。当該リールを送りローラ１５に装着し、金属めっき帯状部材２５をリフロー炉１０の入り口から出口へ通し、巻き取りローラ２０に巻き付ける。この巻き取りローラ２０は図示しない駆動用モータにより回転するようにされ、リフロー処理、本発明によるめっき隆起部（端部）の平坦化処理、及び冷却が終わった金属めっき帯状部材２５が最終製品としてそこに巻かれる。本実施例では搬送速度は、４．０ｍ／ｍｉｎに設定した。
【００７８】
金属めっき帯状部材２５には、図６（ａ）（ｂ）を参照して分かるように、リン青銅製の帯状部材（図６（ａ）参照）に、金属めっきが施されている。溶融めっき（又は電気めっき）の特徴として、上述したように帯状部材の両端部に盛り上がり部が存在する（図６（ｂ）（Ｃ）参照）。これを平坦化するのが本発明の目的である。本実施例では、錫・鉛合金をめっき金属として用いた。金属めっき帯状部材の幅は２２．６ｍｍのものを用いた。
【００７９】
本発明のめっき金属は低融点金属であることが好ましく、例えば、錫若しくは錫合金、亜鉛若しくは亜鉛合金、アルミニウム若しくはアルミニウム合金が適用可能である。
【００８０】
再び図１に戻って説明を再開する。
【００８１】
上記のような金属めっき帯状部材が、あらかじめ送りローラ４５に巻かれており、これをリフロー炉１０の入り口から出口へと通し、巻き取りローラ２０により巻かれるようにする。そして図示しないモータ等の駆動手段により巻き取りローラ２０が矢印方向に回転し、金属めっき帯状部材２５が搬送される。
【００８２】
第１ブロワー手段３０Ａ〜３０Ｄは、計４つのノズルからなる。各ノズル３０Ａ〜３０Ｄは直線状の銅製パイプであり、実施例１では幅０．５ｍｍ、長さ６ｍｍのオーバル状の断面形状を持つノズルを用いた（図３（ｂ）参照）。なお、図３（ａ）で示されるように、当該直線部は金属めっき帯状部材２５の端部辺と略垂直になるように配した。断面が円形状のノズルでも所望の平坦度は得られるが、このオーバル状の断面を持つノズルを用いた場合の平坦化効果の方が大きなものとなる。
【００８３】
そして、上記４つのノズル３０Ａ〜３０Ｄは、リフロー炉１０の出口から一定距離の前記搬送手段の下流位置であって、それぞれ金属めっき帯状部材２５の表面の第１端部と、その表面の裏側の面の第２端部と、この第２端部から当該金属めっき帯状部材２５の一方の辺から他方の辺に向けて垂線を下ろした部分付近の第３端部と、この第３端部のある面の裏側の面の第４端部に、上記４つのノズル３０Ａ〜３０Ｄからの高圧エアーが吹き付けられるように設定されている
【００８４】
上記高圧エアーのエアー源はコンプレッサー（不図示）であり、本実施例では０．５ＭＰａの圧力のエアーを当該コンプレッサーで創出した。これによりエアーの流量は４０Ｌ／ｍｉｎと設定した。また、エアーのノズル口でのエアー速度が２１０ｍ／ｓｅｃと設定された。なお高圧エアーは、オイルフリーであることが好ましく、窒素ガス等の不活性ガスの使用も可能である。
【００８５】
さらに詳細に、ノズル配置を図１及び図２を用いて説明する。
【００８６】
ここで説明を分かり易くするために４つのノズル３０Ａ〜３０Ｄについて対応する参照番号をまず説明する。金属めっき帯状部材２５の表面側にあって、その表面の端部に高圧エアーを吹き付ける２つのノズルを、ノズル３０Ａ、ノズル３０Ｂとし、その表面のちょうど裏面であってその端部に高圧エアーを吹き付ける２つのノズルを、ノズル３０Ｃ、ノズル３０Ｄとした。
【００８７】
図１及び図２から分かるように、ノズル３０Ａ及びノズル３０Ｂは、上面から見たとき（図２参照）は、互いに平行になるように、搬送方向下流（又は上流）方向であって水平方向からみたときは互いに交差するようにして、金属めっき帯状部材２５の表面に対してある一定の方向を持つように所定の固定ジグ（不図示）で固定されている。本実施例では、図２（上面図）で示されるように、ノズル３０Ａ及びノズル３０Ｂを上から測定したときに金属めっき帯状部材２５の端部辺に対して直角をなすようにし、一方、図１に示されるように水平方向から測定したときに、ノズル３０Ａ及びノズル３０Ｂと金属めっき帯状部材２５の表面との角度を２０度に設定した。
【００８８】
なお、ノズル３０Ｃ、ノズル３０Ｄは図示しないが、ノズル３０Ａ及びノズル３０Ｂの上記配置方法と同様に設定した。すなわち、ノズル３０Ｃ及びノズル３０Ｄの配置と、ズル３０Ａ及びノズル３０Ｂの配置とは、金属めっき帯状部材２５の表面の幅方向の中点について点対称の関係になっている。線対称の関係にしなかったのは、線対称とすると高圧エアーによって金属めっき帯状部材２５がねじられることを防止するためである。
【００８９】
第２ブロワー手段３５は、エアーナイフ的な形状をしており、その断面は図４に示す通りである。この第２ブロワー手段３５のエアー源は特に高圧のものではなく通常のファンによって常温・常圧のエアーを創出する。
【００９０】
第１ブロワー手段３０Ａ〜３０Ｄの各ノズル先端と金属めっき帯状部材２５の面との間の距離は、３ｍｍに設定した。また、第２ブロワー手段３５の最下面と金属めっき帯状部材２５の表面との距離は、１０ｍｍと設定した。
【００９１】
ガイド４０は、第２ブロワー手段３５から３０ｍｍ程離れた距離に設定してあり、前述したように金属めっき帯状部材２５を直線的に導くためのものである。このガイドは図示しない台座で固定されている。また、ガイド４０の材質は、金属めっき帯状部材の溶融金属に対して濡れ性の悪い材質（ＳＵＳ等の耐熱性に優れた材質）で形成した。
【００９２】
なお、このガイド４０は、上述したように金属めっき帯状部材２５を直線的に導く目的を有しているために位置決めが精確であり他の位置決めの基準としても適切である。そこで、本実施例では、特に本発明を効果的に実施するのに不可欠な前記第１ノズル手段３０Ａ〜３０Ｄとガイド４０とは、固定ジグ（不図示）によって固定されている。
【００９３】
次に、作用について以下述べる。
【００９４】
巻き取りローラ２０の駆動により、送りローラ１５から金属めっき帯状部材２５がリフロー炉１０内を通って搬送される。
【００９５】
この際、ガイド４０により直線性が保たれるため、巻き取りローラ２０における巻き取りの偏りはなく、金属めっき帯状部材２５がよじれたり蛇行することもない。
【００９６】
搬送中、金属めっき帯状部材２５上のめっき金属、本実施例の場合、鉛／錫合金がリフロー炉で溶融されリフロー炉１０の出口から出てきて、まず第１ブロー手段３０Ａ〜３０Ｄからの高圧エアーを受ける。その結果、図６（ｂ）で示されるような端部の盛り上がり部がこの高圧エアーによって平坦化される。
【００９７】
次に、第２ブロー手段３５からの常温・常圧エアーにより平坦化されてはいるがまだ溶融状態にある金属めっきが冷却される。
【００９８】
このようにして、端部のめっきの盛り上がりが平坦化され、金属めっき帯状部材２５全体として平坦度の高い製品が完成されることになる。
【００９９】
以下、表１に実施例１によって金属めっき盛り上がり部が平坦化されたことを表す測定データを示す。
【表１】
2005325431.tif 000003
【０１００】
表１を考察すると、ブロワー手段を何ら使用しない「自然空冷」のグラフでは端部にめっきの盛り上がりが存在している。一方、「エアーブロー品」のグラフを見ると、本発明の第１ブロワー手段と第２ブロワー手段を適用したエアーブローテスト品では端部のめっきの盛り上がりが格段に減少していることが分かる。
【０１０１】
なお、リフロー炉装置１００により得られた金属めっき帯状部材２５において、リフロー炉１０で溶融した金属めっきを、帯状部材の中央部と端部の固化のタイミングを近づけることにより端部へのめっき寄りを小さくすることもできる。これは第２ブロワー手段３５の位置及びエアー圧を調整することで達成できる。
【０１０２】
また、リフロー炉装置１００により得られた金属めっき帯状部材２５が、溶融金属で被覆された状態で、特に中央部を第２エアーブロー３５で冷却し、端部に溜まっている溶融金属を平坦化することもできる。
【０１０３】
より具体的には、端部のめっき層の最大厚みが端部から０．５ｍｍを除く範囲において自然冷却で固化した場合の最大厚みに対して３μｍ〜５μｍ減少し、最大厚みが内側位置の平均に対して＋３μｍ以内である金属めっき帯状部材を得ることができた。
【実施例２】
【０１０４】
＜溶融めっき装置）＞
図５は、本発明の実施例２に係る溶融めっき装置２００を示す概念図である。以下、図５を参照して、本発明に係る実施例２を説明する。
【０１０５】
本実施例は、溶融めっき装置２００に係るものである。
【０１０６】
本実施例に係る溶融めっき装置２００は、図５（ａ）に示されるように、基本的に、送りローラ４５と、ガイド４７Ａ、４７Ｂ、４７Ｃ、４７Ｄと、巻き取り用ローラ６０と、溶融めっき浴５０と、溶融めっき槽５５とを有する。
【０１０７】
すなわち、本実施例に係る溶融めっき装置２００は、金属帯状部材６５を、溶融しためっき金属浴５０（銅２％及び錫９８％）に浸漬して、その後鉛直方向に１５ｍ／ｍｉｎの速度で引き上げることで、金属帯状部材の両面に金属めっきを施した。
【０１０８】
この溶融めっき法においても、重力及び表面張力の関係で金属めっき帯状部材の端部が、実施例１で説明した図６（ａ）のように盛り上がり同様な不具合を生じる。
【０１０９】
そこで、本実施例の溶融めっき装置２００にも溶融めっき浴５０から引き上げられた後（実施例１のリフロー炉１０（図１参照）の出口から出たと実質的に同じ状態の）金属めっき帯状部材６５に、特に図５（ｂ）に示されるように、実施例１と同様の第１ブロワー手段３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄ  と、第２ブロワー手段３５を該帯状部材の両面に同様に配置・適用した。その結果、実施例１で説明したと同様に端部のめっき盛り上がり部を平坦化し、金属めっき帯状部材全体の平坦度を向上させることができた。
【０１１０】
なお、第１ブロワー手段のノズルをさらに増やし、後段ノズルを端部の上位置に配置することで最端部０．５ｍｍ範囲の盛り上がり部分を除去することも可能であると考えられる。
【産業上の利用可能性】
【０１１１】
本発明によるリフロー炉装置によるリフロー処理又は溶融めっき装置による溶融めっき処理後において、金属めっき製品の端部におけるめっきの盛り上がり部を平坦化することができ、チップ部品等の素子の金属めっき帯状部材への接続性が向上し、かつ製造コスト及び材料歩留を向上させコスト改善に寄与することができる。
【０１１２】
この場合にも、より具体的には、端部のめっき層の最大厚みが端部から０．５ｍｍを除く範囲において自然冷却で固化した場合の最大厚みに対して３μｍ〜５μｍ減少し、最大厚みが内側位置の平均に対して＋３μｍ以内である金属めっき帯状部材を得ることができた。
【図面の簡単な説明】
【０１１３】
【図１】実施例１に係るリフロー装置の概念的な立面図である。
【図２】実施例１に係るリフロー装置の概念的な上面図である。
【図３】実施例１で用いる第１ブロワー手段のノズルの断面図である。
【図４】実施例１で用いる第２ブロワー手段のノズルの断面図である。
【図５】実施例２に係る溶融めっき装置の概念図である。
【図６】実施例２に係る溶融めっき装置の一部断面図である。
【符号の説明】
【０１１４】
１０  リフロー炉
１５  送りローラ
２０  巻き取りローラ
２５  金属めっき帯状部材
３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄ  第１ブロワー手段用ノズル
３５、３５’  第２ブロワー手段用ノズル
４０  ガイド
４５  送りローラ
４７Ａ、４７Ｂ、４７Ｃ、４７Ｄ  ガイド
５０  溶融めっき浴
５５  溶融めっき槽
６０  巻き取り用ローラ
６５  金属めっき帯状部材
１００  リフロー炉装置
２００  溶融めっき装置  
【図１】
2005325431.tif 000004
【図２】
2005325431.tif 000005
【図３】
2005325431.tif 000006
【図４】
2005325431.tif 000007
【図５】
2005325431.tif 000008
【図６】
2005325431.tif 000009