(57)【要約】【課題】  生産ラインにおける生産性を低下させることなく、蛍光Ｘ線分析によって高精度にはんだ成分分析を行うことができる厚さ寸法のはんだのサンプルを得る。【解決手段】  溶解したはんだを蓄えたはんだ漕内を通過させてはんだ表層のはんだ成分を評価するためのはんだ成分評価用基板であって、基板１と、基板１のはんだ成分評価時にはんだ漕のはんだ表層側に配設される面に設けられた熱伝導体面である金属箔２とを有し、基板１の金属箔２に設けられ、はんだ表層のはんだを基板１の厚さ方向にガイドして、当該はんだを金属箔２に付着させるガイド部材３を備えている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶解したはんだを蓄えたはんだ漕内を通過させてはんだ表層のはんだ成分を評価するためのはんだ成分評価用基板であって、
基板と、
前記基板のはんだ成分評価時に前記はんだ漕のはんだ表層側に配設される面に設けられた熱伝導体面と、
前記基板の熱伝導体面に設けられ、前記はんだ表層のはんだを基板厚さ方向にガイドして、当該はんだを前記熱伝導体面に付着させるガイド部材と
を備えることを特徴とするはんだ成分評価用基板。
【請求項２】
前記ガイド部材は、前記熱伝導体面における熱伝導体が線状に形成されてなり、当該熱伝導体によって厚さ方向に凹凸が形成されて構成されていることを特徴とする請求項１に記載のはんだ成分評価用基板。
【請求項３】
前記ガイド部材は、溶解したはんだの接触角が前記熱伝導体面よりも低い材料であることを特徴とする請求項１に記載のはんだ成分評価用基板。
【請求項４】
前記ガイド部材は、前記基板に対して着脱自在となっていることを特徴とする請求項３に記載のはんだ成分評価用基板。
【請求項５】
溶解したはんだを蓄えたはんだ漕内を通過させてはんだ表層のはんだ成分を評価するはんだ漕内のはんだ成分分析方法であって、
前記はんだ漕のはんだ表層に、はんだを付着させて電子部品をはんだ付けする製品基板と同じ工程によって、基板と、前記基板のはんだ成分評価時に前記はんだ漕のはんだ表層側に配設される面に設けられた熱伝導体面と、前記基板の熱伝導体面に設けられ、前記はんだ表層のはんだを基板厚さ方向にガイドして、当該はんだを前記熱伝導体面に付着させるガイド部材とを備えたはんだ成分評価用基板を、前記はんだ漕のはんだ表層に通過させて、当該はんだ表層のはんだをはんだ成分評価用基板に付着させる工程と、
前記はんだ成分評価用基板に付着されたはんだを用いて、前記はんだ漕のはんだ表層のはんだ成分を分析する工程と
を有するはんだ漕内のはんだ成分分析方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶解したはんだ漕におけるはんだ表層のはんだ成分を分析するためのはんだ成分評価用基板、はんだ漕内のはんだ成分分析方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＲｏＨＳ指令、ＷＥＥＥ指令に対応するために、はんだに含まれる元素濃度管理用のはんだ成分評価用基板や、当該はんだ成分評価用基板によって取得したはんだの評価手法について各種研究がなされている。このＲｏＨＳ指令とは、電気・電子機器に対する特定有害物質の使用制限に関する指令であり、ＷＥＥＥ指令とは、家電・情報機器を対象とした使用済み製品のリサイクルを進める指令である。
【０００３】
このＲｏＨＳ指令やＷＥＥＥ指令を満たすかを評価するはんだ成分の濃度管理方法は、先ず濃度管理のためにはんだをサンプリングする必要があるが、生産ラインを停止させて、はんだ漕の窒素雰囲気を大気雰囲気に戻してから柄杓やスプーンなどによって評価用のはんだを採取している。そして、当該採取したはんだを容器に入れて固化させたり、金属板上で急冷させてはんだのサンプルを得て、当該サンプルに対して蛍光Ｘ線分析やＩＣＰ発光分光分析や原子吸光分析などを行ってはんだ成分を測定していた。
【０００４】
このようなＲｏＨＳ指令やＷＥＥＥ指令を満たす技術の他に、評価用基板を使用する技術としては、下記の特許文献１に記載された技術が知られている。この特許文献１に記載された技術は、はんだ付け生産ラインにおける生産性を低下させることなく、はんだ噴流の高さを検出するものであり、当該はんだ噴流の高さ検出用のプリント配線基板を提案している。
【特許文献１】特開２００１−２５７４６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した従来技術のうち、はんだ成分の評価手法においては、サンプルを得るために生産ラインを停止する必要があるので、生産ラインにおける生産性が低下したり、サンプルを作成する容器や金属板上に高温の溶解したはんだを垂らすなどの人的作業が必要であるといった問題がある。
【０００６】
また、はんだ成分の評価手法としては、蛍光Ｘ線分析やＩＣＰ発光分光分析や原子吸光分析などがあるが、ＩＣＰ発光分光分析や原子吸光分析を行う場合にはサンプルとなるはんだを溶解する前処理が必要であるので、当該前処理を必要としない蛍光Ｘ線分析を採用することが望ましい。また、蛍光Ｘ線分析によって高精度のはんだ成分分析を行うためには、薄膜ではなく、バルクと判定できる厚さを有するはんだをサンプルとすることが望ましく、上述の評価用基板では十分な厚さを有するはんだを付着させるという技術ではない。
【０００７】
そこで、本発明は、上述した実情に鑑みて提案されたものであり、生産ラインにおける生産性を低下させることなく、蛍光Ｘ線分析によって高精度にはんだ成分分析を行うことができる厚さ寸法のはんだのサンプルを得ることができるはんだ成分評価用基板、はんだ漕内のはんだ成分分析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】
【０００８】
本発明は、溶解したはんだを蓄えたはんだ漕内を通過させてはんだ表層のはんだ成分を評価するためのはんだ成分評価用基板であって、基板と、基板のはんだ成分評価時にはんだ漕のはんだ表層側に配設される面に設けられた熱伝導体面とを有し、上述の課題を解決するために、基板の熱伝導体面に設けられ、はんだ表層のはんだを基板厚さ方向にガイドして、当該はんだを熱伝導体面に付着させるガイド部材を備えている。
【０００９】
また、本発明は、溶解したはんだを蓄えたはんだ漕内を通過させてはんだ表層のはんだ成分を評価するはんだ漕内のはんだ成分分析方法であって、上述の課題を解決するために、はんだ漕のはんだ表層に、はんだを付着させて電子部品をはんだ付けする製品基板と同じ工程によって、基板と、基板のはんだ成分評価時にはんだ漕のはんだ表層側に配設される面に設けられた熱伝導体面と、基板の熱伝導体面に設けられ、はんだ表層のはんだを基板厚さ方向にガイドして、当該はんだを熱伝導体面に付着させるガイド部材とを備えたはんだ成分評価用基板を、はんだ漕のはんだ表層に通過させて、当該はんだ表層のはんだをはんだ成分評価用基板に付着させる工程を有して、はんだ成分評価用基板に付着されたはんだを用いて、はんだ漕のはんだ表層のはんだ成分を分析する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係るはんだ成分評価用基板によれば、熱伝導体面にはんだを付着させるためにガイド部材を備えて、当該ガイド部材によってはんだを厚さ方向にガイドさせて熱伝導体面にはんだを付着させることができるので、生産ラインにおける生産性を低下させることなく、蛍光Ｘ線分析によって高精度にはんだ成分分析を行うことができる厚さ寸法のはんだのサンプルを得ることができる。
【００１１】
また、本発明に係るはんだ漕内のはんだ成分分析方法によれば、製品基板と同じ工程によってはんだ成分評価用基板にはんだを付着させる工程において、はんだ成分評価用基板のガイド部材によって蛍光Ｘ線分析によって高精度にはんだ成分分析を行うことができる厚さ寸法のはんだのサンプルを得ることができ、また、生産ラインにおける生産性を低下させることなくはんだ成分の分析ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１３】
本発明を適用したはんだ成分評価用基板は、例えば図１にその断面図を示すように、樹脂製の基板１上に熱伝導体である金属箔２が形成され、当該金属箔２上にガイド部材３が取り付けられて構成されている。
【００１４】
基板１は、生産ラインにおいて各種プリント及び電子部品が搭載された製品基板のはんだ付け工程と同じ工程で、溶解したはんだを蓄えたはんだ漕の表層に配送される形状となっている。したがって、はんだ成分評価用基板は、製品基板にはんだ付けをしている工程において、製品基板と共にはんだ漕に配送されて、はんだ成分分析のサンプルを取得できるようになっている。
【００１５】
金属箔２は、各種の熱伝導体材料からなり、ガイド部材３よりもはんだの付着性能の高い部位である。この金属箔２は、例えば銅からなり、基板１上に薄膜として形成される。
【００１６】
ガイド部材３は、図１に示したように、はんだ付け工程において、はんだ表層側に金属箔２を露出させるように構成され、数ミリ程度の厚さを有している。ガイド部材３は、はんだ成分評価用基板の金属箔２形成側の面がはんだ表層に配送された場合に、金属箔２上におけるはんだを、はんだ成分評価用基板の厚さ方向にガイドする。また、ガイド部材３は、金属箔２よりもはんだの付着度合いが小さい材料又は形状が選択されることが望ましい。具体的には、ガイド部材３は、溶融したはんだの接触角が９０°以上の材料であることが望ましい。
【００１７】
これにより、ガイド部材３は、厚さ寸法が大きいはんだ１０を、はんだ成分分析のサンプルとして金属箔２に付着させることができる。
【００１８】
このはんだ成分評価用基板に付着したはんだ１０は、ＲｏＨＳ指令やＷＥＥＥ指令を満たすために、はんだ成分分析として、例えば蛍光Ｘ線分析が行われる。この蛍光Ｘ線分析は、分析作業に先立って行われる前処理としてはんだ１０の溶解を必要とせず、Ｘ線をはんだ１０に照射して発生する固有Ｘ線（蛍光Ｘ線）を検出する分析手法である。この蛍光Ｘ線は、はんだ１０に照射したＸ線が、はんだ１０の物質構成原子の内殻電子を外殻にはじき出し、空いた空間（空孔）に外殻電子に落ちてくる時、余ったエネルギーが電磁場として放射されたものである。そして、蛍光Ｘ線が、元素固有のエネルギーを持っていることを利用して、当該エネルギーのＸ線強度（光子の数）から有害元素の定量を行う。
【００１９】
このような蛍光Ｘ線分析によって高精度の有害元素濃度分析を行うためには、はんだ１０は、薄膜としての特性ではなく、バルクとしての特性を有することが望ましい。したがって、はんだ成分評価用基板は、基板１の厚さ方向にはんだをガイドするガイド部材３によって、十分な厚さ寸法を有してバルクと見なせるはんだ１０を金属箔２に付着させて、当該はんだ１０をそのままの状態で蛍光Ｘ線分析を行わせることができる。
【００２０】
また、はんだ成分評価用基板の他の例としては、図２に示すように、金属箔２上に設けられるガイド部材３を、線状に凹凸を有する形状にしたものであっても良い。このはんだ成分評価用基板は、複数の隣接した凸部からなるガイド部材３によってはんだ表層のはんだをガイドすることによって、複数の凹部内の金属箔２にはんだ１０を付着させ、ガイド部材３を覆う形状となったはんだ１０を取得することができる。
【００２１】
更に、はんだ成分評価用基板としては、図１に示したようにガイド部材３によって金属箔２を露出させている箇所にはんだ１０を形成するような形状のガイド部材３と、図２に示すように複数の凸部によってガイド部材３を覆うようにはんだ１０を形成するような形状のガイド部材３との双方を有するものであっても良い。
【００２２】
このように、はんだ成分評価用基板によれば、通常の製品基板にはんだ付け工程をしている生産ラインを止めることなく当該生産ラインに流すことができ、はんだ漕の表層のはんだを広範囲に厚みを持たせて金属箔２に融着させることができ、生産ラインの生産性を低下させることなく鉛等の有害元素濃度やはんだ構成元素濃度の管理を行うことができる。
【００２３】
つぎに、はんだ成分評価用基板の他の例として、ガイド部材３を、メッシュ状に構成した場合について説明する。
【００２４】
このはんだ成分評価用基板は、図３（ａ）に示すように、基板１上の全面に形成した金属箔２上に、ニッケル材料等のメッシュ（網目）をガイド部材３として形成している。このようなはんだ成分評価用基板において、ニッケル製のガイド部材３にははんだが付着せずに、銅製の金属箔２にはんだが付着するようになっている。したがって、このはんだ成分評価用基板をはんだ表層に流した場合には、図３（ｂ）に示すように、ニッケル材料であるガイド部材３間の金属箔２にはんだが付着して、メッシュ状のガイド部材３を覆うようなはんだ１０を得ることができる。また、メッシュ状のガイド部材３としては、ニッケル材料ではなく、レジスト等の樹脂材料であっても良い。
【００２５】
このように、ガイド部材３をメッシュ状に形成したはんだ成分評価用基板は、図３（ａ）に示したように格子状のメッシュではなく、図４に示すように、一方向のメッシュからなるガイド部材３であっても良い。このようなガイド部材３を備えたはんだ成分評価用基板は、メッシュの方向とは直交する方向からはんだ漕に流す。これによって、ガイド部材３によって基板１の厚さ方向にガイドされるはんだ量を多くすることができ、ガイド部材３上に厚さ寸法が大きいはんだ１０を得ることができる。
【００２６】
このように、ガイド部材３をメッシュ状に形成したはんだ成分評価用基板によれば、メッシュ状のガイド部材３全体に亘って厚さ寸法が大きいはんだ１０を形成することができる。
【００２７】
つぎに、はんだ成分評価用基板の他の例として、ガイド部材３を、金属箔２上から着脱可能とした場合について説明する。
【００２８】
このはんだ成分評価用基板は、図５（ａ）に示すように、金属箔２を形成した基板１と、ガイド部材３とを別個に用意しておき、蛍光Ｘ線分析のはんだ１０取得時に、図５（ｂ）に示すように金属箔２上にガイド部材３を重ねて固定する。
【００２９】
この状態ではんだ成分評価用基板をはんだ漕に流すと、図６（ａ）に示すように、ガイド部材３の凹部から露呈する金属箔２上に、ガイド部材３の凹部方向にわずかに曲率を有した状態ではんだ１０が付着する。そして、はんだ１０に対して蛍光Ｘ線分析を行う場合には、図６（ｂ）に示すように、ガイド部材３を金属箔２から取り外して、金属箔２上に付着したはんだ１０の上面を蛍光Ｘ線分析の分析面とする。
【００３０】
このようなはんだ成分評価用基板は、はんだ１０の蛍光Ｘ線分析時に、金属箔２からはんだ１０を取り外すことができるので、当該蛍光Ｘ線分析時に分析面がガイド部材３の高さとなる測定誤差の発生を防ぐことができ、蛍光Ｘ線分析による有害元素濃度の測定結果の精度を更に高くすることができる。
【００３１】
つぎに、以上説明したはんだ成分評価用基板を用いた場合の実施例及び比較例について説明する。
【００３２】
［実施例１］
基板１として１０ｃｍ×１５ｃｍのガラスエポキシ基板を使用し、当該ガラスエポキシ基板上に直径１ｃｍの銅ランドを金属箔２として８箇所形成し、当該銅ランド上に１５０メッシュのニッケルメッシュを貼り付けたはんだ成分評価用基板（基板Ａ）を作成した。なお、ニッケルメッシュの高さ寸法は約１ｍｍ程度とした。この基板Ａを製品基板と同様にはんだ漕のはんだ表層に流して、ニッケルメッシュ上に付着したはんだ１０（試料Ａ）を取得する。このはんだ漕には、ＩＣＰ分析をした結果、はんだ１０における鉛含有量が１２００ｐｐｍと定量されたはんだを満たしている。この試料Ａは、数１００マイクロメートル程度の厚さ寸法を有していた。
【００３３】
［実施例２］
基板１として１０ｃｍ×１５ｃｍのガラスエポキシ基板を使用し、当該ガラスエポキシ基板上の全面に銅箔を金属箔２として貼り付け、当該銅箔上に、厚さが１ｍｍで直径が１ｃｍの穴を８個設けたエポキシ樹脂をガイド部材３として重ねたはんだ成分評価用基板（基板Ｂ）を作成した。この基板Ｂを製品基板と同様にはんだ漕のはんだ表層に流して、ニッケルメッシュ上に付着したはんだ１０（試料Ｂ）を取得する。このはんだ漕には、ＩＣＰ分析した結果、はんだ１０における鉛含有量が１２００ｐｐｍと定量されたはんだを満たしている。この試料Ｂは、数１００マイクロメートル程度の厚さ寸法を有していた。
【００３４】
［比較例］
基板１として１０ｃｍ×１５ｃｍのガラスエポキシ基板を使用し、当該ガラスエポキシ基板上に直径１ｃｍの銅ランドを金属箔２として８箇所形成した基板Ｃを作成した。この基板Ｃを製品基板と同様にはんだ漕のはんだ表層に流して、銅ランド上に付着したはんだ１０（試料Ｃ）を取得した。このはんだ漕には、ＩＣＰ分析した結果、はんだ１０における鉛含有量が１２００ｐｐｍと定量されたはんだを満たしている。
【００３５】
以上のように、基板Ａ、基板Ｂ、基板Ｃを用いて取得した試料Ａ、試料Ｂ、試料Ｃを、波長分散型蛍光Ｘ線の検量線法によって鉛の濃度測定を行った。測定装置としては、株式会社リガク製  ＺＳＸ−Ｐｒｉｍｕｓによってバックグラウンド１００秒、ピークトップ１００秒でＰｂＬα線を分析線として定量分析を実施した。
【００３６】
この結果、実施例１で取得した試料Ａの鉛濃度が１１７０［ｐｐｍ］と測定され、実施例２で取得した試料Ｂの鉛濃度が１２２０［ｐｐｍ］と測定され、比較例で取得した試料Ｃの鉛濃度が５２０［ｐｐｍ］と測定された。このように、基板Ａ、基板Ｂで取得した試料Ａ、試料Ｂでは、はんだ漕に満たしたはんだの鉛の濃度と略同一の鉛を含むことが確認できた。
【００３７】
このことから、本発明を適用したはんだ成分評価用基板及びはんだ漕内のはんだ成分分析方法によれば、ガイド部材３によって厚さ寸法がバルクと判定できる程度のはんだ１０を使用して蛍光Ｘ線分析を行うと、はんだ漕のはんだの鉛濃度に対して精度の高い測定結果を得ることができる。
【００３８】
なお、上述の実施の形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施の形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明を適用したはんだ成分評価用基板の構成を示す断面図である。
【図２】本発明を適用したはんだ成分評価用基板の他の構成を示す断面図である。
【図３】（ａ）は本発明を適用したはんだ成分評価用基板の構成を示す平面図であり（ｂ）は本発明を適用したはんだ成分評価用基板の構成を示す断面図である。
【図４】本発明を適用したはんだ成分評価用基板の構成を示す平面図である。
【図５】（ａ）は本発明を適用したはんだ成分評価用基板においてガイド部材を金属箔に取り付ける前の状態を示す平面図であり、（ｂ）は本発明を適用したはんだ成分評価用基板においてガイド部材を金属箔に取り付けた状態を示す平面図であり、
【図６】（ａ）は本発明を適用したはんだ成分評価用基板において金属箔上にはんだが付着した状態を示す断面図であり、（ｂ）は本発明を適用したはんだ成分評価用基板においてガイド部材を取り外した状態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１  基板
２  金属箔
３  ガイド部材
【図１】
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【図２】
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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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