(57)【要約】【課題】  携帯型で簡単に鉛フリー半田と鉛半田を判別する非破壊方式の簡易金属判別計を提供する。【解決手段】検査対象金属表面に接触し、着脱容易で電解質溶液を吸収保持する材料からなる電解質チップと電解質チップに接触する着脱容易な基準金属電極及び検査対象金属の表面に接触する対象金属接触端子を有する計測プローブと基準金属電極と検査対象金属の電位差を検出し表示部に電位差を表示する機能を備えたことを特徴とする簡易金属判別計。【選択図】図１
2007024745.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象金属の表面に接触して、着脱容易な電位差測定の基準金属電極との間に電解質溶液を吸収保持する材料からなる着脱容易な電解質チップを介し、着脱が容易な基準金属電極の表面金属のイオン化による基準金属電極の電位と検査対象表面金属のイオン化による検査対象金属の電位との電位差を測定する手段を有し、どこでも持ち運び容易な携帯型であることを特徴とした簡易金属判別計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、エレクトロニクス製品を製造する事業所等に於いて、製品を構成する電子部品や電子基板に使用されている半田が鉛フリー半田（鉛を含まない半田）なのか、あるいは鉛半田（鉛を含む半田）なのかを簡単に、判別することに有用な簡易金属判別計に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球環境を守るため、環境に悪影響のある物質の使用規制が要求されており、具体的には２００６年７月より、ＥＵ加盟国で流通する電気・電子機器に対する特定有害物質の使用を制限する指令が実施される。この指令は、Restriction of Hazardous Substances（有害物質制限）の頭文字を取って、RoHS（ロース）指令と呼ばれている。
【０００３】
ここで特定有害物質とは鉛、水銀、カドミウム、六価クロム、ポリ臭化ビフェニール、ポリ臭化ジフェニルエーテルである。一般的な電気・電子機器では電子部品を電子基板に半田付けする時に用いる半田に含まれる鉛が問題となる。従来、一般的に広く使用された半田の組成は錫６３％、鉛３７％の鉛を含んだ鉛半田である。しかし、鉛半田の全廃適用は技術的・経済的に容易でなく、RoHS指令で適用除外となる電子部品、電子機器が存在することになった。具体的にはエレクトロニクス製品を製造する事業所に於いて、鉛フリー半田と鉛半田が共存することになる。従って、電子機器の管理上、電子部品、電子基板に使用されている半田が鉛半田か鉛フリー半田か不明な場合に、鉛半田か鉛フリー半田かを判別することが必要になってきたが、外観上では区別がつかず、簡単に判別することが困難であった。
【０００４】
上記のような課題を解決するために、鉛検出用治具（特許文献１）といった発明が紹介されている。
【特許文献１】特開２００１−２０８７４２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記のような従来の技術には、次のような解決すべき課題があった。それは鉛半田と鉛フリー半田を安全に簡単に外観を損なうことなく判別する検出用指示薬がないことである。鉛を検知すると言われている指示薬があるが、人体や電子部品への安全性等が不明な化学的反応性のある指示薬を使用しなければならないことや、鉛以外の物質にも鉛と同様に反応してしまうことや、半田面を磨く前処理が必要等、鉛半田と鉛フリー半田を簡単に安全に外観を損なうことなく安定して判別する指示薬がない。一方、従来から、蛍光Ｘ線検出分析装置や発光分析装置等の物質を特定する分析装置があるが、分析装置が高価であり、通常の電気・電子機器の製造事業所では簡便に用いることができないという問題があった。
【０００６】
本発明は、以上の点に着目して、なされたもので、事業所規模の大小を問わず、どこの電気・電子機器の製造事業所でも簡便に用いることができ、鉛半田と鉛フリー半田を簡単に判別できる簡易金属判別計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】
【０００７】
本発明は以上の点を解決するため次の構成を採用する。
【０００８】
〈構成１〉
検査対象の金属表面に接触して着脱が容易な電解質チップと電解質チップに接触して着脱が容易な基準金属電極及び検査対象金属の表面に接触する対象金属接触端子を有する一体型計測プローブで基準金属電極と検査対象金属間の電位差を検出し、表示部に金属種類毎に異なるイオン化傾向の違いに起因する電位差を表示する機能を備えたことを特徴とする簡易金属判別計で表面積の大きな金属表面の計測に適する。
【０００９】
〈構成２〉
検査対象の金属表面に接触して着脱が容易な電解質チップと電解質チップに接触して着脱が容易な基準金属電極を有する分割型計測プローブと検査対象金属の表面に接触する対象金属接触端子から基準金属電極と検査対象金属間の電位差を検出し、表示部に金属種類毎に異なるイオン化傾向の違いに起因する電位差を表示する機能を備えたことを特徴とする簡易金属判別計で、電子基板等の回路ネットが構成されている小さい金属表面の計測に適する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明では、例えば、電気・電子機器の事業所において、ある電子部品の金属表面が鉛半田なのか、鉛フリー半田なのか特定したい場合、検査対象金属表面の汚れをアルコール等で充分に汚れを落とし、汚れに起因する誤差を防止することが望ましい。また本発明の簡易金属判別計で用いる電解質溶液は化学的に安定で計測する時間内で接触する検査対象金属と酸化、塩化等の化学反応を起こし難く、導電性を確保できる十分なイオンを供給できる電離度が大きい塩化ナトリウム水溶液等が望ましい。
【００１１】
以下、本発明を実施例により詳細に説明する。
【実施例１】
【００１２】
図１は、本発明による一体型計測プローブ式の簡易金属判別計の実施例である。この簡易金属判別計は、電解質チップ１１、基準金属電極１２と対象金属接触端子１５からなる一体型計測プローブ３、基準金属電極側ケーブル５３、検査対象金属側ケーブル５４、表示部６と操作部７からなる本体部５を備える。
【００１３】
検査対象金属１は絶縁物２上に位置する。電解質チップ１１に塩化ナトリウム等の電解質溶液を含ませて基準金属電極１２及び検査対象金属１と接触し、電解質チップ１１を介して検査対象金属１と基準金属電極１２が電解質溶液のイオンにより電気的に接続される。電解質チップ１１の各金属接触面の周りでの表面金属のイオン化により検査対象金属１と基準金属電極１２のイオン化傾向の違いによる電位差が対象金属端子１５と基準金属電極１２との間に生じ、その電位差が基準金属電極側ケーブル５３と検査対象金属側ケーブルを介して本体部５に伝えられ、表示部６にて、計測した電位差が表示される。
【００１４】
［一体型計測プローブ］
図２は本発明の一体型計測プローブ３の構成を示す構成図である。
【００１５】
図２に示すように、電解質チップ１１は基準金属電極１２に着脱容易な構造で取り付き、押さえ留めネジ１９で基準金属電極１２に固定される。基準金属電極１２は基準電極導体１４に着脱容易な構造で取り付き、留めネジ１３で固定される。留めネジ１３は電解質チップ１１に接触しない構造として留めネジ１３の表面金属のイオン化による影響を防止する。基準電極導体１４は基準金属電極側プローブコネクタ５１に接続されている。一方、対象金属接触端子１５は、検査対象金属１と安定した接触を得るため検査対象金属１の凹凸を吸収するコイルバネ１６及び対象金属端子導体１７を介して検査対象金属側プローブコネクタ５２に接続されている。
【００１６】
電解質チップ１１は保水性の大きい繊維素材や多孔質の高分子素材からなり、塩化ナトリウム等の電解質溶液を含ませて基準金属電極１２及び検査対象金属１と接触する。このため、電解質チップ１１が検査対象金属１に接触時に検査対象金属１の金属イオンに汚染されるので、計測毎に新しい電解質チップ１１への交換が望ましく、着脱が容易な構造とする。また基準金属電極１２も電解質溶液で汚染、劣化するので基準電極導体１４に着脱容易な構造とする。
【００１７】
特にイオン化傾向の類似した金属間では、計測される電位差が小さいので、計測の精度を高めるために、判別したい金属と同一組成の金属を基準金属電極１２に選択できるように着脱容易な構造とする。例えば、鉛フリー半田か鉛半田かを判定する場合は鉛半田を基準金属電極１２とすると、検査対象金属１が基準金属電極１２と同一の鉛半田で、汚染による妨害イオンがない等の計測に最適な条件であれば計測される電位差は約０ｍＶとなり、検査対象金属１が鉛半田と特定することが容易に判定できる。
【００１８】
［本体部］
図３は本発明の本体部５の構成を示す回路ブロック図である。一体型計測プローブ３で検出された電位差は基準金属電極側本体部コネクタ５５及び検査対象金属側本体部コネクタ５６に入力され、電位差をＡ／Ｄ変換部２３の入力仕様に合わせた出力電圧に増幅する増幅回路２２に入る。この増幅回路２２は電位差の安定検出のため、電流が流れることにより、基準金属電極１２及び検査対象金属１と電解質チップ１１との接触面周辺で発生する電極反応の影響を避けるため入力電流が充分小さい増幅回路にする。増幅された電位差はＡ／Ｄ変換部２３にてアナログ電圧からデジタル信号に変換され、操作部７から指定された表示内容に表示制御部２４にて制御され、表示部６にて電位差がデジタル数値として表示される  
【００１９】
［実施例２］
図４は、本発明による分割型計測プローブ式の簡易金属判別計の実施例である。
【００２０】
この簡易金属簡易判別計は、電解質チップ１１、基準金属電極１２からなる分割型計測プローブ３３、基準金属電極側ケーブル５３、検査対象金属側ケーブル５４、表示部６と操作部７からなる本体部５を備える。検査対象金属１とチップ部品の半田付け部３１はプリント基板３２上に位置する。電解質チップ１１に塩化ナトリウム等の電解質溶液を含ませて基準金属電極１２及び検査対象金属１と接触し、電解質チップ１１を介して検査対象金属１と基準金属電極１２が電解質溶液のイオンにより電気的に接続される。電解質チップ１１を介して検査対象金属１のチップ部品の半田付け部３１と基準金属電極１２が電気的に接続され、半田付け部３１と基準金属電極１２の表面周りでの金属のイオン化により検査対象金属１のチップ部品の半田付け部３１と基準金属電極１２のイオン化傾向の違いによる電位差が半田付け部３１と基準金属電極１２間に発生する。検査対象金属１側は半田付け部３１から導体回路パターン３４を経由して接続端子クリップ３５に伝わり、検査対象金属側ケーブル５４を経由して本体部５の検査対象金属側本体部コネクタ５６に接続される。基準金属電極１２側は基準金属電極１２から基準金属電極側プローブコネクタ５１、基準金属電極側ケーブル５３、本体部５の検査対象金属側本体部コネクタ５５に伝えられ、表示部６にて、計測した電位差が表示される。
【００２１】
電解質チップ１１は保水性の大きい繊維素材や多孔質の高分子素材からなり、塩化ナトリウム等の電解質溶液を含ませて基準金属電極１２及び検査対象金属１と接触するため、電解質チップ１１は検査対象金属１に接触時に検査対象金属１の金属イオンに汚染されるので、計測毎に新しい電解質チップ１１への交換が望ましく、着脱が容易な構造とする。
また基準金属電極１２も電解質溶液で汚染、劣化するので基準電極導体１４に着脱容易な構造とする。
【００２２】
基準金属電極１２は、特にイオン化傾向の類似した金属間では、電位差が小さいので、計測の精度を高めるために、判別したい金属と同一組成の金属を基準金属電極１２に選択できるように着脱容易な構造とする。例えば、鉛フリー半田か鉛半田かを判定する場合は鉛半田を基準金属電極１２とすると、検査対象金属１が基準金属電極１２と同一の鉛半田で、汚染による妨害イオンがない等の計測に最適な条件であれば計測される電位差は約０ｍＶとなり、検査対象金属１が鉛半田と特定することが容易に判定できる。
【００２３】
［実施例３］
図５は、本発明によるプローブ付本体式の簡易金属判別計の実施例である。
【００２４】
この簡易金属簡易判別計の構造は、図４の実施例２に対して、分割型計測プローブ３３と本体部５とが一体となった構造でプローブ付本体４１を構成している。接続端子クリップ３５及び電解質チップ１１、基準金属電極１２及び表示部６と操作部７を備え、動作は実施例２と同じである。本実施例３のプローブ付本体４１は実施例２に比べて、分割型計測プローブ３３と本体部５とを一体構造にしたことにより、小型軽量で持ち運びが便利な構造になり、敷地面積の大きい事業所での使用や事業所外に持ち出しての使用に適する。
【００２５】
［用途と効果］
本発明の簡易金属判別計は、例えば、エレクトロニクス製品を製造する事業所に於いて、部品受入検査工程で、受入した電子基板や電子部品が鉛フリー半田を使用しているか確認したい場合、あるいは製造工程の途中で、鉛フリー半田を使用しているか確認したい場合、高価な分析装置を用いることなく、本発明の簡易金属判別計を用いることで簡単に確認することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明実施例１の簡易金属判別計の構成図である。
【図２】本発明の計測プローブの構成を示す構成図である。
【図３】本発明の本体部の構成を示す回路ブロック図である。
【図４】本発明実施例２の簡易金属判別計の構成図である。
【図５】本発明実施例３の簡易金属判別計の構成図である
【符号の説明】
【００２７】
１  検査対象金属
２  絶縁物
３  一体型計測プローブ
５  本体部
６  表示部
７  操作部
１１  電解質チップ
１２  基準金属電極
１３  留めネジ
１４  基準電極導体
１５  対象金属接触端子
１６  コイルバネ
１７  対象金属端子導体
１９  押さえ留めネジ
２２  増幅回路
２３  Ａ／Ｄ変換部
２４  表示制御部
３１  半田付け部
３２  プリント基板
３３  分割型計測プローブ
３４  導体回路パターン
３５  接続端子クリップ
４１  プローブ付本体
５１  基準金属電極側プローブコネクタ
５２  検査対象金属側プローブコネクタ
５３  基準金属電極側ケーブル
５４  検査対象金属側ケーブル
５５  基準金属電極側本体部コネクタ
５６  検査対象金属側本体部コネクタ
【図１】
2007024745.tif 000003
【図２】
2007024745.tif 000004
【図３】
2007024745.tif 000005
【図４】
2007024745.tif 000006
【図５】
2007024745.tif 000007