(57)【要約】【課題】  はんだ付けの高信頼性確保を目的とし、電極のはんだ濡れ性向上やはんだ接合部への異種金属の混入防止のため、予備はんだが行われている。予備はんだ後の電極表面を平坦化するためには、複数の工程を経なければならなかった。【解決手段】  はんだ槽にメッシュを浮かべ、メッシュ越しに部品の電極とはんだ槽のはんだを接触させることにより、電極にはんだを供給する。さらに、メッシュの効果により電極に余剰なはんだを付着させず、平坦な電極表面を得られる。この手法により、電極へのはんだ供給と電極表面の平坦化の２工程を、同時に行うことができ、部品への熱ダメージの低下、作業時間の短縮が可能になる。さらに、余剰なはんだや、余剰なはんだを吸い取るために用いた吸着パッドやはんだ吸い取り線を廃棄する必要が無いため、廃棄物の量が減少し、予備はんだ作業の環境負荷を低減できる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
はんだを溶融したはんだ槽に、網目状の空隙を有するメッシュを浮かべた後、前記メッシュの空隙を介して前記はんだを電子部品の電極に接触させることを特徴とする電子部品の予備はんだ方法。
【請求項２】
はんだを溶融したはんだ槽に、網目状の空隙を有するメッシュを浮かべた後、電子部品の電極形成面が前記メッシュと接する向きで前記電子部品を前記メッシュ上に載せ、
前記メッシュの空隙を介して、前記電極と前記はんだを接触させた後、前記電子部品を前記メッシュから引き離すことを特徴とする電子部品の予備はんだ方法。
【請求項３】
前記電極には、金メッキが施されていることを特徴とする請求項１、２いずれか記載の電子部品の予備はんだ方法。
【請求項４】
前記メッシュは溶融した前記はんだの馴染みが悪い材質からなり、
前記メッシュ上に載せた前記電子部品をはんだ槽に浸漬し、前記メッシュの網目を介して前記電極に前記はんだを接触させることを特徴とする請求項１乃至３いずれか記載の電子部品の予備はんだ方法。
【請求項５】
前記メッシュはステンレスからなることを特徴とする請求項４記載の電子部品の予備はんだ方法。
【請求項６】
前記メッシュは溶融した前記はんだの馴染が良い材質からなり、
前記メッシュの空隙を介して前記メッシュの上面まで濡れた前記はんだと前記電極とを接触させることを特徴とする電子部品の予備はんだ方法。
【請求項７】
前記メッシュは純鉄からなることを特徴とする請求項６記載の電子部品の予備はんだ方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、はんだ付けの高信頼性確保を目的とした、電子部品の予備はんだ方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、はんだ付けの高信頼性確保を目的とし、電極のはんだ濡れ性を向上させ、また、はんだ接合部へ異種金属が混入することを防止するために予備はんだを行っている。
【０００３】
従来の予備はんだ方法は、電極へはんだを供給するはんだ供給の工程と、部品をがたつき無く印刷配線基板等に搭載するため電極表面を平坦化する平坦化の工程、の２工程からなっている。
はんだ供給の工程では、例えば、糸はんだをはんだごてで溶融することによりはんだの供給を行う。または、製品をはんだ槽へ浸漬することにより行う。
電極表面の平坦化の工程では、例えば、電極に付着した溶融状態の余剰なはんだを、はんだ吸着性の良好なパッドや、網目状のはんだ吸い取り線、又は焼結材のようなはんだ吸い取り材に吸い取らせることにより行う（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−８５４５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の予備はんだ方法では工程が２工程に分かれているため、部品に与える熱ダメージも２工程で大きくなり、また、作業時間も長くなるという課題があった。
また、上記の吸着パッドやはんだ吸い取り線や焼結材は、単位面積当たりで吸い取れるはんだ量が限られるという課題があった。
また、平坦化の工程で吸い取ったはんだや、吸着パッド、はんだ吸い取り線、焼結材自体等は、いずれも再利用ができないという課題があった。
【０００６】
この発明は係る課題を解決すべくなされたものであって、作業性が良好で、部品への熱ダメージが少なく、かつ、はんだの廃棄量減少により環境負荷を低減可能な予備はんだ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】
【０００７】
この発明に係る電子部品の予備はんだ方法は、はんだを溶融したはんだ槽に網目状の空隙を有するメッシュを浮かべた後、前記メッシュの空隙を介して前記はんだを電子部品の電極に接触させる。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、はんだ供給の工程と平坦化の工程の２工程を１工程で行うことができるため、部品に与える熱ダメージを抑え、かつ、予備はんだの作業時間を短縮することができる。
【０００９】
また、この発明によれば、余剰なはんだや、余剰なはんだを吸い取るために用いた吸着パッドやはんだ吸い取り線を廃棄する必要が無いため、廃棄物の量が減少し、予備はんだ作業の環境負荷を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る予備はんだ方法の概略を説明する図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る予備はんだ方法を説明する図である。
【図３】本発明の実施の形態２に係る予備はんだ方法を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は、本発明の予備はんだ方法の概略を説明する図である。
図１において、はんだを溶融したはんだ槽１には、メッシュ２が浮かべられて置かれている。部品３の電極４は、メッシュ２越しに、はんだ槽１のはんだと接触している。このようにメッシュ２越しに、部品３の電極４とはんだ槽１のはんだとを接触させることで、部品３の電極４にはんだを供給する。
【００１２】
更には、メッシュ２越しに適量のはんだが電極４に供給されることで、電極４に余剰なはんだが付着することを防ぎ、平坦な電極表面を得ることができる。
以下、本発明の実施の形態につき、図を用いて詳細に説明する。
【００１３】
実施の形態１.
図２は、実施の形態１に係る予備はんだ方法を説明する図である。
図２において、メッシュ２は、容易にはんだが馴染まず、はんだ槽１の温度でも酸化等の状態変化が起きにくい材質で構成された網目状の空隙を有する板状体である。ここでは一例として、メッシュ２の材質としてステンレス（ＳＵＳ３１６）を用いた。
【００１４】
メッシュ２の網目状の空隙５は、はんだ槽１に押し込むことにより、空隙５の下面から鉛直上面へはんだ槽１のはんだが盛り上がるような厚みと寸法を有している。
ここで空隙５は２．０〜３．０ｍｍ角寸法の形で、３．５〜４．５ｍｍのピッチで格子状に配置され、厚さは０．１〜０．５ｍｍである。なお、本実施の形態では四角形の空隙を用いたが、多角形、円形等、種々の形状をとってもよい。
【００１５】
部品３は電極４を介してプリント基板等にはんだ付け接続する電子部品であり、リード電極として部品３の周囲に電極４を有している。
部品３の他の形態としては、部品３の表面に沿って部品３を部分的に電極４が覆う形状となっているものもある。
電極４は、表面を金属薄膜やはんだ付けを阻害する酸化膜等で覆われている場合がある。このような場合に、はんだ接合の信頼性の向上やはんだ付け性の改善を目的とし、電極４の表面に予備はんだ処理を行う。
以下では、部品３として、長期保存を目的として金めっきがなされた２．５ｍｍ角程度の四角形の電極４を部品底面に有するものに対して予備はんだを行う方法について説明する。
【００１６】
はんだ槽１は、槽内のはんだを溶融させ、かつ溶融を維持することができる。また、はんだが溶融した状態で外部からはんだに接触できるように構成される。
ここでは、はんだ槽１に溶融されるはんだとして、錫が63％、鉛が37％含有した共晶はんだを用い、予備はんだ作業中のはんだ槽１の温度は２４０〜２６５℃の範囲に維持する。
なお、本実施の形態では、槽内のはんだが循環せず静止しているはんだ槽を用いたが、はんだが循環する構造のはんだ槽を用いてもよい。
【００１７】
次に、実施の形態１の予備はんだを行う手順について説明する。
まず、はんだ槽１に、先に説明したＳＵＳ３１６のメッシュ２を浮かべる（図２（ａ）参照）。
次に、メッシュ２の鉛直上面と、部品３の電極４を有する面とが面で接するように、メッシュ２の鉛直上面に部品３を置く。その際、メッシュ２がはんだ槽１に浮かぶように、メッシュ２と部品３の重量の和が、はんだ槽１からメッシュ２に作用する浮力と表面張力の和よりも小さくなるように、予めメッシュ２の構成を定めておく。
【００１８】
次に、部品３もしくはメッシュ２に力を加え、メッシュ２をはんだ槽１に沈める方向に動かす。このようにして、メッシュ２の空隙５からメッシュ２の鉛直上面へはんだ槽１のはんだを盛り上がらせ、部品３の電極４とはんだとを接触させる。このようにして、電極４にはんだを供給する（図２（ｂ）参照）。
ここでは、メッシュ２を１．０〜２．０ｍｍ程はんだ内に沈み込ませ、電極４とはんだ槽１のはんだとの接触時間を５秒以内とした。
【００１９】
次に、部品３もしくはメッシュ２に加えていた力を取り除く（図２（ｃ）参照）と、メッシュ２がはんだの浮力により鉛直上方へ浮かび上がり、部品３と接していたはんだの表面位置はメッシュ２の下方向に下がって落ち、電極４とは分離される（図２（ｄ）参照）。
このようにして、予備はんだ作業が完了する。
【００２０】
このように、本実施の形態では、電極４へメッシュ２の空隙を介してはんだを供給することで、細かく分断された電極領域にはんだを付着させる。
さらに、メッシュ２のはんだを弾く性質と浮力により、電極４に付着したはんだとはんだ槽１のはんだを分離・切断し、メッシュにより細かく分断した領域に均一なはんだ量を残すことにより、電極４に平坦なはんだコートを行うことができる。
【００２１】
なお、電極４とはんだ槽１のはんだとの接触回数は、望ましくは１回であるが、複数回接触するようにしてもよい。
【００２２】
実施の形態２.
図３は、実施の形態２に係る予備はんだ方法を説明する図である。
実施の形態２のメッシュ２０は、はんだが馴染みやすく、かつ、はんだ槽１に浸漬してもはんだ食われが起き難い材質で構成された網目状の空隙を有する板状体である。ここでは一例として、メッシュ２０の材質として純鉄を用いた。
【００２３】
メッシュ２の網目状の空隙５は、メッシュ２をはんだ槽１に浸漬し、メッシュ２の鉛直上面をはんだ槽１の表面の鉛直上方に押し上げて固定することにより、メッシュ２の鉛直上面にはんだが薄く濡れている状態が維持できるような厚みと寸法に設定しておく。
ここでは一例として、空隙５の寸法は０．１〜０．３ｍｍ角の形状で、０．１５〜０．５ｍｍのピッチで格子状に配置され、厚さが０．５〜１．５ｍｍ程度のものを用いた。
なお、本実施の形態では四角形の空隙を用いたが、多角形、円形等、種々の形状をとってもよい。
【００２４】
部品３は電極４を介してプリント基板等にはんだ付け接続する電子部品であり、電極４をリード電極として部品３の周囲に備える。
部品３の他の形態としては、部品３の表面に沿って部品３を部分的に電極４が覆う形状となっているものもある。
電極4は、表面を金属薄膜やはんだ付けを阻害する酸化膜等で覆われている場合がある。このような場合に、はんだ接合の信頼性の向上やはんだ付け性の改善を目的とし、電極４の表面に予備はんだ処理を行う。
以下では、部品３として、長期保存を目的として金めっきがなされた２．５ｍｍ角程度の四角形の電極４を部品底面に有するものに対して予備はんだを行う方法について説明する。
【００２５】
はんだ槽１は、槽内のはんだを溶融させ、かつ溶融を維持することができる。また、はんだが溶融した状態で外部からはんだに接触できるように構成される。
ここでは、はんだ槽１に溶融されるはんだとして、錫が６３％、鉛が３７％含有した共晶はんだを用い、予備はんだ作業中のはんだ槽１の温度は２４０〜２６５℃の範囲に維持する。
なお、本実施の形態では、槽内のはんだが循環せず静止しているはんだ槽を用いたが、はんだが循環する構造のはんだ槽を用いてもよい。
【００２６】
次に、実施の形態２の予備はんだを行う手順について説明する。
まず、はんだ槽１に、先に説明した純鉄のメッシュ２を浸漬し、メッシュ２の鉛直上面をはんだ槽１の表面の鉛直上方に押し上げて固定し、メッシュ２の鉛直上面にはんだが薄く濡れている状態に維持する（図３（ａ）参照）。
次に、メッシュ２の鉛直上面と部品３の電極４を有する面が面で接するように、メッシュ２の鉛直上面に部品３を置く（図３（ｂ）参照）。その際、メッシュ２の鉛直上面にはんだが薄く濡れている状態を維持できるよう、メッシュ２の固定位置を定める。ここでは、メッシュ２の鉛直上面の固定位置は、メッシュ２の鉛直上面がはんだ槽１の鉛直上面から０．１〜０．３ｍｍ突き出る位置として固定した。
なお、メッシュ２の固定方法は柱で下方から支持、梁で上方から支持等、種々の形態をとってもよい。
【００２７】
次に、メッシュ２の鉛直上面に薄く濡れたはんだ槽１のはんだを、部品３の電極４と接触させることにより、電極４にはんだを供給する（図３（ｃ）参照）。
ここでは、電極４とはんだ槽１のはんだとの接触時間を５秒以内とした。
次に、部品３を引き上げてメッシュ２０から分離する（図３（ｄ）参照）。
【００２８】
このように、実施の形態２では、網目状の空隙５により接触面積の低下したメッシュ２の上面から電極４へはんだを供給することで、細かく分断された電極領域にはんだを付着させるようにした。
実施の形態２の予備はんだ方法では、メッシュ２の上面のはんだが馴染みやすい性質により、電極４に付着するはんだを低減し、メッシュ２により細かく分断した領域に均一なはんだ量を残すことができ、電極４に平坦なはんだコートを行うことができる。
【００２９】
なお、本実施の形態の電子部品の予備はんだ方法では、メッシュ２上面に薄く濡れた状態ではんだを放置するような場合には、当該はんだの酸化や、当該はんだへのＡｕ等の異種金属原子の混入や濃度上昇が生じることが考えられる。この対策として、はんだ槽１の所定の場所に、メッシュ２をはんだ槽１のはんだに浸漬させ、メッシュ２上面のはんだを不純物の少ないはんだ槽１のはんだに置換する機構を設けるようにしてもよい。
メッシュ２をはんだ槽１に浸漬させる工程は、はんだ作業者が人手により定期的に行うようにしてもよいし、自動の機構で定期的に行うようにしてもよい。メッシュ２を浸漬させるタイミングについては、所定の時間毎に定期的に行うようにしてもよいし、予備はんだの実施回数に基づき行うようにしてもよい。また、メッシュ２上面のはんだの状態を検知するセンサを設けて、このセンサ出力に基づき行うようにしてもよい。
また、はんだの酸化対策としてはんだ槽１全体をＮ２雰囲気中に収容しておき、予備はんだの実施回数毎にはんだの置換するようにしてもよい。
【００３０】
なお、電極４とはんだ槽１のはんだとの接触回数は、望ましくは1回であるが、複数回接触するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００３１】
１ はんだ槽、２ メッシュ、３ 部品、４ 電極、５ メッシュの空隙、２０ メッシュ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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