(57)【要約】【課題】近赤外線照射等による接合に於いて、はんだ材やろう材を短時間で溶融させて、作業効率を向上させた省エネ接合が可能なはんだ材及びろう材、及びそれらを用いた接合方法の提供すること。【解決手段】近赤外線照射を利用した接合に於いて、被照射体である接合材のはんだ材やろう材の表面に加工を施して、照射される近赤外を効率よく吸収することにより、接合材であるはんだ材やろう材の溶融速度を速め、短時間で接合を終了させることが可能となる。例えば、表面加工としては、黒色等に着色する加工、及び当該接合材表面に近赤外線を吸収する成分を直接又は間接的に塗布又は付着等させる方法等が可能である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
近赤外線照射を利用した接合方法に於いて、当該接合材の表面に加工を施し、近赤外線の吸収を高め、溶解時間を短縮したことを特徴とする接合材。
【請求項２】
接合材の表面加工に於いて、当該接合材の表面に着色したことを特徴とする請求項１記載の接合材。
【請求項３】
表面色が黒及び黒褐色であることを特徴とする請求項２記載の接合材。
【請求項４】
接合材表面に近赤外線を吸収する物質を塗布又はコーティングし、近赤外線の吸収を高め、溶解時間を短縮させたことを特徴とする請求項１記載の接合材。
【請求項５】
ろう材であることを特徴とする請求項１乃至請求項４記載の接合材。
【請求項６】
はんだ材であることを特徴とする請求項１乃至請求項４記載の接合材。
【請求項７】
はんだ材が鉛フリーはんだ材であることを特徴とする請求項６記載の接合材。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７記載の表面加工を施した接合材を用い、且つ近赤外線照射装置を用いた接合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、近赤外線を利用した接合に用いる接合材に関し、詳しくは、はんだやろう材の表面に加工等を施し、近赤外線照射を用いた接合時に溶融が早くなるはんだやろう材等の金属接合材及び当該接合材を用いた接合方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子機器のはんだ接合は、フロー方式やリフロー方式等によって行われている。また、ガス器具、冷凍機、各種熱交換器電気部品、配管等のろう付けは、トーチろう付け法、炉中ろう付け法、高周波ろう付け法等により行われている。
はんだ接合やろう付けに於いても、近年、地球環境保護や節電、省エネに着目された近赤外線照射を利用した接合方法が注目されている。
【０００３】
近赤外線を利用した接合方法とは、波長が０．７μｍから３μｍの近赤外線を接合材に照射して、接合材を溶解し、金属同士や電子機器の接合を行う方法であり、近赤外線照射機能を有した接合装置が提供されている。
そして、最近では、近赤外線照射による接合装置は、省エネ効果を更に追求し、種々工夫されたものも市場に提供されている。
【０００４】
しかし、最近の社会情勢より、近赤外線照射を利用した接合に於いても、更なる省エネ効果が求められ、接合材が短時間で溶融し、作業効率の向上が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−４１９５６号公報
【特許文献２】特開２００８−４９３７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、近赤外線照射等による接合に於いて、はんだ材やろう材を短時間で溶融させて、作業効率を向上させた省エネ接合が可能なはんだ材及びろう材、及びそれらを用いた接合方法の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】
本発明者は、上記目的を達成すべく鋭意検討を重ねた結果、近赤外線照射を利用した接合に於いて、はんだ材やろう材といった接合材の表面を加工することによって、当該接合材の近赤外線吸収による温度上昇を助け、当該接合材が短時間で溶融することを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち本発明は、近赤外線照射を利用する接合に於いて、被照射体である接合材のはんだ材やろう材の表面に加工を施して、照射される近赤外を効率よく吸収することにより、接合材であるはんだ材やろう材の溶融速度を速め、短時間で接合を終了させることを可能とした。
本発明の接合材の表面に施す加工としては、黒色等に着色する加工、及び当該接合材表面に近赤外線を吸収する成分を直接又は間接的に塗布又は付着等させる方法が例示できる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、近赤外線照射を利用した接合に於いて、接合材を効率よく短時間で溶融させ、接合時間の短縮が可能となるばかりでなく、被接合物への負担軽減や近赤外線照射を利用した接合装置に使用する電力等のエネルギーも省力化も期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】表面加工した状態を示すりん銅ろうの写真。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明について詳細に説明する。
従来、はんだ材は、電子機器の接合に広く使用され、近年では地球環境に配慮した鉛を含まない鉛フリーはんだ材が多く使用され、フロー方法やリフロー方法、レーザー照射による方法等の接合方法が用いられている。
一方、ろう材は、ガス器具、冷凍機、各種熱交換器電気部品、配管等の接合に使用され、トーチろう付け法、炉中ろう付け法、高周波ろう付け法等の接合方法が用いられている。
そして、近赤外線照射を利用した接合方法は、はんだ材及びろう材に適応が可能であり、特にろう材に於いて、使用が広まっている。
【００１２】
近赤外線照射を利用した接合方法をより省エネするには、近赤外線を被照射体（接合材）に効率よく照射し、接合材の溶融を短時間で行えるようにすることが重要であるが、接合材に加工を行い、近赤外線の吸収を向上させて、溶融速度を速める技術の公開は例示されていないのが現状である。
特許文献１及び２で例示した技術は、接合材の融点を低くするために銀を含有させてものやクラッド材として加工することにより、作業性向上を目的とするものであり、近赤外線照射による接合に於いて時間短縮効果は期待できないこともあり、本発明が求められていた。
【００１３】
本発明では、近赤外線照射による接合方法の時間短縮を目的として、接合材の表面を加工して、接合時に接合材が近赤外線を効率よく吸収して、当該接合材が短時間で溶融できるようにしたことが特徴である。
【００１４】
接合材の表面を加工する方法としては、近赤外線を吸収する効果を有すれば特に制限はなく、はんだ材やろう材と直接反応させる方法として、水酸化ナトリウム液等のアルカリによる処理、塩酸等の酸処理の他、近赤外線吸収効果のある物資を塗布する方法、近赤外線吸収効果を有する物質を含有させたシートや高分子等を接合材表面に塗布又はコーティングする方法等が例示できる。
【００１５】
次に、本発明の内容を具体的に説明する。
本発明に使用可能な接合材の種類は、本発明の効果を有する範囲に於いて、特に制限はなく、はんだ材やろう材が例示でき、はんだ材であれば環境保護の視点より鉛フリーはんだ材が好ましく、ろう材であればりん銅ろうが好ましい。
【００１６】
本発明の接合材表面加工方法は、本発明の効果を有する範囲に於いて、特に制限はなく、接合材表面に直接反応させて近赤外線吸収効果を向上させる方法としては、水酸化ナトリウム水溶液や水酸化カリウム水溶液に接合材を浸漬させて、接合材の表面反応を発生させて、当該接合材表面を黒色や黒褐色等に加工する方法や、同様に硝酸や塩酸溶液に浸漬させる方法が提案可能である。
また、各溶液の濃度と浸漬時間は、接合材表面が変色して、近赤外線吸収効果が向上すれば特に制限はない。
【００１７】
そして、上記以外の本発明の接合材表面加工方法として、近赤外線を吸収する効果を有する物質を塗布又はコートする方法が提案可能である。
先ず、接合材に直接塗布する方法として、チオール系やオニウム系色素、有機ホウ素化合物等の近赤外線級数効果を有する物質を直接又は溶剤に溶解又は分散させた後、塗布する方法が提案可能である。
次に、上記例示した近赤外線吸収効果を有する物質を高分子等に含有させた後、直接又はフィルム状等に加工後、当該接合材にコーティングする方法等が提案可能である。いずれの方法も、近赤外線吸収の効果を有する範囲で、塗布量や塗布方法に制限はない。
【００１８】
本発明の近赤外線を照射方法に関して、本発明の効果を有する範囲に於いて特に制限はなく、近赤外である０．７〜３μｍの波長の光を発する装置であれば問題なく、接合材を溶融する出力を有する市販の装置で構わない。
【００１９】
更に、りん銅ろうを具体例として、本発明の接合材の表面加工について以下に説明する。
リン７．０重量％残部銅からなる棒状りん銅ろうを用いて、当該りん銅ろうの片側から中央部まで５．０％水酸化ナトリウム水溶液に常温で約１０分間浸漬させた後、水洗して室温に放置し、自然乾燥させた。その試料の状態を図１に示す。
【００２０】
図１より、２で示す表面未処理の箇所は淡褐色の処理前のりん銅ろうの状態そのままで、３で示す５．０％水酸化ナトリウム水溶液に浸漬処理した箇所は表面が黒色に変色していることがわかる。
この表面加工は、本発明の効果を有する範囲に於いてりん銅ろうの母材を加工しても、又はりん銅ろうをリングやシート状に加工した後に行っても構わない。
【００２１】
そして、近赤外線照射による方法により、図１の表面加工部の状態の本発明品を用いることで、りん銅ろうが短時間で溶解して、接合作業が短時間で終了することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
本発明の接合材表面加工は、簡易な方法で表面処理が可能であり、近赤外線を効率よく吸収して接合材の溶解時間の短縮が可能になるため、近赤外照射を利用した接合方法に於いて、作業効率が向上するばかりでなく省エネ効果も期待できる。
【符号の説明】
【００２３】
１  りん銅ろう
２  未加工表面
３  加工表面
【図１】
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