(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
合金組成中に鉛成分を含まない鉛フリーはんだとしてその組成中に錫と銀とを含む鉛フリーはんだを供給するためのはんだ供給手段と、上記はんだを溶融させてはんだ付けするための鏝先を備えたはんだ鏝とを有し、上記鏝先に、当該はんだ付けに使用可能な各種鉛フリーはんだの組成中に共通に含まれる合金成分である錫と銀のみからなる鉛フリーのはんだ材料が、予め予備はんだとして塗布されていることを特徴とするはんだ付け装置。
【請求項２】
合金組成中に鉛成分を含まない鉛フリーのはんだとしてその組成中に錫と銀とを含む鉛フリーはんだを溶融させてはんだ付けするための鏝先を有し、該鏝先に、当該はんだ付けに使用可能な各種鉛フリーはんだの組成中に共通に含まれる合金成分である錫と銀のみからなる鉛フリーのはんだ材料が、予め予備はんだとして塗布されていることを特徴とするはんだ鏝用ビット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品などをはんだ付けするのに使用されるはんだ付け装置と、それに使用されるはんだ鏝用ビットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品等のはんだ付けを行うはんだ付け装置には、はんだ鏝を手に持ってはんだ付けを行う手動式のものや、はんだ付けロボットのアームにはんだ鏝を取り付けて機械的にはんだ付け作業を行う自動式のものなどがある。これらのはんだ付け装置においては、糸状はんだやクリーム状はんだをはんだ鏝の鏝先やはんだ付けポイント等に向けて順次供給しながら、加熱された上記鏝先でこれらのはんだを溶融させてはんだ付けを行う。その際、はんだに対する鏝先の濡れ性を良くしたり鏝先の錆を防いではんだ付け精度を高めるため、鏝先のはんだと接触する部分には通常、予備はんだとして予めはんだ材料が塗布されている。
【０００３】
一方、はんだ付けに使用されるはんだは、一般に錫（Ｓｎ）を主成分とする合金からなっていて、成分や配合比の異なるものが多種類あり、それらがはんだ付け対象やはんだ付け条件等によって適宜使い分けられている。
【０００４】
ところが、従来のはんだ付け装置においては、通常、はんだ鏝の鏝先に錫と鉛（Ｓｎ−Ｐｂ）を主成分とするはんだ材料を予備はんだとして塗布し、このはんだ鏝を、予備はんだとは成分の異なるはんだを用いたはんだ付けに共通に使用していた。例えば上記はんだ鏝を、合金組成中に鉛成分を含まない鉛フリーのはんだを用いたはんだ付けにも使用していた。この結果、予備はんだから溶け出した鉛成分がはんだ付けした部分に不純物として混入し、はんだ付けの精度や強度を低下させるという問題を生じていた。特に、鉛フリーのはんだではんだ付けした部分に鉛成分が微量でも混入すると、その部分の機械的強度や温度に対する耐久性が著しく低下し、振動や温度変化によって亀裂が入ったり、温度上昇によりはんだが溶けて接合部分が剥離するといった現象が発生し易くなる。このような現象は、例えば自動車のエンジンルームのような振動や高温にさらされ易い環境下にある部品をはんだ付けする場合に特に発生し易い。
【０００５】
上述したような問題は、鉛フリーのはんだ材料からなる予備はんだを施したはんだ鏝を使用して、鉛フリーのはんだによるはんだ付けを行う場合でも起こり得ると考えられる。即ち、例えば錫と銀と銅（Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ）からなる鉛フリーのはんだ材料で予備はんだを施したはんだ鏝を、錫と銀（Ｓｎ−Ａｇ）からなる鉛フリーのはんだによるはんだ付けに使用するような場合に、予備はんだから溶け出した銅成分がはんだ付け部分に不純物として混入することになるからである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の技術的課題は、鏝先に施した予備はんだから異種成分が溶け出してはんだ付け部分に不純物として混入するのを防止し、不純物の混入によるはんだ付け精度の低下や強度の低下といった従来の問題点を解消することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明によれば、合金組成中に鉛成分を含まない鉛フリーはんだとしてその組成中に錫と銀とを含む鉛フリーはんだを供給するためのはんだ供給手段と、上記はんだを溶融させてはんだ付けするための鏝先を備えたはんだ鏝とを有し、上記鏝先に、当該はんだ付けに使用可能な各種鉛フリーはんだの組成中に共通に含まれる合金成分である錫と銀のみからなる鉛フリーのはんだ材料が、予め予備はんだとして塗布されていることを特徴とするはんだ付け装置が提供される。
【０００８】
また、本発明によれば、合金組成中に鉛成分を含まない鉛フリーのはんだとしてその組成中に錫と銀とを含む鉛フリーはんだを溶融させてはんだ付けするための鏝先を有し、該鏝先に、当該はんだ付けに使用可能な各種鉛フリーはんだの組成中に共通に含まれる合金成分である錫と銀のみからなる鉛フリーのはんだ材料が、予め予備はんだとして塗布されていることを特徴とするはんだ鏝用ビットが提供される。
【０００９】
このような本発明によれば、鏝先に施される予備はんだに、はんだ付けに使用可能な各種鉛フリーはんだの組成中に共通に含まれる合金成分である錫と銀のみからなる鉛フリーのはんだ材料を使用したので、はんだ付け時に上記予備はんだが溶け出しても、その中の成分がはんだ付け部位に不純物として混入することがなく、不純物の混入によるはんだ付け精度の低下や強度の低下を確実に防止することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は本発明をはんだ付けロボットによる自動式のはんだ付け装置に適用した場合を例示するもので、図中１ははんだ付けロボットのアーム、２は該アーム１に着脱自在に取り付けられたはんだ鏝、３は該はんだ鏝２の鏝先６に糸状はんだ４を供給するためのはんだ供給手段を示している。
【００１１】
上記糸状はんだ４は、合金組成中に鉛成分を含まない鉛フリーのはんだであって、その合金成分として、錫（Ｓｎ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、ビスマス（Ｂｉ）、金（Ａｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、亜鉛（Ｚｎ）等が使用される。具体的な幾つかの例をあげると、Ｓｎ− 3.5Ａｇ、Ｓｎ− 3.5Ａｇ−0.75Ｃｕ、Ｓｎ−(2〜3.5)Ａｇ− 3.6Ｂｉ、Ｓｎ− 0.7Ｃｕ＋α（α＝Ａｇ，Ａｕ，Ｎｉ）、Ｓｎ−57Ｂｉ− 2Ａｇ、Ｓｎ− 8Ｚｎ− 3Ｂｉなどの組成を有する合金がはんだ材料として用いられる。なお、上記各組成中における錫の配合割合は表示が省略されているが、１００から他の合金成分の配合割合を差し引いた数であることはいうまでもないことである。また、各はんだにおける合金成分の配合割合は上記の例に限られものではなく、これ以外の配合割合であっても良い。
【００１２】
上記はんだ鏝２は、その外周を覆うスレンレス製のパイプ８の内部に電気発熱式のヒーターを内蔵すると共に、該ヒーターからの熱をはんだ４に伝える銅製のビット５（図２）を交換可能に取り付けたもので、該ビット５の先端に上記鏝先６が形成され、この鏝先６が上記パイプ８の先端から外部に突出している。
【００１３】
上記ビット５は、図２から分かるように、円柱形をした胴部７と、はんだ付け条件に適合する形状に加工された上記鏝先６とからなるもので、図３に示すように、銅１０の外表面に耐腐食性を高めるための鉄メッキ層１１と、はんだを付着しにくくするためのハードクロムコーティング層１２と、耐熱性の向上とクロムコーティング層１２の保護とを行うためのセラミックコーティング層１３とを、順次積層状態に被設することにより形成されている。そして、上記鏝先６におけるはんだ４と接触する濡れ面の部分には、上記クロムコーティング層１２とセラミックコーティング層とを被設することなく鉄メッキ層１１のみを被設し、この鉄メッキ層１１の上に、防錆を主目的とした予備はんだ１４が、鉛フリーのはんだ材料を塗布することにより施されている。この予備はんだ１４の上には、目印のための着色被膜１５を施しておくことが望ましい。
【００１４】
上記セラミックコーティング層１３としては、例えば珪素やアルミナ等の素材が使用されるが、このセラミックコーティング層１３は必ずしも必要ではなく、クロムコーティング層１２が施されていれば保護効果は十分に得られる。
【００１５】
一方、上記予備はんだ１４には、はんだ付けに使用される上記鉛フリーのはんだ４と同種の合金成分からなるはんだ材料が使用されている。この場合、はんだ付け用のはんだ４と全く同じ合金組成（合金成分及び配合比）を有するはんだ材料を使用しても、合金成分は同じでそれらの配合比が異なるはんだ材料を使用しても、あるいは、上記はんだ４の組成中に含まれる幾つかの合金成分により形成されたはんだ材料を使用しても良い。要するに上記予備はんだ１４には、はんだ付け用の鉛フリーはんだ４の合金組成中の少なくとも一部の合金成分と同種の合金成分からなるはんだ材料を使用すれば良いのである。例えば、合金組成がＳｎ− 3.5Ａｇや、Ｓｎ− 3.5Ａｇ−0.75Ｃｕ、Ｓｎ− (2 〜3.5)Ａｇ− 3.6Ｂｉ、あるいはＳｎ−57Ｂｉ− 2Ａｇといった鉛フリーのはんだ４を使用してはんだ付けする場合、予備はんだ１４は、それらと同じ組成のはんだ材料を用いて形成するか、又は同じ成分で配合比の異なるはんだ材料を用いて形成するのが望ましいが、Ｓｎ− 3.5Ａｇのように上記各はんだに共通に含まれる合金成分からなるはんだ材料を共通に用いて形成することもできる。
【００１６】
このように、予備はんだ１４にはんだ付け用のはんだ４と同種の合金成分を使用するのは、はんだ付け時に上記予備はんだ１４が溶け出した際に、使用中のはんだ４に含まれていない異種の合金成分がはんだ付け部位に不純物として混入するのを防ぐためであり、これにより、不純物の混入によるはんだ付け精度の低下や強度の低下が確実に防止される。
【００１７】
また、上記はんだ供給手段３は、はんだ鏝２に支持金具１７で角度調整自在に取り付けられた供給ノズル１８を有し、この供給ノズル１８を通じて鏝先６に鉛フリーの糸状はんだ４を供給するものである。
【００１８】
上記構成を有するはんだ付け装置において、供給ノズル１８から鉛フリーの糸状はんだ４がはんだ鏝２の鏝先６に供給されると、この糸状はんだ４は鏝先６により溶融され、その溶融はんだで電子部品等がプリント基板上にはんだ付けされる。このとき、鏝先６に予め施してある予備はんだ１４が溶け出しても、この予備はんだ１４は、はんだ付け用のはんだ４と同種の合金成分を有しているため、使用中のはんだ４に含まれていない異種の合金成分がはんだ付け部位に不純物として混入することがなく、はんだ付け精度の低下や強度の低下が防止される。
【００１９】
上記実施例では、はんだ付けロボットによる自動式のはんだ付け装置が示されているが、本発明は、はんだ鏝を手に持ってはんだ付けを行う手動式のはんだ付け装置にも適用することができる。
また、はんだ供給手段は、糸状はんだを供給するタイプのものに限らず、クリーム状はんだを供給するタイプのものであっても良い。
【００２０】
【発明の効果】
このように本発明によれば、鏝先に施される予備はんだに、はんだ付けに使用される鉛フリーはんだにおける少なくとも一部の合金成分と同種の合金成分からなる鉛フリーのはんだ材料を使用したので、はんだ付け時に上記予備はんだが溶け出しても、それがはんだ付け部位に不純物として混入することがなく、はんだ付け精度の低下や強度の低下が確実に防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るはんだ付け装置の１実施例を示す側面図である。
【図２】ビットの部分破断側面図である。
【図３】図２の要部拡大断面図である。
【符号の説明】
２    はんだ鏝
３    はんだ供給手段
４    はんだ
５    ビット
６    鏝先
１４    予備はんだ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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