(57)【要約】【課題】比較的変形しやすい微細な、ペレット状のはんだ材をなす金属片を、重なりや変形を生じさせることなく、多量に乾燥させることの可能な、はんだ材をなす金属片の乾燥方法及びその乾燥装置の提供。【解決手段】個々の網目が金属片を通過させない大きさに形成された網目状の底面部を有し、底面部の径に比べて高さの低い、上部が開口した円筒形状の乾燥槽１の底面部に金属片を投入し、乾燥槽を、所定の傾斜角Ａ傾けた状態で、円筒形状の軸を中心として所定の回転速度で回転させ、かつ、回転する乾燥槽に対し、所定振動数で微振動を加える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
はんだ材をなす金属片の乾燥方法において、個々の網目が前記金属片を通過させない大きさに形成された網目状の底面部を有し、前記底面部の径に比べて高さの低い、上部が開口した円筒形状の乾燥槽の前記底面部に前記金属片を投入し、前記乾燥槽を、所定の傾斜角で傾けた状態で、前記円筒形状の軸を中心として所定の回転速度で回転させ、かつ、回転する前記乾燥槽に対し、所定振動数で微振動を加えることを特徴とする、はんだ材をなす金属片の乾燥方法。
【請求項２】
乾燥処理を行う際に、更に、前記乾燥槽の前記底面部に投入された前記金属片に対し、上下方向から乾燥した温風を供給することを特徴とする請求項１に記載のはんだ材をなす金属片の乾燥方法。
【請求項３】
前記温風の温度が３０℃〜８０℃であることを特徴とする請求項１又は２に記載のはんだ材をなす金属片の乾燥方法。
【請求項４】
前記乾燥槽の傾斜角が１０°以上５０°以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のはんだ材をなす金属片の乾燥方法。
【請求項５】
乾燥対象とする前記金属片として、揮発性の成分のみからなり、且つ、引火点が１０℃以上７０℃以下の揮発性の成分を主成分とする加工用油を用いて加工された金属片を用いることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のはんだ材をなす金属片の乾燥方法。
【請求項６】
前記揮発性加工用油が、パラフィン類、及び／またはオレフィン類を主成分とすることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のはんだ材をなす金属片の乾燥方法。
【請求項７】
個々の網目がはんだ材をなす金属片を通過させない大きさに形成された網目状の底面部を有し、前記底面部の径に比べて高さの低い、上部が開口した円筒形状の乾燥槽と、
前記乾燥槽を、投入される前記金属片を前記底面部に載置した状態に維持しうる、所定の傾斜角で傾けた状態で、前記円筒形状の軸を中心として所定の回転速度で回転させる回転手段と、
回転する前記乾燥槽に対し、所定振動数で微振動を加える微振動付与手段と、
を有することを特徴とする、はんだ材をなす金属片の乾燥装置。
【請求項８】
前記回転槽を、５ｒｐｍ以上１０ｒｐｍ以下の回転速度で回転させることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のはんだ材をなす金属片の乾燥方法。
【請求項９】
回転する前記回転槽に対し、１０Ｈｚ以上５０Ｈｚ以下の振動数で微振動を加えることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のはんだ材をなす金属片の乾燥方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、はんだ材をなす金属片の乾燥方法に関し、特に圧延及びプレススタンピング後のペレット状はんだ材の乾燥方法及びその乾燥装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器等の小型化が進んでおり、それに使用される部材も小型化が進み、微細化、高精細化が求められている。電子部品等の接合用として幅広く使用されているＰｂ系やＳｎ系などの、はんだ材もその一つである。はんだ材は、ボール状、ワイヤ状、リボン状、シート状、ペレット状など様々な形状で使われている。その中でも、電子部品の形状に対応したペレット状はんだ材が多く用いられている。
【０００３】
ペレット状はんだ材は、一般に、圧延機で薄くシート状に圧延された後、プレス用金型を用いたプレススタンピングにより連続して打抜き成形される。
【０００４】
ところで、圧延の際は、圧延ロールによる、はんだ材の変形や摩耗により、また、プレススタンピングの際は、金型構造内部の摺動部（パンチ、ストリッパーガイド、ダイ）や、はんだ材の打抜き部位に、打抜き応力及び摩擦運動が繰返されることにより、はんだ材に熱が発生してしまう。そして、はんだ材に発生した熱を十分に下げることなく、そのまま圧延やスタンピングを継続すると、はんだ材や、金型、パンチの温度が上昇してしまい、はんだ材の表面が酸化し、かつ、酸化が進行し易くなってしまう。その結果、はんだ材の表面が劣化するだけでなく、表面の酸化により脆くなった、はんだ材の一部が粉状になって剥離し、はんだ材の表面に付着したり、圧延ロールの表面や金型のパンチ及びダイの切れ刃に付着堆積してしまったりする。圧延ロールの表面等に付着した、はんだ酸化物粉は、製品となる、はんだ材の表面に再付着して平滑性や清浄性を悪化させたり、切断形状の直線性が維持できなかったりするなど、はんだ材の特性や精度に悪影響を与えてしまう。また、はんだ酸化物粉が金型のダイ内部に詰まると、パンチ及びダイの破損が発生したり、金型の切断精度を低下させたりして、製品寿命が短縮するおそれがある。また、破損等が生じなくとも、摩擦が大きくなり金型の摺動部の温度が上昇し易くなり、パンチとストリッパーが焼付き破損するなどの問題が発生するおそれがある。そして、このような問題が発生すると、生産性を上げるための高速度の連続稼働ができなくなるおそれがある。
【０００５】
そこで、このような事態の発生を抑制するため、一般に、ペレット状はんだ材の加工をする際には、加工用油を供給しながら圧延やスタンピングを行うことにより、加工用油の熱伝導による冷却効果を利用して摩擦熱の上昇を抑制している。また、加工用油の種類によっては、ペレット状はんだ材の表面に加工用油の膜が形成されることにより、ペレット状はんだ材の表面の酸化を抑制する効果が得られる場合もある。
【０００６】
このように、ペレット状はんだ材を得るには、加工用油を用いて圧延やスタンピングすることが一般的である。はんだ材の加工用油には、鉱物系の油（例えば、灯油）に植物系の油（例えば、なたね油）を混合した加工用油が多く用いられているが、その場合、はんだ材をペレット状に加工後に脱脂（加工用油を除去）する必要がある。従来、はんだ材をペレット状に加工後の脱脂方法としては、一般的には、例えば、特許文献１に開示されるような、有機溶剤によって潤滑油を除去し、その後、有機溶剤を乾燥する方法が用いられている。しかしながら、ペレット状はんだ材から加工用油等を除去後の、ペレット状はんだ材の乾燥に関しては、従来、詳細な技術は開示されていない。一般には、ペレット状はんだ材を、そのまま静置して自然乾燥させるか、特許文献２に記載されているように、更に、真空環境下で乾燥効率を上げる方法などが用いられている。なお、ペレット状はんだ材とは異なり、対象物が大きく硬い材料等の変形しにくい金属片であれば、公知のロータリーキルンを用いて乾燥効率を上げる方法を用いることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭６４−０４８８９６号公報
【特許文献２】特開２０１１−１０４６３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
電子部品の微細化は、高級品から汎用品へと使用範囲が広がってきており、その使用量も増大している。それに伴い、その電子部品に用いる各種の微細な金属片の生産量も増え、かつ対象電子部品が小さいため、この金属片のサイズ等にはそれぞれ高い精度が求められている。接合部材である、はんだ材も例外では無く、微細化と同時に高精度なサイズや、接合精度の向上が求められている。そのため、はんだ材を加工する際のバラツキの一因となり、かつ接合界面に存在して接合性を悪化させる一因となる、異物の発生を抑制させるために、はんだ材の表面酸化を抑制して、異物となる酸化物粉の発生を抑えるための、高品質のはんだ材を製造する技術が求められている。具体的には、ペレット状はんだ材の表面酸化を抑え、かつ、変形量が少なく、要求サイズに沿ったペレット状はんだ材を製造することが求められている。
【０００９】
このような微細なペレット状はんだ材を製造する場合、加工に加工用油を用いるのは必須であり、加工後にペレット状はんだ材表面に付着している加工用油等を除去する必要がある。加工後のペレット状はんだ材表面に付着している加工用油等の除去方法としては、例えば、上述のように有機溶剤で加工用油を除去した後に、ペレット状はんだ材に付着している有機溶剤を乾燥する方法がある。加工後におけるペレット状はんだ材の乾燥方法としては、静置による乾燥が従来多く用いられているが、そのような方法で微細かつ多量のペレット状はんだ材を乾燥すると、微細なペレット状はんだ材同士が乾燥時に重なってしまい易く、重なったままの状謡で乾燥されることにより、例えば通常の２倍の厚みのペレット状はんだ材が形成されてしまうおそれがある。このような、通常よりも厚みの大きな、はんだ材を微細な電子部品の接合に供給すると、はんだ材を溶融したときに、過剰な、はんだ材が流れ出して配線の短絡等に繋がり不具合の発生原因となる。
【００１０】
ペレット状はんだ材の重なりを防止し、効率的に乾燥させる方法としては、例えば上述したロータリーキルンを用いる方法が考えられるが、比較的柔らかいペレット状はんだ材に、この方法を用いると、ロータリーキルンの回転により上部に移動させられた乾燥中のペレット状はんだ材が、ロータリーキルンの内部側面からの落下によって受ける衝撃が大きく、ペレット状はんだ材が変形してしまうおそれがある。ペレット状はんだ材が変形すると、ペレット状はんだ材を電子部品の接合箇所に配置したときの位置精度が悪く、かつ溶融時に気泡を取り込みやすくなってしまい、不具合の発生原因となる。
【００１１】
本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、比較的変形しやすい微細なペレット状はんだ材をなす金属片を、重なりや変形を生じさせることなく、多量に乾燥させることの可能な、はんだ材をなす金属片の乾燥方法、及びその乾燥装置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】
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明による、はんだ材をなす金属片の乾燥方法は、個々の網目が前記金属片を通過させない大きさに形成された網目状の底面部を有し、前記底面部の径に比べて高さの低い、上部が開口した円筒形状の乾燥槽の前記底面部に前記金属片を投入し、前記乾燥槽を、所定の傾斜角で傾けた状態で、前記円筒形状の軸を中心として所定の回転速度で回転させ、かつ、回転する前記乾燥槽に対し、所定振動数で微振動を加えることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の、はんだ材をなす金属片の乾燥方法においては、乾燥処理を行う際に、更に、前記乾燥槽の前記底面部に投入された前記金属片に対し、上下方向から乾燥した温風を供給するのが好ましい。
【００１４】
また、本発明の、はんだ材をなす金属片の乾燥方法においては、前記温風の温度が３０℃〜８０℃であるのが好ましい。
【００１５】
また、本発明の、はんだ材をなす金属片の乾燥方法においては、前記乾燥槽の傾斜角が１０°以上５０°以下であるのが好ましい。
【００１６】
また、本発明の、はんだ材をなす金属片の乾燥方法においては、乾燥対象とする前記金属片として、揮発性の成分のみからなり、且つ、引火点が１０℃以上７０℃以下の揮発性成分を主成分とする加工用油を用いて加工された金属片を用いるのが好ましい。
【００１７】
また、本発明の、はんだ材をなす金属片の乾燥方法においては、前記揮発性加工用油がパラフィン類、及び／またはオレフィン類を主成分とするのが好ましい。
【００１８】
また、本発明による、はんだ材をなす金属片の乾燥装置は、個々の網目がはんだ材をなす金属片を通過させない大きさに形成された網目状の底面部を有し、前記底面部の径に比べて高さの低い、上部が開口した円筒形状の乾燥槽と、前記乾燥槽を、投入される前記金属片を前記底面部に載置した状態に維持しうる、所定の傾斜角で傾けた状態で、前記円筒形状の軸を中心として所定の回転速度で回転させる回転手段と、回転する前記乾燥槽に対し、所定振動数で微振動を加える微振動付与手段と、を有することを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の、はんだ材をなす金属片の乾燥方法においては、前記回転槽を、５ｒｐｍ以上１０ｒｐｍ以下の回転速度で回転させるのが好ましい。
【００２０】
また、本発明の、はんだ材をなす金属片の乾燥方法においては、回転する前記回転槽に対し、１０Ｈｚ以上５０Ｈｚ以下の振動数で微振動を加えるのが好ましい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、微細な、ペレット状はんだ材をなす金属片を、重なりや変形を生しさせることなく、多量に乾燥処理することができる。その結果、微細なペレット状のはんだ材の最終製品の生産効率を向上させ、かつ、重なりにより所定のサイズより厚くなったり、変形したりするなどの異形状の発生を抑制し、そのような異形状のはんだ材による接合不良に起因する電子部品の不良の発生を減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の、はんだ材をなす金属片の乾燥方法に用いる乾燥槽の要部構造を概略的に示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
実施例の説明に先立ち、本発明のはんだ材をなす金属片の乾燥方法を含めた、最終製品としての、はんだ材の製造方法について説明する。
発明者は、プレススタンピングを用いたペレット状の、はんだ材をなす金属片を多量に製造する方法に関して鋭意研究探索した結果、スタンピングして得られた、はんだ材をなす金属片を、個々の網目が金属片を通過させない大きさに形成された網目状の底面部を有し、底面部の径に比べて高さの低い、上部が開口した円筒形状の乾燥槽の底面部に金属片を投入し、乾燥槽を、所定の傾斜角で傾けた状態で、円筒形状の軸を中心として所定の回転速度で回転させ、かつ、回転する乾燥槽に対し所定振動数で微振動を加えて乾燥することにより、はんだ材をなす金属片の表面の平滑性を損なうことなく、かつ、はんだ材をなす金属片同士が重なり合うことなく低コストで多量に処理できることを見出した。
以下、更に詳しく説明する。
【００２４】
＜金属片＞
本発明の乾燥方法の対象となる、はんだ材をなす金属片は、圧延及びプレススタンピングが可能な、はんだ材製造用の材料に対し、加工用油を用いて圧延及びプレススタンピング等の加工が施され、その後の乾燥工程を必要とするものであれば、特に限定されない。比較的柔らかいはんだ材をなす金属片に本発明の乾燥方法を用いると、生産効率等を格段に向上させることができる。はんだ材としては、従来のＰｂ系はんだ材に限らず、最近開発が行われているＰｂフリーはんだ材にも適用できる。
【００２５】
＜加工用油＞
本発明の乾燥方法に供する、はんだ材をなす金属片を加工する際に用いる加工用油は、特に限定されない。但し、揮発性の成分のみからなり、且つ、引火点が１０℃以上７０℃以下の揮発性の成分を主成分とする加工用油を用いると、はんだ材をなす金属片を加工後に洗浄する必要が無くなり、かつ、乾燥時間をより短縮できるため好ましい。揮発性の成分のみからなる加工用油であっても、引火点が１０℃未満である揮発性の成分を主成分とする加工用油を用いると、通常の加工条件下で揮発が短時間のうちに進行してしまうため、はんだ材をなす金属片を加工時に、大量の加工用油を使用する必要が生じて、製品コスト的に好ましくない上、プレススタンピング時の熱で揮発しすぎて潤滑性に劣り、はんだ材をなす金属片の表面が酸化するなどしてしまう場合があるため好ましくない。また、はんだ材をなす金属片は比較的柔らかいため、はんだ材をなす金属片の表面に傷が入るなどの不具合を生じる場合もある。また、加工用油の引火点が低すぎると、点火源が存在した場合に燃焼してしまうおそれがあるため、安全対策を十分に施す必要があり、管理面も含めた対応への負担が大きくなり好ましくない。また、揮発性の成分のみからなる圧延加工用油であっても、引火点が７０℃よりも高い揮発性の成分を主成分とする加工用油を用いると、揮発に時間がかかり過ぎて生産性が悪くなってしまい、揮発性加工用油を用いる効果が十分に得られない場合があるため好ましくない。加熱乾燥を行うことにより、揮発時間を短くすることは可能はであるが、加工用油を十分揮発させるために必要なエネルギーコストがかかってしまい、洗浄工程を省略する効果が十分得られなくなる。また、乾燥不十分のままの状態の、はんだ材を電子部品の接合に使用した場合、揮発せずに残留している加工用油が、ボイド発生による接合性悪化などの要因となってしまう場合があるため好ましくない。
【００２６】
このような揮発性を伴う加工用油としては、主成分がパラフィン系炭化水素および／またはオレフィン系炭化水素であるのが好ましい。その際、常温で液体状態である炭素数８〜１１のパラフィン系炭化水素および／またはオレフィン系炭化水素であるのが好ましい。炭素数が７以下で液体状のパラフィン系炭化水素および／またはオレフィン系炭化水素は、引火点が低く揮発しすぎる上、臭気の観点から好ましくない。臭気が強いと作業環境が悪化するため、局所排気設備を設けることが必要となり初期コストがかかる上、メンテナス費用もかかり好ましくない。炭素数が１２以上で液体状のパラフィン系炭化水素および／またはオレフィン系炭化水素は、揮発性に乏しく、完全除去までに時間がかかってしまうため好ましくない。なお、本発明の乾燥方法に用いる、乾燥対象とする、はんだ材をなす金属片に用いられる加工用油としては、主成分が炭素数９もしくは１０のパラフィン系炭化水素および／またはオレフィン系炭化水素であるのがより好ましい。
【００２７】
また、圧延加工と次工程のプレス加工に同一の加工用油を用いると、圧延加工後に加工用油を除去し、プレス加工用の潤滑剤を塗布する工程や時間を設ける必要がなくなり、最終製品まで効率良く製造することができるため好ましい。また、圧延加工とプレス加工に同一の加工用油を用いた場合は、最終製品の加工まで本発明の乾燥方法における乾燥対象となる、はんだ材をなす金属片の加工に用いる加工用油を、常に、はんだ材をなす金属片の表面に残留させた状態で加工でき、はんだ材をなす金属片の表面が大気に晒される可能性を極力低くることができ、はんだ材をなす金属片の表面酸化を効果的に抑制することができる。
【００２８】
＜乾燥処理＞
本発明の乾燥方法は、個々の網目が、はんだ材をなす金属片を通過させない大きさに形成された網目状の底面部を有し、底面部の径に比べて高さの低い、上部が開口した円筒形状の乾燥槽の底面部に、はんだ材をなす金属片を投入し、乾燥槽を、例えば、図１に示すように、所定の傾斜角Ａ°傾けた状態で、円筒形状の軸を中心として所定の回転速度で回転させ、かつ、回転する乾燥槽に対し、所定振動数で微振動を加える。更に、乾燥処理を行う際に、乾燥槽の底面部に載置された、はんだ材をなす金属片に対し、上下方向（図１に示す矢印Ｂ方向を参照）から乾燥した温風を供給する。この乾燥処理は、個々の網目が、はんだ材をなす金属片を通過させない大きさに形成された網目状の底面部を有し、底面部の径に比べて高さの低い、上部が開口した円筒形状の乾燥槽１と、乾燥槽１を、投入される金属片を底面部に載置した状態に維持しうる、所定の傾斜角で傾けた状態で、円筒形状の軸を中心として所定の回転速度で回転させる回転機構（図示省略）と、回転する乾燥槽に対し、所定振動数で微振動を加える微振動付与機構（図示省略）とを有する乾燥装置（図示省略）を用いて行う。乾燥装置は、上下方向から乾燥した温風を供給するための温風供給手段（図示省略）を備えている。乾燥温度、回転速度、傾斜角度は、乾燥する対象の金属種によって、後述する範囲内で、適宜選定する。
【００２９】
従来から用いられている静置乾燥は、大きな金属片を重なることなく少量乾燥するのには有効であるが、微細なペレット状はんだ材をなす金属片を多量に乾燥処理する際には、重なり部分を十分に乾燥させることができず、逆に、重なり部分に存在する加工用油等の液体成分が隙間から少しずつ抜けることにより、はんだ材をなす金属片同士が、より強固にくっついてしまう場合がある。ロータリーキルンを用いて乾燥させる方法は、静置乾燥に比べて効果的に重なりを解消することができる方法ではあるが、ロータリーキルンは、３６０度回転するロータリーキルンの内部側面とともに乾燥対象材料を真上近傍に移動させて、ロータリーキルンの内部側面から落下させることにより乾燥対象材料を効果的に乾燥させる。この方法をはんだ材をなす金属片に適用した場合、落下による衝撃により、はんだ材をなす金属片が変形してしまうおそれがあるため好ましくない。
【００３０】
しかるに、本発明では、個々の網目が、はんだ材をなす金属片を通過させない大きさに形成された網目状の底面部を有する、上部が開口した円筒形状の乾燥槽を用いたので、乾燥槽の内部に上下から乾燥空気を供給することができ、乾燥槽の内部に投入した、はんだ材をなす金属片の乾燥効率を上げることができる。また、乾燥槽に微振動を与えながら円筒形状の軸を中心として回転させるので、はんだ材をなす金属片が一旦跳ねて再度乾燥槽の底面部に接触する際に、接触面に横方向への力を瞬間的に加えることができる。はんだ材をなす金属片は、その形状から重なり合った面と平行な面が乾燥槽に接触する場合が多い。このため、微振動を与えながら円筒形状の軸を中心とする回転により、はんだ材をなす金属片が一旦跳ねて再度乾燥槽の底面部に接触する際に、瞬間的に加わる横方向への荷重により重なり部分がスライドし、はんだ材をなす金属片を変形させることなく重なりを解消することができる。また、乾燥槽に傾斜を持たせて円筒形状の軸を中心として回転させるので、はんだ材をなす金属片が、ロータリーキルンを用いる場合とは異なり、真上近傍から下部に向けて落下することなく、底面部に載置された状態を保持しながら乾燥槽内を３次元的に移動することとなり、はんだ材をなす金属片の表面に乾燥空気をより効果的に供給することができる結果、より効率的に乾燥することができる。
【００３１】
供給する乾燥空気は、高性能フィルターを介する等して清浄にした空気を用いる。また、乾燥空気は、温風を用いることが好ましい。温風の温度は、３０℃以上８０℃以下とするのが好ましい。更には、４０℃以上５０℃以下とするのがより好ましい。温風の温度が３０℃未満では、室温と大差がなく温風にする効果が得られないので好ましくない。温風の温度を８０℃より高くすると、特に柔らかいはんだ材をなす金属片を乾燥処理する場合、はんだ材をなす金属片が変形したり、はんだ材をなす金属片の表面が酸化したりし易くなってしまうため好ましくない。
【００３２】
乾燥槽の回転速度は、５ｒｐｍ以上１０ｒｐｍ以下とするのが好ましい。５ｒｐｍ未満にすると回転速度が遅すぎて、はんだ材をなす金属片に加わる横方向の荷重が低過ぎて、十分に重なりを解消できないため好ましくない。１０ｒｐｍより速くすると、はんだ材をなす金属片が遠心力により乾燥槽の内部側面に集まってしまい、効率的な乾燥が出来なくなってしまう場合があるため好ましくない。
乾燥槽の傾斜角は、乾燥槽の底面部を水平にした状態を０°と規定した場合、１０°以上５０°以下とするのが好ましい。乾燥槽の傾斜角を１０°未満にすると、はんだ材をなす金属片が乾燥槽内を移動し難く、乾燥槽を傾斜する効果が得られ難いため好ましくない。乾燥槽の傾斜角を５０°よりも大きくすると、乾燥槽の底面部の傾斜がきつくなりすぎ、はんだ材をなす金属片が落下し易くなってしまい、乾燥槽の底面部に留まって上方に移動させ難くなり、十分に乾燥され難くなるため好ましくない。また、回転速度を速くするなどして、強制的に乾燥槽内上部にまで、はんだ材をなす金属片を移動させた場合、乾燥槽上部から下部への落下距離が大きくなって、落下による衝撃が大きくなりすぎてしまい、はんだ材をなす金属片が変形してしまうおそれがあるため好ましくない。
【００３３】
乾燥槽に加える振動数は、１０Ｈｚ以上５０Ｈｚ以下が好ましい。乾燥槽に加える振動数を１０Ｈｚ未満にすると振動が弱すぎて、はんだ材をなす金属片が乾燥槽から十分には跳ね上がらず、重なり部分を解消するための振動を加えた効果が十分得られない場合があるため好ましくない。乾燥槽に加える振動数を５０Ｈｚよりも高くすると、振動が強すぎて必要以上に、はんだ材をなす金属片に衝撃が加わり、変形してしまうことがあるため好ましくない。
【００３４】
以下、本発明のはんだ材をなす金属片の乾燥方法の実施例について、最終製品としての、はんだ材の製造までの工程を通して説明する。なお、本発明は実施例に説明の方法に限定されない。
【実施例】
【００３５】
＜はんだ母合金の作製＞
原料として、それぞれ純度９９．９重量％以上のＰｂ、Ｓｎ、Ａｇ及びＣｕを用いて、Ｐｂ−５．０質量％Ｓｎ−２．５質量％Ａｇ、及びＳｎ−３．０質量％Ａｇ−０．５質量％Ｃｕの２種類の組成を有する、はんだ母合金を、高周波溶解を用いて、幅４５ｍｍ×厚さ５ｍｍ×高さ１５０±５ｍｍの板状に製造した。
次に、上記２種類の、はんだ母合金について、後述のように、圧延機でリボン状に圧延し幅４５ｍｍ×厚さ０．１ｍｍとした後、打抜き金型を用いたプレススタンピングを行い５．０ｍｍ角で、厚さ１００μｍのペレット品を作製した。このペレット品を用いて、下記の各種乾燥方法により、はんだ材の最終製品を作製し、その際のはんだ材の最終製品の評価として、表面の乾燥度合い、乾燥シミ度合い、重なり度合い、変形発生度合いを確認した。
以下、はんだ材の最終製品の製造工程、乾燥方法、各評価方法、及び、各試験に関して詳細に説明する。
【００３６】
＜圧延工程＞
板状のはんだ母合金をリボン状のはんだ材に圧延する方法として、冷間圧延方式を用いた。はんだ母合金を圧延機にセットし、加工用油を、はんだ母合金の表面に供給しながら圧延を行った。加工用油には、パラフィン系炭化水素のデカン（引火点４６℃、炭素数１０）を主成分とした揮発性の成分のみからなる油と、従来使用している、なたね油（引火点３１３〜３２０℃）と灯油（引火点４０〜６０℃）を混合した油の２種類を用いた。はんだ母合金の組成と加工用油の組合せを表１に示す。
【００３７】
【表１】
2017227400.tif 000003
【００３８】
＜プレススタンピング工程＞
上記圧延を行い得られたリボン状はんだ材を、打抜き金型を用いた連続プレススタンピングにて、５．０ｍ角、厚さが１００．０±１．０μｍ（以下、５ｍｍ角、と略す）のペレット状はんだ材にプレス加工した。プレススタンピングを行う際、加工用油として圧延工程で使用した加工用油と同じ加工用油を使用した。揮発性のあるパラフィン系の加工用油であるデカンを用いてプレススタンピングしたペレット状はんだ材は、そのまま乾燥工程に供した。従来から多く用いられている灯油と、なたね油を混合した加工用油を用いてプレススタンピングしたペレット状はんだ材は、表面に付着している加工用油を除去するため、有機溶剤であるジクロロメタンを用いて加工用油を除去した後、乾燥工程に供した。
【００３９】
＜乾燥工程＞
［乾燥方法１］
プレススタンピングにより得た５ｍｍ角のペレット状はんだ材を円筒状の乾燥槽の底面部に投入し、乾燥槽を、所定の傾斜角で傾けながら円筒形状の軸を中心として所定の回転速度で回転させ、かつ、回転する乾燥槽に対し、所定振動数で微振動を加え、更に乾燥槽の上下から温風を照射し乾燥を行う。具体的には、５ｍｍ角のペレット状はんだ材を、直径３０ｍｍで、個々の網目が個々のペレット状はんだ材を通過させない大きさに形成された網目状の底面部を有し、底面部の径に比べて高さの低い、上部が開口した円筒状の乾燥槽の底面部に投入し、乾燥槽を傾斜させ、２５Ｈｚの振動を加えながら、１０ｒｐｍの速度で円筒形状の軸を中心として回転させる。また、乾燥効率を上げるため、乾燥槽の上下方向から、高性能フィルターを介した清浄な空気を５０リットル／分の風量で供給する。なお、試験に応じて、乾燥槽の傾斜角度は、底面部が水平になる状態を０°として、１０°、３０°、５０°の３条件から選択した条件を用いる。また、供給する乾燥した温風は、表面にデカンが付着しているペレット状はんだ材を対象とする場合は、３０℃、６０℃、８０℃の３条件から選択した条件に加熱した空気を用い、表面にジクロロメタンが付着しているペレット状はんだ材を対象とする場合は、室温（２５℃）の空気を用いる。乾燥処理時間は、１０分間、２０分間、３０分間の３条件を用いる。
【００４０】
［乾燥方法２］
プレススタンピングにより得た５ｍｍ角のペレット状はんだ材を、円筒状の乾燥槽の底面部に投入し、乾燥槽の上下方向から温風を照射し乾燥を行う。具体的には、５ｍｍ角のペレット状はんだ材を、直径３０ｍｍで底部が網目状の円筒状の乾燥槽の底面部に投入し、乾燥槽を大気中に水平に静置した状態で、乾燥槽の上下方向から、高性能フィルターを介した清浄な空気を５０リットル／分の風量で供給する。なお、表面にデカンが付着しているペレット状はんだ材を対象とする場合は、６０℃に加熱した空気を用いる。また、表面にジクロロメタンが付着しているペレット状はんだ材の場合は、室温（２５℃）の空気を用いる。乾燥処理時間は、１０分間、２０分間、３０分間の３条件を用いる。
【００４１】
［乾燥方法３］
プレススタンピングにより得た５ｍｍ角のペレット状はんだ材を、円筒状の乾燥槽の底面部に投入し、乾燥槽を真空乾燥装置内の試料台に水平に静置する。乾燥処理の際、装置内を真空雰囲気にする他、ヒーターを用いて乾燥雰囲気の温度を６０℃に加熱して乾燥処理する。乾燥処理時間は、１０分間、２０分間、３０分間の３条件を用いる。
【００４２】
［乾燥方法４］
水平面から５°の傾斜角をつけた、１０００ｍｍ（全長）×１００ｍｍ（幅）のＳＵＳ製の乾燥台に、１００Ｈｚの振動を加えることによって、乾燥台の上部に投入した５ｍｍ角のペレット状はんだ材を少しずつ移動させながら乾燥させる。また、乾燥台には高性能フィルターを介した清浄な空気を、６０℃に加熱して５０リットル／分の風量で供給する。乾燥処理時間は、１０分間、２０分間、３０分間の３条件を用いる。
【００４３】
＜乾燥評価＞
事前に、Ｐｂ−５．０質量％Ｓｎ−２．５質量％Ａｇ、及びＳｎ−３．０質量％Ａｇ−０．５質量％Ｃｕの２種類の５ｍｍ角のペレット状はんだ材を、なたね油（引火点３１３〜３２０℃）と灯油（引火点４０〜６０℃）を混合した加工用油を用いた従来の製法で少量作製し、ジクロロメタンで洗浄した後、ペレット状はんだ材同士が重なることの無いように静置して乾燥させ、それぞれ１００個の十分に乾燥したペレット状はんだ材を製造した。この１００個のペレット状はんだ材の重量を、高精度電子天秤を使用して秤量し、基準重量とした。各試験で乾燥処理を行った後のペレット状はんだ材の実重量を測定し、個数の比率を用いて基準重量から算出した理想重量との重量差を算出した。重量差の算出は以下の計算式で行った。
［計算式１］
重量差（％）  ＝  実重量  ／  理想重量  ×  １００
重量差が±０．５％以内の場合は、十分乾燥できていると判断し、十分乾燥「○」とした。重量差が０．５％より大きく１％以内の場合は、測定誤差も考慮し、乾燥良好「△」とした。重量差が１％よりも大きい場合は、乾燥が十分できておらず、液体成分が残留していると判断し、乾燥不良「×」とした。
【００４４】
＜乾燥シミ評価＞
各試験で乾燥処理を行ったペレット状はんだ材から任意の１０個を取り出して、ペレット状はんだ材の表面に乾燥シミが発生していないか、実体顕微鏡（倍率×２）を使用して外観観察を行った。いずれのペレット状はんだ材の表面にも乾燥シミが観察されなかった場合を、乾燥シミ良好「○」とした。１個以上のはんだ材の表面に乾燥シミが観察された場合は、乾燥シミ不良「×」とした。
【００４５】
＜重なり評価＞
各試料で乾燥処理を行ったペレット状はんだ材から任意の１００個を取り出して、デジタルマイクロスコープを用いて重なりの有無の確認を行った。ペレット状はんだ材同士の重なりが１箇所も確認されなかった場合を、重なり無し「○」とした。ペレット状はんだ材同士の重なりが１箇所以上確認された場合は、重なり不良「×」とした。
【００４６】
＜変形発生評価＞
各試料で乾燥処理を行ったペレット状はんだ材から任意の１００個を取り出して、デジタルマイクロスコープを用いて、ペレット状はんだ材を平面上に静置した際における、最も高い箇所の下地平面からの距離を計測した。５ｍｍ角のペレット状はんだ材は、厚みが１００±１μｍとなるように製造されているため、１０５μｍ以下であれば変形がほとんど無いと判断でき、変形発生無し「○」とした。変形量が１０５μｍより大きく１１０μｍ以下であれば、はんだ付け時にボイドを巻き込むなどの不良がほとんど発生しないため、問題の無いレベルの変形発生「△」とした。１１０μｍを超す箇所がある場合は、問題のあるレベルの変形発生「×」とした。
【００４７】
＜試験１＞
プレススタンピングにて、ペレット状はんだ材ａを１０００個ずつ、１２回打ち抜いて評価用の試料を準備した。準備した試料を、それぞれ乾燥方法１〜４の方法で１０分、２０分、３０分乾燥処理を行い、評価試料を得た。なお、乾燥方法１における乾燥槽の傾斜角度は、３０°とした。得た評価試料に対し、それぞれ上記乾燥評価、乾燥シミ評価、重なり評価、及び変形発生評価を行った。評価結果を表２に示す。
【００４８】
【表２】
2017227400.tif 000004
【００４９】
本発明の乾燥方法１を用いた試料１〜３は、いずれの評価も良好な結果が得られた。単に静置しただけの乾燥方法２を用いた試料４〜６は、重なりによって表面が覆われている試料を十分乾燥させることができず、乾燥評価、重なり評価が殆どＮＧとなった。乾燥方法３を用いて、真空雰囲気で乾燥させた試料７〜９は、真空環境により蒸発・乾燥が促進され、乾燥評価は良好であったが、重なり部分は重なったまま乾燥し、固着してしまい重なり評価はＮＧであった。乾燥方法４を用いて、振動を加えて試料を動かしながら乾燥させた試料１０〜１２は、振動を加えて試料を浮遊させているため、時間をかけることにより乾燥評価、重なり評価は良好になった。しかしながら、振動の力のみで試料を浮遊させるため、振動のエネルギーが大きく、時間が経つにつれ、試料の変形量が増加し、試料１１、１２ではＮＧレベルの変形が確認された。
【００５０】
＜試験２＞
プレススタンピングにて、ペレット状はんだ材ｂ及びcを１０００個ずつ、６回、ペレット状はんだ材ｄを１０００個ずつ、３回打ち抜いて評価用の試料を準備した。準備した試料のうち、ペレット状はんだ材ｂ，ｃ及びｄの、それぞれにおける１０００個からなる３組の試料を、乾燥方法１の方法で温風の温度を、ペレット状はんだ材ごとに異ならせて、１０分、２０分、３０分乾燥処理を行い、評価試料を得た。ペレット状はんだ材ｂ及びｄは、表面に加工用油（灯油と、なたね油を混合した油）の洗浄に用いた有機溶剤（ジクロロメタン）が付着しており、乾燥時に加熱処理をすると爆発する可能性があるため、室温で乾燥処理を行った。なお、乾燥方法１における乾燥槽の傾斜角度は、３０°とした。また、準備した試料のうち、ペレット状はんだ材ｂ及びｃ、それぞれにおける１０００個からなる２組の試料を、乾燥方法４の方法で温風の温度を、ペレット状はんだ材ごとに異ならせて、１０分、２０分、３０分乾燥処理を行い、評価試料を得た。得た評価試料に対し、それぞれ試験１と同様に乾燥評価、乾燥シミ評価、重なり評価、及び変形発生評価を行った。評価結果を表３に示す。
【００５１】
【表３】
2017227400.tif 000005
【００５２】
本発明の乾燥方法１を用いた試料１３〜２１は、いずれの評価でも比較的良好な結果が得られた。ただし、本評価で用いた、はんだ組成でより柔らかいＰｂ系のペレット状はんだ材ｃ，ｄを用いた試料１６〜２１では、処理時間が長くなると、試料ｂよりも変形量が多くなった。従来の乾燥方法の内、重なりを解消できる乾燥方法４を用いた試料２２〜２４は、試験１の試料１０〜１２と同様に、時間をかけることにより乾燥評価、重なり評価を良好に出来るものの、試料の変形を生じることが確認された。より柔らかいペレット状はんだ材ｃを用いた試料２５〜２７は、すべての条件でＮＧレベルの変形が確認された。
また、加工用油に灯油と、なたね油を混合した油を用いてジクロロメタンで洗浄した、ペレット状はんだ材ｂ及びｄを用いた試料１３〜１５，２２〜２４及び試料１９〜２１は、本評価で用いた各種乾燥処理を施さなくても自然乾燥で乾燥が十分に進行するのが確認された。しかし、ペレット状はんだ材同士が重なったままの状態で自然乾燥させてしまうと、重なり部分が固着してしまい、その後に重なりを解消するのが困難となってしまう。
【００５３】
＜試験３＞
プレススタンピングにて、ペレット状はんだ材ａを１０００個ずつ、１２回打ち抜いて評価用の試料を準備した。準備した試料を、乾燥方法１の方法で、温風の温度、及び傾斜角を変化させて、１０分、２０分、３０分乾燥処理を行い、評価試料を得た。得た評価試料に対し、それぞれ試験１と同様に乾燥評価、乾燥シミ評価、重なり評価、及び変形発生評価を行った。評価結果を表４に示す。
【００５４】
【表４】
2017227400.tif 000006
【００５５】
本試験は、いずれも本発明の乾燥方法の範囲内であり、試料２８〜３９は、いずれの評価でも比較的良好な結果であることが確認された。試料２８の結果から、温風温度が低く、乾燥時間が短くなると、乾燥し難くなることが確認された。また、試料３３及び試料３９の結果から、温風温度が８０℃と高かったり、傾斜角度が５０°と急勾配であったりする場合、乾燥時間が長くなると、ペレット状はんだ材が変形し易くなることが確認された。
【００５６】
以上、本発明の乾燥方法を用いることにより、微小なペレット状はんだ材をなす金属片を、重なりや変形を生じさせることなく、多量に乾燥させることができ、特に、微細な電子部品に用いられる、微小なペレット状はんだ材の最終製品を効率良く生産することが可能となる。
【符号の説明】
【００５７】
１  乾燥槽
Ａ  傾斜角
Ｂ  乾燥空気
【図１】
2017227400.tif 000007