(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Sn−Ag−Cuはんだを加熱して溶融させ、この溶融物に対して脱鉛剤として塩化錫、臭化錫またはオキシ塩化錫を接触させることによって、前記はんだ中の鉛を除去する、鉛除去方法。
【請求項２】
前記はんだ１００質量部に対して、前記脱鉛剤の添加量の合計を１〜３０質量部とすることを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記はんだの加熱温度が、前記はんだの融点以上であり、かつ３００℃以下であることを特徴とする、請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
前記はんだから鉛を除去することによって再生することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一つの請求項に記載の方法。
【請求項５】
前記鉛を除去した後、目的とする組成になるように、化学成分を調整することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一つの請求項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、資源の有効利用を促進するために、はんだを脱鉛する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鉛入りはんだが主として使用されていた頃、再生はんだを得るため不純物除去技術としては、ＣｕやＦｅなどが対象不純物となっていた。ＣｕやＦｅなどの不純物に対しては、錫−鉛系はんだの融点よりも高い温度の共晶体を作る元素を添加して、融点差と比重差により、ＣｕやＦｅなどの浮遊している共晶体を取り除く方法があった（特許文献１）。
【０００３】
また、鉛の電解精錬において、鉛は錫と分離除去し難い。このため、得られたカソード析出物をソーダ化合物で精製し、鉛還元炉に繰り返して鉛分を粗鉛として回収する方法がある（特許文献２）。
【０００４】
他にも、錫−鉛系はんだでは、錫、鉛等の蒸気圧の差を利用する蒸留による鉛回収方法などが考案されている（特許文献３）。
【０００５】
近年、鉛は毒性が強く、環境保護の観点から世界的に鉛の使用が規制されてきた為、錫−鉛系はんだは、鉛フリーはんだに代替されてきており、地金の再生加工時における鉛不純物の除去が課題となっている。この鉛不純物を除去する方法として次のような技術が提案されている。
【０００６】
（Ａ）  鉛フリーはんだの融点に近い低融点の錫と鉛の共晶体を、割れ錫から取り出す鉛回収法が考案されている（特許文献４）。
（Ｂ）  プラズマ溶融により金属構成成分に分離し、構成金属の溶融温度付近に、温度を下げて温調し、結晶固化することで段階的に分離する方法（特許文献５）。
（Ｃ）  鉛を含有する原材料と苛性ソーダと化学反応させて、純度の高い鉛を高い回収率で回収する方法（特許文献６）。
（Ｄ）  金属を含有する原料を塩酸で処理して、金属イオンの塩酸溶液を調整し、金属イオンをセルロースに吸脱着させて回収する方法（特許文献７）。
【０００７】
資源の有効利用を促進するために、使用済みの純金属または合金を回収、精錬処理し、再製品化することが行われている。使用済みの純金属または合金回収時に鉛が混入し、目的とする純金属または合金組成に再生するためには、高濃度の鉛を除去しなければならない。また、鉛フリーはんだの鉛不純物の規格は０．１％以下（非特許文献１、２）であり、回収した鉛フリーはんだ合金中の０．１％を超える高濃度の鉛不純物を効率良く除去する再生方法が課題である。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】ＪＩＳ  ３２８２（２００６）  はんだ−化学成分及び形状
【非特許文献２】ＩＳＯ  ９４５３  Second Edition
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特公昭６０−５６７８９号公報
【特許文献２】特開昭５７−５８２９号公報
【特許文献３】特許第３３５６５７１号公報
【特許文献４】特開２００３−２４７０３１号公報
【特許文献５】特開２００４−１６２１３９号公報
【特許文献６】特開平７−１１３１２９号公報
【特許文献７】特開２００６−３４８３５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、上記の方法では、鉛の除去効果のわりには、大型の設備が必要であり、設備投資費用が高いため、産業的に成り立ちにくい。
【００１１】
本発明の課題は、鉛の除去効果が高く、小型の設備でも実施可能であり、設備投資費用を抑制できるような、産業的に優れた鉛の除去方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者は、前記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、以下の構成からなる解決手段を完成するに至った。
【００１３】
本発明は、Sn−Ag−Cuはんだを加熱して溶融させ、この溶融物に対して脱鉛剤として塩化錫、臭化錫またはオキシ塩化錫を接触させることによって、前記はんだ中の鉛を除去する、鉛除去方法に係るものである。
【００１４】
この方法によってはんだを脱鉛し、はんだ再生物を得ることができる。
【００１５】
再生物とは、本発明の方法で再生されたはんだを意味する。これには特に制限はなく、以下を例示できる。
鉛フリーはんだ製品（棒はんだ、糸はんだ、ヤニ入りはんだ、ソルダーペースト、プリフォーム、はんだボール、はんだ粉末等）
【００１６】
この再生物によって、めっき、予備はんだまたは部品実装が行われている製品を提供できる。
この製品としては、以下を例示できる。
（１）  基板。
例えば、チューナー部品、BGA、CSP、MMC、SiP、インバーター部品、水晶振動子、LGA、POP、MCP、CPU、MPU、HIC等
（２）  電化製品。
例えば、携帯電話、DVC、DSC、TV、携帯AV 機器、カーナビゲーション、PC、HDD、DVD、MD、時計、電子レンジ、洗濯機、冷蔵庫、エアコン、オーディオ、プロジェクター、プリンター、スキャナー、複写機、電話、PC カード、メモリー、ターミナルアダプター等
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、Sn−Ag−Cuはんだを比較的小型の設備で、比較的低温で多量に鉛除去処理することが可能であり、費用対効果の極めて高い脱鉛方法を提供できる。したがって、本発明は、産業上極めて有益であり、産業廃棄物のリサイクルを顕著に促進する発明である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施例６における鉛含有量と塩化錫添加量の関係を示すグラフである。
【図２】本発明の実施例７における鉛含有量と反応時間の関係を示すグラフである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
（被処理物）
本発明において、処理対象となるはんだは、接合、導電パターン形成用途に用いられる、Sn−Ag−Cuはんだである。このはんだは、非特許文献１「ＪＩＳ  ３２８２（２００６）  はんだ−化学成分及び形状」、または、非特許文献2「ＩＳＯ  ９４５３  Second Edition」に記載されている。
【００２０】
はんだの融点は３５０°Ｃである。具体的には、以下のはんだの脱鉛処理に好適である。なお、以下のカッコ内の温度は融点を示す。
96Sｎ2.5Ag1Bi0.5Cu（213〜218℃）、95.8Sn3.5Ag0.7Cu（217〜218℃）、96.5Sｎ3Ag0.5Cu（216〜220℃）、95.5Sn3.8Ag0.7Cu（217〜226℃）
【００２１】
はんだは、鉛フリーはんだであってよく、鉛を含有する廃棄物であってよい。被処理物が鉛含有廃棄物である場合にも、鉛の含有量は、０．１％以上であってよく、０．１％以下であってもよい。
【００２２】
（加熱温度）
被処理物の加熱温度は、被処理物の融点に応じて選択するものなので、特に制限はない。しかし、好適な実施形態においては、被処理物の加熱温度は、被処理物の融点をＰとしたとき、（Ｐ＋０）°Ｃ〜（Ｐ＋８０）°Ｃである。
【００２３】
被処理物の加熱温度は、被処理物の融点以上であり、かつ３００℃以下であることが好ましい。これによって、生産性を最も向上させることができる。
【００２４】
（脱鉛剤）
本発明では、被処理物を加熱して溶融させ、この溶融物に対して、塩化錫、臭化錫またはオキシ塩化錫を接触させる。
【００２５】
脱鉛剤は、溶媒と混合してから、溶融物へと添加できる。これによって、脱塩剤に流動性が付与され、作業性が向上する。この場合には、溶媒としては、シリコンオイル、石油精製によって作られる鉱油、エンジンオイルや、スピンドル油、マシン油、シリンダ油、ギヤ油等の工業用潤滑油、あるいは化学合成によって作られる合成潤滑油、グリセリン等が挙げられる。使用温度は、これら有機物の分解温度以下とする。
【００２６】
被処理物量を１００質量部としたとき、脱鉛剤の添加量の合計を１質量部以上とすることが好ましく、長時間反応することによって脱鉛処理を一層促進できる。
【００２７】
また、脱鉛剤の添加量の合計を３０質量部以下とすることによって、過剰添加、過剰処理コストを抑制できる。
【００２８】
（脱鉛処理）
本発明では、前記の脱鉛剤上に、加熱溶融した非処理物を注いで接触させることによって、脱鉛処理することが可能である。好適な実施形態においては、加熱溶融した被処理物と脱鉛剤とを混合し、また特に攪拌混合する。これによって鉛を乾式精錬で除去することが可能である。
【００２９】
本発明では、脱鉛した後の脱鉛物をそのまま次の工程で利用することができる。しかし、好ましくは、脱鉛物に対して、更に成分調整を行うことで、金属再生物を製造することができる。この場合には、必要な金属成分を更に添加したり、あるいは余計な金属成分を除去することができる。
【実施例】
【００３０】
以下に本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明は実施例になんら限定されるものではない。
【００３１】
（実施例１）
高濃度の鉛不純物（0.24％）を含む鉛フリーはんだ合金１００ｇを、蒸発皿を用いて３００℃で加熱溶融し、鉛フリーはんだ合金質量に対し５％の塩化錫を添加し、５分間、ステンレス製撹拌棒で撹拌混合し、脱鉛処理した。
【００３２】
（実施例２）
高濃度の鉛不純物（0.24％）を含む鉛フリーはんだ合金１００ｇを、蒸発皿を用いて３００℃で加熱溶融し、鉛フリーはんだ合金質量に対し５％の臭化錫を添加し、５分間、ステンレス製撹拌棒で撹拌混合し、脱鉛処理した。
【００３３】
（参考例１）
高濃度の鉛不純物（0.24％）を含む鉛フリーはんだ合金１００ｇを、蒸発皿を用いて３００℃で加熱溶融し、鉛フリーはんだ合金質量に対し５％の塩化銅を添加し、５分間、ステンレス製撹拌棒で撹拌混合し、脱鉛処理した。
【００３４】
（参考例２）
高濃度の鉛不純物（0.24％）を含む鉛フリーはんだ合金１００ｇを、蒸発皿を用いて３００℃で加熱溶融し、鉛フリーはんだ合金質量に対し５％の塩化ニッケルを添加し、５分間、ステンレス製撹拌棒で撹拌混合し、脱鉛処理した。
【００３５】
（参考例３）
高濃度の鉛不純物（0.24％）を含む鉛フリーはんだ合金１００ｇを、蒸発皿を用いて３００℃で加熱溶融し、鉛フリーはんだ合金質量に対し５％の塩化アンチモンを添加し、５分間、ステンレス製撹拌棒で撹拌混合し、脱鉛処理した。
【００３６】
（実施例３：１００ｋｇスケール）
高濃度の鉛不純物（0.33％）を含む鉛フリーはんだ合金１００ｋｇを、ステンレス製容器を用いて２３０℃で加熱溶融し、鉛フリーはんだ合金質量に対し５％の塩化錫を添加し、９時間、撹拌混合により、脱鉛処理した。
【００３７】
（実施例４：１００ｋｇスケール）
高濃度の鉛不純物（0.33％）を含む鉛フリーはんだ合金１００ｋｇを、ステンレス製容器を用いて２３０℃で加熱溶融し、鉛フリーはんだ合金質量に対し５％のオキシ塩化錫を添加し、９時間、撹拌混合により、脱鉛処理した。
【００３８】
（実施例５：１００ｋｇスケール）
高濃度の鉛不純物（0.12％）を含む鉛フリーはんだ合金１００ｋｇを、ステンレス製容器を用いて２３０℃で加熱溶融し、鉛フリーはんだ合金質量に対し１％の塩化錫を添加し、１５時間、撹拌混合により、脱鉛処理した。
【００３９】
（実施例６）
高濃度の鉛不純物（0.24％）を含む鉛フリーはんだ合金１００ｇを、蒸発皿を用いて３００℃で加熱溶融し、鉛フリーはんだ合金質量に対し１，２，３，５，８，１０，１５，２０，３０％の塩化錫を添加し、５分間、ステンレス製撹拌棒で撹拌混合し、脱鉛処理した。
【００４０】
（実施例７）
高濃度の鉛不純物（0.24％）を含む鉛フリーはんだ合金１００ｇを、蒸発皿を用いて３００℃で加熱溶融し、鉛フリーはんだ合金質量に対し５％の塩化錫を添加し、１，２，５，１０，２０，３０，６０分間と時間を変化させ、ステンレス製撹拌棒で撹拌混合し、脱鉛処理した。
【００４１】
実施例１〜５および参考例１〜３によって得られたはんだをスパーク放電  発光分光分析装置（Thermo scientific社製  ARL4460）で分析し、そのはんだ化学成分の結果を表１にまとめて示す。また実施例６、７の鉛不純物濃度についても、同分析装置で分析を行った。
【００４２】
【表１】
0004949353.tif 000002
【００４３】
実施例１、２、参考例１〜３の化学成分の調査結果より、金属ハロゲン化物の金属としてはSn、ハロゲンとしては、塩素である塩化錫が良好であった。また、CuCl2、NiCl2、SbCl2は、脱鉛処理後に各不純物成分のCu、Ni、Sbが、大幅に増加していた。実施例３、５（１００ｋｇスケール）では、初期の鉛不純物濃度、塩化錫の添加量に影響するが、反応時間を長くすることで、鉛含有量を0.03％に下げることが可能となった。
【００４４】
実施例６から、塩化錫添加量と鉛含有量の関係を図１に示す。添加量の増加とともに鉛含有量は減少した。
【００４５】
実施例７から、５％塩化錫を加えた際の反応時間と鉛含有量の関係を図２に示す。反応時間にともなって鉛含有量は減少傾向を示した。
【００４６】
実施例３〜７の分析結果から、Ｐｂ除去率（％）の関係を表２に示す。
【００４７】
【表２】
0004949353.tif 000003
【００４８】
実施例７から、明らかに反応時間を長くすることで、鉛除去率が向上していることがわかる。また、実施例６から、脱鉛剤の添加量が多いほど鉛除去率が向上するが、添加量を抑えて反応時間を長くすること（実施例３、５）でも鉛除去率が向上し、材料コストを抑えることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
産業上の利用可能性としては、鉛フリーはんだ中の０．１％を超える高濃度の鉛不純物を効率良く除去する再生方法に適用可能である。
【図１】
0004949353.tif 000004
【図２】
0004949353.tif 000005