(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電線材の外周に絶縁被覆膜を有する絶縁被覆導線を巻芯に巻回するとともにその両端末を前記巻芯と一体に設けられた外部接続端子にからげ、金属母材の表面にモリブデン層とその酸化膜が形成された槽の少なくとも内側表面にガラス材またはセラミック材を溶射してなる耐熱性コーティング層を備える構造のはんだ槽中で、当該はんだ槽中に投入され発熱ヒータ本体と前記発熱ヒータ本体の周囲を覆う金属外被体と前記金属外被体の外表面に形成されたガラス材またはセラミック材からなる耐熱性コーティング層とを備えるはんだ加熱装置により３９０〜４５０℃に加熱溶融した錫を主成分として鉛を含まないはんだの中へ、前記外部接続端子と前記絶縁被覆導線とのからげ部分を浸漬することにより、該からげ部分の絶縁被覆膜を溶かして除去するとともに導電線材と外部接続端子とをはんだ接合する導電接続工程を備えることを特徴とするコイル部品の製造方法。
【請求項２】
発熱ヒータ本体と前記発熱ヒータ本体の周囲を覆う金属外被体と前記金属外被体の外表面に形成されたガラス材またはセラミック材からなる耐熱性コーティング層とを備えるはんだ加熱装置が槽中に投入され、かつ、金属母材の表面にモリブデン層とその酸化膜が形成された前記槽の少なくとも内側表面にガラス材またはセラミック材を溶射してなる耐熱性コーティング層が形成されていることを特徴とするコイル部品の製造に用いるはんだ槽。
【請求項３】
請求項２記載のコイル部品の製造方法に用いるはんだ槽中の底に溜まったドロスを掻き取って除去するへら状のはんだ槽掃除治具であり、全体もしくは少なくともはんだ槽と接触する掻き取り部分が耐熱性を有する樹脂からなることを特徴とするコイル部品の製造に用いるはんだ槽掃除治具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子機器に用いられるトランス、チョークコイル等のコイル部品の製造方法に関し、特に、コイルとして巻回された絶縁被覆導線の端末の外部接続端子とのからげ箇所の浸漬はんだ付けによる導電接続工程に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子機器に用いられる小型のコイル部品は、図５に示されるチョークコイル１０のように、樹脂製ボビンまたはフェライト等の巻芯１に絶縁被覆導線２を巻回し、その端末２ａ、２ｂを例えば前記巻芯１の両端に延設された鍔３ａ、３ｂの一方の鍔３ｂの端面側に巻芯１と一体に植設された外部接続端子６、６にからげ、そのからげ部分を加熱溶融したはんだに浸漬してはんだ付けすることにより導電接続している。
【０００３】
コイル部品のコイル巻線として用いられている上記絶縁被覆導線２は、図６の断面図に示されるような銀線または銅線またはこれらの外周に錫メッキや錫−銅はんだメッキ等を施した導電線材４の外周をポリウレタン樹脂やポリエステル樹脂等の絶縁被覆膜５で覆った円形または矩形の断面構造を有している。
【０００４】
また、上記絶縁被覆導線２の端末２ａ、２ｂの外部接続端子６への浸漬はんだ付けによる導電接続工程には、例えば図５に示されるようなステンレス製のはんだ槽８が用いられる。このはんだ槽８に図示されないはんだ加熱装置にて３５０〜４００℃に加熱溶融したはんだ１１を蓄え、前記コイル部品１０の外部接続端子６とこの根元箇所にからげた絶縁被覆導線２の端末２ａ、２ｂとのからげ部分をはんだ１１中に外部接続端子６共々浸漬してからげ部分の絶縁被覆膜５を熱で溶融破壊して除去し、且つ露出した導電線材４と外部接続端子６をはんだ１１で被覆して引き上げて固着させることで導電接続する。
【０００５】
ところで、図５のステンレス製のはんだ槽８の母材であるステンレス鋼７は一般に１２％以上のＣｒを含んでおり、ステンレス鋼７の表面に厚さｔが数ｎｍのＣｒ酸化膜９ができて不動態化し（これを不動態皮膜という）、優れた耐食性を示すものである。ステンレス鋼は組織の上からマルテンサイト系、フェライト系、オーステナイト系に大別されるが、そのうちオーステナイト系の基本組成は１８％Ｃｒ−８％Ｎｉなので、１８−８ステンレス（ＡＩＳＩ  ＡＳＴＭ  Ｎｏ．ＳＵＳ３０４）と呼称され、軟かくて加工性に富み、耐食性に優れているので広範囲に利用されている。通常、上記ステンレス製のはんだ槽８も１８−８ステンレス鋼のみから構成されている。
【０００６】
一方、コイル部品のコイル巻線（絶縁被覆導線２）の外部接続端子６へのはんだ付けに用いられているはんだは、通常は錫（Ｓｎ）−鉛（Ｐｂ）系合金であり、錫が約４０〜６０重量％、鉛が約６０〜４０重量％、その他の金属として銅が０．０３〜０．０８重量％、アンチモン（Ｓｂ）が０．１〜０．３重量％の組成（公称６０Ｓｎ−４０Ｐｂはんだ、４０Ｓｎ−６０Ｐｂはんだ等）であり、溶融温度は概ね２００℃前後である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
最近では、電子機器における部品の導電接続に多用されているはんだ中に含まれる鉛の環境汚染が問題視されており、鉛を含有しない所謂Ｐｂフリーはんだへの切り換えが課題となっている。このＰｂフリーはんだは組成成分の殆どを錫とするものが多いが、その溶融温度は３００℃程度と従来の６０Ｓｎ−４０Ｐｂはんだ等よりも相当高くなっており、浸漬はんだ付けの際には３９０〜４５０℃の高温に加熱溶融する必要がある。
【０００８】
上記のような外部接続端子６と絶縁被覆導線２の端末２ａ、２ｂの導電線材４とのはんだ槽８への浸漬はんだ付けを導電接続工程の内容とするコイル部品の製造方法において、Ｐｂフリーはんだを使用する場合には、コイル部品の半田付け工程に長く上記ステンレス製のはんだ槽８を使用していると、徐々にはんだ１１と導電線材４との濡れ性（からげ部分の導電付着性）が悪くなってはんだ接合の信頼性が劣化してしまうという問題点が見い出された。
【０００９】
本発明者が子細にこのはんだ濡れ性の劣化の原因を調査したところ、図５に概念図として表示されているように、ステンレスはんだ槽８における内表面の厚さｔが数ｎｍのＣｒ酸化膜（不動態皮膜）９が破損した箇所１３からはんだ１１の錫（Ｓｎ）中にステンレス成分のＮｉが溶解してはんだ中へ溶け込んでいき、それとともにＦｅやＣｒも析出する。そしてはんだ１１の液面に析出したステンレス成分（Ｆｅ、Ｃｒ、Ｎｉ）は酸化して酸化膜１２（Ｆｅ２Ｏ３、ＮｉＯ、Ｃｒ２Ｏ３等）を形成する。前記はんだ中へ溶け込んだＮｉや前記酸化膜１２ははんだ成分の錫、鉛よりも強固で導電線材４である銀や銅との濡れ性が悪く、はんだ接合の濡れ性に悪影響を与えるのである。即ち、外部接続端子６をはんだ槽８中のはんだ１１に浸漬する際に、外部接続端子６と導電線材４とはんだ１１相互の境界面に酸化膜１２が介在して、はんだ濡れ性（換言すれば、はんだ１１と導電線材４や外部接続端子６との付着性）が悪くなって接合強度が落ちる結果となるのである。
【００１０】
特に、はんだとしてＰｂフリーはんだを使用する場合は、従来よりもはんだが高温に加熱溶融されていることに加え錫が組成の大部分を占めているので、破損した箇所１３からのステンレス成分の溶解が速く、上記からげ部分のはんだ濡れ性の劣化は顕著である。
【００１１】
また、導電接続工程において、図７に示されるように、溶融したはんだ１１を溜めたはんだ槽８中の底には徐々にドロス１５（dross：導電線材４の銅線からのはんだ１１へのＣｕの溶け込みによるＣｕ−Ｓｎ化合物等の金属不純物、はんだ滓）が溜まるので、適時除去しなければならない。このドロス除去作業の際には、へら状の金属治具１６を使用してステンレス製のはんだ槽８の底を矢印の如く擦るようにドロス１５を掻き取るので、はんだ槽８の内側表面のＣｒ酸化膜９を破損する恐れが大きく、はんだ槽８の寿命が短くなるという問題点があった。
【００１２】
さらに、従来よりはんだ１１の加熱溶融手段として、はんだ槽８の中にはんだ加熱装置を挿入してはんだ１１を直接加熱する手段が採られている場合が多い（このはんだ加熱装置は投げ込み式ヒータと称されている）が、このはんだ加熱装置は発熱ヒータ本体と、前記発熱ヒータ本体の周囲を覆うステンレス鋼の金属外被体とからなっている。したがって、このはんだ加熱装置も長く使用しているとステンレス鋼の金属外被体の表面のＣｒ酸化膜が破れ、そこから侵食されて劣化し、寿命を短くしているのが現状である。
【００１３】
従来の鉛を含むはんだを使用する限りにおいては、その溶融温度が２００℃前後と比較的低いので、上記はんだ槽８やはんだ加熱装置の劣化の問題は顕在化していなかったが、Ｐｂフリーはんだに切り換える場合においては劣化が急速に進むので重大な問題となる。
【００１４】
本発明は、コイル部品の製造方法において、外部接続端子への絶縁被覆導線の端末の外部接続端子への浸漬はんだ付けによる導電接続工程で、Ｐｂフリーはんだを使用する場合においても良好なはんだ濡れ性を保持して高い接合の信頼性を得るとともに、コイル部品の製造に用いるはんだ槽、はんだ加熱装置及びはんだ槽掃除治具の寿命を長くすることを課題とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、
（１）導電線材の外周に絶縁被覆膜を有する絶縁被覆導線を巻芯に巻回するとともにその両端末を前記巻芯と一体に設けられた外部接続端子にからげ、金属母材の表面にモリブデン層とその酸化膜が形成された槽の少なくとも内側表面にガラス材またはセラミック材を溶射してなる耐熱性コーティング層を備える構造のはんだ槽中で、当該はんだ槽中に投入され発熱ヒータ本体と前記発熱ヒータ本体の周囲を覆う金属外被体と前記金属外被体の外表面に形成されたガラス材またはセラミック材からなる耐熱性コーティング層とを備えるはんだ加熱装置により３９０〜４５０℃に加熱溶融した錫を主成分として鉛を含まないはんだの中へ、前記外部接続端子と前記絶縁被覆導線とのからげ部分を浸漬することにより、該からげ部分の絶縁被覆膜を溶かして除去するとともに導電線材と外部接続端子とをはんだ接合する導電接続工程を備えることを特徴とするコイル部品の製造方法を提供する。
（２）発熱ヒータ本体と前記発熱ヒータ本体の周囲を覆う金属外被体と前記金属外被体の外表面に形成されたガラス材またはセラミック材からなる耐熱性コーティング層とを備えるはんだ加熱装置が槽中に投入され、かつ、金属母材の表面にモリブデン層とその酸化膜が形成された前記槽の少なくとも内側表面にガラス材またはセラミック材を溶射してなる耐熱性コーティング層が形成されていることを特徴とするコイル部品の製造に用いるのに好適なはんだ槽を提供する。
（３）（２）のコイル部品の製造方法に用いるはんだ槽中の底に溜まったドロスを掻き取って除去するへら状のはんだ槽掃除治具であり、全体もしくは少なくともはんだ槽と接触する掻き取り部分が３９０℃以上の耐熱性を有する樹脂からなることを特徴とするコイル部品の製造に用いるのに好適なはんだ槽掃除治具を提供する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明のコイル部品の製造方法の実施の形態を図面に基いて説明する。なお、コイル部品としての外的構造及び製造方法は、前述のはんだ付け工程を除き、例えば図５に示したチョークコイル１０のような従来のコイル部品の製造方法と同様なのでその説明は概説に留め、絶縁被覆導線２の外部接続端子６との浸漬はんだ付けによる導電接続工程について詳述する。
【００１７】
図１は本発明のコイル部品の製造方法における導電接続工程の浸漬はんだ付けの様子を示す図である。
【００１８】
図１のコイル部品２０は前述の図５のチョークコイル１０と同様、巻芯１の両端に鍔３ａ、３ｂを有し、鍔３ｂの端面に植設された外部接続端子６、６と、前記巻芯１に巻回されてその端末２ａ、２ｂが前記鍔３ｂの外部接続端子６、６の根元箇所に導出されてからげられている。
【００１９】
前記巻芯１は、例えば、フェライト焼成体または磁性粉を混入した樹脂成型体またはアルミナなどのセラミックスから成り、外部接続端子６は例えば鉄、銀または銅とその上に被着された錫メッキ層或いは錫−銅はんだメッキ層等からなるリードである。
【００２０】
本発明のコイル部品の製造方法における上記絶縁被覆導線２の端末２ａ、２ｂと前記外部接続端子６、６との浸漬はんだ付けによる導電接続工程では、前記絶縁被覆導線２の端末２ａ、２ｂと外部接続端子６とのからげ部分を接合箇所１２として、外部接続端子６共々はんだ槽３８中の３９０〜４５０℃に加熱溶融したＰｂフリーはんだ２２に浸漬して前記接合箇所１２の絶縁被覆膜５を熱で溶融破壊して除去し、露出した導電線材４と外部接続端子６とを被覆するようにＰｂフリーはんだ２２で濡らし、引き上げてはんだを固着させて接合する。
【００２１】
この際、用いるはんだ槽３８は、図２の断面図に示されるように、はんだ槽の金属母材１７の表面にモリブデン層２５とその酸化膜２６（ＭｏＯ２）が形成された槽の少なくとも内側表面にガラス材またはセラミック材（例えばアルミナＡｌ２Ｏ３、ジルコニアＺｒＯ２等）を溶射してなるコーティング膜１４を備えている。金属母材１７としては前述のＳＵＳ３０４の他、ＳＵＳ３１６（１８Ｃｒ−１２Ｎｉ−Ｍｏ）が良好である。また高価ではあるが、チタン材を金属母材１７としても良い。
【００２２】
はんだ槽３８の構成は良好な金属母材１７に対する保護膜となって耐久性が向上してはんだ槽の寿命が長くなる。また、モリブデン層２５とその酸化膜２６（ＭｏＯ２）と耐熱性コーティング層１４が保護膜となるので、金属母材１７は限定されず、ステンレス鋼、チタン以外の金属材も選択可能である。
【００２３】
上記はんだ槽３８のコーティング膜１４の膜厚ｄは１０〜１０００μｍ程度であり、加熱されるはんだ槽の保護膜として必要十分な耐熱性（緻密さと堅牢さ）を有することが要求される。また、好ましくはＰｂフリーはんだ２２との濡れ性が低いコーティング膜を採用すべきであるが、上記ガラス材やセラミック材を溶射した膜はこれらの要求を満たすコーティング膜である。
【００２４】
上記はんだ槽３８がコーティング膜１４を備えることにより、金属母材は従来の錫−鉛系合金のはんだに対しては勿論、高温に溶融したＰｂフリーはんだ２２に対しても十分に保護されて破損する恐れが少なく、金属母材の組成分のＰｂフリーはんだ２２への溶出、析出の現象が生じない。その結果、前記ステンレス成分（Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｒ）等の酸化膜１２は形成されず、Ｐｂフリーはんだ２２の導電線材４や外部接続端子６との濡れ性は良好に維持され、コイル部品としての巻線の導電接続の信頼性が良好に維持されるのである。
【００２５】
次に、図３に示されるように、特に、上記はんだ槽３８中に投入されて３９０〜４５０℃という高温にＰｂフリーはんだ２２を加熱溶融するはんだ加熱装置として、発熱ヒータ本体４１（例えばニクロム線を発熱源とするもの。）と、前記発熱ヒータ本体４１の周囲を覆うステンレス等の金属外被体４２と、さらに前記金属外被体４２の外表面に形成された前述のガラス材またはセラミック材を溶射してなる耐熱性コーティング層１４と、を備えるはんだ加熱装置４０を採用する。
【００２６】
上記はんだ加熱装置４０では、ステンレス鋼のＣｒ酸化膜９等の不動態皮膜のみだと金属成分の溶出が生じやすい高温なＰｂフリーはんだ２２の場合であっても、耐熱性コーティング層１４が保護膜となって金属外被体４２の劣化が阻止されるのである。
【００２７】
次に、はんだ槽やはんだ加熱装置が耐熱性コーティング層１４で保護されても、導電接続工程におけるドロス除去作業の際に従来のような金属治具１６で上記はんだ槽３８の底を傷つけてしまっては金属母材の劣化は防止できない。そこで、本発明のコイル部品の製造に用いるドロス除去用の治具として、図４の斜視図に示されるようなはんだ槽掃除治具５０、５２を提供する。
【００２８】
図４の（ａ）のはんだ槽掃除治具５０は、はんだ槽の大きさにもよるが、概ね縦寸法Ｙが１５０ｍｍ、横寸法Ｘが４０ｍｍ、厚さＺが１０ｍｍ程度のへら状の治具であり、全体がはんだ耐熱性を有するとともにはんだ槽内表面よりも柔らかい樹脂４８からできている。また、図４の（ｂ）のはんだ槽掃除治具５２は、前記同様の形状で、ステンレス鋼等の金属母材４４の表面の全体または少なくともはんだ槽と接触する先端の掻き取り部分４５が前記はんだ耐熱性の柔らかい樹脂４８からできている。
【００２９】
この樹脂４８に適用され得る耐熱性樹脂としては、耐熱性に最も優れる非熱可塑性型のポリイミド結合のみのポリイミド樹脂が最適であるが、耐熱性がこれよりも若干劣るものの通常の成形機で成形可能な熱可塑性型のアミド結合を導入したポリイミドアミド、エーテル結合を導入したポリエーテルイミド、さらにフェノール樹脂、アリル樹脂等も使用可能である。また、これらの樹脂の硬度としては、ロックウェルＭ９０〜１１５が好ましい。
【００３０】
上記はんだ槽掃除治具５０、５２をドロス除去作業に使用することで、従来の錫−鉛系合金のはんだは勿論、Ｐｂフリーはんだを用いる場合もハンダ槽の寿命は長くなり、導電接続の信頼性向上、ひいては導電接続工程の効率化、製造コストの低減が実現するのである。
【００３１】
【発明の効果】
（１）本発明に係るコイル部品の製造方法によって、鉛を含有しないはんだを使用してもはんだ槽の金属母材の組成分の溶出、析出の現象が生じず、はんだの濡れ性が良好に維持され、コイル部品の絶縁被覆導線の端末の外部接続端子との接合箇所のはんだ接合の信頼性が良好に維持される。
（２）本発明に係るコイル部品の製造に用いるはんだ槽では、従来の錫−鉛系合金のはんだを蓄える場合は勿論、鉛を含有しないはんだを蓄える場合でも、はんだ槽の寿命が長くなる。また、金属母材としてステンレス鋼、チタンの他に種々の金属が適用可能である。
（３）本発明に係るコイル部品の製造に用いるはんだ槽のはんだ加熱装置では、従来の錫−鉛系合金のはんだを加熱溶融する場合は勿論、鉛を含有しないはんだを加熱溶融する場合でも、はんだ加熱装置の寿命が長くなる。
（４）本発明に係るコイル部品の製造に用いるはんだ槽掃除治具によって、はんだ槽中のドロス除去に際して、はんだ槽を傷つけ劣化させる恐れが防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のコイル部品の製造方法における導電接続工程の浸漬はんだ付けの様子を示す図である。
【図２】本発明に係る金属母材の表面にモリブデン層とその酸化膜が形成されたはんだ槽の断面構造を示す断面図である。
【図３】本発明に係る加熱装置をはんだ槽に投入した状態を示す図である。
【図４】本発明に係るはんだ槽掃除治具の斜視図である。
【図５】従来のチョークコイルの浸漬はんだ付けによる導電接続工程を示す図である。
【図６】絶縁被覆導線の断面図の例である。
【図７】導電接続工程におけるドロス除去作業を示す図である。
【符号の説明】
１    巻芯
２    絶縁被覆導線
２ａ、２ｂ    絶縁被覆導線の端末
３ａ、３ｂ    鍔
４    導電線材
５    絶縁被覆膜
６    外部接続端子
８、３８    はんだ槽
１０    チョークコイル
１１    はんだ
１２    接合箇所
１４    コーティング膜
１５    ドロス
１６    金属治具
１７    金属母材
２０    コイル部品
２２    Ｐｂフリーはんだ
２５    モリブデン層
２６    モリブデン酸化膜
４０    加熱装置
４１    発熱ヒータ本体
４２    金属外被体
４５    掻き取り部分
４８    樹脂
５０、５２    はんだ槽掃除治具
ｄ    コーティング膜の厚さ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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