特許 5692170 溶融はんだ薄膜被覆装置、薄膜はんだ被覆部材及びその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5692170

(24)【登録日】2015年2月13日

(45)【発行日】2015年4月1日

(54)【発明の名称】溶融はんだ薄膜被覆装置、薄膜はんだ被覆部材及びその製造方法

(51)【国際特許分類】

   B23K 1/08 20060101AFI20150312BHJP

   H05K 3/34 20060101ALI20150312BHJP

   B23K 31/02 20060101ALI20150312BHJP

   B23K 1/20 20060101ALI20150312BHJP

   B23K 103/08 20060101ALN20150312BHJP

【ＦＩ】

   B23K1/08 310

   H05K3/34 505A

   B23K31/02 310B

   B23K1/20 F

   B23K103:08

【請求項の数】5

【全頁数】28

(21)【出願番号】特願2012-132094(P2012-132094)

(22)【出願日】2012年6月11日

(65)【公開番号】特開2013-255924(P2013-255924A)

(43)【公開日】2013年12月26日

【審査請求日】2014年12月10日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000199197

【氏名又は名称】千住金属工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001209

【氏名又は名称】特許業務法人山口国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 勇

(72)【発明者】

【氏名】渡辺 光司

(72)【発明者】

【氏名】菊池 康太

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 道雄

(72)【発明者】

【氏名】亀田 直人

(72)【発明者】

【氏名】中村 秀樹

【審査官】 大内 俊彦

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０５−１０６００６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−２４８４０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第３６０７３６６（ＵＳ，Ａ）

【文献】 米国特許第３４９９４１８（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開平０４−３０８０７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−０８７２０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−１８４２４０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｋ １／０８，１／２０，３１／０２

Ｈ０５Ｋ ３／３４

Ｃ２３Ｃ ２／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

所定の温度に加熱された溶融はんだで洗浄後の母材を被覆した後、当該母材を冷却することにより薄膜はんだ被覆部材を製造する溶融はんだ薄膜被覆装置であって、
不活性雰囲気で前記母材を浸漬してはんだを被覆するための溶融はんだが収容されるはんだ槽と、
当該はんだ槽の上部を覆うとともに前記母材の前記はんだ槽への入口部及びはんだ槽からの出口部を有する蓋部と、
当該蓋部の前記はんだ槽側に当該蓋部と一体的に設けられ前記蓋部の入口部よりはんだ槽側に搬送され出口部よりはんだ槽側より搬送されるように前記母材をＵターンさせるためのローラーを軸支する軸受け部材と、
前記蓋部に対して前記軸受け部材と相対する側に設けられ、前記蓋部及び軸受け部材を一体的にスライド可能とするための縦長部材と、
母材を投入する側を上流側、母材を排出する側を下流側としたとき、前記はんだ槽に搬送される前記母材に所定のテンションを加えるため当該はんだ槽の上流側に設けられた第1搬送部と、
テンションが加えられた前記母材を前記はんだ槽から所定の速度で引き上げながら搬送するための当該はんだ槽の下流側に設けられた第２搬送部と、
前記第２搬送部によって前記はんだ槽から引き上げられた直後の前記母材に、前記溶融はんだの組成に対応した溶融温度以上に設定された温度及び所定の流量の熱ガスを吹き付ける吹付部と、
前記熱ガスの温度及び流量を制御することによって前記母材から溶融はんだを削ぎ落として、当該母材に被覆された膜厚を制御する制御部とを備える溶融はんだ薄膜被覆装置。

【請求項2】

前記制御部によって膜厚が制御された前記母材を冷却する冷却部を有する請求項１に記載の溶融はんだ薄膜被覆装置。

【請求項3】

前記熱ガスには、不活性ガスが使用される請求項１に記載の溶融はんだ薄膜被覆装置。

【請求項4】

母材と、
この母材を被覆する溶融はんだからなる被覆層とを備えた薄膜はんだ被覆部材であって、
所定の温度に加熱された溶融はんだが不活性雰囲気中のはんだ槽内に収容されこのはんだ槽内に所定のテンションが加えられた状態で、はんだ槽の上部を覆う蓋部に一体的に設けられ前記母材をUターンさせるためのローラーを軸支する軸受け部材及び縦長部材を介して洗浄後の母材が所定速度で搬送されることで、前記母材が溶融はんだ槽中に浸漬されるとともに、前記はんだ槽より引き上げられた直後の前記母材に、前記溶融はんだの組成に対応した溶融温度以上に設定された温度及び所定の流量となされた熱ガスを吹き付けて前記母材から溶融はんだを削ぎ落とすことで、前記被覆層が所定の膜厚となされた薄膜はんだ被覆部材。

【請求項5】

所定の温度に加熱された溶融はんだで洗浄後の母材を被覆し、その後、当該母材を冷却することにより薄膜はんだ被覆部材を製造する方法であって、
前記溶融はんだが収容された不活性雰囲気中のはんだ槽内に、所定のテンションが加えられた母材を、所定の速度で搬送して、はんだ槽の上部を覆う蓋部に一体的に設けられ前記母材をUターンさせるためのローラーを軸支する軸受け部材及び縦長部材を介して浸漬する工程と、
前記はんだ槽内に浸漬された前記母材を当該はんだ槽から引き上げる工程と、
引き上げ直後の前記母材に、前記溶融はんだの組成に対応した溶融温度以上に設定された温度及び所定の流量となるように制御された熱ガスを吹き付けて当該母材から溶融はんだを削ぎ落とすことにより、前記薄膜はんだ被覆部材への溶融はんだの膜厚を制御する工程とを有する薄膜はんだ被覆部材の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、熱ガスブローにより余分な溶融はんだを削ぎ落として薄膜はんだメッキを母材に施すことにより、薄膜はんだ被覆部材を製造するシステムに適用可能な溶融はんだ薄膜被覆装置、当該装置から得られる薄膜はんだ被覆部材及びその製造方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来から、高い周波数で動作する電子回路において、基板上に実装された電子部品同士、電子回路同士の電磁波の干渉防止、外部への電磁気の影響を遮断し、誤動作を防止するためにシールドケースが用いられている（ＥＭＩ防止機能）。また、電子機器内において、プリント基板を支持するフレームが用いられている。

【0003】

シールドケースには、一般的には銅部材が用いられるが、耐磁性、耐防錆、耐酸化性、耐熱膨張性、加工性等から洋白材（Ｃｕ−Ｚｎ−Ｎｉ／Ｃ７５２１Ｒ，Ｃ７７０１Ｒ等）や、ステンレス、その他、鉄にニッケル及びコバルトを配合した合金であるコバール（Kovar／ＫＯＶ−Ｈ；Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ等）の金属部材（以下で母材という）が使用される場合もある。

【0004】

ケース素材やフレーム素材等としての母材は、所定の幅及び長尺状を有しており、ロール（帯）状にリール等に巻かれて流通される場合が多い。ロール状に巻かれた母材は自動加工機にセットされ、リール等から母材が繰り出され、当該母材を所定の形状に打ち抜いたり、折り曲げ加工が施されてシールドケースやフレームが形成されている。

【0005】

ところで、シールドケースやフレームは、電子機器の小型化、軽量化及び電子回路の高密度実装の要求に伴って、素材段階の母材にはんだを被覆（コーティング）する方法（以下、はんだコート方法という）が採られている。これらの母材において、仕上げ加工性は、洋白材がやや難しく、コバールは易しい。はんだぬれ性は、洋白材がやや易しく、コバールが難しいことが知られている。

【0006】

はんだをプリント基板に被着する方法に関して、例えば、フリップチップ部品、ＢＧＡ等の微小電子部品や微小ＱＦＰを搭載するプリント基板のランドに一定量のはんだを付着させるコート方法であって、プリント基板のランド以外にレジストを被着した後、プリント基板を溶融はんだ中に浸漬するとともに、溶融はんだに超音波を付加してランドにはんだを付着させるコート方法が知られている（特許文献１参照）。

【0007】

また、プリント基板のランドや電子部品のリード等に予めはんだ、メッキを施しておくはんだコート方法であって、超音波を付加した噴流溶融はんだ中にプリント基板や電子部品等のワークを浸漬した後、当該ワークを超音波ホーンに対して横方向に移動させたり、超音波ホーンに対して前後方向に移動させたりして、ワークを溶融はんだ槽から引き上げるようにしたはんだコート方法が開示されている（特許文献２参照）。

【0008】

電子回路基板又は電子部品の微小面積の電極パッド又は狭ピッチのリード表面に錫又ははんだプリコート被膜を形成する方法であって、溶融はんだ槽から引き上げる際、加熱した有機脂肪酸溶液を吹付けて余剰に付着したはんだ被膜を吹き落すようにしたはんだプリコート皮膜の形成方法及びその装置が開示されている（特許文献３）。さらに、長尺のはんだ付け材料に溶融はんだメッキを施してなるコーティング材料の開示がある（特許文献４参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】特開平０９−２１４１１５号公報

【特許文献2】特開平１０−１７８２６５号公報

【特許文献3】特開２０１１−２２８６０８号公報

【特許文献4】特開平１１−３００４７１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

ところで、特許文献１及び２に見られるようなはんだコート方法や、特許文献３に見られるようなプリコート皮膜の形成方法等の従来例に係るはんだをコートする方法によれば、フリップチップ部品、ＢＧＡ等の微小電子部品や微小ＱＦＰを搭載するプリント基板のランドに一定量のはんだを付着させたり、プリント基板のランドや電子部品のリード等に予めはんだメッキを施しておくはんだコート方法の開示はあるが、所定の幅及び長尺状を有した母材に薄膜はんだメッキを施すものではない。さらに、はんだメッキという観点だけに着目したとしても、次のような問題がある。

【0011】

特許文献１及び２に見られるようなはんだコート方法や、特許文献３、４に見られるようなプリコート皮膜の形成方法やコーティング材において、母材に被着されるはんだの膜厚を制御することについては何等の開示が無い。

【0012】

本発明者の実験によれば、搬送速度を例えば１ｍ／minに設定して、凝固後のはんだ層の膜厚を測定したところ、片面７μｍ以下とならなかった。従って、シールドケースやフレーム等を備えた電子機器の小型化、軽量化及び電子回路の高密度実装の要求に対して、膜厚の薄いはんだ層を有した薄膜はんだコート部材の提供が実現できていないというのが現状である。

【0013】

因みに、電気メッキや無電解メッキ等によれば、母材に数ミクロン単位に薄くメッキを行うことができるがメッキ時間が長い。溶融はんだメッキによれば、電気メッキや無電解メッキに比べてメッキ時間が短いが、母材に薄くメッキを行うことができないという問題がある。

【0014】

そこで、本発明はこのような課題を解決したものであって、母材へ被覆される溶融はんだの膜厚を均一かつ数μｍ単位に制御できるようにすると共に、従来方式に比べて膜厚の薄い薄膜はんだメッキを実現できるようにした溶融はんだ薄膜被覆装置、薄膜はんだ被覆部材及びその製造方法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】

【0015】

上述の課題を解決するために、請求項１に記載の溶融はんだ薄膜被覆装置は、所定の温度に加熱された溶融はんだで洗浄後の母材を被覆した後、当該母材を冷却することにより薄膜はんだ被覆部材を製造する溶融はんだ薄膜被覆装置であって、不活性雰囲気で前記母材を浸漬してはんだを被覆するための溶融はんだが収容されるはんだ槽と、当該はんだ槽の上部を覆うとともに前記母材の前記はんだ槽への入口部及びはんだ槽からの出口部を有する蓋部と、当該蓋部の前記はんだ槽側に当該蓋部と一体的に設けられ前記蓋部の入口部よりはんだ槽側に搬送され出口部よりはんだ槽側より搬送されるように前記母材をＵターンさせるためのローラーを軸支する軸受け部材と、前記蓋部に対して前記軸受け部材と相対する側に設けられ、前記蓋部及び軸受け部材を一体的にスライド可能とするための縦長部材と、母材を投入する側を上流側、母材を排出する側を下流側としたとき、前記はんだ槽に搬送される前記母材に所定のテンションを加えるため当該はんだ槽の上流側に設けられた第1搬送部と、テンションが加えられた前記母材を前記はんだ槽から所定の速度で引き上げながら搬送するための当該はんだ槽の下流側に設けられた第２搬送部と、前記第２搬送部によって前記はんだ槽から引き上げられた直後の前記母材に、前記溶融はんだの組成に対応した溶融温度以上に設定された温度及び所定の流量の熱ガスを吹き付ける吹付部と、前記熱ガスの温度及び流量を制御することによって前記母材から溶融はんだを削ぎ落として、当該母材に被覆された膜厚を制御する制御部とを備えるものである。

【0016】

本発明に係る溶融はんだ薄膜被覆装置によれば、溶融はんだの組成に対応した母材から余分な溶融はんだを削ぎ落とすことができるので、母材へ被覆される溶融はんだの膜厚を均一かつ数μｍ単位に制御できるようになる。

【0018】

請求項２に記載の溶融はんだ薄膜被覆装置は、請求項１において、前記制御部によって膜厚が制御された前記母材を冷却する冷却部を有するものである。

【0019】

請求項４に記載の溶融はんだ薄膜被覆装置は、請求項１において、前記熱ガスには、不活性ガスが使用されるものである。

【0021】

請求項４に記載の薄膜はんだ被覆部材は、母材と、この母材を被覆する溶融はんだからなる被覆層とを備えた薄膜はんだ被覆部材であって、所定の温度に加熱された溶融はんだが不活性雰囲気中のはんだ槽内に収容されこのはんだ槽内に所定のテンションが加えられた状態で、はんだ槽の上部を覆う蓋部に一体的に設けられ前記母材をUターンさせるためのローラーを軸支する軸受け部材及び縦長部材を介して洗浄後の母材が所定速度で搬送されることで、前記母材が溶融はんだ槽中に浸漬されるとともに、前記はんだ槽より引き上げられた直後の前記母材に、前記溶融はんだの組成に対応した溶融温度以上に設定された温度及び所定の流量となされた熱ガスを吹き付けて前記母材から溶融はんだを削ぎ落とすことで、前記被覆層が所定の膜厚となされたものである。

【0022】

請求項５に記載の薄膜はんだ被覆部材の製造方法は、所定の温度に加熱された溶融はんだで洗浄後の母材を被覆し、その後、当該母材を冷却することにより薄膜はんだ被覆部材を製造する方法であって、前記溶融はんだが収容された不活性雰囲気中のはんだ槽内に、所定のテンションが加えられた母材を、所定の速度で搬送して、はんだ槽の上部を覆う蓋部に一体的に設けられ前記母材をUターンさせるためのローラーを軸支する軸受け部材及び縦長部材を介して浸漬する工程と、前記はんだ槽内に浸漬された前記母材を当該はんだ槽から引き上げる工程と、引き上げ直後の前記母材に、前記溶融はんだの組成に対応した溶融温度以上に設定された温度及び所定の流量となるように制御された熱ガスを吹き付けて当該母材から溶融はんだを削ぎ落とすことにより、前記薄膜はんだ被覆部材への溶融はんだの膜厚を制御する工程とを有するものである。

【発明の効果】

【0023】

本発明に係る溶融はんだ薄膜被覆装置によれば、溶融はんだ槽から引き上げられた母材に溶融はんだの組成に対応した溶融温度以上の温度及び所定の流量の熱ガスを吹き付ける吹付部を備えるものである。

【0024】

この構成によって、母材から余分な溶融はんだを削ぎ落とすことができるので、母材へ被覆される溶融はんだの膜厚を均一かつ数μｍ単位に制御できるようになる。これにより、従来方式に比べて膜厚の薄い薄膜はんだメッキを実現できるようになる。

【0025】

本発明に係る薄膜はんだ被覆部材及びその製造方法によれば、従来方式に比べて膜厚の薄いはんだ層を有した薄膜はんだ被覆部材を製造できるようになる。これにより、携帯電話機や、ゲーム機等の電子回路のシールドケース等の素材を提供できるようになる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】本発明に係る実施形態としての薄膜はんだ被覆部材製造システム＃１の構成例を示す断面図である。

【図2】吹付部１９におけるガスノズル９１，９２の配置例を示す斜視図である。

【図3】ガスノズル９１，９２による熱ガスブロー時の機能例を示す正面図である。

【図4】溶融はんだ薄膜被覆装置１００の制御系の構成例を示すブロック図である。

【図5】多元系はんだ組成に対応した熱ガスブロー時の温度値及び流量値の格納例を示す表図である。

【図6】薄膜はんだ被覆部材１０の構成例を示す断面図である。

【図7】（Ａ）〜（Ｃ）は、薄膜はんだ被覆部材１０の形成例（その１）を示す工程図である。

【図8】（Ａ）及び（Ｂ）は、薄膜はんだ被覆部材１０の形成例（その２）を示す工程図である。

【図9】薄膜はんだ被覆部材１０の形成例（その３）を示す工程図である。

【図10】（Ａ）及び（Ｂ）は、熱ガスブロー有無における薄膜はんだ被覆部材１０の表面観察例を示す写真線画図である。

【図11】（Ａ）及び（Ｂ）は、熱ガスブロー有無における薄膜はんだ被覆部材１０の断面観察例を示す写真線画図である。

【図12】（Ａ）は熱ガスブロー無しにおける薄膜はんだ被覆部材３０の断面の画像例を示す写真図及び、（Ｂ）〜（Ｉ）はその元素マッピング画像例を示す写真線画図である。

【図13】（Ａ）は、熱ガスブロー無しにおける薄膜はんだ被覆部材３０の断面の画像例を示す写真線画図及び（Ｂ）は、その点分析例を示す表図である。

【図14】（Ａ）は熱ガスブロー有りにおける薄膜はんだ被覆部材１０の断面の画像例を示す写真線画図及び、（Ｂ）〜（Ｉ）はその元素マッピング画像例を示す写真線画図である。

【図15】（Ａ）は、熱ガスブロー有りにおける薄膜はんだ被覆部材１０の断面の画像例を示す写真線画図及び（Ｂ）は、その点分析例を示す表図である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

以下、図面を参照しながら、本発明に係る実施の形態としての溶融はんだ薄膜被覆装置、薄膜はんだ被覆部材及びその製造方法について説明する。図１に示す薄膜はんだ被覆部材製造システム＃１は、薄膜はんだ被覆部材１０を製造するシステムであり、洗浄槽１１、乾燥部１２、第１搬送部１３及び溶融はんだ薄膜被覆装置１００を備えている。以下で、母材の一例となる条部材３１を投入する側（部材供給側）を上流側としたとき、条部材３１が流れて行く（進行する）方向を下流側という。

【0028】

条部材３１は図示しない部材供給部を構成する、例えば、巻付用のリール等にロール状に巻かれている。条部材３１は所定の幅を有し、かつ、長尺状を有した銅部材、洋白や、コバール部材等から構成される。本例においては、母材として長尺のコバール部材を用いた。

【0029】

図１において、洗浄槽１１は部材供給部の下流側に設けられ、洗浄槽１１には洗浄用の液体１１ａが収容されている。洗浄用の液体１１ａにはイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）等が使用される。洗浄槽１１の下流側には乾燥部１２が設けられる。乾燥部１２にはブロアーが使用される。乾燥部１２の下流側には第１搬送部１３が設けられる。第１搬送部１３には制動用のローラー部材が使用される。制動用のローラー部材は、例えば、通常の従動ローラーに比べて上・下ローラーのニップ部位の圧着力が高めに設定されている。

【0030】

後述する第２搬送部２３に設けられた駆動式のローラー部材で条部材３１を搬送するとともに、この第１搬送部１３の制動用のローラー部材で、条部材３１に所定のテンションを付与し、所定の速度で条部材が搬送されるようになされている。この目的のために第１搬送部１３の制動用のローラー部材に駆動用のモーターを設けても良いし、駆動用のモーターは設けずに第２搬送部２３に設けられた駆動式のローラー部材に対して従動するようにしても良い。本例の場合には、第１搬送部１３の制動用のローラー部材は、従動するものとして説明する。

【0031】

＜溶融はんだ薄膜被覆装置１００の構成例＞
図１に示した第１搬送部１３の下流側には溶融はんだ薄膜被覆装置１００が配置されている。溶融はんだ薄膜被覆装置１００は、洗浄後の条部材３１を取り込み、所定の温度に加熱された多元系の溶融はんだ７（溶融はんだ）で条部材３１を被覆し、その膜厚を制御した後に、当該条部材３１を冷却した薄膜はんだ被覆部材１０を排出するものである。

【0032】

溶融はんだ薄膜被覆装置１００は箱体を成す本体部１０１を有しており、本体部１０１はその天板部位の所定の位置に開口部１０４を有している。この開口部１０４を境にして左側と右側とに搬送路が分かれている。当該本体部１０１の内部の左側面（上流側）には搬入口１０２が設けられ、その右側面（下流側）には搬出口１０３を備えている。

【0033】

開口部１０４を境にした本体部１０１の内・外部にかけて、部品取付用の縦長部材１４が設けられている。縦長部材１４には従動式の搬送ローラー４６及びガイド用の２つの突起部４２，４３や、図示しないスライド部材等を有している。搬送ローラー４６は縦長部材１４の斜め右上方に取り付けられる。

【0034】

縦長部材１４の左側の本体部１０１の背面側には２個の従動式の搬送ローラー４４，４５が取り付けられ、その右側の背面側にも、２個の従動式の搬送ローラー４７，４８が取り付けられている。本体部１０１の内部には、予備加熱部１５、チャンバー１６、はんだ槽１７、吹付部１９、冷却部２０及び制御部５０が設けられている。

【0035】

予備加熱部１５は搬入口１０２の下流側であって、２個の搬送ローラー４４，４５の間に設けられている。予備加熱部１５にはエアーヒーターが使用される。搬送ローラー４５の下流側にはチャンバー１６及びはんだ槽１７が配置されている。

【0036】

はんだ槽１７には溶融はんだの一例を構成する多元系はんだ組成の溶融はんだ７が収容されている。溶融はんだ７には、例えば、鉛（Ｐｂ）、銀（Ａｇ）、ビスマス（Ｂｉ）、インジウム（Ｉｎ）、錫（Ｓｎ）から成る五元系はんだ組成（Ｐｂ−０．５Ａｇ−３Ｂｉ−２Ｉｎ−４Ｓｎ：はんだ＃６０６４（千住金属工業社製））が使用される。溶融はんだ７の溶融温度は２９５℃程度である。

【0037】

はんだ槽１７の上部を覆うようにチャンバー１６が取り付けられ、チャンバー１６内には窒素（Ｎ2）ガス等の不活性ガスが充満されている。この例で、チャンバー１６の上部には蓋部６０が設けられており、蓋部６０には２つの開口部６１，６２が設けられ、条部材３１に対して、開口部６１ははんだ槽１７への入口部、開口部６２ははんだ槽１７からの出口部を構成する。

【0038】

はんだ槽１７内には従動式の搬送ローラー４１が設けられる。搬送ローラー４１は本体部１０１の前後で軸受け部材６５に軸支されている。軸受け部材６５は蓋部６０に一体的に取り付けられており、さらに上下方向にスライド自在に縦長部材１４に支持されている。すなわち、縦長部材１４、蓋部６０及び軸受け部材６５は、一体的に上下方向にスライド可能となっている。

【0039】

搬送ローラー４１には、はんだ食われを防止するために、カーボン（炭素）ローラーが使用される。上述の条部材３１は開口部６１から搬送ローラー４１でＵターンし、開口部６２に至る。なお、チャンバー１６の内側面に図示しない超音波ホーンを取り付けても良い。超音波ホーンを用いると母材のはんだ付け部に付着している酸化膜や汚れを強力な振動で剥がし取り、はんだを金属的に付着させることができる。

【0040】

チャンバー１６の上部には吹付部１９が取り付けられている。吹付部１９には熱ガスを出射する広角平口のエアーナイフ又はガスノズル９１，９２（図２参照）が使用される。熱ガスには、窒素等の不活性ガスが使用される。

【0041】

吹付部１９の上部側には冷却部２０が設けられている。この例で、冷却部２０は第１ファン２１及び第２ファン２２を有している。第１ファン２１は、縦長部材１４の下方付近に設けられる。第２ファン２２は本体部１０１の上部側に露出した縦長部材１４の上方部位に取り付けられる。第１ファン２１及び第２ファン２２には冷却用のプロペラ式や、シロッコ式等の送風機が使用される。

【0042】

この例で、搬送ローラー４７と搬送ローラー４８との間であって、本体部１０１の内部の天板部位から懸垂する形態で第２搬送部２３が設けられる。第２搬送部２３には駆動式のローラー部材が使用される。ローラー部材には図示しないモーターが係合される。

【0043】

条部材３１の経路は開口部１０４から搬送ローラー４６でＵターンし、開口部１０４を再度通過して搬送ローラー４７に至る。上述の５個の搬送ローラー４４，４５，４６，４７，４８には金属ローラーや、耐熱性のゴムローラー、樹脂ローラー等の従動式のローラー部材が使用される。

【0044】

上述の本体部１０１の所定の位置には制御部５０が設けられる。制御部５０には予備加熱部１５や、はんだ槽１７、吹付部１９、第１ファン２１、第２ファン２２、第２搬送部２３等が接続される。装置外部の乾燥部１２の制御及び第１搬送部１３が駆動用のモーターを備え、このモーターの制御をする必要がある場合、制御部５０には、当該乾燥部１２及び第１搬送部１３を駆動するモーター等が接続される。本例の場合は、第１搬送部１３は従動ローラーの場合であり、以下、制御部５０が乾燥部１２を含めてこれらを一括制御する場合について説明する。

【0045】

ここで、図２及び図３を参照して、吹付部１９におけるガスノズル９１，９２の配置例及びそれらの機能例について説明する。図２に示す吹付部１９には１組のガスノズル９１，９２が設けられる。各々のガスノズル９１，９２は広角平口を有しており、膜厚制御時、熱ガスブローによりはんだ槽１７で被膜した条部材３１から余剰の被膜した溶融はんだ７を削ぎ落すようになされる（図３参照）。ガスノズル９１，９２には、例えば、ステンレス製のフラットノズル（シルベント社製のSilvent９７１）が使用される。

【0046】

ガスノズル９１は、ノズル本体部９０１及び導管９３を有している。ノズル本体部９０１の一端は広角平口部９０３となされている。広角平口部９０３の開口幅は、本例の場合、条部材３１の幅にほぼ等しい長さに設定されている。ノズル本体部９０１の他端には導管９３が接続され、当該導管９３にはＮ2ガスが導かれる。導管９３には図４に示すヒーター９５が取り付けられ、Ｎ2ガスの温度は、溶融はんだ７の溶融温度以上に設定される。本例の場合、はんだの溶融温度は２９５度であるから、温度３００℃程度に加熱するようになされる。導管９３には、図４に示す流量調整バルブ９７を介してＮ2ボンベ９９等が接続される。

【0047】

ガスノズル９２は、ノズル本体部９０２及び導管９４を有している。ノズル本体部９０２の一端はガスノズル９１と同様にして広角平口部９０４となされている。広角平口部９０４の開口幅は、本例の場合、条部材３１の幅にほぼ等しい長さに設定されている。ノズル本体部９０２の他端には導管９４が接続され、当該導管９４には同様にしてＮ2ガスが導かれる。導管９４には同様にしてヒーター９６が取り付けられ、Ｎ2ガスを温度３００℃程度に加熱する。導管９４は、流量調整バルブ９８を介してＮ2ボンベ９９に接続される。上述のように広角平口部９０３，９０４の開口幅は、本例の場合、条部材３１の幅にほぼ等しい長さに設定したが、必要に応じて、開口幅は設定できるものである。

【0048】

ガスノズル９１，９２の広角平口部９０３，９０４の吹き出し温度（先端温度）は、溶融はんだの溶融温度以上に設定される。上述の例で、３００℃程度に維持される。本例の場合、ガスノズル９１は、その広角平口部９０３が条部材３１の搬送面に平行となるように配置され、ガスノズル９２も、その広角平口部９０４が条部材３１の搬送面に平行となるように配置される。この平行配置は熱ガスを条部材３１の搬送面に均等に吹き付けるためである。

【0049】

図３において、白抜き矢印は所定の搬送速度で移動する条部材３１の搬送方向である。図３に示す吹付部１９によれば、ガスノズル９１が条部材３１の左側に配置され、水平線Ｌｈに対して角度＋θ（時計回りプラス基準）だけ傾けた状態で、図示しない固定部材に取り付けられる。ガスノズル９２は条部材３１の右側に配置され、反対に水平線Ｌｈに対して角度−θ（同基準）だけ傾けた状態で、図示しない固定部材に取り付けられる。

【0050】

ガスノズル９１は、図示しない流量調整バルブ９７，９８によって調整された熱ガスを条部材３１の左側面に向けて吹き出すようになされる。ガスノズル９２は流量調整バルブ９７，９８によって調整された熱ガスを条部材３１の右側面に向けて吹き出すようになされる。これにより、所定の搬送速度で搬送される条部材３１の左・右側の両面から熱ガスブロー（条部材３１の両面ブロー）により、はんだ槽１７から引き上げ直後の余分な溶融はんだ７を削ぎ落とすことができる。従って、片面２μｍ〜５μｍレベルから更に薄膜化に向けた、薄膜はんだ溶融メッキ制御を実現できるようになる。

【0051】

なお、上述のように広角平口部９０３，９０４の開口幅は、本例の場合、条部材３１の幅にほぼ等しい長さに設定したが、必要に応じて、設定できるものである。また、ガスノズル９１，９２の配置は、本例では条部材３１の搬送面に平行となるように配置したが、条部材３１に対して所定の角度を持って配置しても良いし、また、条部材３１に対する熱ガスの吹き付け角度（θ）は必要に応じて可変させても良い。

【0052】

続いて、図４及び図５を参照して、溶融はんだ薄膜被覆装置１００の制御系の構成例について説明する。図４に示す溶融はんだ薄膜被覆装置１００によれば、制御部５０には、予備加熱部１５や、はんだ槽１７、吹付部１９、第１ファン２１、第２ファン２２、第２搬送部２３等の他に、乾燥部１２、操作部２４及びモニタ２８が接続されている。

【0053】

制御部５０は、システム全体を制御するために、例えば、ＲＯＭ５１（Read Only Memory）、ＲＡＭ５２（Random Access Memory）、中央演算装置（Central Processing Unit：以下ＣＰＵ５３という）及びメモリ部５４を有している。ＲＯＭ５１には、例えば、薄膜はんだ被覆部材製造システム＃１の全体を制御するためのシステムプログラムＤｐが格納されている。

【0054】

制御部５０は、操作部２４の起動操作により、ＲＯＭ５１に記憶されているシステムプログラムＤｐを読み出してＲＡＭ５２に展開し、ここに展開されたシステムプログラムＤｐに従って、薄膜はんだ被覆部材製造システム＃１を起動する。制御部５０にはインフリッヂ工業製のＤＦＣ−１００Ｌ型のコントローラが使用される。

【0055】

操作部２４は図示しないテンキーやタッチパネル等のキー入力部を有している。操作部２４は、薄膜はんだ被覆部材１０の膜厚制御時、多元系はんだ組成に対応した膜厚制御条件等を設定する際に操作される。薄膜はんだ被覆部材１０の膜厚制御条件には、溶融はんだ７の溶融温度、熱ガスの流量や温度等が含まれる。

【0056】

例えば、五元系はんだ組成の＃６０６４はんだに対応した条部材３１の予熱温度、溶融はんだ７の溶融温度、Ｎ2ガスの流量値及び熱ガスの温度値等を設定する操作がなされる。操作部２４で操作設定された膜厚制御条件は操作データＤ２４として制御部５０に出力される。この例で、操作部２４で設定された多元系はんだの組成に対応した膜厚制御条件を示す操作データＤ２４がＣＰＵ５３を介してＲＡＭ５２等に記憶される。

【0057】

モニタ２８は液晶表示装置（ＬＣＤ）から構成され、表示データＤ２８に基づいて多元系はんだの組成に対応し膜厚制御条件等をモニタ２８に表示する。表示データＤ２８は、膜厚制御時、多元系はんだ組成に対応したＮ2ガスの流量値や、熱ガスの温度値を表示するためのデータであり、制御部５０からモニタ２８へ出力される。上述のメモリ部５４には薄膜はんだ被覆部材１０の膜厚制御に必要な多元系はんだ組成の溶融はんだ７に対応した制御データＤ54が格納されている。図５に示す表図によれば、メモリ部５４には条部材３１への溶融はんだ７の目標の膜厚Δｔ［μｍ］、吹付部１９における熱ガス、例えば、Ｎ2ガスの流量Ｑ［ＮＬ／min］、熱ガスの温度Ｔ［℃］等の記述欄が設けられている。

【0058】

目標の膜厚Δｔ＝１．５〜２．０［μｍ］に対してＮ2ガスの流量値Ｑ１及び熱ガスの温度値Ｔ１が記述される。目標の膜厚Δｔ＝１．０〜１．５［μｍ］に対してＮ2ガスの流量値Ｑ２及び熱ガスの温度値Ｔ２が記述される。目標の膜厚Δｔ＝０．５〜１．０［μｍ］に対してＮ2ガスの流量値Ｑ３及び熱ガスの温度値Ｔ３が記述される。目標の膜厚Δｔ＝０．０〜０．５［μｍ］に対してＮ2ガスの流量値Ｑ４及び熱ガスの温度値Ｔ４が記述される。メモリ部５４に記述される流量値Ｑ１や、熱ガスの温度値Ｔ１等は、実験で確かめた経験値が記述される。

【0059】

例えば、条部材３１が銅部材でその搬送速度が３ｍ／minで、多元系はんだ組成の溶融はんだ７に、五元系はんだ組成（Ｐｂ−０．５Ａｇ−３Ｂｉ−２Ｉｎ−４Ｓｎ）のはんだ＃６０６４を使用した場合、その溶融温度が２９５℃で、目標の膜厚Δｔ＝１．５〜２．０［μｍ］に対してＮ2ガスの流量値Ｑ１＝６０ＮＬ／min及び、熱ガスの温度値Ｔ１＝３００℃が記述される。

【0060】

この例では、目標の膜厚Δｔ［μｍ］に対応するＮ2ガスの流量Ｑ［ＮＬ／min］や、熱ガスの温度Ｔ［℃］等は、制御データＤ54としてメモリ部５４から読み出し可能となっている。溶融はんだ７の目標の膜厚Δｔ［μｍ］は操作部２４を介して制御部５０に設定される。制御部５０は、溶融はんだ７の組成に対応した熱ガスの温度Ｔ及びＮ2の流量Ｑを吹付部１９に設定し、条部材３１から溶融はんだ７を削ぎ落とすことにより、当該条部材３１への溶融はんだ７の膜厚を制御するようになされる。

【0061】

制御部５０の内部のメモリ容量が不足する場合は、外部記憶装置を接続して目標の膜厚Δｔに対応するＮ2ガスの流量値及び熱ガスの温度値等を測定し、測定途中のデータを記憶するようにしてもよい。外部記憶装置には（株）キーエンス製のＧＲ−３５００型のデータロガーが使用される。

【0062】

制御部５０は、操作データＤ２４に基づくフィードフォワード制御により膜厚制御を実行する。例えば、条部材３１への溶融はんだ７の目標の膜厚Δｔ［μｍ］をアドレスにして、溶融はんだ７の組成に対応した熱ガスの温度Ｔ及び流量Ｑを示す制御データＤ５４をメモリ部５４から読み出す。制御部５０は、例えば、溶融はんだ７として五元系の溶融はんだ７（＃６０６４はんだ）の材料名をヘッダ情報として記述し、制御データＤ５４をヘッダ情報に付加したデータストリーム形式の吹付制御データＤ１９を熱ガス調整部９０に設定する。

【0063】

例えば非接触型の測定機器を利用して、リアルタイムに条部材３１への溶融はんだ７の被覆量（膜厚量）を検知できるのであれば、条部材３１への溶融はんだ７の被覆量検知に基づくフィードバック制御により膜厚制御を実行してもよい。フィードバック制御によれば、条部材３１への溶融はんだ７の膜厚が多い場合は、熱ガスの温度Ｔ及びＮ2の流量Ｑをいずれも高く設定して条部材３１から削ぎ落とす溶融はんだ７を多くする。反対に、条部材３１への溶融はんだ７の膜厚が少ない場合は、熱ガスの温度Ｔ及びＮ2の流量Ｑをいずれも低く設定して条部材３１から削ぎ落とす溶融はんだ７を少なくする。

【0064】

上述の制御部５０は表示データＤ２８に基づいてモニタ２８を表示制御したり、操作部２４から操作データＤ２４を入力して、乾燥部１２や予備加熱部１５、はんだ槽１７、第１ファン２１、第２ファン２２、第２搬送部２３、熱ガス調整部９０等の入出力を制御する。

【0065】

乾燥部１２は、制御部５０からブロアー制御信号Ｓ１２を入力し、ブロアー制御信号Ｓ１２に基づいて洗浄後の条部材３１にエアーを吹き付けて乾燥する。ブロアー制御信号Ｓ１２は乾燥部１２に装備された、図示しないブロアーを駆動する信号であり、制御部５０から乾燥部１２へ出力される。

【0066】

第２搬送部２３は、条部材搬送時、制御部５０からローラー駆動信号Ｓ２３を入力し、ローラー駆動信号Ｓ２３に基づいて従動する第１搬送部１３との協働により条部材３１に所定のテンションを維持しながら、当該条部材３１を溶融はんだ薄膜被覆装置１００に送出する。ローラー駆動信号Ｓ２３は第２搬送部２３に装備された、図示しない駆動ローラーを回転するためのモーターを駆動する信号であり、制御部５０から第２搬送部２３へ出力される。

【0067】

予備加熱部１５は、制御部５０からヒーター駆動信号Ｓ１５を入力し、ヒーター駆動信号Ｓ１５に基づいて洗浄後の条部材３１に熱風を吹き付けて加熱する。ヒーター駆動信号Ｓ１５は予備加熱部１５に装備された図示しないエアーヒーターを駆動する信号であり、制御部５０から予備加熱部１５へ出力される。

【0068】

はんだ槽１７は、制御部５０からはんだ槽制御信号Ｓ１７を入力し、はんだ槽制御信号Ｓ１７に基づいて多元系組成のはんだ（＃６０６４等）を加熱し、溶融温度２７３〜２９５℃程度の溶融はんだ７とする。はんだ槽制御信号Ｓ１７ははんだ槽１７に装備された、図示しないヒーターを駆動する信号であり、制御部５０からはんだ槽１７へ出力される。

【0069】

吹付部１９は、ガスノズル９１，９２の他に熱ガス調整部９０、ヒーター９５，９６、流量調整バルブ９７，９８及びＮ2ボンベ９９を有している。流量調整バルブ９７，９８にはＮ2ボンベ９９が接続され、Ｎ2ガスをガスノズル９１，９２に供給する。この例では、溶融はんだの溶融温度がガスノズル９１，９２の先端の温度を溶融はんだの溶融温度が２７３〜２９５℃であるときには３００℃とするために、ガスノズル９１，９２のノズル本体の温度、及び、ヒーター９５，９６の発熱温度が決定される。

【0070】

熱ガス調整部９０は、膜厚制御時、制御部５０から吹付制御データＤ１９を入力し、はんだ槽１７から引き上げられた直後の条部材３１に吹付制御データＤ１９に基づいて熱ガスを吹き付けるようになされる。吹付制御データＤ１９には、流量調整バルブ９７，９８を回転するための図示しないモーターを駆動するデータや、Ｎ2ガスを加熱するためのヒーター９５，９６を駆動するデータ等が含まれる。吹付制御データＤ１９は制御部５０から熱ガス調整部９０へ出力される。熱ガス調整部９０は、吹付制御データＤ１９をデコードしてヒーター駆動信号Ｓ９５，Ｓ９６及びバルブ調整信号Ｓ９７，Ｓ９８を発生する。

【0071】

ヒーター９５は熱ガス調整部９０からヒーター駆動信号Ｓ９５を入力し、ヒーター駆動信号Ｓ９５に基づく目標温度（３００℃）となるように導管９３（図２，３参照）を介してＮ2ガスを加熱する。ヒーター９６は熱ガス調整部９０からヒーター駆動信号Ｓ９６を入力し、ヒーター駆動信号Ｓ９６に基づく目標温度となるように導管９４（図２，３参照）を介してＮ2ガスを加熱する。

【0072】

流量調整バルブ９７は熱ガス調整部９０からバルブ調整信号Ｓ９７を入力し、バルブ調整信号Ｓ９７に基づく目標の流量値となるようにＮ2ガスの流量Ｑを調整する。流量調整バルブ９８は熱ガス調整部９０からバルブ調整信号Ｓ９８を入力し、バルブ調整信号Ｓ９８に基づく目標の流量値となるようにＮ2ガスの流量Ｑを調整する。

【0073】

第１ファン２１は、条部材搬送時、制御部５０からファン制御信号Ｓ２１を入力し、ファン制御信号Ｓ２１に基づいて膜厚調整後の条部材３１の一方の側に、本体部１０１の内部（内部温度）のエアーを送風して当該条部材３１を冷却する。ファン制御信号Ｓ２１は第１ファン２１に装備された図示しないモーターを駆動する信号であり、制御部５０から第１ファン２１へ出力される。

【0074】

第２ファン２２は、条部材搬送時、制御部５０からファン制御信号Ｓ２２を入力し、ファン制御信号Ｓ２２に基づいて膜厚調整後の条部材３１の他方の側に、本体部１０１の上部（室温）のエアーを送風して当該条部材３１を冷却する。ファン制御信号Ｓ２２は第２ファン２２に装備された図示しないモーターを駆動する信号であり、制御部５０から第２ファン２２へ出力される。これらにより、溶融はんだ薄膜被覆装置１００の制御系を構成する。

【0075】

＜薄膜はんだ被覆部材１０の構成例＞
続いて、図６を参照して、薄膜はんだ被覆部材１０の構成例について説明する。図６に示す薄膜はんだ被覆部材１０は、所定の厚みｔの条部材３１と、その条部材３１の表裏を被覆する膜厚Δｔのはんだ層７’とを備えている。

【0076】

はんだ層７’は薄膜はんだ被覆部材製造システム＃１において、溶融はんだ７の膜厚が制御されて成るものであって、所定の温度（２９５℃）に加熱された溶融はんだ７が収容され、当該溶融はんだ７を収容したはんだ槽１７内に条部材３１が浸漬され、はんだ槽１７内に浸漬された条部材３１を、はんだ槽１７から引き上げられ、引き上げ直後の条部材３１に、溶融はんだ７の組成に対応した溶融温度以上の温度Ｔ℃及び所定の流量ＱＮＬ／minの熱ガスを吹き付けられて当該条部材３１から溶融はんだ７を削ぎ落とされることにより条部材３１の表裏に残留したものである。

【0077】

＜薄膜はんだ被覆部材１０の製造方法＞
続いて、図７〜図９を参照して、図６に示した薄膜はんだ被覆部材１０の形成例（その１〜５）について説明する。この例では、図１〜図５に示した薄膜はんだ被覆部材製造システム＃１を利用して２７３〜２９５℃程度の温度に加熱された、五元系はんだ組成の溶融はんだ７（＃６０６４はんだ）で条部材３１を被覆し、その後、膜厚制御した後、当該条部材３１を冷却することにより、薄膜はんだ被覆部材１０を製造する場合を前提とする。

【0078】

まず、図７の（Ａ）において、薄膜はんだ被覆部材１０の母材となる条部材３１を準備する。条部材３１には、長尺状のコバール（ＫＯＶ−Ｈ：Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ）部材をロール状に巻いたものを準備する。コバール部材は、金属の中で熱膨張率が常温付近で低く、硬質ガラスに近いので、硬質ガラスの封着や、ＩＣリードフレームに適用して好適である。

【0079】

条部材３１が準備できたら、薄膜はんだ被覆部材製造システム＃１に条部材３１をセットする。この例では、最初に手作業で、図示しない部材供給部から条部材３１を繰り出して洗浄槽１１に導き、図７の（Ｂ）において条部材３１を洗浄可能な状態にセットする。その後、条部材３１の先端部を乾燥部１２及び、第１搬送部１３を経由して、溶融はんだ薄膜被覆装置１００の内部へ導く。

【0080】

この例では、溶融はんだ薄膜被覆装置１００内において、はんだ槽１７からガスノズル９１，９２へ向けて条部材３１を垂直（鉛直）方向に取り出すために、更に、手作業で、搬入口１０２から本体部１０１の内部に導いた条部材３１を搬送ローラー４４、予備加熱部１５、搬送ローラー４５、突起部４２、はんだ槽１７内の搬送ローラー４１、縦長部材１４の突起部４３、搬送ローラー４６、本体部１０１の内部の搬送ローラー４７、第２搬送部２３及び搬送ローラー４８に至り搬出口１０３から排出するようにセットする。

【0081】

このとき、搬送ローラー４１の軸受け部材６５を縦長部材１４に収納する形態（スライド部材に沿って）で、チャンバー１６上部の蓋部６０と共に引き上げ、はんだ槽１７内から搬送ローラー４１を上部へ露出する。そして、条部材３１の先端部（往路）を蓋部６０の開口部６１に通し、その後、当該条部材３１の先端部を搬送ローラー４１に巻き付ける。そして、条部材３１の先端部（復路）を開口部６２に通す。

【0082】

その後、縦長部材１４から軸受け部材６５をスライドさせて降下させ、はんだ槽１７の内部に搬送ローラー４１に巻き付けた状態の条部材３１を埋没させる。これにより、搬送ローラー４１に巻き付けられた条部材３１を垂直（鉛直）方向に取り出せるようになる。なお、薄膜はんだ被覆部材製造システム＃１における自動化の前処理が完了するが、最初の数ｍは、はんだ層の無い条部材３１がそのまま排出される。

【0083】

作業者は、操作部２４を操作して自動運転を行うためのデータを設定する。例えば、熱ガス調整部９０には、制御部５０から吹付制御データＤ１９が設定される。吹付制御データＤ１９は五元系はんだ組成の溶融はんだ７（＃６０６４はんだ）に対応した熱ガスの温度値Ｔ１＝３００℃、及び、流量値Ｑ１＝６０ＮＬ／minを吹付部１９に設定するためのデータである。

【0084】

第２搬送部２３には搬送速度＝３ｍ／minで条部材３１を搬送するためのローラー駆動信号Ｓ２３が設定される。はんだ槽１７には溶融温度＝２９５℃ではんだを溶融するためのはんだ槽制御信号Ｓ１７が設定される。

【0085】

そして、操作部２４を操作して薄膜はんだ被覆部材製造システム＃１を起動すると、図７の（Ｂ）に示した洗浄槽１１では洗浄用の液体１１ａによって条部材３１の表裏や側面が洗浄される。その後、図７の（Ｃ）において、洗浄後の条部材３１を乾燥する。このとき、乾燥部１２はブロアー制御信号Ｓ１２を入力し、ブロアー制御信号Ｓ１２に基づいて工場内のエアーを取り込み、洗浄後の条部材３１の表裏や側面等に残留した洗浄用の液体を吹き飛ばして排気する。

【0086】

第１搬送部１３ではローラー制動信号Ｓ１３を入力し乾燥後の条部材３１を溶融はんだ薄膜被覆装置１００内へ搬入する際に、ローラー制動信号Ｓ１３に基づいてテンション（張力）を掛けるためにその搬送負荷を重くする。また、第２搬送部２３では第１搬送部１３によってテンションが掛けられた状態の条部材３１を引っ張るように、設定された搬送速度で移動（搬送）する。第２搬送部２３はローラー駆動信号Ｓ２３に基づいて搬送速度＝３［ｍ／min］程度で条部材３１を搬送する。

【0087】

次に、図８の（Ａ）において、乾燥後の条部材３１を予備加熱する。このとき、予備加熱部１５はヒーター駆動信号Ｓ１５を入力し、本体部１０１の内部に搬入された条部材３１にヒーター駆動信号Ｓ１５に基づく熱（温）風を加えて、残存アルコール成分を除去すると共に、条部材３１自体の温度を高める（予備加熱する）。

【0088】

更に、図８の（Ｂ）において、溶融はんだ７が収容されたはんだ槽１７に予備加熱後の条部材３１を浸漬する。もちろん、チャンバー１６内にはＮ2ガスが充満され、チャンバー１６内がＮ2ガス雰囲気になされる。はんだ槽１７は、はんだ槽制御信号Ｓ１７を入力し、はんだ槽制御信号Ｓ１７に基づいてはんだ槽１７の溶融はんだ７の溶融温度を２９５℃に保持する。はんだ槽１７の内部の搬送ローラー４１では条部材３１の搬送方向が下方向から上方向へ反時計回りにＵターンされる。

【0089】

また、はんだ槽１７上のチャンバー１６内のＮ2ガス雰囲気において、第２搬送部２３がローラー駆動信号Ｓ２３に基づいて連続して駆動されていることで、はんだ槽１７から条部材３１が引き上げられる。その際に、第１搬送部１３と第２搬送部２３との間において、第１搬送部１３が条部材３１の搬送方向に対して制動を加え、第２搬送部２３が条部材３１を引っ張ることで、条部材３１にテンションが加わった状態となされる。

【0090】

次に、図９において、引き上げ直後の条部材３１に、溶融はんだ７の組成に対応した溶融温度以上の温度Ｔ及び所定の流量Ｑの熱ガスを吹き付けて条部材３１から溶融はんだ７を削ぎ落として、薄膜はんだ被覆部材１０への溶融はんだ７の膜厚を制御する。この膜厚制御によれば、制御部５０が熱ガス調整部９０に吹付制御データＤ１９を出力して、溶融はんだ７の組成に対応した熱ガスの温度値Ｔ１＝３００℃、及び、流量値Ｑ１＝６０ＮＬ／minに設定し、条部材３１から溶融はんだ７を削ぎ落とすようにガスノズル９１，９２を制御する。

【0091】

ガスノズル９１，９２では、はんだ槽１７から引き上げられた直後の条部材３１に、五元系の溶融はんだ７（＃６０６４はんだ）の組成に対応した溶融温度以上の温度値Ｔ１＝３００℃、及び、所定の流量値Ｑ１＝６０ＮＬ／minの熱ガスを吹き付ける。これにより、当該条部材３１への溶融はんだ７の膜厚が制御され、膜厚数μｍのはんだ層７’で条部材３１が被覆される。この膜厚数μｍのはんだ層７’で被覆された条部材３１は薄膜はんだ被覆部材１０となる。

【0092】

次に、薄膜はんだ被覆部材１０（条部材３１）の一方の側（片面）を冷却する。このとき、第１ファン２１は、はんだ層７’が被覆された条部材３１に、ファン制御信号Ｓ２１に基づいて本体部１０１内のエアーを吹き付けて冷却する。そして、片面冷却後の薄膜はんだ被覆部材１０の他方の側（両面）を冷却する。このとき、薄膜はんだ被覆部材１０は一旦、本体部１０１の上部に導かれ、第２ファン２２は、片面冷却後の薄膜はんだ被覆部材１０に、ファン制御信号Ｓ２１に基づいて本体部１０１の上部のエアーを吹き付けて冷却する。

【0093】

このとき、搬送ローラー４６は、薄膜はんだ被覆部材１０の搬送方向を上方向から下方向へ時計回りにＵターンする。このＵターン搬送によって、両面冷却後の薄膜はんだ被覆部材１０が、再び、本体部１０１の内部に取り込まれる。本体部１０１の内部では、薄膜はんだ被覆部材１０が搬送ローラー４７、第２搬送部２３及び搬送ローラー４８に至り、搬出口１０３から排出される。排出された薄膜はんだ被覆部材１０は、例えば、空のリール等に巻き付けられる。これにより、図６に示した長尺状の薄膜はんだ被覆部材１０を得ることができる。

【0094】

続いて、図１０及び図１１を参照して、熱ガスブロー有無における薄膜はんだ被覆部材１０，３０の表面やその断面等の画像を比較しながら、五元系はんだ組成のはんだ層７’（＃６０６４はんだ）の被覆状態例について説明をする。まず、図１０の（Ａ）及び（Ｂ）を参照しながら、熱ガスブロー有無における薄膜はんだ被覆部材１０，３０の表面の状態例について説明する。薄膜はんだ被覆部材１０，３０は、本発明に係る薄膜はんだ被覆部材製造システム＃１を使用して得たものである。

【0095】

図１０の（Ａ）に示す写真図によれば、熱ガスブロー無しの場合であって、膜厚３０μｍのはんだ層７’を有した薄膜はんだ被覆部材３０の表面画像が得られた。その観察には表面分析機器（ＳＥＭ）を使用した。薄膜はんだ被覆部材３０の表面画像は、倍率５０倍（以下で×５０と記述する）、１００倍（×１００）、５００倍（×５００）に拡大した３種類である。

【0096】

図１０の（Ｂ）に示す写真図によれば、熱ガスブロー有りの場合であって、上述の表面分析機器を使用して、膜厚２μｍ以下のはんだ層７’を有した薄膜はんだ被覆部材１０を観察し、その表面画像を得た。薄膜はんだ被覆部材１０の表面画像も、倍率５０倍（×５０）、１００倍（×１００）、５００倍（×５００）に拡大した３種類である。

【0097】

ここで熱ガスブロー無し（３０μｍ厚）の薄膜はんだ被覆部材３０と、熱ガスブロー有り（２μｍ以下厚）の薄膜はんだ被覆部材１０とを比較すると、倍率５０倍及び１００倍の表面画像では、相違点が見られないが、倍率５００倍の表面画像から明確なように、熱ガスブロー有りの薄膜はんだ被覆部材１０の表面状態は、凹凸が少なくなり平滑になっていることが確認できた。

【0098】

次に、図１１の（Ａ）及び（Ｂ）を参照して、熱ガスブロー有無における薄膜はんだ被覆部材１０，３０の断面の状態例について説明する。図１１の（Ａ）に示す写真図によれば、熱ガスブロー無しの場合の薄膜はんだ被覆部材３０の断面画像が得られた。その観察には上述の表面分析機器の断面撮像機能を利用した。薄膜はんだ被覆部材３０の断面画像は、倍率９００倍（×９００）、３０００倍（×３０００）に拡大した２種類である。倍率９００倍の断面画像から膜厚３０μｍのはんだ層７’が確認できる。

【0099】

図１１の（Ｂ）に示す写真図によれば、上述の表面分析機器を使用して熱ガスブロー有りの場合の薄膜はんだ被覆部材１０を観察し、その断面画像を得た。薄膜はんだ被覆部材１０の断面画像も、倍率９００倍（×９００）、３０００倍（×３０００）に拡大した２種類である。倍率９００倍の断面画像から膜厚２μｍ以下のはんだ層７’を確認できた。

【0100】

ここで熱ガスブロー無し（３０μｍ厚）の薄膜はんだ被覆部材３０と、熱ガスブロー有り（２μｍ以下厚）の薄膜はんだ被覆部材１０とを比較すると、倍率９００倍の断面画像において、薄膜はんだ被覆部材３０では、１０μｍ単位のスケール表示を基準にして、その約３倍の膜厚３０μｍのはんだ層７’が確認できる。これに対して、薄膜はんだ被覆部材１０によれば、１０μｍ単位のスケール表示の１／５程度、すなわち、２μｍ以下のはんだ層７’が被着しているのが確認できる。

【0101】

また、倍率３０００倍の断面画像では薄膜はんだ被覆部材３０のはんだ層７’が視野から外れているが薄膜はんだ被覆部材１０によれば、１μｍ単位のスケール表示からも明らかなように、その２倍程度の２μｍ以下のはんだ層７’が被着しているのが確認できた。

【0102】

次に、図１２〜図１５を参照して、熱ガスブロー有無における薄膜はんだ被覆部材１０，３０の元素マッピング（Elemental mapping）画像やその点分析表を比較しながら、五元系はんだ組成のはんだ層７’（＃６０６４はんだ）の元素分析結果を説明する。この元素マッピング画像はX線を用いた元素分析の一方法において、特定のエネルギーのX線の計数率を信号として電子プローブを走査することで各点からのX線放出量の違いを画像化したものである。

【0103】

例えば、試料上に電子ビームを二次元走査しながら各元素毎に固有のX線の強度を測定し、その強度に応じた輝度変調を、走査信号と同期させてモニタ上に表示させることにより、二次元の元素分布像を得る手法である（エネルギー分散型Ｘ線分光分析： Energy Dispersive X-ray Spectroscopy；ＥＤＳ）。

【0104】

図１２の（Ａ）に示す電子顕微鏡画像は、熱ガスブロー無しの場合であって、膜厚３０μｍのはんだ層７’を有した薄膜はんだ被覆部材３０の倍率５０００倍の断面の画像である。図１２の（Ｂ）〜（Ｉ）に示す各々の元素マッピング画像は、熱ガスブロー無しの場合であって、薄膜はんだ被覆部材３０を構成する、鉄（Ｆｅ）の特性Ｘ線を示すＫａ１線の画像、コバルト（Ｃｏ）の特性Ｘ線を示すＫａ１線の画像、ニッケル（Ｎｉ）の特性Ｘ線を示すＫａ１線の画像、錫（Ｓｎ）の特性Ｘ線を示すＬａ１線の画像、鉛（Ｐｂ）の特性Ｘ線を示すＭａ１線の画像、ビスマス（Ｂｉ）の特性Ｘ線を示すＭａ１線の画像、インジウム（Ｉｎ）の特性Ｘ線を示すＬａ１線の画像、及び、銀（Ａｇ）の特性Ｘ線を示すＬａ１線の画像である。

【0105】

ここで、Ｓｎ系合金にＢｉを添加したはんだは、従来から極めて広範囲な融点を持つはんだ合金が作成されることから、熱ガスブロー無しの場合と、熱ガスブロー有りの場合の両者についてＢｉの濃化について説明する。ここにＢｉの濃化とは、はんだ層７’が凝縮する際に融液部分にＢｉが集中して濃くなる現象をいう。Ｂｉの濃化の有無は、例えば、濃度１０．０を基準にして検証する。Ｂｉの濃度が１０．０を越える場合は濃化有りとし、Ｂｉの濃度が１０．０未満である場合は濃化無しと判定する場合を例に採る。

【0106】

図１２の（Ｆ）に示したＰｂのＭａ１線の画像及び、図１２の（Ｇ）に示したＢｉのＭａ１線の画像によれば、ほぼ同等な元素マッピング画像が得られている（Ｂｉの濃度がＰｂの濃度とあたかも同程度に検出されて見える）。しかし、これはＰｂとＢｉのエネルギーのピークが近いためである。そこで、図１３の（Ａ）及び（Ｂ）に示す点分析において、Ｂｉ濃度の検証を行った。

【0107】

図１３の（Ａ）に示す電子顕微鏡画像において、熱ガスブロー無しの場合のはんだ層７’に３点（スペクトル１〜スペクトル３）、そのはんだ層７’と条部材３１との境界部分に１点（スペクトル４）、条部材３１に２点（スペクトル５、スペクトル６）の合計６点の位置に存在する元素Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｂｉの割合（トータル＝１００、例えば、百分率％）を分析した。

【0108】

図１３の（Ｂ）に示す表図によれば、横軸に元素Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｂｉが記述され、縦軸にスペクトル１〜６が記述されている。スペクトル１には、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ及びＡｇの各々＝０．００、Ｉｎ＝２．９０、Ｓｎ＝８５．１４、Ｐｂ＝１１．９６及び、Ｂｉ＝０．００が記述され、スペクトル２には、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ及びＡｇの各々＝０．００、Ｉｎ＝２．８３、Ｓｎ＝２．４７、Ｐｂ＝９４．７０及びＢｉ＝０．００が記述され、スペクトル３には、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ及びＡｇの各々＝０．００、Ｉｎ＝２．５８、Ｓｎ＝２．６４、Ｐｂ＝９３．１９及びＢｉ＝０．００が記述されている。

【0109】

スペクトル４には、Ｆｅ＝２．４９、Ｃｏ＝０．００、Ｎｉ＝１８．１２、Ａｇ＝０．００、Ｉｎ＝２．０６、Ｓｎ＝３０．９１、Ｐｂ＝４６．４２及び、Ｂｉ＝０．００が記述されている。スペクトル５には、Ｆｅ＝３．８７、Ｃｏ＝０．００、Ｎｉ＝９６．１３、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｐｂ及びＢｉの各々＝０．００が記述され、スペクトル６には、Ｆｅ＝５２．９６、Ｃｏ＝１７．１６、Ｎｉ＝２９．８８、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｐｂ及びＢｉの各々＝０．００が記述されている。

【0110】

点分析の結果から元素マッピング画像で見られるような、はんだ層７’の中でＢｉ濃化は見られないことがこの表図が示している。本発明のように熱ガスブロー有りの場合でも、はんだ層７’の中でＢｉ濃化は見られないことが確認された。以下で、熱ガスブロー有りの場合における薄膜はんだ被覆部材１０の元素マッピング画像やその点分析表を記載する。

【0111】

図１４の（Ａ）に示す電子顕微鏡画像は、熱ガスブロー有りの場合であって、膜厚２μｍ以下のはんだ層７’を有した薄膜はんだ被覆部材１０の倍率５０００倍の断面の画像である。この画像によれば、熱ガスブロー無しの場合に比べて、下地処理のＮｉ−Ｓｎメッキが溶融はんだ７（＃６０６４はんだ）へ拡散していることが確認された。これは、溶融はんだ７が熱ガスブロー処理で高温（３００℃）に曝されたことにより、ＮｉやＳｎ等の拡散が進行したと考えられる。

【0112】

図１４の（Ｂ）〜（Ｉ）に示す各々の元素マッピング画像は、熱ガスブロー有りの場合であって、薄膜はんだ被覆部材１０を構成する、ＦｅのＫａ１線の画像、ＣｏのＫａ１線の画像、ＮｉのＫａ１線の画像、ＳｎのＬａ１線の画像、ＰｂのＭａ１線の画像、ＢｉのＭａ１線の画像、ＩｎのＬａ１線の画像、及び、ＡｇのＬａ１線の画像である。

【0113】

ここでも、図１４の（Ｆ）に示したＰｂのＭａ１線の画像及び、図１４の（Ｇ）に示したＢｉのＭａ１線の画像によれば、ほぼ同等な元素マッピング画像が得られている。しかし、これもＰｂとＢｉのエネルギーのピークが近いためである。そこで、図１５の（Ａ）及び（Ｂ）に示す点分析において、Ｂｉ濃度の検証を行った。

【0114】

図１５の（Ａ）に示す電子顕微鏡画像において、熱ガスブロー有りの場合のはんだ層７’に４点（スペクトル２〜スペクトル５）の位置に存在する元素Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｂｉの割合（トータル＝１００、例えば、百分率％）を分析した。

【0115】

図１５の（Ｂ）に示す表図によれば、横軸に元素Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｂｉが記述され、縦軸にスペクトル２〜５が記述されている。スペクトル２には、Ａｇ＝０．００、Ｉｎ＝２．７４、Ｓｎ＝４．２４、Ｐｂ＝９３．０２及びＢｉ＝０．００が記述され、スペクトル３には、Ａｇ＝０．００、Ｉｎ＝２．６４、Ｓｎ＝３．５０、Ｐｂ＝８７．５８及びＢｉ＝３．９０が記述されている。

【0116】

スペクトル４には、Ａｇ＝０．００、Ｉｎ＝２．４０、Ｓｎ＝３．４８、Ｐｂ＝９４．１２及び、Ｂｉ＝０．００が記述され、スペクトル５には、Ａｇ＝０．００、Ｉｎ＝２．５９、Ｓｎ＝５．１４、Ｐｂ＝９２．２７、Ｂｉ＝０．００が記述されている。上述の点分析の結果から、本発明のように熱ガスブロー有りの場合でも、はんだ層７’の中でＢｉ濃化は見られないことが確認された。

【0117】

このように実施形態としての溶融はんだ薄膜被覆装置１００によれば、はんだ槽１７から引き上げられた条部材３１に、例えば、五元系はんだ組成（Ｐｂ−０．５Ａｇ−３Ｂｉ−２Ｉｎ−４Ｓｎ）に対応した温度値Ｔ１＝３００℃及び流量値Ｑ１＝６０ＮＬ／minのＮ2ガスを吹き付ける吹付部１９を備えるものである。

【0118】

この構成によって、五元系はんだ組成に対応した条部材３１から余分な溶融はんだ７を削ぎ落とすことができるので、条部材３１へ被覆される溶融はんだ７の膜厚を均一かつ２μｍ厚以下に制御できるようになった。これにより、従来方式に比べて膜厚の極めて薄い薄膜はんだメッキを実現できるようになった。しかも、生産タクトタイムの短縮、及び、生産トータルコストの低減を図ることができた。電気メッキや無電解メッキ等に依存することなく、短時間に母材に数ミクロン単位に薄く溶融はんだメッキを行うことができるようになった。

【0119】

また、実施形態としての薄膜はんだ被覆部材１０及びその製造方法によれば、溶融はんだ７が収容されたはんだ槽１７から引き上げ直後の条部材３１に、溶融はんだ７（＃６０６４はんだ）の組成に対応した溶融温度以上の温度値Ｔ１＝３００℃、及び、所定の流量値Ｑ１＝６０ＮＬ／minのＮ2ガスを吹き付けて当該条部材３１から溶融はんだ７を削ぎ落とすことにより、薄膜はんだ被覆部材１０への溶融はんだ７の膜厚を制御するようになされる。

【0120】

この構成によって、従来方式に比べてコート面の安定性及び平坦性に優れた膜厚の薄いはんだ層７’を有した薄膜はんだ被覆部材１０を製造できるようになった。これにより、携帯電話機や、ゲーム機等の電子回路のシールドケース用の素材を再現性良く製造できるようになる。

【0121】

なお、溶融はんだ７については、＃６０６４はんだの場合について説明したが、これに限られることはなく、五元系のＰｂ−１Ａｇ−８Ｂｉ−１Ｉｎ−４Ｓｎ、溶融温度２５０〜２９７℃の＃６０３８はんだ（千住金属工業社製）や、二元系のＳｎ−５Ｓｂ、溶融温度２４０〜２４３℃のＭ１０はんだ（千住金属工業社製）や、三元系のＳｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕ、溶融温度２１７〜２２０℃のＭ７０５はんだ（千住金属工業社製）等においても、本発明を適用できることは言うまでもない。

【0122】

また、ガスノズル９１，９２の配設位置とチャンバー１６の上部位置との間に、ホッパーや、ドレイン等のような構造物を設け、削ぎ落とされた溶融はんだ７の飛沫成分（飛沫物）を当該ホッパー等で回収し、当該構造物から延在するはんだ搬送路で積極的に、当該飛沫物をはんだ槽１７に導く（戻す）ようにしてもよい。構造物を十分な温度に維持しておくことで、飛沫物の凝固が抑えられる。

【0123】

更に、Ｎ2ガス等による熱風は、溶融はんだ７の削ぎ落とし効果のみならず、エアーカーテンの効果を有している。熱風により削ぎ落とされた飛沫物がエアーカーテン機能によってガスノズル９１，９２よりも上部へ飛散する事態を防止できるようになる。

【0124】

なお、はんだ槽として、噴流用のノズルを設け、当該ノズルより溶融はんだが噴流する形式のはんだ槽を用いても良い。この場合、はんだ表面に出来るはんだ酸化物、いわゆるドロス発生が抑制される効果がある。なお、溶融はんだ噴流熱風には不活性ガスに代えて通常のエアーを使用してもよい。この場合、飛沫物（酸化物）がはんだ槽１７に落下しても、酸化物ははんだ槽１７の溶融はんだ７の表面に漂い、溶融はんだ７と混ざることがなく、本体部１０１に酸化物が付着した場合であっても、ガスノズル９１，９２で容易に落とすことができる。

【産業上の利用可能性】

【0125】

本発明は、熱ガスブローにより余分な溶融はんだを削ぎ落として薄膜はんだメッキを母材に施すことにより、薄膜はんだ被覆部材を製造するシステムに適用して極めて好適である。

【符号の説明】

【0126】

＃１ 薄膜はんだ被覆部材製造システム
１ 条部材（母材）
７ 溶融はんだ
７’はんだ層
１０ 薄膜はんだ被覆部材
１１ 洗浄槽
１２ 乾燥部
１３ 第１搬送部
１４ 縦長部材
１５ 予備加熱部
１６ チャンバー
１７ はんだ槽
１９ 吹付部
２０ 冷却部
２１ 第１ファン
２２ 第２ファン
２３ 第２搬送部
４１，４４，４５〜４８ 搬送ローラー
４２，４３ 突起部
６５ 軸受け部材
７１ 噴流ノズル
９０ 熱ガス調整部
９１，９２ ガスノズル
９３，９４ 導管
９５，９６ ヒーター
９７，９８ 流量調整バルブ
１００ 溶融はんだ薄膜被覆装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】