特許 6150881 はんだ付け装置及びはんだ付け方法

(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】6150881

(24)【登録日】2017年6月2日

(45)【発行日】2017年6月21日

(54)【発明の名称】はんだ付け装置及びはんだ付け方法

(51)【国際特許分類】

   H05K 3/34 20060101AFI20170612BHJP

   H01L 23/12 20060101ALI20170612BHJP

   B23K 1/00 20060101ALI20170612BHJP

   B23K 1/20 20060101ALI20170612BHJP

   B23K 3/06 20060101ALI20170612BHJP

【ＦＩ】

   H05K3/34 505A

   H05K3/34 501F

   H01L23/12 F

   B23K1/00 330E

   B23K1/00 D

   B23K1/20 F

   B23K3/06 E

【請求項の数】5

【全頁数】29

(21)【出願番号】特願2015-506866(P2015-506866)

(86)(22)【出願日】2014年3月20日

(86)【国際出願番号】JP2014057899

(87)【国際公開番号】WO2014148634

(87)【国際公開日】20140925

【審査請求日】2017年3月17日

(31)【優先権主張番号】特願2013-57646(P2013-57646)

(32)【優先日】2013年3月21日

(33)【優先権主張国】JP

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】599036233

【氏名又は名称】株式会社谷黒組

(74)【代理人】

【識別番号】100117226

【弁理士】

【氏名又は名称】吉村 俊一

(72)【発明者】

【氏名】谷黒 克守

(72)【発明者】

【氏名】渡邊 源蔵

【審査官】 原田 貴志

(56)【参考文献】

【文献】 特許第５０７９１７０（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特許第５０７９１６９（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特許第５１２９８９８（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特開２０１１−２３６４５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−０４６０３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１２／０６００２２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１１−０２９５６７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０５Ｋ ３／３４

Ｈ０１Ｌ ２３／１２

Ｂ２３Ｋ １／００

Ｂ２３Ｋ １／２０

Ｂ２３Ｋ ３／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

はんだ付けされる電極を有する部品をセットする第１処理部と、
前記第１処理部との間に設けられた第１開閉手段で密閉可能に区切られ、前記第１処理部から送り込まれた前記部品を次の第３処理部に送り出す第２処理部と、
前記第２処理部との間に設けられた第２開閉手段で密閉可能に区切られ、前記第２処理部から送り込まれた前記部品を有機脂肪酸含有溶液に接触させ、該部品を水平移動する第３処理部と、
前記第３処理部で水平移動された前記部品を上方の空間部に移動して前記電極に溶融はんだを付着させる溶融はんだ付着手段、及び、前記空間部で前記付着した溶融はんだのうち余剰の溶融はんだを除去する溶融はんだ除去手段、を有する第４処理部と、
前記第４処理部で下方に移動した前記部品を水平移動する第５処理部と、
前記第５処理部との間に設けられた第３開閉手段で密閉可能に区切られ、前記第５処理部から送り込まれた前記部品を次の第７処理部に送り出す第６処理部と、
前記第６処理部との間に設けられた第４開閉手段で密閉可能に区切られ、前記第６処理部から送り込まれた前記部品を取り出す第７処理部と、を有することを特徴とするはんだ付け装置。

【請求項2】

前記第１開閉手段と前記第２開閉手段とが同時に開かないように制御され、前記第３開閉手段と前記第４開閉手段とが同時に開かないように制御される、請求項１に記載のはんだ付け装置。

【請求項3】

前記部品がカセットに装着されて、少なくとも前記第２処理部と前記第３処理部との間を移動させるカセット搬送装置、及び、少なくとも前記第５処理部と前記第６処理部との間を移動させるカセット搬送装置を備えている、請求項１又は２に記載のはんだ付け装置。

【請求項4】

前記溶融はんだ付着手段及び前記溶融はんだ除去手段は、前記部品を移動させながら行う、請求項１〜３のいずれか１項に記載のはんだ付け装置。

【請求項5】

はんだ付けされる電極を有する部品をセットする第１処理工程と、
前記第１処理工程との間に設けられた第１開閉手段で密閉可能に区切られ、前記第１処理工程から送り込まれた前記部品を次の第３処理工程に送り出す第２処理工程と、
前記第２処理工程との間に設けられた第２開閉手段で密閉可能に区切られ、前記第２処理工程から送り込まれた前記部品を有機脂肪酸含有溶液に接触させ、該部品を水平移動する第３処理工程と、
前記第３処理工程で水平移動された前記部品を上方の空間部に移動して前記電極に溶融はんだを付着させる溶融はんだ付着手段、及び、前記空間部で前記付着した溶融はんだのうち余剰の溶融はんだを除去する溶融はんだ除去手段、を有する第４処理工程と、
前記第４処理工程で下方に移動した前記部品を水平移動する第５処理工程と、
前記第５処理工程との間に設けられた第３開閉手段で密閉可能に区切られ、前記第５処理工程から送り込まれた前記部品を次の第７処理工程に送り出す第６処理工程と、
前記第６処理工程との間に設けられた第４開閉手段で密閉可能に区切られ、前記第６処理工程から送り込まれた前記部品を取り出す第７処理工程と、を有することを特徴とするはんだ付け方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、はんだ付け装置及び方法並びに製造された基板及び電子部品に関する。さらに詳しくは、低コストで、歩留まりが高く、信頼性の高いはんだ付けを行うことができるはんだ付け装置及び方法、並びに製造された基板及び電子部品に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、プリント基板、ウエハー及びフレキシブル基板等の基板（以下、これらを「実装基板」ということがある。）は、配線密度や実装密度がますます向上している。実装基板は、電子部品をはんだ付けするための電極を多数有している。その電極上に、電子部品をはんだ付けするためのはんだバンプやはんだペースト等のはんだ（以下、「接続はんだ」ともいう。）が設けられ、電子部品は、その接続はんだにはんだ付けされて実装基板に実装される。

【0003】

接続はんだは、微細で、形状及び寸法等が揃っており、必要な部分にのみ設けられていることが要求されている。そうした要求を満たす接続はんだの形成方法として、特許文献１には、ペーストでペーストバンプを形成するための開口を備えたスクリーン版であって、剛性な第１の金属層、樹脂系の接着剤層及び第２の金属層からなり、かつ第１の金属層の開口に対して接着剤層及び第２の金属層の開口が縮径していることを特徴とするスクリーン版を用い、緻密で一定形状のペーストバンプを容易に形成する手法等が提案されている。

【0004】

ところで、コネクタ、ＱＦＰ（Quad Flat Package）、ＳＯＰ（Small Outline Package）、ＢＧＡ（Ball Grid Array）、ＬＧＡ（Land Grid Array）、等々の電子部品は、リード端子等の接続端子の寸法にばらつきが存在することがある。接続端子の寸法がばらついた電子部品をはんだ付け不良なくはんだ付けするためには、実装基板に設ける「接続はんだ」を厚くすることにより、電子部品の寸法ばらつきの影響を小さくする必要がある。実装基板に実装するための電子部品にＣＳＰ（Chip Size Package）等の小型の電子部品が混在する場合、そうした小型電子部品用の接続はんだの大きさは極めて小さく微細である。

【0005】

一般的な接続はんだの形成方法として、銅等からなる電極（例えば銅電極。以下同じ。）が設けられた実装基板をそのまま溶融はんだ中にディッピング（浸漬）する方法が知られている。銅電極にはんだが接触すると、銅とはんだに含まれる錫とが化合してＣｕＳｎ金属間化合物が生成する。このＣｕＳｎ金属間化合物の生成自体がはんだ接合の基本である。しかし、その現象は、銅電極がはんだ中の錫で浸食される態様で形成されることから「電極溶食」と呼ばれることがある。こうした電極溶食は、電子部品を接続する銅電極の容積を減少させて信頼性を低下させ、実装基板の信頼性を損なわせるおそれがある。そのため、溶融はんだ中への実装基板のディッピング時間を短縮して電極溶食を抑制することが必要であり、そのために、実装基板の銅電極上に予備はんだ層を形成し、その後に実装基板を溶融はんだ中にディッピングする方法（ディッピング方法）が検討されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開平１０−２８６９３６号公報

【特許文献2】特許第５０７９１７０号公報

【特許文献3】特許第５０７９１６９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

上記した接続はんだの形成方法のうち、スクリーン版を用いた接続はんだの形成方法は生産性が悪いという難点があり、ディッピング方法での接続はんだの形成方法は、最初にディッピング（浸漬）する部分と、最後にディッピングする部分とで、電極溶食の差が大きくなり、同じ基板の各部で電極の信頼性に大きな差が生じる。そのため、電極溶食の問題が依然として解決できていないという問題があった。

【0008】

こうした問題を解決するために本出願人は上記特許文献２，３を提案した。特許文献２の技術は、有機脂肪酸含有溶液への浸漬処理、空間部に引き上げながら行う溶融はんだの付着処理、空間部から降下させながら行う余剰の溶融はんだの除去処理、及び有機脂肪酸含有溶液への再浸漬処理を連続して行うものであり、特許文献３の技術は、第１有機脂肪酸含有溶液への浸漬処理、空間部内での溶融はんだの噴射処理、同空間部内を水平移動させて行う余剰の溶融はんだの除去処理、及び第２有機脂肪酸含有溶液への浸漬処理を連続して行うものである。これらの技術によれば、従来のディッピング処理のような電極溶食を顕著に抑制でき、しかもその後の種々の実装工程での電極溶食を起こさない基板や電子部品を製造することができた。その結果、電気的接続部である電極の信頼性が高く、歩留まりのよい基板や電子部品を低コストで製造することができた。

【0009】

本出願人が提案した特許文献２，３の技術は所期の目的を達成できたものの、基板や電子部品（以下「部品」という。）がベルトコンベアー等の搬送手段に連続して取り付けられているために全体のスピードが一定であり、個々の処理時間は各処理部の処理長さを調整する必要があった。また、ベルトコンベアー等の搬送手段が出入りする投入口と排出口は、完全には密閉できず、有機脂肪酸含有溶液のオイル臭が外部に漏れることがあった。

【0010】

本発明は、従来の課題を解決するとともに特許文献２，３の技術をさらに改良したものであって、その目的は、低コストで、歩留まりが高く、信頼性の高いはんだ付けを行うことができる省スペース型の新しいはんだ付け装置及びはんだ付け方法を提供することにある。また、本発明の他の目的は、そうしたはんだ付け装置やはんだ付け方法で製造された部品（基板及び電子部品）を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0011】

（１）上記課題を解決するための本発明に係るはんだ付け装置は、はんだ付けされる電極を有する部品をセットする第１処理部と、前記第１処理部との間に設けられた第１開閉手段で密閉可能に区切られ、前記第１処理部から送り込まれた前記部品を次の第３処理部に送り出す第２処理部と、前記第２処理部との間に設けられた第２開閉手段で密閉可能に区切られ、前記第２処理部から送り込まれた前記部品を有機脂肪酸含有溶液に接触させ、該部品を水平移動する第３処理部と、前記第３処理部で水平移動された前記部品を上方の空間部に移動して前記電極に溶融はんだを付着させる溶融はんだ付着手段、及び、前記空間部で前記付着した溶融はんだのうち余剰の溶融はんだを除去する溶融はんだ除去手段、を有する第４処理部と、前記第４処理部で下方に移動した前記部品を水平移動する第５処理部と、前記第５処理部との間に設けられた第３開閉手段で密閉可能に区切られ、前記第５処理部から送り込まれた前記部品を次の第７処理部に送り出す第６処理部と、前記第６処理部との間に設けられた第４開閉手段で密閉可能に区切られ、前記第６処理部から送り込まれた前記部品を取り出す第７処理部と、を有する

【0012】

この発明によれば、部品が各処理部を順次通過するので、各処理部での個々の処理時間を任意に設定でき、その処理時間に応じた大きさで各処理部を設計できる。その結果、装置の小型化を実現でき、低コストで効率のよいはんだ付け装置となる。また、有機脂肪酸含有溶液で処理する第３処理部を開閉手段で密閉可能に区切ることができるので、有機脂肪酸含有溶液のオイル臭が外部に漏れるのを防ぐことができる。また、第３処理部と第４処理部とを有するので、有機脂肪酸含有溶液で清浄化された電極表面に、電極溶食防止層をボイドや欠陥を極力生じさせない均一な厚さで形成することができる。その結果、その電極溶食防止層上に設けられたはんだにも、ボイドの発生や欠陥を極力生じさせないようにすることができる。

【0013】

本発明に係るはんだ付け装置において、前記第１開閉手段と前記第２開閉手段とが同時に開かないように制御され、前記第３開閉手段と前記第４開閉手段とが同時に開かないように制御されることが好ましい。

【0014】

この発明によれば、有機脂肪酸含有溶液のオイル臭が外部に漏れるのをより一層防ぐことができる。

【0015】

本発明に係るはんだ付け装置において、前記部品がカセットに装着されて、少なくとも前記第２処理部と前記第３処理部との間を移動させるカセット搬送装置、及び、少なくとも前記第５処理部と前記第６処理部との間を移動させるカセット搬送装置を備えていることが好ましい。

【0016】

この発明によれば、部品を装着したカセットを任意に設定したタクトタイムで移動させることができるので、装置の小型化を実現でき、低コストで効率のよいはんだ付け装置となる。

【0017】

本発明に係るはんだ付け装置において、前記溶融はんだ付着手段及び前記溶融はんだ除去手段は、前記部品を移動させながら行うことが好ましい。

【0018】

この発明によれば、溶融はんだの付着や余剰はんだの除去を短時間で効率的に行うことが可能になる。

【0019】

本発明に係るはんだ付け装置において、（ａ１）前記有機脂肪酸含有溶液がパルミチン酸含有溶液であることが好ましく、（ｂ１）前記溶融はんだが前記有機脂肪酸含有溶液で処理された溶融はんだであることが好ましく、（ｃ１）前記余剰の溶融はんだの除去が前記有機脂肪酸含有溶液で行われることが好ましく、（ｄ１）前記第６処理部が前記部品に付着した有機脂肪酸含有溶液を液切りする液切り手段を有することが好ましく、（ｅ１）前記空間部が、前記有機脂肪酸含有溶液の蒸気によって加圧されていることが好ましく、（ｆ１）前記空間部の温度と前記有機脂肪酸含有溶液の温度とが同じであり、該空間部内の温度が、該空間部内で吹き付ける溶融はんだの温度と同じ又はその温度よりも高いことが好ましい。

【0020】

（２）上記課題を解決するための本発明に係るはんだ付け方法は、はんだ付けされる電極を有する部品をセットする第１処理工程と、前記第１処理工程との間に設けられた第１開閉手段で密閉可能に区切られ、前記第１処理工程から送り込まれた前記部品を次の第３処理工程に送り出す第２処理工程と、前記第２処理工程との間に設けられた第２開閉手段で密閉可能に区切られ、前記第２処理工程から送り込まれた前記部品を有機脂肪酸含有溶液に接触させ、該部品を水平移動する第３処理工程と、前記第３処理工程で水平移動された前記部品を上方の空間部に移動して前記電極に溶融はんだを付着させる溶融はんだ付着手段、及び、前記空間部で前記付着した溶融はんだのうち余剰の溶融はんだを除去する溶融はんだ除去手段、を有する第４処理工程と、前記第４処理工程で下方に移動した前記部品を水平移動する第５処理工程と、前記第５処理工程との間に設けられた第３開閉手段で密閉可能に区切られ、前記第５処理工程から送り込まれた前記部品を次の第７処理工程に送り出す第６処理工程と、前記第６処理工程との間に設けられた第４開閉手段で密閉可能に区切られ、前記第６処理工程から送り込まれた前記部品を取り出す第７処理工程と、を有する。

【0021】

本発明に係るはんだ付け方法において、（ａ２）前記有機脂肪酸含有溶液がパルミチン酸含有溶液であることが好ましく、（ｂ２）前記溶融はんだが前記有機脂肪酸含有溶液で処理された溶融はんだであることが好ましく、（ｃ２）前記余剰の溶融はんだを除去する液体が前記有機脂肪酸含有溶液であることが好ましく、（ｄ２）前記第６処理工程が前記部品の表面に付着した有機脂肪酸含有溶液を液切りする液切り手段を有することが好ましく、（ｅ２）前記空間部が、前記有機脂肪酸含有溶液の蒸気によって加圧されていることが好ましく、（ｆ２）前記空間部の温度と前記有機脂肪酸含有溶液の温度とが同じであり、該空間部内の温度が、該空間部内で吹き付ける溶融はんだの温度と同じ又はその温度よりも高いことが好ましい。

【0022】

（３）上記課題を解決するための本発明に係る基板は、上記本発明に係るはんだ付け装置又ははんだ付け方法で製造された基板であって、該基板が有する電極は、その表面から、電極溶食防止層、はんだ層及び有機脂肪酸コーティング層の順で設けられていることに特徴を有する。

【0023】

（４）上記課題を解決するための本発明に係る電子部品は、上記本発明に係るはんだ付け装置又ははんだ付け方法で製造された電子部品であって、該電子部品が有する電極は、その表面から、電極溶食防止層、はんだ層及び有機脂肪酸コーティング層の順で設けられていることに特徴を有する。

【発明の効果】

【0024】

本発明に係るはんだ付け装置及びはんだ付け方法によれば、各処理部での個々の処理時間を任意に設定できるので、その処理時間に応じた大きさで各処理部を設計できる。その結果、装置の省スペース化を図って小型化を実現でき、低コストで効率のよいはんだ付け装置となる。また、有機脂肪酸含有溶液のオイル臭が外部に漏れるのを防ぐことができる。また、有機脂肪酸含有溶液で清浄化された電極表面に電極溶食防止層を形成することができるので、電極の溶食を防ぐことができるとともに、その電極溶食防止層上に設けられたはんだにボイドの発生や欠陥を極力生じさせないようにすることができる。こうした装置と方法によれば、電気的接続部である電極の信頼性が高く、歩留まりのよい基板や電子部品を低コストで製造することができる。

【0025】

本発明に係る基板及び電子部品によれば、基板及び電子部品が有する電極は、その表面から、電極溶食防止層、はんだ層及び有機脂肪酸コーティング層の順で設けられているので、その後のリフロー炉や焼成路等で熱が加わっても、電極溶食防止層で電極の溶食がブロックされる。その結果、種々の工程を経て行われる電子部品の実装工程での電気的接続部（電極部）の信頼性が低下せず、微細な電極でも歩留まりよく製造できるので、低コストで信頼性の高い基板及び電子部品を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】本発明に係るはんだ付け装置の一例を示す模式的な外観図である。

【図2】図１に示すはんだ付け装置を平面視したときの模式的な構成図である。

【図3】図１に示すはんだ付け装置を正面視したときの模式的な構成図である。

【図4】図１に示すはんだ付け装置を左側面視したときの第４処理部の模式的な構成図である。

【図5】図１に示すはんだ付け装置を左側面視したときの第４処理部の他の例を示す模式的な構成図である。

【図6】部品である基板の一例を示す模式的な断面図である。

【図7】処理後の基板（処理部材）の一例を示す模式的な断面図である。

【図8】各処理部又は各工程を経た後の部品の形態を示す模式的な断面図である。

【図9】溶融はんだを噴射して溶融はんだを電極上に付着させる工程を示す模式的な断面図である。

【図10】有機脂肪酸含有溶液を噴射して余剰の溶融はんだを除去する工程を示す模式的な断面図である。

【図11】電極上に形成された金属間化合物層の例であり、（Ａ）は比較例で形成された電極部の模式的な断面図であり、（Ｂ）は実施例で形成された電極部の模式的な断面図である。

【図12】保持ジグに保持されて連続処理された電子部品の一例を示す模式図である。

【図13】製造された電子部品の一例を示す斜視図と断面図である。

【図14】製造された電子部品の他の例を示す斜視図である。

【図15】本発明に係るはんだ付け装置の他の一例を示す模式的な平面図である。

【図16】図１に示すはんだ付け装置の模式的な正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

以下、本発明に係るはんだ付け装置及びはんだ付け方法、並びに製造された基板及び電子部品について、図面を参照しつつ説明する。なお、本願では、「本発明」を「本願の実施形態」に言い換えることができる。また、はんだ付け装置での「処理部」を、はんだ付け方法での「処理工程」に言い換えることができる。なお、「電極溶食防止層」とは、電極を構成する電極がはんだによって溶食（例えば銅電極の場合は、銅原子が拡散して溶け出す態様のこと。）されるのを防ぐように機能する層のことである。

【0028】

［はんだ付け装置及び方法］
本発明に係るはんだ付け装置１００及び方法は、図１〜図３に示すように、第１処理部（第１処理工程）１１０から第７処理部（第７処理工程）１７０で構成されている。

【0029】

詳しくは、はんだ付けされる電極２を有する部品１０をセットする第１処理部１１０と、その第１処理部１１０との間に設けられた第１開閉手段１１９で密閉可能に区切られ、第１処理部１１０から送り込まれた部品１０を次の第３処理部１３０に送り出す第２処理部１２０と、その第２処理部１２０との間に設けられた第２開閉手段１２９で密閉可能に区切られ、第２処理部１２０から送り込まれた部品１０を有機脂肪酸含有溶液１３１に接触させ、その部品１０を水平移動する第３処理部１３０と、その第３処理部１３０で水平移動された部品１０を上方の空間部１４３に移動して電極２に溶融はんだ５を付着させる溶融はんだ付着手段３３、及び、空間部１４３で付着した溶融はんだ５のうち余剰の溶融はんだ５を除去する溶融はんだ除去手段３４、を有する第４処理部１４０と、その第４処理部１４０で下方に移動した処理後の部品１１を水平移動する第５処理部１５０と、その第５処理部１５０との間に設けられた第３開閉手段１５９で密閉可能に区切られ、第５処理部１５０から送り込まれた部品１１を次の第７処理部１７０に送り出す第６処理部１６０と、その第６処理部１６０との間に設けられた第４開閉手段１６９で密閉可能に区切られ、第６処理部１６０から送り込まれた部品１１を取り出す第７処理部１７０と、を有する装置１００及び方法である。

【0030】

こうしたはんだ付け装置１００及び方法により、従来のディッピング処理のような電極溶食が起こらず、しかもその後の種々の実装工程での電極溶食を起こさない基板や電子部品を製造することができる。その結果、電気的接続部である電極の信頼性が高く、歩留まりのよい基板や電子部品を低コストで製造することができる。また、各処理部での個々の処理時間を任意に設定できるので、その処理時間に応じた大きさで各処理部を設計できる。その結果、装置の省スペース化を図って小型化を実現でき、低コストで効率のよいはんだ付け装置となる。また、有機脂肪酸含有溶液のオイル臭が外部に漏れるのを防ぐことができる。

【0031】

はんだ付け装置１００は、図１に例示する外観の装置としてもよい。図１の例では、第１処理部１１０から第７処理部１７０が配置されている処理部１０１と、溶融はんだ５ａや有機脂肪酸含有溶液１３１を循環するための装置を備える循環装置部１０２とを有している。処理部１０１の前面側には、部品１０を搬入する搬入扉１０３と、部品１０を搬出する搬出扉１０４とが設けられており、必要に応じて設けられる覗き窓１０５を有している。

【0032】

以下、装置１００の各構成及び工程について詳しく説明する

【0033】

（第１処理部／第１処理工程）
第１処理部１１０は、はんだ付けされる電極２を有する部品１０をセットする処理部である。

【0034】

部品１０は、基材１上に電極２が任意の形態で設けられているものであれば特に限定されない。部品１０としては、例えば、プリント基板、ウエハー、フレキシブル基板等の基板（「実装基板」ともいう。）や、コネクタ、ＱＦＰ（Quad Flat Package）、ＳＯＰ（Small Out line Package）、ＢＧＡ（Ball Grid Array）、ＬＧＡ（Land Grid Array）、半導体チップ、チップ抵抗、チップコンデンサ、ジャンパー配線材等の電子部品を挙げることができる。また、ここに例示したもの以外の公知の基板や電子部品、さらには今後開発される新しい基板や電子部品を含む。部品１０の具体例としては、図６に示す基板１０、図１２及び図１３（Ａ）に示す電子部品４０、及び図１４に示す電子部品５１，５２ような各種の部品を例示できる。こうした部品１０は、電極２を片面又は両面に有している。

【0035】

電極２は、部品１０に各種の形態で設けられている。電極２の種類も特に限定されないが、溶融はんだ５ａに含まれる錫と化合して溶食される金属成分を含む導電性電極が対象になる。錫と化合して溶食される金属成分としては、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｂｉ等を挙げることができる。電極２は、こうした金属成分から選ばれる１種又は２種以上で構成されている。なお、はんだ濡れ性と溶食は表裏一体であり、「はんだ濡れ性」は、そうした金属成分の１種又は２種以上が溶融はんだ５ａに含まれる錫と容易に化合して錫化合物として濡れ広がる現象であり、「溶食」は、金属成分の１種又は２種以上が溶融はんだ５ａに含まれる錫と化合して錫化合物になって電極２が痩せてしまう現象のことである。後述する電極溶食防止層４は、そうした溶食を防いで、電極２の信頼性が低下するのを防止する層である。

【0036】

具体的な電極２としては、銅電極、銅合金電極、銀電極、銀合金電極、金電極、金合金電極、パラジウム電極、パラジウム合金電極、アルミニウム電極、アルミニウム合金電極等を挙げることができる。これらの合金成分に、上記したＣｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｂｉ等から選ばれる１種又は２種以上の金属成分が含まれている場合には、そうした含有成分は、溶融はんだ５ａに含まれる錫と化合して錫化合物になって電極２が痩せてしまうという現象が起こる。

【0037】

例えば、電極２が銅電極又は銅合金電極である場合は、その銅成分と溶融はんだ中の錫とでＣｕＳｎ化合物層７が容易に形成する（例えば図１１（Ａ）を参照）。その結果、電極２を構成する銅成分が減少（電極溶食）して電極２が痩せてしまう。同様に、銀電極、銀合金電極、金電極、金合金電極、パラジウム電極、パラジウム合金電極、アルミニウム電極、アルミニウム合金電極等の電極２の構成成分として、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｂｉのいずれか１種又は２種以上含まれる場合も、その１種又は２種以上の成分（Ｍ）と溶融はんだ中の錫（Ｓｎ）とでＭＳｎ化合物が容易に形成する。その結果、電極２を構成する成分Ｍが減少して電極２が痩せてしまう。

【0038】

電極２の形態や寸法は特に限定されないが、基板に設けられている電極パターンの場合は、例えばパターン幅又はパターン直径で、５μｍ以上又は１０μｍ以上で、５００μｍ以下の狭幅パターン又は微細円形パターンのものを例示することができる。また、電子部品に設けられている電極の場合は、その電子部品の種類に応じ、数百μｍ以上、数ｍｍ以下の程度の大きい寸法の電極を例示できる。

【0039】

また、電極２の厚さも特に限定されないが、一例としては、例えば５μｍ以上、３０μｍ以下の程度を挙げることができる。電極２が設けられる基材１の大きさや外形形状も特に限定されず、各種のものに対して本発明を適用できる。本発明に係る部品の製造方法は、そうした電極２の表面に、電極成分の溶出を抑えることができる電極溶食防止層４を形成する方法である。

【0040】

こうした部品１０は、図１の搬入扉１０３から装置１００内に搬入される。搬入された部品１０は、例えば図２に示すように順に並べられ、掴持装置（部品を掴んで持つ装置）１１１によって順に第２処理部１２０に送られる。部品１０の両面に電極２がある場合は、１つずつ第２処理部１２０に送られるが、部品１０の片面だけに電極２がある場合は、２つずつ第２処理部１２０に送られてもよい。この掴持装置１１１は特に限定されないが、掴み部１１２を有し、昇降軸１１３が昇降モータ１１４で上下動するように制御されるものを例示できる。

【0041】

なお、部品１０がプリント基板等の場合には、その矩形のプリント基板はそのままセットされるが、部品１０が例えば図１２に示す電子部品４０の場合には、その電子部品４０の形状に合わせた保持ジグ４２に取り付けたものをセットすることが好ましい。

【0042】

（第２処理部／第２処理工程）
第２処理部１２０は、第１処理部１１０との間に設けられた第１開閉手段１１９で密閉可能に区切られ、第１処理部１１０から送り込まれた部品１０を次の第３処理部１３０に送り出す処理部である。

【0043】

第２処理部１２０では、第１処理部１１０から部品１０が送り込まれるまでは第１開閉装置１１９のシャッター（図示しない。以下同じ。）は閉じており、部品１０が送り込まれる直前にシャッターが開く。シャッターが開いた後に、第１処理部１１０から部品１０が下方に搬送され、部品１０がカセット１１５に装着される。カセット１１５に装着した後、第１開閉装置１１９のシャッターを閉じ、その後、第２開閉装置１２９のシャッターを開けて部品１０を装着したカセット１１５（これを、部品装着カセット１１５という。）を第３処理部１３０に送り出す。

【0044】

第３処理部１３０に部品装着カセット１１５を送り出した後は、第２開閉装置１２９のシャッターを閉じ、第３処理部１３０から入り込んだ第２処理部１２０内の有機脂肪酸含有溶液１３１のミストや臭いを空気や不活性ガス等でパージして入れ替えることが好ましい。こうすることにより、第３処理部１３０で用いる有機脂肪酸含有溶液１３１のミストや臭いが、第２処理部１２０から第１処理部１１０に流れて外部に漏れるのを防ぐことができる。なお、パージして入れ替えたものは、脱臭装置や吸着装置で処理される。

【0045】

カセット１１５の搬送は特に限定されないが、例えば図２に示すようなカセット搬送装置１２２で行うことができる。このカセット搬送装置１２２は、搬送ワイヤ１２３と搬送モータ１２４と搬送ローラ１２５とで構成されている。このカセット搬送装置１２２により、カセット１１５を、少なくとも第２処理部１２０と第３処理部１３０との間で繰り返し往復させることができる。

【0046】

第２処理部１２０の形状は特に限定されないが、１つ又は２つの部品１０が１つのカセット１１５に装着できるだけの大きさであればよい。図２の例では、第２処理部１３０は平面視で長細い構造で構成されており、省スペースの点で特に有利である。

【0047】

第２処理部１２０には、プレ加熱するためのヒータ１２１が設けられていることが好ましい。このヒータ１２１で部品１０を予め加温しておくことにより、部品１０が第３処理部１３０の有機脂肪酸含有溶液１３１に接触したときの有機脂肪酸含有溶液１３１の温度の降下を抑制できる。

【0048】

（第３処理部／第３処理工程）
第３処理部１３０は、第２処理部１２０との間に設けられた第２開閉手段１２９で密閉可能に区切られ、第２処理部１２０から送り込まれた部品１０を有機脂肪酸含有溶液１３１に接触させ、その部品１０を水平移動する処理部である。

【0049】

第３処理部１３０に部品装着カセット１１５が下降して送り込まれ、部品１０は第３処理部１３０内の有機脂肪酸含有溶液１３１に接触する。通常は、図３に示すように、第３処理部１３０に一定量満たされた有機脂肪酸含有溶液１３１に浸漬されて接触するが、有機脂肪酸含有溶液１３１のシャワーを噴霧してもよい。なお、部品装着カセット１１５が第３処理部１３０に送り込まれた後は、第２開閉装置１２９のシャッターが閉じる。

【0050】

第３処理部１３０の大きさ及び形状は特に限定されないが、部品１０を有機脂肪酸含有溶液１３１に接触させることができる十分な大きさと形状であり、部品装着カセット１１５の搬送に支障のない大きさと形状で構成されていることが好ましい。図２の例では、第３処理部１３０は平面視で長細い構造で構成されており、省スペースの点で特に有利である。

【0051】

有機脂肪酸含有溶液１３１に接触した部品装着カセット１１５は、後述する溶融はんだ付着処理や余剰はんだの除去処理のために引き上げられる箇所まで水平移動する。その後、第４処理部１４０を構成する上方の空間部にまで上昇する。

【0052】

第３処理部１３０中の有機脂肪酸含有溶液１３１の温度は、そこから蒸発した蒸気で第４処理部１４０を構成する空間部１４３の温度を溶融はんだ５ａの液流温度と同じ又は略同じ温度とすることから、溶融はんだ５ａの液流温度によって決まる。例えば溶融はんだ５ａの液流温度が約２５０℃である場合は、有機脂肪酸含有溶液１３１の温度も同じ又は同程度の温度であることが好ましく、低温タイプの溶融はんだ５ａの液流温度が約１５０℃である場合は、有機脂肪酸含有溶液１３１の温度も同じ又は同程度の温度であることが好ましい。こうした温度に設定することにより、有機脂肪酸含有溶液１３１から蒸発した蒸気の温度を、溶融はんだ５ａの液流温度と同じ又は同程度の温度にすることができる。有機脂肪酸含有溶液１３１の温度の制御手段としては、第３処理部１３０の周りにヒータや冷却器を巻き付けたり、槽中にヒータや冷却管を挿入したり、槽中の有機脂肪酸含有溶液１３１を温調機器（図示しない）に循環して温度制御してもよい。

【0053】

第３処理部１３０中の有機脂肪酸含有溶液１３１は、炭素数が１２以上２０以下の有機脂肪酸を含む溶液であることが好ましい。炭素数１１以下の有機脂肪酸でも使用可能ではあるが、そうした有機脂肪酸は、吸水性があり、あまり好ましくない。また、炭素数２１以上の有機脂肪酸は、融点が高いこと、浸透性が悪いこと、取扱いし難いこと等の難点がある。代表的なものとしては、炭素数１６のパルミチン酸が好ましい。有機脂肪酸としては、炭素数１６のパルミチン酸のみを用いることが特に好ましく、必要に応じて炭素数１２以上２０以下の有機脂肪酸、例えば炭素数１８のステアリン酸を含有させることもできる。

【0054】

有機脂肪酸含有溶液１３１は、５質量％以上２５質量％以下のパルミチン酸を含み、残部がエステル合成油からなるものが好ましく用いられる。こうした有機脂肪酸含有溶液１３１を用いることにより、その有機脂肪酸含有溶液１３１は、部品１０の電極表面に存在する酸化物やフラックス成分等の不純物を選択的に取り込み、電極表面を清浄化することができる。特に、炭素数１６のパルミチン酸を１０質量％前後（例えば、５質量％以上１５質量％以下）含有する有機脂肪酸含有溶液１３１が好ましい。なお、有機脂肪酸含有溶液１３１には、ニッケル塩やコバルト塩等の金属塩や酸化防止剤等の添加剤は含まれていない。

【0055】

有機脂肪酸の濃度が５質量％未満では、電極２の表面に存在する酸化物やフラックス成分等の不純物を選択的に取り込んで精製する効果がやや低く、さらに低濃度での管理が煩雑になることがある。一方、有機脂肪酸の濃度が２５質量％を超えると、有機脂肪酸含有溶液１３１の粘度が高くなること、３００℃以上の高温領域では発煙と悪臭の問題を生ずること、等の問題がある。したがって、有機脂肪酸の含有量は、５質量％以上２５質量％以下であることが好ましく、特に炭素数１６のパルミチン酸のみを用いる場合は、１０質量％前後（例えば、５質量％以上１５質量％以下）の含有量であることが好ましい。

【0056】

第３処理部１３０では、上記した有機脂肪酸含有溶液１３１に部品１０が接触し、その結果、部品１０が有する電極２の表面に存在する酸化物や不純物等が除去されて清浄化される。そして、電極２の表面は、有機脂肪酸含有溶液１３１を構成する有機脂肪酸のコーティング層３（図８（Ｂ）参照）が形成される。このコーティング層３は、電極２の表面を清浄し、さらには電極２の表面の酸化を抑制して酸化被膜の生成を防ぐことができる。

【0057】

（第４処理部／第４処理工程）
第４処理部１４０は、第３処理部１３０で水平移動された部品１０を上方の空間部１４３に移動して電極２に溶融はんだ５ａを付着させる溶融はんだ付着手段３３、及び、空間部１４３で付着した溶融はんだ５ａのうち余剰の溶融はんだ５ａを除去する溶融はんだ除去手段３４、を有する処理部である。なお、符号１４１は溶融はんだ５ａの配管であり、その配管１４１には噴射ノズル３３が通常は等間隔で設けられている。また、符号１４２は有機脂肪酸含有溶液１３１の配管であり、その配管１４２には噴射ノズル３４が通常は等間隔で設けられている。

【0058】

この第４処理部１４０では、図３に示すように、部品装着カセット１１５から部品１０が掴持装置１８１の掴み部１８２で掴まれ、昇降軸１８３の昇降によって、その後の上昇、降下、水平移動等が行われる。なお、図３の例では、部品装着カセット１１５から部品１０だけを掴んで移動しているが、部品装着カセット１１５のまま移動させて付着手段３３や除去手段３４を適用してもよい。

【0059】

先ず、溶融はんだ付着手段３３について説明する。

【0060】

溶融はんだ付着手段３３は、第３処理部１３０で水平移動された部品１０を上方の空間部１４３に移動して電極２に溶融はんだ５ａを付着させる。部品１０は、図３〜図５に示すように、第３処理部１３０の有機脂肪酸含有溶液１３１で処理された後、上方の空間部１４３に引き上げられる。空間部１４３は、有機脂肪酸含有溶液１３１と同じ又は略同じ有機脂肪酸含有溶液１３１の蒸気雰囲気の加圧された空間部であって、部品１０に設けられている電極２に向けて溶融はんだ５ａの液流５’を吹き付ける付着手段３３、及び後述する余剰の溶融はんだ５ａに有機脂肪酸含有溶液１３１を吹き付けて除去する除去手段３４を水平方向に離して配置している空間部である。

【0061】

空間部；
空間部１４３は、有機脂肪酸含有溶液１３１の蒸気等で満たされており、加圧状態になっていることが好ましい。空間部１４３の圧力は特に限定されないが０．１Ｐａ前後であることが好ましい。特に有機脂肪酸含有溶液１３１の蒸気によって上記範囲の加圧状態になっていることにより、部品１０の電極２が酸化したり不純物で汚染されたりすることがない。この空間部１４３は、先ず、窒素ガスを導入した後、有機脂肪酸含有溶液１３１を加温して空間部１４３をその蒸気で満たすことによって形成される。なお、符号１４８は、空間部内の圧力を調整したり、ガスの入れ替えを行ったりするためのドレンである。

【0062】

空間部１４３の雰囲気温度は、はんだ付けする溶融はんだ５ａの温度と同じ又はそれに近い温度であることが好ましい。同じ温度であってもよいが、溶融はんだ５ａの温度よりもやや高く設定することが好ましい。例えば、溶融はんだ５ａの液流温度に比べて、２℃以上１０℃以下の高さで設定されていることが好ましく、２℃以上５℃以下の雰囲気温度に設定されていることが好ましい。この温度範囲内とすることにより、電極２の表面に噴射した後の溶融はんだ５ａの液流５’をその電極２の表面に満遍なく流動させることができ、特にファインピッチの電極や小面積の電極の表面の隅々にまで溶融はんだ５ａを広げることができる。雰囲気温度が溶融はんだ５ａの液流温度よりも低い場合は、溶融はんだ５ａの粘度が低下して溶融はんだ５ａの流動性が低下することがあり、一方、雰囲気温度が１０℃を超える高さで設定されると、温度が高すぎて部品１０に熱ダメージを与えるおそれがある。

【0063】

空間部１４３の下には第３処理部１３０があり、その第３処理部１３０から蒸発した有機脂肪酸含有溶液１３１の蒸気が空間部１４３を満たしている。その量は特に限定されないが、空間部１４３の圧力を０．１ＭＰａ前後にする蒸気を発生させることができる程度の量であればよい。

【0064】

空間部１４３の下の有機脂肪酸含有溶液１３１の温度は、そこから蒸発した蒸気で空間部１４３の温度を溶融はんだ５ａの液流温度と同じ又は略同じ温度とすることから、溶融はんだ５ａの液流温度によって決まる。例えば溶融はんだ５ａの液流温度が２５０℃である場合や低温はんだのように１５０℃程度である場合は、有機脂肪酸含有溶液１３１の温度も同じ又は同程度の温度であることが好ましい。こうした温度に設定することにより、有機脂肪酸含有溶液１３１から蒸発した蒸気の温度を、溶融はんだ５ａの液流温度と同じ又は同程度の温度にすることができる。有機脂肪酸含有溶液１３１の温度の制御手段としては、第３処理部１３０の周りにヒータや冷却器を巻き付けたり、槽中にヒータや冷却管を挿入したり、槽中の有機脂肪酸含有溶液１３１を温調機器（図示しない）に循環して温度制御してもよい。

【0065】

付着処理；
第４処理部１４０を構成する空間部１４３では、部品１０の電極２に向けて溶融はんだ５ａの付着処理（噴射処理ともいう。）を行う。すなわち、図３〜図５に示すように、有機脂肪酸含有溶液１３１から上方の空間部１４３に部品１０を引き上げながら、その部品１０に対して溶融はんだ５ａの液流５’を噴射させて、電極２上に溶融はんだ５ａを付着させる。付着処理は、溶融はんだ５ａの液流５’を吹き付ける付着手段３３によって行われ、例えば図４及び図５に示すように、噴射ノズル３３が好ましく用いられる。この噴射ノズル３３は、電極２が設けられている面の側に配置されていることが好ましいが、通常、部品１０の両面側に配置されている。

【0066】

最初に、噴射ノズル３３から噴射される溶融はんだ５ａについて説明する。溶融はんだ５ａとしては、はんだを加熱して溶融させ、液流５’として吹き付けることができる程度に流動化させたものを用いる。その加熱温度は、はんだ組成によって任意に選択されるが、通常、１５０℃以上３００℃以下程度の範囲内から良好な温度が設定される。本発明では、錫を主成分とし、ニッケルを副成分として少なくとも含み、さらに銀、銅、亜鉛、ビスマス、アンチモン及びゲルマニウムから選ばれる１種又は２種以上を副成分として任意に含む溶融鉛フリーはんだが用いられる。

【0067】

好ましいはんだ組成は、Ｓｎ−Ｎｉ−Ａｇ−Ｃｕ−Ｇｅ合金であり、具体的には、ニッケル０．０１質量％以上０．５質量％以下、銀２質量％以上４質量％以下、銅０．１質量％以上１質量％以下、ゲルマニウム０．００１質量％以上０．０２質量％以下、残部が錫のはんだ合金を用いることが、電極溶食を安定して防ぐことができるＣｕＮｉＳｎ金属間化合物４（図１１（Ｂ）参照。）を形成するために好ましい。そうしたＣｕＮｉＳｎ金属間化合物４を形成するための特に好ましい組成は、０．０１質量％以上０．０７質量％以下、銀０．１質量％以上４質量％以下、銅０．１質量％以上１質量％以下、ゲルマニウム０．００１質量％以上０．０１質量％以下、残部が錫のはんだ合金である。こうしたＳｎ−Ｎｉ−Ａｇ−Ｃｕ−Ｇｅ合金ではんだ付けする場合は、２４０℃以上２６０℃以下の温度の溶融はんだ５ａとして用いることが好ましい。

【0068】

また、ビスマスを含むはんだは、溶融はんだ５ａの加熱温度をさらに低温化することができ、その成分組成を調整することにより、例えば１５０℃近くまで低温化させることができる。こうした低温化は、空間部１４３内の蒸気の温度も下げることができるのでより好ましい。ビスマスを含有するはんだ組成も、上記同様、ニッケルを０．０１質量％以上０．５質量％以下含有することが好ましく、０．０１質量％以上０．０７質量％以下含有することがより好ましい。こうすることにより、ＣｕＳｎ金属間化合物層４を容易に形成できる低温型の溶融はんだ５ａとすることができる。

【0069】

また、その他の亜鉛やアンチモンも、必要に応じて配合される。いずれの場合であっても、はんだ組成は、少なくともニッケルを０．０１質量％以上０．５質量％以下含有することが好ましく、０．０１質量％以上０．０７質量％以下含有することがより好ましい。

【0070】

こうした組成の溶融はんだ５ａは、鉛を含まない鉛フリーはんだであるとともに、上記含有量のニッケルを必須に含むので、図１１（Ｂ）に示すように、溶融はんだ５ａに含まれるニッケルが電極２の銅と化合し、さらに溶融はんだ５ａの錫とも化合して、ＣｕＮｉＳｎ金属間化合物層４を電極２の表面に容易に形成することができる。形成されたＣｕＮｉＳｎ金属間化合物層４は、電極２の電極溶食防止層として作用し、電極２の欠損や消失を防ぐように作用する。したがって、ＣｕＮｉＳｎ金属間化合物層４を有するはんだ層５は、その後において、そのはんだ層５が形成された基板をはんだ槽中にディッピングするディッピング工程に投入する場合のように、電極２にとって過酷とも言える処理にも容易に耐えることができる。そのため、低コストのはんだディッピング工程を適用しても、歩留まりがよく、信頼性の高いはんだ層５を形成できる。さらに、そのはんだ層５を利用した電子部品の実装を低コストで信頼性高く行うことができる実装基板を歩留まりよく得ることができる。

【0071】

溶融はんだ５ａに含まれるニッケル含有量は、ＣｕＮｉＳｎ金属間化合物層４の厚さに影響することがわかっている。具体的には、ニッケル含有量が０．０１質量％以上、０．５質量％以下（好ましくは０．０７質量％以下）の範囲では、１μｍ以上３μｍ以下程度の略均一厚さのＣｕＮｉＳｎ金属間化合物層４を生成できる。この範囲内の厚さのＣｕＮｉＳｎ金属間化合物層４は、電極２中の銅が溶融はんだ５ａ中又ははんだ層５中に溶け込んで溶食されるのを防ぐことができる。

【0072】

ニッケル含有量が０．０１質量％では、ＣｕＮｉＳｎ金属間化合物層４の厚さが約１μｍ以上１．５μｍ以下程度になり、ニッケル含有量が例えば０．０７質量％では、ＣｕＮｉＳｎ金属間化合物層４の厚さが約２μｍ程度になり、ニッケル含有量が０．５質量％では、ＣｕＮｉＳｎ金属間化合物層４の厚さが約３μｍ程度になる。

【0073】

ニッケル含有量が０．０１質量％未満では、ＣｕＮｉＳｎ金属間化合物層４の厚さが１μｍ未満になって、そのＣｕＮｉＳｎ金属間化合物層４が電極２を覆いきれない箇所が生じ、その箇所から銅の溶食が起こりやすくなることがある。ニッケル含有量が０．５質量％を超えると、硬いＣｕＮｉＳｎ金属間化合物層４が厚さ３μｍを超えてさらに厚くなり、そのＣｕＮｉＳｎ金属間化合物層４に亀裂が生じることがある。その結果、その亀裂部分から銅の溶食が起こりやすくなる。なお、好ましいニッケル含有量は０．０１質量％以上０．０７質量％以下であり、この範囲のニッケル含有量を有する溶融はんだ５ａは、ニッケル含有量が０．０７質量％を超え、０．５質量％以下の場合に比べて、ＣｕＮｉＳｎ金属間化合物層４の亀裂を起こす可能性がなく、平滑な均一層を形成することができる。

【0074】

精製処理；
溶融はんだ５ａとして用いるはんだは、精製処理されていることが好ましい。具体的には、炭素数１２〜２０の有機脂肪酸を５質量％以上２５質量％以下含有する溶液を１８０℃以上３５０℃以下に加熱し、その加熱された溶液と溶融はんだ５ａとを接触させて激しく撹拌混合する。こうすることにより、酸化銅とフラックス成分等で汚染された精製処理前の溶融はんだ５ａを清浄化することができ、酸化銅やフラックス成分等を除去した溶融はんだ５ａを得ることができる。その後、酸化銅やフラックス成分等が除去された溶融はんだ５ａを含む混合液を、有機脂肪酸含有溶液貯槽（図示しない）に導入し、その有機脂肪酸含有溶液貯槽中において比重差で分離した清浄化後の溶融はんだ５ａをその有機脂肪酸含有溶液貯槽の底部からポンプで鉛フリーはんだ液貯槽に戻す。こうした精製処理を行うことで、液流として使用する溶融はんだ５ａ中の銅濃度及び不純物濃度の経時的な上昇を抑制し、かつ酸化銅やフラックス残渣等の不純物を鉛フリーはんだ液貯槽に持ち込ませないようにすることができる。その結果、鉛フリーはんだ液貯槽内の溶融はんだ５ａの経時的な組成変化を抑制することができるので、安定した接合信頼性の高い溶融はんだ５ａを用いたはんだ層５を連続して形成することができる。また、そうしたはんだ層５を備えた実装基板を連続して製造することができる。

【0075】

精製された溶融はんだ５ａは、はんだ層５の接合品質に影響する酸化銅やフラックス残渣等の不純物を含まない。さらにその溶融はんだ５ａは、処理していない溶融はんだに比べて粘度も下がる。その結果、微細なパターンの電極２上にはんだ層５を形成する場合に、その電極２上に満遍なくはんだ層５を形成でき、はんだ層５と電子部品との接合品質のロット間ばらつきがなくなり、経時的な品質安定性に寄与することができる。

【0076】

精製に用いる有機脂肪酸含有溶液に含まれる有機脂肪酸は、上記した有機脂肪酸含有溶液１３１が含むものと同じであるので、ここではその説明を省略する。なお、精製に用いる有機脂肪酸含有溶液の温度は、精製する溶融はんだ５ａの融点で決まり、有機脂肪酸含有溶液と溶融はんだ５ａとは、少なくとも溶融はんだ５ａの融点以上の高温領域（一例としては２４０℃〜２６０℃）で激しく撹拌接触させる。また、有機脂肪酸含有溶液の上限温度は、発煙の問題や省エネの観点から３５０℃程度であり、望ましくは精製処理する溶融はんだ５ａの融点以上の温度〜３００℃の範囲である。例えば、ニッケル０．０１質量％以上０．０７質量％以下、銀０．１質量％以上４質量％以下、銅０．１質量％以上１質量％以下、ゲルマニウム０．００１質量％以上０．０１質量％以下、残部が錫のはんだ合金は、２４０℃以上２６０℃以下の温度で溶融はんだ５ａとして用いるので、有機脂肪酸含有溶液の温度もそれと同じ２４０℃以上２６０℃以下程度であることが好ましい。なお、低温はんだを用いる場合は、有機脂肪酸含有溶液１３１もその温度に応じて低温にすることができる。

【0077】

こうした有機脂肪酸含有溶液で精製した溶融はんだ５ａは、図３〜図５に示すように、部品１０が有機脂肪酸含有溶液１３１から上方に引き上げられている途中で、付着手段３３から部品１０に向かって液流５’として噴霧される。付着手段３３からの溶融はんだ５ａの噴射圧力は特に限定されず、溶融はんだ５ａの種類、温度、粘度等に応じて任意に設定される。通常は０．３ＭＰａ〜０．８ＭＰａ程度の圧力で噴射する。雰囲気温度は、上記したように、溶融はんだ５ａの液流温度と同じ又はそれに近い温度（好ましくはやや高い温度）であることが好ましい。こうして、図８（Ｃ）及び図５に示すように、電極２に付着して盛り上がった溶融はんだ５ａが設けられる。また、付着手段３３から吹付ける溶融はんだ５ａの液流５’の流速と吹付け処理時間は、溶融はんだ５ａの種類等を考慮して任意に設定する。また、付着手段３３の形状と吹付け角度等の条件についても、溶融はんだ５ａの種類等を考慮して任意に適用又は設定する。

【0078】

次に、余剰の溶融はんだの除去手段３４について説明する。余剰はんだの除去手段３４は、上記した付着手段３３によって付着した溶融はんだ５のうち余剰の溶融はんだ５を除去する手段である。

【0079】

溶融はんだ５ａが盛られた部品１０は、図４に示すように、空間部１４３内に引き上げられた後に空間部１４３内を水平方向に移動し、その後、余剰の溶融はんだ５ａに有機脂肪酸含有溶液１３１を吹き付けて除去することができる。その除去工程は、部品１０を有機脂肪酸含有溶液１３１中に降下させながら、その途中の空間部１４３内に配置された除去手段３４から有機脂肪酸含有溶液１３１を吹き付けて行う工程である。この除去工程により、図８（Ｃ）及び図１０に示すように、電極２上に盛り上がった溶融はんだ５ａを除去して、除去しきれない溶融はんだ５ａのみを残すことができる。除去しきれない溶融はんだ５ａとは、電極２上に形成されたＣｕＮｉＳｎ金属間化合物層４に付着した溶融はんだ５ａのことであり、その付着した溶融はんだ５ａがはんだ層５を構成する。

【0080】

また、図５に示すように、部品１０を上方の第４処理部１４０を構成する空間部１４３に引き上げながら、基板１０の両面側に向けられてセットした噴射ノズル３３から溶融はんだ５ａの液流５’を噴射し、その後引き続いて、部品１０を一旦下げて再び空間部１４３に引き上げながら、部品１０上の余剰の溶融はんだ５ａを除去する方法を好ましく適用することができる。

【0081】

溶融はんだ５ａを除去するための有機脂肪酸含有溶液は、第３処理部１３０に含まれる有機脂肪酸含有溶液１３１と同じもの又は略同じものである。空間部１４３が有機脂肪酸含有溶液１３１の蒸気雰囲気であることから、有機脂肪酸含有溶液１３１を構成する有機脂肪酸含有溶液１３１と同じものが用いられる。なお、窒素ガス等の不活性ガスを一部混入させてもよい。一方、酸素を含む空気や水等は、はんだ層５の酸化や有機脂肪酸含有溶液への相溶性の観点から混入させない。除去手段３４からの有機脂肪酸含有溶液１３１の噴射圧力は特に限定されず、溶融はんだ５ａの種類、温度、粘度等に応じて任意に設定される。通常は０．２ＭＰａ〜０．４ＭＰａ程度の圧力で噴射する。

【0082】

噴射液体として用いる有機脂肪酸含有溶液１３１の温度は、溶融はんだ５ａの温度（例えば２５０℃前後、低温はんだの場合は１５０℃前後等）と同じ又は略同じであることが好ましい。こうして余剰の溶融はんだ５ａを吹き飛ばすと同時に、露出した溶融はんだ５ａの表面には、有機脂肪酸のコーティング層６（図８（Ｄ）及び図１３（Ｂ）参照）を形成できる。

【0083】

溶融はんだの再利用；
空間部１４３の下方の第３処理部１３０の底部には、図示しないが、付着手段３３から噴射した溶融はんだ５ａや除去手段３４で掻き落とされた溶融はんだ５ａが比重差で沈んでいる。沈んだ溶融はんだ５ａを回収して再利用するための循環装置（図示しない）が設けられていてもよい。この循環装置は、第３処理部１３０の底に貯まった溶融はんだ５ａを、溶融はんだ５ａを吹き付ける付着手段３３に送ってもよい。

【0084】

なお、有機脂肪酸含有溶液１３１と溶融はんだ５ａとは、比重差で分離され、第３処理部１３０の底に沈んだ溶融はんだ５ａを取り出して、有機脂肪酸含有溶液１３１と分離することができる。こうして分離された溶融はんだ５ａと有機脂肪酸含有溶液１３１は、必要に応じて濾過処理等が施された後に再利用することができる。

【0085】

（第５処理部／第５処理工程）
第５処理部１５０は、第４処理部１４０で下方に移動した処理後の部品１１を水平移動する処理部である。

【0086】

第４処理部１４０から下方に移動した処理後の部品１１は、第５処理部１５０で再び有機脂肪酸含有溶液１３１に浸漬等によって接触する。第５処理部１５０は、例えば図３に示すように、省スペース型の第３処理部１３０と同じ槽内に位置したものであり、処理部としては異なるが同じ有機脂肪酸含有溶液１３１を共有する領域であり、前述した第３処理部１３０の延長上にある。

【0087】

第５処理部１５０の有機脂肪酸含有溶液１３１の温度は、前述したように、第３処理部１３０中の各部の温度と同じである。また、その有機脂肪酸含有溶液１３１やその含有成分等も前述したとおりであるので、ここではそれらの説明は省略する。

【0088】

下降した部品１１は、カセット１１６に装着され、その部品装着カセット１１６が第６処理部１６０の真下まで水平移動する。カセット１１６の搬送は特に限定されないが、上記したカセット１１５の搬送と同様、例えば図２に示すようなカセット搬送装置１５２で行うことができる。このカセット搬送装置１５２は、搬送ワイヤ１５３と搬送モータ１５４と搬送ローラ１５５とで構成されている。このカセット搬送装置１５２により、カセット１１６を、少なくとも第５処理部１５０と第６処理部１６０との間で繰り返し往復させることができる。

【0089】

（第６処理部／第６処理工程）
第６処理部１６０は、第５処理部１５０との間に設けられた第３開閉手段１５９で密閉可能に区切られ、第５処理部１５０から送り込まれた部品１１を次の第７処理部１７０に送り出す処理部である。

【0090】

第６処理部１６０では、第５処理部１５０から部品装着カセット１１６が送り込まれるまでは第３開閉装置１５９のシャッターは閉じており、部品装着カセット１１６が送り込まれる直前にシャッターが開く。シャッターが開いた後に、第５処理部１５０から部品装着カセット１１６が上方に搬送される。その直後に第３開閉装置１５９のシャッターを閉じ、その後、第４開閉装置１６９のシャッターを開けて部品装着カセット１１６から部品１１だけを第７処理部１７０に送り出す。

【0091】

第７処理部１７０に部品１１を送り出した後は、第４開閉装置１６９のシャッターを閉じ、第５処理部１５０から入り込んだ第６処理部１６０内の有機脂肪酸含有溶液１３１のミストや臭いを空気や不活性ガス等でパージして入れ替えることが好ましい。こうすることにより、第５処理部１５０で用いる有機脂肪酸含有溶液１３１のミストや臭いが、第６処理部１６０から第７処理部１７０に流れて外部に漏れるのを防ぐことができる。なお、パージして入れ替えたものは、脱臭装置や吸着装置で処理される。

【0092】

部品装着カセット１１６からの部品１１の掴み出しは、図３に示すような掴持装置１９１で行うことができる。掴持装置１９１は特に限定されないが、掴み部１９２を有し、昇降軸１９３が昇降モータ１９４で上下動するように制御されるものを例示できる。

【0093】

この第６処理部１６０では、必要に応じてエアーナイフ（図示しない）を設けてもよい。エアーナイフは、第５処理部１５０から引き上げられた部品１１の表面に付着した有機脂肪酸含有溶液１３１を液切りするために好ましく適用される。こうした液切りにより、余剰に付着した有機脂肪酸含有溶液１３１を除去することができる。この液切りは、エアーノズル等を用いることが好ましい。このときのエアーノズル等の噴射圧力は特に限定されず、部品１１の大きさや形状に応じて任意に設定される。こうして、処理後の部品１１を得ることができる。

【0094】

（第７処理部／第７処理工程）
第７処理部１７０は、第６処理部１６０との間に設けられた第４開閉手段１６９で密閉可能に区切られ、第６処理部１６０から送り込まれた部品１１を取り出す処理部である。第７処理部１７０に送り込まれた部品１１は、例えば図２に示すように順に並べられ、図１の搬出扉１０４から装置１００外に搬出される。

【0095】

（その他）
図３〜図５に示すＡ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５，Ａ６，Ａ７，Ａ８，Ａ９は、部品又は部品装着カセットの移動方向を示しており、Ｂはカセットの戻り方向を示している。また、はんだ付け装置１００を構成する循環装置部１０２は、溶融はんだ５ａや有機脂肪酸含有溶液１３１を循環するための装置であり、ポンプ２０１、分岐装置２０２，配管２０３，２０４、ポンプ３０１、分岐装置３０２、タンク３０３、分岐装置３０４、接合部３０５、分岐部３０６，３０７である。これらは任意に設計でき、図２に示す形態以外の構成にすることもできる。

【0096】

また、図１〜図３に示すように、はんだ付け装置１００は、全体を覆う密閉カバーが設けられていると共に、上記した開閉装置と併せて各処理部１１０〜１７０の間も密閉構造になっている。こうすることにより、蒸発しやすい有機脂肪酸含有溶液１３１が、蒸気になって外部に放散するのを防ぐことができるとともに、外部からの汚染物質が装置内に入り込むのを防ぐことができる。

【0097】

得られた部品１１がプリント基板等の基板である場合は、その基板の電極２の表面には、電極溶食防止層４と最小限のはんだ層５と有機脂肪酸コーティング層６とがその順で設けられている。その結果、その基板がその実装工程で、種々の溶融はんだ槽にディッピングされたり、ペーストはんだを印刷した後にリフロー炉に投入されたり、焼成路に投入されたりした場合であっても、電極２の電極溶食が起きず、しかもはんだ濡れ性を損なわず、その後に実装工程で処理することができる。

【0098】

得られた部品１１が電子部品である場合も、その電子部品の電極２の表面には、電極溶食防止層４と最小限のはんだ層５と有機脂肪酸コーティング層６がその順で設けられている。その結果、その電子部品の実装工程で、種々の溶融はんだ槽にディッピングされたり、印刷されたペーストはんだ上に載置された後にリフロー炉に投入されたり、焼成路に投入されたりした場合であっても、電子部品の電極２の電極溶食が起きず、しかもはんだ濡れ性を損なわず、その後に実装工程で処理することができる。

【0099】

以上説明したように、本発明に係るはんだ付け装置１００及び方法は、部品１０が省スペース構造の各処理部１１０〜１７０を順次通過するので、各処理部での個々の処理時間を任意に設定でき、その処理時間に応じた大きさで各処理部を設計できる。その結果、装置の省スペース化が図られて小型化を実現でき、低コストで効率のよいはんだ付け装置となる。また、有機脂肪酸含有溶液１３１で処理する第３処理部１３０をコンパクトで省スペースを実現できる開閉手段１１９，１２９，１５９，１６９で密閉可能に区切ることができるので、装置全体の小型化を図ることができるとともに、有機脂肪酸含有溶液１３１のオイル臭が外部に漏れるのを防ぐことができる。また、第３処理部１３０と第４処理部１４０とを有するので、有機脂肪酸含有溶液１３１で清浄化された電極表面に、電極溶食防止層４をボイドや欠陥を極力生じさせない均一な厚さで形成することができる。その結果、その電極溶食防止層４上に設けられたはんだ５にも、ボイドの発生や欠陥を極力生じさせないようにすることができる。こうした装置と方法によれば、電気的接続部である電極の信頼性が高く、歩留まりのよい基板や電子部品を低コストで製造することができる。

【0100】

また、有機脂肪酸含有溶液１３１に接触させた後に、その有機脂肪酸含有溶液１３１の蒸気雰囲気の空間部１４３に引き上げながら、部品１０に設けられている電極２に向けて溶融はんだ５ａの液流５’を吹き付けて溶融はんだ５ａを電極２に付着させ、さらに、その空間部１４３から降下させながら又は再び引き上げながら余剰の溶融はんだ５ａに有機脂肪酸含有溶液１３１を吹き付けて除去するので、清浄化された電極表面に、電極溶食防止層４を欠陥なく一様に形成することができ、しかも余剰の溶融はんだ５ａを除去した状態で再び有機脂肪酸含有溶液１３１に接触させて有機脂肪酸コーティング層６を設けている。その結果、その後の実装工程で、種々の溶融はんだ槽にディッピングされたり、ペーストはんだを印刷した後にリフロー炉に投入されたり、焼成路に投入されたりした場合であっても、電極２の電極溶食が起きず、しかもはんだ濡れ性を損なわず、その後に実装工程で処理することができる。

【0101】

［製造された基板及び電子部品］
本発明に係る基板１０は、図７及び図８（Ｄ）に示すように、上記本発明に係るはんだ付け装置１００又ははんだ付け方法で製造された基板であって、その基板１０が有する電極２は、その表面から、電極溶食防止層４、はんだ層５及び有機脂肪酸コーティング層６の順で設けられている。基板１０としては、プリント基板、ウエハー及びフレキシブル基板等の各種の基板を挙げることができる。特にウエハーは、電極の幅やピッチが狭いので、本発明に係る装置及び方法を適用することが好ましく、狭ピッチの微細電極に、はんだ層５を精度よく設けることができる。また、大きな電子部品を設けるプリント基板やフレキシブル基板の場合も、そのはんだ層５の表面を清浄化した状態で保持し、又はその後の工程で処理できるので、信頼性がある基板として用いることができる。

【0102】

また、本発明に係る電子部品は、図１３及び図１４に示すように、上記本発明に係るはんだ付け装置１００又ははんだ付け方法で製造された電子部品４０，５１，５２であって、その電子部品４０，５１，５２が有する電極２は、その表面から、電極溶食防止層４、はんだ層５及び有機脂肪酸コーティング層６の順で設けられている。電子部品としては、半導体チップ、半導体モジュール、ＩＣチップ、ＩＣモジュール、誘電体チップ、誘電体モジュール、抵抗体チップ、抵抗体モジュール、等々を挙げることができる。

【0103】

こうした基板及び電子部品によれば、その後のリフロー炉や焼成路等で熱が加わっても、電極溶食防止層４で電極２の電極溶食がブロックされる。その結果、種々の工程を経て行われる電子部品の実装工程での電気的接続部（電極部）の信頼性が低下せず、しかも歩留まりよく製造できるので、低コストで信頼性の高い基板及び電子部品を提供できる。

【0104】

［はんだ付け装置の他の実施形態］
本発明に係る他の実施形態のはんだ付け装置４００は、図１５及び図１６に示すように、はんだ付けされる電極を有する部品（処理基板という。）５００をセットする第１処理槽（入口槽）４０１と、その第１処理槽４０１から送り込まれた処理基板を次の第３処理槽４０３に送り出す第２処理槽（低温処理液槽）４０２と、その第２処理槽４０２から送り込まれた処理基板を有機脂肪酸含有溶液に接触させる第３処理槽（高温処理槽）４０３と、その第３処理槽４０３で処理された処理基板の電極に溶融はんだを付着させる溶融はんだ付着手段（はんだ付け処理槽）、及び、前記付着した溶融はんだのうち余剰の溶融はんだを除去する溶融はんだ除去手段（溶融はんだ除去槽）、を有する第４処理槽４０４と、その第４処理槽４０４で処理された処理基板を気体又は液体で処理する第５処理槽（溶液除去処理槽）４０５と、その第５処理槽４０５から送り込まれた処理基板を次の第７処理槽４０７に送り出す第６処理槽（連絡槽）４０６と、第６処理槽４０６から送り込まれた処理基板６００を取り出す第７処理槽（出口槽）４０７とを有する。

【0105】

以下詳しく説明する。

【0106】

図１５及び図１６に示すはんだ付け装置４００は、第１処理槽４０１、第２処理槽４０２、第３処理槽４０３、第４処理槽４０４、第５処理槽４０５、第６処理槽４０６及び第７処理槽とで構成されている。第２処理槽４０２〜第６処理槽４０６の５つの処理槽は、処理タンク４３１内に配置されている。配置態様は、アーム回転軸４３２を中心にして、外方に等間隔（例えば７２°間隔）で、細長い各処理槽が放射状に内から外に向かうように配置されている。なお、その間隔は等間隔でなくても構わない。

【0107】

第１処理槽４０１と第７処理槽４０７は、処理タンク４３１外に配置されているが、図１６に示すように、第１処理槽４０１は第２処理槽４０２と底で繋がっており、第７処理槽４０７は第６処理槽４０６と底で繋がっている。いずれの処理槽４０１，４０２，４０６，４０７も、処理基板５００，６００が通過できる程度の縦方向の空間が確保されており、処理基板５００，６００はその空間をスライドして移動する。

【0108】

第１処理槽４０１の脇には、処理基板５００を収容する入口スタック４１１が配置されている。処理基板５００は、この入口スタック４１１に収容されている。一方、第７処理槽４０７の脇には、処理済み基板６００を収容する出口スタック４２１が配置されている。処理済み基板６００は、この出口スタック４２１に収容されている。

【0109】

これらの各処理槽は、全体を覆うカバーの中に配置され、入口スタック４１１と出口スタック４２１が、カバー４３３の外から処理基板の出し入れができるように、その一部がカバー４３３の外側にはみ出すように配置されている。

【0110】

処理基板５００は、はんだ付け処理する電極が設けられている部品の一種である。その基板の種類は特に限定されないが、枚葉状の基板である。処理面は、片面であっても両面であってもよい。

【0111】

第１処理槽４０１は、入口スタック４１１から投入される。その投入は、ロボットアーム４３６で行われ、ロボットアーム４３６の先端に設けられている掴持部材４３７によって処理基板５００を掴み持って行われる。この第１処理槽４０１には、有機脂肪酸溶液が入っている。第１処理槽４０１と第２処理槽４０２とは、繋がっているので、第２処理槽４０２にも有機脂肪酸溶液が入っている。有機脂肪酸溶液の温度は特に限定されないが、あまり高くないことが好ましく、約５０℃〜８０℃程度であればよい。有機脂肪酸溶液の温度を比較的低温にすることにより、有機脂肪酸溶液の臭いや煙の発生を抑制することができる。なお、第１処理槽４０１は、アームが上昇したら直ぐに蓋が閉まる構造になっており、７処理槽４０７も同様、アームが上昇したら直ぐに蓋が閉まる構造になっている。

【0112】

第１処理槽４０１に入った処理基板５００は、スライド部材４３８によって第１処理槽４０１から第２処理槽４０２に移動する。その移動手段は特に限定されないが、例えば、図１６に示すように、第１処理槽４０１と第２処理槽４０２内を往復するスライドラック５０１で行うことができる。そのスライドラック５０１は、スライド部材４３８で移動でき、その移動のための駆動は、掴持部材４３７がスライド部材４３８に駆動を伝達して行うことができる。例えば、掴持部材４３７が回転することにより、スライド部材４３８でスライドラック５０１を往復するように機能する。なお、この移動は、第６処理槽４０６と第７処理槽４０７との間の移動も同じ原理で行わせることができる。なお、符号４１２は投入装置であり、符号４１３はその投入装置から延びるアームであり、符号４２２は排出装置であり、符号４２３はその投入装置から延びるアームである。

【0113】

第２処理槽４０２に移動した処理基板は、旋回アーム４３４の先端に設けられた吊り上げアーム４３５の先端で掴まれ、上方に引き上げられる。引き上げられた処理基板は、図１５に示すように、旋回アーム４３４によって第３処理槽４０３の位置まで旋回し、降下し、吊り下げアーム４３５で掴まれたまま第３処理槽４０３内に入る。

【0114】

第３の処理槽４０３は、加温された有機脂肪酸溶液が入った槽であり、処理基板はこの有機脂肪酸溶液で処理される。有機脂肪酸溶液の温度は、上記したとおりであるのでここではその説明と作用を省略する。

【0115】

処理された処理基板は、吊り下げアーム４３５で引き上げられ、図１５に示すように、旋回アーム４３４によって第４処理槽４０４の位置まで旋回し、降下し、吊り下げアーム４３５で掴まれたまま第４処理槽４０４内に入る。

【0116】

第４処理槽４０４は、溶融はんだを付着させる処理と、付着した溶融はんだのうち余剰の溶融はんだを除去する処理とを行う槽である。溶融はんだの付着は、槽４０４の中に溶融はんだを満たした状態で浸漬させてもよいし、溶融はんだを基板面に向けてスプレー噴射させてもよい。また、剰の溶融はんだの除去は、窒素ガスやエアー等の気体や、有機脂肪酸溶液を基板面に向けてスプレー噴射させることにより、処理基板面に付着した余剰のはんだを除去する。

【0117】

第４処理槽４０４には、はんだ循環タンク４４１と、フィルター４４２と、ギヤポンプ４４３とが設けられていてもよい。はんだ循環タンク４４１は、浸漬させる場合も噴射させる場合も、はんだ循環させることが好ましい。フィルター４４２は、はんだ中に混入する不純物や有機脂肪酸溶液を分離するためのものであり、サイクロンフィルターを好ましく適用できる。

【0118】

処理された処理基板は、吊り下げアーム４３５で引き上げられ、図１５に示すように、旋回アーム４３４によって第５処理槽４０５の位置まで旋回し、降下し、吊り下げアーム４３５で掴まれたまま第５処理槽４０５内に入る。

【0119】

第５処理槽４０５は、処理された基板を気体又は液体で処理するための槽である。具体的には、基板表面に付着している有機脂肪酸溶液をきれいにしたりする。そうした手段としては、エアースプレー噴射、不活性ガススプレー噴射等を挙げることができる。また、任意の洗浄溶液を満たしておき、その洗浄溶液で処理してもよい。

【0120】

処理された処理基板は、吊り下げアーム４３５で引き上げられ、図１５に示すように、旋回アーム４３４によって第６処理槽４０６の位置まで旋回し、降下し、吊り下げアーム４３５で掴まれたまま第６処理槽４０６内に入る。

【0121】

第６処理槽４０６には、処理タンク内の雰囲気と、外部雰囲気とを遮断するための溶媒が入っている。溶媒としては、上記した有機脂肪酸溶液であってもよいし、アルコール等の他の有機溶液であってもよい。なお、第１処理槽４０１と第２処理槽４０２に満たされる有機脂肪酸溶液も、同様に、処理タンク内の雰囲気と、下部雰囲気とを遮断するための溶媒が入っている。こうした溶液による処理タンク内と処理タンク外との雰囲気の遮断は、本発明に係るはんだ付け装置で極めて重要な技術的要素である。こうした遮断が行われることにより、処理タンク内の高温雰囲気と有機脂肪酸溶液雰囲気とを外部に放散させることがないという大きなメリットがある。

【0122】

以上説明したように、図１５及び図１６に示すはんだ付け装置４００、及びその装置を用いたはんだ付け方法によれば、各処理槽での処理時間を短時間に設定でき、アームで旋回させながら順次処理することができる。その結果、装置の大幅な省スペース化と小型化を実現でき、低コストで効率のよいはんだ付け装置となる。また、効果的に遮断することができるので、有機脂肪酸含有溶液のオイル臭が外部に漏れるのを防ぐことができる。また、有機脂肪酸含有溶液で清浄化された電極表面に電極溶食防止層を形成することができるので、電極の溶食を防ぐことができるとともに、その電極溶食防止層上に設けられたはんだにボイドの発生や欠陥を極力生じさせないようにすることができる。こうした装置と方法によれば、電気的接続部である電極の信頼性が高く、歩留まりのよい基板や電子部品を低コストで製造することができる。

【実施例】

【0123】

以下、実施例と比較例を挙げて、本発明をさらに具体的に説明する。

【0124】

［実施例１］
一例として、基材１に幅が例えば２００μｍで厚さが例えば１０μｍの銅配線パターンが形成された基板１０を準備した。この基板１０は、銅配線パターンのうち、電子部品の実装部分となる幅が例えば２００μｍで長さが例えば５０μｍの電極２のみが多数露出し、他の銅配線パターンは絶縁層で覆われている。

【0125】

第３処理部１３０に投入する有機脂肪酸含有溶液１３１として、ニッケル塩やコバルト塩等の金属塩や酸化防止剤等が含まれていないエステル合成油にパルミチン酸を１０質量％になるように含有させた有機脂肪酸含有溶液１３１を準備した。第３処理部１３０中の有機脂肪酸含有溶液１３１の温度を２５０℃に制御した。用いた溶融はんだ５ａは、Ｎｉ：０．０５質量％、Ｇｅ：０．００５質量％、Ａｇ：３質量％、Ｃｕ：０．５質量％、残部がＳｎからなる５元系鉛フリーはんだを用い、２５０℃に加熱して溶融はんだ５ａとして準備した。

【0126】

空間部１４３は、窒素ガスを導入した後、有機脂肪酸含有溶液１３１の温度を２５０℃まで昇温して、上部空間を有機脂肪酸含有溶液１３１の蒸気で満たした。こうして準備されたはんだ付け装置１００に基板１０を投入した。

【0127】

基板１０を第１処理部１１０にセットした。基板１０は、第１処理部１１０で掴持装置１１１で掴まれて第２処理部１２０に送られ、カセット１１５に装着される。その後、第１開閉装置１１９のシャッターを閉じ、カセット１１５に装着された基板１０は、第３処理部１３０に送られる。第３処理部１３０に基板１０が送られた後、第２開閉装置１２９のシャッターを閉じた。基板１０は、第３処理部１３０で有機脂肪酸含有溶液１３１中に浸漬して、電極２上に有機脂肪酸コーティング層３を設けた（例えば図８（Ｂ）参照）。この有機脂肪酸コーティング層３は、有機脂肪酸含有溶液１３１で銅表面を清浄化した結果として付着されるものである。基板１０を、第３処理部１３０で水平移動させた後に、図７及び図９に示すように上方の第４処理部１４０に引き上げながら、基板１０の両面側に向けられてセットした噴射ノズル３３から、例えば２５０℃の溶融はんだ５ａの液流５’を噴射した。溶融はんだ５ａが吹き付けられた電極２上には、例えば図８（Ｃ）に示すように、溶融はんだ５ａが付着して盛られた状態になった。

【0128】

引き続いて、図７及び図４に示すように、第４処理部１４０の空間部１４３内で基板１０を水平方向に移動し、その後、下方に降下させながら基板１０上の余剰の溶融はんだ５ａを除去した。その除去手段は、基板１０の両面にいずれも例えば３０°に傾けてセットした噴射ノズル３４を用いて行った。噴射ノズル３４からは、例えば２５０℃の有機脂肪酸含有溶液１３１を噴射させた。その結果、図８（Ｄ）に示す形態の基板１１を得た。なお、この基板１１は、電極２上に、電極溶食防止層４、はんだ層５、有機脂肪酸コーティング層６の順でが設けられている。その後、基板１１を、第５処理部１５０中で水平方向に移動し、その後、第３開閉装置１５９のシャッターを開けて上方の第６処理部１６０に引き上げた。引き上げながらエアーノズル３９からのエアー噴射により液切りした。第６処理部１６０に引き上げた後にシャッターを閉じた。その後、第４開閉装置１６９のシャッターを開けて第７処理部１７０に移動した。こうして基板１１を得た。

【0129】

［実施例２］
実施例１において、第４処理部１４０での処理を図５に示すようにした他は、実施例１と同様にして実施例２の基板１１を得た。具体的には、基板１０を上方の第４処理部１４０に引き上げながら、基板１０の両面側に向けられてセットした噴射ノズル３３から、例えば２５０℃の溶融はんだ５ａの液流５’を噴射した。引き続いて、図５に示すように、基板１０を一旦下げて再び空間部１４３に引き上げながら、基板１０上の余剰の溶融はんだ５ａを除去した。

【0130】

［比較例１］
実施例１において、はんだ材料として、Ａｇ：３質量％、Ｃｕ：０．５質量％、残部がＳｎからなる３元系鉛フリーはんだを用いた他は、実施例１と同様にして、比較例１の基板を得た。基板の電極２上には、ＣｕＮｉＳｎ金属間化合物層は存在せず、ＣｕＳｎ金属間化合物層７が形成されていた（図１１（Ａ）を参照。）。

【符号の説明】

【0131】

１ 基材
２ 電極
３ コーティング層
４ 電極溶食防止層
５ はんだ層
５’ 溶融はんだの液流
５ａ 溶融はんだ
６ コーティング層
７ ＣｕＳｎ化合物層
１０ 部品（基板又は電子部品）
１１ 処理された部品（基板又は電子部品）
３３ 付着手段（溶融はんだの噴射ノズル）
３４ 付着手段（有機脂肪酸含有溶液の噴射ノズル）
４０ 電子部品
４１ 素子
４２ 電子部品の保持ジグ
５１，５２ 半導体チップ

【0132】

１００ はんだ付け装置
１０１ 処理部
１０２ 循環装置部
１０３ 搬入扉
１０４ 搬出扉
１０５ 覗き窓
１１０ 第１処理部
１１１ 掴持装置
１１２ 掴み部
１１３ 昇降軸
１１４ 昇降モータ
１１５ カセット
１１６ カセット
１１９ 第１開閉装置
１２０ 第２処理部
１２１ ヒータ
１２２ カセット搬送装置
１２３ 搬送ワイヤ
１２４ 搬送モータ
１２５ 搬送ローラ
１２９ 第２開閉装置
１３０ 第３処理部
１３１ 有機脂肪酸含有溶液
１４０ 第４処理部
１４１ 溶融はんだ配管
１４２ 有機脂肪酸含有溶液配管
１４３ 空間部
１４８ ドレン
１５０ 第５処理部
１５２ カセット搬送装置
１５３ 搬送ワイヤ
１５４ 搬送モータ
１５５ 搬送ローラ
１５９ 第３開閉装置
１６０ 第６処理部
１６９ 第４開閉装置
１７０ 第７処理部
１８１ 掴持装置
１８２ 掴み部
１８３ 昇降軸
１９１ 掴持装置
１９２ 掴み部
１９３ 昇降軸
１９４ 昇降モータ
２０１ ポンプ
２０２ 分岐装置
２０３，２０４ 配管
３０１ ポンプ
３０２ 分岐装置
３０３ タンク
３０４ 分岐装置
３０５ 接合部
３０６，３０７ 分岐部
Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５，Ａ６，Ａ７，Ａ８，Ａ９ 部品の移動方向
Ｂ カセットの戻り方向

【0133】

４００ はんだ付け装置
４０１ 第１処理槽（入口槽）
４０２ 第２処理槽（低温処理液槽）
４０３ 第３処理槽（高温処理槽）
４０４ 第４処理槽（はんだ付け処理槽）
４０５ 第５処理槽（溶液除去処理槽）
４０６ 第６処理槽（連絡槽）
４０７ 第７処理槽（出口槽）
４１１ 入口スタック
４１２ 投入装置
４１３ アーム
４２１ 出口スタック
４２２ 排出装置
４２３ アーム
４３１ 処理タンク
４３２ アーム回転軸
４３３ カバー
４３４ 旋回アーム
４３５ 吊り下げアーム
４３６ ロボットアーム
４３７ 把持部材
４３８ スライド部材
４４１ はんだ循環タンク
４４２ フィルター
４４３ ギヤポンプ
５００，５１０，５２０，５３０，５４０ 処理基板
５０１ スライドホルダー

【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】

【図16】