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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022124964
(43)【公開日】2022-08-26
(54)【発明の名称】はんだ付け装置
(51)【国際特許分類】
B23K 1/08 20060101AFI20220819BHJP
B23K 1/20 20060101ALI20220819BHJP
B23K 31/02 20060101ALI20220819BHJP
B23K 3/08 20060101ALI20220819BHJP
H05K 3/34 20060101ALI20220819BHJP
【ＦＩ】
B23K1/08 Z
B23K1/20 H
B23K31/02 310B
B23K3/08
H05K3/34 505F
【審査請求】未請求
【請求項の数】26
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021022917
(22)【出願日】2021-02-16
(71)【出願人】
【識別番号】521069984
【氏名又は名称】石川技研株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】521069995
【氏名又は名称】有限会社ピーシービー
(74)【代理人】
【識別番号】100136504
【弁理士】
【氏名又は名称】山田 毅彦
(72)【発明者】
【氏名】石川 久雄
【テーマコード（参考）】
4E080
5E319
【Ｆターム（参考）】
4E080AA01
4E080AB07
4E080EA04
5E319AA03
5E319AB05
5E319AC01
5E319BB02
5E319CC22
5E319CD06
5E319CD15
5E319CD25
5E319GG03
(57)【要約】
【課題】回路基板等のはんだ付け対象にはんだ付けを行う際に必要となるランド等の導体部の酸化防止、レジスト等の非導体部へのはんだの付着の防止、高品質な溶融はんだの安定的供給といった様々な対策を、はんだ付けの自由度をできるだけ制約しない方法によって行えるようにすることである。
【解決手段】実施形態に係るはんだ付け装置は、はんだ付け対象に溶融したはんだを噴霧するための空間を内部に形成し、かつ入口側からの空気の流入を防ぐ第１の液槽と、出口側からの空気の流入を防ぐ第２の液槽とを設けるとともに壁面で囲うことによって外部から空気が流入しないようにしたチャンバと、はんだ付け対象を保持し、入口から第１の液槽を経由してチャンバ内に送り込んだ後、第２の液槽を経由して出口からチャンバ外に送り出す送り機構と、はんだ付け対象にはんだを噴霧するはんだ噴霧部とを有するものである。
【選択図】 図１
【解決手段】実施形態に係るはんだ付け装置は、はんだ付け対象に溶融したはんだを噴霧するための空間を内部に形成し、かつ入口側からの空気の流入を防ぐ第１の液槽と、出口側からの空気の流入を防ぐ第２の液槽とを設けるとともに壁面で囲うことによって外部から空気が流入しないようにしたチャンバと、はんだ付け対象を保持し、入口から第１の液槽を経由してチャンバ内に送り込んだ後、第２の液槽を経由して出口からチャンバ外に送り出す送り機構と、はんだ付け対象にはんだを噴霧するはんだ噴霧部とを有するものである。
【選択図】 図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
導体部を有するはんだ付け対象に少なくとも溶融したはんだを噴霧するための空間を内部に形成し、かつ前記空間の入口側から前記空間への空気の流入を防ぐ第１の液槽と、前記空間の出口側から前記空間への空気の流入を防ぐ第２の液槽とを設けるとともに壁面で囲うことによって前記空間に外部から空気が流入しないようにしたチャンバと、
前記はんだ付け対象を保持し、前記入口から前記第１の液槽を経由して前記チャンバ内の前記空間に送り込んだ後、前記第２の液槽を経由して前記出口から前記チャンバ外に送り出す送り機構と、
前記空間内において前記はんだ付け対象に前記はんだを噴霧するはんだ噴霧部と、
を有するはんだ付け装置。
前記はんだ付け対象を保持し、前記入口から前記第１の液槽を経由して前記チャンバ内の前記空間に送り込んだ後、前記第２の液槽を経由して前記出口から前記チャンバ外に送り出す送り機構と、
前記空間内において前記はんだ付け対象に前記はんだを噴霧するはんだ噴霧部と、
を有するはんだ付け装置。
【請求項2】
前記第１の液槽及び前記第２の液槽に充填される液体としてエステルの混合又は加熱によって流動性が付与された直鎖脂肪酸を用いた請求項１記載のはんだ付け装置。
【請求項3】
前記空間内において、前記はんだが噴霧される前の前記はんだ付け対象に酸化膜除去液を噴射することによって前記導体部の表面に形成されている酸化被膜を除去する酸化膜除去部を更に有する請求項１又は２記載のはんだ付け装置。
【請求項4】
前記酸化被膜が除去される前における前記はんだ付け対象を加熱する加熱装置を更に有する請求項３記載のはんだ付け装置。
【請求項5】
前記酸化膜除去液としてエステルの混合又は加熱によって流動性が付与された直鎖脂肪酸を用いた請求項３又は４記載のはんだ付け装置。
【請求項6】
前記酸化膜除去液を加熱することによって前記はんだ付け対象を加熱する加熱装置を更に有する請求項３乃至５のいずれか１項に記載のはんだ付け装置。
【請求項7】
前記はんだ噴霧部は、
前記溶融したはんだを貯留するタンクと、
前記溶融したはんだを噴霧するためのノズルと、
前記タンクと前記ノズルとを連結する配管と、
前記タンク及び前記配管を加熱することによって前記タンク及び前記配管内における前記溶融したはんだの温度を調整する少なくとも１つの加熱装置と、
前記タンク内に不活性ガスを注入する不活性ガス供給系と、
を有し、
前記タンク内に注入された不活性ガスの圧力で前記タンク内の前記溶融したはんだを前記配管及び前記ノズルに向けて噴出させるように構成される請求項１乃至６のいずれか１項に記載のはんだ付け装置。
前記溶融したはんだを貯留するタンクと、
前記溶融したはんだを噴霧するためのノズルと、
前記タンクと前記ノズルとを連結する配管と、
前記タンク及び前記配管を加熱することによって前記タンク及び前記配管内における前記溶融したはんだの温度を調整する少なくとも１つの加熱装置と、
前記タンク内に不活性ガスを注入する不活性ガス供給系と、
を有し、
前記タンク内に注入された不活性ガスの圧力で前記タンク内の前記溶融したはんだを前記配管及び前記ノズルに向けて噴出させるように構成される請求項１乃至６のいずれか１項に記載のはんだ付け装置。
【請求項8】
前記はんだ噴霧部は、内側の第１の流路の外側に第２の流路を配置した二重配管を有し、前記第１の流路を前記タンクと前記ノズルとを連結する前記配管とする一方、前記第２の流路に加熱媒体を流すことによって前記第１の流路内における前記溶融したはんだの温度を調整するようにした請求項７記載のはんだ付け装置。
【請求項9】
前記空間内において、前記はんだが噴霧された後の前記はんだ付け対象に過剰はんだ除去液を噴射することによって、前記はんだ付け対象に付着した過剰なはんだを前記はんだ付け対象から除去する過剰はんだ除去部を更に有する請求項１乃至８のいずれか１項に記載のはんだ付け装置。
【請求項10】
前記過剰はんだ除去部は、前記送り機構による前記はんだ付け対象の送出し方向に異なる位置でそれぞれ前記過剰はんだ除去液を噴射する第１のノズル及び第２のノズルであって、前記はんだ付け対象の前記送出し方向に１７０ｍｍ以上２００ｍｍ以下の間隔で離間配置された第１のノズル及び第２のノズルを有する請求項９記載のはんだ付け装置。
【請求項11】
前記過剰はんだ除去液としてエステルの混合又は加熱によって流動性が付与された直鎖脂肪酸を用いた請求項９又は１０記載のはんだ付け装置。
【請求項12】
前記送り機構は、前記はんだ付け対象として回路基板を保持する治具を有し、
前記治具は、少なくとも前記はんだが前記回路基板に噴霧される位置において、水平方向と前記回路基板の厚さ方向とのなす角度が０度以上４５度以下となるように前記回路基板を保持するように構成される請求項１乃至１１のいずれか１項に記載のはんだ付け装置。
前記治具は、少なくとも前記はんだが前記回路基板に噴霧される位置において、水平方向と前記回路基板の厚さ方向とのなす角度が０度以上４５度以下となるように前記回路基板を保持するように構成される請求項１乃至１１のいずれか１項に記載のはんだ付け装置。
【請求項13】
前記空間に不活性ガスを充填して前記空間内の圧力を調整する圧力制御系を更に有する請求項１乃至１２のいずれか１項に記載のはんだ付け装置。
【請求項14】
噴霧後の前記はんだが混入した噴射後の前記酸化膜除去液から前記混入したはんだを分離することによって前記酸化膜除去液及び前記混入したはんだを再利用できるように回収する循環系を更に有する請求項１乃至１３のいずれか１項に記載のはんだ付け装置。
【請求項15】
導体部を有するはんだ付け対象を溶融はんだ槽に浸漬して引き上げた後、前記はんだ付け対象に過剰はんだ除去液を噴射することによって、前記導体部をはんだでコーティングする一方、前記はんだ付け対象に付着した過剰なはんだを前記はんだ付け対象から除去する処理を行うための空間と、前記溶融はんだ槽とを内部に有し、かつ前記空間の入口側から前記空間への空気の流入を防ぐ第１の液槽と、前記空間の出口側から前記空間への空気の流入を防ぐ第２の液槽とを設けるとともに壁面で囲うことによって前記空間に外部から空気が流入しないようにしたチャンバと、
前記はんだ付け対象を保持し、前記入口から前記第１の液槽を経由して前記チャンバ内の前記空間に送り込んで前記溶融はんだ槽に浸漬した後、前記溶融はんだ槽から引き上げて、前記第２の液槽を経由して前記出口から前記チャンバ外に送り出す送り機構と、
前記空間内において、前記溶融はんだ槽から引き上げられた前記はんだ付け対象に前記過剰はんだ除去液を噴射することによって、前記はんだ付け対象に付着した過剰なはんだを前記はんだ付け対象から除去する過剰はんだ除去部と、
を有するはんだコーティング装置。
前記はんだ付け対象を保持し、前記入口から前記第１の液槽を経由して前記チャンバ内の前記空間に送り込んで前記溶融はんだ槽に浸漬した後、前記溶融はんだ槽から引き上げて、前記第２の液槽を経由して前記出口から前記チャンバ外に送り出す送り機構と、
前記空間内において、前記溶融はんだ槽から引き上げられた前記はんだ付け対象に前記過剰はんだ除去液を噴射することによって、前記はんだ付け対象に付着した過剰なはんだを前記はんだ付け対象から除去する過剰はんだ除去部と、
を有するはんだコーティング装置。
【請求項16】
導体部を有するはんだ付け対象の前記導体部の表面に形成されている酸化被膜を除去するための空間を内部に形成し、かつ前記空間の入口側から前記空間への空気の流入を防ぐ第１の液槽と、前記空間の出口側から前記空間への空気の流入を防ぐ第２の液槽とを設けるとともに壁面で囲うことによって前記空間に外部から空気が流入しないようにしたチャンバと、
前記はんだ付け対象を保持し、前記入口から前記第１の液槽を経由して前記チャンバ内の前記空間に送り込んだ後、前記第２の液槽を経由して前記出口から前記チャンバ外に送り出す送り機構と、
前記空間内において、前記はんだ付け対象に酸化膜除去液を噴射することによって前記導体部の表面に形成されている酸化被膜を除去する酸化膜除去部と、
を有する酸化被膜除去装置。
前記はんだ付け対象を保持し、前記入口から前記第１の液槽を経由して前記チャンバ内の前記空間に送り込んだ後、前記第２の液槽を経由して前記出口から前記チャンバ外に送り出す送り機構と、
前記空間内において、前記はんだ付け対象に酸化膜除去液を噴射することによって前記導体部の表面に形成されている酸化被膜を除去する酸化膜除去部と、
を有する酸化被膜除去装置。
【請求項17】
請求項１乃至１４のいずれか１項に記載のはんだ付け装置で前記はんだ付け対象に少なくとも前記はんだを噴霧することによって、前記導体部に部品がはんだ付けされた又は前記導体部が前記はんだでコーティングされたはんだ付け品を製造するはんだ付け品の製造方法。
【請求項18】
導体部を有するはんだ付け対象に少なくとも溶融したはんだを噴霧することによって、前記導体部に部品がはんだ付けされた又は前記導体部が前記はんだでコーティングされたはんだ付け品を製造するはんだ付け品の製造方法であって、
前記溶融したはんだを噴霧するための空間を内部に形成し、かつ前記空間の入口側から前記空間への空気の流入を防ぐ第１の液槽と、前記空間の出口側から前記空間への空気の流入を防ぐ第２の液槽とを設けるとともに壁面で囲うことによって前記空間に外部から空気が流入しないようにしたチャンバの前記入口から前記第１の液槽を経由して前記チャンバ内の前記空間に前記はんだ付け対象を送り出すステップと、
前記空間内において、前記はんだ付け対象に前記溶融したはんだを噴霧するステップと、
前記溶融したはんだが噴霧された後の前記はんだ付け対象を、前記第２の液槽を経由して前記出口から前記チャンバ外に送り出すステップと、
を有するはんだ付け品の製造方法。
前記溶融したはんだを噴霧するための空間を内部に形成し、かつ前記空間の入口側から前記空間への空気の流入を防ぐ第１の液槽と、前記空間の出口側から前記空間への空気の流入を防ぐ第２の液槽とを設けるとともに壁面で囲うことによって前記空間に外部から空気が流入しないようにしたチャンバの前記入口から前記第１の液槽を経由して前記チャンバ内の前記空間に前記はんだ付け対象を送り出すステップと、
前記空間内において、前記はんだ付け対象に前記溶融したはんだを噴霧するステップと、
前記溶融したはんだが噴霧された後の前記はんだ付け対象を、前記第２の液槽を経由して前記出口から前記チャンバ外に送り出すステップと、
を有するはんだ付け品の製造方法。
【請求項19】
前記溶融したはんだとして、粒径が１０μｍを超える固形物の含有量が、融解前における前記はんだに対して０．０３重量％以下となっているはんだを噴霧する請求項１７又は１８記載のはんだ付け品の製造方法。
【請求項20】
請求項１５記載のはんだコーティング装置で前記処理を行うことによって、前記導体部がはんだでコーティングされ、かつ前記過剰なはんだが除去された前記はんだ付け対象からなるはんだコート品を製造するはんだコート品の製造方法。
【請求項21】
導体部を有するはんだ付け対象を溶融はんだ槽に浸漬して引き上げた後、前記はんだ付け対象に過剰はんだ除去液を噴射することによって、前記導体部をはんだでコーティングする一方、前記はんだ付け対象に付着した過剰なはんだを前記はんだ付け対象から除去する処理によって、前記導体部がはんだでコーティングされ、かつ前記過剰なはんだが除去された前記はんだ付け対象からなるはんだコート品を製造するはんだコート品の製造方法であって、
前記処理を行うための空間と、前記溶融はんだ槽とを内部に有し、かつ前記空間の入口側から前記空間への空気の流入を防ぐ第１の液槽と、前記空間の出口側から前記空間への空気の流入を防ぐ第２の液槽とを設けるとともに壁面で囲うことによって前記空間に外部から空気が流入しないようにしたチャンバの前記入口から前記第１の液槽を経由して前記チャンバ内の前記空間に前記はんだ付け対象を送り出すステップと、
前記空間に送り出された前記はんだ付け対象を前記溶融はんだ槽に浸漬した後、引き上げるステップと、
前記空間内において、前記溶融はんだ槽から引き上げられた前記はんだ付け対象に前記過剰はんだ除去液を噴射することによって、前記はんだ付け対象に付着した過剰なはんだを前記はんだ付け対象から除去するステップと、
前記過剰なはんだが除去された前記はんだ付け対象を、前記第２の液槽を経由して前記出口から前記チャンバ外に送り出すステップと、
を有するはんだコート品の製造方法。
前記処理を行うための空間と、前記溶融はんだ槽とを内部に有し、かつ前記空間の入口側から前記空間への空気の流入を防ぐ第１の液槽と、前記空間の出口側から前記空間への空気の流入を防ぐ第２の液槽とを設けるとともに壁面で囲うことによって前記空間に外部から空気が流入しないようにしたチャンバの前記入口から前記第１の液槽を経由して前記チャンバ内の前記空間に前記はんだ付け対象を送り出すステップと、
前記空間に送り出された前記はんだ付け対象を前記溶融はんだ槽に浸漬した後、引き上げるステップと、
前記空間内において、前記溶融はんだ槽から引き上げられた前記はんだ付け対象に前記過剰はんだ除去液を噴射することによって、前記はんだ付け対象に付着した過剰なはんだを前記はんだ付け対象から除去するステップと、
前記過剰なはんだが除去された前記はんだ付け対象を、前記第２の液槽を経由して前記出口から前記チャンバ外に送り出すステップと、
を有するはんだコート品の製造方法。
【請求項22】
請求項１６記載の酸化被膜除去装置で前記導体部の表面に形成されている前記酸化被膜を除去することによって、前記導体部から前記酸化被膜が除去された前記はんだ付け対象からなる酸化被膜除去処理品を製造する酸化被膜除去処理品の製造方法。
【請求項23】
導体部を有するはんだ付け対象の前記導体部の表面に形成されている酸化被膜を除去することによって、前記導体部から前記酸化被膜が除去された前記はんだ付け対象からなる酸化被膜除去処理品を製造する酸化被膜除去処理品の製造方法であって、
前記酸化被膜を除去するための空間を内部に形成し、かつ前記空間の入口側から前記空間への空気の流入を防ぐ第１の液槽と、前記空間の出口側から前記空間への空気の流入を防ぐ第２の液槽とを設けるとともに壁面で囲うことによって前記空間に外部から空気が流入しないようにしたチャンバの前記入口から前記第１の液槽を経由して前記チャンバ内の前記空間に前記はんだ付け対象を送り出すステップと、
前記空間内において、前記はんだ付け対象に酸化膜除去液を噴射することによって前記導体部の表面に形成されている前記酸化被膜を除去するステップと、
前記導体部の表面から前記酸化被膜が除去された前記はんだ付け対象を、前記第２の液槽を経由して前記出口から前記チャンバ外に送り出すステップと、
を有するはんだ酸化被膜除去処理品の製造方法。
前記酸化被膜を除去するための空間を内部に形成し、かつ前記空間の入口側から前記空間への空気の流入を防ぐ第１の液槽と、前記空間の出口側から前記空間への空気の流入を防ぐ第２の液槽とを設けるとともに壁面で囲うことによって前記空間に外部から空気が流入しないようにしたチャンバの前記入口から前記第１の液槽を経由して前記チャンバ内の前記空間に前記はんだ付け対象を送り出すステップと、
前記空間内において、前記はんだ付け対象に酸化膜除去液を噴射することによって前記導体部の表面に形成されている前記酸化被膜を除去するステップと、
前記導体部の表面から前記酸化被膜が除去された前記はんだ付け対象を、前記第２の液槽を経由して前記出口から前記チャンバ外に送り出すステップと、
を有するはんだ酸化被膜除去処理品の製造方法。
【請求項24】
溶融したはんだを貯留するタンクと、
前記溶融したはんだを噴霧するためのノズルと、
前記タンクと前記ノズルとを連結する配管と、
前記タンク及び前記配管を加熱することによって前記タンク及び前記配管内における前記溶融したはんだの温度を調整する少なくとも１つの加熱装置と、
前記タンク内に不活性ガスを注入する不活性ガス供給系と、
を有し、
前記タンク内に注入された不活性ガスの圧力で前記タンク内の前記溶融したはんだを前記配管及び前記ノズルに向けて噴出させるようにしたはんだ噴霧装置。
前記溶融したはんだを噴霧するためのノズルと、
前記タンクと前記ノズルとを連結する配管と、
前記タンク及び前記配管を加熱することによって前記タンク及び前記配管内における前記溶融したはんだの温度を調整する少なくとも１つの加熱装置と、
前記タンク内に不活性ガスを注入する不活性ガス供給系と、
を有し、
前記タンク内に注入された不活性ガスの圧力で前記タンク内の前記溶融したはんだを前記配管及び前記ノズルに向けて噴出させるようにしたはんだ噴霧装置。
【請求項25】
請求項２４記載のはんだ噴霧装置で前記溶融したはんだを噴霧することによって、導体部に部品がはんだ付けされた又は前記導体部が前記はんだでコーティングされたはんだ付け品を製造するはんだ付け品の製造方法。
【請求項26】
導体部を有するはんだ付け対象に少なくとも溶融したはんだを噴霧することによって、前記導体部に部品がはんだ付けされた又は前記導体部が前記はんだでコーティングされたはんだ付け品を製造するはんだ付け品の製造方法であって、
前記溶融したはんだを貯留するタンクと前記溶融したはんだを噴霧するためのノズルとを配管で連結し、
少なくとも１つの加熱装置で前記タンク及び前記配管を加熱することによって前記タンク及び前記配管内における前記溶融したはんだの温度を調整しながら、前記タンク内に不活性ガスを注入し、
前記タンク内に注入された不活性ガスの圧力で前記タンク内の前記溶融したはんだを前記配管及び前記ノズルに向けて噴出させるようにしたはんだ付け品の製造方法。
前記溶融したはんだを貯留するタンクと前記溶融したはんだを噴霧するためのノズルとを配管で連結し、
少なくとも１つの加熱装置で前記タンク及び前記配管を加熱することによって前記タンク及び前記配管内における前記溶融したはんだの温度を調整しながら、前記タンク内に不活性ガスを注入し、
前記タンク内に注入された不活性ガスの圧力で前記タンク内の前記溶融したはんだを前記配管及び前記ノズルに向けて噴出させるようにしたはんだ付け品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は、はんだ付け装置、はんだコーティング装置、酸化被膜除去装置、はんだ噴霧装置、はんだ付け品の製造方法、はんだコート品の製造方法及び酸化被膜除去処理品の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
プリント回路基板（ＰＣＢ：Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ）等の導体部分を構成する銅ランド部をはんだ付けする際には、はんだ付けに先立って銅ランド部の酸化及び腐食を防止することが、より長期に亘る電気的接合性を維持する観点から重要である。
【0003】
銅ランド部をはんだ付けする際に銅ランド部の酸化を防ぐための従来の方法としては、銅ランド部をメッキして酸化を防ぐ方法、イミダゾール等の防錆剤を銅に塗布してはんだ付けする方法、溶融したはんだ中に基板を浸漬した後、引き上げると同時に高温空気で不要なはんだを吹き飛ばすことによって銅ランド部のみをはんだでコーティングするレベラー処理（ＨＡＳＬ： ｈｏｔ ａｉｒ ｓｏｌｄｅｒ ｌｅｖｅｌｉｎｇ）を行う方法の他、ＯＳＰ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｓｏｌｄｅｒａｂｉｌｉｔｙ Ｐｒｅｓｅｒｖａｔｉｖｅ）や有機脂肪酸等の有機薬品で銅の表面に保護被膜を形成するプリフラックス処理を行う方法などが知られている（例えば特許文献１、特許文献２及び特許文献３参照）。
【0004】
また、回路基板の銅ランド部をはんだ付けする際に重要となる別の点として、はんだが付着しないように絶縁材料であるレジスト（ソルダーマスクとも呼ばれる）が塗布された銅ランド以外の部分にはんだが付着しないようにすることが挙げられる。このため、従来、プリント回路基板等をはんだ付けする際には、はんだを付着するべきランドのサイズに合わせて孔を形成したメタルマスクを基板上に載置することによってレジスト部等の銅ランド部以外へのはんだの付着が防止される。
【0005】
一方、回路基板へのはんだ付け対象となるチップコンデンサや集積回路（ＩＣ：Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）チップに溶融はんだを吹き付けて万遍なくたはんだを塗布した後、有機脂肪酸を含む溶液を吹き付けて余分なはんだを除去することによってチップコンデンサやＩＣチップに電極を形成する方法も提案されている（例えば特許文献４参照）。
【0006】
上述した従来のはんだ付けに関する技術の他、ノズルからプリント回路基板にはんだを吹き付けることによってはんだ付けを行う場合において、はんだ付けに使用されずに溢流したはんだを、脂肪酸の一種であるパルチミン酸とエステルの混合液と混合し、攪拌することによって、溢流したはんだの品質を維持しつつ再利用する技術も提案されている（例えば特許文献５参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】国際公開第２００８／０８４６７３号
【特許文献2】特開２００９－１０５３５６号公報
【特許文献3】特開２０１１－２１１１３７号公報
【特許文献4】特開２０１３－０６９７５８号公報
【特許文献5】特許第４３７５４９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
上述したように回路基板のはんだ付けを行う際には、ランドの酸化を防止するための対策やレジストへのはんだの付着を防止するための対策に加えて、ランドに付着する前における溶融はんだの凝固防止など、はんだ付けに付随する様々な対策が必要となる。これらの対策は、はんだ付けの自由度を制約する要因となる場合がある。
【0009】
具体例として、レジストへのはんだの付着を防止するためにメタルマスクをプリント回路基板上に載置してはんだ付けを行う方法を採用すると、次世代ディスプレイの部品等として有望なマイクロ発光ダイオード（ＬＥＤ：ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ）を基板にはんだ付けできなくなるという問題がある。これは、幅が１５０μｍ程度であるマイクロＬＥＤは、レジストで囲まれた、幅が５０μｍ程度で深さが１０μｍ～１５μｍ程度の極めて微小なはんだポケットにはんだ付けされることになり、メタルマスクを製作して基板上に載置しても、はんだポケットのサイズに合わせたメタルマスクの孔を通してはんだポケット内にランドと隙間なくはんだを入れることができないためである。換言すると、メタルマスクを使用してはんだ付けする場合には、サイズの制約を受ける。
【0010】
また、マイクロＬＥＤのはんだ付けに代表されるように微量の溶融はんだを単にポンプで汲み上げてノズルから噴射しようとすると、溶融はんだの供給経路において溶融はんだ中に生じる固形物によって溶融はんだの品質が劣化するのみならず、ポンプやノズルが詰まり、良好な品質の溶融はんだを安定的に噴出することが困難になるという問題もある。このため、溶融はんだをポンプで汲み上げてノズルから噴射する方法を採用する場合、マイクロＬＥＤ等に向けて微量の溶融はんだを安定的に噴射することができない。
【0011】
そこで、本発明は、回路基板等のはんだ付け対象にはんだ付けを行う際に必要となるランド等の導体部の酸化防止、レジスト等の非導体部へのはんだの付着の防止、高品質な溶融はんだの安定的供給といった様々な対策を、はんだ付けの自由度をできるだけ制約しない方法によって行えるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0012】
本発明の実施形態に係るはんだ付け装置は、導体部を有するはんだ付け対象に少なくとも溶融したはんだを噴霧するための空間を内部に形成し、かつ前記空間の入口側から前記空間への空気の流入を防ぐ第１の液槽と、前記空間の出口側から前記空間への空気の流入を防ぐ第２の液槽とを設けるとともに壁面で囲うことによって前記空間に外部から空気が流入しないようにしたチャンバと、前記はんだ付け対象を保持し、前記入口から前記第１の液槽を経由して前記チャンバ内の前記空間に送り込んだ後、前記第２の液槽を経由して前記出口から前記チャンバ外に送り出す送り機構と、前記空間内において前記はんだ付け対象に前記はんだを噴霧するはんだ噴霧部とを有するものである。
【0013】
また、本発明の実施形態に係るはんだコーティング装置は、導体部を有するはんだ付け対象を溶融はんだ槽に浸漬して引き上げた後、前記はんだ付け対象に過剰はんだ除去液を噴射することによって、前記導体部をはんだでコーティングする一方、前記はんだ付け対象に付着した過剰なはんだを前記はんだ付け対象から除去する処理を行うための空間と、前記溶融はんだ槽とを内部に有し、かつ前記空間の入口側から前記空間への空気の流入を防ぐ第１の液槽と、前記空間の出口側から前記空間への空気の流入を防ぐ第２の液槽とを設けるとともに壁面で囲うことによって前記空間に外部から空気が流入しないようにしたチャンバと、前記はんだ付け対象を保持し、前記入口から前記第１の液槽を経由して前記チャンバ内の前記空間に送り込んで前記溶融はんだ槽に浸漬した後、前記空間及び前記第２の液槽を経由して前記出口から前記チャンバ外に送り出す送り機構と、前記空間内において、前記溶融はんだ槽から引き上げられた前記はんだ付け対象に前記過剰はんだ除去液を噴射することによって、前記はんだ付け対象に付着した過剰なはんだを前記はんだ付け対象から除去する過剰はんだ除去部とを有するものである。
【0014】
また、本発明の実施形態に係る酸化被膜除去装置は、導体部を有するはんだ付け対象の前記導体部の表面に形成されている酸化被膜を除去するための空間を内部に形成し、かつ前記空間の入口側から前記空間への空気の流入を防ぐ第１の液槽と、前記空間の出口側から前記空間への空気の流入を防ぐ第２の液槽とを設けるとともに壁面で囲うことによって前記空間に外部から空気が流入しないようにしたチャンバと、前記はんだ付け対象を保持し、前記入口から前記第１の液槽を経由して前記チャンバ内の前記空間に送り込んだ後、前記第２の液槽を経由して前記出口から前記チャンバ外に送り出す送り機構と、前記空間内において、前記はんだ付け対象に酸化膜除去液を噴射することによって前記導体部の表面に形成されている酸化被膜を除去する酸化膜除去部とを有するものである。
【0015】
また、本発明の実施形態に係るはんだ付け品の製造方法は、上述したはんだ付け装置で前記はんだ付け対象に少なくとも前記はんだを噴霧することによって、前記導体部に部品がはんだ付けされた又は前記導体部が前記はんだでコーティングされたはんだ付け品を製造するものである。
【0016】
また、本発明の実施形態に係るはんだ付け品の製造方法は、導体部を有するはんだ付け対象に少なくとも溶融したはんだを噴霧することによって、前記導体部に部品がはんだ付けされた又は前記導体部が前記はんだでコーティングされたはんだ付け品を製造するはんだ付け品の製造方法であって、前記溶融したはんだを噴霧するための空間を内部に形成し、かつ前記空間の入口側から前記空間への空気の流入を防ぐ第１の液槽と、前記空間の出口側から前記空間への空気の流入を防ぐ第２の液槽とを設けるとともに壁面で囲うことによって前記空間に外部から空気が流入しないようにしたチャンバの前記入口から前記第１の液槽を経由して前記チャンバ内の前記空間に前記はんだ付け対象を送り出すステップと、前記空間内において、前記はんだ付け対象に前記溶融したはんだを噴霧するステップと、前記溶融したはんだが噴霧された後の前記はんだ付け対象を、前記第２の液槽を経由して前記出口から前記チャンバ外に送り出すステップとを有するものである。
【0017】
また、本発明の実施形態に係るはんだコート品の製造方法は、上述したはんだコーティング装置で前記処理を行うことによって、前記導体部がはんだでコーティングされ、かつ前記過剰なはんだが除去された前記はんだ付け対象からなるはんだコート品を製造するものである。
【0018】
また、本発明の実施形態に係るはんだコート品の製造方法は、導体部を有するはんだ付け対象を溶融はんだ槽に浸漬して引き上げた後、前記はんだ付け対象に過剰はんだ除去液を噴射することによって、前記導体部をはんだでコーティングする一方、前記はんだ付け対象に付着した過剰なはんだを前記はんだ付け対象から除去する処理によって、前記導体部がはんだでコーティングされ、かつ前記過剰なはんだが除去された前記はんだ付け対象からなるはんだコート品を製造するはんだコート品の製造方法であって、前記処理を行うための空間と、前記溶融はんだ槽とを内部に有し、かつ前記空間の入口側から前記空間への空気の流入を防ぐ第１の液槽と、前記空間の出口側から前記空間への空気の流入を防ぐ第２の液槽とを設けるとともに壁面で囲うことによって前記空間に外部から空気が流入しないようにしたチャンバの前記入口から前記第１の液槽を経由して前記チャンバ内の前記空間に前記はんだ付け対象を送り出すステップと、前記空間に送り出された前記はんだ付け対象を前記溶融はんだ槽に浸漬した後、引き上げるステップと、前記空間内において、前記溶融はんだ槽から引き上げられた前記はんだ付け対象に前記過剰はんだ除去液を噴射することによって、前記はんだ付け対象に付着した過剰なはんだを前記はんだ付け対象から除去するステップと、前記過剰なはんだが除去された前記はんだ付け対象を、前記第２の液槽を経由して前記出口から前記チャンバ外に送り出すステップとを有するものである。
【0019】
また、本発明の実施形態に係る酸化被膜除去処理品の製造方法は、上述した酸化被膜除去装置で前記導体部の表面に形成されている前記酸化被膜を除去することによって、前記導体部から前記酸化被膜が除去された前記はんだ付け対象からなる酸化被膜除去処理品を製造するものである。
【0020】
また、本発明の実施形態に係る酸化被膜除去処理品の製造方法は、導体部を有するはんだ付け対象の前記導体部の表面に形成されている酸化被膜を除去することによって、前記導体部から前記酸化被膜が除去された前記はんだ付け対象からなる酸化被膜除去処理品を製造する酸化被膜除去処理品の製造方法であって、前記酸化被膜を除去するための空間を内部に形成し、かつ前記空間の入口側から前記空間への空気の流入を防ぐ第１の液槽と、前記空間の出口側から前記空間への空気の流入を防ぐ第２の液槽とを設けるとともに壁面で囲うことによって前記空間に外部から空気が流入しないようにしたチャンバの前記入口から前記第１の液槽を経由して前記チャンバ内の前記空間に前記はんだ付け対象を送り出すステップと、前記空間内において、前記はんだ付け対象に酸化膜除去液を噴射することによって前記導体部の表面に形成されている前記酸化被膜を除去するステップと、前記導体部の表面から前記酸化被膜が除去された前記はんだ付け対象を、前記第２の液槽を経由して前記出口から前記チャンバ外に送り出すステップとを有するものである。
【0021】
また、本発明の実施形態に係るはんだ噴霧装置は、溶融したはんだを貯留するタンクと、前記溶融したはんだを噴霧するためのノズルと、前記タンクと前記ノズルとを連結する配管と、前記タンク及び前記配管を加熱することによって前記タンク及び前記配管内における前記溶融したはんだの温度を調整する少なくとも１つの加熱装置と、前記タンク内に不活性ガスを注入する不活性ガス供給系とを有し、前記タンク内に注入された不活性ガスの圧力で前記タンク内の前記溶融したはんだを前記配管及び前記ノズルに向けて噴出させるようにしたものである。
【0022】
また、本発明の実施形態に係るはんだ付け品の製造方法は、上述したはんだ噴霧装置で前記溶融したはんだを噴霧することによって、導体部に部品がはんだ付けされた又は前記導体部が前記はんだでコーティングされたはんだ付け品を製造するものである。
【0023】
また、本発明の実施形態に係るはんだ付け品の製造方法は、導体部を有するはんだ付け対象に少なくとも溶融したはんだを噴霧することによって、前記導体部に部品がはんだ付けされた又は前記導体部が前記はんだでコーティングされたはんだ付け品を製造するはんだ付け品の製造方法であって、前記溶融したはんだを貯留するタンクと前記溶融したはんだを噴霧するためのノズルとを配管で連結し、少なくとも１つの加熱装置で前記タンク及び前記配管を加熱することによって前記タンク及び前記配管内における前記溶融したはんだの温度を調整しながら、前記タンク内に不活性ガスを注入し、前記タンク内に注入された不活性ガスの圧力で前記タンク内の前記溶融したはんだを前記配管及び前記ノズルに向けて噴出させるようにしたものである。
【図面の簡単な説明】
【0024】
【図1】本発明の実施形態に係るはんだ付け装置の構成を示す部分断面図。
【図12】所定の粒径を超える固形物が含まれない溶融はんだの製造方法の一例を示す図。
【図13】本発明の第２の実施形態に係るはんだコーティング装置の構成を示す部分断面図。
【図14】本発明の第３の実施形態に係る酸化被膜除去装置の構成を示す部分断面図。
【発明を実施するための形態】
【0025】
本発明の実施形態に係るはんだ付け装置、はんだコーティング装置、酸化被膜除去装置、はんだ噴霧装置、はんだ付け品の製造方法、はんだコート品の製造方法及び酸化被膜除去処理品の製造方法について添付図面を参照して説明する。
【0026】
【0027】
はんだ付け装置１は、回路基板等の導体部を有するはんだ付け対象Ｏに少なくとも溶融したはんだを噴霧する装置である。はんだ付け装置１ではんだ付け対象Ｏにはんだを噴霧することによって、導体部に部品がはんだ付けされたはんだ付け品又は導体部がはんだでコーティングされたはんだ付け品を製造することができる。
【0028】
従って、はんだ付け装置１ではんだ付け対象Ｏの導体部に部品がはんだ付けされる場合には、はんだ付け装置１で部品のはんだ付け自体が行われることになり、はんだ付け装置１ではんだ付け対象Ｏの導体部がはんだでコーティングされる場合には、はんだ付け対象Ｏの導体部に部品をはんだ付けする前の前処理がはんだ付け装置１で行われることになる。
【0029】
図２は図１に示すはんだ付け装置１でＰＣＢ等の回路基板に電子部品をはんだ付けする場合におけるはんだ付け対象Ｏの構造例を示す断面図であり、図３は図２に示すはんだ付け対象Ｏをはんだ付けして得られるはんだ付け品の構造例を示す断面図である。
【0030】
典型的な回路基板Ｏ１は、図２に示すように基板Ｏ２にランドＯ３とレジスト部Ｏ４を形成した構造を有する。ランドＯ３は、マイクロＬＥＤ等の電子部品Ｏ５の電極をはんだ付けする部分となる銅箔である。レジスト部Ｏ４は、ランドＯ３以外のレジストが塗布された部分である。レジストは、はんだをはじく性質を有するため、ランドＯ３以外の部分へのはんだの付着を防止する他、導体パターンの保護やショートの防止を目的として、基板Ｏ２に塗布される。
【0031】
電子部品Ｏ５がＬＥＤである場合には、図２に例示されるようにレジスト部Ｏ４で囲まれたランドＯ３とＬＥＤとの間に形成されるはんだポケットＯ６にはんだを隙間なく充填すればＬＥＤをランドＯ３にはんだ付けすることができる。そこで、図２に例示されるように、電子部品Ｏ５の一部を予め絶縁性を有する接着剤Ｏ７で回路基板Ｏ１のレジスト部Ｏ４等のランドＯ３以外の部分に接着した状態ではんだを噴霧することができる。そうすると、図３に示すように噴霧された霧状の溶融はんだがはんだポケットＯ６に入り込み、ＬＥＤを回路基板Ｏ１にはんだ付けすることができる。尚、接着剤Ｏ７は、はんだ付けが完了した後、残留しないように洗浄するようにしても良い。
【0032】
特に、はんだの液滴を噴射するのではなく、霧状のはんだを噴霧するので、マイクロＬＥＤをはんだ付けするためのはんだポケットＯ６のように非常に微小な空間であっても、はんだを隙間なく付着させることができる。このため、従来はサイズが小さいことからはんだ付けが困難であったマイクロＬＥＤであってもはんだ付けすることができる。
【0033】
尚、ＩＣチップやチップコンデンサ等の電子部品Ｏ５がはんだ付け対象Ｏである場合には、基板Ｏ２にスルー・ホールが設けられ、スルー・ホールの周囲にランドＯ３が形成さされることが多い。その場合においても、電子部品Ｏ５の一部を予め接着剤Ｏ７でレジスト部Ｏ４等のランドＯ３以外の部分に接着した状態ではんだを噴霧すれば、ランドＯ３と電子部品Ｏ５との間における隙間に霧状のはんだが入り込むため、電子部品Ｏ５を回路基板Ｏ１にはんだ付けすることができる。
【0034】
図４は図１に示すはんだ付け装置１でＰＣＢ等の回路基板の導体部をはんだでコーティングする場合におけるはんだ付け対象Ｏの構造例を示す断面図であり、図５は図４に示すはんだ付け対象Ｏをはんだコートして得られるはんだ付け品の構造例を示す断面図である。
【0035】
図４に示すように基板Ｏ２にランドＯ３とレジスト部Ｏ４を形成した回路基板Ｏ１のランドＯ３をはんだでコーティングする場合には、電子部品Ｏ５を取付ける前の回路基板Ｏ１のみをはんだ付け対象Ｏとしてはんだを噴霧することができる。回路基板Ｏ１のみにはんだを噴霧すると、微小な範囲であっても図５に示すようにランドＯ３を２μｍから３μｍ程度の厚さを有するはんだでコーティングすることができる。
【0036】
一方、ＬＥＤ、ＩＣチップ或いはチップコンデンサ等の電子部品Ｏ５についても、例えば、特開２０１３－０６９７５８号公報に開示されているような電子部品Ｏ５の形状に応じた治具を用いてはんだを噴霧すれば、電子部品Ｏ６の必要な部分をはんだでコーティングすることができる。
【0037】
ランドＯ３等の導体部を構成する銅の表面をはんだでコーティングすると、銅の表面を保護して酸化を防止できるのみならず、はんだ付けを行う際にはんだの濡れ性を向上する効果を得ることができる。このため、銅のはんだコートは、はんだ付けの前処理として実行することができる。
【0038】
回路基板Ｏ１や電子部品Ｏ５の導体部がはんだ付け装置１ではんだコートされる場合には、後工程で電子部品Ｏ５と回路基板Ｏ１との間におけるはんだ付けが行われることになる。従って、はんだ付け装置１の後段に電子部品Ｏ５と回路基板Ｏ１との間におけるはんだ付けを所望の方法で行う別のはんだ付け装置を連結しても良い。
【0039】
典型的な具体例として、予め固形はんだを付着させた電子部品Ｏ５をはんだコートされた回路基板Ｏ１上に載置した状態で加熱すれば、固形はんだが溶融するため電子部品Ｏ５を回路基板Ｏ１にはんだ付けすることができる。もちろん、加熱して溶融したはんだを付着させた電子部品Ｏ５をはんだコートされた回路基板Ｏ１上に載置してはんだ付けしても良い。
【0040】
以降では、主にはんだ付け対象Ｏが電子部品Ｏ５を接着剤Ｏ７で接着したＰＣＢ等の回路基板Ｏ１又は回路基板Ｏ１単体である場合を例に説明するが、電子部品Ｏ５等の他の物体をはんだ付け対象Ｏとする場合においても、適切な治具を用いて同様にはんだ付け装置１ではんだ付け対象Ｏに向けてはんだを噴霧することができる。
【0041】
また、はんだ付け装置１には、溶融はんだの噴霧に加えて、はんだを噴霧する前における前処理として、導体部の表面に形成されている酸化被膜を除去する処理を行う機能と、はんだを噴霧した後の後処理として、はんだ付け対象Ｏに付着した過剰なはんだを除去する洗浄処理を行う機能の一方又は双方を必要に応じて設けることができる。
【0042】
そのために、はんだ付け装置１は、チャンバ２、送り機構３、酸化膜除去部４、はんだ噴霧部５及び過剰はんだ除去部６をフレームに組付けて構成することができる。
【0043】
チャンバ２は、はんだ付け対象Ｏに少なくとも溶融したはんだを噴霧するための空間Ｓを内部に形成するための容器である。このため、チャンバ２は、入口２Ａと出口２Ｂを有し、壁面２Ｃで囲まれた構造を有する。
【0044】
加えて、チャンバ２には、はんだが噴霧される空間Ｓの入口２Ａ側から空間Ｓへの空気の流入を防ぐ第１の液槽７と、空間Ｓの出口２Ｂ側から空間Ｓへの空気の流入を防ぐ第２の液槽８が設けられる。従って、はんだが噴霧される空間Ｓは、第１の液槽７及び第２の液槽８と接触する部分を除けば、壁面２Ｃで囲まれる。換言すれば、はんだが噴霧される空間Ｓは、第１の液槽７、第２の液槽８及び壁面２Ｃによってチャンバ２の外部から遮蔽された閉空間となっている。
【0045】
これにより、はんだが噴霧される空間Ｓへの外部からの酸素を含む空気の流入が抑止され、チャンバ２内の空間Ｓにおいてはんだ付け対象Ｏの導体部を構成する銅の酸化を防止することができる。
【0046】
はんだ付け対象Ｏにはんだを噴霧するためには、はんだ付け対象Ｏをチャンバ２内の空間Ｓに送り込んだ後、チャンバ２外に送り出すことが必要となる。従って、はんだ付け対象Ｏは、第１の液槽７及び第２の液槽８を通過することになる。従って、第１の液槽７及び第２の液槽８にそれぞれ充填される液体には、はんだの溶融温度付近において、はんだ付け対象Ｏの表面に付着したはんだの濡れ性を劣化させない性質と導体部を構成する銅を酸化させない性質が要求される。
【0047】
そのような性質を有する液体の候補としては、直鎖脂肪酸が挙げられる。度重なる試験の結果、炭素原子数１２のラウリン酸ＣＨ３（ＣＨ２）１０ＣＯＯＨ、炭素原子数１４のミリスチン酸ＣＨ３（ＣＨ２）１２ＣＯＯＨ、炭素原子数１６のパルミチン酸ＣＨ３（ＣＨ２）１４ＣＯＯＨ、炭素原子数１８のステアリン酸ＣＨ３（ＣＨ２）１６ＣＯＯＨなど、炭素原子の数が１２以上の直鎖脂肪酸が適していることが確認された。これは、炭素原子の数が１２未満の脂肪酸は水分を含み、酸化を防止する効果が殆ど無いためであると推考される。
【0048】
また、試験の結果、炭素原子数１６のパルミチン酸が最も優れた性質を有し、炭素原子数１４のミリスチン酸と炭素原子数１８のステアリン酸が次に優れた性質を有することも確認された。
【0049】
このため、炭素原子の数が１２以上の直鎖脂肪酸、特に炭素原子数１６のパルミチン酸、炭素原子数１４のミリスチン酸又は炭素原子数１８のステアリン酸を第１の液槽７及び第２の液槽８に充填する液体とすることが好ましい。
【0050】
但し、脂肪酸は常温では固体であり、流動性が無い。このため、脂肪酸を液体の状態で保つためには、液体の配管系統を含めて加熱することが必要となる。そこで、脂肪酸をエステルと混合して流動性を持たせるようにしても良い。その場合、脂肪酸を加熱して液体の状態で流したり、貯留したりするための加熱装置が不要となるため、はんだ付け装置１の装置構成を簡易にすることができる。
【0051】
従って、第１の液槽７及び第２の液槽８に充填される液体としては、エステルの混合又は加熱によって流動性が付与された直鎖脂肪酸、すなわち直鎖脂肪酸とエステルの混合液又は液体の直鎖脂肪酸を用いることができる。尚、尚、脂肪酸はそもそもエステルの材料である。このため、脂肪酸を混合したエステルは重合が不十分なエステルのような液体となる。
【0052】
第１の液槽７に充填される液体と、第２の液槽８に充填される液体は、互いに異なる液体としても良いが、同一の液体とすれば、はんだ付け装置１の装置構成を簡易にすることができる。このため、図１に示す例では、第１の液槽７と、第２の液槽８が物理的に分離した状態で設けられているが、互いに連結しても良い。具体例として、第１の液槽７と、第２の液槽８とを配管で連結したり、物理的に分離していない共通の液槽の一部を第１の液槽７として利用する一方、別の一部を第２の液槽８として利用したりしても良い。
【0053】
チャンバ２内の空間Ｓにおける酸素濃度を無視できる程度まで低減するために仮に真空度を高くすると、第１の液槽７及び第２の液槽８に充填される液体の蒸発量が増加し、脂肪酸又は脂肪酸とエステルが気体の状態で存在することとなる。試験の結果、特定の温度及び特定のはんだ付け対象Ｏの送り速度の条件下では、はんだ付け対象Ｏの導体部を構成する銅の量が減少する場合があることが確認された。特に、マイクロＬＥＤをはんだ付けするためのランドＯ３のように導体部を構成する銅の厚さが１μｍ以下である場合には、銅の減少量が無視できない程度となることも確認された。
【0054】
そこで、チャンバ２内の空間Ｓに充満する気体に含まれる脂肪酸及びエステルの濃度を低減するために、窒素（Ｎ２）ガスや炭酸（Ｈ２ＣＯ３）ガス等の不活性ガスを空間Ｓに注入したところ、脂肪酸及びエステルの濃度が減少すると、銅の減少量も減少することが確認された。つまり、チャンバ２内の空間Ｓにおける雰囲気を、脂肪酸又は脂肪酸とエステルに適量の不活性ガスを混合した気体にすると、銅の減少量を無視できる程度に低減できることが試験によって確認された。
【0055】
従って、導体部を構成する銅の厚さが１μｍ以下であるはんだ付け対象Ｏにはんだを噴霧する場合には、チャンバ２内の空間Ｓに不活性ガスを充填して空間Ｓ内の圧力を調整する圧力制御系９を設けることが適切である。図１に示す例では、圧縮窒素ガス等の圧縮不活性ガスを貯留するバルブ付の不活性ガスタンク９Ａと、不活性ガスタンク９Ａをチャンバ２内の空間Ｓと連結するガス供給管９Ｂによって圧力制御系９が構成されている。このため、不活性ガスタンク９Ａのバルブを調整して適切な圧力で圧縮不活性ガスを、ガス供給管９Ｂを介してチャンバ２内の空間Ｓ内に注入することができる。
【0056】
送り機構３は、回路基板Ｏ１等のはんだ付け対象Ｏを保持し、チャンバ２の入口２Ａから第１の液槽７を経由してチャンバ２内の空間Ｓに送り込んだ後、第２の液槽８を経由してチャンバ２の出口２Ｂからチャンバ２外に送り出す装置である。送り機構３は、はんだ付け対象Ｏを第１の液槽７及び第２の液槽８に浸漬した後、引上げる必要があることから、回路基板Ｏ１等のはんだ付け対象Ｏを取付けるための治具１０、治具１０を移動させるための無限軌道（クローラ）１１及び無限軌道１１を駆動するモータ１２で構成することが実用的である。
【0057】
図１に示す例では、スプロケット１１Ａで移動するチェーン１１Ｂで無限軌道１１が構成されているが、滑車で移動するワイヤや耐熱ベルト等で無限軌道１１を構成しても良い。また、別の具体例として、無限軌道１１を用いずに、長さ方向が変化するラック・アンド・ピニオンではんだ付け対象Ｏを鉛直方向にも移動させることが可能な送り機構３を構成し、ピニオンを往復移動させて、はんだ付け対象Ｏの移送が完了した後、初期位置に戻す構成としても良い。
【0058】
図１に示す例では、チェーン１１Ｂの一部がチャンバ２内の第１の液槽７、空間Ｓ及び第２の液槽８を通るように多数のスプロケット１１Ａが配置されており、モータ１２の動力で少なくとも１つのスプロケット１１Ａが回転するように構成されている。また、チャンバ２の外側における入口２Ａ付近にはんだ付け対象Ｏを取付けた治具１０をチェーン１１Ｂにセットするための投入エリア１３が設けられており、逆に、チャンバ２の外側における出口２Ｂ付近にはんだ付け対象Ｏを取付けた治具１０をチェーン１１Ｂから取外すための取出エリア１４が設けられている。
【0059】
回路基板Ｏ１の厚さ方向を鉛直方向として上下からはんだを噴霧する試験を行ったところ、上方から噴霧された霧状のはんだが回路基板Ｏ１に付着して液滴となり、液体のはんだが回路基板Ｏ１上を流れてはんだポケットＯ６に流れ込んでしまう現象が生じた。霧状のはんだと異なり、液滴となったはんだが微細なはんだポケットＯ６に流れ込むと表面張力によって溶融はんだの表面が曲面となり、ランドＯ３との間に隙間が生じてしまう。
【0060】
このため、はんだの噴霧位置において回路基板Ｏ１の厚さ方向が鉛直方向又は鉛直方向に近い方向とならないようにすることが、微細なはんだポケットＯ６に隙間なくはんだを充填できるようにする観点から重要である。そこで、はんだ付け対象Ｏが板状の回路基板Ｏ１である場合には、少なくともはんだが回路基板Ｏ１に噴霧される位置において、水平方向と回路基板Ｏ１の厚さ方向とのなす角度が０度以上４５度以下となるように治具１０で回路基板Ｏ１を保持することが好ましい。
【0061】
これにより、マイクロＬＥＤをはんだ付けする場合のように微細なはんだポケットＯ６を有する回路基板Ｏ１の上面にはんだの液滴が生じることを防止し、微細なはんだポケットＯ６のはんだ付け不良を防止することができる。換言すれば、微細なはんだポケットＯ６を有する回路基板Ｏ１であっても、はんだポケットＯ６に隙間なくはんだを充填することが可能となる。
【0062】
【0063】
図１及び図６に示す例のように、治具１０を、回路基板Ｏ１の縁をねじ止め等で保持して吊下げる吊下式の治具とすれば、回路基板Ｏ１の厚さ方向を概ね水平方向とすることができる。すなわち、回路基板Ｏ１を寝かせずに立てることができる。このため、微細なはんだポケットＯ６を有する回路基板Ｏ１であっても、回路基板Ｏ１の両面にはんだの液滴が付着することを防止し、はんだポケットＯ６に隙間なくはんだを充填することが可能となる。
【0064】
また、治具１０の進行方向から見た側面形状をＴ字状として２本のチェーン１１Ｂで支持する構成とすれば、回路基板Ｏ１の片面及び両面のいずれにはんだを付着させる場合であっても、左右両側からはんだを噴霧して必要なランドＯ３にはんだを付着させることができる。
【0065】
図示された例では、治具１０が、ロッド１０Ａにブラケット１０Ｂを連結した構成となっている。ロッド１０Ａの両端には、治具１０がチェーン１１Ｂから脱落することを防止するための円板状のストッパが設けられている。ブラケット１０Ｂの縁は板を挟み込む形状を有しており、ブラケット１０Ｂには回路基板Ｏ１の縁をねじで固定することができる。そのために、回路基板Ｏ１の縁には余肉を形成してねじ留め用の穴を設けておくことができる。
【0066】
そして、治具１０は、ロッド１０Ａの長さ方向が治具１０の進行方向に対して垂直方向となる向きで使用される。そうすると、回路基板Ｏ１の厚さ方向が概ね水平方向となるように、治具１０で回路基板Ｏ１を吊下げることができる。
【0067】
他方、図７に例示されるように、ペアをなす２本のチェーン１１Ｂにはそれぞれ板材の縁に凹部を形成したブラケット１１Ｃが一定の間隔で取付けられている。このため、チェーン１１Ｂに取付けられたペアをなす２つのブラケット１１Ｃの凹部に治具１０のロッド１０Ａを載置すれば、２つのブラケット１１Ｃで治具１０のロッド１０Ａを両側において支持することができる。
【0068】
尚、回路基板Ｏ１の送り速度を速くすることによって、はんだの液滴の発生又は発生したはんだの液滴の微細なはんだポケットＯ６への流入を防止するようにしても良い。その場合には、回路基板Ｏ１の厚さ方向を概ね鉛直方向としても良い。
【0069】
但し、回路基板Ｏ１の厚さ方向を水平方向又は鉛直方向よりも水平方向に近い向きにすれば、回路基板Ｏ１の送り速度についての自由度を確保することができる。このため、はんだの噴霧時間を回路基板Ｏ１のサイズや形状等の条件に合わせて自在に調整することが可能となる。噴霧されるはんだの組成やはんだ付け対象Ｏのサイズ及び形状によって異なるものの、適量のはんだをはんだ付け対象Ｏの導体部に万遍なく付着させるために適切なはんだ付け対象Ｏの送り速度は概ね３ｍ／分から４ｍ／分程度である。
【0070】
治具１０で保持された回路基板Ｏ１等のはんだ付け対象Ｏは、送り機構３の駆動によってチャンバ２の入口２Ａからチャンバ２内に送り込まれた後、第１の液槽７に浸漬される。第１の液槽７では、はんだ付け対象Ｏの予熱を行うことができる。
【0071】
図１に示す例では、第１の液槽７に油冷却循環パイプ等の冷却媒体循環パイプ７Ａが冷却装置として、パネルヒータ７Ｂが加熱装置として、それぞれ取付けられている。このため、第１の液槽７に充填される脂肪酸等の液体の温度が、過剰に液体が蒸発せず、かつはんだ付け対象Ｏの予熱に適した適温となるように微調整することができる。
【0072】
錫を主成分とする典型的な無鉛はんだを噴霧するためには、雰囲気の温度を２００℃～３００℃程度まで加熱することが必要となるが、常温のはんだ付け対象Ｏを瞬時に数１００℃まで加熱すると望ましくない熱衝撃によってはんだ付け対象Ｏの品質が劣化する恐れがある。そこで、はんだ合金の組成によっても異なるが、第１の液槽７に充填される脂肪酸等の液体ではんだ付け対象Ｏを６０℃～７０℃程度まで予熱しておくことが好ましい。つまり、パネルヒータ７Ｂで加熱された脂肪酸等の液体を貯留する第１の液槽７自体を、はんだ付け対象Ｏの予熱を行うための加熱装置として機能させることができる。
【0073】
第１の液槽７の後方におけるチャンバ２内の空間Ｓは、第１の洗浄エリア１５、はんだ噴霧エリア１６及び第２の洗浄エリア１７を連結した空間とすることができる。第１の洗浄エリア１５は、第１の洗浄液を噴射することによって、第１の液槽７で予熱されたはんだ付け対象Ｏの導体部から酸化被膜を除去するためのエリアである。はんだ噴霧エリア１６は、第１の洗浄エリア１５の後方において、酸化被膜が除去されたはんだ付け対象Ｏにはんだを噴霧するためのエリアである。第２の洗浄エリア１７は、はんだ噴霧エリア１６の後方において、第２の洗浄液を噴射することによって、はんだが噴霧された後のはんだ付け対象Ｏから過剰なはんだを除去するためのエリアである。
【0074】
従って、はんだ噴霧エリア１６を含む空間Ｓの温度がはんだの噴霧に適した温度となるように、空間Ｓを囲むチャンバ２の壁面２Ｃは、パネルヒータ２Ｄ等の加熱装置で加熱される。図１に示す例では、複数のパネルヒータ２Ｄが空間Ｓを囲むチャンバ２の壁面２Ｃに取付けられている。
【0075】
また、第１の洗浄液、溶融はんだ及び第２の洗浄液がそれぞれ意図しないエリアに過剰に入り込まないように、第１の洗浄エリア１５とはんだ噴霧エリア１６との間及びはんだ噴霧エリア１６と第２の洗浄エリア１７との間を、部分的に仕切板２Ｅで仕切ることが好ましい。例えば、図６に例示されるように移送方向から見た形状がＴ字形の治具１０で吊下げられた回路基板Ｏ１を２本のチェーン１１Ｂで移送する場合であれば、概ねＴ字状のスリットを設けた仕切板２Ｅで空間Ｓを仕切ることによって、第１の洗浄エリア１５、はんだ噴霧エリア１６及び第２の洗浄エリア１７を形成することができる。また、チャンバ２内の空間Ｓにチェーン１１Ｂをガイドするためのスプロケット１１Ａを配置する場合には、スプロケット１１Ａにはんだ等が過剰に付着しないようにスプロケット１１Ａを配置するためのスペースを仕切板２Ｅで仕切るようにしても良い。
【0076】
酸化膜除去部４は、はんだ付け装置１に付加的に内蔵される酸化被膜除去装置であり、空間Ｓ内の第１の洗浄エリア１５において、はんだが噴霧される前のはんだ付け対象Ｏに第１の洗浄液として酸化膜除去液を噴射することによって導体部の表面に形成されている酸化被膜を除去する機能を有している。
【0077】
酸化膜除去液についても、第１の液槽７に充填される液体と同様に、はんだの溶融温度付近において、はんだ付け対象Ｏの導体部の表面に付着したはんだの濡れ性を劣化させない性質と導体部を構成する銅を酸化させない性質が要求される。このため、酸化膜除去液についても、第１の液槽７に充填される液体と同様に、エステルの混合又は加熱によって流動性が付与された直鎖脂肪酸、すなわち直鎖脂肪酸とエステルの混合液又は液体の直鎖脂肪酸を用いることができる。
【0078】
脂肪酸等の酸化膜除去液で導体部から酸化被膜を十分に除去するためには、導体部を構成する銅を、１２０℃から３００℃程度まで加熱することが好ましい。これは、銅を加熱すれば、銅の熱膨張率と、酸化銅の熱膨張率との相違によって酸化被膜が銅から剥がれ、剥がれた酸化被膜と銅との間に入り込んだ酸化膜除去液が界面活性剤のように酸化被膜を包んで流れ落ちるためである。
【0079】
そこで、酸化膜除去液自体を加熱し、加熱した酸化膜除去液を加熱媒体としてはんだ付け対象Ｏの導体部を構成する銅を加熱することができる。尚、銅の加熱温度は、はんだ付け対象Ｏを構成する材料の耐熱性やはんだの溶融温度等の条件に合わせて決定することができる。
【0080】
【0081】
酸化膜除去部４は、例えば、図１及び図８に例示されるように、洗浄液貯留タンク１８、パイプヒータ１９、第１の洗浄液噴射ノズル２０、配管２１、ポンプ２２及びバルブ２３で構成することができる。洗浄液貯留タンク１８は、加熱媒体を兼ねた第１の洗浄液として使用される酸化膜除去液を貯留するためのタンクである。パイプヒータ１９は、加熱油等の加熱媒体を内部に循環させることによって、洗浄液貯留タンク１８内の酸化膜除去液を加熱する加熱装置である。
【0082】
第１の洗浄液噴射ノズル２０は、酸化膜除去液をはんだ付け対象Ｏに向けて噴出するためのノズルである。図示された例では、はんだ付け対象Ｏのサイズに合わせてはんだ付け対象Ｏの進行方向に向かって左右に３本ずつ、合計６本の第１の洗浄液噴射ノズル２０が噴射方向を水平方向として第１の洗浄エリア１５内に固定及び配置されている。
【0083】
各第１の洗浄液噴射ノズル２０は、それぞれチャンバ２の壁面２Ｃを貫通する配管２１で共通の洗浄液貯留タンク１８と連結される。洗浄液貯留タンク１８内の酸化膜除去液は、ポンプ２２で汲み上げて配管２１内に押し出すことができる。これにより、洗浄液貯留タンク１８内の酸化膜除去液が下流側で分岐する配管２１内を流れて各第１の洗浄液噴射ノズル２０に供給される。各第１の洗浄液噴射ノズル２０に供給される酸化膜除去液の流量は、各第１の洗浄液噴射ノズル２０の近傍におけるチャンバ２外の配管２１上に設けられたバルブ２３で調整することができる。これにより、各第１の洗浄液噴射ノズル２０から適切な圧力で酸化膜除去液を第１の洗浄エリア１５に噴出することができる。
【0084】
尚、酸化膜除去液として、エステルを混合せずに加熱によって液化した直鎖脂肪酸を使用する場合には、直鎖脂肪酸の温度を高温のまま維持しないと凝固して配管２１等の流路が詰まる恐れがある。このため、洗浄液貯留タンク１８をパイプヒータ１９等の加熱装置で加熱するのみならず、配管２１等の流路についても加熱装置で加熱することが適切である。
【0085】
上述したように、第１の洗浄エリア１５及び酸化膜除去部４を設けてはんだ付け対象Ｏの導体部を構成する銅の表面に形成される酸化被膜を除去するように構成すれば、従来必要であったニッケルメッキ、金メッキ或いはスズメッキ等のメッキ、防錆剤の塗布、レベラー処理又はプリフラックス処理等の防錆対策が一切不要となる。このため、より少ない工程ではんだ付け対象Ｏのはんだ付けを行うことが可能となる。
【0086】
パイプヒータ１９等の加熱装置で酸化膜除去液を加熱することによるはんだ付け対象Ｏの加熱は、はんだの噴霧前における予熱としての役割も担う。すなわち、第１段階の予熱として、酸化被膜が除去される前におけるはんだ付け対象Ｏを、パネルヒータ７Ｂ等の加熱装置で加熱された第１の液槽７内における脂肪酸等の液体で加熱した後、第２段階の予熱として、酸化被膜が除去された後におけるはんだ付け対象Ｏを、パイプヒータ１９等の加熱装置で加熱された酸化膜除去液で加熱することができる。
【0087】
例えば、酸化膜除去液の温度を、はんだを噴霧する際に要求されるはんだ付け対象Ｏの温度と同程度の温度まで昇温すれば、はんだ付け対象Ｏの温度を、酸化膜除去液の温度よりも若干低い温度まで予備加熱することができる。より具体的な例として、はんだを噴霧する際に要求されるはんだ付け対象Ｏの温度に合わせて酸化膜除去液の温度を２５０℃に加熱すれば、はんだ付け対象Ｏを２００℃程度まで昇温することができる。
【0088】
【0089】
はんだ噴霧部５は、はんだ付け装置１に内蔵されるはんだ噴霧装置であり、空間Ｓのはんだ噴霧エリア１６内においてはんだ付け対象Ｏにはんだを噴霧する機能を有している。はんだ噴霧部５は、少なくとも溶融したはんだを貯留するはんだ貯留タンク２４、はんだ噴霧エリア１６内に溶融したはんだを噴霧するための少なくとも１つのはんだ噴霧ノズル２５、各はんだ噴霧ノズル２５をはんだ貯留タンク２４と連結する配管２６、溶融したはんだの温度を調整することによって溶融はんだを適温に保つための少なくとも１つの加熱装置２７及び各はんだ噴霧ノズル２５にされる溶融はんだの流量を調節するためのバルブ２８で構成することができる。
【0090】
常温での流動性が付与された脂肪酸とエステルの混合液等の酸化膜除去液を噴射する場合と異なり、溶融はんだは温度が低下すると固形物が析出したり、凝固したりしてしまい、流路で詰まる場合が多い。特に、マイクロＬＥＤを回路基板Ｏ１のランドＯ３にはんだ付けする場合のように、はんだ付け対象Ｏの導体部分のサイズがマイクロメートルオーダである場合には、ミリメートルオーダ以上のサイズを有するはんだ付け対象Ｏにはんだを噴霧する場合に比べて溶融はんだの供給量とともにはんだ噴霧ノズル２５及び配管２６の太さが小さくなるため、溶融はんだに僅かに固形物が析出しただけで微小なサイズの出口を有するはんだ噴霧ノズル２５や微小な内径を有する配管２６が詰まる場合が多い。
【0091】
また、溶融はんだをポンプで汲み上げようとすると、ポンプ内で溶融はんだが凝固してポンプが頻繁に故障するか、部品の交換や洗浄などのメンテナンスが必須となるのみならず、耐熱性を有するポンプとポンプ自体を加熱するための複雑な加熱装置が必要となる。
【0092】
そこで、はんだ噴霧部５を、ポンプを使用せずに溶融はんだを汲み上げ、かつ加熱装置２７ではんだ貯留タンク２４及び配管２６の双方を加熱する構成とすることができる。尚、はんだ噴霧ノズル２５については、チャンバ２内のはんだ噴霧エリア１６に配置されるため、チャンバ２を加熱するためのパネルヒータ２Ｄ等の加熱装置でチャンバ２とともに加熱することができる。
【0093】
ポンプを使用せずに溶融はんだを汲み上げる方法としては、図示されるように、はんだ貯留タンク２４内に窒素ガスや炭酸ガス等の不活性ガスを注入する不活性ガス供給系２９をはんだ噴霧部５に設け、はんだ貯留タンク２４内に注入された不活性ガスの圧力ではんだ貯留タンク２４内の溶融したはんだを配管２６及びはんだ噴霧ノズル２５に向けて噴出させる方法が挙げられる。
【0094】
図示された例では、板厚方向を概ね水平方向として送り機構３のチェーン１１Ｂで移送される回路基板Ｏ１の両面側から溶融はんだを噴霧できるように、回路基板Ｏ１の進行方向に向かって左右に３本ずつ、合計６本のはんだ噴霧ノズル２５が噴射方向を水平方向としてはんだ噴霧エリア１６内に固定及び配置されている。
【0095】
また、鉛直方向に隣接するはんだ噴霧ノズル２５から噴霧される溶融はんだの噴霧領域Ｒが回路基板Ｏ１上において互いにオーバーラップするようにはんだ噴霧ノズル２５の鉛直方向における間隔が決定されている。このため、回路基板Ｏ１のサイズをカバーする溶融はんだの噴霧領域Ｒを形成することができる。
【0096】
そして、回路基板Ｏ１の両側に配置されたはんだ噴霧ノズル２５が、それぞれチャンバ２の壁面２Ｃを貫通する配管２６で、対応する２つのはんだ貯留タンク２４と連結されており、チャンバ２外において各はんだ噴霧ノズル２５に向かって分岐した配管２６上にそれぞれバルブ２８が設けられている。
【0097】
このため、不活性ガスを貯留するバルブ付の不活性ガスタンク２９Ａと、不活性ガスタンク２９Ａ内の不活性ガスをはんだ貯留タンク２４内に供給する配管２９Ｂで構成された不活性ガス供給系２９で、圧力が調整された不活性ガスを各はんだ貯留タンク２４内に注入することができる。これにより、各はんだ貯留タンク２４内に貯留されている溶融はんだの液面に不活性ガスの圧力が負荷されて、溶融はんだを配管２６内に押し出すことができる。すなわち、典型的な構造を有するポンプを使用せずに、不活性ガスの圧力で溶融はんだを各はんだ貯留タンク２４から汲み上げるとともに、はんだ噴霧ノズル２５からはんだ噴霧エリア１６内に噴霧することができる。
【0098】
また、はんだ貯留タンク２４の位置をはんだ噴霧ノズル２５の鉛直直下とすることにより、配管２６の形状をはんだ噴霧ノズル２５に向かって分岐する部分を除いて直線的な単純形状とすることができる。すなわち、配管２６の湾曲部分を極力形成しないことによって、配管２６が詰まるリスクを低減することができる。
【0099】
加えて、上述したように、はんだ貯留タンク２４と配管２６の双方を加熱できるように、加熱装置２７を、はんだ貯留タンク２４を加熱するための第１の加熱装置２７Ａのみならず、配管２６を加熱するための第２の加熱装置２７Ｂで構成することができる。図１及び図９に示す例では、はんだ貯留タンク２４の側面を覆うバンドヒータ２７Ｃとはんだ貯留タンク２４の底面に配置されたパネルヒータ２７Ｄで第１の加熱装置２７Ａが構成されており、加熱油等の加熱媒体を循環させる加熱パイプ２７Ｅで第２の加熱装置２７Ｂが構成されている。
【0100】
加えて、図１及び図９に示す例では、内側の第１の流路の外側に第２の流路を配置した二重配管３０がはんだ噴霧部５の構成要素として設けられており、二重配管３０の内側における第１の流路がはんだ貯留タンク２４とはんだ噴霧ノズル２５とを連結する配管２６として使用される一方、外側の第２の流路が加熱パイプ２７Ｅとして使用されている。すなわち、加熱パイプ２７Ｅとして使用される外側の第２の流路に加熱油等の加熱媒体を流すことによって、配管２６を構成する内側の第１の流路を流れる溶融はんだが加熱される。
【0101】
このため、はんだ貯留タンク２４内における溶融はんだのみならず、配管２６内における溶融はんだの温度が低下せずに適温となるように調整し、溶融はんだに固形物が析出したり、部分的に凝固したりすることを防止することができる。
【0102】
このように、はんだ貯留タンク２４及び配管２６内における溶融はんだの温度をバンドヒータ２７Ｃや加熱パイプ２７Ｅ等の加熱装置２７で調整しながら、不活性ガス供給系２９ではんだ貯留タンク２４に不活性ガスを注入するはんだ噴霧部５の構成によって、溶融はんだの経路上における詰まりを防止することができる。
【0103】
マイクロＬＥＤを回路基板Ｏ１のランドＯ３にはんだ付けする場合のように、はんだ噴霧ノズル２５の噴出口のサイズが特に微小である場合には、溶融はんだ内に固形物が生じたり、凝固したりしないように加熱装置２７ではんだ貯留タンク２４及び配管２６の双方を加熱するのみならず、溶融はんだ自体の品質も固形物を含まない高品質な溶融はんだとすることが、はんだ噴霧ノズル２５及び配管２６の詰まりを防止する観点から重要である。
【0104】
加えて、マイクロＬＥＤを回路基板Ｏ１にはんだ付けするためのはんだポケットＯ６をはんだで充填する場合のように、極めて微量のはんだをランドＯ３に付着させることが求められる場合には、はんだ付け品の品質を確保する観点からも、固形物をできるだけ含まない高品質な溶融はんだを噴霧することが重要となる。
【0105】
例えば、マイクロＬＥＤをはんだ付けするためのはんだポケットＯ６の深さが１０μｍ以下である場合において、粒径が１０μｍを超える固形物が含まれる溶融はんだを噴霧すれば、固形物がはんだポケットＯ６に入り込み、マイクロＬＥＤが目的とする向きに対して傾斜した状態で回路基板Ｏ１にはんだ付けされてしまう不具合が生じ得る。また、固形物ではんだ噴霧ノズル２５の出口が詰まる不具合も生じ得る。
【0106】
そこで、はんだ付け対象Ｏの導体部、はんだ噴霧ノズル２５及び配管２６の各サイズに応じた適切な品質の溶融はんだを使用することが適切である。典型的な具体例として、はんだポケットＯ６の深さが１０μｍであれば、粒径が１０μｍを超える固形物を含まない溶融はんだ、粒径が５μｍを超える固形物を含まない溶融はんだ或いは粒径が３μｍを超える固形物を含まない溶融はんだなど、高品質な溶融はんだを噴霧することが適切である。
【0107】
はんだ噴霧ノズル２５の出口のサイズが大きく、はんだ付け品の品質のみを考慮すれば良い場合には、はんだ付け品に要求される品質に合わせて溶融はんだの品質を決定することができる。高品質な溶融はんだは低品質な溶融はんだよりも高価であるため、はんだ付け品の品質よりも溶融はんだのコスト低減を重視して、所定の粒径を有する固形物を含まない溶融はんだと、所定の粒径を有する固形物を含む溶融はんだとを混合して得られる溶融はんだをはんだ噴霧ノズル２５からはんだ噴霧エリア１６に噴霧するようにしても良い。
【0108】
具体例として、粒径が１０μｍを超える固形物を含まない溶融はんだと粒径が１０μｍを超える固形物を含む溶融はんだを混合した溶融はんだ、粒径が５μｍを超える固形物を含まない溶融はんだと粒径が５μｍを超える固形物を含む溶融はんだを混合した溶融はんだ、粒径が３μｍを超える固形物を含まない溶融はんだと粒径が３μｍを超える固形物を含む溶融はんだを混合した溶融はんだなどを噴霧するようにしても良い。
【0109】
所定の粒径を有する固形物を含まない溶融はんだと、所定の粒径を有する固形物を含む溶融はんだとを混合する場合においても、固形物の含有量が融解前におけるはんだに対して０．０３重量％以下となるように混合することが溶融はんだの品質を著しく劣化させない観点から適切であると考えられる。
【0110】
従って、所定の粒径を有する固形物を含まない溶融はんだと、所定の粒径を有する固形物を含む溶融はんだとを混合する場合においても、粒径が１０μｍを超える固形物の含有量が、融解前におけるはんだに対して０．０３重量％以下となっている溶融はんだ、粒径が５μｍを超える固形物の含有量が、融解前におけるはんだに対して０．０３重量％以下となっている溶融はんだ、粒径が３μｍを超える固形物の含有量が、融解前におけるはんだに対して０．０３重量％以下となっている溶融はんだなどを噴霧することが適切である。
【0111】
溶融はんだが噴霧されるはんだ噴霧エリア１６の後方には、第２の洗浄エリア１７が形成される。第２の洗浄エリア１７では、上述したように第２の洗浄液を噴射することによって、はんだ付け対象Ｏから過剰なはんだを落とすことができる。
【0112】
図１０は図１に例示される過剰はんだ除去部６の構成を示す図１の位置Ｃ－Ｃにおける部分断面図である。尚、図１０では、背後に配置されるはんだ噴霧部５や第１の洗浄液を供給する配管２１及びポンプ２２等の一部の構成要素の図示が省略されている。
【0113】
過剰はんだ除去部６は、はんだ付け装置１に必要に応じて付加的に内蔵される過剰はんだ除去装置であり、空間Ｓ内の第２の洗浄エリア１７において、はんだが噴霧された後のはんだ付け対象Ｏに第２の洗浄液として過剰はんだ除去液を噴射することによって、はんだ付け対象Ｏに付着した過剰なはんだをはんだ付け対象Ｏから除去する機能を有している。そのために、過剰はんだ除去部６は、第２の洗浄液である過剰はんだ除去液を噴射するための少なくとも１つの第２の洗浄液噴射ノズル３１、第２の洗浄液噴射ノズル３１に過剰はんだ除去液を供給するための配管３２及び第２の洗浄液噴射ノズル３１に供給される過剰はんだ除去液の流量を調節するバルブ３３を用いて構成することができる。
【0114】
過剰はんだ除去液についても、第２の洗浄エリア１７がはんだ噴霧エリア１６と仕切板２Ｅで完全には仕切られていないことから、第１の液槽７に充填される液体及び酸化膜除去液と同様な性質が要求される。すなわち、過剰はんだ除去液には、はんだの溶融温度付近において、はんだ付け対象Ｏの導体部の表面に付着したはんだの濡れ性を劣化させない性質と導体部を構成する銅を酸化させない性質が要求される。このため、過剰はんだ除去液についても、第１の液槽７に充填される液体及び酸化膜除去液と同様に、エステルの混合又は加熱によって流動性が付与された直鎖脂肪酸、すなわち直鎖脂肪酸とエステルの混合液又は液体の直鎖脂肪酸を用いることができる。
【0115】
従って、はんだ付け装置１の装置構成を簡易にする観点から過剰はんだ除去液と酸化膜除去液を共通の液体とすることができる。図示された例では、洗浄液貯留タンク１８に貯留される洗浄液を共通のポンプ２２で汲み上げて、酸化膜除去液としてのみならず過剰はんだ除去液としても使用できるように、過剰はんだ除去液を供給するための配管３２が洗浄液貯留タンク１８に連結された配管２１から分岐しており、過剰はんだ除去液を供給するための配管３２の先に第２の洗浄液噴射ノズル３１が連結されている。
【0116】
第２の洗浄液噴射ノズル３１についても、第１の洗浄液噴射ノズル２０と同様に、はんだ付け対象Ｏのサイズに合わせて鉛直方向に異なるチャンバ２内の位置に複数の第２の洗浄液噴射ノズル３１を配置することができる。
【0117】
酸化膜除去液ははんだ付け対象Ｏの導体部に付着しさえすれば表面張力で銅と酸化被膜との間に入り込むため高圧とする必要が無いのに対して、過剰はんだ除去液ははんだ付け対象Ｏに付着した過剰なはんだを落とす効果が得られるように圧力を十分に高くすることが必要となる。酸化膜除去液と過剰はんだ除去液を洗浄液貯留タンク１８から共通のポンプ２２で汲み上げる場合であっても、酸化膜除去液の圧力と、過剰はんだ除去液の圧力は、それぞれ酸化膜除去液の流量を調整するバルブ２３と過剰はんだ除去液の流量を調整するバルブ３３の操作によって独立して制御することができる。
【0118】
しかしながら、試験の結果、バルブ３３の調整によって過剰はんだ除去液の圧力を高くし過ぎると、回路基板Ｏ１等のはんだ付け対象Ｏにはんだ付けされたマイクロＬＥＤ等の電子部品Ｏ５が落下してしまう不具合が生じる場合があることが確認された。
【0119】
従って、過剰はんだ除去液の圧力は、バルブ３３の調整によって電子部品Ｏ５が落下しない程度の圧力に抑えることが重要となる。しかしながら、過剰はんだ除去液の圧力を抑えると、過剰なはんだを十分に落とすことができない場合があることも、試験によって確認された。特に、ランドＯ３等の導体部に付着させるべきはんだの厚さが２μｍから３μｍ程度である場合において、電子部品Ｏ５が落下しないように過剰はんだ除去液の圧力を制限すると、レジスト部Ｏ４等の導体部以外の部分に付着したはんだを十分に落とせない場合がしばしば生じることが試験によって確認された。
【0120】
そこで、はんだ付け対象Ｏの送出し方向に複数の第２の洗浄液噴射ノズル３１を配置し、過剰はんだ除去液の噴射時間を長くすることができる。はんだ付け対象Ｏの送り速度を３ｍ／分から４ｍ／分として行った試験の結果、はんだ付け対象Ｏの送出し方向に離間配置される第２の洗浄液噴射ノズル３１の数を３つ以上としても効果が無いことと、はんだ付け対象Ｏの送出し方向に離間配置される第２の洗浄液噴射ノズル３１の間隔が長過ぎると過剰はんだ除去液が断続的に噴射されることとなり、はんだ付け対象Ｏの送出し方向に複数の第２の洗浄液噴射ノズル３１を配置する効果が無くなることが確認された。
【0121】
従って、過剰はんだ除去液がはんだ付け対象Ｏに連続的に噴射されるようにはんだ付け対象Ｏの送出し速度に応じて決定した適切な間隔で２つの第２の洗浄液噴射ノズル３１をはんだ付け対象Ｏの送出し方向に異なる位置に配置することが、電子部品Ｏ５の落下を防止しつつ過剰ははんだを十分に落とすために好ましい条件となる。
【0122】
試験の結果、導体部に付着させるべきはんだの厚さが２μｍから３μｍであるはんだ付け対象Ｏを３ｍ／分から４ｍ／分の送り速度で送り出す条件下では、図１に示すように、送り機構３によるはんだ付け対象Ｏの送出し方向に異なる位置でそれぞれ過剰はんだ除去液を噴射する前方の第２の洗浄液噴射ノズル３１と後方の第２の洗浄液噴射ノズル３１を、はんだ付け対象Ｏの送出し方向に１７０ｍｍ以上２００ｍｍ以下の間隔で離間配置することが適切であることが確認された。
【0123】
第２の洗浄液が噴射される第２の洗浄エリア１７の後方には第２の液槽８が存在するため、第２の洗浄液で洗浄されたはんだ付け対象Ｏを第２の液槽８で冷却することができる。第２の液槽８にも、第１の液槽７と同様に油冷却循環パイプ等の冷却媒体循環パイプ８Ａと、パネルヒータ８Ｂを取付けることができる。これにより、第２の液槽８内における液体の温度を、溶融はんだが噴霧されるチャンバ２内の空間Ｓにおける温度を低下させず、かつはんだ付け対象Ｏを段階的に冷却するために適した温度に保つことができる。
【0124】
上述したように第１の液槽７内に充填される予熱用の液体、酸化被膜を除去するための第１の洗浄液、過剰なはんだを除去するための第２の洗浄液及び第２の液槽８内に充填される冷却用の液体は、互いに目的と役割が異なる。このため、異なる液体を使用しても良い。但し、第１の洗浄液と第２の洗浄液として共通の液体を用いれば、使用後における第１の洗浄液と第２の洗浄液が混ざったとしても再利用することが容易となる。
【0125】
第１の洗浄エリア１５、はんだ噴霧エリア１６及び第２の洗浄エリア１７は仕切板２Ｅで完全には仕切られないため、使用後における第１の洗浄液と第２の洗浄液には、噴霧後のはんだも混入することになる。従って、第１の洗浄液と第２の洗浄液及び噴霧後のはんだの少なくとも一方を再利用するためには、第１の洗浄液及び第２の洗浄液と、噴霧後のはんだとを分離することが必要となる。
【0126】
このため、第１の洗浄液と第２の洗浄液及び噴霧後のはんだの少なくとも一方を再利用する場合には、図示されるように、噴霧後のはんだが混入した噴射後の第１の洗浄液及び第２の洗浄液を回収し、第１の洗浄液及び第２の洗浄液から混入したはんだを分離する循環系３４をはんだ付け装置１に設けることができる。図１に示す例では、第１の洗浄液と第２の洗浄液及び噴霧後のはんだの双方を回収して再利用できるように循環系３４が構成されている。
【0127】
循環系３４は、図１及び図９等に例示されるように、噴霧後のはんだと、噴射後の第１の洗浄液及び第２の洗浄液が混ざった液体を回収する回収ダクト３５と、第１の洗浄液及び第２の洗浄液から溶融はんだを分離する分離タンク３６を用いて構成することができる。チャンバ２内の第１の洗浄エリア１５、はんだ噴霧エリア１６及び第２の洗浄エリア１７には底面を設けずに開放し、下方に回収ダクト３５を配置することができる。これにより、重力で落下した噴霧後のはんだと、噴射後の第１の洗浄液及び第２の洗浄液が混ざった液体を回収ダクト３５で回収することができる。
【0128】
回収ダクト３５の出口は、例えば、バルブ３７を設けた配管３８を介して分離タンク３６の入口と連結される。このため、回収ダクト３５で回収された液体は、配管３８を通って分離タンク３６内に集められる。分離タンク３６内では、流動性が付与された脂肪酸等の洗浄液と溶融はんだとの間における重量差によって溶融はんだが沈殿し、溶融はんだ層と、洗浄液層の２層に分離する。
【0129】
分離タンク３６は、洗浄液層において開口するように上方に形成された洗浄液用の出口と、溶融はんだ層において開口するように下方に形成された溶融はんだ用の出口とを有する。洗浄液用の出口は、バルブ３９を設けた配管４０を介して洗浄液を貯留する洗浄液貯留タンク１８と連結される。このため、ポンプ２２を駆動して洗浄液貯留タンク１８内における空間の圧力が負圧となれば、分離タンク３６内の洗浄液層から洗浄液が洗浄液貯留タンク１８に補充される。
【0130】
他方、分離タンク３６の溶融はんだ用の出口は、はんだ貯留タンク２４と連結されるが、溶融はんだ用の出口にはシリンダ４１の駆動によって長さ方向に移動する分離ピン４２が挿入される。シリンダ４１は、はんだ貯留タンク２４に設けられた液量センサ４３で検知される溶融はんだの残量が下限値に達すると、自動的に駆動して分離ピン４２を引上げるように構成されている。このため、はんだ貯留タンク２４内における溶融はんだの残量が減少すると、分離タンク３６とはんだ貯留タンク２４が連通し、分離タンク３６の溶融はんだ層から溶融はんだをはんだ貯留タンク２４に補充することができる。
【0131】
（はんだ付け品の製造方法）
次にはんだ付け装置１を用いたはんだ付け品の製造方法について説明する。
次にはんだ付け装置１を用いたはんだ付け品の製造方法について説明する。
【0132】
【0133】
まず工程Ｐ１において、要求品質を満たす溶融はんだが準備される。図２又は図４に例示されるように、マイクロＬＥＤを回路基板Ｏ１にはんだ付けする場合やマイクロＬＥＤをはんだ付けするためのはんだポケットＯ６が形成された回路基板Ｏ１のランドＯ３をはんだコートする場合のように、微量のはんだをランドＯ３に付着させるような場合には、はんだポケットＯ６の深さよりも粒径が大きい固形物を含まないか、含んでいたとしても無視できる含有量である溶融はんだを準備することが、電子部品Ｏ５のはんだ付けに要求される品質を確保するのみならず、はんだ噴霧ノズル２５や配管２６等が溶融はんだに含まれる固形物で詰まらないようにする観点から重要である。
【0134】
図１２は、所定の粒径を超える固形物が含まれない溶融はんだの製造方法の一例を示す図である。
【0135】
はんだの原材料となる錫等の金属元素を混合した後、加熱して融解すると溶湯５０が得られる。典型的な無鉛はんだであれば、金属元素が３００℃～４００℃に加熱される。特別な前処理を行わなければ、溶湯５０には、金蔵元素の品質に応じた様々な粒径を有する固形物が含まれている。
【0136】
固形物を含む溶湯５０を、図１２に示すように除去したい固形物の粒径に合わせて決定した１０μｍ、５μｍ或いは３μｍ等の目を有し、かつ加熱装置５１で加熱した金網等で構成される濾過フィルタ５２で濾過すると、溶湯５０が濾過フィルタ５２を通過する際に凝固しないため、溶湯５０から固形物のみを残渣として濾し取ることができる。すなわち、加熱された濾過フィルタ５２を用いて、濾過フィルタ５２の目のサイズよりも粒径が大きい固形物を溶湯５０から除去することができる。
【0137】
従って、濾過フィルタ５２を通過した溶湯は濾過フィルタ５２の目のサイズよりも粒径が大きい固形物を含まない良質な溶融はんだ５３となる。濾過フィルタ５２で濾過した溶融はんだ５３は、一旦冷却してインゴット、ワイヤ又はボール等の所望の形状となるように型枠を用いて凝固させたとしても、再び溶融させた場合には濾過フィルタ５２の目のサイズよりも粒径が大きい固形物を含まない良質な溶融はんだ５３となる。
【0138】
このため、例えば、図１２に例示されるような濾過によって製作された所定の粒径を超える固形物を含まない高品質なはんだを溶融させてはんだ付け装置１のはんだ貯留タンク２４に充填することができる。或いは、溶融はんだに所定の粒径を超える固形物が僅かに含有していても良い場合には、所定の粒径を超える固形物を含まない高品質なはんだと市販のはんだを混合して中程度の品質を有する溶融はんだをはんだ貯留タンク２４に充填するようにしても良い。
【0139】
溶融はんだがはんだ貯留タンク２４に充填され、洗浄液の充填などはんだ付け装置１のその他の準備も完了すると、次に工程Ｐ２において、回路基板Ｏ１等のはんだ付け対象Ｏが治具１０を用いてはんだ付け装置１の投入エリア１３にセットされる。
【0140】
図３に例示されるように、ランドＯ３に電子部品Ｏ５がはんだ付けされたはんだ付け品を製造する場合には、図２に例示されるように電子部品Ｏ５が接着剤Ｏ７でレジスト部Ｏ４等に仮留めされた状態で、回路基板Ｏ１の縁を図６に例示されるような治具１０に取付けることができる。一方、図５に例示されるように回路基板Ｏ１のランドＯ３がはんだでコーティングされたはんだ付け品を製造する場合には、図４に例示されるように電子部品Ｏ５が取付けられる前の回路基板Ｏ１の縁を図６に例示されるような治具１０に取付けることができる。
【0141】
回路基板Ｏ１等のはんだ付け対象Ｏが固定された治具１０が図６に例示されるようにＴ字形である場合には、投入エリア１３において、図７に例示されるように２本のチェーン１１Ｂに所定の間隔で設けられたブラケット１１Ｃの凹部に治具１０を載置することができる。もちろん、はんだ付け品を量産するような場合には、チェーン１１Ｂ等の移動中の無限軌道１１の上に、ロボットアームやコンベア等の装置で自動的に治具１０をセットするようにしても良い。
【0142】
治具１０及びはんだ付け対象Ｏのセットが完了すると、送り機構３の無限軌道１１を駆動させて治具１０及びはんだ付け対象Ｏをチャンバ２内に送込むことができる。図１に示す例であれば、モータ１２を駆動させてスプロケット１１Ａを回転させれば、チェーン１１Ｂとともに治具１０及びはんだ付け対象Ｏをチャンバ２内に向けて移動させることができる。
【0143】
はんだ付け対象Ｏが入口２Ａからチャンバ２内に送込まれると、工程Ｐ３において、はんだ付け対象Ｏの第１段階の予熱が行われる。すなわち、はんだ付け対象Ｏは、送り機構３の駆動によって第１の液槽７に浸漬される。第１の液槽７には、冷却媒体循環パイプ７Ａとパネルヒータ７Ｂではんだ付け対象Ｏの予熱に適した温度に調整された脂肪酸等の液体が充填されているため、液体ではんだ付け対象Ｏを予熱することができる。
【0144】
はんだ付け対象Ｏの予熱が完了すると、工程Ｐ４において、酸化膜除去部４により第１の洗浄と第２段階の予熱が行われる。そのために、第１の液槽７を経由したはんだ付け対象Ｏが、送り機構３でチャンバ２内の空間Ｓの上流側にある第１の洗浄エリア１５に移送される。
【0145】
そうすると、第１の洗浄工程として、加熱された第１の洗浄液がはんだ付け対象Ｏに噴射される。より具体的には、パイプヒータ１９で加熱された洗浄液貯留タンク１８内の洗浄液がポンプ２２で汲み上げられて、第１の洗浄液噴射ノズル２０からはんだ付け対象Ｏに向けて酸化膜除去液として噴射される。その結果、はんだ付け対象Ｏの導体部が第１の洗浄液として噴射された酸化膜除去液によって加熱され、導体部を構成する銅と酸化被膜との間における熱膨張率の差によって酸化被膜が剥がれ落ちる。そして、剥がれ落ちた酸化被膜と銅との間に、第１の洗浄液が銅との間の界面張力によって入り込み、第１の洗浄液が界面活性剤のように酸化被膜を包んで流れ落ちる。このようにして、はんだ付け対象Ｏの導体部から酸化被膜を除去しつつ、加熱された第１の洗浄液ではんだ付け対象Ｏの第２段階の予熱を行うことができる。
【0146】
次に、工程Ｐ５において、はんだ噴霧部５により、はんだ付け対象Ｏにはんだが噴霧される。そのために、はんだ付け対象Ｏが、第１の洗浄エリア１５の後方にあり、かつパネルヒータ２Ｄ等の加熱装置で雰囲気がはんだ付けに適した温度となるまで加熱されたはんだ噴霧エリア１６に送り機構３で移送される。一方、不活性ガス供給系２９の不活性ガスタンク２９Ａから窒素等の不活性ガスがはんだ貯留タンク２４に注入される。これにより、バンドヒータ２７Ｃ等の加熱装置２７で加熱されたはんだ貯留タンク２４内の溶融はんだを、不活性ガスの圧力ではんだ噴霧ノズル２５に供給し、はんだ噴霧ノズル２５から溶融はんだを噴霧領域Ｒに噴霧することができる。
【0147】
噴霧された溶融はんだは霧状となってはんだ噴霧エリア１６内を舞い、はんだ付け対象Ｏの導体部に付着する。霧状の溶融はんだを構成する液滴は、マイクロＬＥＤをはんだ付けするための深さが１０μｍ以下のはんだポケットＯ６のように、ミクロンオーダのサイズを有する導体部であっても付着することが可能な粒径を有する液滴となる。このため、ミクロンオーダのサイズを有する導体部であっても溶融はんだを付着させることができる。
【0148】
はんだ噴霧ノズル２５に供給される溶融はんだは、配管２６内においても加熱パイプ２７Ｅ等の加熱装置で加熱することができる。図１及び図９に示す例であれば、二重配管３０の内側を流れる溶融はんだを、二重配管３０の外側を流れる加熱油等の加熱媒体で加熱することができる。このため、溶融はんだが移動経路において凝固することを防止し、はんだ噴霧ノズル２５及び配管２６が詰まる不具合を防止できるのみならず、所定の粒径を超える固形物を無視できない含有量で含む溶融はんだがはんだ付け対象Ｏに噴射されてしまう不具合も防止することができる。
【0149】
次に、工程Ｐ６において、過剰はんだ除去部６により、第２の洗浄が行われる。そのために、はんだ付け対象Ｏが、送り機構３ではんだ噴霧エリア１６の後方にある第２の洗浄エリア１７に移送される。そうすると、第２の洗浄工程として、加熱された第２の洗浄液がはんだ付け対象Ｏに噴射される。より具体的には、パイプヒータ１９で加熱された洗浄液貯留タンク１８内の洗浄液がポンプ２２で汲み上げられて、第２の洗浄液噴射ノズル３１からはんだ付け対象Ｏに向けて過剰はんだ除去液として噴射される。これにより、レジスト部Ｏ４等に付着した意図しない過剰ははんだを除去することができる。
【0150】
次に、工程Ｐ７において、はんだ付け対象Ｏが冷却される。具体的には、はんだ付け対象Ｏが、送り機構３で第２の液槽８に浸漬される。第２の液槽８には、冷却媒体循環パイプ８Ａとパネルヒータ８Ｂではんだ付け対象Ｏの冷却に適した温度に調整された脂肪酸等の液体が充填されているため、液体ではんだ付け対象Ｏを冷却することができる。
【0151】
はんだ付け対象Ｏが第２の液槽８で冷却されると、はんだ付け対象Ｏは送り機構３で更に移送され、第２の液槽８を経由して出口２Ｂからチャンバ２外に送出される。はんだ付け対象Ｏが、取出エリア１４まで送出されると、工程Ｐ８において、はんだ付け対象Ｏを保持する治具１０を、チェーン１１Ｂ等の無限軌道１１から取外すことができる。もちろん、はんだ付け品を量産するような場合には、移動中の無限軌道１１から、ロボットアームやコンベア等の装置で自動的に治具１０を取外すようにしても良い。
【0152】
はんだ付け対象Ｏを保持する治具１０が無限軌道１１から取外されると、治具１０から回路基板Ｏ１等のはんだ付け対象Ｏを取外し、図３や図５に例示されるようにランドＯ３等の導体部にはんだが付着したはんだ付け品として提供することができる。
【0153】
（効果）
以上のようなはんだ付け装置１及びはんだ付け品の製造方法は、チャンバ２の入口２Ａ側と出口２Ｂ側にそれぞれ第１の液槽７と第２の液槽８を設けることによって空気が外部から流入しないようにした空間Ｓに、送り機構３で回路基板Ｏ１等のはんだ付け対象Ｏを送り込んで溶融はんだを噴霧するようにしたものである。
以上のようなはんだ付け装置１及びはんだ付け品の製造方法は、チャンバ２の入口２Ａ側と出口２Ｂ側にそれぞれ第１の液槽７と第２の液槽８を設けることによって空気が外部から流入しないようにした空間Ｓに、送り機構３で回路基板Ｏ１等のはんだ付け対象Ｏを送り込んで溶融はんだを噴霧するようにしたものである。
【0154】
このため、はんだ付け装置１及びはんだ付け品の製造方法によれば、はんだ付け対象Ｏの導体部における酸化を防止しつつはんだ付け対象Ｏの導体部に自動的にはんだを付着させることができる。具体例として、雰囲気に曝露されている回路基板Ｏ１のランドＯ３に溶融はんだを付着させる際に、ランドＯ３の酸化を防止できる。
【0155】
また、はんだの液滴を噴射するのではなく、霧状の溶融はんだを噴霧することにより、メタルマスクの穴に溶融はんだの液滴を入れることが困難な程、微小な範囲であってもはんだを付着することが可能となる。その結果、はんだポケットＯ６の幅が５０μｍ程度で深さが１０μｍ～１５μｍ程度であることから従来ははんだ付けが困難であったマイクロＬＥＤの微小な電子部品Ｏ５のはんだ付けが可能となる。
【0156】
加えて、空気が外部から流入しないようにした空間Ｓにおいて溶融はんだを噴霧する前に第１の洗浄液を噴射すれば、回路基板Ｏ１のランドＯ３のように、はんだを付着させるべきはんだ付け対象Ｏの導体部の表面に形成されてる酸化被膜を除去することができる。このため、従来必要であった、メッキ、防錆剤の塗布、レベラー処理又はプリフラックス処理等の防錆対策が一切不要となる。
【0157】
また、空気が外部から流入しないようにした空間Ｓにおいて溶融はんだを噴霧した後に第２の洗浄液を噴射すれば、回路基板Ｏ１のレジスト部Ｏ４のように、はんだ付け対象Ｏの意図しない部分に付着した過剰なはんだを除去することができる。
【0158】
更に、ポンプを使用せずに不活性ガスの圧力で溶融はんだを噴霧する構成を採用し、かつ溶融はんだが流れる配管２６等を加熱することによって、溶融はんだに固形物が析出したり、溶融はんだがはんだ噴霧ノズル２５を含む経路上において詰まったりする不具合を防止することができる。
【0159】
また、板状の回路基板Ｏ１のはんだポケットＯ６を溶融はんだで充填する場合には、治具１０で回路基板Ｏ１を立てた状態で送り込み、かつはんだを左右から噴霧することによって、溶融はんだの液滴が微小なはんだポケットＯ６に隙間をあけて流れ込んでしまう不具合を回避することができる。
【0160】
（第１の実施形態の変形例）
上述した例では、共通のチャンバ２内に第１の洗浄エリア１５、はんだ噴霧エリア１６及び第２の洗浄エリア１７を形成した例を示したが、第１の洗浄エリア１５、はんだ噴霧エリア１６及び第２の洗浄エリア１７を別々のチャンバ内に形成しても良い。換言すれば、酸化膜除去部４としての機能を有する酸化被膜除去装置及び過剰はんだ除去部６としての機能を有する過剰はんだ除去装置の少なくとも一方を、はんだ噴霧部５としての機能を有するはんだ噴霧装置に連結することによって、はんだ付け装置１を構成するようにしても良い。その場合には、第１の洗浄エリア１５の入口側と第２の洗浄エリア１７の出口に加えて、はんだ噴霧エリア１６の入口と出口に液槽を設けるようにしても良い。
上述した例では、共通のチャンバ２内に第１の洗浄エリア１５、はんだ噴霧エリア１６及び第２の洗浄エリア１７を形成した例を示したが、第１の洗浄エリア１５、はんだ噴霧エリア１６及び第２の洗浄エリア１７を別々のチャンバ内に形成しても良い。換言すれば、酸化膜除去部４としての機能を有する酸化被膜除去装置及び過剰はんだ除去部６としての機能を有する過剰はんだ除去装置の少なくとも一方を、はんだ噴霧部５としての機能を有するはんだ噴霧装置に連結することによって、はんだ付け装置１を構成するようにしても良い。その場合には、第１の洗浄エリア１５の入口側と第２の洗浄エリア１７の出口に加えて、はんだ噴霧エリア１６の入口と出口に液槽を設けるようにしても良い。
【0161】
また、上述したように第１の洗浄エリア１５及び酸化膜除去部４と、第２の洗浄エリア１７及び過剰はんだ除去部６の一方又は双方を省略しても良い。実用的な例として、メッキ、防錆剤の塗布、レベラー処理又はプリフラックス処理等の防錆対策が施された回路基板Ｏ１に電子部品Ｏ５をはんだ付けするような場合には、はんだ噴霧エリア１６のみをチャンバ２内に形成し、はんだ噴霧エリア１６にはんだ噴霧部５ではんだを噴霧するように構成したはんだ付け装置１で当該はんだ付けを行うことができる。
【0162】
【0163】
図１３に示された第２の実施形態におけるはんだコーティング装置６０は、はんだ付け対象Ｏに溶融はんだを噴霧する代わりに、はんだ付け対象Ｏを溶融はんだ槽６１に浸漬するようにした点が第１の実施形態におけるはんだ付け装置１と相違する。第２の実施形態におけるはんだコーティング装置６０の他の構成及び作用については第１の実施形態におけるはんだ付け装置１と実質的に異ならないためチャンバ２の一部のみを図示し、同一の構成又は対応する構成については同符号を付して説明を省略する。
【0164】
図１３に示すように、はんだ噴霧部５に代えて、チャンバ２の内部に溶融はんだ槽６１を配置する一方、送り機構３を、はんだ付け対象Ｏをチャンバ２内の空間Ｓに送り込んで溶融はんだ槽６１に浸漬した後、溶融はんだ槽６１から引き上げるように構成することができる。溶融はんだ槽６１は、バンドヒータ６２Ａやパネルヒータ６２Ｂ等の加熱装置６２で加熱された容器に溶融はんだを充填したものである。
【0165】
この場合、溶融はんだ槽６１から引き上げられたはんだ付け対象Ｏは、送り機構３の駆動によってチャンバ２内における空間Ｓの一部として設けられる第２の洗浄エリア１７を通り、第２の液槽８を経由して出口２Ｂからチャンバ２外に送り出されることになる。従って、溶融はんだ槽６１から引き上げられたはんだ付け対象Ｏは、第２の洗浄エリア１７において第２の洗浄液で洗浄される。
【0166】
このため、チャンバ２内の空間Ｓでは、はんだ付け対象Ｏを溶融はんだ槽６１に浸漬して引き上げた後、第２の洗浄液として過剰はんだ除去液を噴射する処理が行われることになる。このような処理を行うと、はんだ付け対象Ｏのレジスト部Ｏ４等に付着した過剰なはんだが過剰はんだ除去液の噴射によって除去されるので、はんだ付け対象Ｏの導体部を構成する銅のみがはんだでコーティングされたはんだコート品を製造することができる。
【0167】
従来、回路基板等のはんだ付け対象を溶融はんだに浸漬して引き上げた後、高温のエアーを吹き付けることによって過剰なはんだを除去する処理は、ＨＡＳＬと呼ばれている。従って、高温のエアーではなく第２の洗浄液で過剰なはんだを除去するはんだコーティング装置６０によって実施されるはんだコーティング処理は、高温のエアーで過剰なはんだを除去するＨＡＳＬを意味する狭義のレベラー処理とは異なるが、流体を吹き付けることによって過剰なはんだを除去する処理を広義のレベラー処理と呼ぶことにすれば、広義のレベラー処理の一種に該当する。
【0168】
（はんだコート品の製造方法）
上述したはんだコーティング装置６０を用いると、導体部がはんだでコーティングされ、かつ過剰なはんだが除去されたはんだ付け対象Ｏからなるはんだコート品を製造することができる。はんだコート品を製造するための主要な工程は、チャンバ２の入口２Ａから第１の液槽７を経由してチャンバ２内の空間Ｓにはんだ付け対象Ｏを送り出す工程、チャンバ２内の空間Ｓに送り出されたはんだ付け対象Ｏを溶融はんだ槽６１に浸漬した後、引き上げる工程、チャンバ２内の空間Ｓにおいて、溶融はんだ槽６１から引き上げられたはんだ付け対象Ｏに第２の洗浄液として過剰はんだ除去液を噴射することによって、はんだ付け対象Ｏに付着した過剰なはんだをはんだ付け対象Ｏから除去する工程、過剰なはんだが除去されたはんだ付け対象Ｏを、第２の液槽８を経由して出口２Ｂからチャンバ２外に送り出す工程となる。
上述したはんだコーティング装置６０を用いると、導体部がはんだでコーティングされ、かつ過剰なはんだが除去されたはんだ付け対象Ｏからなるはんだコート品を製造することができる。はんだコート品を製造するための主要な工程は、チャンバ２の入口２Ａから第１の液槽７を経由してチャンバ２内の空間Ｓにはんだ付け対象Ｏを送り出す工程、チャンバ２内の空間Ｓに送り出されたはんだ付け対象Ｏを溶融はんだ槽６１に浸漬した後、引き上げる工程、チャンバ２内の空間Ｓにおいて、溶融はんだ槽６１から引き上げられたはんだ付け対象Ｏに第２の洗浄液として過剰はんだ除去液を噴射することによって、はんだ付け対象Ｏに付着した過剰なはんだをはんだ付け対象Ｏから除去する工程、過剰なはんだが除去されたはんだ付け対象Ｏを、第２の液槽８を経由して出口２Ｂからチャンバ２外に送り出す工程となる。
【0169】
もちろん、第１の実施形態と同様に、はんだ付け対象Ｏを溶融はんだ槽６１に浸漬する前に、第１の洗浄エリア１５において第１の洗浄液を噴射することによって、はんだ付け対象Ｏの導体部から酸化被膜を除去する工程やはんだ付け対象Ｏの予熱工程を設けることができる。
【0170】
但し、従来の典型的なレベラー処理では、前処理として、酸等の薬品を使用して銅の表面に形成されている酸化被膜を除去する洗浄処理や薬品で銅の表面を保護するプリフラックス処理が行われる場合が多い。このため、従来の典型的なレベラー処理と同様に、予めはんだ付け対象Ｏの洗浄やプリフラックス処理が行われている場合には、チャンバ２内の空間Ｓに第１の洗浄エリア１５を形成せず、第１の洗浄液を噴射する工程を省略しても良い。
【0171】
逆に、第１の洗浄液で洗浄する工程を設ければ、前処理として行われる洗浄自体をはんだコーティング装置６０で行うことができる。一方、前処理としてはんだ付け対象Ｏにプリフラックス処理が行われている場合には、第２の洗浄液の噴射によって、過剰ははんだのみならずフラックスの残渣も除去することができる。このため、従来のＨＡＳＬではフラックスを十分に除去できないことから、後処理として行われていたフラックスの洗浄処理をはんだコーティング装置６０で行うことができる。
【0172】
（効果）
以上のような第２の実施形態によれば、はんだ付けの前処理として従来行われるＨＡＳＬに代替するはんだのコーティング処理を行うことができる。特に、過剰なはんだがエアーの吹き付けではなく洗浄液の噴射によって行われるため、洗浄力を向上することができる。このため、フラックスの残渣がはんだ付け対象Ｏに付着している場合であっても、過剰なはんだとともにフラックスを落とすことができる。また、はんだコーティングの前処理として行うべき酸化被膜を除去するための洗浄を１台のはんだコーティング装置６０で行うことも可能である。
以上のような第２の実施形態によれば、はんだ付けの前処理として従来行われるＨＡＳＬに代替するはんだのコーティング処理を行うことができる。特に、過剰なはんだがエアーの吹き付けではなく洗浄液の噴射によって行われるため、洗浄力を向上することができる。このため、フラックスの残渣がはんだ付け対象Ｏに付着している場合であっても、過剰なはんだとともにフラックスを落とすことができる。また、はんだコーティングの前処理として行うべき酸化被膜を除去するための洗浄を１台のはんだコーティング装置６０で行うことも可能である。
【0173】
【0174】
図１４に示された第２の実施形態における酸化被膜除去装置７０は、はんだ噴霧エリア１６、はんだ噴霧部５、第２の洗浄エリア１７及び過剰はんだ除去部６を省略し、主たる処理を酸化被膜を除去するための洗浄処理とした点が第１の実施形態におけるはんだ付け装置１と相違する。第２の実施形態における酸化被膜除去装置７０の他の構成及び作用については第１の実施形態におけるはんだ付け装置１と実質的に異ならないためチャンバ２の一部のみを図示し、同一の構成又は対応する構成については同符号を付して説明を省略する。
【0175】
はんだ噴霧エリア１６と第２の洗浄エリア１７が省略された酸化被膜除去装置７０のチャンバ２内における空間Ｓは、酸化膜除去部４で第１の洗浄液を噴射することによって、はんだ付け対象Ｏの導体部の表面に形成されている酸化被膜を除去するための第１の洗浄エリア１５として使用される。
【0176】
（酸化被膜除去処理品の製造方法）
上述した酸化被膜除去装置７０を用いると、導体部を構成する銅の表面から酸化被膜が除去されたはんだ付け対象Ｏからなる酸化被膜除去処理品を製造することができる。酸化被膜除去処理品を製造するための主要な工程は、チャンバ２の入口２Ａから第１の液槽７を経由してチャンバ２内の空間Ｓにはんだ付け対象Ｏを送り出す工程、チャンバ２の空間Ｓ内において、はんだ付け対象Ｏに第１の洗浄液として酸化膜除去液を噴射することによって導体部の表面に形成されている酸化被膜を除去する工程、導体部の表面から酸化被膜が除去されたはんだ付け対象Ｏを、第２の液槽８を経由して出口２Ｂからチャンバ２外に送り出す工程となる。
上述した酸化被膜除去装置７０を用いると、導体部を構成する銅の表面から酸化被膜が除去されたはんだ付け対象Ｏからなる酸化被膜除去処理品を製造することができる。酸化被膜除去処理品を製造するための主要な工程は、チャンバ２の入口２Ａから第１の液槽７を経由してチャンバ２内の空間Ｓにはんだ付け対象Ｏを送り出す工程、チャンバ２の空間Ｓ内において、はんだ付け対象Ｏに第１の洗浄液として酸化膜除去液を噴射することによって導体部の表面に形成されている酸化被膜を除去する工程、導体部の表面から酸化被膜が除去されたはんだ付け対象Ｏを、第２の液槽８を経由して出口２Ｂからチャンバ２外に送り出す工程となる。
【0177】
（効果）
以上のような第３の実施形態によれば、外部から空気が流入しないチャンバ２内の空間Ｓで銅の表面に形成されている酸化被膜を除去することができる。このため、はんだ付けのみならず、例えばニッケルメッキ等の銅に直接施されるメッキ前の前処理として、酸化被膜を除去する洗浄処理を行うために酸化被膜除去装置７０を使用することができる。
以上のような第３の実施形態によれば、外部から空気が流入しないチャンバ２内の空間Ｓで銅の表面に形成されている酸化被膜を除去することができる。このため、はんだ付けのみならず、例えばニッケルメッキ等の銅に直接施されるメッキ前の前処理として、酸化被膜を除去する洗浄処理を行うために酸化被膜除去装置７０を使用することができる。
【0178】
（他の実施形態）
以上、特定の実施形態について記載したが、記載された実施形態は一例に過ぎず、発明の範囲を限定するものではない。ここに記載された新規な方法及び装置は、様々な他の様式で具現化することができる。また、ここに記載された方法及び装置の様式において、発明の要旨から逸脱しない範囲で、種々の省略、置換及び変更を行うことができる。添付された請求の範囲及びその均等物は、発明の範囲及び要旨に包含されているものとして、そのような種々の様式及び変形例を含んでいる。
以上、特定の実施形態について記載したが、記載された実施形態は一例に過ぎず、発明の範囲を限定するものではない。ここに記載された新規な方法及び装置は、様々な他の様式で具現化することができる。また、ここに記載された方法及び装置の様式において、発明の要旨から逸脱しない範囲で、種々の省略、置換及び変更を行うことができる。添付された請求の範囲及びその均等物は、発明の範囲及び要旨に包含されているものとして、そのような種々の様式及び変形例を含んでいる。
【0179】
具体例として、ポンプを使用せずにはんだを噴霧する第１の実施形態におけるはんだ噴霧部５を独立したはんだ噴霧装置として所望の目的のために使用することができる。すなわち、不活性ガスの圧力で溶融はんだをはんだ噴霧ノズル２５から霧状に噴出させ、かつはんだ貯留タンク２４と配管２６の双方を加熱装置２７で加熱するはんだ噴霧装置で溶融はんだを噴霧することによって、導体部に部品がはんだ付けされたはんだ付け品又は導体部がはんだでコーティングされたはんだ付け品を製造することができる。
【符号の説明】
【0180】
１…はんだ付け装置、２…チャンバ、２Ａ…入口、２Ｂ…出口、２Ｃ…壁面、２Ｄ…パネルヒータ、２Ｅ…仕切板、３…送り機構、４…酸化膜除去部、５…はんだ噴霧部、６…過剰はんだ除去部、７…第１の液槽、７Ａ…冷却媒体循環パイプ、７Ｂ…パネルヒータ、８…第２の液槽、８Ａ…冷却媒体循環パイプ、８Ｂ…パネルヒータ、９…圧力制御系、９Ａ…不活性ガスタンク、９Ｂ…ガス供給管、１０…治具、１０Ａ…ロッド、１０Ｂ…ブラケット、１１…無限軌道（クローラ）、１１Ａ…スプロケット、１１Ｂ…チェーン、１１Ｃ…ブラケット、１２…モータ、１３…投入エリア、１４…取出エリア、１５…第１の洗浄エリア、１６…はんだ噴霧エリア、１７…第２の洗浄エリア、１８…洗浄液貯留タンク、１９…パイプヒータ、２０…第１の洗浄液噴射ノズル、２１…配管、２２…ポンプ、２３…バルブ、２４…はんだ貯留タンク、２５…はんだ噴霧ノズル、２６…配管、２７…加熱装置、２７Ａ…第１の加熱装置、２７Ｂ…第２の加熱装置、２７Ｃ…バンドヒータ、２７Ｄ…パネルヒータ、２７Ｅ…加熱パイプ、２８…バルブ、２９…不活性ガス供給系、２９Ａ…不活性ガスタンク、２９Ｂ…配管、３０…二重配管、３１…第２の洗浄液噴射ノズル、３２…配管、３３…バルブ、３４…循環系、３５…回収ダクト、３６…分離タンク、３７…バルブ、３８…配管、３９…バルブ、４０…配管、４１…シリンダ、４２…分離ピン、４３…液量センサ、５０…溶湯、５１…加熱装置、５２…濾過フィルタ、５３…溶融はんだ、６０…はんだコーティング装置、６１…溶融はんだ槽、６２…加熱装置、６２Ａ…バンドヒータ、６２Ｂ…パネルヒータ、７０…酸化被膜除去装置、Ｏ…はんだ付け対象、Ｏ１…回路基板、Ｏ２…基板、Ｏ３…ランド、Ｏ４…レジスト部、Ｏ５…電子部品、Ｏ６…はんだポケット、Ｏ７…接着剤、Ｒ…噴霧領域、Ｓ…空間。
【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】