ハンダ付け方法と装置
（ａ）ハンダ付け中、（ｂ）ハンダ付け前及び（ｃ）ハンダ付け後の中の少なくとも（ａ）ハンダ付け中及び（ｂ）ハンダ付け前の工程で、（ｄ）ハンダ材料、（ｅ）ハンダ付け対象物及び（ｆ）その周辺部の中の少なくともいずれかに２０Ｈｚ〜１ＭＨｚの帯域で周波数が時間的に変化する交流電流を流し、該交流電流により誘起される電磁界により変調電磁波処理をするハンダ付け方法であり、鉛含有ハンダ材料だけでなく、鉛フリーハンダ材料を用いても、ハンダ対象物へのハンダ付け時のぬれ性が良くなり、また得られるハンダ付け品の強度などが従来のハンダ材料に比べて向上する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
本発明は、鉛フリーハンダ又は鉛含有ハンダを用いるハンダ付け方法とその装置に関し、特にハンダを変調電磁波処理しながらハンダ付けする方法と装置に関する。
【背景技術】
優れた各種性能を有するＳｎ−Ｐｂ共晶ハンダなどの鉛含有ハンダは、ハンダ作業時に発生するヒューム及びガスにより、ハンダ作業場の環境が汚染されること及び作業者への健康に良くないこと及び鉛含有ハンダを使用したプリント基板等を廃棄処分する際に有害物質の無害化をする必要があること等のために、これに代えて鉛フリーハンダ付け装置を採用する傾向にある。
鉛フリーハンダを用いるハンダはフロープロセスではＳｎ−Ａｇ系（Ｓｎ−３〜５％Ａｇ−０．５〜３％Ｃｕ系）、Ｓｎ−Ｃｕ系（Ｓｎ−０．７％Ｃｕ−１．２％Ａｇ系）など、リフロープロセスではＳｎ−Ａｇ系、Ｓｎ−Ｚｎ系、Ｓｎ−Ａｇ−Ｉｎ系、Ｓｎ−Ｂｉ系など、手動ハンダ、ロボットハンダプロセスではＳｎ−Ａｇ系、Ｓｎ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ｂｉ系の共晶ハンダが有望視されている（菅沼克昭、「２００３−１別冊 電子技術」第２頁〜第１４頁、（株）工業調査会、２００３年３月１日発行）。
【発明の開示】
前記従来の鉛フリーハンダ合金の中で特にＳｎ−Ａｇ系（９６．５％Ｓｎ−３．０％Ａｇ−０．５％Ｃｕなど）が最有力の鉛フリーハンダ合金であるが、この鉛フリーハンダでも、Ｓｎ−Ｐｂ系ハンダと比較して次のような問題点があった。
（１）ぬれ性の低下
Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系ハンダは、Ｓｎ−Ｃｕ系ハンダのぬれ性を増加させるため、Ａｇの添加を行っているものであるといえるが、Ｓｎ−Ｃｕ系ハンダへのＡｇの添加割合の増加に伴い、Ａｇ３Ｓｎ粒子の大きさ及びＡｇ３Ｓｎ／β−Ｓｎ共晶ネットワーク・リングの大きさは微細になる。ハンダ組織としては微細な合金成分が分散している状態が望ましく、そのためＡｇ量はある程度多く含まれる方が良い。
（２）ハンダ強度の低下
Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系ハンダは、その合金中のＡｇ量の増加に伴い、合金の強度が上昇し、共晶組成の３．５％Ａｇで最も高い強度を示すが、これは合金組織の微細化に対応している。但し、過共晶組成の４％Ａｇになると多少劣化する。
（３）その他にハンダ付け時に、▲１▼ブリッジ▲２▼フィレット▲３▼リフト・オフ又は▲４▼引け巣が発生することがある。
本発明の目的は、鉛フリーハンダ及び鉛含有ハンダを用いるハンダ付けで生じる好ましくない現象である、ぬれ性が悪いこと、ブリッジ、ピンホールなどの生成などを最小限に抑制するハンダ付け方法と装置を提供することである。
また、本発明の目的は、銀の含有量をできるだけ少なくして、しかも鉛含有ハンダと同等の性能を発揮するハンダを用いるハンダ付け方法と装置を提供することである。
さらに、本発明の目的は、前記ハンダ付け方法と装置を用いて半導体装置などの回路基板、ハンダメッキされたプラスチック・金属などを製造するハンダ付け物品とその製造方法と製造装置を提供することである。
本発明の目的は次の構成により解決される。
本発明は、（ａ）ハンダ付け中、（ｂ）ハンダ付け前及び（ｃ）ハンダ付け後の中の少なくとも（ａ）ハンダ付け中及び（ｂ）ハンダ付け前の工程で、（ｄ）ハンダ材料、（ｅ）ハンダ付け対象物及び（ｆ）その周辺部の中の少なくともいずれかに２０Ｈｚ〜１ＭＨｚの帯域で周波数が時間的に変化する交流電流を流し、該交流電流により誘起される電磁界により変調電磁波処理をするハンダ付け方法である。
本発明によれば、溶融状態のハンダそのものを変調電磁波処理すること、又はハンダ付け工程におけるハンダ付け雰囲気を変調電磁波処理することで、ハンダ付け時のぬれ性が良くなり、また得られるハンダ付け品の強度などが従来のハンダに比べて向上する。
本発明において、ハンダ付け性能が改善される理由は明らかではないが、溶融したハンダが冷却する課程で、ハンダの組成物又はハンダ付け対象物の変調電磁波処理により、微細共晶が形成されるため、ハンダ付けで常に問題になるぬれ性が改善され、またピンホール、ブリッヂが形成され難くなるなどの作用があるものと考えられる。
さらにハンダ付けの後に行うハンダ付け対象物の電磁界雰囲気での冷却により、ハンダの微細共晶が形成されるため、通常のハンダ付けで行われる急速冷却が不要になる。
また、前記（ａ）ハンダ付け中、（ｂ）ハンダ付け前及び（ｃ）ハンダ付け後のハンダ付け工程での変調電磁波処理には、フラックス処理工程でフラックス液そのものへの電磁波処理（電磁波処理１）、フラックス処理空間への電磁波処理（電磁波処理２）、フラックス処理されたハンダ対象物に対して行うプレヒーター処理時のプレヒータ空間への電磁波処理（電磁波処理３）、ハンダ付け中に行う電磁波処理（電磁波処理４）、ハンダ付け空間への電磁波処理（電磁波処理５）及びハンダ付け後のハンダ対象物の冷却工程での冷却空間への電磁波処理（電磁波処理６）の各電磁波処理１〜６の内の少なくともいずれかの電磁波処理が含まれる。
前記電磁波処理１〜６の全てが行われることが望ましいが、本発明の目的を達成するためには少なくともハンダ付けの前工程におけるフラックス処理工程、プレヒーター処理工程及び基板へのハンダ付け工程では、必ず電磁波処理を行うことで、特にぬれ性の改善効果を高くすることができる。
また、ハンダ付けの前工程におけるフラックス液そのもの、ハンダ付け工程の溶融ハンダ液そのもの、フラックス処理雰囲気及び／又はハンダ付け雰囲気を本発明の電磁界雰囲気にすることでフラックスの浸透（ぬれ性）をも促進させる事が可能である。こうしてハンダ対象物（回路基板などの導電性端子）とハンダの密着性も向上する。また、ハンダ対象物とハンダの密着性は、本発明の電磁界雰囲気を形成する事でフラックス処理を行わなくても向上することもある。
このように本発明のハンダ付け方法は溶融ハンダ付け方法に限らず、熱融解した後に、溶融したハンダをハンダ付けして冷却する工程を含むハンダ付け方法などに適用可能である。
上記ハンダ付けは、（ａ）溶融されたハンダ材料をハンダ対象物に吹き付けるフロータイプ、（ｂ）クリームハンダ材料を塗布したハンダ対象物を加熱するリフロータイプ、（ｃ）ハンダ材料を塗布したハンダ対象物にハンダこてを当ててハンダ付けを行うこてハンダタイプ（ロボットハンダ付けを含む）、（ｄ）レーザタイプ又は（ｅ）高周波誘導加熱タイプのハンダ付け方法などあらゆるハンダ付け方法に適用できる。
上記（ａ）フロータイプのハンダ付けは、ディップソルダリング（溶融ハンダの中へフラックスを塗布したハンダ付け対象物を浸して、ハンダ付けをする方法）における平面ディップ式及び噴流ディップ式ハンダ付け方法に共に適用可能である。
さらに、本発明のハンダ付け方法は、（ｃ）こてハンダ付け方法にも適用でき、前記こてハンダ付け方法は手動ハンダ付け又はロボットによる自動ハンダ付けで行われるが、これらのこてハンダ付け方法は次のようなハンダこてを用いて行われる。
例えば（ｉ）焼きハンダごて、ガスハンダごて、電気ハンダごて、（ｉｉ）超音波ハンダごて（超音波振動によって発生するキャビテーション現象を利用して、母材の酸化皮膜を破り、フラックスを用いないで行うハンダ付けであり、たとえばアルミニウムハンダ付けにおいて使用される）、（ｉｉｉ）抵抗ハンダごて（金属又はカーボンでできた電極で接合する部材をはさみ、これに低電圧で大電流を流して接合部に発生するジュール熱によって加熱して行うハンダ付けであり、例えば半導体の回路基板の導電性端子と電線のハンダ付け等に使用される）、（ｉｖ）化学ハンダごて（化学反応による反応熱を利用して行われ、火気・スパークなどの発生が危険を及ぼす作業場や屋外での緊急作業に適したハンダ付け等に使用される）などである。
また、本発明に用いるハンダ材料として鉛フリーハンダ材料を用いた場合に、ハンダ付け時のぬれ性とハンダ強度が良くなるが、鉛フリーハンダ材料に限らず鉛含有ハンダ材料にも適用可能である。
また、本発明を適用できる鉛フリーハンダ材料には制限がないが、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ａｇ系、Ｓｎ−Ａｇ−Ｂｉ系、Ｓｎ−Ａｇ−Ｉｎ系、Ｓｎ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ｚｎ系、Ｓｎ−Ｂｉ系、Ｓｎ−Ｉｎ系、Ｓｎ−Ｓｂ系、Ｓｎ−Ｂｉ−Ｉｎ系、Ｓｎ−Ｚｎ−Ｂｉ系又はＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ−Ｓｂ系のハンダ合金などを用いることができる
例えば、鉛フリーハンダ材料として、９６．５％Ｓｎ−３．０％Ａｇ−０．５％Ｃｕ系のハンダ合金又は９６．０％Ｓｎ−３．５％Ａｇ−０．５％Ｃｕ系のハンダ合金を使用する場合に、本発明の変調電磁波処理を行うことで、Ａｇの含有量（重量％）を０．５％から０％を超える割合まで削減して、該Ａｇの削減分をＳｎの含有量の増加分とするハンダ組成とすることができる。
また、本発明では、前記変調電磁波処理の他に、２０Ｈｚ〜１ＭＨｚの帯域で周波数が時間的に変化する交流電流を流すコイル部を備えた棒状部材を用いて、その長手方向をハンダ対象物方向に向けてハンダ付けを行うことでも変調電磁波を有効にハンダ付け工程に作用させることができる。その理由はコイル部を設けた棒状部材の長手方向で変調電磁波強度が強くなるからである。
さらに本発明では、前記変調電磁波処理と同時に、ハンダ付け前後の工程で赤外線及び／又は遠赤外線処理を含む他の電磁波処理を併用することでもハンダ付けのぬれ性、ハンダ強度などが改善される。
本発明の目的は次の構成によっても解決される。
ハンダ材料をハンダ対象物に塗布するハンダ材料塗布部と、ハンダ対象物及び／又はハンダ対象物へのハンダ付け用のハンダ材料及び／又はハンダ材料の近傍に設けたコイルを巻き付けたコイル部と、前記コイル部のコイルに２０〜１ＭＨｚの帯域で周波数が時間的に変化する交流電流を流す電磁波発生器とを備えたハンダ付け装置である。
また、上記ハンダ付け装置の前記コイル部の他に、２０Ｈｚ〜１ＭＨｚの帯域で周波数が時間的に変化する交流電流を流すコイルを巻き付け、その長手方向をハンダ対象物方向に向けた棒状部材を設けた構成を採用しても良い。
本発明の上記ハンダ付け装置がフロータイプの装置であると、ハンダ材料塗布部は、予備加温装置及びフラックス処理装置を付設した溶融ハンダを貯めた溶融ハンダ槽と該溶融ハンダ槽内に配置した、ハンダ付け対象物に向けて溶融ハンダを噴出する噴出口を設けた溶融ハンダ供給配管とからなり、コイル部は、前記溶融ハンダ槽の近傍及び／又は前記溶融ハンダ供給配管に設けられた構成からなる。
また、上記変調電磁波処理には、フラックス処理工程でフラックス液そのものへの電磁波処理（電磁波処理１）、フラックス処理空間への電磁波処理（電磁波処理２）、フラックス処理された基板に対して行うプレヒーター処理時のプレヒータ空間への電磁波処理（電磁波処理３）及び基板へのハンダ付け時に行う電磁波処理（電磁波処理４）、ハンダ付け空間への電磁波処理（電磁波処理５）及び／又はハンダ付け後の基板の冷却工程での冷却空間への電磁波処理（電磁波処理６）の中の少なくともいずれかの電磁波処理が含まれる。
前記電磁波処理１〜６の全てが行われることが望ましいが、本発明の目的を達成するためには少なくともハンダ付けの前工程におけるフラックス処理工程、プレヒーター処理工程及び基板へのハンダ付け工程では、必ず電磁波処理を行うことで、特にぬれ性の改善効果を高くすることができる。
また、溶融ハンダ槽内に配置した前記溶融ハンダ供給配管は、その外周部に接続した溶融ハンダの侵入防止用配管を備え、コイル部は、前記溶融ハンダ侵入防止用配管の内部を経由して前記溶融ハンダ供給配管にコイルを挿入して巻き付けた構成とすることができる。
このように溶融ハンダ侵入防止用配管の内部を経由して前記溶融ハンダ供給配管にコイルを挿入して巻き付けてコイル部とすることで、溶融状態のハンダ材料にコイルが接触しないのでコイルが劣化しにくくなる。
また、コイル部が、前記溶融ハンダ侵入防止用配管の内部を通して溶融ハンダ供給配管に接続したコイル設置部材と該コイル設置部材に前記溶融ハンダ侵入防止用配管の内部を通して導入したコイルを巻き付けた構成であると、コイル設置部材へのコイルの装着を溶融ハンダ槽の外で行うことができるので、メンテナンス性が良い。
前記コイル設置部材は、その長手方向が前記溶融ハンダ侵入防止用配管の内部において、溶融ハンダ供給配管の長手方向に直交する方向に接続されていると、コイル設置部材のコイル部からは溶融ハンダ供給配管内の溶融ハンダの流れ方向に対して直交する方向に電磁波を与えることができる。その結果、より高出力の電磁波エネルギー量が溶融ハンダに与えられる。
また、コイルをコイル設置部材に単巻き、又は二重以上の重ね巻きで巻くことができるが、二重以上の重ね巻きで、単巻きより発生電磁波強度が増加する。
また、コイル設置部材を溶融ハンダ供給配管の長手方向に２本並列配置して設け、コイル設置部材にはコイルを前記２本のコイル設置部材の間に「０」字巻き又は「８」字巻きに巻き付けると発生電磁波を広範囲に与えることができ、また電磁波強度も１本のコイル設置部材にコイル部を設ける場合に比べて強くなる。
本発明の上記ハンダ付け装置がリフロータイプの装置であると、そのハンダ塗布部は、クリームハンダをハンダ対象物に塗布したハンダ対象物を上流側から下流側に搬送する搬送手段と該搬送手段による搬送中のハンダ対象物を加熱する加熱手段と冷却手段を備え、コイル部は、前記ハンダ対象物を搬送する搬送手段の周囲に巻き付けたコイルを備えた構成とすることができる。
この場合には、コイル部は、例えば、前記搬送手段で搬送されるハンダ対象物の搬送方向に直交する方向で、かつハンダ対象物を囲うようにコイルを配置した構成とする。
前記加熱手段は、例えば、前記搬送手段の搬送方向上流側に設けられた予備加熱部とその下流側に設けられた本加熱部から構成され、前記冷却手段は前記本加熱部の下流側に設けられた構成とすることで、ハンダ付けの予備加熱と本加熱及び冷却の各段階で変調電磁波処理ができる。
本発明の上記ハンダ付け装置がこてハンダタイプの装置であると、ハンダ塗布部は、ハンダを塗布したハンダ対象物に接触又は近接させてハンダ付けを行うハンダこてを備え、コイル部は、前記ハンダこて部分にコイルを巻き付けた構成とすることができる。
この構成では、コイル部がハンダこて部分にあるので、常にハンダ対象物に向けて変調電磁波を当てることができる。
また、本発明は前記ハンダ付け方法を製造工程の中に組み込んだハンダ付け物品の製造方法も含む。前記ハンダ付け物品とは半導体装置を備えた回路基板など半導体装置を含むハンダ付けが必要な全ての電子・電気機器を含む。
また、本発明のハンダ付け方法で得られた、例えば半導体装置を備えた回路基板など半導体装置を含むハンダ付けが必要な全ての電子・電気機器などのハンダ付け物品も本発明に含まれる。
さらに、本発明には前記ハンダ付け装置を含む、例えば半導体装置を備えた回路基板など半導体装置を含むハンダ付けが必要な全ての電子・電気機器などを含むハンダ付け物品の製造方法と装置を含む。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の実施例のハンダ付け装置の斜視図である。
図２は、図１のハンダ付け装置の側面概略図である。
図３は、図１のハンダ付け装置のハンダ供給配管の溶融ハンダ噴出口付近と該溶融ハンダ噴出口の上方を搬送されている半導体装置のそれぞれの断面図である。
図４は、本発明の実施例のハンダ付け装置の側面概略図である。
図５は、本発明の実施例のハンダ付け処理時のフロー図である。
図６は、本発明の変調電磁波処理の諸条件を検討するためのテスト装置の側面概略図である。
図７は、図６のテスト装置で得られた溶融ハンダを型に流し込む途中で変調電磁波処理をしている様子を示す図である。
図８は、図６に示すテスト装置で変調電磁波処理を行わなかった場合のインゴット研磨面の顕微鏡写真のコピーである。
図９は、図６に示すテスト装置でのみ０．３Ａ、５０〜５，０００Ｈｚで変調電磁波処理を行った場合のインゴット研磨面の顕微鏡写真のコピーである。
図１０は、図６に示すテスト装置でのみ０．３Ａ、５０〜５００ｋＨｚで変調電磁波処理を行った場合のインゴット研磨面の顕微鏡写真のコピーである。
図１１は、図６に示すテスト装置でのみ０．３Ａ、５０〜２０，０００Ｈｚで変調電磁波処理を行った場合のインゴット研磨面の顕微鏡写真のコピーである。
図１２は、図６に示すテスト装置と図７に示す型に流し込む途中で０．３Ａ、５０〜５，０００Ｈｚで変調電磁波処理を行った場合のインゴット研磨面の顕微鏡写真のコピーである。
図１３は、図６に示すテスト装置と図７に示す型に流し込む途中で０．３Ａ、５０〜５００ｋＨｚで変調電磁波処理を行った場合のインゴット研磨面の顕微鏡写真のコピーである。
図１４は、図６に示すテスト装置と図７に示す型に流し込む途中で０．３Ａ、５０〜２０，０００Ｈｚで変調電磁波処理を行った場合のインゴット研磨面の顕微鏡写真のコピーである。
図１５は、変調電磁波処理を行ってない鉛含有ハンダのインゴット研磨面の顕微鏡写真のコピーである。
図１６は、基板に設けた貫通孔に半導体チップの端子を挿入した後、基板上の導線と半導体チップの端子を貫通孔を介して理想的にハンダ付けが行われた場合の側断面図である。
図１７は、半導体装置と溶融ハンダに変調電磁波処理を施さないでハンダ付けをした場合の基板貫通孔内の半導体チップ端子の周りのハンダ付け状態を示す顕微鏡写真のコピーである。
図１８は、半導体装置と溶融ハンダに０．３Ａ、５０〜５，０００Ｈｚで変調電磁波処理を施した後にハンダ付けを行った場合の基板貫通孔内の半導体チップ端子の周りのハンダ付け状態を示す顕微鏡写真のコピーである。
図１９は、図１６の点線（ｂ）で囲まれた部分の半導体装置と溶融ハンダに０．３Ａ、５０〜５００ｋＨｚで変調電磁波処理を施した後にハンダ付けを行った場合の基板貫通孔内の半導体チップ端子の周りのハンダ付け状態を示す顕微鏡写真のコピーである。
図２０は、図１６の点線（ａ）で囲まれた部分の半導体装置と溶融ハンダに０．３Ａ、５０〜５００ｋＨｚで変調電磁波処理を施した後にハンダ付けを行った場合の基板貫通孔内の半導体チップ端子の周りのハンダ付け状態を示す顕微鏡写真のコピーである。
図２１は、半導体装置と溶融ハンダに０．３Ａ、５０〜２０，０００Ｈｚで変調電磁波処理を施した後にハンダ付けを行った場合の基板貫通孔内の半導体チップ端子の周りのハンダ付け状態を示す顕微鏡写真のコピーである。
図２２は、変調電磁波処理を施しないで、鉛含有ハンダを用いてハンダ付けを行った場合の基板貫通孔内の半導体チップ端子の周りのハンダ付け状態を示す顕微鏡写真のコピーである。
図２３は、本発明の変調電磁波処理によるハンダ付けのテストピースの平面図（図２３（ａ））、その貫通孔の平面拡大図（図２３（ｂ））及び側面図（図２３（ｃ））である。
図２４は、本発明の変調電磁波処理によるハンダ付け装置の溶融ハンダ表面のドロスの発生を示す写真のコピーである。
図２５は、本発明の変調電磁波処理によるハンダ付け装置の溶融ハンダ表面のドロスの発生を抑制した状態を示す写真のコピーである。
図２６は、本発明の変調電磁波処理によるハンダ付け装置の溶融ハンダ表面のドロスの発生を抑制した状態を示す写真のコピーである。
図２７は、本発明の変調電磁波処理装置の短管と溶融ハンダ供給配管の接続部を示す斜視図（図２７（ａ））及び側面図（図２７（ｂ））である。
図２８は、図２７のコイル設置部材へのコイルの巻き方を示す斜視図である。
図２９は、図２７のコイル設置部材へのコイルの巻き方を示す斜視図である。
図３０は、図２７の並列配置のコイル設置部材へのコイルの巻き方を示す斜視図である。
図３１は、本発明のリフローによるハンダ付け装置の側面略図（図３１（ａ））と平面略図（図３１（ｂ））である。
図３２は、本発明のリフローによるハンダ付け時の加熱ゾーンと冷却ゾーンの温度を示す図である。
図３３は、本発明のリフローによるハンダ付け時の変調電磁波の強度とコイル部の隣接する２本のコイルの間隔との関係を示す図である。
図３４は、本発明のリフローによるハンダ付け時のハンダの広がりテストの説明図である。
図３５は、本発明のリフローによるハンダ付け時のハンダの強度試験の説明図である。
図３６は、本発明のこてハンダによるハンダ付け実行時の様子の説明図である。
図３７は、本発明のこてハンダによるハンダ付け時のハンダの広がりの説明図である。
図３８は、本発明の可変周波数を流す電線を棒状体に巻き付けた場合の変調電磁波の強度の方向性を説明する図である。
図３９は、図３８に示す装置のコイルからの距離と電磁波強度との関係を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
本発明の実施の形態について図面と共に説明する。
【実施例１】
本実施例は図１の斜視図と図２の側面略図に示す噴流ディップ式のハンダ付け装置を用いて９６．５％Ｓｎ−３．０％Ａｇ−０．５％Ｃｕ系のハンダの変調電磁波処理を行った。
本実施例の噴流ディップ式のハンダ付け装置は、溶融した９６．５％Ｓｎ−３．０％Ａｇ−０．５％Ｃｕ系ハンダの浴槽１とその周囲にヒータ２を配置し、溶融したハンダ３を貯めた浴槽１内には溶融ハンダ３をその表面より上方に誘導して噴出させる噴出口４ａを備えた溶融したハンダ供給配管４を設けている。該ハンダ供給配管４の溶融ハンダ取り込み口４ｂには誘引ファン６（図２）を設けておき、該ファン６をモータ７で回転させることで、ハンダ浴槽１内の溶融ハンダ３をハンダ供給配管４から、その噴出口４ａに供給することができる。また、ハンダ付けされる部品（本実施例では半導体装置９）は前記噴出口４ａの上方を通るハンダ対象物の搬送装置１１により搬送される。
ハンダ供給配管４の溶融ハンダ噴出口４ａ付近と該溶融ハンダ噴出口４ａの上方を搬送されている半導体装置９のそれぞれの断面図を図３に示す。
半導体装置９は基板１２に設けた貫通孔１２ａに半導体チップ１３の通電端子１３ａを予め挿入してあり、ハンダ供給配管４の溶融ハンダ噴出口４ａの上方を通過中に貫通孔１２ａ内の通電端子１３ａが基板１２上の図示しない電気配線にハンダ付けされる。
前記溶融ハンダ供給配管４に直接変調電磁波発生器１５のコイル１５ａを巻き付けてもよいが、図２に示すように溶融ハンダ浴槽１内に浸漬された溶融ハンダ供給配管４の外周部の一部を覆い、溶融ハンダ浴槽１のハンダ液の液面より上方側にまで伸び、内部に溶融ハンダ３が入り込まないようにした短管（溶融ハンダの侵入防止用配管）１６内を通して変調電磁波発生器１５のコイル１５ａを溶融ハンダ供給配管４の外周部に巻き付ける方がよい。この場合には、コイル１５ａが溶融ハンダ３に直接接することがないので、コイル１５ａの劣化が少ない。
また、図４に示すように、溶融ハンダ浴槽１内に浸漬された溶融ハンダ供給配管４の外周部の一部を覆い、溶融ハンダ浴槽１のハンダ液の液面より上方側にまで伸び、内部に溶融ハンダ３が入り込まないようにした短管１６内にコイル設置部材１８を接続し、該コイル設置部材１８に変調電磁波発生器１５のコイル１５ａを巻き付ける方法でもよい。この場合にも図２に示す場合と同じく、コイル１５ａが溶融ハンダ３に直接接することがないのでコイル巻き部分の劣化が少ない。コイル設置部材１８は金属製、プラスチック製又は磁器材料その他の材料からなる。
図４に示す構成は図２に示す構成に比べてコイル１５ａを巻き易く、溶融ハンダ装置にコイル巻き部分を組込む場合、後加工がし易い特徴があるが、さらに、図４に示す例では溶融ハンダ供給配管４の長手方向にほぼ直交する方向にコイル設置部材１８を接続しているので、コイル設置部材１８に巻いたコイル１５ａからは溶融ハンダ供給配管４内の溶融ハンダの流れ方向に対して直交する方向に電磁波を与えることができる。その結果、より高出力の電磁波エネルギー量が溶融ハンダに与えられる。
図２又は図４に示す装置を用いて行う電磁波処理のフローは図５に示す通りである。
まず、ハンダ付けを行う基板１２に対してフラックス処理を行うが、このフラックス処理工程でフラックス液そのものに電磁波処理を施す（電磁波処理１）かフラックス処理空間に電磁波処理を施す（電磁波処理２）。次いでフラックス処理された基板１２に対してプレヒーター処理を行うが、この時もプレヒータ空間に電磁波処理をする（電磁波処理３）。次に行う基板１２へのハンダ付け時にも電磁波処理を行う（電磁波処理４）。また、この時もハンダ付け空間に電磁波処理をする（電磁波処理５）。基板１２へのハンダ付けが終わると、ハンダ付けされた基板１２は冷却される。この冷却工程でも冷却空間に電磁波処理を行うことが望ましい（電磁波処理６）。
前記電磁波処理１〜６の全てが行われることが望ましいが、本発明の目的を達成するためには少なくともプレヒーター処理時及び基板１２へのハンダ付け時には必ず電磁波処理を行うことが必要である。
本実施の形態の変調電磁波処理の諸条件を以下のように検討した。
鉛フリーハンダが鉛含有ハンダと比較して変調電磁波処理により、どの程度のぬれ性等の効果があるか確認するために以下の実験を行った。
（１）変調電磁波処理
前記変調電磁波処理の諸条件を検討するために、図６に示すテスト装置で変調電磁波処理を行った。図６は側壁にヒータ２を設けたハンダ浴槽１７内に下記の各種のハンダ材料の溶融物３を入れ、ヒータ２の外側に変調電磁波発生器１５からの可変周波数を発振するコイル１５ａを巻き付けた。
（ａ）各種ハンダ材料及びフラックス材料
各種ハンダ材料
▲１▼鉛含有ハンダ
Ｓｎ６３ｗｔ％とＰｂ３７ｗｔ％からなるハンダ
▲２▼鉛フリーハンダ
Ｓｎ９６．５ｗｔ％、Ａｇ３ｗｔ％、Ｃｕ０．５ｗｔ％からなるハンダ
フラックス材料
ロジン（松脂）２０〜３０％、アミン系活性剤１％以下、溶剤（アルコール等）の混合液
（ｂ）変調電磁波処理の電流値と周波数
▲１▼コイル電流値 ０．１〜５Ａ（可変）
▲２▼周波数 ５０〜５００ｋＨｚ
（ｃ）ハンダ付け
前記（ｂ）のコイル電流値と周波数の範囲内で図６のハンダ浴槽１７の周囲から浴槽１７内の溶融ハンダに対して変調電磁波処理を施した後、ハンダ浴槽内の溶融ハンダ３を図７に示すように型１８に流し込み、インゴットとする。この際、図７に示すように型１８に流し込む途中にも前記（ｂ）のコイル電流値と周波数で変調電磁波処理を行う場合と前記変調電磁波処理を行わない場合とがある。
（ｄ）切断面の観察
次に、インゴットを冷却した後、切断した上で、切断面を研磨して研磨表面の顕微鏡による確認を行い、金属粒界及び結晶状態を確認した。なおインゴットは表面から順次中心部に向けて冷却、固化されていくが、以下に示す顕微鏡写真は全てインゴットの表面に近い部分を倍率１００倍にした写真である。
（２）テスト結果１
このテスト結果１は図６に示すテスト装置で前記▲１▼、▲２▼の溶融したハンダ材料に変調電磁波処理を行った後、図７に示す型１８に流し込む途中で前記変調電磁波処理を行わない場合のテスト結果である。このときのコイル電流値は０．３Ａで一定とし、変調電磁波は（ａ）未処理、（ｂ）５０〜５，０００Ｈｚ、（ｃ）５０〜５００ｋＨｚ及び（ｄ）５０〜２０，０００Ｈｚである。
前記（ａ）〜（ｄ）の結果を図８、図９、図１０、図１１にそれぞれ示す。
（３）テスト結果２
このテスト結果２は、図６に示すテスト装置で前記▲１▼、▲２▼の溶融したハンダ材料に変調電磁波処理を行った後に、図７に示す型１８に流し込む途中で前記変調電磁波処理を行った場合のテスト結果である。
このときのコイル電流値は０．３Ａで一定とし、変調電磁波は（ａ）５０〜５，０００Ｈｚ、（ｂ）５０〜５００ｋＨｚ及び（ｃ）５０〜２０，０００Ｈｚで処理をした。前記（ａ）〜（ｃ）の結果を図１２、図１３、図１４にそれぞれ示す。
また、前記図６および図７に示す変調電磁波処理を全く行わなかった場合のインゴット研磨面の顕微鏡写真は前述のように図８に示す通りである。
さらに、前記▲１▼の溶融した鉛含有ハンダ材料を用いて前記図６および図７に示す変調電磁波処理を全く行わなかった場合のインゴット研磨面の顕微鏡写真を図１５に示す。
このように、図８〜図１４は（１）（ｂ）の▲２▼鉛フリーハンダを用い、図１５は（１）（ａ）の▲１▼鉛含有ハンダを用いた場合の結果である。
（４）テスト結果１、２の考察
以上のテスト結果１、２から、前記▲２▼の溶融した鉛フリーハンダ材料に対して図６および図７に示す変調電磁波処理を全く行わなかった場合のインゴット研磨面の顕微鏡写真（図８）に比べて、図６に示す変調電磁波処理を行なった場合のインゴット研磨面の顕微鏡写真（図９〜図１１）は比較的均一な共晶物が得られていることが分かる。
また、前記▲２▼の溶融した鉛フリーハンダ材料に対して図６および図７に示す変調電磁波処理を共に行なった場合のインゴット研磨面の顕微鏡写真（図１２〜図１４）は、前記図６に示す変調電磁波処理だけを行なった場合のインゴット研磨面の顕微鏡写真（図９〜図１１）に比較して、より均一な共晶物が得られていることが分かる。
図１２〜図１４の顕微鏡写真は従来汎用されていた前記▲１▼の鉛含有ハンダ材料から得られるインゴット研磨面の顕微鏡写真（図１５）と同等以上の均一な共晶物が得られていることから、本実施例の変調電磁波処理を行うことで鉛フリーハンダ材料も性能に定評がある鉛含有ハンダ材料の代替物となり得ることが判明した。
また、図６に示すハンダ浴槽内の溶融ハンダに対して変調電磁波処理を施すだけでなく、ハンダ浴槽内の溶融ハンダを型に流し込む途中にも変調電磁波処理を行うことが効果的であることが分かった。
（５）実機への応用結果
図１に示す噴流ディップ式の溶融ハンダ付け装置１を用いて、半導体装置９の基板１２上の導線と半導体チップ１３の端子１３ａをハンダ付けを行った。
図１６には基板１２に設けた貫通孔１２ａに半導体チップ１３の端子１３ａを挿入した後、基板１２上の導線と半導体チップ１３の端子１３ａが貫通孔１２ａを介して理想的にハンダ付けが行われた場合の側断面図である。
前記テスト結果２の条件と同じく、コイル電流値は０．３Ａで一定とし、時間と共に周波数が変化する変調周波数は
（ａ）未処理、
（ｂ）５０〜５，０００Ｈｚ、
（ｃ）５０〜５００ｋＨｚ及び
（ｄ）５０〜２０，０００Ｈｚ
でハンダ付け前の半導体装置９に変調電磁波処理を施し、溶融ハンダ供給配管４内の溶融ハンダ３に変調電磁波処理を施し、さらにハンダ付け後の半導体装置９にも変調電磁波処理を施す。
上記（ａ）〜（ｄ）の条件で変調電磁波処理を施さない場合と変調電磁波処理を施しながら半導体装置９のハンダ付けを行った場合の基板貫通孔１２ａ内の半導体チップ端子１３ａの周りのハンダ付け状態を示す断面を２５倍の倍率の断面の顕微鏡写真として図１７〜図２２に示す。図１７、図１８、図２０、図２１の顕微鏡写真は、図１６の点線（ａ）で囲まれた部分において、上記条件（ａ）〜（ｄ）で処理したハンダ付け処理後のそれぞれの状態でハンダ付けをした場合をそれぞれ順番に示す。
なお、図１７〜図２１は（１）（ｂ）の▲２▼鉛フリーハンダ材料を用い、図２２は（１）（ａ）の▲１▼鉛含有ハンダ材料を用いた場合の結果である。
また、図１９の顕微鏡写真は、図１６の点線（ｂ）で囲まれた部分において上記条件（ｃ）で処理したハンダ付け処理後のそれぞれの状態でハンダ付けをした場合を示す。また、図２２は変調電磁波処理を施さないで▲１▼鉛含有ハンダ材料を用いてハンダ付けをした場合を示す。
図１７には変調電磁波処理をしていない上記条件（ａ）でのハンダ付けの結果を示すが、基板１２の貫通孔１２ａと半導体チップ１３の端子１３ａとの隙間にハンダが十分侵入していないことが分かる。
図１８には上記条件（ｂ）で変調電磁波処理を施しながらハンダ付けを行った結果を示すが、基板１２の貫通孔１２ａと半導体チップ１３の端子１３ａとの隙間にハンダが十分侵入していて、ハンダ付けが狭い空間でも良く行われていることを示している。
図１９には上記条件（ｃ）で変調電磁波処理を施しながら半導体装置９の端部の比較的障害物が少ない箇所（図１６の（ｂ））の半導体チップ１３の端子１３ａ部分のハンダ付けを行った結果を示すが、基板１２の貫通孔１２ａと半導体チップ１３の端子１３ａとの隙間にハンダが十分侵入していて、本実施例の中では最も良好な状態でハンダ付けが行われていることを示している。
図２０には上記条件（ｃ）で半導体装置９の中央部の比較的障害物が多い箇所の半導体チップ１３の端子１３ａ部分のハンダ付けを行った結果を示すが、図１９とほぼ同程度に基板１２の貫通孔１２ａと半導体チップ１３の端子１３ａとの隙間にハンダが十分侵入していて、良好な状態でハンダ付けが行われていることを示している。
図２１には上記条件（ｄ）で変調電磁波処理を施しながらハンダ付けを行った結果を示すが、基板１２の貫通孔１２ａと半導体チップ１３の端子１３ａとの隙間にハンダが十分侵入していない。
図２２には変調電磁波処理を施さないで、▲１▼鉛含有ハンダ材料を用いてハンダ付けを行った結果を示すが、基板１２の貫通孔１２ａと半導体チップ１３の端子１３ａとの隙間にハンダが十分侵入していない。
また、図示をしていないが、電磁波強度が強すぎると、いわゆる「ハンダダレ」が生じる。
従って、本実施例の変調電磁波処理の条件を適切に選ぶことで、▲２▼鉛フリーハンダ材料を用いてぬれ性の優れたハンダ付けができることが判明した。しかも、本実施例の方法によると▲１▼鉛含有ハンダ材料を用いる場合に比較しても良好なハンダ付けが可能であることが分かった。
【実施例２】
本実施例は実施例１と同じくフロータイプのハンダ付け方法であり、鉛フリーハンダ材料を用いて変調電磁波処理をしながらのハンダ付けを行う実施例である。
（１）変調電磁波処理
前記変調電磁波処理の諸条件を検討するために、図６に示すテスト装置で変調電磁波処理を行った。
（ａ）各種ハンダ材料及びフラックス材料
各種ハンダ材料
▲１▼Ｓｎ９６．５ｗｔ％、Ａｇ３．０ｗｔ％、Ｃｕ０．５ｗｔ％からなるハンダ
▲２▼Ｓｎ９７．０ｗｔ％、Ａｇ２．５ｗｔ％、Ｃｕ０．５ｗｔ％からなるハンダ
▲３▼Ｓｎ９７．５ｗｔ％、Ａｇ２．０ｗｔ％、Ｃｕ０．５ｗｔ％からなるハンダ
▲４▼Ｓｎ９８．０ｗｔ％、Ａｇ１．５ｗｔ％、Ｃｕ０．５ｗｔ％からなるハンダ
フラックス材料
ロジン（松脂）２０〜３０％、アミン系活性剤１％以下、溶剤（アルコール等）の混合液
（ｂ）変調電磁波処理の電流値と周波数
▲１▼コイル電流値 ０．１〜５Ａ（可変）
▲２▼変調周波数 ２０Ｈｚ〜１ＭＨｚ
（ｃ）ハンダ付け
図２３（ａ）の平面図に示すプラスチック板２０上に縦６コ×横６コ、計３６コの直径３ｍｍの円形の銅箔２１を設けた３０×３０ｍｍの大きさのテストピース２３を用意し、前記銅箔２１の各々の中心部に０．８ｍｍの貫通孔２５（図２３（ｂ）の平面拡大図、図２３（ｃ）の側面図）を設ける。
先の（ｂ）のコイル電流値と周波数の範囲内で図６のハンダ浴槽１７の周囲から浴槽１７内の溶融ハンダ３に対して変調電磁波処理を施した後、前記テストピース２３を溶融ハンダ３でハンダ付けして、貫通孔２５を通してテストピース２３上面にハンダ２６がぬれ上がる状況（スルーホール性）を観察することでＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ系の溶融ハンダのぬれ性を確認する。
（２）テスト結果１
実際のハンダ工程と同じように、ハンダ液、フラックス液の変調電磁波処理とフラックス処理工程とプレヒーター工程及びハンダ処理工程での変調電磁波処理を行う場合と、変調電磁波処理を行わない場合との比較を行った。
また、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系ハンダのＡｇ含有率の影響について、図２３（ｂ）、図２３（ｃ）に示すようにテストピース２３の貫通孔２５におけるハンダ２６のスルーホール効果を観察した。３６コの貫通孔２５の中でスルーホールぬれ上がりがあった個数を数えた。
結果を表１に示す。
表１から明らかなように、
▲１▼変調電磁波処理によってスルーホールぬれ上がり向上効果があることが確認された。
▲２▼９７．５％Ｓｎ−２．０％Ａｇ−０．５％Ｃｕの合金であっても、変調電磁波処理によって、変調電磁波未処理時のＡｇ３．０％含有合金と同程度のスルーホール効果が得られることが分かった。
（３）テスト結果２（実装試験）
前記テスト１と同じテストピース２３を用いて、９６．５％Ｓｎ−３．０％Ａｇ−０．５％Ｃｕの合金を前記（１）（ｂ）の電磁波により、図４に示すハンダ付け装置を用いるハンダ付けを行った。このとき、ハンダ液、フラックス液の変調電磁波処理とフラックス処理工程とプレヒーター工程及びハンダ処理工程での変調電磁波処理を行う場合と、変調電磁波処理を行わない場合との比較を行った。
変調電磁波処理及び未処理による前記スルーホールぬれ上がり向上効果の違いを見るために、ハンダ径とフラックス径の大きさをノギスで測定した。結果を表２に示す。
表２の結果から次のことが分かる。
▲１▼電磁波処理によってハンダ径とフラックス径が共に広がりが大きくなっている。
これは、スルーホールぬれ性向上によるものと考えられ、また、フラックスの密着性、ぬれ性向上の相乗効果の影響も大きいものと考えられる。
▲２▼ＣＶ（％）＝標準偏差／平均×１００を見ても、電磁波処理によってバラツキは小さく、安定してスルーホールぬれ性が向上しているのが分かる。ぬれ性向上によるスルーホール効果は、そのハンダ安定性の向上でも確認された。
また、図４に示すハンダ付け装置を用いてＳｎ９６．０ｗｔ％、Ａｇ３．５ｗｔ％、Ｃｕ０．５ｗｔ％のハンダ液を循環しながらハンダを実行していく過程では、図２４に示すようにハンダ付け装置内の溶融ハンダ３の表面にはドロス（溶融ハンダの上に浮く不純物（酸化物）など）が発生する。このドロスはハンダ時にブリッジ等の障害を招く原因になる。
しかし、図４に示すハンダ付け装置内のハンダ液に本発明の変調電磁波処理を行うと図２５（電流値０．３Ａ）、図２６（電流値０．６Ａ）に示すようにドロスが消えた。特により電流値が高い図２６に示す場合にはドロスが完全に消えた。
図１に示す溶融ハンダ供給配管４をはじめとする流体流路内を流れる被処理流体を電磁波処理するために該流体流路などに導電性電線（コイル）を巻き付けるが、そのコイルの巻き付け方に次のような方法がある。
Ａ．流体流路の周りにコイルを巻く方法
Ｂ．流体流路に別に短管を接続し、該短管内で流体流路（図２の供給配管４）に直接コイルを巻く方法
Ｃ．短管内に設けた流体流路に接続されたコイル設置部材（図４のコイル設置部材１８）にコイルを巻く方法
上記Ａ、Ｂ又はＣの方法にて電磁波処理を行うためのハンダ装置として図５のフローに示す変調電磁波処理１〜６において、Ｂ又はＣの方法が有効である。それは処理方法として簡便であり、ハンダ装置に組込む場合、後付けが可能であることによる。
また、上記Ｃの方法における短管は流体流路に図２７に示すように短管１６の流体流路（溶融ハンダ供給配管４）への接続部に設けたパッド部をスポット溶接により接続する方法（図２７（ａ））、又は流体流路（供給配管４）に短管１６のパッド部をバンド１７で締め付け、固定する方法（図２７（ｂ））がある。
また電線（コイル）１５ａのコイル設置部材１８などへの巻き付け方としては、図２８の単にコイル１５ａをコイル設置部材１８に順次巻き付ける単巻き法、図２９の内側に巻き付けた後にその上にさらに巻き付ける重ね巻き法などがある。このようにコイル設置部材１８に単巻き、又は二重以上の重ね巻きで巻かれたコイル１５ａを備えたコイル部を設けることで、発生電磁波強度が増加する効果がある。
また、コイル設置部材１８を隣接して２つ流体流路に接続する場合には図３０（ａ）のように一方のコイル設置部材１８に単巻きした後、そのコイル１５ａを続けてもう一方のコイル設置部材１８に巻き付ける巻き付け方法が一般的である。図３０（ａ）の流体流路に２つのコイル設置部材１８を隣接して接続した場合のコイル１５ａの巻き方は図３０（ｂ）、図３０（ｃ）に示すように「０」字巻きと「８」字巻きがある。この場合には発生電磁波を広範囲に与えることができ、又その強度を増加させる効果がある。
【実施例３】
本実施例は、リフローハンダ付け方法について説明する。
図３１にリフローハンダ付け装置の側面略図（図３１（ａ））と平面略図（図３１（ｂ））を示す。
クリームハンダを塗布したハンダ対象物３０とその搬送装置（図示せず）が通る入口と出口が設けられたハンダ付け装置のケース（図示せず）内にハンダ対象物３０とその搬送装置の搬送路を取り囲む位置に本発明の変調電磁波を発生する電線（コイル）が巻かれたコイル部３１がある。ハンダ対象物３０とその搬送装置はコイル部３１で囲まれた空間内を搬送されるが、ケース内ではコイル部３１は、その外側からヒータ３２により加熱される。なお、前記ケース内では空気が循環しており、外気がほとんど入り込まない。
ハンダ対象物３０の加熱は二段で行われ、プレヒータゾーンＳ１とハンダ溶融ゾーンＳ２が加熱され、プレヒータゾーンＳ１では加熱温度の均一化、フラックスの活性化が行われ、ハンダ溶融ゾーンＳ２ではハンダ付けが行われる。次いでハンダ付けされたハンダ対象物は冷却ゾーンＳ３で冷却される。
上記３つのゾーンＳ１〜Ｓ３の全てにおいて、ハンダ対象物３０は電磁波を発生するコイル部３１で囲まれた領域を移動し、ハンダ対象物３０及びハンダ材料はコイル部３１からの電磁波処理を受ける。
また、有効電磁波強度はコイルの端部より約５００ｍｍ程度の範囲にまで到達することを電磁波モニター装置（図示せず）により確認しながら、コイル部３１のコイル巻き位置はできるだけハンダ対象物３０のハンダ付け部位に近づいた箇所に配置する。また、電磁波発生用のコイル部３１がその上下位置に設けたヒーター３２からハンダ対象物３０に当たる熱を妨げないようにコイル間隔を調整する必要がある。
図３３に電磁波強度とコイル部の隣接する２本のコイルの間隔との関係を示すように、隣接する２本のコイルの間隔を３０〜７０ｍｍ空けることで、温度プロファイルに影響を与えないことを確認した。
また、ハンダ対象物各所に温度センサーを取り付け、実際に設定された通りのリフロー処理を行うことで、図３２に示すように設定した温度条件（点線）とほぼ同様な温度条件（実線）で加熱することができた。
（１）変調電磁波処理
コイル部３１より発生する電磁波強度はほぼコイル電流値と比例する。電磁波処理によるハンダのぬれ性向上効果のためには次のような弊害が生じるおそれがあるので、電磁波強度を適切にする必要がある。
図３３に示すデータに基づき、電磁波強度が高すぎた場合には、基板へのハンダ広がりは増大し、基板の導電部である銅部分からハンダがはみ出してプラスチック板まで広がる。そのような場合には、電磁波出力を適正値に低下させる。
（２）ハンダ材料とフラックス材料
クリームハンダとしてニホンハンダ（株）製のＰＦ３０５−２０７ＳＨＯ（商品名）であるペースト入りのＳｎ：Ａｇ：Ｃｕ＝９６．５：３．０：０．５（ｗｔ％）を用いる。
（３）変調電磁波処理の電流値と周波数
▲１▼コイル電流値：０．１〜５Ａの間で電流値は可変であるが、本実施例では電磁波が強すぎた場合の不具合（広がり過ぎ）により最適値２Ａに固定した。
▲２▼変調周波数 ２０Ｈｚ〜１ＭＨｚ
（４）テスト結果
以下の３枚の銅製のテストピース（Ａ〜Ｃ）を用いて、下記のハンダ温度と電磁波でハンダの広がり試験（テスト１）と強度試験（テスト２）を行った。
Ａ板：１５０ｍｍ×１５０ｍｍ×厚さ１ｍｍ
Ｂ板： ５０ｍｍ× ５０ｍｍ×厚さ０．３ｍｍ
Ｃ板： １０ｍｍ× １０ｍｍ×厚さ１ｍｍ
ハンダ温度：２３５℃、２４０℃
（ａ）テスト１（広がり試験）
▲１▼図３４（ａ）の側面図と図３４（ｂ）の平面図に示すようにＢ板にφ４ｍｍ，φ３ｍｍの穴をそれぞれ開け、Ａ板の上に置く。合計９個のＢ板がＡ板上に載置される。
▲２▼Ｂ板の上よりクリームハンダを塗布した後、図３４（ｃ）に示すようにＢ板を除くと、その穴に入り込んでいたハンダがＡ板に多数の斑点３３ａ、３３ｂが載った状態となる。
▲３▼図３１に示す装置でリフロー処理を行い、変調電磁波処理と未処理とでＡ板上のハンダの広がり状態をノギスを使用して比較する。
２３５℃でのＢ板のφ４ｍｍとφ３ｍｍの穴を通してＡ板に載った斑点の径のデータを表３と表４に示す。また、２４０℃でのＢ板のφ４ｍｍとφ３ｍｍの穴を通してＡ板に載った斑点の径のデータを表５と表６に示す。
上記表３〜表６に示すように上記条件にて変調電磁波処理をすることにより電磁波未処理時と比較して「ハンダの広がり性」の向上が見られた。
（ｂ）テスト２（ハンダ強度試験）
▲１▼Ｂ板にφ１ｍｍの穴を開け、Ａ板の上に置く。
▲２▼Ｂ板の上よりクリームハンダを塗布した後、Ｂ板を除けると、Ａ板上にハンダが載っている。
▲３▼図３１に示す装置でＡ板を温度２４０℃でリフロー処理を行い、その際に変調電磁波処理をしない（未処理）状態でのリフロー処理と変調電磁波処理を行うリフロー処理を行う。
▲４▼ハンダ溶融状態でＣ板を重ねる。
▲５▼図３５に示すようにＡ板を基礎に固定し、Ｃ板を荷重測定器３６で引っ張り、ハンダ接合部３５の引っ張り強度を測定する。
Ａ板とＣ板のハンダ接合部３５のハンダ面積はＣ板を載せる際の押さえ方で調整してバラツキを与えた。結果を表７に示す。
表７から分かるように、変調電磁波処理によってＡ板とＣ板のハンダ接合部３５の引っ張り強度の増加が見られた。これは変調電磁波処理によってハンダ共晶の微細化が進んだことによるものと考えられる。
【実施例４】
こてハンダ（ロボットハンダ）における変調電磁波処理の効果を確認する実験を次のように行った。
図３６（ａ）の平面図と図３６（ｂ）の一部側面図に示すように、合成樹脂板３７には導電性端子部分（銅パターン）３８を上下に有している。銅パターン３８上にＹ端子条のリード線の端子３９ａ、３９ｂとφ１ｍｍの糸状ハンダ２６を載せ、ハンダこて４２でリード線の端子３９ａ、３９ｂと銅パターン３８間をハンダ付けする。
（１）変調電磁波処理
ハンダこて４２には電線を巻き付けたコイル部４３を設けているので、ハンダこて４２を加熱しながらリード線の端子３９ａ、３９ｂと銅パターン３８の間をハンダ付けをしている間にコイル部４３に変調交流電流を流しながら変調電磁波処理をする場合としない場合（未処理）のハンダの広がりの程度とぬれ性を観察した。
（ａ）ハンダ材料とフラックス材料など
ＲＭＡ（イソプロピルアルコールと約４％の松脂）フラックスを含むＳｎ：Ａｇ：Ｃｕ：Ｉｎ＝９２．５：３．０：０．５：４．０ｗｔ％のハンダ
（ｂ）変調電磁波処理の電流値と周波数
▲１▼コイル電流値０．１〜５Ａ（可変）で行えるが、電磁波が高過ぎると広がり過ぎを生じるため、最適値１Ａ設定に設定
▲２▼変調周波数 ２０Ｈｚ〜１ＭＨｚ
（ｃ）ハンダ付け
▲１▼基板：１個の大きさ１３２ｍｍ×７０．１ｍｍ×厚さ１．５ｍｍのガラスエポキシ樹脂基板３７基板３７に１０個の４ｍｍ×７．６ｍｍの導電性端子部分（銅パターン）３８を配しφ１ｍｍの糸状ハンダ２６でハンだ付けする。
▲２▼リード端子：錫（Ｓｎ）とニッケル（Ｎｉ）でメッキ処理されたＹ字状の端子３９ａ、３９ｂ
▲３▼使用ハンダこて：白光（株）製、商品名ボンコート、型式ＳＲ−１０３２
▲４▼電力： ＡＣ１００Ｖ−１８Ｗ
▲５▼ハンダ条件：温度２１０℃、時間４ｓｅｃ
（２）テスト１（広がり）
ガラスエポキシ樹脂基板３７の銅パターン３８とリード線端子３９ａ、３９ｂの間を変調電磁波処理をする場合と変調電磁波処理をしない場合（未処理）において、ハンダこて４２によりハンダ付けを行い、ハンダの広がりの程度を確認した。
判定方法は図３７に示すハンダ面積／銅パターン３８の面積の比率（％）を目視確認して求め、１０ヶの平均結果を表８に示す。
表８から変調電磁波処理によって「ぬれ性」が向上し、銅パターンのほぼ全域にハンダ付けが可能となった。
【実施例５】
上記各実施例における変調電磁波処理において常備したコイル部からの電磁波照射以外に図３８に示すように可搬型変調電磁波発生用装置から照射される電磁波を用いて、ハンダ付けに作用させることが可能である。
図３８は電磁波発生器１５からの２０Ｈｚ〜１ＭＨｚの帯域で周波数が時間的に変化する交流電流を流す電線（コイル）４５を巻き付けた棒状部材４６の長手方向（Ｘ軸方向）をハンダ対象物方向に向けてハンダ付けを行う方法である。
これは、図３８のＸ軸方向の電磁波強度とＸ軸方向に直交するＹ方向の電磁波強度を、図３９（ａ）と図３９（ｂ）にそれぞれ示すが、この図３９から明らかなようにＸ軸方向の強度がＹ軸方向の強度より強いためである。
そこで、上記各実施例における常備したコイル部からの変調電磁波処理において前記コイル部の電磁波照射以外にコイル４５を巻き付けた棒状部材４６の長手方向（Ｘ軸方向）を「フローハンダ」、「リフローハンダ」及び「こてハンダ」のハンダ付け部位に向けて電磁波を作用させることができる。
この場合、コイル４５を巻き付けた棒状部材４６からの電磁波の作用有効範囲はコイル電流値に比例する電磁波強度と同様にその範囲も増大する。
【産業上の利用可能性】
本発明は、鉛含有ハンダ材料のみならず鉛フリーハンダ材料をハンダ対象物にハンダ付けする前後又はハンダ付け時に本発明の変調電磁波処理することにより、ハンダ材料のぬれ性が著しく改善され、また得られるハンダ付け品の強度などは変調電磁波処理をしていないハンダ材料に比べて向上する。そのため、本発明は、環境に優しく、また従来の評価の高い鉛含有ハンダ材料と同等のハンダ性能を発揮することができ、半導体装置などの回路基板などあらゆる分野のハンダ付け物品に利用可能である。
【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】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【技術分野】
本発明は、鉛フリーハンダ又は鉛含有ハンダを用いるハンダ付け方法とその装置に関し、特にハンダを変調電磁波処理しながらハンダ付けする方法と装置に関する。
【背景技術】
優れた各種性能を有するＳｎ−Ｐｂ共晶ハンダなどの鉛含有ハンダは、ハンダ作業時に発生するヒューム及びガスにより、ハンダ作業場の環境が汚染されること及び作業者への健康に良くないこと及び鉛含有ハンダを使用したプリント基板等を廃棄処分する際に有害物質の無害化をする必要があること等のために、これに代えて鉛フリーハンダ付け装置を採用する傾向にある。
鉛フリーハンダを用いるハンダはフロープロセスではＳｎ−Ａｇ系（Ｓｎ−３〜５％Ａｇ−０．５〜３％Ｃｕ系）、Ｓｎ−Ｃｕ系（Ｓｎ−０．７％Ｃｕ−１．２％Ａｇ系）など、リフロープロセスではＳｎ−Ａｇ系、Ｓｎ−Ｚｎ系、Ｓｎ−Ａｇ−Ｉｎ系、Ｓｎ−Ｂｉ系など、手動ハンダ、ロボットハンダプロセスではＳｎ−Ａｇ系、Ｓｎ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ｂｉ系の共晶ハンダが有望視されている（菅沼克昭、「２００３−１別冊 電子技術」第２頁〜第１４頁、（株）工業調査会、２００３年３月１日発行）。
【発明の開示】
前記従来の鉛フリーハンダ合金の中で特にＳｎ−Ａｇ系（９６．５％Ｓｎ−３．０％Ａｇ−０．５％Ｃｕなど）が最有力の鉛フリーハンダ合金であるが、この鉛フリーハンダでも、Ｓｎ−Ｐｂ系ハンダと比較して次のような問題点があった。
（１）ぬれ性の低下
Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系ハンダは、Ｓｎ−Ｃｕ系ハンダのぬれ性を増加させるため、Ａｇの添加を行っているものであるといえるが、Ｓｎ−Ｃｕ系ハンダへのＡｇの添加割合の増加に伴い、Ａｇ３Ｓｎ粒子の大きさ及びＡｇ３Ｓｎ／β−Ｓｎ共晶ネットワーク・リングの大きさは微細になる。ハンダ組織としては微細な合金成分が分散している状態が望ましく、そのためＡｇ量はある程度多く含まれる方が良い。
（２）ハンダ強度の低下
Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系ハンダは、その合金中のＡｇ量の増加に伴い、合金の強度が上昇し、共晶組成の３．５％Ａｇで最も高い強度を示すが、これは合金組織の微細化に対応している。但し、過共晶組成の４％Ａｇになると多少劣化する。
（３）その他にハンダ付け時に、▲１▼ブリッジ▲２▼フィレット▲３▼リフト・オフ又は▲４▼引け巣が発生することがある。
本発明の目的は、鉛フリーハンダ及び鉛含有ハンダを用いるハンダ付けで生じる好ましくない現象である、ぬれ性が悪いこと、ブリッジ、ピンホールなどの生成などを最小限に抑制するハンダ付け方法と装置を提供することである。
また、本発明の目的は、銀の含有量をできるだけ少なくして、しかも鉛含有ハンダと同等の性能を発揮するハンダを用いるハンダ付け方法と装置を提供することである。
さらに、本発明の目的は、前記ハンダ付け方法と装置を用いて半導体装置などの回路基板、ハンダメッキされたプラスチック・金属などを製造するハンダ付け物品とその製造方法と製造装置を提供することである。
本発明の目的は次の構成により解決される。
本発明は、（ａ）ハンダ付け中、（ｂ）ハンダ付け前及び（ｃ）ハンダ付け後の中の少なくとも（ａ）ハンダ付け中及び（ｂ）ハンダ付け前の工程で、（ｄ）ハンダ材料、（ｅ）ハンダ付け対象物及び（ｆ）その周辺部の中の少なくともいずれかに２０Ｈｚ〜１ＭＨｚの帯域で周波数が時間的に変化する交流電流を流し、該交流電流により誘起される電磁界により変調電磁波処理をするハンダ付け方法である。
本発明によれば、溶融状態のハンダそのものを変調電磁波処理すること、又はハンダ付け工程におけるハンダ付け雰囲気を変調電磁波処理することで、ハンダ付け時のぬれ性が良くなり、また得られるハンダ付け品の強度などが従来のハンダに比べて向上する。
本発明において、ハンダ付け性能が改善される理由は明らかではないが、溶融したハンダが冷却する課程で、ハンダの組成物又はハンダ付け対象物の変調電磁波処理により、微細共晶が形成されるため、ハンダ付けで常に問題になるぬれ性が改善され、またピンホール、ブリッヂが形成され難くなるなどの作用があるものと考えられる。
さらにハンダ付けの後に行うハンダ付け対象物の電磁界雰囲気での冷却により、ハンダの微細共晶が形成されるため、通常のハンダ付けで行われる急速冷却が不要になる。
また、前記（ａ）ハンダ付け中、（ｂ）ハンダ付け前及び（ｃ）ハンダ付け後のハンダ付け工程での変調電磁波処理には、フラックス処理工程でフラックス液そのものへの電磁波処理（電磁波処理１）、フラックス処理空間への電磁波処理（電磁波処理２）、フラックス処理されたハンダ対象物に対して行うプレヒーター処理時のプレヒータ空間への電磁波処理（電磁波処理３）、ハンダ付け中に行う電磁波処理（電磁波処理４）、ハンダ付け空間への電磁波処理（電磁波処理５）及びハンダ付け後のハンダ対象物の冷却工程での冷却空間への電磁波処理（電磁波処理６）の各電磁波処理１〜６の内の少なくともいずれかの電磁波処理が含まれる。
前記電磁波処理１〜６の全てが行われることが望ましいが、本発明の目的を達成するためには少なくともハンダ付けの前工程におけるフラックス処理工程、プレヒーター処理工程及び基板へのハンダ付け工程では、必ず電磁波処理を行うことで、特にぬれ性の改善効果を高くすることができる。
また、ハンダ付けの前工程におけるフラックス液そのもの、ハンダ付け工程の溶融ハンダ液そのもの、フラックス処理雰囲気及び／又はハンダ付け雰囲気を本発明の電磁界雰囲気にすることでフラックスの浸透（ぬれ性）をも促進させる事が可能である。こうしてハンダ対象物（回路基板などの導電性端子）とハンダの密着性も向上する。また、ハンダ対象物とハンダの密着性は、本発明の電磁界雰囲気を形成する事でフラックス処理を行わなくても向上することもある。
このように本発明のハンダ付け方法は溶融ハンダ付け方法に限らず、熱融解した後に、溶融したハンダをハンダ付けして冷却する工程を含むハンダ付け方法などに適用可能である。
上記ハンダ付けは、（ａ）溶融されたハンダ材料をハンダ対象物に吹き付けるフロータイプ、（ｂ）クリームハンダ材料を塗布したハンダ対象物を加熱するリフロータイプ、（ｃ）ハンダ材料を塗布したハンダ対象物にハンダこてを当ててハンダ付けを行うこてハンダタイプ（ロボットハンダ付けを含む）、（ｄ）レーザタイプ又は（ｅ）高周波誘導加熱タイプのハンダ付け方法などあらゆるハンダ付け方法に適用できる。
上記（ａ）フロータイプのハンダ付けは、ディップソルダリング（溶融ハンダの中へフラックスを塗布したハンダ付け対象物を浸して、ハンダ付けをする方法）における平面ディップ式及び噴流ディップ式ハンダ付け方法に共に適用可能である。
さらに、本発明のハンダ付け方法は、（ｃ）こてハンダ付け方法にも適用でき、前記こてハンダ付け方法は手動ハンダ付け又はロボットによる自動ハンダ付けで行われるが、これらのこてハンダ付け方法は次のようなハンダこてを用いて行われる。
例えば（ｉ）焼きハンダごて、ガスハンダごて、電気ハンダごて、（ｉｉ）超音波ハンダごて（超音波振動によって発生するキャビテーション現象を利用して、母材の酸化皮膜を破り、フラックスを用いないで行うハンダ付けであり、たとえばアルミニウムハンダ付けにおいて使用される）、（ｉｉｉ）抵抗ハンダごて（金属又はカーボンでできた電極で接合する部材をはさみ、これに低電圧で大電流を流して接合部に発生するジュール熱によって加熱して行うハンダ付けであり、例えば半導体の回路基板の導電性端子と電線のハンダ付け等に使用される）、（ｉｖ）化学ハンダごて（化学反応による反応熱を利用して行われ、火気・スパークなどの発生が危険を及ぼす作業場や屋外での緊急作業に適したハンダ付け等に使用される）などである。
また、本発明に用いるハンダ材料として鉛フリーハンダ材料を用いた場合に、ハンダ付け時のぬれ性とハンダ強度が良くなるが、鉛フリーハンダ材料に限らず鉛含有ハンダ材料にも適用可能である。
また、本発明を適用できる鉛フリーハンダ材料には制限がないが、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ａｇ系、Ｓｎ−Ａｇ−Ｂｉ系、Ｓｎ−Ａｇ−Ｉｎ系、Ｓｎ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ｚｎ系、Ｓｎ−Ｂｉ系、Ｓｎ−Ｉｎ系、Ｓｎ−Ｓｂ系、Ｓｎ−Ｂｉ−Ｉｎ系、Ｓｎ−Ｚｎ−Ｂｉ系又はＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ−Ｓｂ系のハンダ合金などを用いることができる
例えば、鉛フリーハンダ材料として、９６．５％Ｓｎ−３．０％Ａｇ−０．５％Ｃｕ系のハンダ合金又は９６．０％Ｓｎ−３．５％Ａｇ−０．５％Ｃｕ系のハンダ合金を使用する場合に、本発明の変調電磁波処理を行うことで、Ａｇの含有量（重量％）を０．５％から０％を超える割合まで削減して、該Ａｇの削減分をＳｎの含有量の増加分とするハンダ組成とすることができる。
また、本発明では、前記変調電磁波処理の他に、２０Ｈｚ〜１ＭＨｚの帯域で周波数が時間的に変化する交流電流を流すコイル部を備えた棒状部材を用いて、その長手方向をハンダ対象物方向に向けてハンダ付けを行うことでも変調電磁波を有効にハンダ付け工程に作用させることができる。その理由はコイル部を設けた棒状部材の長手方向で変調電磁波強度が強くなるからである。
さらに本発明では、前記変調電磁波処理と同時に、ハンダ付け前後の工程で赤外線及び／又は遠赤外線処理を含む他の電磁波処理を併用することでもハンダ付けのぬれ性、ハンダ強度などが改善される。
本発明の目的は次の構成によっても解決される。
ハンダ材料をハンダ対象物に塗布するハンダ材料塗布部と、ハンダ対象物及び／又はハンダ対象物へのハンダ付け用のハンダ材料及び／又はハンダ材料の近傍に設けたコイルを巻き付けたコイル部と、前記コイル部のコイルに２０〜１ＭＨｚの帯域で周波数が時間的に変化する交流電流を流す電磁波発生器とを備えたハンダ付け装置である。
また、上記ハンダ付け装置の前記コイル部の他に、２０Ｈｚ〜１ＭＨｚの帯域で周波数が時間的に変化する交流電流を流すコイルを巻き付け、その長手方向をハンダ対象物方向に向けた棒状部材を設けた構成を採用しても良い。
本発明の上記ハンダ付け装置がフロータイプの装置であると、ハンダ材料塗布部は、予備加温装置及びフラックス処理装置を付設した溶融ハンダを貯めた溶融ハンダ槽と該溶融ハンダ槽内に配置した、ハンダ付け対象物に向けて溶融ハンダを噴出する噴出口を設けた溶融ハンダ供給配管とからなり、コイル部は、前記溶融ハンダ槽の近傍及び／又は前記溶融ハンダ供給配管に設けられた構成からなる。
また、上記変調電磁波処理には、フラックス処理工程でフラックス液そのものへの電磁波処理（電磁波処理１）、フラックス処理空間への電磁波処理（電磁波処理２）、フラックス処理された基板に対して行うプレヒーター処理時のプレヒータ空間への電磁波処理（電磁波処理３）及び基板へのハンダ付け時に行う電磁波処理（電磁波処理４）、ハンダ付け空間への電磁波処理（電磁波処理５）及び／又はハンダ付け後の基板の冷却工程での冷却空間への電磁波処理（電磁波処理６）の中の少なくともいずれかの電磁波処理が含まれる。
前記電磁波処理１〜６の全てが行われることが望ましいが、本発明の目的を達成するためには少なくともハンダ付けの前工程におけるフラックス処理工程、プレヒーター処理工程及び基板へのハンダ付け工程では、必ず電磁波処理を行うことで、特にぬれ性の改善効果を高くすることができる。
また、溶融ハンダ槽内に配置した前記溶融ハンダ供給配管は、その外周部に接続した溶融ハンダの侵入防止用配管を備え、コイル部は、前記溶融ハンダ侵入防止用配管の内部を経由して前記溶融ハンダ供給配管にコイルを挿入して巻き付けた構成とすることができる。
このように溶融ハンダ侵入防止用配管の内部を経由して前記溶融ハンダ供給配管にコイルを挿入して巻き付けてコイル部とすることで、溶融状態のハンダ材料にコイルが接触しないのでコイルが劣化しにくくなる。
また、コイル部が、前記溶融ハンダ侵入防止用配管の内部を通して溶融ハンダ供給配管に接続したコイル設置部材と該コイル設置部材に前記溶融ハンダ侵入防止用配管の内部を通して導入したコイルを巻き付けた構成であると、コイル設置部材へのコイルの装着を溶融ハンダ槽の外で行うことができるので、メンテナンス性が良い。
前記コイル設置部材は、その長手方向が前記溶融ハンダ侵入防止用配管の内部において、溶融ハンダ供給配管の長手方向に直交する方向に接続されていると、コイル設置部材のコイル部からは溶融ハンダ供給配管内の溶融ハンダの流れ方向に対して直交する方向に電磁波を与えることができる。その結果、より高出力の電磁波エネルギー量が溶融ハンダに与えられる。
また、コイルをコイル設置部材に単巻き、又は二重以上の重ね巻きで巻くことができるが、二重以上の重ね巻きで、単巻きより発生電磁波強度が増加する。
また、コイル設置部材を溶融ハンダ供給配管の長手方向に２本並列配置して設け、コイル設置部材にはコイルを前記２本のコイル設置部材の間に「０」字巻き又は「８」字巻きに巻き付けると発生電磁波を広範囲に与えることができ、また電磁波強度も１本のコイル設置部材にコイル部を設ける場合に比べて強くなる。
本発明の上記ハンダ付け装置がリフロータイプの装置であると、そのハンダ塗布部は、クリームハンダをハンダ対象物に塗布したハンダ対象物を上流側から下流側に搬送する搬送手段と該搬送手段による搬送中のハンダ対象物を加熱する加熱手段と冷却手段を備え、コイル部は、前記ハンダ対象物を搬送する搬送手段の周囲に巻き付けたコイルを備えた構成とすることができる。
この場合には、コイル部は、例えば、前記搬送手段で搬送されるハンダ対象物の搬送方向に直交する方向で、かつハンダ対象物を囲うようにコイルを配置した構成とする。
前記加熱手段は、例えば、前記搬送手段の搬送方向上流側に設けられた予備加熱部とその下流側に設けられた本加熱部から構成され、前記冷却手段は前記本加熱部の下流側に設けられた構成とすることで、ハンダ付けの予備加熱と本加熱及び冷却の各段階で変調電磁波処理ができる。
本発明の上記ハンダ付け装置がこてハンダタイプの装置であると、ハンダ塗布部は、ハンダを塗布したハンダ対象物に接触又は近接させてハンダ付けを行うハンダこてを備え、コイル部は、前記ハンダこて部分にコイルを巻き付けた構成とすることができる。
この構成では、コイル部がハンダこて部分にあるので、常にハンダ対象物に向けて変調電磁波を当てることができる。
また、本発明は前記ハンダ付け方法を製造工程の中に組み込んだハンダ付け物品の製造方法も含む。前記ハンダ付け物品とは半導体装置を備えた回路基板など半導体装置を含むハンダ付けが必要な全ての電子・電気機器を含む。
また、本発明のハンダ付け方法で得られた、例えば半導体装置を備えた回路基板など半導体装置を含むハンダ付けが必要な全ての電子・電気機器などのハンダ付け物品も本発明に含まれる。
さらに、本発明には前記ハンダ付け装置を含む、例えば半導体装置を備えた回路基板など半導体装置を含むハンダ付けが必要な全ての電子・電気機器などを含むハンダ付け物品の製造方法と装置を含む。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の実施例のハンダ付け装置の斜視図である。
図２は、図１のハンダ付け装置の側面概略図である。
図３は、図１のハンダ付け装置のハンダ供給配管の溶融ハンダ噴出口付近と該溶融ハンダ噴出口の上方を搬送されている半導体装置のそれぞれの断面図である。
図４は、本発明の実施例のハンダ付け装置の側面概略図である。
図５は、本発明の実施例のハンダ付け処理時のフロー図である。
図６は、本発明の変調電磁波処理の諸条件を検討するためのテスト装置の側面概略図である。
図７は、図６のテスト装置で得られた溶融ハンダを型に流し込む途中で変調電磁波処理をしている様子を示す図である。
図８は、図６に示すテスト装置で変調電磁波処理を行わなかった場合のインゴット研磨面の顕微鏡写真のコピーである。
図９は、図６に示すテスト装置でのみ０．３Ａ、５０〜５，０００Ｈｚで変調電磁波処理を行った場合のインゴット研磨面の顕微鏡写真のコピーである。
図１０は、図６に示すテスト装置でのみ０．３Ａ、５０〜５００ｋＨｚで変調電磁波処理を行った場合のインゴット研磨面の顕微鏡写真のコピーである。
図１１は、図６に示すテスト装置でのみ０．３Ａ、５０〜２０，０００Ｈｚで変調電磁波処理を行った場合のインゴット研磨面の顕微鏡写真のコピーである。
図１２は、図６に示すテスト装置と図７に示す型に流し込む途中で０．３Ａ、５０〜５，０００Ｈｚで変調電磁波処理を行った場合のインゴット研磨面の顕微鏡写真のコピーである。
図１３は、図６に示すテスト装置と図７に示す型に流し込む途中で０．３Ａ、５０〜５００ｋＨｚで変調電磁波処理を行った場合のインゴット研磨面の顕微鏡写真のコピーである。
図１４は、図６に示すテスト装置と図７に示す型に流し込む途中で０．３Ａ、５０〜２０，０００Ｈｚで変調電磁波処理を行った場合のインゴット研磨面の顕微鏡写真のコピーである。
図１５は、変調電磁波処理を行ってない鉛含有ハンダのインゴット研磨面の顕微鏡写真のコピーである。
図１６は、基板に設けた貫通孔に半導体チップの端子を挿入した後、基板上の導線と半導体チップの端子を貫通孔を介して理想的にハンダ付けが行われた場合の側断面図である。
図１７は、半導体装置と溶融ハンダに変調電磁波処理を施さないでハンダ付けをした場合の基板貫通孔内の半導体チップ端子の周りのハンダ付け状態を示す顕微鏡写真のコピーである。
図１８は、半導体装置と溶融ハンダに０．３Ａ、５０〜５，０００Ｈｚで変調電磁波処理を施した後にハンダ付けを行った場合の基板貫通孔内の半導体チップ端子の周りのハンダ付け状態を示す顕微鏡写真のコピーである。
図１９は、図１６の点線（ｂ）で囲まれた部分の半導体装置と溶融ハンダに０．３Ａ、５０〜５００ｋＨｚで変調電磁波処理を施した後にハンダ付けを行った場合の基板貫通孔内の半導体チップ端子の周りのハンダ付け状態を示す顕微鏡写真のコピーである。
図２０は、図１６の点線（ａ）で囲まれた部分の半導体装置と溶融ハンダに０．３Ａ、５０〜５００ｋＨｚで変調電磁波処理を施した後にハンダ付けを行った場合の基板貫通孔内の半導体チップ端子の周りのハンダ付け状態を示す顕微鏡写真のコピーである。
図２１は、半導体装置と溶融ハンダに０．３Ａ、５０〜２０，０００Ｈｚで変調電磁波処理を施した後にハンダ付けを行った場合の基板貫通孔内の半導体チップ端子の周りのハンダ付け状態を示す顕微鏡写真のコピーである。
図２２は、変調電磁波処理を施しないで、鉛含有ハンダを用いてハンダ付けを行った場合の基板貫通孔内の半導体チップ端子の周りのハンダ付け状態を示す顕微鏡写真のコピーである。
図２３は、本発明の変調電磁波処理によるハンダ付けのテストピースの平面図（図２３（ａ））、その貫通孔の平面拡大図（図２３（ｂ））及び側面図（図２３（ｃ））である。
図２４は、本発明の変調電磁波処理によるハンダ付け装置の溶融ハンダ表面のドロスの発生を示す写真のコピーである。
図２５は、本発明の変調電磁波処理によるハンダ付け装置の溶融ハンダ表面のドロスの発生を抑制した状態を示す写真のコピーである。
図２６は、本発明の変調電磁波処理によるハンダ付け装置の溶融ハンダ表面のドロスの発生を抑制した状態を示す写真のコピーである。
図２７は、本発明の変調電磁波処理装置の短管と溶融ハンダ供給配管の接続部を示す斜視図（図２７（ａ））及び側面図（図２７（ｂ））である。
図２８は、図２７のコイル設置部材へのコイルの巻き方を示す斜視図である。
図２９は、図２７のコイル設置部材へのコイルの巻き方を示す斜視図である。
図３０は、図２７の並列配置のコイル設置部材へのコイルの巻き方を示す斜視図である。
図３１は、本発明のリフローによるハンダ付け装置の側面略図（図３１（ａ））と平面略図（図３１（ｂ））である。
図３２は、本発明のリフローによるハンダ付け時の加熱ゾーンと冷却ゾーンの温度を示す図である。
図３３は、本発明のリフローによるハンダ付け時の変調電磁波の強度とコイル部の隣接する２本のコイルの間隔との関係を示す図である。
図３４は、本発明のリフローによるハンダ付け時のハンダの広がりテストの説明図である。
図３５は、本発明のリフローによるハンダ付け時のハンダの強度試験の説明図である。
図３６は、本発明のこてハンダによるハンダ付け実行時の様子の説明図である。
図３７は、本発明のこてハンダによるハンダ付け時のハンダの広がりの説明図である。
図３８は、本発明の可変周波数を流す電線を棒状体に巻き付けた場合の変調電磁波の強度の方向性を説明する図である。
図３９は、図３８に示す装置のコイルからの距離と電磁波強度との関係を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
本発明の実施の形態について図面と共に説明する。
【実施例１】
本実施例は図１の斜視図と図２の側面略図に示す噴流ディップ式のハンダ付け装置を用いて９６．５％Ｓｎ−３．０％Ａｇ−０．５％Ｃｕ系のハンダの変調電磁波処理を行った。
本実施例の噴流ディップ式のハンダ付け装置は、溶融した９６．５％Ｓｎ−３．０％Ａｇ−０．５％Ｃｕ系ハンダの浴槽１とその周囲にヒータ２を配置し、溶融したハンダ３を貯めた浴槽１内には溶融ハンダ３をその表面より上方に誘導して噴出させる噴出口４ａを備えた溶融したハンダ供給配管４を設けている。該ハンダ供給配管４の溶融ハンダ取り込み口４ｂには誘引ファン６（図２）を設けておき、該ファン６をモータ７で回転させることで、ハンダ浴槽１内の溶融ハンダ３をハンダ供給配管４から、その噴出口４ａに供給することができる。また、ハンダ付けされる部品（本実施例では半導体装置９）は前記噴出口４ａの上方を通るハンダ対象物の搬送装置１１により搬送される。
ハンダ供給配管４の溶融ハンダ噴出口４ａ付近と該溶融ハンダ噴出口４ａの上方を搬送されている半導体装置９のそれぞれの断面図を図３に示す。
半導体装置９は基板１２に設けた貫通孔１２ａに半導体チップ１３の通電端子１３ａを予め挿入してあり、ハンダ供給配管４の溶融ハンダ噴出口４ａの上方を通過中に貫通孔１２ａ内の通電端子１３ａが基板１２上の図示しない電気配線にハンダ付けされる。
前記溶融ハンダ供給配管４に直接変調電磁波発生器１５のコイル１５ａを巻き付けてもよいが、図２に示すように溶融ハンダ浴槽１内に浸漬された溶融ハンダ供給配管４の外周部の一部を覆い、溶融ハンダ浴槽１のハンダ液の液面より上方側にまで伸び、内部に溶融ハンダ３が入り込まないようにした短管（溶融ハンダの侵入防止用配管）１６内を通して変調電磁波発生器１５のコイル１５ａを溶融ハンダ供給配管４の外周部に巻き付ける方がよい。この場合には、コイル１５ａが溶融ハンダ３に直接接することがないので、コイル１５ａの劣化が少ない。
また、図４に示すように、溶融ハンダ浴槽１内に浸漬された溶融ハンダ供給配管４の外周部の一部を覆い、溶融ハンダ浴槽１のハンダ液の液面より上方側にまで伸び、内部に溶融ハンダ３が入り込まないようにした短管１６内にコイル設置部材１８を接続し、該コイル設置部材１８に変調電磁波発生器１５のコイル１５ａを巻き付ける方法でもよい。この場合にも図２に示す場合と同じく、コイル１５ａが溶融ハンダ３に直接接することがないのでコイル巻き部分の劣化が少ない。コイル設置部材１８は金属製、プラスチック製又は磁器材料その他の材料からなる。
図４に示す構成は図２に示す構成に比べてコイル１５ａを巻き易く、溶融ハンダ装置にコイル巻き部分を組込む場合、後加工がし易い特徴があるが、さらに、図４に示す例では溶融ハンダ供給配管４の長手方向にほぼ直交する方向にコイル設置部材１８を接続しているので、コイル設置部材１８に巻いたコイル１５ａからは溶融ハンダ供給配管４内の溶融ハンダの流れ方向に対して直交する方向に電磁波を与えることができる。その結果、より高出力の電磁波エネルギー量が溶融ハンダに与えられる。
図２又は図４に示す装置を用いて行う電磁波処理のフローは図５に示す通りである。
まず、ハンダ付けを行う基板１２に対してフラックス処理を行うが、このフラックス処理工程でフラックス液そのものに電磁波処理を施す（電磁波処理１）かフラックス処理空間に電磁波処理を施す（電磁波処理２）。次いでフラックス処理された基板１２に対してプレヒーター処理を行うが、この時もプレヒータ空間に電磁波処理をする（電磁波処理３）。次に行う基板１２へのハンダ付け時にも電磁波処理を行う（電磁波処理４）。また、この時もハンダ付け空間に電磁波処理をする（電磁波処理５）。基板１２へのハンダ付けが終わると、ハンダ付けされた基板１２は冷却される。この冷却工程でも冷却空間に電磁波処理を行うことが望ましい（電磁波処理６）。
前記電磁波処理１〜６の全てが行われることが望ましいが、本発明の目的を達成するためには少なくともプレヒーター処理時及び基板１２へのハンダ付け時には必ず電磁波処理を行うことが必要である。
本実施の形態の変調電磁波処理の諸条件を以下のように検討した。
鉛フリーハンダが鉛含有ハンダと比較して変調電磁波処理により、どの程度のぬれ性等の効果があるか確認するために以下の実験を行った。
（１）変調電磁波処理
前記変調電磁波処理の諸条件を検討するために、図６に示すテスト装置で変調電磁波処理を行った。図６は側壁にヒータ２を設けたハンダ浴槽１７内に下記の各種のハンダ材料の溶融物３を入れ、ヒータ２の外側に変調電磁波発生器１５からの可変周波数を発振するコイル１５ａを巻き付けた。
（ａ）各種ハンダ材料及びフラックス材料
各種ハンダ材料
▲１▼鉛含有ハンダ
Ｓｎ６３ｗｔ％とＰｂ３７ｗｔ％からなるハンダ
▲２▼鉛フリーハンダ
Ｓｎ９６．５ｗｔ％、Ａｇ３ｗｔ％、Ｃｕ０．５ｗｔ％からなるハンダ
フラックス材料
ロジン（松脂）２０〜３０％、アミン系活性剤１％以下、溶剤（アルコール等）の混合液
（ｂ）変調電磁波処理の電流値と周波数
▲１▼コイル電流値 ０．１〜５Ａ（可変）
▲２▼周波数 ５０〜５００ｋＨｚ
（ｃ）ハンダ付け
前記（ｂ）のコイル電流値と周波数の範囲内で図６のハンダ浴槽１７の周囲から浴槽１７内の溶融ハンダに対して変調電磁波処理を施した後、ハンダ浴槽内の溶融ハンダ３を図７に示すように型１８に流し込み、インゴットとする。この際、図７に示すように型１８に流し込む途中にも前記（ｂ）のコイル電流値と周波数で変調電磁波処理を行う場合と前記変調電磁波処理を行わない場合とがある。
（ｄ）切断面の観察
次に、インゴットを冷却した後、切断した上で、切断面を研磨して研磨表面の顕微鏡による確認を行い、金属粒界及び結晶状態を確認した。なおインゴットは表面から順次中心部に向けて冷却、固化されていくが、以下に示す顕微鏡写真は全てインゴットの表面に近い部分を倍率１００倍にした写真である。
（２）テスト結果１
このテスト結果１は図６に示すテスト装置で前記▲１▼、▲２▼の溶融したハンダ材料に変調電磁波処理を行った後、図７に示す型１８に流し込む途中で前記変調電磁波処理を行わない場合のテスト結果である。このときのコイル電流値は０．３Ａで一定とし、変調電磁波は（ａ）未処理、（ｂ）５０〜５，０００Ｈｚ、（ｃ）５０〜５００ｋＨｚ及び（ｄ）５０〜２０，０００Ｈｚである。
前記（ａ）〜（ｄ）の結果を図８、図９、図１０、図１１にそれぞれ示す。
（３）テスト結果２
このテスト結果２は、図６に示すテスト装置で前記▲１▼、▲２▼の溶融したハンダ材料に変調電磁波処理を行った後に、図７に示す型１８に流し込む途中で前記変調電磁波処理を行った場合のテスト結果である。
このときのコイル電流値は０．３Ａで一定とし、変調電磁波は（ａ）５０〜５，０００Ｈｚ、（ｂ）５０〜５００ｋＨｚ及び（ｃ）５０〜２０，０００Ｈｚで処理をした。前記（ａ）〜（ｃ）の結果を図１２、図１３、図１４にそれぞれ示す。
また、前記図６および図７に示す変調電磁波処理を全く行わなかった場合のインゴット研磨面の顕微鏡写真は前述のように図８に示す通りである。
さらに、前記▲１▼の溶融した鉛含有ハンダ材料を用いて前記図６および図７に示す変調電磁波処理を全く行わなかった場合のインゴット研磨面の顕微鏡写真を図１５に示す。
このように、図８〜図１４は（１）（ｂ）の▲２▼鉛フリーハンダを用い、図１５は（１）（ａ）の▲１▼鉛含有ハンダを用いた場合の結果である。
（４）テスト結果１、２の考察
以上のテスト結果１、２から、前記▲２▼の溶融した鉛フリーハンダ材料に対して図６および図７に示す変調電磁波処理を全く行わなかった場合のインゴット研磨面の顕微鏡写真（図８）に比べて、図６に示す変調電磁波処理を行なった場合のインゴット研磨面の顕微鏡写真（図９〜図１１）は比較的均一な共晶物が得られていることが分かる。
また、前記▲２▼の溶融した鉛フリーハンダ材料に対して図６および図７に示す変調電磁波処理を共に行なった場合のインゴット研磨面の顕微鏡写真（図１２〜図１４）は、前記図６に示す変調電磁波処理だけを行なった場合のインゴット研磨面の顕微鏡写真（図９〜図１１）に比較して、より均一な共晶物が得られていることが分かる。
図１２〜図１４の顕微鏡写真は従来汎用されていた前記▲１▼の鉛含有ハンダ材料から得られるインゴット研磨面の顕微鏡写真（図１５）と同等以上の均一な共晶物が得られていることから、本実施例の変調電磁波処理を行うことで鉛フリーハンダ材料も性能に定評がある鉛含有ハンダ材料の代替物となり得ることが判明した。
また、図６に示すハンダ浴槽内の溶融ハンダに対して変調電磁波処理を施すだけでなく、ハンダ浴槽内の溶融ハンダを型に流し込む途中にも変調電磁波処理を行うことが効果的であることが分かった。
（５）実機への応用結果
図１に示す噴流ディップ式の溶融ハンダ付け装置１を用いて、半導体装置９の基板１２上の導線と半導体チップ１３の端子１３ａをハンダ付けを行った。
図１６には基板１２に設けた貫通孔１２ａに半導体チップ１３の端子１３ａを挿入した後、基板１２上の導線と半導体チップ１３の端子１３ａが貫通孔１２ａを介して理想的にハンダ付けが行われた場合の側断面図である。
前記テスト結果２の条件と同じく、コイル電流値は０．３Ａで一定とし、時間と共に周波数が変化する変調周波数は
（ａ）未処理、
（ｂ）５０〜５，０００Ｈｚ、
（ｃ）５０〜５００ｋＨｚ及び
（ｄ）５０〜２０，０００Ｈｚ
でハンダ付け前の半導体装置９に変調電磁波処理を施し、溶融ハンダ供給配管４内の溶融ハンダ３に変調電磁波処理を施し、さらにハンダ付け後の半導体装置９にも変調電磁波処理を施す。
上記（ａ）〜（ｄ）の条件で変調電磁波処理を施さない場合と変調電磁波処理を施しながら半導体装置９のハンダ付けを行った場合の基板貫通孔１２ａ内の半導体チップ端子１３ａの周りのハンダ付け状態を示す断面を２５倍の倍率の断面の顕微鏡写真として図１７〜図２２に示す。図１７、図１８、図２０、図２１の顕微鏡写真は、図１６の点線（ａ）で囲まれた部分において、上記条件（ａ）〜（ｄ）で処理したハンダ付け処理後のそれぞれの状態でハンダ付けをした場合をそれぞれ順番に示す。
なお、図１７〜図２１は（１）（ｂ）の▲２▼鉛フリーハンダ材料を用い、図２２は（１）（ａ）の▲１▼鉛含有ハンダ材料を用いた場合の結果である。
また、図１９の顕微鏡写真は、図１６の点線（ｂ）で囲まれた部分において上記条件（ｃ）で処理したハンダ付け処理後のそれぞれの状態でハンダ付けをした場合を示す。また、図２２は変調電磁波処理を施さないで▲１▼鉛含有ハンダ材料を用いてハンダ付けをした場合を示す。
図１７には変調電磁波処理をしていない上記条件（ａ）でのハンダ付けの結果を示すが、基板１２の貫通孔１２ａと半導体チップ１３の端子１３ａとの隙間にハンダが十分侵入していないことが分かる。
図１８には上記条件（ｂ）で変調電磁波処理を施しながらハンダ付けを行った結果を示すが、基板１２の貫通孔１２ａと半導体チップ１３の端子１３ａとの隙間にハンダが十分侵入していて、ハンダ付けが狭い空間でも良く行われていることを示している。
図１９には上記条件（ｃ）で変調電磁波処理を施しながら半導体装置９の端部の比較的障害物が少ない箇所（図１６の（ｂ））の半導体チップ１３の端子１３ａ部分のハンダ付けを行った結果を示すが、基板１２の貫通孔１２ａと半導体チップ１３の端子１３ａとの隙間にハンダが十分侵入していて、本実施例の中では最も良好な状態でハンダ付けが行われていることを示している。
図２０には上記条件（ｃ）で半導体装置９の中央部の比較的障害物が多い箇所の半導体チップ１３の端子１３ａ部分のハンダ付けを行った結果を示すが、図１９とほぼ同程度に基板１２の貫通孔１２ａと半導体チップ１３の端子１３ａとの隙間にハンダが十分侵入していて、良好な状態でハンダ付けが行われていることを示している。
図２１には上記条件（ｄ）で変調電磁波処理を施しながらハンダ付けを行った結果を示すが、基板１２の貫通孔１２ａと半導体チップ１３の端子１３ａとの隙間にハンダが十分侵入していない。
図２２には変調電磁波処理を施さないで、▲１▼鉛含有ハンダ材料を用いてハンダ付けを行った結果を示すが、基板１２の貫通孔１２ａと半導体チップ１３の端子１３ａとの隙間にハンダが十分侵入していない。
また、図示をしていないが、電磁波強度が強すぎると、いわゆる「ハンダダレ」が生じる。
従って、本実施例の変調電磁波処理の条件を適切に選ぶことで、▲２▼鉛フリーハンダ材料を用いてぬれ性の優れたハンダ付けができることが判明した。しかも、本実施例の方法によると▲１▼鉛含有ハンダ材料を用いる場合に比較しても良好なハンダ付けが可能であることが分かった。
【実施例２】
本実施例は実施例１と同じくフロータイプのハンダ付け方法であり、鉛フリーハンダ材料を用いて変調電磁波処理をしながらのハンダ付けを行う実施例である。
（１）変調電磁波処理
前記変調電磁波処理の諸条件を検討するために、図６に示すテスト装置で変調電磁波処理を行った。
（ａ）各種ハンダ材料及びフラックス材料
各種ハンダ材料
▲１▼Ｓｎ９６．５ｗｔ％、Ａｇ３．０ｗｔ％、Ｃｕ０．５ｗｔ％からなるハンダ
▲２▼Ｓｎ９７．０ｗｔ％、Ａｇ２．５ｗｔ％、Ｃｕ０．５ｗｔ％からなるハンダ
▲３▼Ｓｎ９７．５ｗｔ％、Ａｇ２．０ｗｔ％、Ｃｕ０．５ｗｔ％からなるハンダ
▲４▼Ｓｎ９８．０ｗｔ％、Ａｇ１．５ｗｔ％、Ｃｕ０．５ｗｔ％からなるハンダ
フラックス材料
ロジン（松脂）２０〜３０％、アミン系活性剤１％以下、溶剤（アルコール等）の混合液
（ｂ）変調電磁波処理の電流値と周波数
▲１▼コイル電流値 ０．１〜５Ａ（可変）
▲２▼変調周波数 ２０Ｈｚ〜１ＭＨｚ
（ｃ）ハンダ付け
図２３（ａ）の平面図に示すプラスチック板２０上に縦６コ×横６コ、計３６コの直径３ｍｍの円形の銅箔２１を設けた３０×３０ｍｍの大きさのテストピース２３を用意し、前記銅箔２１の各々の中心部に０．８ｍｍの貫通孔２５（図２３（ｂ）の平面拡大図、図２３（ｃ）の側面図）を設ける。
先の（ｂ）のコイル電流値と周波数の範囲内で図６のハンダ浴槽１７の周囲から浴槽１７内の溶融ハンダ３に対して変調電磁波処理を施した後、前記テストピース２３を溶融ハンダ３でハンダ付けして、貫通孔２５を通してテストピース２３上面にハンダ２６がぬれ上がる状況（スルーホール性）を観察することでＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ系の溶融ハンダのぬれ性を確認する。
（２）テスト結果１
実際のハンダ工程と同じように、ハンダ液、フラックス液の変調電磁波処理とフラックス処理工程とプレヒーター工程及びハンダ処理工程での変調電磁波処理を行う場合と、変調電磁波処理を行わない場合との比較を行った。
また、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系ハンダのＡｇ含有率の影響について、図２３（ｂ）、図２３（ｃ）に示すようにテストピース２３の貫通孔２５におけるハンダ２６のスルーホール効果を観察した。３６コの貫通孔２５の中でスルーホールぬれ上がりがあった個数を数えた。
結果を表１に示す。
表１から明らかなように、
▲１▼変調電磁波処理によってスルーホールぬれ上がり向上効果があることが確認された。
▲２▼９７．５％Ｓｎ−２．０％Ａｇ−０．５％Ｃｕの合金であっても、変調電磁波処理によって、変調電磁波未処理時のＡｇ３．０％含有合金と同程度のスルーホール効果が得られることが分かった。
（３）テスト結果２（実装試験）
前記テスト１と同じテストピース２３を用いて、９６．５％Ｓｎ−３．０％Ａｇ−０．５％Ｃｕの合金を前記（１）（ｂ）の電磁波により、図４に示すハンダ付け装置を用いるハンダ付けを行った。このとき、ハンダ液、フラックス液の変調電磁波処理とフラックス処理工程とプレヒーター工程及びハンダ処理工程での変調電磁波処理を行う場合と、変調電磁波処理を行わない場合との比較を行った。
変調電磁波処理及び未処理による前記スルーホールぬれ上がり向上効果の違いを見るために、ハンダ径とフラックス径の大きさをノギスで測定した。結果を表２に示す。
表２の結果から次のことが分かる。
▲１▼電磁波処理によってハンダ径とフラックス径が共に広がりが大きくなっている。
これは、スルーホールぬれ性向上によるものと考えられ、また、フラックスの密着性、ぬれ性向上の相乗効果の影響も大きいものと考えられる。
▲２▼ＣＶ（％）＝標準偏差／平均×１００を見ても、電磁波処理によってバラツキは小さく、安定してスルーホールぬれ性が向上しているのが分かる。ぬれ性向上によるスルーホール効果は、そのハンダ安定性の向上でも確認された。
また、図４に示すハンダ付け装置を用いてＳｎ９６．０ｗｔ％、Ａｇ３．５ｗｔ％、Ｃｕ０．５ｗｔ％のハンダ液を循環しながらハンダを実行していく過程では、図２４に示すようにハンダ付け装置内の溶融ハンダ３の表面にはドロス（溶融ハンダの上に浮く不純物（酸化物）など）が発生する。このドロスはハンダ時にブリッジ等の障害を招く原因になる。
しかし、図４に示すハンダ付け装置内のハンダ液に本発明の変調電磁波処理を行うと図２５（電流値０．３Ａ）、図２６（電流値０．６Ａ）に示すようにドロスが消えた。特により電流値が高い図２６に示す場合にはドロスが完全に消えた。
図１に示す溶融ハンダ供給配管４をはじめとする流体流路内を流れる被処理流体を電磁波処理するために該流体流路などに導電性電線（コイル）を巻き付けるが、そのコイルの巻き付け方に次のような方法がある。
Ａ．流体流路の周りにコイルを巻く方法
Ｂ．流体流路に別に短管を接続し、該短管内で流体流路（図２の供給配管４）に直接コイルを巻く方法
Ｃ．短管内に設けた流体流路に接続されたコイル設置部材（図４のコイル設置部材１８）にコイルを巻く方法
上記Ａ、Ｂ又はＣの方法にて電磁波処理を行うためのハンダ装置として図５のフローに示す変調電磁波処理１〜６において、Ｂ又はＣの方法が有効である。それは処理方法として簡便であり、ハンダ装置に組込む場合、後付けが可能であることによる。
また、上記Ｃの方法における短管は流体流路に図２７に示すように短管１６の流体流路（溶融ハンダ供給配管４）への接続部に設けたパッド部をスポット溶接により接続する方法（図２７（ａ））、又は流体流路（供給配管４）に短管１６のパッド部をバンド１７で締め付け、固定する方法（図２７（ｂ））がある。
また電線（コイル）１５ａのコイル設置部材１８などへの巻き付け方としては、図２８の単にコイル１５ａをコイル設置部材１８に順次巻き付ける単巻き法、図２９の内側に巻き付けた後にその上にさらに巻き付ける重ね巻き法などがある。このようにコイル設置部材１８に単巻き、又は二重以上の重ね巻きで巻かれたコイル１５ａを備えたコイル部を設けることで、発生電磁波強度が増加する効果がある。
また、コイル設置部材１８を隣接して２つ流体流路に接続する場合には図３０（ａ）のように一方のコイル設置部材１８に単巻きした後、そのコイル１５ａを続けてもう一方のコイル設置部材１８に巻き付ける巻き付け方法が一般的である。図３０（ａ）の流体流路に２つのコイル設置部材１８を隣接して接続した場合のコイル１５ａの巻き方は図３０（ｂ）、図３０（ｃ）に示すように「０」字巻きと「８」字巻きがある。この場合には発生電磁波を広範囲に与えることができ、又その強度を増加させる効果がある。
【実施例３】
本実施例は、リフローハンダ付け方法について説明する。
図３１にリフローハンダ付け装置の側面略図（図３１（ａ））と平面略図（図３１（ｂ））を示す。
クリームハンダを塗布したハンダ対象物３０とその搬送装置（図示せず）が通る入口と出口が設けられたハンダ付け装置のケース（図示せず）内にハンダ対象物３０とその搬送装置の搬送路を取り囲む位置に本発明の変調電磁波を発生する電線（コイル）が巻かれたコイル部３１がある。ハンダ対象物３０とその搬送装置はコイル部３１で囲まれた空間内を搬送されるが、ケース内ではコイル部３１は、その外側からヒータ３２により加熱される。なお、前記ケース内では空気が循環しており、外気がほとんど入り込まない。
ハンダ対象物３０の加熱は二段で行われ、プレヒータゾーンＳ１とハンダ溶融ゾーンＳ２が加熱され、プレヒータゾーンＳ１では加熱温度の均一化、フラックスの活性化が行われ、ハンダ溶融ゾーンＳ２ではハンダ付けが行われる。次いでハンダ付けされたハンダ対象物は冷却ゾーンＳ３で冷却される。
上記３つのゾーンＳ１〜Ｓ３の全てにおいて、ハンダ対象物３０は電磁波を発生するコイル部３１で囲まれた領域を移動し、ハンダ対象物３０及びハンダ材料はコイル部３１からの電磁波処理を受ける。
また、有効電磁波強度はコイルの端部より約５００ｍｍ程度の範囲にまで到達することを電磁波モニター装置（図示せず）により確認しながら、コイル部３１のコイル巻き位置はできるだけハンダ対象物３０のハンダ付け部位に近づいた箇所に配置する。また、電磁波発生用のコイル部３１がその上下位置に設けたヒーター３２からハンダ対象物３０に当たる熱を妨げないようにコイル間隔を調整する必要がある。
図３３に電磁波強度とコイル部の隣接する２本のコイルの間隔との関係を示すように、隣接する２本のコイルの間隔を３０〜７０ｍｍ空けることで、温度プロファイルに影響を与えないことを確認した。
また、ハンダ対象物各所に温度センサーを取り付け、実際に設定された通りのリフロー処理を行うことで、図３２に示すように設定した温度条件（点線）とほぼ同様な温度条件（実線）で加熱することができた。
（１）変調電磁波処理
コイル部３１より発生する電磁波強度はほぼコイル電流値と比例する。電磁波処理によるハンダのぬれ性向上効果のためには次のような弊害が生じるおそれがあるので、電磁波強度を適切にする必要がある。
図３３に示すデータに基づき、電磁波強度が高すぎた場合には、基板へのハンダ広がりは増大し、基板の導電部である銅部分からハンダがはみ出してプラスチック板まで広がる。そのような場合には、電磁波出力を適正値に低下させる。
（２）ハンダ材料とフラックス材料
クリームハンダとしてニホンハンダ（株）製のＰＦ３０５−２０７ＳＨＯ（商品名）であるペースト入りのＳｎ：Ａｇ：Ｃｕ＝９６．５：３．０：０．５（ｗｔ％）を用いる。
（３）変調電磁波処理の電流値と周波数
▲１▼コイル電流値：０．１〜５Ａの間で電流値は可変であるが、本実施例では電磁波が強すぎた場合の不具合（広がり過ぎ）により最適値２Ａに固定した。
▲２▼変調周波数 ２０Ｈｚ〜１ＭＨｚ
（４）テスト結果
以下の３枚の銅製のテストピース（Ａ〜Ｃ）を用いて、下記のハンダ温度と電磁波でハンダの広がり試験（テスト１）と強度試験（テスト２）を行った。
Ａ板：１５０ｍｍ×１５０ｍｍ×厚さ１ｍｍ
Ｂ板： ５０ｍｍ× ５０ｍｍ×厚さ０．３ｍｍ
Ｃ板： １０ｍｍ× １０ｍｍ×厚さ１ｍｍ
ハンダ温度：２３５℃、２４０℃
（ａ）テスト１（広がり試験）
▲１▼図３４（ａ）の側面図と図３４（ｂ）の平面図に示すようにＢ板にφ４ｍｍ，φ３ｍｍの穴をそれぞれ開け、Ａ板の上に置く。合計９個のＢ板がＡ板上に載置される。
▲２▼Ｂ板の上よりクリームハンダを塗布した後、図３４（ｃ）に示すようにＢ板を除くと、その穴に入り込んでいたハンダがＡ板に多数の斑点３３ａ、３３ｂが載った状態となる。
▲３▼図３１に示す装置でリフロー処理を行い、変調電磁波処理と未処理とでＡ板上のハンダの広がり状態をノギスを使用して比較する。
２３５℃でのＢ板のφ４ｍｍとφ３ｍｍの穴を通してＡ板に載った斑点の径のデータを表３と表４に示す。また、２４０℃でのＢ板のφ４ｍｍとφ３ｍｍの穴を通してＡ板に載った斑点の径のデータを表５と表６に示す。
上記表３〜表６に示すように上記条件にて変調電磁波処理をすることにより電磁波未処理時と比較して「ハンダの広がり性」の向上が見られた。
（ｂ）テスト２（ハンダ強度試験）
▲１▼Ｂ板にφ１ｍｍの穴を開け、Ａ板の上に置く。
▲２▼Ｂ板の上よりクリームハンダを塗布した後、Ｂ板を除けると、Ａ板上にハンダが載っている。
▲３▼図３１に示す装置でＡ板を温度２４０℃でリフロー処理を行い、その際に変調電磁波処理をしない（未処理）状態でのリフロー処理と変調電磁波処理を行うリフロー処理を行う。
▲４▼ハンダ溶融状態でＣ板を重ねる。
▲５▼図３５に示すようにＡ板を基礎に固定し、Ｃ板を荷重測定器３６で引っ張り、ハンダ接合部３５の引っ張り強度を測定する。
Ａ板とＣ板のハンダ接合部３５のハンダ面積はＣ板を載せる際の押さえ方で調整してバラツキを与えた。結果を表７に示す。
表７から分かるように、変調電磁波処理によってＡ板とＣ板のハンダ接合部３５の引っ張り強度の増加が見られた。これは変調電磁波処理によってハンダ共晶の微細化が進んだことによるものと考えられる。
【実施例４】
こてハンダ（ロボットハンダ）における変調電磁波処理の効果を確認する実験を次のように行った。
図３６（ａ）の平面図と図３６（ｂ）の一部側面図に示すように、合成樹脂板３７には導電性端子部分（銅パターン）３８を上下に有している。銅パターン３８上にＹ端子条のリード線の端子３９ａ、３９ｂとφ１ｍｍの糸状ハンダ２６を載せ、ハンダこて４２でリード線の端子３９ａ、３９ｂと銅パターン３８間をハンダ付けする。
（１）変調電磁波処理
ハンダこて４２には電線を巻き付けたコイル部４３を設けているので、ハンダこて４２を加熱しながらリード線の端子３９ａ、３９ｂと銅パターン３８の間をハンダ付けをしている間にコイル部４３に変調交流電流を流しながら変調電磁波処理をする場合としない場合（未処理）のハンダの広がりの程度とぬれ性を観察した。
（ａ）ハンダ材料とフラックス材料など
ＲＭＡ（イソプロピルアルコールと約４％の松脂）フラックスを含むＳｎ：Ａｇ：Ｃｕ：Ｉｎ＝９２．５：３．０：０．５：４．０ｗｔ％のハンダ
（ｂ）変調電磁波処理の電流値と周波数
▲１▼コイル電流値０．１〜５Ａ（可変）で行えるが、電磁波が高過ぎると広がり過ぎを生じるため、最適値１Ａ設定に設定
▲２▼変調周波数 ２０Ｈｚ〜１ＭＨｚ
（ｃ）ハンダ付け
▲１▼基板：１個の大きさ１３２ｍｍ×７０．１ｍｍ×厚さ１．５ｍｍのガラスエポキシ樹脂基板３７基板３７に１０個の４ｍｍ×７．６ｍｍの導電性端子部分（銅パターン）３８を配しφ１ｍｍの糸状ハンダ２６でハンだ付けする。
▲２▼リード端子：錫（Ｓｎ）とニッケル（Ｎｉ）でメッキ処理されたＹ字状の端子３９ａ、３９ｂ
▲３▼使用ハンダこて：白光（株）製、商品名ボンコート、型式ＳＲ−１０３２
▲４▼電力： ＡＣ１００Ｖ−１８Ｗ
▲５▼ハンダ条件：温度２１０℃、時間４ｓｅｃ
（２）テスト１（広がり）
ガラスエポキシ樹脂基板３７の銅パターン３８とリード線端子３９ａ、３９ｂの間を変調電磁波処理をする場合と変調電磁波処理をしない場合（未処理）において、ハンダこて４２によりハンダ付けを行い、ハンダの広がりの程度を確認した。
判定方法は図３７に示すハンダ面積／銅パターン３８の面積の比率（％）を目視確認して求め、１０ヶの平均結果を表８に示す。
表８から変調電磁波処理によって「ぬれ性」が向上し、銅パターンのほぼ全域にハンダ付けが可能となった。
【実施例５】
上記各実施例における変調電磁波処理において常備したコイル部からの電磁波照射以外に図３８に示すように可搬型変調電磁波発生用装置から照射される電磁波を用いて、ハンダ付けに作用させることが可能である。
図３８は電磁波発生器１５からの２０Ｈｚ〜１ＭＨｚの帯域で周波数が時間的に変化する交流電流を流す電線（コイル）４５を巻き付けた棒状部材４６の長手方向（Ｘ軸方向）をハンダ対象物方向に向けてハンダ付けを行う方法である。
これは、図３８のＸ軸方向の電磁波強度とＸ軸方向に直交するＹ方向の電磁波強度を、図３９（ａ）と図３９（ｂ）にそれぞれ示すが、この図３９から明らかなようにＸ軸方向の強度がＹ軸方向の強度より強いためである。
そこで、上記各実施例における常備したコイル部からの変調電磁波処理において前記コイル部の電磁波照射以外にコイル４５を巻き付けた棒状部材４６の長手方向（Ｘ軸方向）を「フローハンダ」、「リフローハンダ」及び「こてハンダ」のハンダ付け部位に向けて電磁波を作用させることができる。
この場合、コイル４５を巻き付けた棒状部材４６からの電磁波の作用有効範囲はコイル電流値に比例する電磁波強度と同様にその範囲も増大する。
【産業上の利用可能性】
本発明は、鉛含有ハンダ材料のみならず鉛フリーハンダ材料をハンダ対象物にハンダ付けする前後又はハンダ付け時に本発明の変調電磁波処理することにより、ハンダ材料のぬれ性が著しく改善され、また得られるハンダ付け品の強度などは変調電磁波処理をしていないハンダ材料に比べて向上する。そのため、本発明は、環境に優しく、また従来の評価の高い鉛含有ハンダ材料と同等のハンダ性能を発揮することができ、半導体装置などの回路基板などあらゆる分野のハンダ付け物品に利用可能である。
【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】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）ハンダ付け中、（ｂ）ハンダ付け前及び（ｃ）ハンダ付け後のハンダ付け工程の中の少なくとも（ａ）ハンダ付け中と（ｂ）ハンダ付け前の工程で、（ｄ）ハンダ材料、（ｅ）ハンダ付け対象物及び（ｆ）その周辺部の中の少なくともいずれかに２０Ｈｚ〜１ＭＨｚの帯域で周波数が時間的に変化する交流電流を流し、該交流電流により誘起される電磁界により変調電磁波処理をすることを特徴とするハンダ付け方法。
【請求項２】
前記（ａ）ハンダ付け中、（ｂ）ハンダ付け前及び（ｃ）ハンダ付け後のハンダ付け工程での変調電磁波処理には、フラックス処理工程でフラックス液そのものへの電磁波処理（電磁波処理１）、フラックス処理空間への電磁波処理（電磁波処理２）、フラックス処理されたハンダ対象物に対して行うプレヒーター処理時のプレヒータ空間への電磁波処理（電磁波処理３）、ハンダ付け中に行う電磁波処理（電磁波処理４）、ハンダ付け空間への電磁波処理（電磁波処理５）及びハンダ付け後のハンダ対象物の冷却工程での冷却空間への電磁波処理（電磁波処理６）の各電磁波処理１〜６の内の少なくともいずれかの電磁波処理が含まれることを特徴とする請求項１記載のハンダ付け方法。
【請求項３】
ハンダ付けは、（ａ）溶融されたハンダ材料をハンダ対象物に吹き付けるフロータイプ、（ｂ）クリームハンダ材料を塗布したハンダ対象物を加熱するリフロータイプ、又は（ｃ）ハンダ材料を塗布したハンダ対象物にハンダこてを当ててハンダ付けを行うこてハンダタイプ、（ｄ）レーザタイプ又は（ｅ）誘導加熱タイプのハンダ付け方法であることを特徴とする請求項１記載のハンダ付け方法。
【請求項４】
ハンダ材料は鉛フリーハンダ材料又は鉛含有ハンダ材料であることを特徴とする請求項１記載のハンダ付け方法。
【請求項５】
鉛フリーハンダ材料は、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ａｇ系、Ｓｎ−Ａｇ−Ｂｉ系、Ｓｎ−Ａｇ−Ｉｎ系、Ｓｎ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ｚｎ系、Ｓｎ−Ｂｉ系、Ｓｎ−Ｉｎ系、Ｓｎ−Ｓｂ系、Ｓｎ−Ｂｉ−Ｉｎ系、Ｓｎ−Ｚｎ−Ｂｉ系又はＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ−Ｓｂ系のハンダ合金であることを特徴とする請求項１記載のハンダ付け方法。
【請求項６】
鉛フリーハンダ材料は、９６．５％Ｓｎ−３．０％Ａｇ−０．５％Ｃｕ系のハンダ合金又は９６．０％Ｓｎ−３．５％Ａｇ−０．５％Ｃｕ系のハンダ合金のＡｇの含有量（重量％）を０．５％から０％を超える割合まで削減して、該Ａｇの削減分をＳｎの含有量の増加分とするハンダ組成とすることを特徴とする請求項１記載のハンダ付け方法。
【請求項７】
前記変調電磁波処理の他に、２０Ｈｚ〜１ＭＨｚの帯域で周波数が時間的に変化する交流電流を流すコイルを備えた棒状部材の長手方向をハンダ対象物方向に向けてハンダ付けを行うことを特徴とする請求項１記載のハンダ付け方法。
【請求項８】
前記変調電磁波処理と同時に、ハンダ付け前後の工程で赤外線及び／又は遠赤外線処理を含む他の電磁波処理を併用することを特徴とする請求項１記載のハンダ付け方法。
【請求項９】
ハンダ材料をハンダ対象物に塗布するハンダ材料塗布部と、
ハンダ対象物及び／又はハンダ対象物へのハンダ付け用のハンダ材料及び／又はハンダ材料の近傍に設けたコイルを巻き付けたコイル部と、
前記コイル部の電線に２０〜１ＭＨｚの帯域で周波数が時間的に変化する交流電流を流す電磁波発生器とを備えたことを特徴とするハンダ付け装置。
【請求項１０】
前記コイル部の他に、２０Ｈｚ〜１ＭＨｚの帯域で周波数が時間的に変化する交流電流を流すコイルを巻き付け、その長手方向をハンダ対象物方向に向けた棒状部材を設けたことを特徴とする請求項Ａ記載のハンダ付け装置。
【請求項１１】
ハンダ材料塗布部は、予備加温装置及び／又はフラックス処理装置を付設した溶融ハンダを貯めた溶融ハンダ槽と該溶融ハンダ槽内に配置した、ハンダ付け対象物に向けて溶融ハンダを噴出する噴出口を設けた溶融ハンダ供給配管とからなり、
コイル部は、前記溶融ハンダ槽の近傍及び／又は前記溶融ハンダ供給配管に設けられたことを特徴とする請求項Ｍ記載のハンダ付け装置。
【請求項１２】
前記溶融ハンダ槽の近傍に設けたコイル部は、予備加温装置及び／又はフラックス処理装置を含む溶融ハンダ槽内のハンダ付けされる前及び／又はハンダ付け後の溶融ハンダ槽内部及び／又は外部のハンダ付け対象物の近傍に設けられたことを特徴とする請求項１１記載のハンダ付け装置。
【請求項１３】
溶融ハンダ槽内に配置した前記溶融ハンダ供給配管は、その外周部に接続した溶融ハンダの侵入防止用配管を備え、
コイル部は、前記溶融ハンダ侵入防止用配管の内部を経由して前記溶融ハンダ供給配管にコイルを挿入して巻き付けた構成であることを特徴とする請求項１１記載のハンダ付け装置。
【請求項１４】
コイル部は、前記溶融ハンダ侵入防止用配管の内部を通して溶融ハンダ供給配管に接続したコイル設置部材と該コイル設置部材に前記溶融ハンダ侵入防止用配管の内部を通して導入したコイルを巻き付けた構成であることを特徴とする請求項１３記載のハンダ付け装置。
【請求項１５】
前記コイル設置部材は、その長手方向が前記溶融ハンダ侵入防止用配管の内部において、溶融ハンダ供給配管の長手方向に直交する方向に接続されたことを特徴とする請求項１４記載のハンダ付け装置。
【請求項１６】
前記コイル設置部材に設けたコイルは、コイル設置部材に単巻き、又は二重以上の重ね巻きで巻かれたことを特徴とする請求項１４記載のハンダ付け装置。
【請求項１７】
前記コイル設置部材は、前記溶融ハンダ供給配管の長手方向に２本並列配置して設けられ、該コイル設置部材にはコイルが前記２本のコイル設置部材の間に「０」字巻き又は「８」字巻きで巻かれたことを特徴とする請求項１４記載のハンダ付け装置。
【請求項１８】
ハンダ塗布部は、クリームハンダをハンダ対象物に塗布したハンダ対象物を上流側から下流側に搬送する搬送手段と該搬送手段による搬送中のハンダ対象物を加熱する加熱手段と冷却手段を備え、
コイル部は、前記ハンダ対象物を搬送する搬送手段の周囲に巻き付けたコイルを備えたことを特徴とする請求項Ａ記載のハンダ付け装置。
【請求項１９】
コイル部は、前記搬送手段で搬送されるハンダ対象物の搬送方向に直交する方向で、かつハンダ対象物を囲うようにコイルを配置した構成からなることを特徴とする請求項１８記載のハンダ付け装置。
【請求項２０】
前記加熱手段は、前記搬送手段の搬送方向上流側に設けられた予備加熱部とその下流側に設けられた本加熱部からなり、前記冷却手段は前記本加熱部の下流側に設けられたことを特徴とする請求項１８記載のハンダ付け装置。
【請求項２１】
ハンダ塗布部は、ハンダを塗布したハンダ対象物に接触又は近接させてハンダ付けを行うハンダこてを備え、
コイル部は、前記ハンダこて部分にコイルを巻き付けた構成からなることを特徴とする請求項９記載のハンダ付け装置。
【請求項２２】
請求項１記載のハンダ付け方法を製造工程の中に組み込んだことを特徴とするハンダ付け物品の製造方法。
【請求項２３】
前記ハンダ付け物品は半導体装置を含むハンダ付けが必要な電子・電気機器であることを特徴とする請求項２２記載のハンダ付け物品の製造方法。
【請求項２４】
請求項１記載のハンダ付け方法で得られたことを特徴とするハンダ付け物品。
【請求項２５】
前記ハンダ付け物品は半導体装置を含むハンダ付けが必要な電子・電気機器であることを特徴とする請求項２４記載のハンダ付け物品。
【請求項２６】
請求項Ａ記載のハンダ付け装置を含むことを特徴とするハンダ付け物品の製造装置。
【請求項２７】
前記ハンダ付け物品は半導体装置を含む電子・電気機器（用のプリント回路基板）である請求項２６記載のハンダ付け物品の製造装置。
【請求項１】
（ａ）ハンダ付け中、（ｂ）ハンダ付け前及び（ｃ）ハンダ付け後のハンダ付け工程の中の少なくとも（ａ）ハンダ付け中と（ｂ）ハンダ付け前の工程で、（ｄ）ハンダ材料、（ｅ）ハンダ付け対象物及び（ｆ）その周辺部の中の少なくともいずれかに２０Ｈｚ〜１ＭＨｚの帯域で周波数が時間的に変化する交流電流を流し、該交流電流により誘起される電磁界により変調電磁波処理をすることを特徴とするハンダ付け方法。
【請求項２】
前記（ａ）ハンダ付け中、（ｂ）ハンダ付け前及び（ｃ）ハンダ付け後のハンダ付け工程での変調電磁波処理には、フラックス処理工程でフラックス液そのものへの電磁波処理（電磁波処理１）、フラックス処理空間への電磁波処理（電磁波処理２）、フラックス処理されたハンダ対象物に対して行うプレヒーター処理時のプレヒータ空間への電磁波処理（電磁波処理３）、ハンダ付け中に行う電磁波処理（電磁波処理４）、ハンダ付け空間への電磁波処理（電磁波処理５）及びハンダ付け後のハンダ対象物の冷却工程での冷却空間への電磁波処理（電磁波処理６）の各電磁波処理１〜６の内の少なくともいずれかの電磁波処理が含まれることを特徴とする請求項１記載のハンダ付け方法。
【請求項３】
ハンダ付けは、（ａ）溶融されたハンダ材料をハンダ対象物に吹き付けるフロータイプ、（ｂ）クリームハンダ材料を塗布したハンダ対象物を加熱するリフロータイプ、又は（ｃ）ハンダ材料を塗布したハンダ対象物にハンダこてを当ててハンダ付けを行うこてハンダタイプ、（ｄ）レーザタイプ又は（ｅ）誘導加熱タイプのハンダ付け方法であることを特徴とする請求項１記載のハンダ付け方法。
【請求項４】
ハンダ材料は鉛フリーハンダ材料又は鉛含有ハンダ材料であることを特徴とする請求項１記載のハンダ付け方法。
【請求項５】
鉛フリーハンダ材料は、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ａｇ系、Ｓｎ−Ａｇ−Ｂｉ系、Ｓｎ−Ａｇ−Ｉｎ系、Ｓｎ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ｚｎ系、Ｓｎ−Ｂｉ系、Ｓｎ−Ｉｎ系、Ｓｎ−Ｓｂ系、Ｓｎ−Ｂｉ−Ｉｎ系、Ｓｎ−Ｚｎ−Ｂｉ系又はＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ−Ｓｂ系のハンダ合金であることを特徴とする請求項１記載のハンダ付け方法。
【請求項６】
鉛フリーハンダ材料は、９６．５％Ｓｎ−３．０％Ａｇ−０．５％Ｃｕ系のハンダ合金又は９６．０％Ｓｎ−３．５％Ａｇ−０．５％Ｃｕ系のハンダ合金のＡｇの含有量（重量％）を０．５％から０％を超える割合まで削減して、該Ａｇの削減分をＳｎの含有量の増加分とするハンダ組成とすることを特徴とする請求項１記載のハンダ付け方法。
【請求項７】
前記変調電磁波処理の他に、２０Ｈｚ〜１ＭＨｚの帯域で周波数が時間的に変化する交流電流を流すコイルを備えた棒状部材の長手方向をハンダ対象物方向に向けてハンダ付けを行うことを特徴とする請求項１記載のハンダ付け方法。
【請求項８】
前記変調電磁波処理と同時に、ハンダ付け前後の工程で赤外線及び／又は遠赤外線処理を含む他の電磁波処理を併用することを特徴とする請求項１記載のハンダ付け方法。
【請求項９】
ハンダ材料をハンダ対象物に塗布するハンダ材料塗布部と、
ハンダ対象物及び／又はハンダ対象物へのハンダ付け用のハンダ材料及び／又はハンダ材料の近傍に設けたコイルを巻き付けたコイル部と、
前記コイル部の電線に２０〜１ＭＨｚの帯域で周波数が時間的に変化する交流電流を流す電磁波発生器とを備えたことを特徴とするハンダ付け装置。
【請求項１０】
前記コイル部の他に、２０Ｈｚ〜１ＭＨｚの帯域で周波数が時間的に変化する交流電流を流すコイルを巻き付け、その長手方向をハンダ対象物方向に向けた棒状部材を設けたことを特徴とする請求項Ａ記載のハンダ付け装置。
【請求項１１】
ハンダ材料塗布部は、予備加温装置及び／又はフラックス処理装置を付設した溶融ハンダを貯めた溶融ハンダ槽と該溶融ハンダ槽内に配置した、ハンダ付け対象物に向けて溶融ハンダを噴出する噴出口を設けた溶融ハンダ供給配管とからなり、
コイル部は、前記溶融ハンダ槽の近傍及び／又は前記溶融ハンダ供給配管に設けられたことを特徴とする請求項Ｍ記載のハンダ付け装置。
【請求項１２】
前記溶融ハンダ槽の近傍に設けたコイル部は、予備加温装置及び／又はフラックス処理装置を含む溶融ハンダ槽内のハンダ付けされる前及び／又はハンダ付け後の溶融ハンダ槽内部及び／又は外部のハンダ付け対象物の近傍に設けられたことを特徴とする請求項１１記載のハンダ付け装置。
【請求項１３】
溶融ハンダ槽内に配置した前記溶融ハンダ供給配管は、その外周部に接続した溶融ハンダの侵入防止用配管を備え、
コイル部は、前記溶融ハンダ侵入防止用配管の内部を経由して前記溶融ハンダ供給配管にコイルを挿入して巻き付けた構成であることを特徴とする請求項１１記載のハンダ付け装置。
【請求項１４】
コイル部は、前記溶融ハンダ侵入防止用配管の内部を通して溶融ハンダ供給配管に接続したコイル設置部材と該コイル設置部材に前記溶融ハンダ侵入防止用配管の内部を通して導入したコイルを巻き付けた構成であることを特徴とする請求項１３記載のハンダ付け装置。
【請求項１５】
前記コイル設置部材は、その長手方向が前記溶融ハンダ侵入防止用配管の内部において、溶融ハンダ供給配管の長手方向に直交する方向に接続されたことを特徴とする請求項１４記載のハンダ付け装置。
【請求項１６】
前記コイル設置部材に設けたコイルは、コイル設置部材に単巻き、又は二重以上の重ね巻きで巻かれたことを特徴とする請求項１４記載のハンダ付け装置。
【請求項１７】
前記コイル設置部材は、前記溶融ハンダ供給配管の長手方向に２本並列配置して設けられ、該コイル設置部材にはコイルが前記２本のコイル設置部材の間に「０」字巻き又は「８」字巻きで巻かれたことを特徴とする請求項１４記載のハンダ付け装置。
【請求項１８】
ハンダ塗布部は、クリームハンダをハンダ対象物に塗布したハンダ対象物を上流側から下流側に搬送する搬送手段と該搬送手段による搬送中のハンダ対象物を加熱する加熱手段と冷却手段を備え、
コイル部は、前記ハンダ対象物を搬送する搬送手段の周囲に巻き付けたコイルを備えたことを特徴とする請求項Ａ記載のハンダ付け装置。
【請求項１９】
コイル部は、前記搬送手段で搬送されるハンダ対象物の搬送方向に直交する方向で、かつハンダ対象物を囲うようにコイルを配置した構成からなることを特徴とする請求項１８記載のハンダ付け装置。
【請求項２０】
前記加熱手段は、前記搬送手段の搬送方向上流側に設けられた予備加熱部とその下流側に設けられた本加熱部からなり、前記冷却手段は前記本加熱部の下流側に設けられたことを特徴とする請求項１８記載のハンダ付け装置。
【請求項２１】
ハンダ塗布部は、ハンダを塗布したハンダ対象物に接触又は近接させてハンダ付けを行うハンダこてを備え、
コイル部は、前記ハンダこて部分にコイルを巻き付けた構成からなることを特徴とする請求項９記載のハンダ付け装置。
【請求項２２】
請求項１記載のハンダ付け方法を製造工程の中に組み込んだことを特徴とするハンダ付け物品の製造方法。
【請求項２３】
前記ハンダ付け物品は半導体装置を含むハンダ付けが必要な電子・電気機器であることを特徴とする請求項２２記載のハンダ付け物品の製造方法。
【請求項２４】
請求項１記載のハンダ付け方法で得られたことを特徴とするハンダ付け物品。
【請求項２５】
前記ハンダ付け物品は半導体装置を含むハンダ付けが必要な電子・電気機器であることを特徴とする請求項２４記載のハンダ付け物品。
【請求項２６】
請求項Ａ記載のハンダ付け装置を含むことを特徴とするハンダ付け物品の製造装置。
【請求項２７】
前記ハンダ付け物品は半導体装置を含む電子・電気機器（用のプリント回路基板）である請求項２６記載のハンダ付け物品の製造装置。
【国際公開番号】ＷＯ２００４／０３９５２６
【国際公開日】平成１６年５月１３日（２００４．５．１３）
【発行日】平成１８年２月２３日（２００６．２．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−５０１８５１（Ｐ２００５−５０１８５１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＪＰ２００３／０１３９０３
【国際出願日】平成１５年１０月３０日（２００３．１０．３０）
【出願人】（５０３２２９６６１）有限会社 テクノラボ (4)
【Ｆターム（参考）】
【国際公開日】平成１６年５月１３日（２００４．５．１３）
【発行日】平成１８年２月２３日（２００６．２．２３）
【国際特許分類】
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＪＰ２００３／０１３９０３
【国際出願日】平成１５年１０月３０日（２００３．１０．３０）
【出願人】（５０３２２９６６１）有限会社 テクノラボ (4)
【Ｆターム（参考）】
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