[发明专利]喷流焊料槽

说明书

技术领域

本发明涉及一种向印刷电路板喷流熔融焊料而在印刷电路板的规定部位形成焊料的喷流焊料槽。

背景技术

作为在印刷电路板上形成焊料的锡焊方法，存在使熔融的焊料接触于印刷电路板地锡焊的浸渍法。该浸渍法通过如下处理来进行锡焊，即，利用设置于锡焊装置的焊剂涂敷器(fluxer)在印刷电路板上涂敷焊剂(flux)，利用预加热器对该涂敷部进行预加热，利用喷流焊料槽使熔融焊料附着，利用冷却装置进行冷却。

配置于锡焊装置的喷流焊料槽由用于收容焊料的槽主体部、喷流喷嘴、与该喷流喷嘴相连接的管道、设置在管道的端部的泵等构成。在该喷流焊料槽中，利用电热加热器使收容于槽主体部的焊料熔融，利用泵将该熔融的焊料输送到管道中。然后，喷流焊料槽自与管道相连接的喷流喷嘴喷流，使该喷流的熔融焊料接触于印刷电路板来进行锡焊。

通常，构成槽主体部的构件是不锈钢。不锈钢是Fe(铁)、Ni(镍)、Cr(铬)等的合金，在其表面形成有Cr氧化膜，难以附着熔融焊料。但是，即使是难以附着焊料的不锈钢，在其表面损伤而导致Cr氧化膜剥离、或者因焊剂而导致Cr氧化膜被除去时，有可能导致焊料附着于不锈钢。

在不锈钢附着有焊料时，会发生不锈钢溶解到熔融焊料中的现象、即“腐蚀(侵蚀)”。该腐蚀是指焊料中的Sn(锡)与不锈钢的Fe、Ni、Cr合金化，它们渐渐溶解到熔融焊料中，若腐蚀进行，在板状的不锈钢中会导致开孔、或者导致周缘部溶解而消失。在焊料槽中发生腐蚀时，有可能导致高温的熔融焊料自焊料槽溢出，从而烧焦地面、或者烧焦锡焊装置内的布线而发生短路。

发生腐蚀的原因在于，在焊料中的Sn含有量较多时，不锈钢中的Fe、Ni、Cr熔融于Sn而成为熔点低于不锈钢的合金，该合金易于溶解于熔融焊料中。

在喷流焊料槽中易于发生腐蚀的部位是槽主体部、管道、设置于泵的叶轮、整流板及喷流喷嘴等。即，在局部暴露于高温中、或者熔融焊料有力地碰触的部位发生腐蚀。

在将电热加热器通电时，槽主体部被加热而成为高温。若无铅焊料的熔点为220℃，则将电热加热器的温度设定在500℃以上。于是，接触于电热加热器的槽主体部为300℃以上。锡焊作业结束，停止对电热加热器通电从而无铅焊料固化时，无铅焊料、槽主体部的温度降低至室温。

这样，由于锡焊作业时的高温和作业结束时的低温的反复，在由焊料与不锈钢的热膨胀率之差引起的伸缩的作用下，焊料与不锈钢摩擦，形成在不锈钢表面的Cr氧化膜被破坏。于是，熔融焊料自Cr氧化膜破坏的部位流入，发生不锈钢的腐蚀。另外，不锈钢在成为高温时，Cr氧化膜的强度降低，更加易于被焊料腐蚀。

可是，以往的焊料大多使用Pb-63Sn，由于该Pb-63Sn的Sn含有量为6成左右，因此不会明显地发生腐蚀。但是，Pb-63Sn存在引起铅中毒的危险性，其使用受到RoHS(Restriction of Hazardous Substances)指令的限制。

在采用含铅焊料的电子仪器发生故障、或者变旧而使用不便的情况下，不进行修理、功能提升等地进行填埋处理，但在酸雨接触于该填埋处理后的印刷电路板时，焊料中的铅成分溶解出来，进而，含有铅成分的酸雨混入到地下水中。在长年饮用该含有铅成分的地下水时，存在引起铅中毒的危险性。结果，虽使用完全不含有铅的无铅焊料，但无铅焊料的Sn含有量为90％以上，Sn含有量多于以往的含铅焊料，因此，对不锈钢来说易于发生腐蚀(参照非专利文献1)。

作为防止槽主体部的腐蚀的手段，本申请人公开了对槽主体部底面、熔融焊料有力地碰触的部位的不锈钢表面进行渗氮处理(参照专利文献1)。并且，为了防止槽主体部的局部加热，在槽主体部与加热器之间设置由不锈钢等形成的导热板，该导热板使槽主体部均匀地加热(参照专利文献2)。

专利文献1：日本特开2004-9127号公报

专利文献2：日本特开2005-7405号公报

非专利文献1：竹本正著《鉛フリ一はんだによるステンレス鋼のエロ一ジヨン》电子材料2004年7月号別冊、P120-126

喷流焊料槽所使用的焊料以往是Sn-Pb焊料，但鉴于对环境的顾虑，替换为不使用铅的所谓无铅焊料。由于无铅焊料的Sn含有量为90％以上，多于以往的含铅焊料，因此，存在易于对不锈钢发生腐蚀这样的问题点。