JP4896367B2

JP4896367B2 - 電子部品の処理方法及び装置

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Publication number: JP4896367B2
Application number: JP2003363081A
Authority: JP
Inventors: 智洋奥村; 憲一郎末次; 彰男古澤; 啓司川添; 光央斉藤
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-10-23
Filing date: 2003-10-23
Publication date: 2012-03-14
Anticipated expiration: 2023-10-23
Also published as: CN1617656A; JP2005129692A; CN1617656B; US7176402B2; US20050179171A1

Description

この発明は、電子部品の処理方法及び装置に関するものである。

電子部品をプリント基板に実装する方法として、はんだ噴流によるフロー法がよく知られている。電子部品の代表例として、コイルを実装する方法について説明する。

図１８にコイル１の外観図を示す。コイル１は、コイルボビン２、コイル部３と、後の工程を経て端子部となる部分４から成る。巻線機などを用いて、コイル部３はコイルボビン２に巻きつけられている。コイル部３を構成する導線は、一般に、銅を主成分とする線材の表面に樹脂が被覆された被覆線であり、樹脂としてはポリウレタン系、イミド系、ポリエステル系などが用いられ、被覆線は一般にエナメル線と呼ばれている。

図１９に示すように、端子部には、はんだメッキ３３が形成される。この工程については、後で詳しく述べる。

このようなコイルを、図２０に示すようにプリント基板１９に装着する。プリント基板１９に設けられた貫通穴に端子部を挿入し、これをはんだ噴流装置で処理することで、端子部のはんだメッキ３３とランド２０がはんだ付けされる。はんだ噴流装置については後述する。

端子部にはんだをメッキする工程について、図２１乃至図２５を参照して説明する。図２１に示すように、メッキ処理前は、端子部となる部分４は被覆線の形態を有し、銅を主成分とする線材９の表面に、樹脂１０が被覆されている。また、はんだメッキ漕３７の内部に鉛入りはんだ３８（鉛含有率９５％）が溶解した状態（４００℃）で準備されている。次いで、図２２に示すように、端子部となる部分をはんだメッキ漕３７に浸すことで、被覆された樹脂が熱により剥離し、エナメルかす３９となってはんだ３８に溶出する。次いで、図２３に示すように、端子部となる部分をはんだメッキ漕３７から引き上げると、端子部にはんだメッキ３３が固着する。

コイルの他の形態として、端子棒を有するものもある。図２４にその外観図を示す。コイルボビン２にコイル線が巻きつけられ、コイル部３が形成されている。端子部となる部分４１は、コイルボビン２から突出して配置された端子棒４０に数回巻きつけられている。図２１乃至図２３で述べたようなメッキ工程において、端子棒４０をはんだメッキ漕に浸すと、端子棒４０にはんだメッキが固着する。はんだメッキが固着した端子棒４０の断面図を図２５に示す。端子棒４０の周囲にはんだメッキ３３が固着され、樹脂の被覆が除去された線材９がはんだメッキ３３を介して端子棒４０と一体化される。

次に、はんだ噴流装置の動作について、図１０を参照して説明する。リード足がない面実装部品やリード足があるディスクリート部品などのはんだ付け部品を混載した基板を所定方向に搬送させながら、この基板に、噴流ノズルから噴出させた溶融はんだを供給して、はんだ付けを行うはんだ噴流装置は既に知られている。この種のはんだ噴流装置には、基板２０やはんだ付け部品にフラックスを塗布するフラックス塗布装置２２と、フラックスを良好に乾燥させるなどのためにはんだ付け部品や基板１９を予熱するパネルヒータなどからなる予熱装置２３と、基板１９やはんだ付け部品に溶融状態のはんだを供給する溶融はんだ供給部２４などとが、基板搬送方向Ａに沿って順に配置されており、基板１９は、その両側部を把持して搬送する対となった搬送コンベア２５により基板搬送経路２６に沿って搬送される。

溶融はんだ供給部２４は、電子部品を載せた基板１９に対してはんだ面全面に良好に溶融はんだを供給するための一次噴流ノズル２７と、はんだ供給済みの基板１９から、余分な溶融はんだを除去するための二次噴流ノズル２８とを備えている。これらの噴流ノズル２７、２８は溶融はんだが溜められているはんだディップ槽２９内に浸けられている（例えば、特許文献１を参照）。

一方、素子の端子部分を洗浄するプラズマ洗浄技術が最近用いられるようになってきた。図２６において、液晶表示素子４２は、透明なガラス板あるいはプラスチックフィルムからなる一対の基板４３を重ね合わせ、枠状のシール材（図示せず）を介して接合し、その両基板４３とシール材とで囲まれた空間内に液晶を封入してなる。一方の基板４３の一側縁部は他方の基板４３の一側縁部から突出し、この突出部分の内面が複数のＩＴＯ等の透明導電膜からなる端子４５が配列する端子部４４となっている。端子部４４には、例えばフレキシブル構造の駆動回路基板が異方導電性接着剤を介して接合されるが、この際、その端子部４４が塵埃や残渣等の異物で汚染されていると、その接合部に機械的な接着不良や電気的な接続不良が生じてしまう。そこで、プラズマ照射器４６を用いて端子部４４の表面にプラズマ化したガス気流を照射することによって、端子部４４の表面に付着している異物を吹き飛ばしたり、前記異物に作用する化学的結合力を弱くして表面から分離させ、あるいは前記異物そのものを化学的に分解して表面より除去して洗浄する。プラズマ照射器４６は陽極としてのノズル管４７と、このノズル管４７内に設けられた陰極としてのトーチ（図示せず）とからなり、ノズル管４７の先端部は先細状に絞られた照射口４７ａとなっている。洗浄時には、ノズル管４７内に反応用ガスとして例えば空気（大気）、窒素ガス（Ｎ₂），アルゴン（Ａｒ）等を供給しながら陽極であるノズル管４７と陰極であるトーチとの間にアーク放電を発生させる。これに応じてノズル管４７内の反応用ガスは加熱されて電離し、イオンと電子とになってプラズマ状態を形成する。このプラズマ化した反応用ガスはノズル管４７のスポット径５ｍｍの照射口４７ａからプラズマジェット４８として噴出し、端子部４４の表面に照射される。この際、液晶表示素子４２は例えば移動テーブル４９の上に載置し、プラズマ照射器４６は移動テーブル４９の上方の定位置に支持し、移動テーブル４９を液晶表示素子４２と共に端子部４４の長手方向に沿う方向に一定の速度で移動させながらノズル管４７の照射口４７ａから端子部４４の表面にプラズマジェット４８を照射する。これにより、端子部４４の表面の全体の領域に順次プラズマジェット４８が当たってその領域の汚染物質が吹き飛ばされたり、前記汚染物質に作用する化学的結合力が弱まって表面から分離し、あるいは前記汚染物質そのものが化学的に分解しして汚染物質が順次除去され、端子部４４の表面の全体が清浄な状態に洗浄される。そしてこの後、端子部４４の上に異方導電性接着剤を介して回路基板を接合する。端子部４４の表面は汚染物質が除去された清浄な状態にあり、したがって回路基板を良好な接合状態を保って端子部４４に接合することができる（例えば、特許文献２を参照）。
特開２０００−３５７８６５号公報特開２００２−０２８５９７号公報

しかしながら、従来例の電子部品の処理においては、環境に配慮したはんだの鉛フリー化に対応できないという問題点があった。

図２１乃至図２５を参照して説明した端子部へはんだをメッキする工程において、鉛入りはんだを鉛フリーはんだに置き換えると、正常に端子部へはんだをメッキすることができない。鉛フリーはんだは鉛入りはんだに比べて融点が高く、はんだメッキ漕内に鉛フリーはんだを溶解させて保持するには高温が必要となる。また、銅との混晶状態を形成しやすい鉛を含まない。したがって、溶解はんだに端子部となる部分の被覆線を浸すと、被覆された樹脂は剥離するものの、線材が酸化してはんだが線材に固着しない。あるいは、線材の線径がφ０．１ｍｍ以下と細い場合、線材に熱応力が発生して樹脂が剥離したところが切断されてしまい、端子部となる部分そのものがはんだメッキ漕内に消失してしまう。

このような事情から、コイルの端子部においては、やむを得ず鉛入りはんだを用いた処理が行われていた。しかし、この場合、コイルをプリント基板に実装するはんだ噴流装置において、はんだディップ漕に端子部の鉛入りはんだから鉛が溶け出し、はんだディップ漕内のはんだにおける鉛含有率が徐々に上昇してしまう。鉛フリーはんだ付け工程においては、使用するはんだの鉛含有率を管理する必要があり、一般的には１％未満、より厳しい運用においては０．３％未満、０．２％未満といった基準が用いられている。しかし、上記のように鉛が混入すると、はんだ噴流装置を数日乃至数週間運転するごとに、はんだディップ漕内のはんだを総入れ替えして、鉛含有率の管理基準を維持する必要があり、大きな負担となっていた。

なお、特許文献２に紹介されているプラズマ洗浄技術は、あくまで導電性部分が露出した端子部を清浄化するための処理技術であり、鉛フリーはんだへの対応については一切述べられていない。

本発明は、上記従来の問題点に鑑み、電子部品の端子部に鉛フリーはんだをメッキする処理方法及び装置、電子部品を鉛フリーはんだ実装工程に適応させる処理方法及び装置を提供することを目的としている。

本願の第１発明の電子部品の処理方法は、端子部を有する電子部品の処理方法であって、銅を主成分とし、かつ、表面が樹脂で被覆された被覆線から成る端子部に、希ガス、酸素及びフッ素を含むガスの混合ガスを用いて発生させたプラズマを照射するに際して、希ガスの比率を９０％以上９９．９％以下とすることを特徴とする。

このような構成により、端子部から樹脂の被覆を除去するとともに、露出した銅の表面が酸化されていないため、フラックスレスで鉛フリーはんだをメッキすることが可能となる。

本願の第１発明の電子部品の処理方法において、好適には、希ガスがヘリウムガスを主体とするガスであることが望ましい。

また、好適には、希ガスの比率を９５％以上９９％以下とすることが望ましい。

また、好適には、フッ素を含むガスがＣＦ₄またはＳＦ₆であることが望ましい。

本願の第２発明の電子部品の処理方法は、端子部を有する電子部品の処理方法であって、銅を主成分とし、かつ、表面が樹脂で被覆された被覆線から成る端子部に、希ガス、酸素及びフッ素を含むガスの混合ガスを用いて発生させたプラズマを照射するに際して、端子部を誘電体製筒に挿入しつつ、誘電体製筒を挟んで相対する２つの電極間に電力を供給してプラズマを発生させることを特徴とする。

このような構成により、端子部から樹脂の被覆を高速に除去するとともに、露出した銅の表面が酸化されていないため、フラックスレスで鉛フリーはんだをメッキすることが可能となる。

本願の第２発明の電子部品の処理方法において、好適には、誘電体製筒の断面形状が概ね円形であることが望ましい。あるいは、誘電体製筒の断面形状が概ね長方形であってもよい。断面形状が概ね円形である場合は、単線の被覆線の処理に適し、断面形状が長方形である場合は、複数の被覆線からなる撚り線の処理に適する。

本願の第３発明の電子部品の処理方法は、端子部を有する電子部品の処理方法であって、銅を主成分とし、かつ、表面が樹脂で被覆された被覆線から成る端子部に、希ガス、酸素及びフッ素を含むガスの混合ガスを用いて発生させたプラズマを照射するに際して、内管及び外管から成る２重の誘電体製筒を用いて、内管または外管の一方から希ガスを吹き出し、他の一方から酸素およびフッ素を含むガスを含むガスを吹き出すとともに、外管を挟んで相対する２つの電極間に電力を供給してプラズマを発生させることを特徴とする。

本願の第３発明の電子部品の処理方法において、好適には、ガス流の下流側の内管及び外管の長さが概ね等しく、端子部を誘電体製筒の下流に配置してプラズマを照射することが望ましい。あるいは、ガス流の下流側の内管の長さが外管の長さより短く、端子部を外管の内側で、かつ、内管のガス吹き出し口よりも下流の位置に挿入した状態でプラズマを照射してもよい。

また、好適には、誘電体製筒の断面形状が概ね円形であることが望ましい。あるいは、誘電体製筒の断面形状が概ね長方形であってもよい。断面形状が概ね円形である場合は、単線の被覆線の処理に適し、断面形状が長方形である場合は、複数の被覆線からなる撚り線の処理に適する。

また、好適には、希ガスがヘリウムガスを主体とするガスであることが望ましい。

また、好適には、希ガスの比率を２０％以上８０％以下とすることが望ましい。

本願の第４発明の電子部品の処理装置は、端子部を有する電子部品の処理装置であって、誘電体製筒と、誘電体製筒を挟んで相対する２つの電極と、誘電体製筒内にガスを供給するガス供給装置と、２つの電極間に電力を供給する電源とを備えたことを特徴とする。

本願の第４発明の電子部品の処理装置において、好適には、誘電体製筒の断面形状が概ね円形であることが望ましい。あるいは、誘電体製筒の断面形状が概ね長方形であってもよい。断面形状が概ね円形である場合は、単線の被覆線の処理に適し、断面形状が長方形である場合は、複数の被覆線からなる撚り線の処理に適する。

本願の第５発明の電子部品の処理装置は、端子部を有する電子部品の処理装置であって、内管及び外管から成る２重の誘電体製筒と、内管に第１のガスを供給する第１のガス供給装置と、外管に第２のガスを供給する第２のガス供給装置と、外管を挟んで相対する２つの電極と、２つの電極間に電力を供給する電源とを備えたことを特徴とする。

本願の第５発明の電子部品の処理装置において、好適には、ガス流の下流側の内管及び外管の長さが概ね等しいことが望ましい。あるいは、ガス流の下流側の内管の長さが外管の長さより短くてもよい。

また、好適には、はんだメッキ漕と、はんだメッキ槽を加熱するヒーターとを備えることが望ましい。さらに、好適には、はんだメッキ漕と、はんだメッキ漕を加熱するヒーターと、はんだ噴流装置を備えることが望ましい。

以上のように、本発明の電子部品の処理方法及び装置によれば、端子部から樹脂の被覆を除去するとともに、露出した銅の表面が酸化されていないため、フラックスレスで鉛フリーはんだをメッキすることが可能となる。

以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
以下、本発明の第１実施形態について、図１乃至図１１を参照して説明する。

図１は、端子となる部分の樹脂被覆を除去するためのマイクロプラズマ処理装置の概略構成を示す斜視図である。図１において、コイル１は、コイルボビン２、コイル部３と、後の工程を経て端子部となる部分４から成る。巻線機などを用いて、コイル部３を構成する導線はコイルボビン２に巻きつけられている。コイル部３を構成する導線は、一般に、銅を主成分とする線材の表面に樹脂が被覆された被覆線であり、一般にエナメル線と呼ばれている。電子部品としてのコイル１をハンドリングするハンドラ５は、図中の矢印のような可動構造を成し、コイル１をつかんだまま昇降運動できる。マイクロプラズマ源６には、ガス供給装置７と電源８が接続されており、局所的にプラズマを発生させることができる。

図２は、マイクロプラズマ源６と端子部となる部分４の断面図である。メッキ処理前は、端子部となる部分４は被覆線の形態を有し、銅を主成分とする線材９の表面に、樹脂１０が被覆されている。マイクロプラズマ源６は、誘電体製筒１１と、誘電体製筒１１を挟んで相対する２つの電極１２及び１３から成り、誘電体製筒１１内にガスを供給するガス供給装置（図示せず）と、２つの電極間に電力を供給する電源（図示せず）とを備える。図の下から上に向かって誘電体筒１１内に希ガスとしてのヘリウム、酸素及びフッ素を含むガスとしてのＣＦ₄ガスを供給しつつ、電極１２及び１３管に１３．５６ＭＨｚの高周波電力を供給することにより、誘電体筒１１内にプラズマ１４が発生する。なお、図のＤ−Ｄ‘で切った断面における誘電体製筒１１の断面形状は概ね円形であり、単線の被覆線の処理に適した構成となっている。

電極１２及び１３の間に印加する電圧は、数百ｋＨｚ〜数ＧＨｚの高周波電圧でもよいし、高周波をパルス変調したものでもよく、あるいは、パルス状の直流電圧でもよい。このようなプラズマ源は数Ｐａから数気圧まで動作可能であるが、典型的には１００００Ｐａから３気圧程度の範囲の圧力で動作する。とくに、大気圧付近での動作は、厳重な密閉構造や特別な排気装置が不要であるとともに、プラズマや活性粒子の拡散が適度に抑制されるため、とくに好ましい。

図３は、端子部となる部分にプラズマを照射している状態の断面図である。ハンドラ５を操作して、端子部となる部分４を誘電体製筒１１内に発生しているプラズマ１４中に挿入し、プラズマ１４を照射する。すると、プラズマ中の活性粒子が被覆された樹脂１０と反応して揮発し、端子となる部分の先端部において線材９が露出する。希ガスは大気圧付近で放電しやすいという利点があるが、酸素及びフッ素を含むガス（ＣＦ₄、ＳＦ₆など）を混合させた方が高速に処理できるという利点がある。フッ素を含むガスはプラズマ中で解離してフッ素ラジカルを生じる。フッ素ラジカルは、酸素ラジカルが被覆材料を構成するＣ及びＨ原子と反応してＣＯ₂及びＨ₂Ｏを生成する際に、Ｈ原子を引き抜きやすくするという効果を奏するので、フッ素を含むガスを供給した場合は、フッ素を含むガスを供給しない場合と比較して格段に高速に被覆の剥離処理できる。しかし、フッ素を含むガスはヘリウムなどの希ガスに比べて高価であるため、端子部となる部分４を挿入したときにだけ供給するようにしてもよい。あるいは、端子部となる部分４を挿入してからガスを供給してプラズマを発生させてもよい。このようなプラズマは非平衡プラズマと呼ばれ、電離を担う電子の温度は数万℃と高いが、イオンや中性粒子の温度は数百〜数千℃と低く、被覆した樹脂のみを効果的に揮発させつつ、線材への熱的・機械的ダメージが極めて小さいという利点がある。また、仮に、従来例で示したプラズマ洗浄装置を用いて端子部を処理しても、線材の周囲の一部のみの樹脂が除去されるに過ぎないが、本実施形態においては、線材の全周に渡って樹脂を除去することができるという点において格段に優れている。

次に、図４に示すように、ハンドラ５を操作して端子部となる部分４を引き上げる。このとき、線材の材質、温度、酸素や水蒸気の濃度などの処理状況にも依るが、一般に、露出した線材９の表面には極く薄い自然酸化膜が成長する。その厚さは概ね２０ｎｍ未満であり、おおよそ２ｎｍ〜１０ｎｍである。とくに、ヘリウム、酸素及びフッ素を含むガスの混合ガスを用いたプラズマで処理した場合、低温で被覆の除去ができるため、自然酸化膜は極めて薄くなり、後のはんだメッキ工程においてフラックスを必要としないという大きな利点がある。

次に、図５に示すように、はんだメッキ漕１５の近くに端子部となる部分を移動させる。はんだメッキ漕１５の内部に鉛フリーはんだ１６（鉛含有率０．１％、錫及び銅を主成分とする）が溶解した状態（３００℃）で準備されている。はんだメッキ漕１５の周囲には、はんだメッキ槽を加熱するヒーター１７が配置されている。鉛はんだにおけるはんだメッキ漕よりも低温となっているのは、樹脂を溶解・剥離させる必要がないためである。このため、極めて細い線材であっても、線材に熱応力が発生して樹脂が剥離したところが切断されたり、端子部となる部分そのものがはんだメッキ漕内に消失してしまうことがない。

次いで、図６に示すように、ハンドラを操作して端子部となる部分をはんだメッキ漕１５に浸した後、図７に示すように、ハンドラを操作して端子部となる部分を引き上げると、鉛フリーはんだが線材９の先端部にはんだメッキ１８が固着する。

このようにして、図８に示すような、適切に端子処理されたコイル１ができあがる。

次いで、このようなコイルを、図９に示すようにプリント基板１９に装着する。プリント基板１９に設けられた貫通穴に端子部を挿入する。

次に、図１０に示すような鉛フリーのはんだ噴流装置２１で処理することで、端子部とランド２０がはんだ３０によって接続され、図１１に示すようにはんだ付け処理が完了する。図１０において、基板１９やはんだ付け部品にフラックスを塗布するフラックス塗布装置２２と、フラックスを良好に乾燥させるなどのためにはんだ付け部品や基板１９を予熱するパネルヒータなどからなる予熱装置２３と、基板１９やはんだ付け部品に溶融状態のはんだを供給する溶融はんだ供給部２４などとが、基板搬送方向Ａに沿って順に配置されており、基板１９は、その両側部を把持して搬送する対となった搬送コンベア２５により基板搬送経路２６に沿って搬送される。

溶融はんだ供給部２４は、電子部品を載せた基板１９に対してはんだ面全面に良好に溶融はんだを供給するための一次噴流ノズル２７と、はんだ供給済みの基板１９から、余分な溶融はんだを除去するための二次噴流ノズル２８とを備えている。これらの噴流ノズル２７、２８は溶融はんだが溜められているはんだディップ槽２９内に浸けられている。

なお、前述のように、ヘリウム、酸素及びフッ素を含むガスの混合ガスを用いたプラズマで処理した場合、低温で被覆の除去ができるため、自然酸化膜は極めて薄くなるため、フラックスを必要としない場合が多く、品種が限定された製造ラインなどで用いる場合には、基板１９やはんだ付け部品にフラックスを塗布するフラックス塗布装置２２、フラックスを良好に乾燥させるなどのためにはんだ付け部品や基板１９を予熱するパネルヒータなどからなる予熱装置２３は不要になることもある。

（実施の形態２）
次に、本発明の第２実施形態について、図１２及び図１３を参照して説明する。図１２は、マイクロプラズマ源６と端子部となる部分４の断面図である。メッキ処理前は、端子部となる部分４は被覆線の形態を有し、銅を主成分とする線材９の表面に、樹脂１０が被覆されている。マイクロプラズマ源６は、誘電体製筒１１と、誘電体製筒１１を挟んで相対する２つの電極１２及び１３から成り、誘電体製筒１１内にガスを供給するガス供給装置（図示せず）と、２つの電極間に電力を供給する電源（図示せず）とを備える。図の下から上に向かって誘電体筒１１内に希ガスとしてのヘリウム、酸素及びフッ素を含むガスとしてのＣＦ₄ガスを供給しつつ、電極１２及び１３管に１３．５６ＭＨｚの高周波電力を供給することにより、誘電体筒１１内にプラズマ１４が発生する。なお、図のＤ−Ｄ‘で切った断面における誘電体製筒１１の断面形状は概ね長方形であり、複数の被覆線からなる撚り線の処理に適した構成となっている。すなわち、図１３に示すように、撚り線の端をほどき、各被覆線が点線のように概ね直線状に並ぶように形を整え、誘電体製筒１１に挿入することにより、撚り線をほどかずにそのまま大きめの誘電体製筒１１に挿入する場合よりも高速に被覆除去が可能となる。

（実施の形態３）
次に、本発明の第３実施形態について、図１４を参照して説明する。図１４は、端子部にプラズマを照射するためのマイクロプラズマ源の一例を示す断面図である。図１４において、メッキ処理前は、端子部となる部分４は被覆線の形態を有し、銅を主成分とする線材９の表面に、樹脂１０が被覆されている。内管３１及び外管３２から成る２重の誘電体製筒を用いて、内管３１または外管３２の一方から希ガスを吹き出し、他の一方から酸素およびフッ素を含むガスを含むガスを吹き出すとともに、外管３２を挟んで相対する２つの電極１２及び１３間に電力を供給してプラズマを発生させる。また、ガス流の下流側の内管３１及び外管３２の長さが概ね等しく、端子部４を誘電体製筒の下流に配置してプラズマを照射する。図では、内管３１に希ガスとしてのヘリウムガス、外管３２に酸素及びフッ素を含むガスとしてのＣＦ₄ガスを供給した場合のプラズマ１４の発生する様子を示している。プラズマはヘリウムガス濃度が十分に高い領域でしか発生しないため、外管３２の内壁と内管３１の外壁の間ではプラズマは発生していない。しかし、誘電体製筒の下流域では、プラズマの外辺部でヘリウムガスと酸素及びＣＦ₄ガスの混合が起き、活性な酸素ラジカル、フッ素ラジカルを生成するため、極めて高速に被覆の剥離が行える。本発明の第１または第２実施形態では、ヘリウムに酸素及びフッ素を含むガスを混合したガスが流れている誘電体製筒内にプラズマを発生させているので、ヘリウムのみのプラズマに比べてプラズマ密度が低く、第３実施形態に比較して処理速度が若干遅くなる傾向が認められた。なお、図のＤ−Ｄ‘で切った断面における誘電体製筒の断面形状は概ね円形であり、単線の被覆線の処理に適した構成となっている。一方、図のＤ−Ｄ‘で切った断面における誘電体製筒の断面形状を概ね長方形とすることにより、複数の被覆線からなる撚り線の処理に適した構成とすることも可能である。すなわち、撚り線の端をほどき、各被覆線が点線のように概ね直線状に並ぶように形を整え、誘電体製筒に挿入することにより、撚り線をほどかずにそのまま大きめの誘電体製筒に挿入する場合よりも高速に被覆除去が可能となる。

（実施の形態４）
次に、本発明の第４実施形態について、図１５を参照して説明する。図１５は、端子部にプラズマを照射するためのマイクロプラズマ源の一例を示す断面図である。図１５において、メッキ処理前は、端子部となる部分４は被覆線の形態を有し、銅を主成分とする線材９の表面に、樹脂１０が被覆されている。内管３１及び外管３２から成る２重の誘電体製筒を用いて、内管３１または外管３２の一方から希ガスを吹き出し、他の一方から酸素およびフッ素を含むガスを含むガスを吹き出すとともに、外管３２を挟んで相対する２つの電極１２及び１３間に電力を供給してプラズマを発生させる。また、ガス流の下流側の内管３１及び外管３２の長さが概ね等しく、端子部４を誘電体製筒の下流に配置してプラズマを照射する。図では、内管３１に酸素及びフッ素を含むガスとしてのＣＦ₄ガス、外管３２に希ガスとしてのヘリウムガスを供給した場合のプラズマ１４の発生する様子を示している。プラズマはヘリウムガス濃度が十分に高い領域でしか発生しないため、内管３１の内部にはプラズマは発生していない。しかし、誘電体製筒の下流域では、プラズマの外辺部（リング状プラズマの内側）でヘリウムガスと酸素及びＣＦ₄ガスの混合が起き、活性な酸素ラジカル、フッ素ラジカルを生成するため、極めて高速に被覆の剥離が行える。本発明の第１または第２実施形態では、ヘリウムに酸素及びフッ素を含むガスを混合したガスが流れている誘電体製筒内にプラズマを発生させているので、ヘリウムのみのプラズマに比べてプラズマ密度が低く、第４実施形態に比較して処理速度が若干遅くなる傾向が認められた。なお、図のＤ−Ｄ‘で切った断面における誘電体製筒の断面形状は概ね円形であり、単線の被覆線の処理に適した構成となっている。一方、図のＤ−Ｄ‘で切った断面における誘電体製筒の断面形状を概ね長方形とすることにより、複数の被覆線からなる撚り線の処理に適した構成とすることも可能である。すなわち、撚り線の端をほどき、各被覆線が点線のように概ね直線状に並ぶように形を整え、誘電体製筒に挿入することにより、撚り線をほどかずにそのまま大きめの誘電体製筒に挿入する場合よりも高速に被覆除去が可能となる。

（実施の形態５）
次に、本発明の第５実施形態について、図１６及び図１７を参照して説明する。図１６は、端子部にプラズマを照射するためのマイクロプラズマ源の一例を示す断面図である。図１６において、メッキ処理前は、端子部となる部分４は被覆線の形態を有し、銅を主成分とする線材９の表面に、樹脂１０が被覆されている。内管３１及び外管３２から成る２重の誘電体製筒を用いて、内管３１または外管３２の一方から希ガスを吹き出し、他の一方から酸素およびフッ素を含むガスを含むガスを吹き出すとともに、外管３２を挟んで相対する２つの電極１２及び１３間に電力を供給してプラズマを発生させる。また、ガス流の下流側の内管３１の長さが外管３２の長さより短く、端子部４を、外管３２の内側で、かつ、内管３１のガス吹き出し口よりも下流の位置に挿入した状態でプラズマを照射する図１６は端子部４を挿入する前の状態を示す。図１７は、端子部４を挿入した状態を示す。図では、内管３１に希ガスとしてのヘリウムガス、外管３２に酸素及びフッ素を含むガスとしてのＣＦ₄ガスを供給した場合のプラズマ１４の発生する様子を示している。プラズマはヘリウムガス濃度が十分に高い領域でしか発生しないため、外管３２の内壁と内管３１の外壁の間ではプラズマは発生していない。しかし、内管３１の下流域で、かつ、外管３２の内側の部分では、プラズマの外辺部でヘリウムガスと酸素及びＣＦ₄ガスの混合が起き、活性な酸素ラジカル、フッ素ラジカルを生成するため、極めて高速に被覆の剥離が行える。本発明の第１または第２実施形態では、ヘリウムに酸素及びフッ素を含むガスを混合したガスが流れている誘電体製筒内にプラズマを発生させているので、ヘリウムのみのプラズマに比べてプラズマ密度が低く、第５実施形態に比較して処理速度が若干遅くなる傾向が認められた。なお、図のＤ−Ｄ‘で切った断面における誘電体製筒の断面形状は概ね円形であり、単線の被覆線の処理に適した構成となっている。一方、図のＤ−Ｄ‘で切った断面における誘電体製筒の断面形状を概ね長方形とすることにより、複数の被覆線からなる撚り線の処理に適した構成とすることも可能である。すなわち、撚り線の端をほどき、各被覆線が点線のように概ね直線状に並ぶように形を整え、誘電体製筒に挿入することにより、撚り線をほどかずにそのまま大きめの誘電体製筒に挿入する場合よりも高速に被覆除去が可能となる。

なお、内管３１に酸素及びフッ素を含むガスとしてのＣＦ₄ガス、外管３２に希ガスとしてのヘリウムガスを供給した場合には、内管３１の内部にはプラズマは発生せず、内管３１の下流域では、プラズマの外辺部（リング状プラズマの内側）でヘリウムガスと酸素及びＣＦ₄ガスの混合が起き、活性な酸素ラジカル、フッ素ラジカルを生成するため、極めて高速に被覆の剥離が行える。

以上述べた本発明の実施形態において、プラズマ源としていくつかの構成例を示したが、様々なプラズマ源を用いることができる。

また、マイクロプラズマ源にて処理する際に、線材に直流電圧または高周波電力を供給することにより、プラズマ中のイオンを引き込む作用を強めることも可能である。この場合、処理速度が大きくなるという利点がある。

また、鉛含有率が０．１％のはんだを端子部にメッキする場合を例示したが、本発明は、鉛含有率が１％未満のはんだがメッキされている電子部品を提供可能である。このような電子部品を用いることにより、はんだ噴流装置内のはんだディップ漕への鉛の混入を実質的に激減させることが可能となる。しかし、はんだ噴流装置内のはんだディップ漕への鉛の混入をさらに小さくするには、はんだの鉛含有率が０．５％未満であることが好ましく、さらに、はんだの鉛含有率が０．３％未満であることが好ましい。

また、線材を被覆している樹脂をマイクロプラズマにより除去した後、端子部にフラックスを塗布し、次いで鉛含有率の小さいはんだをメッキしてもよく、このような処理により、信頼性の高い端子部が得られる。

また、本発明は、とくに端子部を成す線材の線径がφ０．０１ｍｍ以上φ０．１ｍｍ以下である場合に格別の効果を奏する。線径がφ０．０１ｍｍ未満の線材は取扱が困難であり、本発明で述べたような処理は適さない。一方、線径が０．１ｍｍよりも大きい場合は、刃物状の工具を用いて樹脂の被覆を削り取ることも可能であり、プラズマ処理は必ずしも必要ではない。しかし、被覆を削り取る工程においては削り屑が発生し、作業環境の悪化を招くため、線径が０．１ｍｍより大きい場合であっても、本発明の適用が好ましい場合もある。

また、電子部品としてのコイルを形成した後、端子部をプラズマ処理する場合を例示したが、被覆線の状態で端子を処理した後、コイルを形成してもよい。この場合、銅を主成分とする線材の表面に樹脂が被覆された被覆線の一部にプラズマを照射するステップと、プラズマを照射した部分で線材を切断するステップと、切断された被覆線を所定の形状に巻いてコイルを形成するステップを含む処理方法を用いる。

また、はんだ噴流装置のはんだディップ漕内のはんだにおける鉛含有率が０．１％である場合を例示したが、はんだ噴流装置のはんだディップ漕内のはんだにおける鉛含有率が１％未満である場合に本発明は格別の効果を奏する。このような鉛含有率が低い場合において、とくに端子部からの鉛の混入に敏感であるためである。

また、端子部を有する電子部品の処理装置として、巻線機と、マイクロプラズマ源と、マイクロプラズマ源にガスを供給するガス供給装置と、マイクロプラズマ源または電子部品の端子部に電力を供給する電源と、はんだメッキ漕と、はんだメッキ漕を加熱するヒーターと、はんだ噴流装置を備えた処理装置を構成することで、一連の処理を短時間で処理することが可能である。

また、コイルの他の形態として、端子棒を有するものについても、本発明は適用可能である。

また、誘電体製筒の寸法は、直径０．１ｍｍ以上１０ｍｍ以下が好ましい。直径０．１ｍｍ未満の誘電体製筒は製作上の困難を有する。また、直径１０ｍｍより大きい誘電体製筒を用いた場合は、大気圧下で高密度のプラズマを生成することが困難となる。より好ましくは、誘電体製筒の寸法は、直径０．３ｍｍ以上３ｍｍ以下であることが望ましい。

また、１つの誘電体製筒を用いてプラズマ処理を行う場合、希ガスの比率を９０％以上９９．９％以下とすることが望ましい。希ガスの比率が９０％未満であると、プラズマ密度が極端に低下し、十分な処理速度が得られないという不都合が生じる。逆に、希ガスの比率が９９．９％より大きいと、酸素及びフッ素を含むガスの比率が小さすぎて、被覆を高速に剥離することが困難となる。より好ましくは、希ガスの比率を９５％以上９９％以下とすることが望ましい。

また、希ガスがヘリウムガスである場合を例示したが、希ガスはヘリウムガスを主体とするガスであることが好ましく、ヘリウム、アルゴン、キセノンなどの希ガスを混合したガスを用いることも可能である。

また、フッ素を含むガスとしてＣＦ₄を用いる場合を例示したが、ＳＦ₆を用いてもよい。ＳＦ₆は解離しやすく、多量のフッ素ラジカルを生成できるという利点がある。その他、ＨＦやＣ₂Ｆ₆、Ｃ₄Ｆ₈などのフッ化炭素ガスを用いてもよい。

また、２重の誘電体製筒を用いる場合には、希ガスの比率を２０％以上８０％以下とすることが好ましい。希ガスの比率が２０％未満であると、プラズマ密度が極端に低下し、十分な処理速度が得られないという不都合が生じる。逆に、希ガスの比率が８０％より大きいと、酸素及びフッ素を含むガスの比率が小さすぎて、被覆を高速に剥離することが困難となる。

本発明の電子部品の処理方法及び装置は、電子部品の端子部の樹脂被覆を効果的に剥離できる方法及び装置、電子部品の端子部に鉛フリーはんだをメッキする処理方法及び装置、電子部品を鉛フリーはんだ実装工程に適応させる処理方法及び装置を提供でき、コイル、トランスをはじめとする電子部品の製造や、電子部品を実装する工程に適用可能である。

本発明の第１実施形態で用いたマイクロプラズマ処理装置の概略構成を示す斜視図マイクロプラズマ源と端子部となる部分の断面図端子部となる部分にプラズマを照射している状態を示す断面図端子部となる部分を引き上げた状態を示す断面図はんだメッキ漕の近くに端子部となる部分を移動させた状態を示す断面図端子部となる部分をはんだメッキ漕に浸した状態を示す断面図端子部となる部分を引き上げた状態を示す断面図端子処理されたコイルの外観を示す斜視図コイルをプリント基板に装着した状態を示す断面図はんだ噴流装置の概略構成を示す断面図はんだ付け処理が完了した状態を示す断面図本発明の第２実施形態で用いたマイクロプラズマ源の概略構成を示す断面図本発明の第２実施形態で用いたマイクロプラズマ源の概略構成を示す断面図本発明の第３実施形態で用いたマイクロプラズマ源の概略構成を示す断面図本発明の第４実施形態で用いたマイクロプラズマ源の概略構成を示す断面図本発明の第５実施形態で用いたマイクロプラズマ源の概略構成を示す断面図本発明の第５実施形態で用いたマイクロプラズマ源の概略構成を示す断面図コイルの外観を示す斜視図端子処理されたコイルの外観を示す斜視図コイルをプリント基板に装着した状態を示す断面図従来例においてはんだメッキ漕の近くに端子部となる部分を移動させた状態を示す断面図従来例において端子部となる部分をはんだメッキ漕に浸した状態を示す断面図従来例において端子部となる部分を引き上げた状態を示す断面図端子棒を有するコイルの外観を示す斜視図はんだメッキが固着した端子棒の断面図プラズマ洗浄装置の概略構成を示す斜視図

符号の説明

１コイル
２コイルボビン
３コイル部
４端子部となる部分
５ハンドラ
６マイクロプラズマ源
７ガス供給装置
８高周波電源

Claims

誘電体製筒と、前記誘電体製筒を挟んで相対する２つの電極からなり、端子部を前記誘電体製筒に挿入しつつ、前記２つの電極間に電力を供給することで前記誘電体製筒内にプラズマを発生させ、前記端子部を有する電子部品を処理する方法であって、
銅を主成分とし、かつ、表面が樹脂で被覆された線径がφ０．０１ｍｍ以上φ０．１ｍｍ以下の被覆線から成る前記端子部に、希ガス、酸素及びフッ素を含むガスの混合ガスを用いて発生させたプラズマを照射するに際して、前記希ガスの比率を９０％以上９９．９％以下とすることを特徴とする電子部品の処理方法。
希ガスがヘリウムガスを主体とするガスであることを特徴とする、請求項１記載の電子部品の処理方法。