ギ酸還元・水素還元 両対応 タッチパネル式
卓上型真空はんだリフロー装置
ギ酸還元リフローの特長
ギ酸還元を利用した、フラックスレスはんだ付け（リフロー）のご提案
一般的なはんだリフローでは、はんだの濡れ性を確保するため表面酸化膜を破く能力のあるフラックスを 使用しますが、リフロー後のフラックス残渣をなくすため洗浄工程を経てから製品の出荷を行います。洗浄工程を経ることでフラックスの残渣成分が完全に除去されればいいのですが、製品の形状が複雑化したり、高密度実装化が進むことで、完全に除去しきれないフラックス残渣が製品に付着したままになることも珍しくありません。
また、洗浄工程があるということは洗浄廃液処理の問題も発生することとなり、近年ご注目をいただいて いる「環境保護」の観点からも、望ましい状況であるとは言いがたいのが現実です。
弊社でご提案をしております「ギ酸還元を使用したはんだリフロー」では、フラックス残渣が問題となるのであれば、そもそもフラックスを使用しなければ残渣を気にしていただくことがなくなるのではないかという、 大変シンプルな考え方に基づいています。
ギ酸（HCOOH）という物質は、元々蟻が餌を見つけた際におしり部位から地面に擦り付け、他の仲間に餌のありかを知らせる役割を担っていることが近年明らかになっております。つまり、
- 元々、自然界に存在する物質であること
- 常温環境においても空気中の酸素と結合し、最終的には、水（H2O）と二酸化炭素（CO2）に分解されるものであること
などから、自然環境汚染の心配をすることなく利用ができるという特徴を持っています。
法律上の問題においても、90%未満の濃度であるギ酸溶液については、危険物取扱担任者資格などを必要としない、法規制対象外となっていることから、どなたでも簡単に取り扱いをしていただくことが可能です。
ギ酸還元時の反応
ギ酸の反応イメージ
水素還元との違い
| 比較項目 | ギ酸ガス還元 | 水素ガス還元 | 参考 | ||
|---|---|---|---|---|---|
| 還元効果 | ◎ | 強い | ○ | ある程度 | |
| 酸化還元温度 | ○ | 約150℃～ | △ | 約270℃～ | ギ酸は低い温度で還元可能 |
| ランニングコスト | ◎ | 安い | △ | 高い | ギ酸は、水素と比較して、 約1/4のコスト |
| 危険度 | ○ | 比較的安全 | × | 危険 | |
| 対応はんだ | ◎ | 幅広く対応 | △ | 狭い | 還元効果温度の関係で、 利用可能なはんだが異なる |
| 信頼性 | ◎ | 高い | ○ | 比較的低い | ギ酸は低温で利用できるため、 熱ストレスを低減可 |
| 総合判断 | ◎ | 利用しやすい | △ | 利用しにくい | |
表面に形成されている酸化膜の除去を促すための還元反応は、ギ酸だけでなく、水素ガスを利用する ことでも実現可能です。但し、上記比較表にもあるように、水素ガスを利用した還元を行うには、およそ300℃付近の炉内温度が必要となります。従来のはんだ材料融点温度が265～280℃付近であったため、結果的に炉内温度を300℃付近にまで上昇させることから、水素ガスによる還元は、広く多方面で利用されてきました。
しかしながら、近年、
- 長時間の高温環境には耐えられないデバイスが出てきていること
- 水素ガスは、酸素と混合することによる、爆発の危険性があること
などの理由から、より低温環境でも十分な還元効果が得られるギ酸還元方式に注目が集まっています。
フラックスフリーの可能性
ギ酸による還元はとても効果的です。銅パターン上にある酸化膜から、効果的に酸素を奪い取ることにより、酸化膜を完全に除去することができますので、フラックスレスはんだが容易に濡れ性を確保できるようになります。
酸素を奪い取ったギ酸（HCOOH)は、H2OとCO2に変化して排気されます。H2OもCO2も大気中に存在している成分ですので、環境を破壊することなく、「ギ酸還元リフロー」を行うことができます。
フラックス成分は、はんだリフローにとってとても便利な材料です。銅パターン上に酸化膜が存在していても、フラックスがその酸化膜を破ってくれるので、温度プロファイル管理のみを行えば、比較的簡単にどなたでもはんだリフローを行っていただくことができます。
しかし！
フラックス残渣が発生してしまうと、状況は一変します。時間の経過とともにフラックス残渣が、腐食や劣化を引き起こす可能性があるため、フラックス残渣除去のための洗浄工程が欠かせません。
また、洗浄廃液の適切な処理などが必要になることを考慮すると、フラックスを使用しないリフロー方式が、いかに環境を考慮したプロセスであるのか、容易にご理解頂けるのではないでしょうか。
ギ酸還元方式を用いた製品一覧
タッチパネル搭載 Sシリーズの特長
大気・窒素・真空・ギ酸・水素などを用いたリフローに1台で対応！
通常のリフローに加えて、鉛フリー、ボイドレス、フラックスレスなどの各リフローが可能
装置寸法、重量：670 x 544 x 320 mm (W x D x H)、約45 kg
最大到達温度400℃
- 高速昇温/降温に対応
- 多彩なリフロープロファイル設定が可能
- のぞき窓を標準装備
減圧下リフローでボイドを除去
還元ガス (ギ酸や水素) により、はんだの濡れ性を確保することで、より一層のボイドを除去します
タッチパネル制御ソフトウエア
タッチパネルを使用して、簡単に多彩なプログラム設定が可能！
従来の、時間軸に対する温度設定や昇温速度設定のみならず、チャンバー内部の
真空度をトリガーとしたプロファイルプログラムにも対応しますので、幅広い条件設定を実現することができます。
チャンバー内の温度や真空度のリアルタイムモニターを装備し、チャンバー内の状態を常に把握数rことができます。
窒素などのプロセスガスラインにはマスフローコントローラを標準装備し、プログラムのステップごとに、異なったガス流量を設定することが可能です。
プロセスプログラム終了後は、温度変化、チャンバー内の真空度変化、チャンバー内 へのプロセスガスの流量など、すべてのデータをCSV形式で保存可能です。
装置起動後に表示される「ホーム画面」から、各種設定画面に移行することができ、必要な設定を簡単に行うことができます。
またこのホーム画面から、プロファイルプログラムの選択、プログラムの実行を行うことが できるほか、プロファイルプログラムの修正や、新たなプロファイルプログラムの作成を行う画面にもスムースに移行数rことができます。
プログラム実行中に発生したワーニングやエラーなどの各種イベント情報は、すべてタッチパネルコントローラに記録され、いつでもその発生日時、及び内容を確認することができます。
また、ワーニングやエラー情報は、オペレータが意図的に削除しない限り、履歴として記録され続けますので、装置の状態把握を確実に行うことができます。
