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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

これ一台で真空や窒素を使ったリフローはもちろん、ギ酸・水素などに対応。
リーズナブルながら温度コントロール性の高さとコンパクトさを兼ね備えたリフロー装置です。

ユニテンプジャパンのリフロー装置は、リーズナブルにもかかわらず、一台で真空環境やギ酸・水素をはじめとした雰囲気を設定できる上、PID制御により高い温度コントロール性を保持しています。さらに、研究室にも設置しやすい業界最小クラスのコンパクトさ。
目的に応じてお選びいただける、さまざまなラインナップやオプションをご用意しております。

VSS-450-300

ローダー・アンローダーと連携して量産にも

RSO-200/RSO-300

最高到達温度と昇温速度が最も高いモデル

RSS-210-S

高速昇温と高信頼性実装を実現するスタンダードモデル

RSS-160-S/RSS-110-S

多彩な機能を業界最小クラスの筐体に凝縮、高信頼性実装を実現

・最大300mmx300mm基板対応
・最大到達温度450℃
・最大昇温速度150K/min.

・最大160mmx160mm基板対応
・最大到達温度650℃
・最大昇温速度600K/min.

・最大160mmx160mm基板対応
・最大到達温度400℃
・最大昇温速度100K/min.

・最大到達温度400℃
・最大昇温速度100~120K/min.
・カートリッジヒーター式

  1. VSS-450-300
  2. RSO-200/RSO-300
  3. RSS-210-S
  4. RSS-160-S/RSS-110-S

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ギ酸・水素ガス両対応 真空はんだリフロー装置 VSS-450-300

VSS-450-300
装置サイズ(WxDxH):550x690x830
有効対象物サイズ:300mmx300mmx50mm

試作開発用途の他、インラインシステムにも組み込み可能な量産対応モデル
最高0.01%のボイドフリーを可能にし、フラックスレスや鉛フリーへの課題解決に最適な、
卓上型真空はんだリフロー装置です。

リフロープロファイル設定の多彩さと、抜群の温度コントロール性で、パワーデバイスや航空宇宙開発などに求められる水準の高信頼性実装を実現します。

■モデルの特徴
  • ローダー・アンローダーと連携に対応。試作開発はもちろん、量産対応も可能です。
  • 大気リフロー、窒素リフロー及び真空リフローに標準対応。ガスラインのオプションを追加すればギ酸・水素・窒素など様々な雰囲気環境に対応。
  • フラックス入りのはんだもお使い頂けます。
  • 最大到達温度450℃対応(オプションで650℃)、毎秒2.5℃のスピード昇温
  • 冷却時は窒素パージはもちろん、水冷にも対応。はんだの接合強度や電気特性を損ないません。
  • ホットプレート面内の温度バラつきが少なく、プレート上のどの位置に置いても高い繰り返し精度が得られます。
  • P.I.D制御により1秒毎にIRヒーターの出力を調整。設定した温度プロファイルをほぼそのまま実現し、オーバーシュートを殆ど起こしません。   

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ギ酸・水素ガス両対応 真空はんだリフロー装置 RSO-200/300

RSO-200
装置サイズ(WxDxH):505x505x570 mm
有効対象物サイズ:200x170x35mm
RSO-300
装置サイズ(WxDxH):580x500x570 mm
有効対象物サイズ:300x300x35mm

最高到達温度と昇温速度が最も高いモデル
最高0.01%のボイドフリーを可能にし、フラックスレスや鉛フリーへの課題解決に最適な、
卓上型真空はんだリフロー装置です。
リフロープロファイル設定の多彩さと、抜群の温度コントロール性で、パワーデバイスや航空宇宙開発などに求められる水準の高信頼性実装を実現します。

■モデルの特徴
  • 高速昇温と最大到達温度の高さに特化。焼結などに向いています。
  • 大気リフロー、窒素リフロー及び真空リフローに標準対応。ガスラインのオプション追加でギ酸・水素・窒素などカスタマイズ可能です。
  • オプションで高純度石英ガラスチャンバー搭載可能。
  • RSO-200は□160mmグラファイト製プレート、RSO-300は3アーム石英ホルダー(□300mm,□200mm,□150mm, □100mmの各サイズ対応)付き
  • フラックス入りのはんだもお使い頂けます。
  • 最大到達温度650℃対応、毎秒10℃のスピード昇温
  • ホットプレート面内の温度バラつきが少なく、プレート上のどの位置に置いても高い繰り返し精度が得られます。
  • P.I.D制御により1秒毎にIRヒーターの出力を調整。設定した温度プロファイルをほぼそのまま実現し、オーバーシュートを殆ど起こしません。   

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ギ酸・水素ガス両対応 真空はんだリフロー装置 RSS-210-S

RSS-210-S
装置サイズ(WxDxH):430x295x290
有効対象物サイズ:200mmx200mmx50mm

高信頼性実装を実現する高機能・高性能なモデル
最高0.01%のボイドフリーを可能にし、フラックスレスや鉛フリーへの課題解決に最適な、
卓上型真空はんだリフロー装置です。
リフロープロファイル設定の多彩さと、抜群の温度コントロール性で、パワーデバイスや航空宇宙開発などに求められる水準の高信頼性実装を実現します。

■モデルの特徴
  • コンパクトかつ高機能・高性能なモデル。様々な条件設定に対応可能です。
  • 大気リフロー、窒素リフロー及び真空リフローに標準対応。ガスラインのオプション追加でギ酸・水素・窒素などカスタマイズ可能です。
  • フラックス入りのはんだもお使い頂けます。
  • 最大到達温度400℃対応(オプションで500℃)、毎秒3℃のスピード昇温
  • 冷却時は窒素パージはもちろん、水冷にも対応。はんだの接合強度や電気特性を損ないません。
  • ホットプレート面内の温度バラつきが少なく、プレート上のどの位置に置いても高い繰り返し精度が得られます。
  • P.I.D制御により1秒毎にIRヒーターの出力を調整。設定した温度プロファイルをほぼそのまま実現し、オーバーシュートを殆ど起こしません。   

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ギ酸・水素ガス両対応 真空はんだリフロー装置 RSS-160/110-S

RSS-160-S
装置サイズ(WxDxH):330x420x220
有効対象物サイズ:155mmx155mmx40mm


RSS-110-S
装置サイズ(WxDxH):260x420x220
有効対象物サイズ:105mmx105mmx40mm

多彩な機能を業界最小クラスの筐体に凝縮、高信頼性実装を実現

最高0.01%のボイドフリーを可能にし、フラックスレスや鉛フリーへの課題解決に最適な、
卓上型真空はんだリフロー装置です。

リフロープロファイル設定の多彩さと、抜群の温度コントロール性で、パワーデバイスや航空宇宙開発などに求められる水準の高信頼性実装を実現します。

■モデルの特徴
  • 実験室などでも設置がしやすい、最もコンパクトなモデルです。
  • 大気リフロー、窒素リフロー及び真空リフローに標準対応。ギ酸・水素・窒素など様々な雰囲気環境に対応。
  • フラックス入りのはんだもお使い頂けます。
  • 最大到達温度400℃対応(オプションで500℃)、最大昇温速度100〜120K/min(モデルに依る)
  • 冷却時は窒素パージはもちろん、水冷にも対応。はんだの接合強度や電気特性を損ないません。
  • ホットプレート面内の温度バラつきが少なく、プレート上のどの位置に置いても高い繰り返し精度が得られます。
  • P.I.D制御により1秒毎にヒーターの出力を調整。設定した温度プロファイルをほぼそのまま実現し、オーバーシュートを殆ど起こしません。   

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装置の特徴

真空やギ酸をはじめとする様々な雰囲気ガスにこれ一台で対応可能!


真空リフローや窒素ガスパージはもちろん、オプションの追加で、
・ギ酸や水素などの還元ガス
・その他の不活化ガス(アルゴンなど)
といった雰囲気ガスも、これ一台で対応可能。
また、真空のオンオフや雰囲気ガスの切り替えも自由に設定可能。
これ一台で、多様な条件下でボイドレスでフラックスレスなリフローを実現します。

   

詳しく見る

マスフローコントローラー1系統標準装備
プログラムで自由にガス流量を設定できるマフローコントローラ(MFC)ガスラインが1系統が標準装備。
そちらに窒素ガスや水素と窒素の混合ガス(概ね、水素の混合量が5%未満程度までのもの)を接続してご利用できます。
また、オプションで様々なガスモジュールを追加することができますので、
・ギ酸モジュールをつけてギ酸還元対応にする
・高濃度水素オプションを追加する
・標準装備に流すガスとは別のガスを流す
・高濃度水素アルゴンなどの不活化ガスもお使いいただけます

なお、追加できるガスラインの系統数は、合計4系統〜2系統とモデルによって異なります。
仕様・オプション一覧からご確認ください。
(筐体のサイズによって追加ガスモジュールを格納できるスペースが異なるため)

■真空下でボイドを除去
チャンバー筐体は、0.1 Pa(10-3 hPa)までの真空度に耐えることができますので、接続する真空ポンプを適切に選定することで、
真空環境を実現できます。
また、還元ガス (ギ酸や水素) ではんだの濡れ性を確保することで、より一層のボイド除去が可能です。

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高速昇温・降温、高精度な温度コントロール性

グラフ

独自の温度制御アルゴリズムで理想的な温度プロファイルを実現し、オーバーシューティング等の問題が発生しません。

  
いずれのモデルも、
・最大到達温度400℃〜650℃
・昇温速度120K〜180K/min(RSO-200は650K/min)
の高速昇温を実現しており、はんだのリフローだけではなく、ペーストの焼結にも対応できます。

さらに、温度制御性が高く、プレート上の面内の温度バラつきを1.5%以内に制御する上、
オーバーシュートも殆ど起こしません。
ワークを一度に複数仕上げたい場合や、シビアな温度コントロールが求められる場合、
また可能な限り同じ条件での昇温・降温(繰返し精度の高さ)が求められるケースでも、
質の高いリフローを実現できます。

   

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■最大到達温度400℃以上、昇温速度も120K/min以上に標準対応(※)
モデルVSS-450-300・RSS-210-S・RSOシリーズについてはIRヒーターを搭載。
最大到達温度が高く設定されているので、熱容量が大きな部品でもゆとりを持って融点温度に到達させる事ができます。
採用されているヒーターや、筐体のサイズ、搭載オプションによって到達温度や昇温速度は異なりますので、
詳細は仕様一覧をご覧ください。
(モデルRSS-160-S以下は筐体の都合上カートリッジヒーターとなります。)

■P.I.D制御による高い温度コントロール性
ホットプレート面内の温度を3箇所の熱電対でモニタリングし、1秒間に一回フィードバックすることで、ヒーターの出力をコントロール。
これにより面内の温度ばらつきを±1.5%以内に制御しながら、オーバーシュートを起こさず、設定した温度プロファイル通りの昇温を実現します。

■「水冷システム」を標準装備
ホットプレートの内部にチラーからの冷却水が通る冷却システムを標準装備。
高速降温を実現し、接合強度や電気特性の高い高品質なはんだリフローを実現するほか、
空冷に比べるとタクトタイムを大幅に短縮できます。

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タッチパネルから簡単操作!

標準添付されているタッチパネルコントローラーから、時間や到達温度、真空や使用する雰囲気ガスなどの設定が簡単に行えます。また、トリガーとなる条件も温度や真空度などが設定でき、幅広い条件のプロファイルを作成できます。

また、プログラムは50ファイルまで保存できるほか、装置の運転終了後は、温度・チャンバー内の真空度・プロセスガスの流量など、すべてのデータをCSV形式でエクスポート可能です。

   

詳しく見る

■タッチパネルコントローラー(SPS Controller)標準搭載
到達温度や使用するガスや真空の有無などのプロファイルは、タッチパネルコントローラーから簡単に設定ができます。また、トリガーとなる条件も、経過時間や温度はもちろん、チャンバー内の真空度や戻り内圧状態を使用でき、複雑なプロファイルも設定できます。

■本体にプロファイルを保存でき、プロセスのデータはCSVエクスポート可能
最大50セグメント(行)のプログラムを50通り登録しておくことができますので、希望のプロセスプログラムを簡単な操作によって呼び出し、実行できます。プログラム作成の他、実行したプロセスの各種データをCSV形式で保存することもできますので、外部PCに頼ることなく、本体のみですべての操作を完結することが可能です。

■のぞき窓を標準装備
チャンバー上部にのぞき窓を標準装備していますので、リフロー中の対象物を観察することができるほか、マイクロスコープオプションカメラなどを使用して、写真やビデオ撮影をすることができます。

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ギ酸還元リフローの特徴

「ギ酸還元」とは、”フラックス”による酸化膜除去の代替となる、
比較的新しい酸化膜除去の方法です。
はんだづけを行う際にギ酸還元を行うことで、フラックス使用時のデメリットを回避しながら、
濡れ性の向上や、最高で0.01%のボイドレスの実現が期待できます。

フラックスの洗浄工程が不要!

フラックスを使ったはんだ付けを行なった場合、基板に残ったフラックスを、綺麗に洗い流す洗浄工程がプラスして必要です。さらにその廃液処理が必要なので、環境保護上においてのデメリットも生じます。しかし、ギ酸還元ならそうした工程の一切が必要ありません。

フラックス残渣のリスクがゼロ!

フラックスが基盤上に残っている(残渣している)と、腐食の効果が残り続けるため、そこから再腐食が始まってしまったり、マイグレーションによるショートの可能性が出てくるなど、フラックス残渣は故障の原因に繋がります。しかしギ酸還元による酸化膜除去なら、フラックスをそもそも使用しないため、こうしたリスクの心配がありません。

ボイドの含有率が低減できる!

ギ酸が溶融したはんだの表面張力を和らげるため、ボイドを真空下で抜く際に、抜けが良くなる効果があります。また、フラックスがボイドの原因となることもしばしばあるため、こうした原因を避けることができます。

スクリーンショット 2021-04-05 16.15.29

フラックスとギ酸還元の違い

フラックスの場合は、金属表面の酸化膜を腐食させることで除去しますが、ギ酸還元は、酸化膜中の酸素を奪う還元反応を引き起こすことで、酸化のない元の状態に戻す働きをします。なお、還元反応を起こしたギ酸は、微量の二酸化炭素(CO2)と、水蒸気(H2O)に分解されるので、環境にもとても優しい方法です。

また、ギ酸は、濃度90%未満の濃度の溶液でしたら、危険物取扱担任者資格などの資格を必要としないので取り扱いも簡単です。

ギ酸還元で酸化膜除去をするには

ギ酸還元を行う際は、ギ酸溶液(試薬瓶1本2000円程度)が必要です。

使用するはんだも、フラックスが入っていないギ酸対応のはんだペーストやシートの使用が一般的です。(※装置の性能上はフラックスも問題なく使用でき、またギ酸の供給をオフにすることで通常のリフローも可能です。)

ギ酸還元は、ドライ環境で行われます。本体のギ酸モジュールに液体のギ酸を入れておくと、プロファイルで設定したタイミングで、微細にミスト化されたギ酸がドライN2ガスと混合されチャンバー室へ送られる仕組みとなっています。

ギ酸のミストで還元するタイミングは、右図のグラフのように、温度上昇が始まったタイミングから冷却が始まるまでの間に設定するのが一般的です。その間に、ギ酸の分子が金属表面の酸素を奪い酸化膜を除去。N2ガスのみの場合と比較しても、濡れ性よく仕上がります。
さらに、酸素と結びついたギ酸は微量の水蒸気と二酸化炭素になって排出されるため、ギ酸が部材上に残ることもありません。そのためフラックス使用時のような洗浄工程も不要です。

水素還元と比べた優位性

酸化膜の除去を促すための還元反応は、ギ酸だけでなく、水素でも実現可能です。但し、水素の場合はおよそ300℃付近の炉内温度が必要となります。従来のはんだ材料は、融点温度が265~280℃付近であったため、水素による還元は、幅広い方面で利用されてきました。
しかし近年は、

  • 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

こうした理由から、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。

スクリーンショット 2021-04-13 12.10.20

ギ酸還元の可能性

フラックスを使用していたとしても、洗浄工程で完全に除去できたり、
故障した電子部品が簡単に修理可能であったり、人命に関わらなければ問題ありません。

しかし近年は、最終製品の小型化・多機能化・高寿命化が進むことで、
フラックス残渣や、ボイド残りが以前にまして問題となっています。

例えば、さまざまな製品が小型化・多機能化すると、最終製品に合わせて実装部品そのものが微細化したり、高密度化が進んでいきます。
そうした状態で、フラックスの洗浄を行なったとしても、

・どこまで綺麗に洗浄できているのか?
・そもそも、洗浄液がその細部まで届いているのか?
・それを実装後にどうやって確認するのか?

といった問題が生じてきます。特に、自動車関連や航空宇宙、ペースメーカーなどのメディカルアプリケーションでは、より長寿命な製品が求められるため、故障のリスクになるフラックス残渣の無い、信頼性の高い実装が求められています。

そのため、いかにフラックスを綺麗に洗浄するか?ではなく、
いかにフラックスを使わない実装ができるか、
信頼性の高い実装を実現できるかが近年問われています。

ギ酸還元を使えば、これまでご説明した通り、フラックスを使うことなく、濡れ性がよくボイドレスな接合ができます。
また、洗浄工程を必要としないため、洗浄ができないケースや、フラックス残渣が許されないケースでも対応します。

このため、

ナノペースト材料といった新素材キャップ部品のはんだ付けのように、物理的にフラックスを使えない形態や形状のほか、
”金属の酸化膜だけを安全に還元したい”といったニーズにも対応することができます。

上記をご覧頂き、ギ酸還元リフロー装置に関心を持たれた方は、
無償デモなどを受け付けておりますので、ぜひ一度弊社までお問い合わせください。

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