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無題のプレゼンテーション

              ギ酸・水素還元対応 卓上型真空リフロー装置

名称未設定のデザイン (3)

卓上型真空プロセス高速アニール炉

ギ酸還元リフローの特徴を詳しく見る

「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。

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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。

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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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ユニテンプジャパン株式会社は、パワーデバイス・メディカルアプリケーション・半導体関連・航空宇宙など、
あらゆる分野で活躍するリフロー装置やアニール装置などの熱処理装置を取り扱っております。

弊社はドイツUniTemp GmbH社の日本総代理店として、2012年に設立致しました。
当時、日本で初めて「ギ酸還元」によりフラックスレスでのはんだリフローを実現する技術をドイツよりいち早く取り入れ、
エレクトロニクスの発展に貢献して参りました。
いずれのモデルも小型で操作性がよく、また高い温度コントロール性を特徴とする装置は、
研究開発から量産対応含めて幅広い分野で活躍し、研究機関や民間企業問わずお使い頂いております。

新着情報

2025.11.25

日程:2025年12月17日(水)~19日(金)10:00~17:00 会場:東京ビッグサイト ブース番号:E6901

2023.04.11

日程:2023年5月17日(水)~19日(金)10:00 ~ 17:00 会場:インテックス大阪 コマ番号:18-12

2022.11.01

日程:2022年11月17日(木)~18日(金) 10:00 ~ 17:00(最終入場は16:00まで)
会場:京都市勧業館 みやこめっせ 1F 第2展示場

2022.06.28

日程:2022年7月6日(水)~8日(金) 10:00 ~ 17:00(最終入場は16:00まで)
会場:名古屋市中小企業振興会館 第一ファッション展示場

2022.04.28

日程:2022年5月11日(水)~13日(金) 10:00 ~ 17:00 会場:インテックス大阪 コマ番号:15-2(5号館)

2022.03.14

ユニテンプジャパン株式会社は、本日2021年3月14日に創立10周年を迎えました。
これもひとえに皆様のご支援、ご愛顧の賜物と心より御礼申し上げます。

これを機に、いま一度創業の精神に立ちかえり、より一層のサービス向上に努めてまいります。
今後とも倍旧のお引き立てを賜りますようよろしくお願い申し上げます。

2022.03.01

日程:2022年4月14日(木)~15日(金) 10:00 ~ 17:00(最終日は16:00まで)
会場:夢メッセみやぎ 西館展示場

2022.01.06

メイショウ株式会社様のブースにて、真空リフロー装置「RSS-210-S」を展示致します。
弊社の社員も説明員として参加しますので、皆様のご来場をお待ちしております。
日程:2022年1月19日(水)~21日(金) 10:00 ~ 18:00(最終日は17:00まで)
会場:東京ビッグサイト ブース番号:東ホール 6-12(メイショウ株式会社ブース内)

2021.12.27

2021年12月27日〜2022年1月5日まで、弊社は年末年始休業をいただきます。
2021年1月6日(木)9時より、通常営業を開始します。
皆様にはご迷惑おかけしますが、何卒よろしくお願いします。

2021.05.25

日程:2021年6月23日(水)~25日(金) 10:00 ~ 18:00(最終日は17:00まで) 会場:インテックス大阪

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