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接合・実装

半導体分野の競争力向上に寄与する高熱効率・均一加熱リフロー装置

福岡県

吉塚精機株式会社

2020年4月13日更新

プロジェクトの基本情報

プロジェクト名 電子回路基板の多品種変量生産を実現する常圧過熱水蒸気を用いた高熱効率・均一加熱リフロー装置の開発
基盤技術分野 接合・実装
対象となる産業分野 産業機械、半導体
産業分野でのニーズ対応 高性能化(既存機能の性能向上)、高性能化(小型化・軽量化)、高性能化(信頼性・安全性向上)、高効率化(同じ生産量に対するリソースの削減)、高効率化(工程短縮)
キーワード リフロー、過熱水蒸気、はんだ
事業化状況 研究実施中
事業実施年度 平成25年度~平成27年度

プロジェクトの詳細

事業概要

今後、多品種・変量生産への対応が求められる携帯電子機器(スマートフォンなど)用電子回路基板製造メーカーからの5つの要望、1歩留まりの向上、2生産品切り替えによる加熱条件設定変更時間の短縮、3省エネ・省スペース、4低コスト化、5環境対応を一挙に解決すべく画期的な高熱効率・均一加熱リフロー装置を開発・実用化し、日本の半導体分野でのものづくり技術を世界にアピールし、その競争力を向上させ生き残りを図る

開発した技術のポイント

プリント基板実装メーカーからの要望に応える画期的な高熱効率・均一加熱リフロー装置の開発・実用化
(新技術)
過熱水蒸気式のリフロー装置
(新技術の特徴)
高熱効率・均一加熱、切替時間短縮、省エネ・省スペース、低ランニングコスト、環境対応

具体的な成果

・均一加熱プロセス技術の開発
‐過熱水蒸気で均一加熱技術の開発:最高到達温度230℃以上、はんだ付けを行うプリント配線基板内の温度ばらつきが5℃以内の均一加熱方法を開発
‐過熱水蒸気の飽和で低酸素化:熱風炉の風量調整により、酸素濃度100~2,000ppm間の調整可能であることを確認
‐低熱容量の炉体開発:ピーク電力約30kVAのユーザーニーズに応じた炉体を開発し、また炉内可視化についても検討を実施
‐必要ゾーン数の最小化:熱風炉にプリント基板冷却機能と結露防止機能を付加して3ゾーン化を実現
‐排気液化ユニット開発:フィン方式をベースとした機構とすることにより排気液化率80%以上を達成
‐DPH式リフロー装置試作機の開発:はんだ接合を実施し、濡れ、光沢、ボイド共に良好であることを確認
・過熱水蒸気によるプロセスを基礎としたリフロー装置の開発
‐過熱水蒸気リフロー装置量産プロトタイプ機の開発:接合強度試験、接合部解析等により、既存設備と同等のはんだ接合が可能なことを確認
‐製造現場においての評価、検証:フィールド試験による実装品質等の各種評価、検証を実施

研究開発成果の利用シーン

多品種・変量生産への対応を可能とする高熱効率・均一加熱リフロー装置

実用化・事業化の状況

事業化状況の詳細

電子基板用のはんだ溶融対象のリフローから、他のマーケットへの展開を模索中

提携可能な製品・サービス内容

加工・組立・処理、素材・部品製造、製品製造

製品・サービスのPRポイント

・過熱水蒸気リフロー装置量産プロトタイプ機
・実装品質:業界要求の30ppm以下
・生産品切換時間:現状値60分⇒15分以内
・ランニングコスト:現状コスト(電気代+窒素代)の1/2以下

今後の実用化・事業化の見通し

・量産プロトタイプ機を用いて、フィールドテストを継続する
・低コスト化、メンテナンスが容易な構成等を検討し、市場ニーズに合った装置を開発し、過熱水蒸気リフロー装置を早期に事業化すべく、以下の継続研究を行う
‐装置の低コスト化に関する研究
‐装置の耐久性に関する研究
‐ユーザーニーズに対応する機能改良・拡張の研究

実用化・事業化にあたっての課題

追加開発費用の捻出が困難

プロジェクトの実施体制

サポイン事業者 吉塚精機株式会社
事業管理機関 公益財団法人福岡県産業・科学技術振興財団
研究等実施機関 KNE株式会社
瀬田興産化工株式会社
株式会社SSテクノ
国立研究開発法人産業技術総合研究所

サポイン事業者 企業情報

企業名 吉塚精機株式会社(法人番号:2290001020231)
事業内容 生産用機械器具製造業(部品加工から装置の組立)
社員数 113 名
生産拠点 目尾工場(福岡県飯塚市)
本社所在地 〒812-0041 福岡県福岡市博多区吉塚5-9-5
ホームページ http://www.yosizuka.co.jp
連絡先窓口 代表取締役 髙鍋政嗣
メールアドレス ys0005@yosizuka.co.jp
電話番号 0948-26-8101