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プロジェクトの基本情報

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2018年8月20日更新

高周波誘導加熱によるウィスカー防止とリフローのコストダウン

豊橋鍍金 工業株式会社

プロジェクト名 高周波誘導加熱による錫めっきウィスカーの抑制技術と加熱処理の工程短縮、省エネルギー技術の開発
対象となる川下分野 自動車
川下企業におけるニーズの対応 高機能化(精度・性能の向上など)
効率化(生産性・作業性の向上など)
環境配慮(不純物の除去や無害化、廃棄物削減、 CO2削減など)
信頼性・安全性(信頼性の高い検査技術の実現など)
低コスト化(ランニングコスト低減、ロス削減、 省力化など)
上記ニーズに対する具体的な数値 錫めっきリフローに関わる消費電力1/20に大幅削減による錫めっきリフローコスト20%低減
事業実施年度 平成21年度~平成23年度
事業化状況 事業化済み(すでに販売実績あり)
対象としている素材 錫、銅、鉄系金属

プロジェクトの詳細

プロジェクトに至った背景・経緯
環境負荷物質使用禁止に基づき錫めっきのウィスカー防止に使われていた鉛が使用できなくなったことで、ローコストで確実なウィスカー防止対策が研究されたが、熱風式リフローではハンダ濡れ性が大きく劣化し、合金めっきによる対策では抑制効果の安定性がなく、ウィスカーの発生しない金めっきでは大きなコスト高になっていた。そのために低コストでウィスカー抑制効果の大きなめっきが求められていた。
研究開発のポイント
従来技術のウィスカー対策としては1.錫めっき熱風式リフロー、2.合金めっき、3.金めっき等があるが、1.ではリフロー時に錫めっき表面が大きく表面酸化するためハンダ濡れ性が著しく低下する、2.の合金めっきはウィスカー抑制効果が弱く、また液安定性がないなどで適応部品が限られていた。3.の金めっきでは金属の価格が錫の1000倍以上と大きなコストアップになる等大きな問題点があった。本研究では錫リフローに高周波誘導加熱を使うことで、リフローのローコスト化、省エネと同時にハンダ濡れ性の大幅な向上とウィスカー抑制力の向上を狙った。
研究開発の具体的な成果
高周波誘導加熱は均一な加熱が難しい弱点があったが、高周波の周波集 、誘導加熱コイルの形状などに工夫を凝らし、安定した錫めっきリフローを達成した。 高周波を利用したことで従来の熱風リフローに比べ1/20の消費電力となり、大きな省エネ及びほぼめっき直後と同等なはんだ濡れ性を達成した。 リフローした錫めっき製品としては、現状のリフロー製品と比べ、ハンダ濡れ性が大幅に向上したことで一般めっき錫部品と同様な条件でハンダ付けが可能であること、リフローなしの一般的な錫めっきと同等の安価なコストであることが川下事業者にとって大きなメリットになる。
利用イメージ、今後の活用が見込める分野・製品等
自動車、家電関連の電気接点に使用されるウィスカーの発生を嫌うフープ部品、現在錫めっきウィスカー対策に困っている錫めっきフープ部品に低コストで対応可。(2014年春事業化予定)
また、本研究で開発した高周波誘導加熱技術はフープ材の表面改質、金属拡散技術にへの応用が期待できる。

事業化への取り組み

事業化状況、規模 自動車関連部品会社1社の電気接点部品へのめっきに採用が決まり、現在既存量産設備を高周波リフロー対応に改造中。
2014年5月稼働予定(売上450万円(16時間/日稼働)予定)
その他数社に対して試作を実施。
事業化による効果 はんだ濡れ性の良いローコストのリフロー錫めっきが開発されたことで、錫リフローめっき使用される部品の幅が大きく広がる。
知財・広報活動 本研究の水中高周波処理(補完研究中)に関しては、特許申請済みであるが、近日中に事業化予定の錫めっきの大気中高周波リフローに関しては、ノウハウで技術を守ることにした。
今後の見通し 現在、2014年5月稼働予定の部品で売上450万円(16時間/日稼働)を予定している。今後は表面改質の面から
当初の目標を踏まえた
上での達成度や
新たな課題
本研究の一部は未だ補完研究中であり、バレル部品に関しては未達ではあるが、フープ部品の大気中リフローに関しては100%以上の達成度があり、当初の事業化計画での売上金額から見るとフープだけで100%以上の売上となる予定。
川下産業からの引き合い状況
(件数等、内容)
自動車部品メーカー1社については上記2014年5月稼働予定。その他5社から引き合い有、2社において試作対応を行っている。

研究開発の体制

事業管理機関 名古屋市産業振興公社
法認定事業者 豊橋鍍金工業 株式会社
研究実施機関 オーエム産業
名古屋大学
名古屋市工業研究所
アドバイザー 株式会社 ソニーEMCS
日本圧着端子製造 株式会社
株式会社 デンソー
株式会社 マツダ

PRコメント

弊社が開発型企業として成長していこうという方針の中で、本研究のプロジェクトでは大学、公的研究所、川下事業者様との関わり合いを強くもてたことにより、大きな成果を得ることができたと考えています。グローバル競争が更に熾烈になってきた近年、一般錫めっきと同等なコストで非常にはんだ濡れ性の良いリフロー技術を開発できたことは、熾烈な競争に打ち勝つための一つの手段を見出すことができたと自負しております。コストダウンをひかえながらウィスカ 対策、錫リフローの問題を抱えている川下事業者様には是非この技術を使って頂きたいと思っています。

企業情報

社名 豊橋鍍金 工業株式会社
(法人番号:1180301006603)
所在地 〒441-8011 愛知県豊橋市菰口町3-17
電話番号 0532-31-6217
社員数 24名 (男性  20名、女性  4名)
資本金 1000万円
業種 金属製品製造業
事業内容 Au、Ag系、Sn系、Cu、Ni、無電解Ni、Cr3+
URL http://www.toyohashiplating.co.jp/
保有する生産設備と
スペック
めっき設備9台
生産拠点エリア 国内 所在地:本社 
海外生産対応 不可
主要な取引先 矢崎部品(株)、日本圧着端子製造(株)、ミツミ電機(株)、(株)デンソー等及びその他関連会
本プロジェクトに
関する問い合わせ先
部署名
技術部 開発G

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