(57)【要約】      （修正有）【課題】はんだ等の被加熱対象物を、優れた選択性で、かつ高効率に、加熱・溶融させることを可能とするマイクロ波加熱を提供する。【解決手段】マイクロ波照射空間と、マイクロ波照射空間内に配され、マイクロ波によって加熱される発熱パターン６０を有する支持体５０とを備え、支持体５０へのマイクロ波照射により発熱パターン６０を選択的に加熱するマイクロ波加熱装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロ波照射空間と、前記マイクロ波照射空間内に配され、該マイクロ波によって加熱される発熱パターンを有する支持体とを備え、前記支持体へのマイクロ波照射により前記発熱パターンを選択的に加熱するマイクロ波加熱装置。
【請求項２】
前記の支持体が有する発熱パターンの加熱により、前記支持体上に配した基材上の被加熱対象物を該発熱パターンに対応して加熱する、請求項１に記載のマイクロ波加熱装置。
【請求項３】
前記被加熱対象物が、電子部品を固定するためのはんだである、請求項２に記載のマイクロ波加熱装置。
【請求項４】
前記の支持体が有する発熱パターンは、強磁性体及び非磁性体のいずれか１種、又は２種以上を組み合わせた、薄膜、粉末の集合体又は液体によって形成される請求項１〜３のいずれか１項に記載のマイクロ波加熱装置。
【請求項５】
前記マイクロ波照射空間は、シングルモードの定在波が形成される空胴共振器内の空間であり、
前記マイクロ波照射空間における電界強度が極小で磁界強度が極大となる磁界領域若しくは磁界強度が極小で電界強度が極大となる電界領域に前記支持体を配する、請求項１〜４のいずれか１項に記載のマイクロ波加熱装置。
【請求項６】
前記空胴共振器が円筒型のマイクロ波照射空間を有する空胴共振器である請求項５記載のマイクロ波加熱装置。
【請求項７】
前記マイクロ波加熱装置は、被加熱対象物を有する基材が通過して該基材を前記マイクロ波照射空間内に搬入するための、前記空胴共振器の胴部壁に配した入口と、
前記基材が通過して該基材を前記マイクロ波照射空間内から搬出するための、前記空胴共振器の胴部壁に配した出口と、
前記支持体を、前記入口から搬入し、前記磁界領域を通過して前記出口から搬出する搬送機構とを有し、
前記マイクロ波照射空間内には、該マイクロ波照射空間の円筒中心軸に沿って磁界強度が一様かつ極大となるＴＭｎ１０（ｎは１以上の整数）モード若しくはＴＥ１０ｎ（ｎは１以上の整数）モードの定在波が形成される、請求項６に記載のマイクロ波加熱装置。
【請求項８】
前記マイクロ波照射空間に、前記円筒中心軸に沿って磁界強度が一様となるＴＭ１１０モードの定在波が形成される、請求項７に記載のマイクロ波加熱装置。
【請求項９】
前記支持体上に前記発熱パターンを形成する第一群装置と、
前記支持体と基材とを重ね合わせた状態にしたときに前記発熱パターン上となる位置の前記基材上に被加熱対象物を配する第二群装置とを備え、
前記マイクロ波加熱装置によって、前記支持体と前記基材とを重ね合わせた状態で前記発熱パターンを加熱することによって、前記被加熱対象物を加熱する請求項１〜８のいずれか１項に記載のマイクロ波加熱装置。
【請求項１０】
前記マイクロ波加熱装置が、１つ若しくは複数の前記マイクロ波照射空間を有する請求項１〜９のいずれか１項に記載のマイクロ波加熱装置。
【請求項１１】
被加熱対象物が配された基材と、該被加熱対象物に対応していてマイクロ波によって加熱される発熱パターンを有する支持体とを重ね合わせて積層体とする工程と、
前記積層体を円筒型の空胴共振器内に搬送する工程と、
前記円筒型の空胴共振器内に定在波を形成して、円筒中心軸に沿って磁界強度が一様かつ極大となる磁界領域を形成することにより前記発熱パターンを加熱し、該発熱パターンの発熱によって前記被加熱対象物を加熱する工程とを含むマイクロ波加熱方法。
【請求項１２】
前記発熱パターンは、前記磁界領域の磁界の作用により生じる磁気損失による発熱、及び前記磁界領域の磁界により前記発熱パターン内に発生される誘導電流による発熱のいずれか一方又は両方の発熱作用により加熱される請求項１１に記載のマイクロ波加熱方法。
【請求項１３】
前記定在波は、ＴＭｎ１０（ｎは１以上の整数）モード若しくはＴＥ１０ｎ（ｎは１以上の整数）モードである請求項１１又は１２に記載のマイクロ波加熱方法。
【請求項１４】
前記空胴共振器内の前記定在波の形成状態を維持するために、該空胴共振器に形成された定在波の共振周波数の変化に対応して、該空胴共振器に供給するマイクロ波の周波数を自動調整することを含む請求項１１〜１３のいずれか１項に記載のマイクロ波加熱方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロ波加熱装置及びマイクロ波加熱方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンテッドエレクトロニクスにおける、印刷電極パターンの加熱プロセスなどでは、シート状物質（基材）の表面に配した電子部品の電気的な接続のために、はんだ付けが行われる。このはんだ付けを連続的な加熱、溶融処理により行うことができれば、プリンテッドエレクトロニクス工程の自動化や省力化につながるなど、生産コストや品質向上につながる。
【０００３】
電子部品の実装に電磁波を吸収して発熱する発熱体を利用することが報告されている。また、誘導加熱(ＩＨ)を用いた実装プロセスも提案されている。例えば特許文献１には、電極および実装部品を選択的にはんだで接合することが開示されている。具体的には、実装領域をコイルで囲い、そのコイルに対向する位置にフェライト材を配置することによって、コイルの周りに磁束を発生させる。発生した磁束がフェライトを伝わって集束し、実装領域に限定した誘導加熱が行われ、その加熱によって、電極および実装部品を選択的にはんだで接合することができるとされる。
【０００４】
マイクロ波を用いた加熱は、被加熱対象物を直接発熱させるため短時間に加熱でき、また熱伝導に起因する温度ムラが少なくできる利点がある。さらに、非接触で加熱できる、マイクロ波吸収の良いものだけを選択的に加熱できるなどの利点がある。
マイクロ波による効率的な加熱技術に関し、マイクロ波などの電磁波を吸収して発熱するフェライトを用いることが報告されている。例えば特許文献２には、電子レンジ用調理皿であるセラミックス成型体に特定組成のＭｇＣｕ系フェライト粒子を分散させることにより、マイクロ波で調理器具本体を発熱させ、その熱で食材を加熱して調理することが開示されている。また、特許文献３、４には、フェライト粉末を微量に含有した発熱体を、マイクロ波を用いて加熱し、食品等を加熱、調理することが開示されている。また特許文献５には、特定組成のＹ型六方晶フェライトを調理用器具に含有させて、電子レンジ用の調理用器具として用いることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１７−１６３０１５号公報
【特許文献２】特開２０１０−６６１７号公報
【特許文献３】特開２０１２−２１８９７０号公報
【特許文献４】特開２０１３−１１１１０７号公報
【特許文献５】特開２０１３−２３９４５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
マイクロ波加熱には上記のような種々の利点がある。しかし、プリンテッドエレクトロニクスにおいてマイクロ波加熱を利用して電子部品のはんだ付け等を行う場合、はんだや電子部品のサイズは、はんだ溶融プロセスに大きく影響する。すなわち、一般的に微小な部材はマイクロ波を十分に吸収しないために、はんだの溶融が不十分となる場合がある。そのため、マイクロ波加熱を利用した微小サイズの電子部品等の実装には技術的な制約がある。
【０００７】
本発明は、はんだ等の被加熱対象物を、優れた選択性で、かつ高効率に、加熱・溶融させることを可能とするマイクロ波加熱装置及びマイクロ波加熱方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の上記課題は下記の手段により解決される。
［１］
マイクロ波照射空間と、前記マイクロ波照射空間内に配され、該マイクロ波によって加熱される発熱パターンを有する支持体とを備え、前記支持体へのマイクロ波照射により前記発熱パターンを選択的に加熱するマイクロ波加熱装置。
［２］
前記の支持体が有する発熱パターンの加熱により、前記支持体上に配した基材上の被加熱対象物を該発熱パターンに対応して加熱する、［１］に記載のマイクロ波加熱装置。
［３］
前記被加熱対象物が、電子部品を固定するためのはんだである、［２］に記載のマイクロ波加熱装置。
［４］
前記の支持体が有する発熱パターンは、強磁性体及び非磁性体のいずれか１種、又は２種以上を組み合わせた、薄膜、粉末の集合体又は液体によって形成される［１］〜［３］のいずれかに記載のマイクロ波加熱装置。
［５］
前記マイクロ波照射空間は、シングルモードの定在波が形成される空胴共振器内の空間であり、前記マイクロ波照射空間における電界強度が極小で磁界強度が極大となる磁界領域若しくは磁界強度が極小で電界強度が極大となる電界領域に前記支持体を配する、［１］〜［４］のいずれかに記載のマイクロ波加熱装置。
［６］
前記空胴共振器が円筒型のマイクロ波照射空間を有する空胴共振器である［５］記載のマイクロ波加熱装置。
［７］
前記マイクロ波加熱装置は、被加熱対象物を有する基材が通過して該基材を前記マイクロ波照射空間内に搬入するための、前記空胴共振器の胴部壁に配した入口と、前記基材が通過して該基材を前記マイクロ波照射空間内から搬出するための、前記空胴共振器の胴部壁に配した出口と、前記支持体を、前記入口から搬入し、前記磁界領域を通過して前記出口から搬出する搬送機構とを有し、前記マイクロ波照射空間内には、該マイクロ波照射空間の円筒中心軸に沿って磁界強度が一様かつ極大となるＴＭｎ１０（ｎは１以上の整数）モード若しくはＴＥ１０ｎ（ｎは１以上の整数）モードの定在波が形成される、［６］に記載のマイクロ波加熱装置。
［８］
前記マイクロ波照射空間に、前記円筒中心軸に沿って磁界強度が一様となるＴＭ１１０モードの定在波が形成される、［７］に記載のマイクロ波加熱装置。
［９］
前記支持体上に前記発熱パターンを形成する第一群装置と、前記支持体と基材とを重ね合わせた状態にしたときに前記発熱パターン上となる位置の前記基材上に被加熱対象物を配する第二群装置とを備え、前記マイクロ波加熱装置によって、前記支持体と前記基材とを重ね合わせた状態で前記発熱パターンを加熱することによって、前記被加熱対象物を加熱する［１］〜［８］のいずれかに記載のマイクロ波加熱装置。
［１０］
前記マイクロ波加熱装置が、１つ若しくは複数の前記マイクロ波照射空間を有する［１］〜［９］のいずれかに記載のマイクロ波加熱装置。
［１１］
被加熱対象物が配された基材と、該被加熱対象物に対応していてマイクロ波によって加熱される発熱パターンを有する支持体とを重ね合わせて積層体とする工程と、前記積層体を円筒型の空胴共振器内に搬送する工程と、前記円筒型の空胴共振器内に定在波を形成して、円筒中心軸に沿って磁界強度が一様かつ極大となる磁界領域を形成することにより前記発熱パターンを加熱し、該発熱パターンの発熱によって前記被加熱対象物を加熱する工程とを含むマイクロ波加熱方法。
［１２］
前記発熱パターンは、前記磁界領域の磁界の作用により生じる磁気損失による発熱、及び前記磁界領域の磁界により前記発熱パターン内に発生される誘導電流による発熱のいずれか一方又は両方の発熱作用により加熱される［１１］に記載のマイクロ波加熱方法。
［１３］
前記定在波は、ＴＭｎ１０（ｎは１以上の整数）モード若しくはＴＥ１０ｎ（ｎは１以上の整数）モードである［１１］又は［１２］に記載のマイクロ波加熱方法。
［１４］
前記空胴共振器内の前記定在波の形成状態を維持するために、該空胴共振器に形成された定在波の共振周波数の変化に対応して、該空胴共振器に供給するマイクロ波の周波数を自動調整することを含む［１１］〜［１３］のいずれかに記載のマイクロ波加熱方法。
【０００９】
本明細書における「実装」とは、電子部品を基材に配した電極パターンに取り付ける技術を意味する。また、「電子部品」とは、半導体素子、集積回路（ＩＣ）等の電子部品の他に、抵抗、コンデンサ、インダクタ等の受動素子、更に、各種測定素子や撮像素子等のセンサ、受光素子や発光素子等の光素子、音響素子等を含めた広義の意味で用いる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のマイクロ波加熱装置及びマイクロ波加熱方法は、はんだ等の被加熱対象物を、優れた選択性で、かつ高効率に加熱・溶融させることを、可能とする。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明のマイクロ波加熱装置の要部の好ましい一例を模式的に示した斜視図である。（Ａ）図はマイクロ波照射前で、支持体に基材を重ね合わせる前の状態を示した斜視図（Ａ部を拡大した部分断面斜視図も含む）であり、（Ｂ）図は支持体に基材を重ね合わせた後で、マイクロ波を照射している状態を示した斜視図である。
【図２】本発明のマイクロ波加熱装置の好ましい全体構成の一例を模式的に示したブロック図であり、空胴共振器を概略断面図で示した図である。
【図３】本発明のマイクロ波加熱装置を用いたはんだ実装装置の好ましい全体構成の一例を模式的に示したブロック図である。
【図４】本発明のマイクロ波加熱装置を用いた別のはんだ実装装置の好ましい全体構成の一例を模式的に示したブロック図である。
【図５】銀ペーストの発熱パターンのマイクロ波加熱の状態を示した写真及び図面である。（Ａ）図はマイクロ波加熱前の発熱パターンを示した図面代用写真であり、（Ｂ）図はマイクロ波加熱前の発熱パターンの温度分布図であり、（Ｃ）図はマイクロ波加熱６０秒後の発熱パターンの温度分布図である。
【図６】ニッケルペーストの発熱パターンのマイクロ波加熱の状態を示した写真及び図面である。（Ａ）図はマイクロ波加熱前の発熱パターンを示した図面代用写真であり、（Ｂ）図はマイクロ波加熱前の発熱パターンの温度分布図であり、（Ｃ）図はマイクロ波加熱６０秒後の発熱パターンの温度分布図である。
【図７】電子部品のはんだ実装前とはんだ実装後を示した図である。（Ａ）図はマイクロ波加熱前の基材６を電子部品側からみた図面代用写真であり、（Ｂ）図はマイクロ波加熱前の基材６を電子部品側からみた温度分布図である。（Ｃ）図はマイクロ波加熱６０秒後の基材６を電子部品側からみた図面代用写真であり、（Ｄ）図はマイクロ波加熱６０秒後の基材６の電子部品側からみた温度分布図である。
【図８】電子部品のはんだ実装前とはんだ実装後を示した図である。（Ａ）図はマイクロ波加熱前の基材６を電子部品側からみた図面代用写真であり、（Ｂ）図はマイクロ波加熱前の基材６の電子部品側からみた温度分布図である。（Ｃ）図はマイクロ波加熱６０秒後の基材６を電子部品側からみた図面代用写真であり、（Ｄ）図はマイクロ波加熱６０秒後の基材６の電子部品側からみた温度分布図である。
【図９】比較例１のはんだ加熱前とはんだ加熱後を示した図である。（Ａ）図はマイクロ波加熱前の基材６を電子部品側からみた図面代用写真であり、（Ｂ）図はマイクロ波加熱前の電子部品側からみた基材６の温度分布図である。（Ｃ）図はマイクロ波加熱６０秒後の基材６を電子部品側からみた図面代用写真であり、（Ｄ）図はマイクロ波加熱６０秒後の電子部品側からみた基材６の温度分布図である。
【図１０】実施例４におけるマイクロ波加熱５０秒後の発熱パターンの温度分布図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明のマイクロ波加熱装置の要部の好ましい一実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１３】
図１に示すように、マイクロ波加熱装置１０は、マイクロ波照射空間を有し、マイクロ波照射空間内に、支持体５０が配される。支持体５０は、該マイクロ波によって加熱される発熱パターン６０を有する。支持体５０それ自体の材質は該マイクロ波の吸収が抑制されたものであることが好ましい。すなわち、支持体へのマイクロ波照射により発熱パターン６０が選択的に加熱されることが好ましい。上記「マイクロ波の吸収が抑制された」とは、マイクロ波損失係数（εｒ・ｔａｎδ）が小さいことを意味する。例えば、損失係数が好ましくは５００×１０−４（例えばガラスの損失係数）以下、より好ましくは５．２×１０−４（例えばポリエチレンの損失係数）以下、さらに好ましくは４×１０−４（例えばポリテトラフルオロエチレンの損失係数）以下の誘電体により支持体５０を構成することが好ましい。このような誘電体は、マイクロ波エネルギーを殆ど吸収せずに透過する。また誘電体の両面（空気と誘電体の境界面）ではマイクロ波エネルギーの若干の反射が発生する。
【００１４】
支持体５０は、マイクロ波を透過し易い樹脂、酸化物、セラミックス（無機化合物の成形体）等の誘電体で形成されることが好ましい。樹脂としては、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等のシート状や板状のものが挙げられる。また、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）、酸化スズ（ＳｎＯ）、酸化チタン（ＴｉＯ２）等の酸化物、塩化マンガン（ＭｎＣｌ２）等で形成されるシート状（テープ状も含む）や板状のものが挙げられる。これらの支持体５０は、はんだの融点以上の耐熱性を有することが好ましい。
【００１５】
発熱パターン６０は、後述する基材６上に配した電極パターン７上の被加熱対象物（例えば、はんだ）８の配置に合せて、被加熱対象物８が該発熱パターン６０に対応した位置となるように支持体５０上に配されることが好ましい。「対応した位置」とは、例えば、発熱パターン６０の上方でかつ発熱パターン６０の加熱された熱が伝熱可能な距離にある位置である。また、発熱パターン６０の下方かつ発熱パターンの加熱された熱が伝熱可能な距離に被加熱対象物８が配されても良い。例えば、発熱パターン６０と被加熱対象物８との間に基材６や電極パターン７が挟まれてもよい。また、上記被加熱対象物８には、電極パターン７、電子部品の電極（図示せず）のいずれか一方又は両方を含めてもよい。
【００１６】
発熱パターン６０の形状や形成材料には特に制限はなく、目的に応じて所望のマイクロ波加熱特性を有するものを適宜に用いることができる。
例えば、発熱パターン６０の形状は被加熱対象物８の形状に対応させた形状とすることが好ましい。図示例では平面視四角形であるが、被加熱対象物８の複雑な形状に合わせた形状とすることもできる。例えば、被加熱対象物８の形状に対して相似形状としてもよい。また発熱パターン６０は、支持体５０上に１個が配されていても、複数個が配されていてもよい。その配列形態は被加熱対象物の配列形態に対応していることが好ましい。さらに複数の被加熱対象物８が接近して基材６上に配されている場合、発熱パターン６０は、複数の被加熱対象物８に対応した形状にされていてもよい。
また、発熱パターン６０の材料には以下の材料が挙げられる。
例えば、磁界加熱が好ましい発熱パターンの材料には、磁性体が挙げられる。磁性体とは通常、強磁性体をいう。強磁性体には、鉄、コバルト、ニッケル、若しくはそれらの合金、または強磁性を示すフェライトが挙げられる。フェライトは、酸化鉄を主成分とするセラミックスの総称であり、コバルト、ニッケル、マンガン等を１種以上混合した焼結体である。また磁界加熱によって加熱可能な発熱パターンの材料には、非磁性体である金属導体、誘電体（絶縁体）等があげることもできる。さらに、上記強磁性体、非磁性体のいずれか１種、又は２種以上を組み合わせたものを発熱パターン形成材料として用いることもできる。上記発熱パターンは、例えば、薄膜、粉末の集合体又は液体によって形成することができる。また、発熱パターン６０は支持体５０の内部に埋め込んでもよい。
マイクロ波照射によって形成した磁界により発生した渦電流損（誘導電流による抵抗）によって発熱される発熱パターンとしては、非磁性体の金属が挙げられ、例えば、銀ペーストパターン、銅ペーストパターン、金ペーストパターン等が挙げられる。
マイクロ波照射によって形成した磁界により生じる磁性損失によって主に発熱される発熱パターンとしては、ニッケルペーストパターンが挙げられる。その他には、鉄合金粉末パターン、四三酸化鉄（Ｆｅ３Ｏ４）粉末パターン、センダスト（鉄・ケイ素・アルミニウム）合金粉末パターン等が挙げられる。
または、マイクロ波照射によって形成した電界により加熱される発熱パターンとしては、上記強磁性体と誘電体とを混合したペーストを焼成した発熱パターンがある。このような発熱パターンとしては、ニッケルペーストと酸化アルミニウムとを混合（例えば１：１に混合）して焼成したものが挙げられる。
【００１７】
さらに、上記液体によって形成される発熱パターン６０としては、磁性流体パターンや磁性イオン液体パターン等の液体が挙げられる。液体を用いたパターン形成は、例えば、ブレードコート法やインクジェット法を用いることができる。なお、加熱形態は磁界加熱とすることが好ましい。
【００１８】
基材６は、その表面上に、電極パターン７を介して被加熱対象物８（例えばはんだ）が配されていて、シート状であり、又は板状であってもよく、被加熱対象物８の融点以上の耐熱性を有することが好ましい。
【００１９】
上記マイクロ波加熱装置１０を用いたマイクロ波加熱方法について、以下に説明する。
図１に示すように、支持体５０の第１面５０Ｓ側（例えば表面側）には、マイクロ波によって選択的に加熱される発熱パターン６０が形成される。この発熱パターン６０は、基材６に配された電極パターン７（図２も併せて参照）上に配された被加熱対象物（以下、はんだとして説明する）８（図２を参照）がこの発熱パターン６０に対応した位置になるように配される。通常、発熱パターン６０は、電極パターン７と電極パターン７にはんだ付けされる電子部品９（図２も併せて参照）の電極（図示せず）との間のはんだ８に対応するように、支持体５０に形成される。
【００２０】
上記支持体５０上に基材６を重ね合わせて積層構造のシートとする。なお、本発明において積層とは、各層（基材、支持体等）が互いに密着していてもよく、また、各層間に他の層が介在していてもよい意味である。また、本発明の効果を損なわない範囲で、層間に空隙を有していてもよい意味である。
基材６には、電極パターン７が形成され、該電極パターン７上にはんだ８が配され、はんだ８上に電子部品９の電極（図示せず）を介して該電子部品が搭載される。その際、例えば、支持体５０に形成された位置合わせマーク（図示せず）と基材６に形成された位置合わせマーク（図示せず）とを合せることによって、支持体５０と基材６との位置合わせを行うことが好ましい。また、基材６が透明性を有するものであれば、発熱パターン６０と電子部品９との位置合わせを行ってもよい。位置合わせ方法は、例えば、発熱パターン６０の位置と電子部品９の位置とを撮像して画像処理により求める方法等を採用することができる。
【００２１】
上記位置合わせ後、マイクロ波照射空間に上記基材６を重ね合わせた支持体５０を重ね合わせた状態を維持して移動し、発熱パターン６０をマイクロ波加熱する。支持体５０それ自体はマイクロ波の吸収が抑制された材料で形成されていることが好ましい。こうすることにより、支持体自体はほとんど加熱されず、発熱パターン６０が選択的に加熱される。なお、支持体５０が加熱されたとしても、その加熱温度は支持体５０や基材６、電子部品９等に熱損傷等の悪影響を及ぼす温度よりも低い温度とすることができる。上記マイクロ波加熱によって発熱パターン６０は、はんだが溶融される温度以上に加熱される。そして、発熱パターン６０からの熱伝導によって、はんだ８が加熱され、溶融し、マイクロ波照射空間から外れることによって、はんだが固化し、電子部品９の電極（図示せず）と電極パターン７とをはんだ付けする。
その際、支持体５０がほとんど加熱されなければ、基材６は発熱パターン６０に対応した位置以外はほとんど加熱されない。このため、基材６に低融点基材を用いることも可能になる。発熱パターン６０の直上は、発熱パターン６０の発熱によって加熱される。その加熱温度は、マイクロ波の出力等を制御することによって、はんだ８が溶融する温度でかつ基材６の耐熱温度以下にすることができる。そのため、基材６に熱ダメージが加わらないようにすることができる。
加熱の終了は、マイクロ波照射領域から重ね合わせた支持体５０と基材６とを取り出すことによって行う。または、支持体５０から基材６を引き離すことによっても行うことができる。
【００２２】
上記マイクロ波加熱装置１０によれば、マイクロ波加熱された発熱パターン６０から被加熱対象物のはんだ８への熱伝導により、はんだ８の部分を選択的かつ高効率に短時間で加熱できる。そのため、はんだを用いて基材６に電子部品９を搭載する場合、基材６や電子部品９への熱ダメージを最小限に抑えることができる。すなわち、微小サイズ（例えば、数ミリ程度）の電子部品であっても電極パターン７を印刷した基材６上に電子部品９を実装することが可能となる。また、発熱パターン６０の材質、大きさ、形状等によって温度上昇挙動をコントロールできるため、その発熱パターン６０により加熱の状態をコントロールできる。結果、様々な印刷パターンによって形成された電極パターン７上への電子部品９の実装が可能となり、コストの低減にも繋がる。
【００２３】
次に、本発明のマイクロ波加熱装置１０の好ましい一実施形態を、図２を参照して詳説する。
【００２４】
［マイクロ波加熱装置］
図２に示すように、マイクロ波加熱装置１０は、マイクロ波照射空間５１を有する空胴共振器（以下、（円筒型の）空胴共振器ともいう）１１を有する。空胴共振器１１は、円筒型であっても、筒中心軸を中心として対向する２面が平行な多角筒型であっても、中心軸において磁界強度が極大かつ一様な定在波を形成できる。以下、円筒型の空胴共振器について説明する。
【００２５】
図２に示す円筒型の空胴共振器１１は、円筒中心軸（以下、中心軸ともいう）Ｃに沿って磁界の強度が極大かつ一様となる、例えばＴＭ１１０モードの定在波が形成される。または電界の強度が極大かつ一様となる、例えばＴＭ０１０モードの定在波が形成される。以下、磁界の強度が一様となる定在波が形成される場合について説明する。以下、空胴共振器１１の中心軸とマイクロ波照射空間５１の中心軸とは同じ意味で用いる。
【００２６】
空胴共振器１１には、該空胴共振器の円筒中心軸Ｃを挟んで対向する、空胴共振器１１の胴部壁１１ＳＡに設けられた入口１２と、胴部壁１１ＳＡに対向する胴部壁１１ＳＢに設けられた出口１３とを有する。上記入口１２及び出口１３はスリット状に形成されることが好ましい。また、空胴共振器１１内において、電界が極小となり、磁界強度が極大かつ均一になる磁界領域５２に、発熱パターン６０が形成された支持体５０とともに、電極パターン７上にはんだ８を有し電子部品９を載置した基材６を搬送する搬送機構３１を備える。または、予め磁界領域５２に支持体５０を設置しておいて、その支持体５０上に上記の基材６を配してもよい。
上記の搬送機構３１によって、入口１２から支持体５０とともに基材６がマイクロ波照射空間５１内に入り、加熱処理（焼成処理）され、出口１３から処理された基材６が支持体５０とともに搬出される。なお、予め磁界領域５２に支持体５０が設置される場合には、搬送機構３１は支持体５０上に基材６を搬送するものでよい。上記「基材」は、通常、誘電体であり、フィルムや紙のような薄いもの（例えば、シートやテープ）でもよく、ある程度の厚みを有する樹脂基板、セラミックス基板、ガラス基板、酸化物基板のような板状体でもよい。また「極大」とは、極大点を含むその周囲の磁界強度が他の領域よりも強い部分も含む意味である。例えば、極大点を含む、極大値の３／４以上の領域である。また電極パターン７は、単独の導電性パターンであってもよく、また複数の導電性パターンが集まった集合パターンであってもよい。さらに導電性パターンに他のパターンを含む複合パターンであってもよい。
【００２７】
例えば、ＴＭ１１０モードの定在波が発生する円筒型の空胴共振器１１の場合、磁界領域５２は、中心軸Ｃにおける電界強度が極小となり、磁界強度が極大となり、中心軸Ｃに沿っては磁界強度が均一となる空間である。支持体５０の発熱パターン６０側は、磁界領域５２を通るように、すなわち中心軸Ｃを通るように配されることが好ましい。したがって、支持体５０と基材６とが通過する入口１２と出口１３は、中心軸Ｃを挟んで対向する位置の円筒型の空胴共振器１１の胴部壁１１ＳＡ、１１ＳＢに配されることが好ましい。言い換えれば、入口１２と中心軸Ｃと出口１３とは同一平面を含む位置に配されることが好ましい。
空胴共振器１１には、マイクロ波発生器２１が配され、空胴共振器１１に対してマイクロ波が供給される。一般にマイクロ波周波数は０．３〜３００ＧＨｚのＳバンドが用いられる。又は９００〜９３０ＭＨｚや、５．７２５〜５．８７５Ｈｚが用いられることもある。ただし、これ以外の周波数についても用いることができる。
【００２８】
上記のマイクロ波加熱装置１０では、空胴共振器１１に対して、マイクロ波発生器２１で発生させたマイクロ波をマイクロ波供給口１４から空胴共振器１１内のマイクロ波照射空間５１に供給し、マイクロ波照射空間内に定在波を形成する。その定在波の磁界強度が極大となり、電界強度が極小となる部分（空胴共振器１１の中心軸Ｃ及びその近傍）にて支持体５０の発熱パターン６０を加熱し、発熱パターン６０からの熱伝導によって基材６上のはんだ８を加熱する。
【００２９】
上記マイクロ波加熱装置１０では、マイクロ波発生器２１から供給されるマイクロ波は、周波数を調整して供給される。周波数の調整により、空胴共振器１１内に形成される定在波の磁界強度分布を所望の分布状態へと安定的に制御することができる。またマイクロ波の出力によって定在波の強度を調整することができる。つまり、発熱パターン６０の加熱状態を制御することが可能になる。
なお、マイクロ波供給口１４から供給されるマイクロ波の周波数は、マイクロ波照射空間５１内に特定のシングルモード定在波を形成することができるものである。
本発明のマイクロ波加熱装置１０の構成について、順に説明する。
【００３０】
＜空胴共振器＞
マイクロ波加熱装置１０に用いる円筒型の空胴共振器（キャビティー）１１は、一つのマイクロ波供給口１４を有し、マイクロ波を供給した際にシングルモードの定在波が形成されるものであれば特に制限はない。本発明に用いる空胴共振器のマイクロ波照射空間５１は、図面に示されるような円筒型に限られない。すなわち、円筒型でなくても、中心軸を中心として対向する２面が平行な多角筒型の空胴共振器であっても良い。例えば、中心軸に垂直方向の断面が、正方形、正６角形、正８角形、正１２角形、正１６角形等の正偶数角形の筒型、又は正偶数角形の中心軸に対して対向する２面間で潰した形状の多角形の筒型であってもよい。上記の多角筒型の空胴共振器の場合、空胴共振器内部の角は丸みを有してもよい。また、マイクロ波照射空間としては、上記の筒型の他に、上記の丸みを大きくした柱状態、楕円体、等の空間を有する空胴共振器であってもよい。
このような多角形であっても、円筒型と同様の作用（すなわち、中心軸において磁界強度又は電界強度が極大かつ一様な定在波を形成できる）を実現することができる。
空胴共振器１１の大きさも目的に応じて適宜に設計することができる。空胴共振器１１は電気抵抗率の小さいものが望ましく、通常は金属製であり、一例として、アルミニウム、銅、鉄、マグネシウム、黄銅、ステンレス、若しくはそれらの合金等を用いることができる。又は、樹脂やセラミック、金属の表面に電気抵抗率の小さい物質をめっき、蒸着などによりコーティングしてもよい。コーティングには銀、銅、金、スズ、ロジウムを含む材を用いることができる。
【００３１】
＜搬送機構＞
搬送機構３１は、供給側搬送部３１Ａ、あるいは送り出し側搬送部３１Ｂ、若しくは両者を有することが好ましい。
若しくは、供給部３１や供給口１２、排出口１３を設置しなくても良い。この場合、基材６及び支持体５０はあらかじめ空胴共振器内の磁界が極大となる位置に配置しておき、しかるべき時間処理した後にマイクロ波を停止し、空胴共振器の一部を開放して、基材６を、必要により支持体５０とともに取り出すことができる。
若しくは、供給部３１として特段の搬送機構を用いず、空胴共振器自体を移動することもできる。この場合は、支持体５０を固定しておき、空胴共振器内の磁界が極大となる位置が、発熱パターン６０が形成された支持体面５０Ｓから外れないように、空胴共振器自体を支持体面５０Ｓに沿って平行移動させることが適している。
【００３２】
上記搬送機構３１は、空胴共振器１１内にて、支持体５０を磁界の振動方向に対して垂直方向（例えば磁界の振動を基材６表面での振動とした場合、基材表面に対して垂直方向）に上下動可能とするものであることが好ましい。言い換えれば、空胴共振器１１の中心軸Ｃに対して垂直方向（例えば、鉛直方向）に上下動可能とすることが好ましい。このように、支持体５０が上下動することによって、厚さのある電子部品９が電界の強度が強くなる電界形成領域に入るのを抑制することができる。上下移動距離は空胴共振器１１の中心軸Ｃから±１ｃｍが好ましく、±３ｃｍがより好ましく、±５ｃｍがさらに好ましい。大きく変動させることができれば、厚さがかなり厚い電子部品に対しても、電界形成領域から電子部品を避けさせることができる。これによって、スパークの発生を抑制することができるようになる。上記構成は、例えば、ニップロールに高さ可変機構を付与することで得られる。この場合、空胴共振器１１の入口１２、出口１３は、支持体５０、基材６及び電子部品９の移動距離分の大きさに開口させる必要がある。また、入口１２及び出口１３には、マイクロ波が漏洩しないよう基材６等の上下動に合わせて入口１２及び出口１３の開口部を狭める金属板を備えることが好ましい。
【００３３】
＜マイクロ波の供給＞
マイクロ波の供給には、マイクロ波発生器２１、マイクロ波増幅器２２、アイソレータ２３、インピーダンス整合器２４、アンテナ２５を備えることが好ましい。
【００３４】
空胴共振器１１の中心軸Ｃに平行な壁面（円筒の内面）又はその近傍には、マイクロ波供給口１４が設けられる。一実施形態において、マイクロ波供給口１４は、高周波を印加することができるアンテナ２５を有する。図２では、同軸導波管変換器を用いたマイクロ波供給口１４を示している。この場合アンテナ２５は電界励振型のモノポールアンテナとなる。このとき定在波を効果的に形成するためには、マイクロ波供給口１４と空胴共振器１１の間に適切な開口部としてアイリス（図示せず）を用いても良い。また、導波管１４を用いず直接空胴共振器１１にアンテナを設置してもよい。この場合は空胴共振器側壁近傍に磁界励振アンテナとなるループアンテナ（図示せず）を設置してもよい。又は、空胴共振器上面若しくは下面に電界励振となるモノポールアンテナを設置することも可能である。
アンテナ２５は、マイクロ波発生器２１からマイクロ波の供給を受ける。具体的には、マイクロ波発生器２１に、各ケーブル２６（２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃ、２６Ｄ）を順に介して、上記のマイクロ波増幅器２２、アイソレータ２３、整合器２４、アンテナ２５の順に接続される。
各ケーブル２６には、例えば同軸ケーブルが用いられる。この構成では、マイクロ波発生器２１から発せられたマイクロ波を、各ケーブル２６を介してアンテナ２５によってマイクロ波供給口１４から空胴共振器１１内のマイクロ波照射空間５１に供給する。
【００３５】
［マイクロ波発生器］
本発明のマイクロ波加熱装置１０に用いるマイクロ波発生器２１は、例えば、マグネトロン等のマイクロ波発生器や、半導体固体素子を用いたマイクロ波発生器を用いることができる。マイクロ波の周波数を微調整できるという観点から、ＶＣＯ（Voltage Controlled oscillator：電圧制御発振器）やＶＣＸＯ（Voltage controlled Crystal oscillator)若しくはＰＬＬ（Phase locked loop）発振器を用いることが好ましい。
【００３６】
［マイクロ波増幅器］
マイクロ波加熱装置１０はマイクロ波増幅器２２を備える。マイクロ波増幅器２２は、マイクロ波発生器２１によって発生されたマイクロ波の出力を増幅する機能を有する。その構成に特に制限はないが、例えば、高周波トランジスタ回路で構成される半導体固体素子を用いることが好ましい。マイクロ波発生器としてマグネトロンなど発振出力が大きいものを用いた場合はマイクロ波増幅回路を用いないこともできる。
【００３７】
［アイソレータ］
マイクロ波加熱装置１０はアイソレータ２３を備える。アイソレータ２３は、空胴共振器１１内で発生する反射波の影響を抑制してマイクロ波発生器２１を保護するためのものであり、一方向（アンテナ２５方向）にマイクロ波が供給されるようにするものである。マイクロ波増幅器２２やマイクロ波発生器２１が反射波により破損する恐れがない場合は、アイソレータを設置しなくてもよい。この場合は装置が小型化できることや、低コスト化が可能になるメリットがある。
【００３８】
［整合器］
マイクロ波加熱装置１０は整合器２４を備える。整合器２４は、マイクロ波発生器２１〜アイソレータ２３のインピーダンスとアンテナ２５のインピーダンスを整合させる（合わせる）ためのものである。不整合による反射波が生じてもマイクロ波増幅器２２やマイクロ波発生器２１が損傷を受けうる恐れがない場合は整合器を設置しなくてもよい。若しくは、あらかじめ不整合が発生しないようアンテナ構造やマイクロ波増幅器２２の持つ回路定数やケーブル２６を調整することで、整合器を設置しないこともできる。この場合は装置が小型化できることや、低コスト化が可能になるメリットがある。
【００３９】
［アンテナ］
アンテナ２５には、上記したように、例えば、モノポールアンテナやループアンテナ若しくはパッチアンテナを用いることができる。モノポールアンテナの場合、空胴共振器１１の筐体や、マイクロ波供給口の筐体を接地面とし機能するよう、筐体とは絶縁体を介し空間内にアンテナ端部を露出する（図示せず）。ループアンテナの場合ループアンテナの端部は、図示しないが、空胴共振器壁面など接地電位と接続する。このアンテナ２５にマイクロ波（高周波）を印加することで、ループ内に磁界が励振され空胴共振器内に定在波を形成する形態とすることができる。
例えば、上記の円筒状の空胴共振器においてＴＭ１１０のシングルモード定在波を形成させた場合、中心軸Ｃにおいて、磁界強度が最大になり、中心軸Ｃ方向に磁界強度が均一になる。したがって、支持体５０において、その上面に存在する発熱パターン６０を、均一に、高効率にマイクロ波加熱することが可能になる。
【００４０】
＜制御系統＞
上記マイクロ波加熱装置１には、被加熱対象物８の温度を測定する熱画像計測装置（サーモビュアー）４１若しくは、放射温度計（図示せず）が配される。空胴共振器１１には、熱画像計測装置４１若しくは放射温度計（図示せず）によって被加熱対象物８等を含む基材６の温度分布を測定するための窓１５が配される。熱画像計測装置４１によって測定された温度分布の測定画像若しくは放射温度計によって計測された温度情報は、ケーブル４２を介して制御部４３に送信される。更に、空胴共振器１１の胴壁１１Ｓには電磁波センサ４４が配される。電磁波センサ４４によって検出した共振器１１内の電磁界エネルギーに応じた信号は、ケーブル４５を介して制御部４３に送信される。制御部４３は電磁波センサ４４の信号をもとに、空胴共振器１１のマイクロ波照射空間５１内に発生させた定在波の形成状況（共振状況）を検知することができる。定在波が形成される、つまり共振するときは、電磁波センサ４４の出力が大きくなる。電磁波センサ４４の出力が極大となるよう、マイクロ波発生器の発振周波数を調整することで、空胴共振器１１の持つ共振周波数と一致するようマイクロ波周波数を制御することができる。被加熱対象物の状況（挿入状態、温度等）により共振周波数は変動するため、この制御は適切な間隔で行う必要がある。変化が速い場合、被加熱対象物の供給速度が速い場合は、供給速度が変動する場合は、１ミリ秒〜１秒の間隔で行うことが望ましい。被加熱対象物が固定される場合や供給速度が変動しない場合など変化が小さい場合は、１０秒〜１分間隔でもよい。又は、加熱前に一度、共振周波数を求めておけば、その後、常時制御する必要がない場合もある。
【００４１】
制御部４３では、検出された周波数に基づいて、空胴共振器１１内に一定の周波数の定在波が立つマイクロ波の周波数を、ケーブル４６を介してマイクロ波発生器２１にフィードバックする。このフィードバックに基づいて、制御部４３では、マイクロ波発生器２１から供給されるマイクロ波の周波数を精密に制御する。このようにして、空胴共振器１１内に定在波を安定して発生させることができる。したがって、定在波によって発熱パターン５０を効率良く、高い再現性で、均一に加熱することができる。また、制御部４３では、マイクロ波増幅器２２にマイクロ波の出力を指示することによって、一定の出力のマイクロ波をアンテナ２５に供給できるように調整することができる。若しくは、マイクロ波増幅器２２の増幅率は変化させず、マイクロ波発生器２１とマイクロ波増幅器２２の間に設置した減衰器（図示せず）の減衰率を制御部４３の指示により調整することもできる。マイクロ波出力は、熱画像計測装置４１若しくは放射温度計の指示値をもとに、被加熱対象物を目的温度となるようフィードバック制御してもよい。マイクロ波発振器２１としてマグネトロンのような大出力を出せる装置を用いた場合は、マイクロ波発生器２１に対し、マイクロ波出力を調整するよう、制御部４３の指示を与えても良い。
【００４２】
電磁波センサ４４を用いない制御方法として、空胴共振器１１の反射波の大きさを測定しその値を利用してもよい。反射波の測定はアイソレータ２３から得られるアイソレーション量を用いることができる。若しくは、整合器２４（設置しない場合は、マイクロ波供給口に接続したケーブル２６Ｄ）とアイソレータ２３の間に設置する方向性結合器（図示せず）から得られる反射信号を用いることができる。反射波信号が極小となるよう、マイクロ波発生器の周波数を調整することで、空胴共振器１１へのマイクロ波のエネルギーを効率的に供給することができる。このとき、空胴共振器１１の共振周波数とマイクロ波発生器の周波数が一致する可能性が高い。ただし、この方法ではケーブル２６やアンテナ２５、導波管１４などでマイクロ波が消費さる可能性もあり、必ずしも共振周波数と一致しない場合もある。
【００４３】
＜発熱パターンの加熱＞
本発明のマイクロ波加熱装置１０では、発熱パターン６０は、導電性材料、磁性体材料、誘電体材料又はその両方を含む材料（複合材料）で構成される。このような発熱パターン６０は、空胴共振器１１内部の磁界強度に対応させて、例えば、支持体５０上に配される。特に、空胴共振器１１内に形成された定在波の磁界強度が極大になる部分に沿って支持体５０を配せば、より効率的な加熱が可能になる。例えば、発熱パターン６０が形成された支持体面５０Ｓ（図１参照）が空胴共振器１１の中心軸Ｃを通るように、支持体５０は、入口１２から供給され出口１３から排出される。
【００４４】
図２に示したマイクロ波加熱装置１０においては、上記発熱パターン６０であれば、特に制限はなく、液体、固体、粉末およびそれらの混合物であっても加熱することができる。
発熱パターン６０を液体、固体又は粉末とした場合は、それらを支持体５０上に配して搬送することで連続的に発熱パターン６０の温度を制御することができる。本発明のマイクロ波加熱装置１０は支持体５０上の発熱パターン６０を選択的に加熱することができる。
【００４５】
図２に示した形態において、定在波の周波数は、空胴共振器１１内に定在波を形成できれば特に制限はない。上記マイクロ波供給口１４からマイクロ波を供給した場合、空胴共振器１１内に上述したＴＭ１１０モードの定在波が形成される周波数とすることが好ましい。中心軸Ｃに磁界強度の極大領域を形成するモードとして、ＴＭｎ１０（ｎは１以上の整数）モード（例えばＴＭ２１０、ＴＭ３１０のモード）や、ＴＥ１０ｎ（ｎは１以上の整数）モードが挙げられる。空胴共振器１１の中心軸Ｃに沿って磁界強度の極大部を効率的に形成できる点で、ＴＭ１１０の定在波であることが好ましい。
又はＴＥ１０ｎ（ｎは１以上の整数）モードであってもよい。この場合もｎ＝１のＴＥ１０１モードが最も好ましく、ＴＥ１０２、ＴＥ１０３モードであってもよい。
【００４６】
上記空胴共振器１１は、通常、共振周波数がＩＳＭ（Ｉｎｄｕｓｔｒｙ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  Ｍｅｄｉｃａｌ）バンド内に収まるよう設計される。ただし、空胴共振器１１や装置全体から空間に放射される電磁波のレベルを、周囲への安全や通信等に影響を及ぼさないよう抑制できる機構を有してあれば、ＩＳＭバンド以外の周波数で設計することもできる。
【００４７】
上記のマイクロ波加熱装置１０では、空胴共振器１１内にマイクロ波を供給して特定の定在波を形成させると、空胴共振器１１の中心軸Ｃにおいて磁界が発生しかつ当該磁界を極大とすることができ、また中心軸方向に磁界を均一に分布させることができる。このとき、磁界が極大かつ均一に発生する中心軸Ｃに沿う領域には、事実上、電界が発生しない。このため、電極パターン７を有する基材６を入口１２から入れて中心軸Ｃを通して出口１３より送り出させると、電界によるスパーク（アーク放電）を発生することなく、中心軸Ｃにおいて極大になる磁界を支持体５０の幅方向に均一に形成することができる。この磁界の形成によって発熱パターン６０に誘導電流が発生し、又は発熱パターンに磁性損失が発生し、発熱パターン６０が加熱される。
誘導加熱では、支持体５０が樹脂（例えばポリイミド）で形成され、その支持体５０上に導電性材料からなる発熱パターン６０が配される場合、発熱パターン６０は加熱されるが樹脂の支持体５０は加熱されない。一般的に樹脂は磁性損失がほぼ無く、磁界を照射しても樹脂には誘導電流が発生しないため、加熱されない。一方、発熱パターン６０には誘導電流が発生するため、加熱される。このように、発熱パターン６０を選択的に加熱することができる。この発熱パターン６０が加熱されることで、熱伝導によって、発熱パターン６０に対応した位置に配された基材６、電極パターン７内の熱伝導によって被加熱対象物（例えば、はんだ）８が加熱、溶融される。そして電極パターン７に溶融、固化したはんだ８を介して電子部品９の電極（図示せず）が接合され、電子部品９が実装される。
【００４８】
上記説明したように、マイクロ波加熱装置１０は、例えばＴＭ１１０モードの定在波を形成する円筒型の空胴共振器１１を使用することによって、中心軸Ｃに磁界が集中するため、その領域が磁界の極大域となり、中心軸方向に磁界強度が均一になる。このため、中心軸Ｃを通る発熱パターン６０に対する温度制御性（均一性）が高くなる。また、定在波を形成するマイクロ波の周波数、出力を制御することによって、常に一定の定在波を形成することができるため、より温度制御性が向上し、更に均一な加熱を実現できる。
【００４９】
電磁波センサ４４によって空胴共振器１１内の電磁界エネルギーに応じた信号を正確に検出することができる。そのため、検出した電磁界エネルギーに応じた信号に基づいて空胴共振器１１内に発生させた定在波の形成状況（共振状況）を検知することができる。この検知情報に基づき制御部によって、マイクロ波の周波数を安定して共振するように制御する。このようにして、空胴共振器１１内に安定して定在波を発生させることができる。したがって、定在波によって発熱パターン６０を効率良く、所望の加熱状態とすることができ、かつ、空胴共振器内の定在波の形成状態を安定的に維持することができる。
【００５０】
上記説明では磁界加熱について説明したが、電界加熱も同様に行うことができる。例えば、ＴＭ０１０モードの定在波を形成した場合、中心軸Ｃに電界が集中するため、その領域が電界の極大域となり、中心軸方向に電界強度が均一になる。この電界により支持体５０が有する発熱パターン６０を加熱する形態とすることもできる。
【００５１】
次に、本発明のマイクロ波加熱方法の好ましい一実施形態を、図１及び２を参照して説明する。
【００５２】
基材６を用意し、基材６上に電極パターン７を形成し、電極パターン７上に被加熱対象物としてはんだ８を形成する。さらに電極パターン７上にはんだ８を介して電子部品９の電極（図示せず）を接触させて電子部品９を載置する。また、支持体５０を用意し、支持体５０上に上記基材６を重ねた場合に上記はんだ８が発熱パターン６０に対応する位置になるように、支持体５０に発熱パターン６０を形成する。基材６に対する電極パターン７、はんだ８の形成、電子部品９の載置と、支持体５０に対する発熱パターン６０の形成とは、どのような順序で行ってもよい。
基材６、電極パターン７、電子部品９等は上記説明した通りであり、支持体５０、発熱パターン６０も上記説明した通りである。
【００５３】
その後、発熱パターン６０に対応する位置にはんだ８を配するように、支持体５０と基材６とを重ねて、空胴共振器１１内に搬送機構３１によって搬送する。または、先に発熱パターン６０を形成した支持体５０を空胴共振器１１内に搬送しておき、その後、基材６を搬送して、発熱パターン６０に対応する位置にはんだ８を配するように、支持体５０上に基材６を重ねてもよい。
そして円筒型の空胴共振器１１内に、円筒中心軸Ｃに沿って磁界強度が一様かつ極大となる磁界領域を形成する定在波を形成して、発熱パターン６０を加熱し、該発熱パターン６０の発熱によってはんだ８を加熱する。この加熱によってはんだ８が溶融され、その後固化することによって、電極パターン７にはんだ８を介して電子部品９の電極（図示せず）が接合される。すなわち、はんだ付けされ、基材６に電子部品９が実装される。
上記定在波は、ＴＭｎ１０（ｎは１以上の整数）モード若しくはＴＥ１０ｎ（ｎは１以上の整数）モードが好ましく、ＴＭ１１０モード若しくはＴＥ１０１モードがより好ましい。
【００５４】
上記マイクロ波加熱方法では、空胴共振器１１内の定在波の形成状態を維持するために、該空胴共振器１１に形成された定在波の共振周波数の変化に対応して、該空胴共振器１１に供給するマイクロ波の周波数を自動調整することが好ましい。定在波の制御については前述の制御系統に説明した通りである。
【００５５】
次に、マイクロ波加熱装置１０を含むはんだ実装装置１の具体的な装置構成例について、図３及び４を参照して、以下に説明する。
【００５６】
図３に示すように、マイクロ波加熱装置１０は、その前段に第１群装置２及び第２群装置３を備える。
第１群装置２は、支持体５０上に発熱パターン６０（図１参照）の形成に関する装置である。第２群装置３は、基材６上に電極パターン７、はんだ８を形成し、電子部品９を載置する装置である。第３群装置４は、本発明のマイクロ波加熱装置１０が用いられる。更に、図示はしないが、後処理を行う後段の装置（図示せず）を備えることが好ましい。
これらの装置は、第１群装置２、第２群装置３、第３群装置４及び後段の装置の順に配されることが好ましい。または搬送装置（図示せず）の周囲に、第１群装置２〜第３装置４及び後段の装置が配されても好ましい。これらの第１群装置２〜第３装置４、及び後段の装置をまとめて、はんだ実装装置１ともいう。
【００５７】
上記はんだ実装装置の装置配置の一例を、図３を参照して以下により詳細に説明する。
図３に示すように、はんだ実装装置１の第１群装置２は、塗布装置と乾燥装置とを含む。塗布装置には、上記したプライマー・接着層の印刷装置及び発熱パターン印刷装置が含まれる。プライマー・接着層の印刷は、支持体５０と発熱パターン６０との密着性を向上させる効果がある。また、乾燥装置には、プライマー・接着層の印刷後の乾燥工程及び発熱パターン印刷後の乾燥工程を行う乾燥装置が含まれる。上記乾燥装置には、赤外線加熱装置、熱風加熱装置、ホットプレート、等の加熱装置が挙げられる。上記乾燥装置は共用することも可能である。
【００５８】
第２群装置３は、印刷装置と乾燥装置とを含む。印刷装置には、プライマー・接着層の印刷装置、電極パターン印刷装置が含まれる。プライマー・接着層の印刷は、基材６と電極パターン７との密着性を向上させる効果がある。電極パターン印刷装置は、基材６上に電極パターン７を印刷して形成する。乾燥装置には、プライマー・接着層の印刷後の乾燥工程及び電極パターン印刷後の乾燥工程を行う乾燥装置が含まれる。第２群装置３には、さらにはんだペースト塗布装置と電子部品搭載装置を含む。はんだペースト塗布装置は、はんだ８（図２参照）となるはんだペーストを電極パターン７（図２参照）上に塗布し、はんだ８を形成する。はんだペースト塗布装置は、例えばステンシル印刷装置、スクリーン印刷装置、又はディスペンサ装置を備える。電子部品搭載装置は、電極パターン７上に、溶融前のはんだ８を介して電子部品９（図２参照）を搭載するものである。
上記第１群装置２で形成した支持体５０と第２群装置３で形成した基材６とは、第３群装置４の手前で、発熱パターン６０に対してはんだ８が重なるように、重ね合わせて、第３群装置４の空胴共振器内に搬送しても良い。または、空胴共振器内で上記のように支持体５０に基材６を重ね合わせても良い。
【００５９】
第３群装置４は、一つ若しくは複数の空胴共振器を有するマイクロ波加熱装置１０である。この第３群装置４は、支持体５０上に形成した発熱パターン６０を選択的にマイクロ波加熱して、発熱パターン６０に対応する位置に配したはんだ８を発熱パターン６０からの熱伝導によって加熱、溶融する。以下では、一つの空胴共振器を用いた場合を説明するが、二つ以上（複数）の空胴共振器を直列に配してもよい。例えば、図４に示すように、マイクロ波加熱装置１０（１０Ａ）を配した第３群装置４の後段に別のマイクロ波加熱装置１０（１０Ｂ）からなる第４群装置５を配しても良い。図４に示した第１群装置２、第２群装置３は上記説明したのと同様である。
【００６０】
後段の装置（図示せず）には、例えば、フラックス除去装置として洗浄装置等が配されることが好ましい。
【００６１】
支持体５０、基材６は、搬送機構（図示せず）によって、第１群装置２、第２群装置３、マイクロ波加熱装置（第３群装置４）の順に搬送され、各装置によって支持体５０及び基材６に対して連続的に処理が行われる。
【００６２】
本発明のマイクロ波加熱方法を用いたはんだ実装方法は、上記したはんだ実装装置１を用いて行うことが好ましい。
まず、上記第１群装置２によって、支持体５０に発熱パターン６０を印刷（例えば、スクリーン印刷）し、それを予備乾燥させる。第１群装置２の乾燥装置には、例えばホットプレートを用いる。ホットプレートを用いて、印刷された発熱パターン６０を、例えば、１０℃〜１００℃にて１秒〜６０分、乾燥させる。この予備乾燥は、発熱パターン６０の焼成温度かつ基板の耐熱温度以下であれば特に制限なく、発熱パターン６０に含まれる溶媒成分が蒸発して、乾燥するまで行うことが好ましい。上記予備乾燥では、ホットプレートを用いたが、ホットプレート以外の乾燥を行う加熱装置を用いることもできる。
【００６３】
さらにマイクロ波加熱装置１０の前段の装置である第２群装置３によって、基材６に電極パターン７を印刷（例えば、スクリーン印刷）し、それを予備乾燥させる。第２群装置３の乾燥装置には、例えばホットプレートを用いる。ホットプレートを用いて、印刷された電極パターン７を、例えば、１０℃〜１００℃にて１秒〜６０分、乾燥させる。この予備乾燥は、パターン７の焼成温度かつ基板の耐熱温度以下であれば特に制限なく、電極パターン７に含まれる溶媒成分が蒸発して、乾燥するまで行うことが好ましい。該予備乾燥では、ホットプレートを用いたが、ホットプレート以外の乾燥を行う加熱装置を用いることもできる。
【００６４】
次に、第３群装置４の円筒型の空胴共振器１１のマイクロ波照射空間５１に磁界と電界とが分離されるシングルモードの定在波を形成する。定在波が形成されたマイクロ波照射空間５１内において、事実上、電界が存在せず、磁界が存在する、上記説明した磁界領域５２に、発熱パターン６０を有する支持体５０を通して、発熱パターン６０を加熱する。発熱パターン６０は、支持体５０の上面及び下面のいずれか一方の面又は両面に形成されたものであり、例えば、スクリーン印刷によって、印刷されたものである。したがって、発熱パターン６０の加熱による発熱によって、その熱が熱伝導によって基材６上の電極パターン７に形成されたはんだ８に到達し、はんだ８が加熱され、溶融される。そして、発熱パターン６０の発熱を停止することによって、はんだ８が冷却されて固化し、電極パターン７上に固化したはんだ８を介して、電子部品９の電極（図示せず）が接合され、電子部品９がはんだ実装される。
【００６５】
本発明のマイクロ波加熱方法を用いた上記はんだ実装方法では、マイクロ波照射空間５１に供給されたマイクロ波（図示せず）によって、シングルモードの定在波が形成され、そして磁界と電界とが形成される。このマイクロ波照射空間５１内の電界が事実上存在せず磁界が存在する磁界領域５２に、発熱パターン６０を有する支持体５０を基材６とともに通すことから、磁界の影響を受けて発熱パターン６０内に例えば誘導電流が発生し、発熱パターン６０が自己加熱される。一方、磁界領域５２は電界が事実上形成されないので、支持体５０や基材６は電界の影響を受けることがない。そのため、発熱パターン６０や電極パターン７に、電界の影響によるスパーク現象（アーク放電）の発生が抑えられる。このような磁界加熱により、発熱パターン６０が加熱されて、発熱された熱の熱伝導によってはんだ８が加熱溶融され、基材６の電極パターン７上に電子部品９がはんだ実装される。
また、電界による加熱を行うことも可能である。マイクロ波照射空間５１における、磁界が事実上存在せず電界が存在する電界領域（図示せず）に、発熱パターン６０を有する支持体５０を基材６とともに通すことによって、電界の影響を受けて発熱パターン６０を自己加熱することもできる。
【００６６】
上記の加熱方法における発熱パターン６０の加熱は、上記のような磁場領域５２の磁場により発熱パターン６０内に発生される誘導電流による発熱であってもよく、もしくは磁場領域５２の磁場の作用により生じる磁気損失による発熱であってもよい。または両方の作用による発熱であってもよい。
【００６７】
上記の加熱方法における発熱パターン６０の加熱時間（マイクロ波照射時間）は、基材６への熱ダメージを抑制するという観点から６００秒以内であることが好ましく、３０秒以内がより好ましく、５秒以内がさらに好ましい。加熱時間が上記のように短時間であることから、発熱パターン６０が高温に加熱されても基材６への熱ダメージを最小限に抑えることができ、はんだ実装プロセスに要する時間を短くできるという効果が得られる。これによって、製造コストの低減も図れる。
【実施例】
【００６８】
以下に、本発明を実施例に基づいてさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定して解釈されるものではない。
【００６９】
［実施例１］
＜発熱パターンのマイクロ波による磁界加熱特性＞
支持体５０にポリイミドシートを用いた、スクリーン印刷方法によって、支持体５０上に発熱パターン６０を形成した（図１参照）。
具体的には、実施例１−１では、導電性銀ペースト（トーヨーケム株式会社、製品名ＲＥＸＡＬＰＨＡ）を用いてスクリーン印刷し、金属パターンの発熱パターン６０（６０Ｃ）（１ｃｍ×１ｃｍ）を形成した。実施例１−２では、ニッケルペースト（ニホンハンダ株式会社製、製品名  ＥＣＡ２０２）を用いてスクリーン印刷し、磁性体パターンの発熱パターン６０（６０Ｍ）（１ｃｍ×１ｃｍ）を形成した。
いずれも印刷後、６０℃で２０分プレ焼成を行って、発熱パターン６０を完成させた。
上記実施例１−１、１−２の上記発熱パターン６０を形成した支持体面５０Ｓ（図１参照）が、図２に示した円筒型の空胴共振器１１の円筒中心軸Ｃに位置するように配置した。空胴共振器１１内にＴＭ１１０モードの定在波を形成させ、３０Ｗの出力でマイクロ波を照射し、実施例１−１、１−２それぞれの各発熱パターン６０Ｃ、６０Ｍの温度変化を赤外線撮像装置にて観察した。
【００７０】
実施例１−１では、金属導体である銀ペーストパターンの発熱パターン６０Ｃ（図５（Ａ）参照）に対して、マイクロ波を３０Ｗの出力にて照射し、６０秒後の発熱パターン６０Ｃの温度変化を調べた。その結果、渦電流損失による発熱パターン６０Ｃのエッジ部分の温度が２８℃から上昇し、２８℃（図５（Ｂ）参照）から照射６０秒後にエッジ部分が１９８℃（図５（Ｃ）参照）になった。
【００７１】
実施例１−２では、磁性体であるニッケルペーストパターンの発熱パターン６０Ｍ（図６（Ａ）参照）に対して、マイクロ波を３０Ｗの出力にて照射し、５秒後の発熱パターン６０Ｍの温度変化を調べた。その結果、図６に示すように、磁性体の磁性損失により、発熱パターン６０Ｍの内部の温度が２８℃から急激に上昇し、２８℃（図６（Ｂ）参照）から２４０℃（図６（Ｃ）参照）になった。
【００７２】
上記の結果から、導体の銀ペーストで形成した発熱パターン６０Ｃはそのエッジ部分が選択的に加熱されるのに対して、磁性体ペーストで形成した発熱パターン６０Ｍはパターン中心部から選択的に加熱されることが分かった。これにより、加熱したい箇所と加熱したくない箇所とを選択的に制御することが可能となる。すなわち、発熱パターン６０の外周部を高い温度に加熱したい場合には、磁性体ではない金属パターンの発熱パターン６０Ｃを用いることが好ましく、発熱パターン６０の中心部を高い温度に加熱したい場合には、磁性体の発熱パターン６０Ｍを用いることが好ましい。
上記結果から、発熱パターン６０の種類によって加熱パターンに違いがあることが明らかとなった。
【００７３】
［実施例２］
＜発熱パターンを用いた電子部品の実装例＞
基材６としてポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）シートを用い、スクリーン印刷方法によって、ＰＥＴシート上に導電性銀ペースト（トーヨーケム株式会社製、製品名ＲＥＸＡＬＰＨＡ）を印刷した。その後、６０℃で２０分のプレ焼成を行い、ＰＥＴシート上に銀ペーストパターンの電極パターン７を形成した。上記、電極パターン７上にはんだペーストパターン８（千住金属工業株式会社製、製品名  エコソルダーペーストＬＴ１４２）を塗布により形成し、さらにはんだペーストパターン８上に電子部品９としてコンデンサを搭載した。
【００７４】
実施例２−１として、上記の電子部品を搭載したＰＥＴシートを、図２によって説明した円筒型の空胴共振器１１内（キャビティ内）の中心軸Ｃが位置するように配置した支持体５０上に配した。この支持体５０には、実施例１−１で作製した発熱パターン６０Ｃを形成した支持体を用いた。
【００７５】
また実施例２−２として、上記電子部品を搭載したＰＥＴシートを、上記実施例２−１と同様に、図２に示した空胴共振器１１内の中心軸Ｃが位置するように配した支持体５０上に配した。この支持体５０には、実施例１―２で作製した発熱パターン６０Ｍを形成した支持体を用いた。
実施例２−１、２−２ともに、発熱パターン６０に対応した位置に電子部品９が位置するように位置合わせをして、支持体５０上に基材６を配した。
【００７６】
実施例２−１では、図２に示したマイクロ波加熱装置１０を用い、その空胴共振器１１内にＴＭ１１０モードの定在波を形成させ、４０Ｗの出力でマイクロ波を６０秒照射した。そして基材６の温度変化を電子部品９側から赤外線撮像装置（図示せず）にて撮像して温度測定をした。
その結果、はんだペーストがマイクロ波照射前の状態（２８℃）（図７（Ａ）、（Ｂ）参照）から、はんだ８の溶融温度である１４０℃以上まで昇温したことを確認した（図７（Ｃ）参照）。そして空胴共振器１１内から基材６を取り出して、基材６のＰＥＴ基板の外観を観察した。その結果、はんだ８が溶融（図７（Ｃ）のはんだ８の白く輝いている部分）したこと、ＰＥＴ基板に変形がないことを確認した（図７（Ｄ）参照）。
【００７７】
実施例２−２では、図２に示したマイクロ波加熱装置１０を用い、その空胴共振器１１内にＴＭ１１０モードの定在波を形成させ、２０Ｗの出力でマイクロ波を６０秒照射した。そして基材６の温度変化を電子部品９側から赤外線撮像装置（図示せず）にて撮像して温度測定をした。
その結果、はんだペーストがマイクロ波照射前の状態（２８℃）（図８（Ａ）、（Ｂ）参照）から、はんだ８の溶融温度である１４０℃以上まで昇温したことを確認した（図８（Ｄ）参照）。そして空胴共振器１１内から基材６を取り出して、基材６のＰＥＴ基板の外観を観察した。その結果、はんだ８が溶融（図８（Ｃ）のはんだ８の白く輝いている部分）したこと、ＰＥＴ基板に変形がないことを確認した（図８（Ｃ）参照）。
【００７８】
［比較例１］
比較例１は、実施例２−１において、支持体５０の代わりにポリイミドシートを用い、マイクロ波の出力１００Ｗにした以外、実施例２−１と同様に、マイクロ波照射を６０秒行った。その結果、マイクロ波照射前（図９（Ａ）参照）と比較して、マイクロ波照射後であっても、はんだ８の溶融温度である１４０℃以上に温度が上がらず（１００Ｗ６０秒で２８℃から６４℃まで上昇）、はんだ８が未溶融であることを確認した（図９（Ｂ）参照）。
【００７９】
以上の結果から、発熱パターン６０Ｃおよび発熱パターン６０Ｍがマイクロ波による効率的なはんだ溶融プロセスをサポートし、電子部品実装が可能であることが明らかとなった。
【００８０】
以下に他の材料の発熱パターンを用いてソルダーペーストをマイクロ波磁界加熱で加熱した際の溶融可否の実験を行った（実施例３）。また、実施例４として、マイクロ波電界加熱の発熱パターンのみの熱特性の検討も行った。
【００８１】
［実施例３］
実施例３（３−１〜３−３）として、四三酸化鉄、鉄合金粉末、センダスト合金粉末それぞれの発熱パターンを用い、はんだペーストの溶融可否を確認する実験を行った。
【００８２】
［実施例３−１］
［四三酸化鉄：発熱パターンを形成する下地材インクの調整］
メノウ乳鉢内で四三酸化鉄（Ｆｅ３Ｏ４、＞９５％、和光純薬）１０ｇおよびエタノール（特級、和光純薬）２ｇを混合したのち、混練を行い、下地材インクを調製した。
［四三酸化鉄の発熱パターンの作製方法とマイクロ波磁界加熱］
支持体にカバーガラス（１８×１８ｍｍ、厚さ１４０μｍ）を用い、このカバーガラス上に丸穴（直径６ｍｍ）の空いたＰＥＴシート（厚さ：１８０μｍ）を設置し、該丸穴に下地材インクを２０ｍｇ流し込んだ。該丸穴はカバーガラスの中心に位置するように配した。５０℃のホットプレート上で３０分乾燥して、発熱パターンを形成した後、ＰＥＴシートを取り除いて支持体サンプルとした。
基材としてカプトン（商品名）テープ（１３×１３ｍｍ、厚さ６０μｍ）を用い、そのカプトンテープに丸穴（直径６ｍｍ）の空いたＰＥＴシートの順番で設置した。その丸穴にはんだペースト（Ｂｉ５８％，Ｓｎ４２％、Ｌ２０−ＢＬＴ５−Ｔ７Ｆ、千住金属工業）２０ｍｇを流し込んだ。室温にて３０分乾燥して、はんだを形成した後、該ＰＥＴシートを取り除いて基材サンプルとした。
上記の手順で作製した支持体サンプルと基材サンプルとを、テフロン（登録商標）シート（厚さ１ｍｍ）を間に介して、発熱パターンとはんだとが一致するように重ねて配した。さらに図２に示したＴＭ１１０シングルモードの定在波が形成されるマイクロ波加熱装置１０の空胴共振器１１内の中心軸Ｃに発熱パターンが位置するように、テフロン（登録商標）シートを介して配した支持体サンプルと基材サンプルとを設置した。そしてマイクロ波発振器の出力を３０Ｗに設定して、マイクロ波照射を行った。
はんだの温度はサーモカメラで記録した。３０Ｗの出力で２８℃から加熱した際には四三酸化鉄の発熱パターンの到達最高温度は、３９１．３℃になり、はんだの溶融を確認した。
【００８３】
［実施例３−２］
［合金粉末：発熱パターンを形成する下地材インクの調整］
メノウ乳鉢内でセンダスト合金粉末（エプソンアトミックス）１０ｇおよびエタノール（特級、和光純薬）２ｇを混合したのち、混練を行い、下地材インクを調製した。
［合金粉末発熱パターンの作製方法とマイクロ波磁界加熱］
下地材インクにセンダスト合金粉末を用いた以外、実施例３−１と同様にして、支持体サンプルとカプトン（商品名）テープを用いた基材サンプルとを作製した。
上記の手順で作製した支持体サンプルと基材サンプルとを、テフロン（登録商標）シート（厚さ１ｍｍ）を間に介して、発熱パターンとはんだとが一致するように重ねて配した。さらに図２に示したＴＭ１１０シングルモードの定在波が形成されるマイクロ波加熱装置１０の空胴共振器１１内の中心軸Ｃに発熱パターンが位置するように、テフロン（登録商標）シートを介して配した支持体サンプルと基材サンプルとを設置した。そしてマイクロ波発振器の出力を３０Ｗに設定して、マイクロ波照射を行った。
はんだの温度はサーモカメラで記録した。その結果、センダスト合金粉末の発熱パターンは加熱され、２８℃から到達最高温度３８１．２℃になり、はんだの溶融を確認した。
【００８４】
［実施例３−３］
［鉄合金粉末：発熱パターンを形成する下地材インクの調整］
メノウ乳鉢内で鉄合金粉末（３．５％Ｓｉ−Ｆｅ粉末：エプソンアトミックス社製）１０ｇおよびエタノール（特級、和光純薬）２ｇを混合したのち、混練を行い、下地材インクを調製した。
［鉄合金粉末を用いた発熱パターンの作製方法とマイクロ波磁界加熱］
下地材インクに３．５％Ｓｉ−Ｆｅ粉末を用いた以外、実施例３−１と同様にして、支持体サンプルとカプトンテープを用いた基材サンプルとを作製した。
上記の手順で作製した支持体サンプルと基材サンプルとを、テフロン（登録商標）シート（厚さ１ｍｍ）を間に介して、発熱パターンとはんだとが一致するように重ねて配した。さらに図２に示したＴＭ１１０のシングルモードの定在波が形成されるマイクロ波加熱装置１０の空胴共振器１１内の中心軸Ｃに発熱パターンが位置するように、テフロン（登録商標）シートを介して配した支持体サンプルと基材サンプルとを設置した。そしてマイクロ波発振器の出力は２５Ｗに設定して、マイクロ波照射を行った。
はんだの温度はサーモカメラで記録した。その結果、鉄合金粉末の発熱パターンは加熱され、２８℃から到達最高温度４９６．４℃になり、はんだの溶融を確認した。
【００８５】
［比較例２］
［ソルダーペーストのみ（発熱パターン無し）の加熱特性］
比較例２は、上記実施例３−１と同様にして、カバーガラス上にはんだを形成した。
上記の基材サンプルを、テフロン（登録商標）シート（厚さ１ｍｍ）上に配した。さらにＴＭ１１０のシングルモードの定在波が形成される図２に示したマイクロ波加熱装置１０の空胴共振器１１のキャビティー内の中心軸Ｃにはんだが位置するように、基材サンプルを設置した。そしてマイクロ波発振器の出力は３０Ｗに設定して、マイクロ波照射を行った。はんだの温度はサーモカメラで記録した。その結果、はんだを２８℃から加熱到達最高温度４５℃に加熱した。しかし、加熱温度が低いため、はんだは未溶融であったことを確認した。
【００８６】
［実施例４］
実施例４は、発熱パターンに誘電体のチタン酸バリウムを用いた実施例である。
［チタン酸バリウム：発熱パターンを形成する下地材インクの調整］
メノウ乳鉢内でチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３、ＢＴ―０３、堺化学工業）１０ｇおよびエタノール（特級、和光純薬）２ｇを混合したのち、混練を行い、下地材インクを調製した。
［チタン酸バリウムの発熱パターンの作製とマイクロ波磁界加熱］
下地材インクにチタン酸バリウムを用いた以外、実施例３−１と同様にして、支持体のサンプルとカプトンテープを用いた基材サンプルとを作製した。
上記の手順で作製した支持体サンプルと基材サンプルとを、テフロン（登録商標）シート（厚さ１ｍｍ）を間に介して、発熱パターンとはんだとが一致するように重ねて配した。さらに図２に示したＴＭ１１０シングルモードの定在波が形成されるマイクロ波加熱装置１０の空胴共振器１１内の中心軸Ｃに発熱パターンが位置するように、テフロン（登録商標）シートを介して配した支持体サンプルと基材サンプルとを設置した。そしてマイクロ波発振器の出力は３０Ｗに設定して、マイクロ波照射を行った。
はんだの温度はサーモカメラで記録し、記録情報から加熱温度の最高速度と最高到達温度を分析した。その結果、チタン酸バリウムの発熱パターンは、２８℃から到達最高温度１０７℃に加熱されたが、融点が１４０℃のはんだが未溶融であることを確認した。チタン酸バリウムのような比誘電率が高い誘電体の発熱パターンであっても一定レベルまで加熱可能であることがわかった。このような発熱パターンは、例えば、被加熱対象物を１００℃程度まで加熱すればよい場合に用いることができる。
【００８７】
［実施例５］
実施例５は、発熱パターンにニッケル・酸化アルミニウム混合発熱パターンを用いた実施例である。
［ニッケルおよび酸化アルミニウム混合発熱パターンの下地材ペーストの作製］
メノウ乳鉢内でニッケルペースト(ニホンハンダ株式会社、製品名ＥＣＡ２０２)および酸化アルミニウム粉末を１：１の割合で混合したのち、混練し、下地材ペーストを作製した。
［発熱パターンの作製とマイクロ波電界加熱］
スライドガラス上に、上記下地材ペーストを用いて１ｃｍ×１ｃｍ、厚さ:５２μｍのペースト膜を塗布により形成してサンプルを作製した。サンプルを、ＴＭ０１０のシングルモードの定在波が形成される図２に示したマイクロ波加熱装置１０の空胴共振器１１（キャビティ内）の中心軸Ｃの発熱パターンが位置するように配置した。そして、マイクロ波による電界加熱を行い、発熱パターンを加熱した。このときのマイクロ波発振器の出力は３０Ｗに設定した。マイクロ波照射による温度変化を赤外モニターにて観察した。
【００８８】
ニッケルペーストのみによる電界加熱では、スパークが起こったが、酸化アルミニウムとニッケルペーストを１：１の割合で混合することで、ニッケルペーストをマイクロ波加熱することができた。特に、マイクロ波発振器の出力が３０Ｗに設定したマイクロ波照射における、照射５０秒後のペーストの温度が変化した結果を図１０に示す。
図１０に示すように、電界加熱による誘導電流の発生によるジュール損失によって加熱され、ペースト内部の温度が２８℃から急激に上昇し、２３９．５℃になった。
電界加熱の場合、導電体であるニッケルペーストのみではスパークが発生するが、誘電体である酸化アルミニウムを混合することで導電率を低下させることができるため、スパークの発生を抑制することができた。
以上より、マイクロ波磁界加熱だけでなくマイクロ波電界加熱であっても、発熱パターンに成りうることが分かった。
上記のように発熱パターンを電界加熱する場合、被加熱対象物は、誘電体のようなスパークを発生させないような材料であることが好ましい。
【符号の説明】
【００８９】
１  はんだ実装装置
２  第１群装置
３  第２群装置
４  第３群装置（マイクロ波加熱装置１０）
５  第４群装置
６  基材
７  電極パターン
８  被加熱対象物（はんだ）
９  電子部品
１０  マイクロ波加熱装置
１１  空胴共振器
１２  入口
１３  出口
１４  マイクロ波供給口
１５  窓
２１  マイクロ波発生器
２２  マイクロ波増幅器
２３  アイソレータ
２４  整合器
２５  アンテナ
２６  ケーブル
３１  搬送機構
３１Ａ  供給側搬送部
３１Ｂ  送り出し側搬送部
４１  熱画像計測装置
４２、４５、４６、４７  ケーブル
４３  制御器
４４  電磁波センサ
５０  支持体
６０  発熱パターン
Ｃ  空胴中心軸（中心軸）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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