(57)【要約】【課題】従来よりも局所的に誘導加熱を行うことができるはんだ接合装置を提供する。【解決手段】はんだ接合装置１は、基板１００上の配線１１０と電子部品１３０との間に配置されたはんだ１２０を誘導加熱により溶融して、配線１１０と電子部品１３０とをはんだ接合するはんだ接合装置であって、交流電流が供給されることで磁束を発生する誘導コイル３０と、保持部１０に保持された基板１００の平面視において、誘導コイル３０の内側に配置され、磁束ｍが入射する磁性体５０とを備える。そして、磁性体５０は、基板１００に向けて先細りとなる形状を有する。【選択図】図７
2020049530.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上の配線と電子部品との間に配置されたはんだを誘導加熱により溶融して、前記配線と前記電子部品とをはんだ接合するはんだ接合装置であって、
交流電流が供給されることで磁束を発生する誘導コイルと、
保持部に保持された前記基板の平面視において、前記誘導コイルの内側に配置され、前記磁束が入射する磁性体とを備え、
前記磁性体は、前記基板に向けて先細りとなる形状を有する
はんだ接合装置。
【請求項２】
前記磁性体を冷却するための冷却部を、さらに備える
請求項１に記載のはんだ接合装置。
【請求項３】
前記冷却部は、前記磁性体に向けて空気を送風する送風装置である
請求項２に記載のはんだ接合装置。
【請求項４】
前記冷却部は、前記磁性体に設けられた放熱穴を含む
請求項３に記載のはんだ接合装置。
【請求項５】
さらに、前記放熱穴に冷却体を有する
請求項４に記載のはんだ接合装置。
【請求項６】
前記誘導コイルは、環状部と、前記環状部の周方向両端に接続され、互いに離間して配置される２つの端子部とを有し、
前記環状部における巻き数は、１巻である
請求項１〜５のいずれか１項に記載のはんだ接合装置。
【請求項７】
前記基板は、所定方向に並んで配置され、前記電子部品が接合される複数の接合部を有し、
前記誘導コイルは、前記２つの端子部が前記所定方向に沿って延在して構成され、
前記磁性体は、前記基板の平面視において、前記２つの端子部の間に前記所定方向に沿って複数配置される
請求項６に記載のはんだ接合装置。
【請求項８】
前記基板は、所定方向に並んで配置され、前記電子部品が接合される複数の接合部を有し、
前記誘導コイルは、前記２つの端子部が前記所定方向に沿って延在して構成され、
前記磁性体は、前記基板の平面視において、２以上の接合部に跨がるように前記所定方向に沿って延在して構成される
請求項６に記載のはんだ接合装置。
【請求項９】
前記基板は、所定方向に並んで配置され、前記電子部品が接合される複数の接合部を有し、
前記誘導コイルは、前記環状部が前記所定方向に沿って複数配置されており、
前記磁性体は、前記基板の平面視において、複数の前記環状部のそれぞれの内側に配置される
請求項６に記載のはんだ接合装置。
【請求項１０】
前記配線における、前記はんだが配置された部分の近傍の部分と接触し、前記磁束により発熱する発熱体を、さらに備える
請求項１〜９のいずれか１項に記載のはんだ接合装置。
【請求項１１】
前記誘導コイルに交流電流が供給される前に、前記基板を予熱するための加熱部を、さらに備える
請求項１〜１０のいずれか１項に記載のはんだ接合装置。
【請求項１２】
前記誘導コイル及び前記磁性体は、前記保持部に保持された前記基板より前記保持部と逆側に配置される
請求項１〜１１のいずれか１項に記載のはんだ接合装置。
【請求項１３】
前記誘導コイル及び前記磁性体は、前記保持部に保持された前記基板より前記保持部側に配置される
請求項１〜１２のいずれか１項に記載のはんだ接合装置。
【請求項１４】
基板上の配線と電子部品との間に配置されたはんだを誘導加熱により溶融して、前記配線と前記電子部品とをはんだ接合するはんだ接合方法であって、
前記基板を準備する準備工程と、
誘導コイルに交流電流を供給することで磁束を発生させ、前記はんだを溶融して前記配線と前記電子部品とをはんだ接合する接合工程とを含み、
前記接合工程では、前記基板の平面視において、前記誘導コイルの内側に配置され前記磁束が入射する磁性体であって、前記基板に向けて先細りとなる形状を有する磁性体を用いて、前記はんだを溶融する
はんだ接合方法。
【請求項１５】
基板上の配線と電子部品との間に配置されたはんだを誘導加熱により溶融して、前記配線と前記電子部品とをはんだ接合するはんだ接合方法であって、
前記基板を準備する準備工程と、
誘導コイルに交流電流を供給することで磁束を発生させ、前記はんだを溶融して前記配線と前記電子部品とをはんだ接合する接合工程とを含み、
前記準備工程では、導電性ペーストを用いて前記配線が形成された前記基板を準備し、
前記接合工程では、前記基板の平面視において、前記誘導コイルの内側に配置され前記磁束が入射する磁性体を用いて、前記はんだを溶融する
はんだ接合方法。
【請求項１６】
前記準備工程では、さらに、はんだが配置される位置にパッド部が形成された前記基板を準備する
請求項１４又は１５に記載のはんだ接合方法。
【請求項１７】
前記準備工程では、さらに、アクリル樹脂又はポリカーボネート樹脂で構成された前記基板を準備する
請求項１４〜１６のいずれか１項に記載のはんだ接合方法。
【請求項１８】
請求項１４〜１７のいずれか１項に記載のはんだ接合方法を用いた太陽電池モジュールの製造方法であって、
前記電子部品は、太陽光の光エネルギーを電気エネルギーに変換する発電素子であり、
前記接合工程では、前記配線と前記発電素子との間に配置されたはんだを溶融して、前記配線と前記発電素子とをはんだ接合する
太陽電池モジュールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、はんだ接合装置、はんだ接合方法、及び、太陽電池モジュールの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、基板に実装される各種電子部品を接合するために、はんだが用いられている。基板上に配置されたはんだを溶融させることで、各種電子部品が基板に接合される。はんだを溶融させる方法として、誘導加熱を行った方法が開示されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−２４３９０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、電子部品が小型である場合など、誘導加熱を従来より局所的に行いたい場合がある。
【０００５】
そこで、本開示は、従来より局所的に誘導加熱を行うことができるはんだ接合装置などを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本開示の一態様に係るはんだ接合装置は、基板上の配線と電子部品との間に配置されたはんだを誘導加熱により溶融して、前記配線と前記電子部品とをはんだ接合するはんだ接合装置であって、交流電流が供給されることで磁束を発生する誘導コイルと、保持部に保持された前記基板の平面視において、前記誘導コイルの内側に配置され、前記磁束が入射する磁性体とを備え、前記磁性体は、前記基板に向けて先細りとなる形状を有する。
【０００７】
また、上記目的を達成するために、本開示の一態様に係るはんだ接合方法は、基板上の配線と電子部品との間に配置されたはんだを誘導加熱により溶融して、前記配線と前記電子部品とをはんだ接合するはんだ接合方法であって、前記基板を準備する準備工程と、誘導コイルに交流電流を供給することで磁束を発生させ、前記はんだを溶融して前記配線と前記電子部品とをはんだ接合する接合工程とを含み、前記接合工程では、前記基板の平面視において、前記誘導コイルの内側に配置され前記磁束が入射する磁性体であって、前記基板に向けて先細りとなる形状を有する磁性体を用いて、前記はんだを溶融する。
【０００８】
また、上記目的を達成するために、本開示の一態様に係るはんだ接合方法は、基板上の配線と電子部品との間に配置されたはんだを誘導加熱により溶融して、前記配線と前記電子部品とをはんだ接合するはんだ接合方法であって、前記基板を準備する準備工程と、誘導コイルに交流電流を供給することで磁束を発生させ、前記はんだを溶融して前記配線と前記電子部品とをはんだ接合する接合工程とを含み、前記準備工程では、導電性ペーストを用いて前記配線が形成された前記基板を準備し、前記接合工程では、前記基板の平面視において、前記誘導コイルの内側に配置され前記磁束が入射する磁性体を用いて、前記はんだを溶融する。
【０００９】
また、上記目的を達成するために、本開示の一態様に係る太陽電池モジュールの製造方法は、上記のはんだ接合方法を用いた太陽電池モジュールの製造方法であって、前記電子部品は、太陽光の光エネルギーを電気エネルギーに変換する発電素子であり、前記接合工程では、前記配線と前記発電素子との間に配置されたはんだを溶融して、前記配線と前記発電素子とをはんだ接合する。
【発明の効果】
【００１０】
本開示によれば、従来よりも局所的に誘導加熱を行うことができるはんだ接合装置などを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１Ａ】図１Ａは、実施の形態１に係るはんだ接合装置の斜視図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、実施の形態１に係るはんだ接合装置における、基板が載置された載置台の正面図である。
【図２】図２は、実施の形態１に係るはんだ接合装置の機能構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、実施の形態１に係る磁性体を示す斜視図である。
【図４Ａ】図４Ａは、実施の形態１に係る基板に形成される配線パターンの第一例を示す図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、実施の形態１に係る基板に形成される配線パターンの第二例を示す図である。
【図４Ｃ】図４Ｃは、実施の形態１に係る基板に形成される配線パターンの第三例を示す図である。
【図４Ｄ】図４Ｄは、実施の形態１に係る基板に形成される配線パターンの第四例を示す図である。
【図５】図５は、実施の形態１に係るはんだ接合方法を示すフローチャートである。
【図６Ａ】図６Ａは、実施の形態１に係るはんだ配置部にはんだを印刷した様子を示す図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、実施の形態１に係る電子部品を配置した様子を示す図である。
【図６Ｃ】図６Ｃは、実施の形態１に係る電子部品の接合後の様子を示す図である。
【図７】図７は、実施の形態１に係るはんだ接合の様子を模式的に示す断面図である。
【図８】図８は、実施の形態１に係る、磁束が発生しているときのパッド部の様子を模式的に示す平面図である。
【図９】図９は、実施の形態１に係るはんだ接合方法で接合を行った基板の透過率を示す図である。
【図１０】図１０は、実施の形態１に係るはんだ接合方法で接合を行った基板の仕上がり結果を示す図である。
【図１１】図１１は、実施の形態１の変形例１に係る発熱体の一例を示す図である。
【図１２】図１２は、実施の形態１の変形例１に係るはんだ接合の様子を模式的に示す断面図である。
【図１３】図１３は、実施の形態１の変形例２に係るはんだ接合装置の機能構成を示すブロック図である。
【図１４Ａ】図１４Ａは、実施の形態１の変形例２に係る、誘導加熱前における発熱体の位置を模式的に示す断面図である。
【図１４Ｂ】図１４Ｂは、実施の形態１の変形例２に係る、誘導加熱時における発熱体の位置を模式的に示す断面図である。
【図１５】図１５は、実施の形態２に係るはんだ接合装置の斜視図である。
【図１６】図１６は、実施の形態２に係る磁性体の他の一例を示す斜視図である。
【図１７】図１７は、実施の形態２に係る磁性体のさらに他の一例を示す斜視図である。
【図１８】図１８は、実施の形態２に係る誘導コイルの他の一例を示す斜視図である。
【図１９】図１９は、実施の形態２に係るはんだ接合装置における誘導加熱時の加熱プロファイルを示す図である。
【図２０】図２０は、フェライトの透磁率と温度との関係を示す図である。
【図２１】図２１は、実施の形態３に係るはんだ接合装置の機能構成を示すブロック図である。
【図２２】図２２は、実施の形態３に係るはんだ接合装置の磁性体を示す斜視図である。
【図２３】図２３は、実施の形態４に係るはんだ接合装置の機能構成を示すブロック図である。
【図２４】図２４は、実施の形態４に係るはんだ接合方法を示すフローチャートである。
【図２５】図２５は、実施の形態６に係る太陽電池モジュールの外観を示す模式図である。
【図２６】図２６は、図２５のＸＸＶＩ−ＸＸＶＩ線における、実施の形態６に係る太陽電池モジュールの断面模式図である。
【図２７】図２７は、実施の形態６に係る太陽電池モジュールの製造方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（本開示の基礎となった知見）
特許文献１に記載のはんだ接合装置は、基板における１０ｃｍ角という大きな領域を誘導加熱する技術である。そのため、特許文献１のはんだ接合装置の構成では、例えば数ｍｍ角の小さな領域を集中して誘導加熱することが難しい。例えば、１ｍｍ角程度の小さな電子部品を実装する場合、当該電子部品が接合される配線パターンも細い形状を有する。この場合、特許文献１に記載のはんだ接合装置で誘導加熱をしても、当該配線パターンに入射する磁束は少ないので、誘導加熱により配線パターンが加熱されにくい。つまり、特許文献１に記載のはんだ接合装置では、数ｍｍ角程度の小さな電子部品を接合することが難しい。
【００１３】
そこで、本願発明者は、特許文献１に記載のはんだ接合装置よりもさらに局所的に誘導加熱を行うことについて、鋭意検討を行った。そして、本願発明者は、磁性体（フェライトコア）の形状等を工夫することで、さらに局所的に誘導加熱を行うことができ、結果として１ｍｍ角程度の小さな電子部品を接合するできることを見出した。なお、１ｍｍ角程度の小さな電子部品とは、例えば、太陽電池モジュールに用いられる発電素子である。以下、詳細に説明する。
【００１４】
以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
【００１５】
なお、発明者は、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するものであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。
【００１６】
また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化される場合がある。
【００１７】
また、本明細書において、直交などの要素間の関係性を示す用語、および、矩形などの要素の形状を示す用語、並びに、数値、および、数値範囲は、厳格な意味のみを表す表現ではなく、実質的に同等な範囲、例えば数％程度の差異をも含むことを意味する表現である。
【００１８】
（実施の形態１）
以下、本実施の形態に係るはんだ接合装置等について、図１Ａ〜図１２を参照しながら説明する。
【００１９】
［１−１．はんだ接合装置の構成］
まず、本実施の形態に係るはんだ接合装置の構成について、図１Ａ〜図４Ｄを参照しながら説明する。はんだ接合装置１は、誘導加熱により基板上の配線パターンと電子部品との間に配置されたはんだを溶融して、配線と電子部品とをはんだ接合するための装置である。本実施の形態に係るはんだ接合装置１は、基板の下面から磁束を入射する例について説明するが、これに限定されない。なお、基板の下面とは、基板のうち配線パターンが形成されていない面を意味する。
【００２０】
図１Ａは、本実施の形態に係るはんだ接合装置１の斜視図である。図１Ｂは、本実施の形態に係るはんだ接合装置１における、基板１００が載置された載置台１０の正面図である。図２は、本実施の形態に係るはんだ接合装置１の機能構成を示すブロック図である。なお、基板１００に電子部品が配置された状態で、本願のはんだ接合装置１によりはんだ接合が行われるが、図１Ａ及び図１Ｂでは、電子部品の図示を省略している。また、図１Ａでは、基板１００に形成される配線パターンも図示を省略している。
【００２１】
図１Ａ〜図２に示すように、はんだ接合装置１は、載置台１０と、支持部２０と、誘導コイル３０と、支持部４０と、磁性体５０と、撮像部６０と、筐体７０と、制御部８０と、電源部９０とを備える。
【００２２】
載置台１０は、加熱対象物である基板１００を支持するための部材である。載置台１０は、例えば、平板状であり、基板１００が載置されることで当該基板１００を保持する。載置台１０には、例えば、誘導コイル３０を配置するための切り欠き部１１が形成されている。載置台１０を構成する材料は、誘導コイル３０による誘導加熱に影響を及ぼさない材料を用いることができる。載置台１０は、例えば、樹脂材料から形成される。載置台１０は、基板１００を保持する保持部の一例である。
【００２３】
なお、保持部は、載置台１０であることに限定されず、基板１００を保持することがでる部材であればよい。保持部は、例えば、基板１００の少なくとも一部と接触して支えることで当該基板１００を保持してもよし、基板１００を吸着することで当該基板１００を保持してもよい。
【００２４】
支持部２０は、載置台１０を支持する部材である。支持部２０は、制御部８０に接続されており、制御部８０の制御により載置台１０を任意の方向に移動できるように構成されていてもよい。載置台１０を移動させる手段として、例えばエアーシリンダー又はサーボモータ等が用いられてもよい。
【００２５】
誘導コイル３０は、はんだを誘導加熱により溶融させるために用いるコイルである。なお、本明細書における誘導コイル３０は、基板１００に向けて磁束を発生させる部分を意味し、巻回された部分（以下に示す環状部３１）、及び、当該巻回された部分に接続された部分（以下に示す端子部３２）を含む。誘導コイル３０は、載置台１０に載置された基板１００から、当該基板１００の面と直交する方向に所定距離離れて配置され、交流電流が供給されることで磁束を発生する。所定距離は、磁束を集中させる位置などに応じて適宜決定されればよい。誘導コイル３０は、例えば、高純度アルミニウム、銅、又は、銀などの導電性に優れた金属から形成される。
【００２６】
誘導コイル３０は、環状部３１（リング部）と一対の端子部３２とを有する。環状部３１は、載置台１０に載置された基板１００の面と直交する方向（例えば、磁性体５０が延在する方向）を巻回軸として巻回されている。環状部３１における巻き数は、例えば、１巻きである。環状部３１は、３６０°未満の角度に形成されている。つまり、１巻きとは、３６０°未満の巻回であり、環状部３１は、平面視において、立体交差していない。これにより、巻き数が１巻といった単純な形状の誘導コイル３０により、はんだ接合装置１を実現することができる。また、１巻きであるので、誘導コイル３０に発振などが発生することを抑制することができる。環状部３１は、例えば、誘導コイル３０の一端に位置する。
【００２７】
なお、環状部３１の巻き数は、１巻きに限定されず、２巻き以上であってもよい。また、環状部３１は、例えば、円環状である。円環状とは、平面視で円形に見えるものだけでなく、滑らかな形状で曲面を形成する円に類似した形状及び楕円等の形状を含む。また、環状部３１は円環状であることに限定されず、環状であればよい。環状部３１は、例えば、矩形環状などであってもよい。また、環状部３１は、例えば、載置台１０の切り欠き部１１に位置する。
【００２８】
一対の端子部３２は、環状部３１の周方向の端部に接続され、互いに離間して配置される。一対の端子部３２は、例えば、対向配置される。一対の端子部３２の一端は環状部３１に接続され、他端は支持部４０に固定される。一対の端子部３２は、所定方向に延在する形状を有する。所定方向は、例えば、載置台１０と支持部４０とを結ぶ方向である。また、離間とは、一対の端子部３２の間に磁性体５０を挿通可能な程度の距離が形成されることを意味する。また、一対の端子部３２のそれぞれは、載置台１０に載置された基板１００から、当該基板の面と直交する方向に等しい距離離れた位置に配置される。
【００２９】
上記のように、誘導コイル３０は、長尺状のコイルである。そして、環状部３１は、一対の端子部３２の間の空間に比べ発生する磁束が多い。そのため、平面視において、例えば、環状部３１及び端子部３２のうち環状部３１の内側に磁性体５０が配置されるとよい。
【００３０】
なお、環状部３１及び端子部３２は、例えば、同一の金属から形成される。また、環状部３１及び端子部３２は、一体形成される。このような誘導コイル３０は、環状部３１及び端子部３２の両方から磁束が発生する。
【００３１】
支持部４０は、誘導コイル３０を支持する部材である。誘導コイル３０は、支持部４０に固定された状態で、電源部９０と電気的に接続される。
【００３２】
磁性体５０は、載置台１０に載置された基板１００の平面視において、誘導コイル３０の内側に配置され、誘導コイル３０に交流電流を供給することで発生する磁束が入射する部材である。磁性体５０は、磁束を集束させる機能を有する集磁体である。磁性体５０の材料は、磁束をより集束させる観点から、透磁率が高い材料（例えば、強磁性を示す磁性材料）であるとよい。本実施の形態では、磁性体５０は、フェライトから構成される。磁性体５０は、例えば、対象物の所望の領域を選択的に加熱することができるスポットノズルである。
【００３３】
磁性体５０は、透磁率が高いフェライトにより構成されることで、より効率的に磁束ｍを集束させることができる。つまり、より局所的に誘導加熱を行うことができる。
【００３４】
なお、本実施の形態では、磁性体５０は、平面視において、誘導コイル３０のうち環状部３１の内側に配置される。環状部３１が円環状であり、磁性体５０の本体部５１が円柱状である場合、平面視において、環状部３１の中心と本体部５１の中心とが一致するように配置されてもよい。つまり、環状部３１と磁性体５０とは、同心となるように配置されてもよい。例えば、環状部３１の中心と、先端部５２の先端とが一致するように配置されてもよい。なお、磁性体５０は、当該磁性体５０を保持する保持部（図示しない）に保持されることで、上記の位置に配置される。
【００３５】
本実施の形態では、誘導コイル３０及び磁性体５０は、載置台１０に基板１００が載置された状態で、基板１００より載置台１０側に配置される。このようなはんだ接合装置１は、基板１００の下面から磁束を入射することで、はんだを溶融させる。これにより、はんだ接合装置１において、載置台１０の上方に誘導コイル３０及び磁性体５０などの構成要素が配置されないので、撮像部６０などを用いて基板１００の状態（例えば、電子部品の接合状態など）を監視しやすくなる。
【００３６】
ここで、磁性体５０の形状について、図３を参照しながら説明する。図３は、本実施の形態に係る磁性体５０を示す斜視図である。
【００３７】
図３に示すように、磁性体５０は、本体部５１と先端部５２とを有する。本実施の形態に係るはんだ接合装置１は、先端部５２の形状に特徴を有する。
【００３８】
本体部５１は、載置台１０に載置された基板１００と直交する方向に延在する柱状を有する。本体部５１は、例えば円柱状であるが、これに限定されず、平板状などの板状であってもよい。これにより、本体部５１が柱状又は板状といった単純な形状を有する磁性体５０を用いて、はんだ接合装置１を実現することができる。
【００３９】
先端部５２は、本体部５１より載置台１０側に位置し、当該載置台１０に向けて先細りとなる形状を有する。言い換えると、先端部５２は、載置台１０に基板１００が載置された状態で、基板１００に向けて先細りとなる形状（例えば、錐状）を有する。先端部５２は、例えば、円錐状である。先端部５２が先細りとなる形状を有することで、磁性体５０が本体部５１のみで形成されている場合に比べ、より局所的に磁束を集中させることができる。なお、先端部５２の形状は、本体部５１の形状に応じて、例えば、角錐状であってもよい。また、先端部５２の先端は、尖っていてもよいし、丸められていてもよい。先端部５２は、例えば、ドーム状であってもよい。
【００４０】
上記のように、本実施の形態に係る磁性体５０の形状は、完全な柱状ではない。磁性体５０が先細りの形状を有し磁束をより集束させることができるので、磁性体が柱状である場合に比べ、環状部３１の巻き数を減らすことが可能となる。例えば、上記に記載したように環状部３１の巻き数を１巻とすることが可能となる。
【００４１】
図１Ａ〜図２を再び参照して、撮像部６０は、基板１００の上方から基板１００を撮像する撮像装置（例えば、カメラ）である。撮像部６０は、電子部品の接合状態を検査するための検査装置であってもよい。撮像部６０が撮像した画像は、例えば、表示装置（図示しないが、例えば、液晶表示装置）に表示されてもよい。
【００４２】
筐体７０は、はんだ接合装置１の各構成要素を収容する筐体である。筐体７０は、図示しないが、作業者が作業するための開口などを有していてもよい。なお、筐体７０の材質は特に限定されないが、例えば樹脂材料により形成される。筐体７０の少なくとも一部は、透光性を有する材料により形成されてもよい。また、はんだ接合装置１の各構成要素の少なくとも一部は、筐体７０の外部に配置されてもよい。例えば、電源部９０は、筐体７０の外部に配置されていてもよい。
【００４３】
図２に示すように、制御部８０は、はんだ接合装置１の各構成要素を制御する制御装置である。制御部８０は、例えば、電源部９０を制御し、誘導コイル３０に交流電流を供給させる。
【００４４】
制御部８０は、マイクロコンピュータで構成される。制御部８０は、撮像部６０、及び、電源部９０などを制御する制御プログラムが格納された不揮発性メモリ、プログラムを実行するための一時的な記憶領域である揮発性メモリ、入出力ポート、プログラムを実行するプロセッサなどを有する。なお、制御部８０は、専用の回路により構成されてもよい。
【００４５】
電源部９０は、制御部８０の制御により誘導コイル３０に交流電流を供給する電源である。電源部９０は、例えば、高周波電流を誘導コイル３０に供給する。高周波とは、例えば、３５０ｋＨｚ〜６００ｋＨｚ程度の周波数である。
【００４６】
また、図１Ｂに示すように、基板１００は、電子部品を保持する平板状の保持部材であり、本実施の形態では樹脂材料で形成される。基板１００の耐熱温度（例えば軟化する温度）は、例えば、はんだの融点より低い。基板１００は、例えば、１００℃前後の耐熱性を有する樹脂材料（例えば、アクリル系樹脂（耐熱温度９０度）、又は、ポリカーボネート系樹脂（耐熱温度：１３０度）など）で形成される。基板１００は、透明であってもよいし、不透明であってもよい。また、基板１００は、可撓性を有する樹脂材料で形成されていてもよい。
【００４７】
また、基板１００には、配線パターン１１０（配線の一例）が形成されている。配線パターン１１０は、パッド部１１１、接続部１１２、及び、はんだ配置部１１３を有する。
【００４８】
パッド部１１１は、はんだ配置部１１３の近傍に配置される部分である。パッド部１１１に磁性体５０からの磁束が入射すると、当該パッド部１１１に誘導電流が流れる。この誘導電流により抵抗損失が発生し、パッド部１１１が発熱する。接続部１１２は、外部の回路又は隣り合って配置される電子部品との間の電気的な接続を行う部分である。パッド部１１１は、例えば、接続部１１２より幅が広い。はんだ配置部１１３は、電子部品を接合するためのはんだ１２０が配置される部分である。はんだ配置部１１３は、パッド部１１１と電気的及び熱的に接続されている。そのため、パッド部１１１が発熱すると、当該熱によりはんだ配置部１１３に配置されたはんだ１２０が溶融する。
【００４９】
上記のように、配線パターン１１０は、はんだ１２０が配置される位置にパッド部１１１が形成されている。電子部品が配置され、当該電子部品と配線パターン１１０とが接合される部分をはんだ接合部１４０とも記載する。はんだ接合部１４０は、接合部の一例である。
【００５０】
なお、パッド部１１１の形状は、例えば、矩形状であるが、これに限定されず、正方形状であってもよいし、円形状又は楕円形状であってもよいし、多角形状であってもよい。また、矩形状には、完全な矩形はもとより実質的に矩形と認められる形状を含む。矩形状は、例えば、矩形状の四隅に切り欠きを有する若しくはアールを有する形状（例えば、円弧状）、又は、矩形状の外形線の少なくとも一部が曲線であるものも含む。
【００５１】
配線パターン１１０は、導電性ペーストを印刷することにより形成される。導電性ペーストは、基板１００の耐熱温度以下の温度で硬化し、かつ硬化後の抵抗率（体積抵抗率）が１０〜５０μΩ・ｃｍ程度の材料が用いられる。本実施の形態では、導電性ペーストは、基板１００の耐熱温度以下の温度（例えば、１００℃以下）で熱硬化し、かつ硬化後の抵抗率がおよそ５０μΩ・ｃｍである銀ペーストが用いられる。なお、基板１００への温度の影響をより抑制する、及び、基板１００の材料の選択の自由度を向上する観点から、導電性ペーストは、８０℃程度の温度で硬化し、硬化後の抵抗率が５０μｍ・ｃｍ以下の材料が用いられるとよい。
【００５２】
また、銀ペーストは、銀粉、樹脂（バインダ）、硬化促進剤、溶剤（希釈剤）などから構成される。例えば、銀粉は、硬化後の抵抗率を低くする観点から、球状よりフレーク状の方がよい。樹脂は、はんだ１２０の融点より高い耐熱性を有する樹脂であり、例えばエポキシ系樹脂である。また、硬化促進剤は、基板１００の耐熱温度より低い温度で、樹脂を硬化させる促進剤が用いられる。例えば、樹脂がエポキシ系樹脂である場合、硬化促進剤はエポキシ系樹脂を硬化させる硬化剤が用いられる。なお、銀ペーストのうち銀粉の含有量は９０％以上である。また、溶剤は、銀ペーストの粘度調整などのために含有される。
【００５３】
配線パターン１１０の厚みは、例えば、９０μｍ以下であるとよい。例えば、配線パターン１１０のうち、少なくともパッド部１１１の厚みが硬化後３０μｍ以下であるとよい。なお、配線パターン１１０の厚みは、統計的な値であってもよい。つまり、配線パターン１１０の厚みは、配線パターン１１０各部の厚みの最大値であってもよいし、最小値であってもよいし、平均値であってもよいし、中央値であってもよい。
【００５４】
ここで、基板１００に形成される配線パターン１１０の形状について、さらに図４Ａ〜図４Ｄを参照しながら説明する。図４Ａは、本実施の形態に係る基板１００に形成される配線パターン１１０ａの第一例を示す図である。図４Ｂは、本実施の形態に係る基板１００に形成される配線パターン１１０ｂの第二例を示す図である。図４Ｃは、本実施の形態に係る基板１００に形成される配線パターン１１０ｃの第三例を示す図である。図４Ｄは、本実施の形態に係る基板１００に形成される配線パターン１１０ｄの第四例を示す図である。
【００５５】
図４Ａから図４Ｄに示すように、パッド部の大きさは、例えば、導電性ペーストの抵抗率などにより適宜決定されればよい。図４Ａの例では、配線パターン１１０ａのパッド部１１１ａの幅ｄｄ１は、９ｍｍであり、長さｌ１は４．２ｍｍである。図４Ｂの例では、配線パターン１１０ｂのパッド部１１１ｂの幅ｄｄ２は７ｍｍであり、長さｌ２は３．２ｍｍである。図４Ｃの例では、配線パターン１１０ｃのパッド部１１１ｃの幅ｄｄ３は５ｍｍであり、長さｌ３は２．２ｍｍである。図４Ｄの例では、配線パターン１１０ｄのパッド部１１１ｄの幅ｄｄ４は１ｍｍであり、長さｌ４は１ｍｍである。図４Ｄは、パッド部１１１ｄの幅ｄｄ４、及び、長さｌ４が、接続部１１２ｄの幅ｄ４と等しい例を示している。なお、接続部１１２ａ〜１１２ｄの幅ｄ１〜ｄ４は、１ｍｍであるが、これに限定されず、導電性ペーストの抵抗率などにより適宜変更されてもよい。
【００５６】
はんだ１２０を容易に溶融させる観点から、パッド部１１１の面積は、大きい方がよい。接続部１１２の幅（例えば、１ｍｍ）を２乗した面積を基準面積とすると、パッド部１１１の面積は、例えば、基準面積の１０倍以上であるとよく、より好ましくは２０倍以上であるとよく、さらに好ましくは４０倍以上であるとよい。これにより、はんだ１２０をより容易に溶融させることができ、かつ電源部９０による高周波電流の出力を抑制することができる。
【００５７】
［１−２．はんだ接合方法］
次に、上記のはんだ接合装置１を用いたはんだ接合方法について、図５〜図８を参照しながら説明する。つまり、誘導加熱により基板１００上の配線パターン１１０と電子部品との間に配置されたはんだ１２０を溶融して、配線パターン１１０と電子部品とをはんだ接合するはんだ接合方法について説明する。図５は、本実施の形態に係るはんだ接合方法を示すフローチャートである。電子部品のサイズは、例えば、１ｍｍ角であるが、これに限定されず、１ｍｍ角以上であってもよいし、１ｍｍ角以下であってもよい。また、電子部品の形状は、特に限定されず、正方形状、矩形状、円形状、及び、楕円状であってもよいし、その他の形状であってもよい。
【００５８】
図５に示すように、まず加熱対象である基板１００を準備する（Ｓ１０）。本実施の形態では、ステップＳ１０において、導電性ペーストを用いて配線パターン１１０が形成された基板１００を準備するが、これに限定されない。ステップＳ１０では、基板１００上に配置された金属層（例えば、銅箔などの金属箔）をエッチングして形成された配線パターンを有する基板１００が準備されてもよい。金属箔は、例えば、基板１００上に接着材を介して積層されてもよい。ステップＳ１０は、準備工程の一例である。
【００５９】
なお、ステップＳ１０では、導電性ペーストを用いて基板１００上に配線パターン１１０を形成することで、基板１００が準備されてもよい。
【００６０】
次に、ステップＳ１０で準備した基板１００にはんだ１２０を印刷する（Ｓ２０）。具体的には、基板１００に形成された配線パターン１１０のはんだ配置部１１３に、はんだ１２０をスクリーン印刷などにより印刷する。はんだ１２０は、例えば、一般的に普及しているものが用いられるとよい。はんだ１２０は、例えば、鉛フリーはんだとして普及しているＳＡＣ（Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ）系はんだペーストが用いられる。一般的なＳＡＣ系はんだの融点は、約２１７℃である。なお、上記以外のはんだが用いられてもよい。例えば、はんだとして、Ｓｎ−Ｂｉ系はんだペーストが用いられてもよい。
【００６１】
図６Ａは、本実施の形態に係るはんだ配置部１１３にはんだ１２０が印刷された様子を示す図である。図６Ａに示すように、ステップＳ２０では、対向して配置されるはんだ配置部１１３にはんだ１２０が配置される。つまり、はんだ接合部１４０にはんだ１２０が配置される。図６Ａでは、はんだ接合部１４０に含まれる４つのはんだ配置部１１３に、はんだ１２０が配置された例を示している。
【００６２】
次に、基板１００に電子部品１３０を配置する（Ｓ３０）。具体的には、はんだ配置部１１３に配置されたはんだ１２０上に電子部品１３０が配置される。言い換えると、はんだ接合部１４０に電子部品１３０が配置される。図６Ｂは、本実施の形態に係る電子部品１３０を配置した様子を示す図である。電子部品１３０は、平面視において、４つのはんだ１２０のそれぞれと少なくとも一部が重なるように配置される。
【００６３】
なお、ステップＳ２０及びＳ３０の工程は、はんだ接合装置１で行われてもよいし、別の装置で行われてもよい。
【００６４】
次に、誘導加熱により、基板１００の配線パターン１１０と電子部品１３０とをはんだ接合する（Ｓ４０）。具体的には、制御部８０は、電源部９０を制御して基板１００を載置する載置台１０から所定距離離れて配置された誘導コイル３０に交流電流を供給する。これにより、基板１００上の配線パターン１１０と電子部品１３０との間に配置されたはんだ１２０が溶融して、配線パターン１１０電子部品とがはんだ接合される。本実施の形態に係るはんだ接合方法は、ステップＳ４０で用いられる磁性体５０の形状に特徴を有する。なお、ステップＳ４０は、接合工程の一例である。
【００６５】
ここで、はんだ接合装置１によるはんだ接合のメカニズムについて、図７及び図８を参照しながら説明する。図７は、本実施の形態に係るはんだ接合の様子を模式的に示す断面図である。図７は、図１Ｂに示すＶＩＩ−ＶＩＩ線における断面のうち、磁性体５０が配置される周辺のはんだ接合装置１及び基板１００の断面を示す。なお、ＶＩＩ−ＶＩＩ線は、はんだ１２０が配置されている位置を通る切断線である。図８は、本実施の形態に係る、磁束が発生しているときのパッド部の様子を模式的に示す平面図である。
【００６６】
図７に示すように、誘導コイル３０に交流電流が供給されると、はんだ１２０及び電子部品１３０が配置された基板１００に磁性体５０を介して磁束ｍが入射する。磁性体５０の先端部５２は、基板１００に向けて先細りとなる形状を有しているため、先端部が平面である（例えば、磁性体が円柱状である）場合に比べ、磁束を集中させることができる。これにより、基板１００の局所的な部分に磁束を入射することができる。はんだ接合装置１は、基板１００のうち、はんだ１２０近傍に局所的に磁束を入射する。これにより、はんだ１２０近傍の配線パターン１１０（例えば、パッド部１１１）に磁束が集中して入射する。
【００６７】
配線パターン１１０に磁束ｍが入射すると、配線パターン１１０自身に起電力（誘導起電力）が発生し、これによって図８に示すような誘導電流（渦電流）ｃが流れる。図８に示す領域Ｒは、磁束ｍが入射している領域（ＩＨ（Ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ  Ｈｅａｔｉｎｇ）領域）を示す。誘導電流ｃは、例えば、領域Ｒ内のパッド部１１１を流れる。誘導電流ｃが流れると、抵抗損失が発生し配線パターン１１０（主にパッド部１１１）が発熱する。誘導電流ｃにより生じた熱がはんだ１２０に伝熱することで、はんだ１２０が加熱され溶融する。はんだ接合装置１は、配線パターン１１０による間接加熱ではんだ１２０を溶融することで電子部品１３０を接合する装置である。領域Ｒは、パッド部１１１を覆う領域であればよく、例えば、直径が数ｍｍ〜数十ｍｍ程度の領域である。例えば、領域Ｒの直径は、１３ｍｍであってもよい。なお、領域Ｒの大きさは、これに限定されず、配線パターン１１０の形状などにより、適宜決定される。
【００６８】
誘導電流ｃは、配線パターン１１０のはんだ１２０側の表面に発生する。誘導コイル３０及び磁性体５０は、配線パターン１１０のはんだ１２０側の表面に誘導電流ｃを発生させることができる位置に配置される。
【００６９】
誘導電流ｃは、浸透深さに従って指数関数的に減少する。これにより、磁束ｍにより配線パターン１１０の基板１００側の表面に誘導電流はほとんど流れない。つまり、誘導加熱により基板１００に加わる熱は、少ない。また、磁束ｍが局所的な領域Ｒに集中して入射するので、パッド部１１１で発生する誘導電流ｃは、磁性体５０が円柱状である場合に比べ、大きい。つまり、はんだ接合装置１は、磁性体５０が円柱状である場合に比べ、短時間ではんだ１２０を溶融させることができる。誘導加熱する時間は、例えば、数秒程度である。これらにより、基板１００の熱変形などのダメージを抑制しつつ、配線パターン１１０と電子部品１３０とをはんだ接合することができる。
【００７０】
以上のように、ステップＳ４０では、載置台１０に載置された基板１００の平面視において、誘導コイル３０の内側に配置され磁束ｍが入射する磁性体５０であって、本体部５１と、本体部５１より基板１００側に位置する先端部５２とを有し、先端部５２が基板１００に向けて先細りとなる形状を有する磁性体５０を用いて、はんだ１２０を溶融することで、配線パターン１１０と電子部品１３０とをはんだ接合する。
【００７１】
図６Ｃは、本実施の形態に係る電子部品１３０の接合後の様子を示す図である。図６Ｃに示すように、はんだ１２０が溶融することで、配線パターン１１０と電子部品１３０とがはんだ接合する。つまり、電子部品１３０が基板１００に実装される。
【００７２】
本実施の形態では、はんだ１２０を用いて電子部品１３０を接合するので、はんだ１２０のセルフアライメント効果が期待される。セルフアライメント効果とは、はんだ１２０が溶融して固化するまでの間に、電子部品１３０が自然に位置決めされる動きをいう。ステップＳ３０で電子部品１３０を配置する際、電子部品１３０の配置位置が少しずれてしまっても、ステップＳ４０で当該セルフアライメント効果により電子部品１３０は適切な位置に位置決めされる。よって、はんだ１２０を用いて接合することにより、電子部品１３０の実装精度（例えば、位置精度）を向上させることができる。
【００７３】
上記のように、本実施の形態に係るはんだ接合方法によれば、基板１００の全体を加熱することなく電子部品１３０を実装することができる。これにより、基板１００が熱変形することを抑制することができる。また、先端部５２が先細り形状を有する磁性体５０を用いることで局所的に磁束ｍを配線パターン１１０に入射させることができるので、はんだ１２０を効率よく溶融させることができる。なお、基板１００に電子部品１３０が実装されたものを実装基板とも記載する。
【００７４】
［１−３．評価結果］
次に、上記のはんだ接合方法で電子部品１３０が接合された実装基板の評価結果について、図９及び図１０を参照しながら説明する。図９は、本実施の形態に係るはんだ接合方法で接合を行った基板１００の透過率を示す図である。図１０は、本実施の形態に係るはんだ接合方法で接合を行った基板１００の仕上がり結果を示す図である。
【００７５】
図９に示すように、誘導加熱をする前後において、基板１００の透過率は、ほぼ変化していない。つまり、誘導加熱により基板１００が熱変形していないことがわかる。
【００７６】
図１０に示すように、接合強度、接触抵抗、及び、実装精度とも目標値を達成しており、誘導加熱による接合の仕上がりに問題がないことがわかる。なお、接合強度とは、例えば、ＪＩＳ  Ｃ  ６２１３７に基づく試験の結果である。
【００７７】
［１−４．効果など］
以上のように、本実施の形態に係るはんだ接合装置１は、基板１００上の配線パターン１１０（配線の一例）と電子部品１３０との間に配置されたはんだ１２０を誘導加熱により溶融して、配線パターン１１０と電子部品１３０とをはんだ接合するはんだ接合装置である。はんだ接合装置１は、交流電流が供給されることで磁束ｍを発生する誘導コイル３０と、載置台１０（保持部の一例）に保持された基板１００の平面視において、誘導コイル３０の内側に配置され、磁束ｍが入射する磁性体５０とを備える。そして、磁性体５０は、基板１００に向けて先細りとなる形状を有する。
【００７８】
これにより、磁性体５０から出射される磁束ｍを、磁性体が先細りとなる形状を有していない（例えば、円柱状である）場合に比べ、集束させることができる。つまり、加熱対象である基板１００の所望の領域Ｒを選択加熱することができる。よって、従来よりも局所的に誘導加熱を行うことができるはんだ接合装置１などが実現される。
【００７９】
また、誘導コイル３０は、環状部３１と、環状部３１の周方向両端に接続され、互いに離間して配置される２つの端子部３２とを有し、環状部３１における巻き数は、１巻である。
【００８０】
これにより、１巻きコイルといった単純な形状を有する誘導コイル３０を用いて、はんだ接合装置１を実現することができる。
【００８１】
また、誘導コイル３０及び磁性体５０は、載置台１０（保持部の一例）に保持された基板１００より載置台１０側に配置される。
【００８２】
これにより、基板１００の上方（例えば、基板１００より載置台１０と逆側）に誘導コイル３０及び磁性体５０などが配置されないので、当該上方の空間を有効に活用することができる。例えば、当該空間に基板１００を検査するための撮像部６０を設けることで、はんだ接合装置１の機能を拡張することができる。なお、当該空間設けられる装置は、撮像装置に限定されない。
【００８３】
また、以上のように、本実施の形態に係るはんだ接合方法は、基板１００上の配線パターン１１０と電子部品１３０との間に配置されたはんだ１２０を誘導加熱により溶融して、配線パターンと電子部品１３０とをはんだ接合するはんだ接合方法である。はんだ接合方法は、基板１００を準備する準備工程（Ｓ１０）と、誘導コイル３０に交流電流を供給することで磁束を発生させ、はんだ１２０を溶融して配線パターン１１０と電子部品１３０とをはんだ接合する接合工程（Ｓ４０）とを含む。そして、接合工程では、基板１００の平面視において、誘導コイル３０の内側に配置され磁束ｍが入射する磁性体５０であって、基板１００に向けて先細りとなる形状を有する磁性体５０を用いて、はんだ１２０を溶融する。
【００８４】
これにより、上記のはんだ接合装置１と同様の効果を奏する。
【００８５】
また、準備工程では、さらに、アクリル樹脂又はポリカーボネート樹脂で構成された基板１００を準備する。
【００８６】
これにより、基板１００の耐熱温度がはんだ１２０の融点より低い場合であっても、従来よりも局所的に誘導加熱を行えるので、基板１００の熱変形を抑制しつつ、配線パターン１１０と電子部品１３０とをはんだ接合することができる。
【００８７】
（実施の形態１の変形例１）
以下、本変形例に係るはんだ接合装置等について、図１１及び図１２を参照しながら説明する。本変形例では、基板１００とは別体である発熱体２００で発生した熱を用いてはんだ１２０を溶融する点に特徴を有する。発熱体２００を用いることが実施の形態１と異なるので、その点を中心に説明する。なお、本変形例において、基板１００は、はんだ１２０の融点より高い耐熱温度を有する基板である。基板１００は、例えば、ガラス基板であってもよい。
【００８８】
図１１は、本変形例に係る発熱体２００の一例を示す図である。図１１に示すように、発熱体２００は、基板２１０と金属部２２０とを有する。基板２１０は、金属部２２０が配置される板状の部材である。基板２１０は、例えば、樹脂又はガラスなどで構成される。金属部２２０は、導電性を有し、例えば、金属箔から構成される。金属部２２０は、例えば、銅箔から構成される。金属部２２０の抵抗率は、配線パターン１１０の抵抗率より低いとよい。金属部２２０は、基板１００のはんだ配置部１１３に対応した位置に形成される。本実施の形態では、金属部２２０は、複数形成されている例を示しているが、数は特に限定されない。また、金属部２２０の平面視における形状は、矩形状に限定されず、パッド部１１１の形状に応じて適宜決定されるとよい。金属部２２０の平面視における形状は、正方形状、円形状、楕円形状、及び、多角形状であってもよい。
【００８９】
図１２は、本変形例に係るはんだ接合の様子を模式的に示す断面図である。図１２は、図１Ｂに示すＶＩＩ−ＶＩＩ線に対応する切断線で、本変形例に係るはんだ接合装置及び基板１００を切断した断面を示す。図１２に示すように、発熱体２００は、載置台１０と基板１００との間であって、金属部２２０が基板１００と接触するように配置される。この状態で誘導コイル３０に交流電流を供給して、金属部２２０に集中した磁束を入射させる。これにより、金属部２２０の表面（例えば、基板１００と接触している面）に誘導電流が発生する。そして、誘導電流により生じた熱ｈは、基板１００及び配線パターン１１０を介してはんだ１２０に伝熱される。
【００９０】
このように、基板１００に耐熱性が高いものを使用している場合、当該基板１００を介して間接的にはんだ１２０を溶融してもよい。これにより、基板１００の配線パターン１１０においてパッド部１１１の面積が小さい場合などであっても、効率的はんだ１２０を溶融することができる。
【００９１】
発熱体２００を用いたはんだ接合方法は、実施の形態１の図５に示すステップＳ４０において、発熱体２００を載置台１０と基板１００との間に配置した後に、磁束ｍを発生させることで行われる。ステップＳ４０は、載置台１０と基板１００との間に発熱体２００を配置する配置工程と、配置工程の後に、先端部５２が基板１００に向けて先細りとなる形状を有する磁性体５０を用いて、はんだを溶融する誘導加熱工程とを含んでいてもよい。
【００９２】
なお、上記では、発熱体２００は、載置台１０と別体である例について説明したが、これに限定されない。発熱体２００は、予め載置台１０に固定されていてもよいし、載置台１０に埋め込まれており載置台１０と一体的に構成されていてもよい。
【００９３】
（実施の形態１の変形例２）
以下、本変形例に係るはんだ接合装置等について、図１３〜図１４Ｂを参照しながら説明する。本変形例では、基板１００とは別体である発熱体３２０で発生した熱を用いてはんだ１２０を溶融する。発熱体３２０を用いることが実施の形態１と異なるので、その点を中心に説明する。
【００９４】
図１３は、本変形例に係るはんだ接合装置１ａの機能構成を示すブロック図である。図１３に示すように、はんだ接合装置１ａは、実施の形態１に係るはんだ接合装置１に加えて、駆動部３１０及び発熱体３２０を備える。
【００９５】
駆動部３１０は、制御部８０の制御により、載置台１０に載置された基板１００と離間して配置された発熱体３２０を、当該発熱体３２０と当該基板１００とを結ぶ方向に平行に往復移動させる。駆動部３１０は、例えば、電磁式、流体式又は超音波式等のアクチュエータによって構成される。
【００９６】
発熱体３２０は、磁性体５０からの磁束により熱を発する部材である。発熱体３２０は、金属部３２１と本体部３２２（図１４Ａ参照）とを有する。
【００９７】
金属部３２１は、本体部３２２より基板１００側（例えば、載置台１０側）に配置される。金属部３２１は、磁性体５０からの磁束により発熱する。金属部３２１は、抵抗率が配線パターン１１０の抵抗率より低い材料で構成されるとよい。金属部３２１は、例えば、Ｎｉ片などにより構成される。Ｎｉ片の厚みは、特に限定されないが、例えば、０．３ｍｍである。
【００９８】
金属部３２１は、駆動部３１０により誘導加熱時にパッド部１１１と接触する。金属部３２１においてパッド部１１１と接触する接触面の面積は、例えば、当該パッド部１１１の面積より小さい。これにより金属部３２１から基板１００に直接熱が伝わることを抑制することができる。なお、パッド部１１１は、配線パターン１１０における、はんだ１２０が配置された部分（はんだ配置部１１３）の近傍の部分の一例である。
【００９９】
金属部３２１の平面視形状は、例えば、矩形状であるが、これに限定されず、パッド部１１１の形状に応じて適宜決定される。
【０１００】
本体部３２２は、金属部３２１を保持する保持部である。本体部３２２は、誘導加熱時に金属部３２１で発生した熱を配線パターン１１０（具体的には、パッド部１１１）に効率的に伝える観点から、金属部３２１より熱伝導率が低い材料から構成されるとよい。また、本体部３２２は、金属部３２１で発生した熱により熱変形することを抑制する観点から、はんだ１２０の融点より高い耐熱性を有する材料から構成されるとよい。本体部３２２は、例えば、耐熱温度が２５０℃以上であるとよい。本体部３２２は、例えば、ガラスなどで構成されてもよい。なお、金属部３２１と本体部３２２とは、例えば、接着材により接着される。
【０１０１】
図１４Ａは、本変形例に係る、誘導加熱前における発熱体３２０の位置を模式的に示す断面図である。図１４Ｂは、本変形例に係る、誘導加熱時における発熱体３２０の位置を模式的に示す断面図である。図１４Ａ及び図１４Ｂは、図１Ｂに示すＶＩＩ−ＶＩＩ線に対応する切断線で、本変形例に係るはんだ接合装置１ａ及び基板１００を切断した断面を示す。
【０１０２】
図１４Ａに示すように、誘導加熱前、つまり磁束ｍが発生する前では、発熱体３２０は、基板１００と離間して配置されている。アーム部３２３は発熱体３２０を支持する部材であり、駆動部３１０と接続されている。図１４Ａに示す状態は、例えば、実施の形態１の図５において、ステップＳ３０が実施された後の様子を示す。
【０１０３】
図１４Ｂに示すように、誘導加熱時、つまり磁束ｍが発生しているときでは、発熱体３２０は、配線パターン１１０と接触する。制御部８０は、例えば、電源部９０を制御して誘導コイル３０に交流電流を供給させるとともに、駆動部３１０を制御して発熱体３２０を金属部３２１が配線パターン１１０と接触するまで移動させる。磁性体５０からの磁束ｍを金属部３２１に集中して入射させることで、金属部３２１の表面（例えば、配線パターン１１０と接触している面）に誘導電流が発生する。そして、誘導電流により生じた熱は、配線パターン１１０を介してはんだ１２０に伝熱される。
【０１０４】
なお、駆動部３１０は、誘導加熱時にアーム部３２３を介して発熱体３２０を基板１００側に押し当ててもよい。つまり、アーム部３２３は、基板１００に荷重Ｌを加える。荷重Ｌの大きさは、誘導加熱時の電磁力で金属部３２１が動いてしまうことを抑制できる程度であればよい。
【０１０５】
以上のように、本変形例に係るはんだ接合装置１ａは、誘導コイル３０に交流電流が供給されているときに、配線パターン１１０（配線の一例）における、はんだ１２０が配置された部分（例えば、はんだ配置部１１３）の近傍の部分（例えば、パッド部１１１）と接触し、磁束ｍにより発熱する発熱体３２０を、さらに備える。
【０１０６】
これにより、発熱体３２０による間接加熱により、はんだ１２０を溶融させることができる。金属部３２１の抵抗率が配線パターン１１０より低い場合、配線パターン１１０を誘導加熱するより効率的にはんだ１２０を溶融させることができる。
【０１０７】
（実施の形態２）
以下、本実施の形態に係るはんだ接合装置等について、図１５〜図１９を参照しながら説明する。
【０１０８】
［２−１．はんだ接合装置の構成］
まず、本実施の形態に係るはんだ接合装置の構成について、図１５〜図１８を参照しながら説明する。本実施の形態では、複数のはんだ接合部１４０を一度に誘導加熱するはんだ接合装置１ｂについて説明する。なお、本実施の形態では、実施の形態１との相違点を中心に説明する。本実施の形態では、はんだ接合装置１ｂが備える磁性体の数又は形状に特徴を有するので、その点を中心に説明する。
【０１０９】
図１５は、本実施の形態に係るはんだ接合装置１ｂの斜視図である。図１５に示すように、はんだ接合装置１ｂは、載置台１０と、誘導コイル４３０と、支持部４０と、複数の磁性体４５１を有する磁性体コア部４５０とを備える。なお、はんだ接合装置１ｂは、図示しないが、支持部２０と、撮像部６０と、筐体７０と、制御部８０と、電源部９０とを備えていてもよい。誘導コイル４３０及び磁性体４５１は、載置台１０に基板１００が載置された状態で、基板１００より載置台１０と逆側（すなわち、基板１００の上方）に配置される。つまり、はんだ接合装置１ｂは、基板１００の上面から磁束ｍを入射させる例について説明する。基板の上面とは、基板１００のうち配線パターン１１０が形成されている面を意味する。なお、基板１００の上面から磁束を入射させることに限定されない。
【０１１０】
誘導コイル４３０は、環状部４３１と一対の端子部４３２とを有する。環状部４３１は、実施の形態１の環状部３１と同様であり、説明を省略する。一対の端子部４３２は、環状部４３１の周方向の端部に接続され、互いに離間して配置される棒状の部材である。一対の端子部４３２の一端は環状部４３１に接続され、他端は支持部４０に固定される。一対の端子部４３２は、所定方向に延在する形状を有する。つまり、２つの端子部４３２は、所定方向に互いに平行に延びて形成される。所定方向は、例えば、載置台１０に基板１００が載置された状態で、基板１００上の複数のはんだ接合部１４０が並ぶ方向である。なお、一対の端子部４３２は、例えば、基板１００より長く形成されてもよい。
【０１１１】
上記のように、誘導コイル４３０は、一対の端子部４３２が所定方向に沿って延在する形状を有する長尺状のコイルである。
【０１１２】
磁性体コア部４５０は、複数の磁性体４５１と保持部４６０とを有する。本実施の形態では、はんだ接合装置１ｂが複数の磁性体４５１を備える点に特徴を有する。
【０１１３】
磁性体４５１は、載置台１０に載置された基板１００の平面視において、誘導コイル４３０の内側に配置され、誘導コイル４３０に交流電流を供給することで発生する磁束が入射する部材である。本実施の形態では、磁性体４５１は、平面視において、誘導コイル４３０のうち一対の端子部４３２の間に所定方向に沿って複数配置される。複数の磁性体４５１のそれぞれは、平面視において、一対の端子部４３２の間の中央の位置に配置される。磁性体４５１は、本体部４５１ａと先端部４５１ｂとを有する。
【０１１４】
本体部４５１ａは、載置台１０に載置された基板１００の上面と直交する方向に延在する矩形の平板状を有する。なお、本体部４５１ａの形状は、平板状に限定されず、曲板状であってもよいし、円柱状などであってもよい。
【０１１５】
先端部４５１ｂは、載置台１０に載置された基板１００の平面視において、誘導コイル４３０の内側に配置され、誘導コイル４３０に交流電流を供給することで発生する磁束が入射する部材である。本体部４５１ａより載置台１０側に位置し、載置台１０に向けて先細りとなる形状を有する。言い換えると、先端部４５１ｂは、載置台１０に基板１００が載置された状態で、基板１００に向けて先細りとなる形状を有する。本実施の形態では、先端部４５１ｂは、三角柱状である。先端部４５１ｂが先細りとなる形状を有することで、磁性体４５１が本体部４５１ａのみで形成されている場合に比べ、より局所的に磁束ｍを集束させることができる。なお、先端部４５１ｂの先端は、鋭角であってもよいし、円弧状であってもよい。
【０１１６】
上記のように、本実施の形態に係る磁性体４５１の形状は、矩形の平板ではない。
【０１１７】
保持部４６０は、複数の磁性体４５１を保持する部材である。保持部４６０は、例えば、複数の磁性体４５１を板状の部材で挟むことにより複数の磁性体４５１を保持してもよい。また、保持部４６０は、複数の磁性体４５１を所定方向に沿って配置するように保持する。所定方向は、誘導コイル４３０の端子部４３２が延在する方向であり、基板１００上の複数のはんだ接合部１４０が並ぶ方向である。また、保持部４６０は、複数の磁性体４５１を所定間隔ごとに保持する。所定間隔は、基板１００上のはんだ接合部１４０が配置される間隔である。
【０１１８】
上記のはんだ接合装置１ｂは、磁性体４５１を複数備えるので、１度に複数のはんだ接合部１４０を誘導加熱することができる。よって、はんだ接合装置１ｂの生産性が向上する。
【０１１９】
なお、誘導コイル４３０及び磁性体４５１の形状は、上記に限定されない。図１６は、本実施の形態に係る磁性体４５２の他の一例を示す斜視図である。図１７は、本実施の形態に係る磁性体４５３のさらに他の一例を示す斜視図である。図１８は、本実施の形態に係る誘導コイル４３０ａの他の一例を示す斜視図である。
【０１２０】
図１６に示すように、磁性体コア部４５０ａは、複数の磁性体４５２と保持部４６０とを有する。磁性体４５２は、基板１００の平面視において、一対の端子部４３２の間に所定方向に沿って複数配置される。磁性体４５２は、本体部４５２ａと先端部４５２ｂとを有する。磁性体４５２は、実施の形態１の磁性体５０と同様であり、説明を省略する。つまり、磁性体コア部４５０ａは、実施の形態１の磁性体５０を複数備えていてもよい。
【０１２１】
図１７に示すように、磁性体コア部４５０ｂは、１つの磁性体４５３と保持部４６０とを有する。磁性体４５３は、基板１００に形成される複数のはんだ接合部１４０を跨いで形成される。磁性体４５３は、例えば、磁性体４５１又は４５２が所定方向に延在した形状を有する。磁性体４５３は、本体部４５３ａと先端部４５３ｂとを有する。本体部４５３ａは、載置台１０に載置された基板１００の複数のはんだ接合部１４０が並ぶ方向（所定方向）に延在した矩形の平板状を有する。本体部４５３ａは、例えば、少なくとも２以上のはんだ接合部１４０を同時に誘導加熱することができる程度に延びて形成される。本体部４５３ａは、例えば、基板１００に設けられるはんだ接合部１４０の間隔より所定方向に長い。
【０１２２】
先端部４５３ｂは、本体部４５３ａより載置台１０側に位置し、載置台１０に向けて先細りとなる形状を有する。言い換えると、先端部４５３ｂは、載置台１０に基板１００が載置された状態で、基板１００に向けて先細りとなる形状を有する。本実施の形態では、先端部４５３ｂは、三角柱状である。先端部４５１ｂが先細りとなる形状を有することで、磁性体４５３が本体部４５３ａのみで形成されている場合に比べ、より局所的に磁束を集中させることができる。なお、先端部４５３ｂの先端は、鋭角であってもよいし、円弧状であってもよい。
【０１２３】
なお、磁性体４５３は、平面視において、一対の端子部４３２の間であって、少なくとも２以上のはんだ接合部１４０に跨がるように構成されていればよい。
【０１２４】
磁性体４５３が上記のような形状を有することで、例えば、所定方向に連続して集束した磁束を入射させることができる。このようなはんだ接合装置１ｂは、例えば、基板１００の複数のはんだ接合部１４０の間隔が狭い場合などに有効である。
【０１２５】
上記のように、磁性体の先端部の先端（磁束が出射する場所）は、平面視において、図１５及び図１６に示すように点状であってもいし、図１７に示すように直線状であってもよい。
【０１２６】
図１８に示すように、誘導コイル４３０ａは、複数の環状部４３１ａと一対の端子部４３２ａとを有する。環状部４３１ａは、一対の端子部４３２ａが延在する方向に沿って複数配置される。つまり、環状部４３１ａは、基板１００を載置台１０に載置したときに複数のはんだ接合部１４０が並ぶ方向（所定方向）に沿って複数配置される。また、環状部４３１ａが配置される間隔は、はんだ接合部１４０が配置される間隔である。なお、図１８では、隣り合う環状部４３１ａどうしが直接接続されている例を示しているが、これに限定されない。
【０１２７】
また、図示しないが、平面視において複数の環状部４３１ａのそれぞれの内側に磁性体が配置される。磁性体コア部４５０と誘導コイル４３０ａとが組み合わされてもよいし、磁性体コア部４５０ａと誘導コイル４３０ａとが組み合わされてしてもよい。
【０１２８】
上記で示した磁性体コア部が備える磁性体の数、及び、誘導コイルが備える環状部の数は一例であり、上記に限定されない。
【０１２９】
［２−２．加熱プロファイル］
次に、図１５に示すような複数の磁性体４５１を有する磁性体コア部４５０を備えるはんだ接合装置１ｂにおける誘導加熱時の加熱プロファイルについて、図１９を参照しながら説明する。図１９は、本実施の形態に係るはんだ接合装置１ｂにおける誘導加熱時の加熱プロファイルを示す図である。図１９の結果は、はんだ１２０及び電子部品１３０を配置していない状態のはんだ配置部１１３の温度を熱電対で測定した結果である。図１９の縦軸ははんだ配置部１１３の温度を示しており、横軸は時間を示している。横軸の０秒は、誘導コイル４３０に交流電流の供給を開始した時点を意味する。なお、図１９は、誘導コイル４３０に交流電流の供給を開始してからおよそ４．５秒後に交流電流の供給を停止した場合の温度プロファイルである。また、横軸の太線は目標温度を示している。目標温度は、例えばはんだ１２０の融点に２０℃〜５０℃を加えた温度である。
【０１３０】
図１９に示すように、磁性体コア部４５０を用いて５箇所を同時に誘導加熱した場合であっても、４秒程度で５箇所とも目標温度を上回る結果となっている。つまり、５箇所を同時に誘導加熱した場合であっても、４秒といった短時間の誘導加熱により、配線パターン１１０と電子部品１３０とをはんだ接合することができる。
【０１３１】
［２−３．効果など］
以上のように、本実施の形態に係るはんだ接合装置１ｂは、基板１００は、所定方向に並んで配置され、電子部品１３０が接合される複数のはんだ接合部１４０（接合部の一例）を有し、誘導コイル４３０は、２つの端子部４３２が所定方向に沿って延在して構成される。そして、磁性体４５１は、基板１００の平面視において、２つの端子部４３２の間に所定方向に沿って複数配置されてもよい。また、磁性体４５３は、基板１００の平面視において、２以上のはんだ接合部１４０に跨がるように所定方向に沿って延在して構成されてもよい。
【０１３２】
これにより、１度に複数のはんだ接合部１４０を誘導加熱することができるので、はんだ接合装置１ｂの生産性が向上する。
【０１３３】
また、基板１００は、所定方向に並んで配置され、電子部品１３０が接合される複数のはんだ接合部１４０を有する。誘導コイル４３０ａは、環状部４３１ａが所定方向に沿って複数配置されており、磁性体４５１又は４５２は、基板１００の平面視において、複数の環状部４３１ａのそれぞれの内側に配置される。
【０１３４】
これにより、磁性体４５１又は４５２が環状部４３１ａに配置されることで磁性体４５１又は４５２から出射される磁束が増えるので、より効率的に誘導加熱を行うことができる。
【０１３５】
また、誘導コイル４３０又は４３０ａ、及び、磁性体４５１〜４５３は、載置台１０（保持部の一例）に保持された基板１００より載置台１０と逆側に配置される。
【０１３６】
これにより、磁性体４５１〜４５３と基板１００との距離を小さくすることができるので、より省電力で誘導加熱を行うことができる。つまり、はんだ接合装置１ｂの省エネ性が向上する。
【０１３７】
（実施の形態３）
以下、本実施の形態に係るはんだ接合装置等について、図２０〜図２２を参照しながら説明する。なお、本実施の形態では、実施の形態１に係るはんだ接合装置１を用いて説明するが、実施の形態１の変形例２及び実施の形態２に係るはんだ接合装置１ａ及び１ｂについても同様のことがいえる。
【０１３８】
［３−１．磁性体の透磁率と温度との関係］
まず、磁性体５０の透磁率と温度との関係について、図２０を参照しながら説明する。なお、図２０では、磁性体５０がフェライトで構成されている場合を説明する。図２０は、フェライトの透磁率と温度との関係を示す図である。
【０１３９】
図２０に示すように、フェライトは、１００℃付近までは温度が上昇するとともに透磁率も上昇しているが、１００℃付近からさらに温度が上昇するとともに透磁率が減少する特性を有する。つまり、温度が高くなりすぎると、フェライトの透磁率が下がる。そして、例えば、温度が１５０℃付近に達すると磁化率が０（実質的に０を含む）となる。つまり、温度が１５０℃を越えると、フェライトによる磁束集束機能が失われる。はんだ接合装置１において、複数回連続して誘導加熱を行う場合、磁性体５０が徐々に温まってしまい、１５０℃を越えると誘導加熱によるはんだ１２０の溶融が難しくなる。そこで、本実施の形態に係るはんだ接合装置１ｃは、磁性体５０を冷却するための冷却部を有する。以下にはんだ接合装置１ｃの構成について説明する。
【０１４０】
［３−２．はんだ接合装置の構成］
図２１は、本実施の形態に係るはんだ接合装置１ｃの機能構成を示すブロック図である。図２１に示すように、はんだ接合装置１ｃは、実施の形態１に係るはんだ接合装置１に加えて、送風部５１０備える。送風部５１０は、冷却部の一例である。
【０１４１】
送風部５１０は、制御部８０の制御により、磁性体５０に向けて空気を送風する送風装置である。送風部５１０は、例えば、筐体７０の内部又は外部の空気を磁性体５０に向けて送風するファンである。
【０１４２】
制御部８０は、誘導加熱のオン及びオフを連続して行う場合、誘導加熱オン時に送風部５１０を動作させてもよいし、誘導加熱オフ時に送風部５１０を動作させてもよい。また、制御部８０は、磁性体５０の温度が所定温度（例えば、透磁率が低下し始める温度であり、フェライトであれば１００℃）以上となった場合に送風部５１０を動作させてもよい。また、制御部８０は、磁性体５０の形状に応じて送風する方向を変化させてもよい。
【０１４３】
なお、送風部５１０は、埃などが混じった空気が送風されることを抑制するために、集塵フィルタ（図示しない）を有していてもよい。これにより、磁性体５０を冷却するための送風で、基板１００上に埃などが付着することを抑制することができる。
【０１４４】
また、冷却部の別の例について、図２２を参照しながら説明する。図２２は、本実施の形態に係るはんだ接合装置１ｃの磁性体５５０を示す斜視図である。なお、はんだ接合装置１ｃは、磁性体５５０を備える場合、送風部５１０を備えていなくてもよい。
【０１４５】
図２２に示すように、磁性体５５０は、本体部５５１と先端部５５２とを有する。本体部５５１は、放熱するための放熱穴５５１ａが形成されている。これにより、本体部５５１の内周面を介して磁性体５５０の熱が放熱されるため、磁性体５５０の温度の上昇を抑制することができる。なお、放熱穴５５１ａは、本体部５５１に沿った形状であってもよいし、湾曲した形状であってもよい。放熱穴５５１ａは、先端部５５２に亘って形成された貫通孔であってもよいし、本体部５５１を貫通する貫通孔（例えば、本体部５５１の底面と側面とを貫通する貫通孔）であってもよい。上記のように、磁性体５５０の本体部５５１は、例えば、筒状又は有底筒状であってもよい。冷却部は、上記の放熱穴を含む。
【０１４６】
磁性体５５０は、さらに、放熱穴５５１ａ内に冷却体（図示しない）を有していてもよい。放熱穴５５１ａが貫通孔である場合、例えば、当該放熱穴５５１ａに冷却媒体が通流される冷却媒体経路（冷却媒体管路）が形成されており、当該気冷却媒体経路を冷却媒体が通流することで、磁性体５５０を冷却してもよい。冷却媒体経路は、例えば、放熱穴５５１ａ内に設けられたチューブ状の経路であってもよい。冷却媒体は、気体状又は液体状の媒体である。冷却媒体及び冷却媒体経路は、冷却体の一例である。
【０１４７】
また、磁性体５５０は、放熱穴５５１ａが貫通孔ではない場合、例えば、当該放熱穴５５１ａに挿入される冷却棒、又は、当該放熱穴５５１ａに充填される液体状の冷却媒体を有していてもよい。冷却棒又は冷却媒体は、本体部５５１の内周面と接触して設けられるとよい。冷却棒又は冷却媒体は、磁性体５０より熱伝導率が高いものであれば特に限定されない。冷却棒又は冷却媒体は、冷却体の一例である。
【０１４８】
なお、上記の磁性体５０の冷却は、実施の形態１の図５に示すステップＳ４０において、実施される。ステップＳ４０は、先端部５２が基板１００に向けて先細りとなる形状を有する磁性体５０を用いて、はんだを溶融する誘導加熱工程と、冷却部により磁性体５０を冷却する冷却工程とを含んでもよい。
【０１４９】
［３−３．効果など］
以上のように、本実施の形態に係るはんだ接合装置１ｃは、磁性体５０を冷却するための冷却部をさらに備える。冷却部は、磁性体５０に向けて空気を送風する送風部５１０（送風装置の一例）であってもよい。また、冷却部は、磁性体５５０に設けられた放熱穴５５１ａであってもよい。
【０１５０】
これにより、連続して誘導加熱を行う場合に磁性体５５０の温度が上昇することを抑制することができる。つまり、はんだ接合装置１ｃは、冷却部を備えていない場合に比べ、より連続して誘導加熱を行うことができる。よって、はんだ接合装置１ｃの生産性が向上する。
【０１５１】
また、さらに、放熱穴５５１ａ内に冷却体を有してもよい。
【０１５２】
これにより、磁性体５５０に放熱穴５５１ａのみが形成されている場合に比べ、さらに冷却効果を高めることができる。つまり、はんだ接合装置１ｃの生産性がさらに向上する。
【０１５３】
（実施の形態４）
以下、本実施の形態に係るはんだ接合装置等について、図２３及び図２４を参照しながら説明する。本実施の形態では、実施の形態１に係るはんだ接合装置１との相違点を中心に説明する。
【０１５４】
［４−１．はんだ接合装置の構成］
図２３は、本実施の形態に係るはんだ接合装置１ｄの機能構成を示すブロック図である。図２３に示すように、はんだ接合装置１ｄは、実施の形態１に係るはんだ接合装置１に加えて、加熱部６１０を備える。加熱部６１０は、誘導加熱をする前に、予め基板１００を予熱しておく装置である。加熱部６１０は、載置台１０に載置された基板１００に温風を送風するヒートガン、又は、空調装置など基板１００を間接的に加熱する装置であってもよいし、載置台１０に設けられた板状のヒータなど基板１００を直接加熱する装置であってもよい。
【０１５５】
加熱部６１０は、制御部８０の制御により基板１００の温度を筐体７０内の空気の温度より高く、かつ基板１００の耐熱温度より低い温度に加熱する。加熱部６１０は、例えば、基板１００の温度が３０〜５０℃程度となるように基板１００を加熱してもよい。
【０１５６】
上記のように、はんだ接合装置１ｄは、誘導加熱する前に、つまり電源部９０により誘導コイル３０に交流電流が供給される前に、基板１００を予熱処理するための加熱部６１０を備える。
【０１５７】
［４−２．はんだ接合方法］
次に、上記のはんだ接合装置１ｄを用いたはんだ接合方法について、図２４を参照しながら説明する。なお、本実施の形態のはんだ接合方法は、図５に示すはんだ接合方法に加えて、ステップＳ３０とＳ４０との間に、ステップＳ１１０を行う点に特徴を有する。
【０１５８】
加熱部６１０は、ステップＳ３０で電子部品１３０が配置された基板１００が載置台１０に載置された状態で、制御部８０の制御により基板１００を予熱処理する（Ｓ１１０）。予熱処理とは、ステップＳ４０を行う前に、基板１００の温度を筐体７０内の空気の温度より高く、かつ基板１００の耐熱温度より低い温度に加熱することである。
【０１５９】
［４−３．効果など］
以上のように、本実施の形態に係るはんだ接合装置１ｄは、誘導コイル３０に交流電流が供給される前に、基板１００を予熱するための加熱部６１０を、さらに備える。
【０１６０】
これにより、ステップＳ４０において、磁性体５０の温度の上昇が抑制される。つまり、予熱を行っていない場合に比べ、より連続して誘導加熱を行うことができるようになる。よって、はんだ接合装置１ｄの生産性が向上する。
【０１６１】
（実施の形態５）
以下、本実施の形態に係るはんだ接合装置等について説明する。本実施の形態では、実施の形態１に係るはんだ接合装置１との相違点を中心に説明する。実施の形態１では、基板１００の配線パターン１１０が金属層をエッチングして形成されてもよい例について説明したが、本実施の形態では、基板１００の配線パターン１１０が導電性ペーストを用いて形成されるものに限られる。また、この場合、はんだ接合装置１は、先細り形状を有する磁性体５０を備えていなくてもよい。
【０１６２】
［５−１．はんだ接合方法］
本実施の形態に係るはんだ接合方法について、実施の形態１の図５を参照しながら説明する。
【０１６３】
図５に示すように、まず加熱対象である基板１００を準備する（Ｓ１０）。本実施の形態では、ステップＳ１０において、導電性ペーストを用いて配線パターン１１０が形成された基板１００を準備する。つまり、基板１００の配線パターン１１０が導電性ペーストにより形成されたものに限定されている点が、実施の形態１のステップＳ１０と異なる。なお、ステップＳ１０では、さらに、はんだ１２０が配置される位置にパッド部１１１が形成された基板１００を準備するとよい。これにより、ステップＳ４０において、より効率的にはんだ１２０を溶融させることができる。
【０１６４】
ステップＳ２０及びＳ３０は、実施の形態１と同様であり説明を省略する。
【０１６５】
次に、誘導加熱により、基板１００の配線パターン１１０（配線の一例）と電子部品１３０とははんだ接合する（Ｓ４０）。具体的には、制御部８０は、電源部９０を制御して基板１００を載置する載置台１０から所定距離離れて配置された誘導コイル３０に交流電流を供給する。これにより、基板１００上の配線パターン１１０と電子部品１３０との間に配置されたはんだ１２０が溶融して、配線パターン１１０と電子部品１３０とがはんだ接合される。本実施の形態のステップＳ４０は、誘導加熱時に使用する磁性体の先端が先細り形状でなくてもよい点が実施の形態１のステップＳ４０と異なる。
【０１６６】
［５−２．効果など］
以上のように、本実施の形態に係るはんだ接合方法は、基板１００上の配線パターン１１０（配線の一例）と電子部品１３０との間に配置されたはんだ１２０を誘導加熱により溶融して、配線パターン１１０と電子部品１３０とをはんだ接合するはんだ接合方法である。はんだ接合方法は、基板１００を準備する準備工程（Ｓ１０）と、誘導コイル３０に交流電流を供給することで磁束ｍを発生させ、はんだ１２０を溶融して配線パターン１１０と電子部品１３０とをはんだ接合する接合工程（Ｓ４０）とを含む。そして、準備工程では、導電性ペーストを用いて配線パターン１１０が形成された基板１００を準備し、接合工程では、基板１００の平面視において、誘導コイル３０の内側に配置され磁束ｍが入射する磁性体５０を用いて、はんだ１２０を溶融する。
【０１６７】
これにより、導電性ペーストにより形成された配線パターン１１０と電子部品１３０とを誘導加熱によりはんだ接合することができる。はんだ接合方法によれば、例えば、磁性体を用いない場合に比べ、磁束ｍを集束させることができるつまり、はんだ接合方法によれば、局所的に誘導加熱を行うことができる。
【０１６８】
また、準備工程では、さらに、はんだ１２０が配置される位置にパッド部１１１が形成された基板１００を準備する。なお、はんだ１２０が配置される位置とは、例えば、はんだ配置部１１３が形成される位置である。
【０１６９】
これにより、より効率的に誘導加熱を行うことができる。
【０１７０】
（実施の形態６）
以下、本実施の形態に係る太陽電池モジュールについて、図２５〜図２７を参照しながら説明する。本実施の形態では、上記の実施の形態１〜５に記載したはんだ接合装置を用いて作製された太陽電池モジュールについて説明する。
【０１７１】
［６−１．太陽電池モジュールの全体構成］
まずは、本実施の形態に係る太陽電池モジュール１０１０の構成について、図２５及び図２６を参照しながら説明する。なお、本実施の形態で説明に用いられる図面においては座標軸が示される場合がある。Ｚ軸のマイナス側が太陽電池モジュール１０１０の設置面側、Ｚ軸のプラス側が太陽光の光入射面側を表している。また、Ｘ軸及びＹ軸は、Ｚ軸に垂直な平面上において、互いに直交する軸である。例えば、本実施の形態において、「平面視」とは、光入射面側から見る（Ｚ軸プラス方向から見る）ことを意味する。
【０１７２】
図２５は、本実施の形態に係る太陽電池モジュール１０１０の模式図である。太陽電池モジュール１０１０は、太陽光をレンズ（光学系）により集光する集光型の太陽電池モジュールである。図２６は、図２５のＸＸＶＩ−ＸＸＶＩ線における、本実施の形態に係る太陽電池モジュール１０１０の断面模式図である。
【０１７３】
図２５及び図２６に示すように、太陽電池モジュール１０１０は、第一のレンズアレイ１０２０と、第二のレンズアレイ１０３０と、発電モジュール１０４０とを備える。なお、図２５中のＸＸＶＩ−ＸＸＶＩ線は、Ｙ軸方向に平行であり、かつ太陽電池モジュール１０１０のＸ軸方向における中央を切断する切断線である。
【０１７４】
［６−１−１．のレンズアレイ］
まず、第一のレンズアレイ１０２０について、図２５及び図２６を参照しながら説明する。
【０１７５】
図２５に示すように、第一のレンズアレイ１０２０は、正の屈折率を有する複数の第一のレンズ１０２１がアレイ状（二次元状）に配置されて構成された一次集光レンズアレイである。第一のレンズ１０２１は、太陽光を後述する第二のレンズ１０３１に集光する。
【０１７６】
本実施の形態では、第一のレンズアレイ１０２０は、２５個の第一のレンズ１０２１がアレイ状に配置されて構成されるが、第一のレンズアレイ１０２０を構成する第一のレンズ１０２１の数は特に限定されない。また、第一のレンズ１０２１の平面視における形状は、特に限定されない。図２６では、第一のレンズ１０２１の形状は、正方形状である例について示しているが、長方形状、又は、多角形状などであってもよい。
【０１７７】
図２６に示すように、第一のレンズアレイ１０２０は、太陽光が入射する光入射面１０２１ａ（Ｚ軸プラス側の面）と、光入射面１０２１ａと反対側の面であり、当該太陽光が出射する光出射面１０２１ｂ（Ｚ軸マイナス側の面）とを有する。また、本実施の形態では、第一のレンズ１０２１のそれぞれは、例えば、光出射面１０２１ｂ側に第二のレンズ１０３１に向けて突出した凸部が形成されている凸レンズが用いられる。
【０１７８】
次に、第二のレンズアレイ１０３０について、図２６を参照しながら説明する。
【０１７９】
第二のレンズアレイ１０３０は、第一のレンズ１０２１側（Ｚ軸マイナス側からＺ軸プラス側）に突出した凸形状を有する複数の第二のレンズ１０３１がアレイ状に配置されて構成された二次集光レンズアレイであり、第一のレンズアレイ１０２０の光出射方向側に配置される。第二のレンズ１０３１の光軸は、第一のレンズ１０２１の光軸と略一致する。
【０１８０】
第一のレンズアレイ１０２０、及び、第二のレンズアレイ１０３０の材質は、透明な樹脂であるとよい。樹脂を用いることで、太陽電池モジュール１０１０の軽量化に寄与するためである。具体的に、第一のレンズアレイ１０２０、及び、第二のレンズアレイ１０３０は、アクリル樹脂（ＰＭＭＡ：Ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌ  Ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）を射出成型することなどにより作製される。第一のレンズアレイ１０２０と第二のレンズアレイ１０３０とは、同一の材料で形成されてもよい。
【０１８１】
［６−１−２．発電モジュール］
次に、発電モジュール１０４０について、図２６を参照しながら説明する。
【０１８２】
図２６に示すように、発電モジュール１０４０は、照射された太陽光の光エネルギーを電気エネルギーに変換する発電部であり、基板１０４１と、発電素子１０４２と、はんだ１０４４とを有する。なお、発電モジュール１０４０は、上記実施の形態に係る実装基板に相当する。
【０１８３】
基板１０４１は、発電素子１０４２を保持する保持部材の一例であり、シリコーン系樹脂の接着剤などで第二のレンズアレイ１０３０の第二のレンズ１０３１が形成されていない側の面に固定されている。発電素子１０４２は、基板１０４１が第二のレンズアレイ１０３０に配置されたときに、第二のレンズ１０３１の焦点に位置が合うように基板１０４１上に実装されるとよい。なお、基板１０４１は、上記実施の形態に係る基板１００に相当する。
【０１８４】
基板１０４１は、透明な樹脂材料で形成される。基板１０４１は、例えば、約１００℃以下で軟化する樹脂材料で形成されている。本実施の形態では、基板１０４１は、透明なアクリル樹脂で形成される。これにより、発電素子１０４２が基板１０４１の第二のレンズアレイ１０３０とは逆側の面（Ｚ軸マイナス側の面）に固定される場合であっても、発電素子１０４２は集光された太陽光を受光できる。なお、第一のレンズアレイ１０２０と発電素子１０４２との距離は、第一のレンズアレイ１０２０及び第二のレンズアレイ１０３０の集光特性により決定されるが、一例として、３１ｍｍ程度である。なお、基板１０４１は、透明であることに限定されない。基板１０４１は、例えば、ＡＢＳ樹脂（アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合樹脂）、又は、ＰＥＴ樹脂（ポリエチレンテレフタレート）などで形成されていてもよいし、その他の樹脂で形成されてもよい。また、基板１０４１は、可撓性を有する樹脂材料で形成されてもよい。
【０１８５】
基板１０４１には、発電素子１０４２が生成した電気エネルギーを外部回路に供給するための導電層である配線パターン１０４３（配線の一例）が形成されている。配線パターン１０４３は、導電性ペーストにより形成される。配線パターン１０４３は、例えば銅を含んで形成されてもよい。なお、配線パターン１０４３は、上記実施の形態に係る配線パターン１１０に相当する。配線パターン１０４３は、パッド部、接続部、及び、はんだ配置部を有していてもよい。
【０１８６】
発電素子１０４２は、照射された太陽光の光エネルギーを電気エネルギーに変換する機能を有する。すなわち、発電素子１０４２は、光電変換を行う。発電素子１０４２は、ＧａＡｓ系材料、ＧａＮ系材料、Ｓｉ系材料の薄膜から構成されている。これらの薄膜に光を照射すると光電流が発生するので、外部回路に電気エネルギーを供給することが可能となる。発電素子１０４２には、エネルギー変換効率が４０％以上のＧａＡｓ系材料からなる薄膜を用いることが好ましい。なお、発電素子１０４２の受光面積は、例えば、略１ｍｍ２である。また、発電素子１０４２は、例えば、Ｙ軸方向に沿って等間隔に配置される。なお、発電素子１０４２は、基板１０４１に実装される電子部品の一例であって、上記実施の形態に係る電子部品１３０に相当する。
【０１８７】
はんだ１０４４は、基板１０４１上（具体的には、基板１０４１の配線パターン１０４３上）に配置され、基板１０４１と発電素子１０４２とを金属接合（はんだ接合）する接合部である。具体的には、はんだ１０４４は、配線パターン１０４３と発電素子１０４２とを金属接合することで、配線パターン１０４３と発電素子１０４２とを機械的及び電気的に接続する。なお、はんだ１０４４は、上記実施の形態に係るはんだ１２０に相当する。
【０１８８】
［６−１−３．外枠など］
図２６を再び参照して、次に、外枠１０６０などの部材について、説明する。
【０１８９】
第一のレンズアレイ１０２０と第二のレンズアレイ１０３０との間には、外枠１０６０と、支承部材１０６１とが配置されている。外枠１０６０及び支承部材１０６１は、第二のレンズアレイ１０３０に対し第一のレンズアレイ１０２０を支え持ち、第一のレンズアレイ１０２０と第二のレンズアレイ１０３０との間隔を維持する部材である。本実施の形態の場合、外枠１０６０と支承部材１０６１とはそれぞれ、第二のレンズアレイ１０３０と一体で形成されている。
【０１９０】
上記のように構成された太陽電池モジュール１０１０は、第一のレンズアレイ１０２０、第二のレンズアレイ１０３０、及び、基板１０４１がアクリル樹脂により構成されるので、軽量である。
【０１９１】
また、上記の太陽電池モジュール１０１０が２次元状に配置されて太陽電池パネル（図示しない）が構成される。太陽電池パネルは、例えば、時刻によらず太陽電池モジュール１０１０の光入射面１０２１ａを太陽光側に向ける（言い換えると、光入射面１０２１ａに太陽光を略垂直に入射させる）ために、太陽光を追尾する装置（図示せず）に搭載されて使用される場合がある。具体的には、太陽電池パネルは、太陽光を追尾する装置に搭載されて使用される場合がある。これにより、光入射面１０２１ａに対し垂直に太陽光を受光することが日中の多くの時間で可能となる。
【０１９２】
この場合において、本実施の形態に係る太陽電池パネルは軽量であるので、太陽光を追尾する装置に必要とされる強度を下げることができる。つまり、本実施の形態に係る太陽電池モジュール１０１０を用いた太陽電池パネルであれば、太陽光を追尾する装置などの付帯設備のコストを低減することができる。さらに、太陽光を追尾する装置は、第一のレンズアレイ、第二のレンズアレイ、及び、保持部材がガラスなどのアクリル樹脂より重い材料で形成されている場合に比べ、より少ないエネルギーで太陽電池モジュール１０１０の光入射面１０２１ａを太陽光に向けて動かすことができる。つまり、より少ないエネルギーで、太陽電池モジュール１０１０の発電効率を向上させることができる。
【０１９３】
［６−２．太陽電池モジュールの製造方法］
次に、はんだ接合装置を用いた太陽電池モジュール１０１０の製造方法について、図２７を参照しながら説明する。図２７は、本実施の形態に係る太陽電池モジュール１０１０の製造方法を示すフローチャートである。
【０１９４】
図２７に示すように、まず加熱対象である基板１０４１を準備する（Ｓ１０１０）。本実施の形態では、ステップＳ１０１０において、導電性ペーストを用いて配線パターン１１０が形成された基板１０４１を準備する。なお、ステップＳ１０１０は、準備工程の一例であり、図５のステップＳ１０に相当する。
【０１９５】
次に、基板１０４１にはんだ１０４４を印刷する（Ｓ１０２０）。ステップＳ１０２０は、図５に示すステップＳ２０に相当する。
【０１９６】
次に、基板１０４１に発電素子１０４２を配置する（Ｓ１０３０）。具体的には、配線パターン１０４３に配置されたはんだ１０４４上に発電素子１０４２が配置される。ステップＳ１０３０は、図５に示すステップＳ３０に相当する。
【０１９７】
次に、誘導加熱により、基板１０４１の配線パターン１０４３と発電素子１０４２とをはんだ接合する（Ｓ１０４０）。具体的には、はんだ接合装置の制御部は、電源部を制御して基板１０４１を載置する載置台から所定距離離れて配置された誘導コイルに交流電流を供給する。これにより、基板１０４１上の配線パターン１０４３と発電素子１０４２との間に配置されたはんだ１０４４が溶融して、配線パターン１０４３と発電素子１０４２とがはんだ接合される。本実施の形態に係るはんだ接合方法は、ステップＳ４０で用いられる磁性体５０の形状に特徴を有する。
【０１９８】
ステップＳ１０４０では、載置台の平面視において、誘導コイルの内側に配置される磁性体であって、本体部と、本体部より載置台側に位置する先端部とを有し、先端部が載置台に向けて先細りとなる形状を有する磁性体を用いて、はんだ１０４４を溶融することで、発電素子１０４２を接合する。なお、ステップＳ１０４０は、接合工程の一例であり、図５に示すステップＳ４０に相当する。
【０１９９】
なお、ステップＳ１０１０で金属層（例えば、銅箔などの金属箔）をエッチングして形成された配線パターン１０４３を有する基板１０４１が準備された場合、ステップＳ１０４０において、先端が先細り形状である磁性体を用いて誘導加熱を行わなくてもよい。
【０２００】
［６−３．効果など］
以上のように、本実施の形態に係る太陽電池モジュール１０１０の製造方法は、上記のはんだ接合方法を用いた太陽電池モジュールの製造方法である。電子部品は、太陽光の光エネルギーを電気エネルギーに変換する発電素子１０４２であり、接合工程では、配線パターン１０４３（配線の一例）と発電素子１０４２との間に配置されたはんだ１０４４を溶融して、配線パターン１０４３と発電素子１０４２とをはんだ接合する。
【０２０１】
これにより、はんだ接合方法と同様の効果を奏する。
【０２０２】
（その他の実施の形態）
以上、本開示について実施の形態及び変形例（以降において、実施の形態等とも記載する）に基づいて説明したが、本開示は、上記実施の形態等に限定されるものではない。
【０２０３】
したがって、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。
【０２０４】
例えば、上記実施の形態等では、基板に形成される配線パターンは導電性ペーストを用いて印刷により形成される例について説明したが、これに限定されない。配線パターンは、基板に形成された金属層（例えば、銅により形成された金属層）上にフォトレジストを塗布、乾燥し、パターンを形成したフォトマスクで露光し現像した後、酸性塩化銅水溶液などを用いてエッチングして形成されてもよい。なお、実装基板を安価に作製する、及び、容易に大量生産する観点から、配線パターンは、導電ペーストを用いて印刷により形成されるとよい。
【０２０５】
また、上記実施の形態等では、磁性体の少なくとも一部が誘導コイルの内側を挿通する例について説明したが、これに限定されない。磁性体は、誘導コイルの内側を挿通しないように配置されていてもよい。磁性体は、載置台に載置された基板に対して、誘導コイルより離れた位置に配置されていてもよい。
【０２０６】
また、上記実施の形態等では、先端部は、例えば、円錐状である例について説明したが、円錐台形状であってもよい。つまり、先端部の先端は、載置台に載置された基板と対向する面を有していてもよい。当該面の面積は、磁束を集束させる度合いに応じて適宜決定されてもよい。また、磁性体は、本体部を有しておらず、先端部のみで構成されていてもよい。
【０２０７】
また、上記実施の形態等では、電子部品は、発電素子である例について説明したが、これに限定されない。本願発明は、はんだを用いて基板に接合される電子部品に適用可能である。例えば、ＬＥＤ、又は、ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）などの半導体素子などを基板に実装する場合にも適用可能である。
【０２０８】
また、上記実施の形態等で説明したはんだ接合方法、及び、太陽電池モジュールの製造方法における複数の工程の順序は一例である。複数の工程の順序は、変更されてもよいし、一部の工程は行われなくてもよい。
【０２０９】
また、上記実施の形態等で説明したはんだ接合方法、及び、太陽電池モジュールの製造方法における各工程は、１つの工程で実施されてもよいし、別々の工程で実施されてもよい。なお、１つの工程で実施されるとは、各工程が１つの装置を用いて実施される、各工程が連続して実施される、又は、各工程が同じ場所で実施されることを含む意図である。また、別々の工程とは、各工程が別々の装置を用いて実施される、各工程が異なる時間（例えば、異なる日）に実施される、又は、各工程が異なる場所で実施されることを含む意図である。
【０２１０】
その他、実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態、または、本開示の主旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本開示に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０２１１】
本開示は、誘導加熱によりはんだを溶融することで電子部品を接合するはんだ接合装置に利用可能である。
【符号の説明】
【０２１２】
１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ    はんだ接合装置
１０    載置台（保持部）
１１    切り欠き部
２０、４０    支持部
３０、４３０、４３０ａ    誘導コイル
３１、４３１、４３１ａ    環状部
３２、４３２、４３２ａ    端子部
５０、４５１、４５２、４５３、５５０    磁性体
５１、４５１ａ、４５２ａ、４５３ａ、５５１    本体部
５２、４５１ｂ、４５２ｂ、４５３ｂ、５５２    先端部
６０    撮像部
７０    筐体
８０    制御部
９０    電源部
１００、２１０、１０４１    基板
１１０、１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄ、１０４３    配線パターン（配線）
１１１、１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄ    パッド部
１１２、１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ、１１２ｄ    接続部
１１３    はんだ配置部
１２０、１０４４    はんだ
１３０    電子部品
１４０    はんだ接合部（接合部）
２００、３２０    発熱体
２２０、３２１    金属部
３１０    駆動部
３２２    本体部
３２３    アーム部
４５０、４５０ａ、４５０ｂ    磁性体コア部
４６０    保持部
５１０    送風部
５５１ａ    放熱穴
６１０    加熱部
１０１０    太陽電池モジュール
１０２０    第一のレンズアレイ
１０２１    第一のレンズ
１０２１ａ    光入射面
１０２１ｂ    光出射面
１０３０    第二のレンズアレイ
１０３１    第二のレンズ
１０４０    発電モジュール
１０４２    発電素子（電子部品）
１０６０    外枠
１０６１    支承部材
Ｒ    領域
ｃ    誘導電流
ｈ    熱
ｍ    磁束
【図１Ａ】
2020049530.tif 000003
【図１Ｂ】
2020049530.tif 000004
【図２】
2020049530.tif 000005
【図３】
2020049530.tif 000006
【図４Ａ】
2020049530.tif 000007
【図４Ｂ】
2020049530.tif 000008
【図４Ｃ】
2020049530.tif 000009
【図４Ｄ】
2020049530.tif 000010
【図５】
2020049530.tif 000011
【図６Ａ】
2020049530.tif 000012
【図６Ｂ】
2020049530.tif 000013
【図６Ｃ】
2020049530.tif 000014
【図７】
2020049530.tif 000015
【図８】
2020049530.tif 000016
【図９】
2020049530.tif 000017
【図１０】
2020049530.tif 000018
【図１１】
2020049530.tif 000019
【図１２】
2020049530.tif 000020
【図１３】
2020049530.tif 000021
【図１４Ａ】
2020049530.tif 000022
【図１４Ｂ】
2020049530.tif 000023
【図１５】
2020049530.tif 000024
【図１６】
2020049530.tif 000025
【図１７】
2020049530.tif 000026
【図１８】
2020049530.tif 000027
【図１９】
2020049530.tif 000028
【図２０】
2020049530.tif 000029
【図２１】
2020049530.tif 000030
【図２２】
2020049530.tif 000031
【図２３】
2020049530.tif 000032
【図２４】
2020049530.tif 000033
【図２５】
2020049530.tif 000034
【図２６】
2020049530.tif 000035
【図２７】
2020049530.tif 000036