(57)【要約】【課題】レーザ光を用いてはんだ付を行なう場合に、レーザ光によって接合すべき部材を破損することなく接合が可能な接合装置および接合方法を提供する。【解決手段】レーザ照射装置１５０を用いてはんだ１０３が溶融しない低エネルギーレベルのレーザ光を第１の部材１０２に照射する。このときの温度測定器１２０Ａ，１２０Ｂの測定結果に基づいて、第１、第２の部材１０２，１００の接触状態の良否を判定する。接触状態が良好と判定された場合に、はんだ１０３が溶融する高エネルギーレベルのレーザ光を第１の部材１０２に照射することによって、第１、第２の部材１０２，１００を接合する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の部材と第２の部材とが接合材を介在して接触した状態で、前記接合材を溶融させることによって前記第１の部材と前記第２の部材とを接合する接合装置であって、
第１のレベルと第２のレベルとに切替えて前記第１の部材に向けてエネルギービームを照射することによって前記第１の部材を加熱する加熱器を備え、
前記接合材は、前記第１のレベルのエネルギービームの照射によって、前記第１の部材に接触しているか否かにかかわらず溶融せず、前記接合材は、前記第２のレベルのエネルギービームの照射によって、前記第１の部材に接触している場合に溶融し、
前記接合装置は、
前記第１および第２の部材の少なくとも一方の温度を測定する温度測定器と、
前記加熱器を用いて前記第１のレベルのエネルギービームを前記第１の部材に照射したときの前記温度測定器の測定結果に基づいて、前記接合材を介在した前記第１の部材と前記第２の部材との接触状態の良否を判定する接触判定部と、
前記接触状態が良好と判定された場合に、前記加熱器を用いて前記第２のレベルのエネルギービームを前記第１の部材に照射することによって、前記第１の部材と前記第２の部材とを接合する接合制御部とをさらに備える、接合装置。
【請求項２】
第１の部材と第２の部材とが接合材を介在して接触した状態で、前記接合材を溶融させることによって前記第１の部材と前記第２の部材とを接合する接合装置であって、
前記第１の部材に向けて第１のレベルのエネルギーを出力することによって前記第１の部材を加熱する第１の加熱器と、
前記第１の部材に向けて第２のレベルのエネルギーを出力することによって前記第１の部材を加熱する第２の加熱器とを備え、
前記第２の加熱器は、エネルギービームを前記第１の部材に向けて照射することによって前記第１の部材を加熱し、
前記接合材は、前記第１の加熱器から出力された前記第１のレベルのエネルギーによって加熱された前記第１の部材に接触しているか否かにかかわらず溶融せず、前記接合材は、前記第２の加熱器から出力された前記第２のレベルのエネルギーによって加熱された前記第１の部材に接触している場合に溶融し、
前記接合装置は、
前記第１および第２の部材の少なくとも一方の温度を測定する温度測定器と、
前記第１の加熱器によって前記第１の部材を加熱したときの前記温度測定器の測定結果に基づいて、前記接合材を介在した前記第１の部材と前記第２の部材との接触状態の良否を判定する接触判定部と、
前記接触状態が良好と判定された場合に、前記第２の加熱器によって前記第１の部材を加熱することによって、前記第１の部材と前記第２の部材とを接合する接合制御部とをさらに備える、接合装置。
【請求項３】
前記温度測定器は、前記第１の部材の温度を測定し、
前記接触判定部は、前記第１の部材の測定温度の変化量が予め定める第１の閾値を超えた場合、前記接触状態を不良と判定する、請求項１または２に記載の接合装置。
【請求項４】
前記温度測定器は、前記第２の部材の温度を測定し、
前記接触判定部は、前記第２の部材の測定温度の変化量が予め定める第２の閾値未満の場合、前記接触状態を不良と判定する、請求項１または２に記載の接合装置。
【請求項５】
前記温度測定器は、非接触型の温度測定器である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の接合装置。
【請求項６】
前記温度測定器は、熱電対を含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の接合装置。
【請求項７】
前記接合装置は、前記第２の部材を固定するステージをさらに備え、
前記ステージは、前記第２の部材のうち前記接合材を介在して前記第１の部材と接合される部分の裏面側を臨む位置に設けられた開口部を含む、請求項１〜６のいずれか１項に記載の接合装置。
【請求項８】
第１の部材の複数の第１の部位と第２の部材の複数の第２の部位とが接合材を介在して接触した状態で、前記接合材を溶融させることによって前記第１の部材と前記第２の部材とを接合する接合装置であって、
第１のレベルと第２のレベルとに切替えて、前記複数の第１の部位の各々に向けてエネルギービームを照射することによって前記複数の第１の部位の各々を加熱する加熱器を備え、
前記接合材は、前記第１のレベルのエネルギービームの照射によって加熱された第１の部位に接触しているか否かにかかわらず溶融せず、前記接合材は、前記第２のレベルのエネルギービームの照射によって加熱された第１の部位に接触している場合に、加熱された第１の部位の近傍で溶融し、
前記接合装置は、
前記複数の第１の部位の各々および前記複数の第２の部位の各々の少なくとも一方の近傍の温度を測定する温度測定器と、
前記加熱器を用いて、前記第１のレベルのエネルギービームを前記複数の第１の部位の各々に向けて照射したときの前記温度測定器の測定結果に基づいて、前記接合材を介在した前記複数の第１の部位の各々と対応する第２の部位との接触状態の良否を判定する接触判定部と、
前記接触状態が不良と判定された第１の部位および第２の部位の少なくとも一方を特定する情報を記録する記録部と、
前記加熱器を用いて、前記第１のレベルのエネルギービームを前記複数の第１の部位のうち前記接触状態が良好と判定された第１の部位に向けて照射することによって、前記第１の部材と前記第２の部材とを接合する接合制御部とをさらに備える、接合装置。
【請求項９】
第１の部材の複数の第１の部位と第２の部材の複数の第２の部位とが接合材を介在して接触した状態で、前記接合材を溶融させることによって前記第１の部材と前記第２の部材とを接合する接合装置であって、
前記複数の第１の部位の各々に向けて第１のレベルのエネルギーを出力することによって前記複数の第１の部位の各々を加熱する第１の加熱器と、
前記複数の第１の部位の各々に向けて第２のレベルのエネルギーを出力することによって前記複数の第１の部位の各々を加熱する第２の加熱器とを備え、
前記第２の加熱器は、エネルギービームを前記複数の第１の部位の各々に向けて照射することによって前記複数の第１の部位の各々を加熱し、
前記接合材は、前記第１の加熱器から出力された前記第１のレベルのエネルギーによって加熱された第１の部位に接触しているか否かにかかわらず溶融せず、前記接合材は、前記第２の加熱器から出力された前記第２のレベルのエネルギーによって加熱された第１の部位に接触している場合に、加熱された第１の部位の近傍で溶融し、
前記接合装置は、
前記複数の第１の部位の各々および前記複数の第２の部位の各々の少なくとも一方の近傍の温度を測定する温度測定器と、
前記第１の加熱器によって前記複数の第１の部位の各々を加熱したときの前記温度測定器の測定結果に基づいて、前記接合材を介在した前記複数の第１の部位の各々と対応する第２の部位との接触状態の良否を判定する接触判定部と、
前記接触状態が不良と判定された第１の部位および第２の部位の少なくとも一方を特定する情報を記録する記録部と、
前記複数の第１の部位のうち前記接触状態が良好と判定された第１の部位を前記第２の加熱器によって加熱することによって、前記第１の部材と前記第２の部材とを接合する接合制御部とをさらに備える、接合装置。
【請求項１０】
第１の部材と第２の部材とが接合材を介在して接触した状態で、前記接合材を溶融させることによって前記第１の部材と前記第２の部材とを接合する接合方法であって、
前記第１の部材に向けて第１のレベルのエネルギーを出力することによって前記第１の部材を加熱するステップを備え、
前記第１のレベルは、その大きさのエネルギーによって加熱された前記第１の部材に前記接合材が接触しているか否かにかかわらず、前記接合材が溶融しないような範囲にあり、
前記接合方法は、
前記第１の部材に向けて前記第１のレベルのエネルギーを出力して加熱するときに、前記第１および第２の部材の少なくとも一方の温度を測定するステップと、
前記測定するステップの測定結果に基づいて、前記接合材を介在した前記第１の部材と前記第２の部材との接触状態の良否を判定するステップと、
前記接触状態が良好と判定された場合に、第２のレベルのエネルギーを有するエネルギービームを前記第１の部材に向けて照射することによって前記第１の部材を加熱するステップとをさらに備え、
前記第２のレベルは、その大きさのエネルギーを有するエネルギービームの照射によって加熱された前記第１部材に前記接合材が接触している場合に、前記接合材が溶融するような範囲にある、接合方法。
【請求項１１】
前記測定するステップでは、前記第１の部材の温度を測定し、
前記判定するステップでは、前記第１の部材の測定温度の変化量が予め定める第１の閾値を超えた場合、前記接触状態を不良と判定する、請求項１０に記載の接合方法。
【請求項１２】
前記測定するステップでは、前記第２の部材の温度を測定し、
前記判定するステップでは、前記第２の部材の測定温度の変化量が予め定める第２の閾値未満の場合、前記接触状態を不良と判定する、請求項１０に記載の接合方法。
【請求項１３】
第１の部材の複数の第１の部位と第２の部材の複数の第２の部位とが接合材を介在して接触した状態で、前記接合材を溶融させることによって前記第１の部材と前記第２の部材とを接合する接合方法であって、
前記複数の第１の部位の各々に向けて第１のレベルのエネルギーを出力することによって前記複数の第１の部位の各々を加熱するステップを備え、
前記第１のレベルは、その大きさのエネルギーによって加熱された第１の部位に前記接合材が接触しているか否かにかかわらず、前記接合材が溶融しないような範囲にあり、
前記接合方法は、
前記複数の第１の部位の各々に向けて前記第１のレベルのエネルギーを出力して加熱するときに、前記複数の第１部位の各々および前記複数の第２の部位の各々の少なくとも一方の近傍の温度を測定するステップと、
前記測定するステップの測定結果に基づいて、前記接合材を介在した前記複数の第１の部位各々と対応する第２の部位との接触状態の良否を判定するステップと、
接触状態が不良と判定された第１の部位および第２の部位の少なくとも一方を特定する情報を記録するステップと、
前記複数の第１の部位のうち前記接触状態が良好と判定された第１の部位に向けて、第２のレベルのエネルギーを有するエネルギービームを照射するステップとをさらに備え、
前記第２のレベルは、その大きさのエネルギーを有するエネルギービームの照射によって加熱された第１の部位に前記接合材が接触している場合に、加熱された第１の部位の近傍で前記接合材が溶融するような範囲にある、接合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、接合面の間隙に母材よりも低融点の金属または合金などを溶かし込んで接合する、一般にはんだ付またはろう付と呼ばれる方法によって母材同士を接合する接合装置および接合方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱伝導の違いによる温度上昇の変化から電子部品と基板とのはんだ接続状態を検査する方法がある。
【０００３】
たとえば、特開２０００−２６１１３７号公報（特許文献１）は、レーザ光源と放射温度計とを用いた接続状態検査装置を開示する。この検査装置では、レーザ光源によって電気検査用端子にレーザ光を照射して加熱する。加熱された電気検査用端子と熱的に接続されたポリイミド絶縁層の実効的な温度を放射温度計で測定する。このとき、放射温度計で取得した温度情報と予め記録した接続状態が良好な場合の温度情報とを比較して、はんだ接続状態の良否判定をする。
【０００４】
また、特開２００２−３５９４６３号公報（特許文献２）に開示される検査方法では、基板と素子とをはんだ接合した後に、加熱手段を用いて周期的に基板の加熱と冷却を繰返す。これにより、基板からはんだ接合部を通じて素子に伝わる熱を測定する。基板と素子との接合状態が良好である場合には、素子の温度上昇が大きくなる。一方、基板と素子との接合状態が不良である場合には素子の温度上昇が小さくなる。素子温度の測定では、加熱手段が出力する熱入力信号に同期した温度変化のみをロックインアンプなどによって測定する。
【特許文献１】特開２０００−２６１１３７号公報
【特許文献２】特開２００２−３５９４６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、はんだ接合のための加熱手段としてレーザ光などのエネルギービームを用いる方法がある。レーザ光を用いる場合、一般に、接合する部材の一方にはんだを予め塗布しておくリフロー法が用いられる。リフロー法では、はんだを介在して接合する部材同士を接触させた状態で、レーザ光を照射することによってはんだを溶融させて部材同士を接合する。
【０００６】
しかしながら、レーザ光などエネルギービームを用いて加熱する場合、接続すべき部材同士の接触が確保されない状態でレーザ光を照射すると、投入されたエネルギーが一方の部材のみに吸収されることになる。このために部材に穴が開くなどの破壊を招いたり、さらには他方の部材にも損傷を与えたりするおそれがある。一旦破壊された部材はリワークが効かないことから、レーザ光を用いてはんだ接合を行なう前段階で、部材同士の接触状態が良好かどうかを判定しておく必要がある。この問題は、はんだ接合後の接合状態を検査するための従来技術とは異なる新たな問題である。
【０００７】
本発明の目的は、レーザ光などのエネルギービームを用いた加熱手段によってはんだ付またはろう付を行なう場合に、エネルギービームによって接合すべき部材を破損することなく接合が可能な接合装置および接合方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、一局面において、第１の部材と第２の部材とが接合材を介在して接触した状態で、接合材を溶融させることによって第１の部材と第２の部材とを接合する接合装置であって、加熱器と、温度測定器と、接触判定部と、接合制御部とを備える。加熱器は、第１のレベルと第２のレベルとに切替えて第１の部材に向けてエネルギービームを照射することによって第１の部材を加熱する。このとき、接合材は、第１のレベルのエネルギービームの照射によって、第１の部材に接触しているか否かにかかわらず溶融しない。また、接合材は、第２のレベルのエネルギービームの照射によって、第１の部材に接触している場合に溶融する。温度測定器は、第１および第２の部材の少なくとも一方の温度を測定する。接触判定部は、加熱器を用いて第１のレベルのエネルギービームを第１の部材に照射したときの温度測定器の測定結果に基づいて、接合材を介在した第１の部材と第２の部材との接触状態の良否を判定する。接合制御部は、接触状態が良好と判定された場合に、加熱器を用いて第２のレベルのエネルギービームを第１の部材に照射することによって、第１の部材と第２の部材とを接合する。
【０００９】
この構成によれば、接触不良と判定された場合には、接合材を溶融させる高エネルギーレベルのエネルギービームを照射しないので、第１、第２の部材に穴開きなどの損傷が生じるのを未然に防ぐことが可能となり、製品歩留まりの低下を防ぐことができる。また、接触状態の判定のために用いるエネルギービームは接合材が溶融しない程度の低エネルギーレベルであるので、第１、第２の部材の接触状態が不良の場合でも、これらの部材に損傷を与えずに接触判定を行なうことができる。また、接触判定用のエネルギービーム源には、接合用のエネルギービーム源をそのまま用いるので、接触判定用に新たな熱源を設ける必要がない。また、ビーム源がレーザ光源の場合には、ガルバノミラーなどを用いて面内の照射位置を自由に走査することができる。この結果、接合すべき部位が複数ある場合に連続的に接触状態の判定を行なうことができる。
【００１０】
本発明は、他の局面において、第１の部材と第２の部材とが接合材を介在して接触した状態で、接合材を溶融させることによって第１の部材と第２の部材とを接合する接合装置であって、第１の加熱器と、第２の加熱器と、温度測定器と、接触判定部と、接合制御部とを備える。第１の加熱器は、第１の部材に向けて第１のレベルのエネルギーを出力することによって第１の部材を加熱する。第２の加熱器は、第１の部材に向けて第２のレベルのエネルギーを出力することによって第１の部材を加熱する。ここで、第２の加熱器は、エネルギービームを第１の部材に向けて照射することによって第１の部材を加熱する。このとき、接合材は、第１の加熱器から出力された第１のレベルのエネルギーによって加熱された第１の部材に接触しているか否かにかかわらず溶融しない。また、接合材は、第２の加熱器から出力された第２のレベルのエネルギーによって加熱された第１の部材に接触している場合に溶融する。温度測定器は、第１および第２の部材の少なくとも一方の温度を測定する。接触判定部は、第１の加熱器によって第１の部材を加熱したときの温度測定器の測定結果に基づいて、接合材を介在した第１の部材と第２の部材との接触状態の良否を判定する。接合制御部は、接触状態が良好と判定された場合に、第２の加熱器によって第１の部材を加熱することによって、第１の部材と第２の部材とを接合する。
【００１１】
この構成によれば、接触不良と判定された場合には、接合材を溶融させる高エネルギーレベルのエネルギービームを照射しないので、第１、第２の部材に穴開きなどの損傷が生じるを未然に防ぐことが可能となり、製品歩留まりの低下を防ぐことができる。また、この構成では、接触判定用の第１の加熱器と接合用の第２の加熱器とは別個に設けられるので、第１の加熱器ではエネルギービームを用いないようにすれば、第１、第２の部材には穴開きなどの損傷が生じることはない。
【００１２】
上記の一局面または他の局面における接合装置で、好ましくは、温度測定器は、第１の部材の温度を測定する。このとき、接触判定部は、第１の部材の測定温度の変化量が予め定める第１の閾値を超えた場合、接触状態を不良と判定する。
【００１３】
第１、第２の部材間が接触していないときには、第１の部材に与えられた熱は、接合材を介して第２の部材に伝導せずに第１の部材にのみ吸収されることになる。したがって、第１の部材の温度が接触状態良好の場合よりも上昇することになるので、第１の部材の温度変化量が第１の閾値を超えた場合に接触状態を不良と判定することができる。
【００１４】
あるいは、温度測定器は、第２の部材の温度を測定してもよい。このとき、接触判定部は、第２の部材の測定温度の変化量が予め定める第２の閾値未満の場合、接触状態を不良と判定する。
【００１５】
第１、第２の部材間が接触していないときには、第１の部材に与えられた熱は、接合材を介して第２の部材に伝導せずに第１の部材にのみ吸収されることになる。したがって、第２の部材の温度は接触状態良好の場合に比べるとほとんど変化しないので、第２の部材の温度変化量が第２の閾値未満となる場合に接触状態を不良と判定することができる。
【００１６】
好ましくは、温度測定器は、非接触型の温度測定器である。
放射温度計や赤外線サーモビューアなどの非接触型の温度測定器を用いることによって、接触型の温度測定器に比べて測定対象の汚染を防止することができる。さらに、接合すべき部位が複数ある場合には、赤外線サーモビューアによる領域測定、または放射温度計と駆動機構との組み合わせによる走査測定が可能であり、複数の部位の接触状態の良否を高速に判定することができる。
【００１７】
あるいは、温度測定器は、熱電対を含んでもよい。熱電対による接触型の温度測定器を第１、第２の部材の温度測定用に用いることもできる。
【００１８】
また、好ましくは、接合装置は、第２の部材を固定するステージをさらに備える。ここで、ステージは、第２の部材のうち接合材を介在して第１の部材と接合される部分の裏面側を臨む位置に設けられた開口部を含む。
【００１９】
この構成によれば、ステージに設けられた開口から、接触型または被接触型の温度測定器によって第２の部材の温度を測定することができる。第１の部材に覆われるために第１の部材の側から第２の部材の温度を測定できない場合にも、第２の部材の温度を容易に測定することができる。
【００２０】
本発明は、さらに他の局面において、第１の部材の複数の第１の部位と第２の部材の複数の第２の部位とが接合材を介在して接触した状態で、接合材を溶融させることによって第１の部材と第２の部材とを接合する接合装置であって、加熱器と、温度測定器と、接触判定部と、記録部と、接合制御部とを備える。加熱器は、第１のレベルと第２のレベルとに切替えて、複数の第１の部位の各々に向けてエネルギービームを照射することによって複数の第１の部位の各々を加熱する。ここで、接合材は、第１のレベルのエネルギービームの照射によって加熱された第１の部位に接触しているか否かにかかわらず溶融しない。また、接合材は、第２のレベルのエネルギービームの照射によって加熱された第１の部位に接触している場合に、加熱された第１の部位の近傍で溶融する。温度測定器は、複数の第１の部位の各々および複数の第２の部位の各々の少なくとも一方の近傍の温度を測定する。接触判定部は、加熱器を用いて、第１のレベルのエネルギービームを複数の第１の部位の各々に向けて照射したときの温度測定器の測定結果に基づいて、接合材を介在した複数の第１の部位の各々と対応する第２の部位との接触状態の良否を判定する。記録部は、接触状態が不良と判定された第１の部位および第２の部位の少なくとも一方を特定する情報を記録する。接合制御部は、加熱器を用いて、第１のレベルのエネルギービームを複数の第１の部位のうち接触状態が良好と判定された第１の部位に向けて照射することによって、第１の部材と第２の部材とを接合する。
【００２１】
この構成のように接合すべき部位が複数ある場合には、接触状態が良好と判定された部位のみを接合し、接触状態が不良と判定された部位を特定する情報を記録しておく。この場合、不良と判定された部位については、接触状態を確保し直した上で、はんだごて、熱風、および赤外線などを用いて個別に接合することができる。また、接触状態を確保し直した上で、レーザ光を用いて接触判定を再度行なうこともできる。
【００２２】
また、さらに他の局面において、本発明は、第１の部材の複数の第１の部位と第２の部材の複数の第２の部位とが接合材を介在して接触した状態で、接合材を溶融させることによって第１の部材と第２の部材とを接合する接合装置であって、第１の加熱器と、第２の加熱器と、温度測定器と、接触判定部と、記録部と、接合制御部とを備える。第１の加熱器は、複数の第１の部位の各々に向けて第１のレベルのエネルギーを出力することによって複数の第１の部位の各々を加熱する。第２の加熱器は、複数の第１の部位の各々をに向けて第２のレベルのエネルギーを出力することによって複数の第１の部位の各々を加熱する。ここで、第２の加熱器は、エネルギービームを複数の第１の部位の各々に向けて照射することによって複数の第１の部位の各々を加熱する。このとき、接合材は、第１の加熱器から出力された第１のレベルのエネルギーによって加熱された第１の部位に接触しているか否かにかかわらず溶融しない。また、接合材は、第２の加熱器から出力された第２のレベルのエネルギーによって加熱された第１の部位に接触している場合に、加熱された第１の部位の近傍で溶融する。温度測定器は、複数の第１の部位の各々および複数の第２の部位の各々の少なくとも一方の近傍の温度を測定する。接触判定部は、第１の加熱器によって複数の第１の部位の各々を加熱したときの温度測定器の測定結果に基づいて、接合材を介在した複数の第１の部位の各々と対応する第２の部位との接触状態の良否を判定する。記録部は、接触状態が不良と判定された第１の部位および第２の部位の少なくとも一方を特定する情報を記録する。接合制御部は、複数の第１の部位のうち接触状態が良好と判定された第１の部位を第２の加熱器によって加熱すことによって、第１の部材と第２の部材とを接合する接合制御部とをさらに備える。
【００２３】
この構成のように接合すべき部位が複数ある場合には、接触状態が良好と判定された部位のみを接合し、接触状態が不良と判定された部位を特定する情報を記録しておく。この場合、不良と判定された部位については、接触状態を確保し直した上で、はんだごて、熱風、および赤外線などを用いて個別に接合することができる。また、接触状態を確保し直した上で、レーザ光を用いて接触判定を再度行なうこともできる。
【００２４】
また、さらに他の局面において、本発明は、第１の部材と第２の部材とが接合材を介在して接触した状態で、接合材を溶融させることによって第１の部材と第２の部材とを接合する接合方法である。この接合方法は、第１の部材に向けて第１のレベルのエネルギーを出力することによって第１の部材を加熱するステップを備える。ここで、第１のレベルは、その大きさのエネルギーによって加熱された第１の部材に接合材が接触しているか否かにかかわらず、接合材が溶融しないような範囲にある。この接合方法は、第１の部材に向けて第１のレベルのエネルギーを出力して加熱するときに、第１および第２の部材の少なくとも一方の温度を測定するステップと、測定するステップの測定結果に基づいて、接合材を介在した第１の部材と第２の部材との接触状態の良否を判定するステップと、接触状態が良好と判定された場合に、第２のレベルのエネルギーを有するエネルギービームを第１の部材に向けて照射することによって第１の部材を加熱するステップとをさらに備える。ここで、第２のレベルは、その大きさのエネルギーを有するエネルギービームの照射によって加熱された第１部材に接合材が接触している場合に、接合材が溶融するような範囲にある。
【００２５】
この構成によれば、接触不良と判定された部位にエネルギービームを照射しないので、第１、第２の部材に穴開きなどの損傷が生じるのを未然に防ぐことが可能となり、製品歩留まりの低下を防ぐことができる。また、接触判定のときには、接合材が溶融しないエネルギーレベルのビームしか照射しないので、第１、第２の部材には穴開きなどの損傷が生じるおそれはない。
【００２６】
好ましくは、測定するステップでは、第１の部材の温度を測定する。このとき、判定するステップでは、第１の部材の測定温度の変化量が予め定める第１の閾値を超えた場合、接触状態を不良と判定する。
【００２７】
第１、第２の部材間が接触していないときには、第１の部材に与えられた熱は、接合材を介して第２の部材に伝導せずに第１の部材にのみ吸収されることになる。したがって、第１の部材の温度が接触状態の良好な場合よりも上昇することになるので、第１の部材の温度変化量が第１の閾値を超えた場合に接触状態を不良と判定することができる。
【００２８】
あるいは、測定するステップでは、第２の部材の温度を測定してもよい。このとき、判定するステップでは、第２の部材の測定温度の変化量が予め定める第２の閾値未満の場合、接触状態を不良と判定する。
【００２９】
第１、第２の部材間が接触していないときには、第１の部材に与えられた熱は、接合材を介して第２の部材に伝導せずに第１の部材にのみ吸収されることになる。したがって、第２の部材の温度が接触状態の良好な場合に比べるとほとんど変化しないので、第２の部材の温度変化量が第２の閾値未満となる場合に接触状態を不良と判定することができる。
【００３０】
また、さらに他の局面において、本発明は、第１の部材の複数の第１の部位と第２の部材の複数の第２の部位とが接合材を介在して接触した状態で、接合材を溶融させることによって第１の部材と第２の部材とを接合する接合方法である。この接合方法は、複数の第１の部位の各々に向けて第１のレベルのエネルギーを出力することによって複数の第１の部位の各々を加熱するステップを備える。ここで、第１のレベルは、その大きさのエネルギーによって加熱された第１の部位に接合材が接触しているか否かにかかわらず、接合材が溶融しないような範囲にある。この接合方法は、複数の第１の部位の各々に向けて第１のレベルのエネルギーを出力して加熱するときに、複数の第１部位の各々および複数の第２の部位の各々の少なくとも一方の近傍の温度を測定するステップと、測定するステップの測定結果に基づいて、接合材を介在した複数の第１の部位各々と対応する第２の部位との接触状態の良否を判定するステップと、接触状態が不良と判定された第１の部位および第２の部位の少なくとも一方を特定する情報を記録するステップと、複数の第１の部位のうち接触状態が良好と判定された第１の部位に向けて、第２のレベルのエネルギーを有するエネルギービームを照射するステップとをさらに備える。ここで、第２のレベルは、その大きさのエネルギーを有するエネルギービームの照射によって加熱された第１の部位に接合材が接触している場合に、加熱された第１の部位の近傍で接合材が溶融するような範囲にある。
【００３１】
この構成によれば、接合すべき部位が複数ある場合に、接触状態が良好と判定された部位のみを接合し、接触状態が不良と判定された部位を特定する情報を記録しておく。不良と判定された部位については、接触状態を確保し直した上で、はんだごて、熱風、および赤外線などを用いて個別に接合することができる。また、接触状態を確保し直した上で、レーザ光を用いて接触判定を再度行なうこともできる。
【発明の効果】
【００３２】
以上のとおり、この発明によれば、レーザ光などのエネルギービームを用いた加熱手段によってはんだ付またはろう付を行なう場合に、エネルギービームによって接合すべき部材を破損することなく接合が可能な接合装置および接合方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、同一または相当する部分には同一の参照符号を付して、その説明を繰返さない。
【００３４】
また、以下の各実施の形態では、太陽電池セルのセル電極に配線材料であるインタコネクタをレーザ接合する場合を説明しているが、本発明の実施の形態はこれに限るものでない。たとえば、半導体分野におけるプリント基板への素子の実装などに対しても本発明を適用することができる。また、レーザ光に代えて、電子ビームなどのエネルギービームを用いる場合にも本発明を適用することができる。さらに、はんだ付（soldering）に限らず、ろう付（brazing）にも本発明を適用することができる。
【００３５】
［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１によるはんだ接合装置１の構成を模式的に示す図である。
【００３６】
図１を参照して、はんだ接合装置１は、太陽電池セル１００（第２の部材）のセル電極１０１とインタコネクタ１０２（第１の部材）とを、はんだ１０３（接合材）によって接合するための装置である。また、はんだ接合装置１は、はんだ接合を行なう前に、はんだ１０３を介在したセル電極１０１とインタコネクタ１０２との接触状態の良否を判定する。ここで、使用するインタコネクタ１０２は銅を基材とし、はんだによって被覆してある。このときの基材の銅の厚みは２００μｍ、はんだの厚みは片側数１０μｍ程度である。はんだ接合装置１は、加熱器としてのレーザ照射装置１５０と、非接触型の温度測定器１２０Ａ，１２０Ｂと、太陽電池セル１００を載置するためのステージ１１０と、制御用コンピュータ１３０とを含む。
【００３７】
レーザ照射装置１５０は、インタコネクタ１０２のうち、セル電極１０１との接合部分の近傍にエネルギービームとしてのレーザ光を照射して加熱するために用いられる。はんだ接合時には、はんだ１０３が溶融する高エネルギーレベルのレーザ光を照射し、接触判定時には、はんだ１０３が溶融しない低エネルギーレベルのレーザ光を照射するように、エネルギーレベルを切替える。このように、レーザ照射装置１５０の照射エネルギーを切替えることによって、はんだ接合用の他に接触状態の検査用の新たな熱源を準備する必要がなく好ましい。また、レーザ照射装置１５０は、内部にガルバノミラーを備えており、太陽電池セル１００の面内でレーザ光線の照射位置を自由に走査することができる。
【００３８】
非接触型の温度測定器１２０Ａは、太陽電池セル１００の表面温度をモニタし、非接触型の温度測定器１２０Ｂは、インタコネクタ１０２の表面温度をモニタする。温度測定器１２０Ａ，１２０Ｂは、たとえば、赤外線サーモビューアや赤外線放射温度計である。非接触であることで、太陽電池セル１００の汚染を防ぐことができる。また、測定対象となる接合部分が多い場合にもサーモビューアによる領域測定や放射温度計による走査測定が可能であるので、高速判定が可能である。
【００３９】
ステージ１１０は、載置された太陽電池セル１００を固定する。ステージ１１０は、太陽電池セル１００のうちインタコネクタ１０２と接合されるセル電極１０１の部分をレーザ照射面の反対側（裏面側）から臨む位置に設けられた開口部１１０Ａを含む。非接触型の温度測定器１２０Ａは、この開口を介して太陽電池セル１００の裏面側から太陽電池セル１００の接合部分の近傍の温度を測定する。このように開口部１１０Ａを設けることによって、インタコネクタ１０２が太陽電池セル１００の表面を覆うために、太陽電池セル１００の表面側から太陽電池セル１００の温度が測定できない場合でも、裏面側からの温度測定が可能になる。
【００４０】
制御用コンピュータ１３０は、温度測定器１２０Ａ，１２０Ｂの測定結果を取得するとともに、レーザ照射装置１５０の動作を制御する。機能的に見ると、制御用コンピュータ１３０は、接触判定部１３２と接合制御部１３４とを含む。接触判定部１３２は、レーザ照射装置１５０を用いて、はんだ１０３が溶融しない程度の低エネルギーレベルのレーザ光をインタコネクタ１０２に照射する。そして、接触判定部１３２は、このときの温度測定器１２０Ａ，１２０Ｂの測定結果に基づいて、はんだ１０３を介在したインタコネクタ１０２およびセル電極１０１の接触状態の良否を判定する。接合制御部１３４は、接触状態が良好と判定された場合に、レーザ照射装置１５０を用いてはんだ１０３が溶融する高エネルギーレベルのレーザ光をインタコネクタ１０２に照射することによって、インタコネクタ１０２およびセル電極１０１を接合する。
【００４１】
このように、接触判定時のレーザ照射エネルギーは、接合時のレーザ照射エネルギーよりも小さく、インタコネクタ１０２のはんだ１０３を溶融しない程度のエネルギーレベルである。具体的には、接触判定時のレーザ照射条件は投入エネルギー９Ｊ、照射時間３０ｍｓｅｃであり、接合時のレーザ照射条件は投入エネルギー３０Ｊ、照射時間２０ｍｓｅｃである。他方、接合時のレーザ照射エネルギーはインタコネクタ１０２を被覆するはんだ１０３を十分に溶融するための投入エネルギーである。したがって、もしレーザ照射時にインタコネクタ１０２とセル電極１０１との接触が確保されておらず、両者の間に隙間が空いている場合は、投入エネルギーの大半がインタコネクタ１０２に吸熱されて穴が開いてしまい、さらには太陽電池セル１００にダメージを与えてしまう。そして、一旦インタコネクタ１０２に穴が開いてしまうとリワークが不可能になり、太陽電池セル１００もインタコネクタ１０２も再使用不能となる。接触状態の検査は前述した再使用不能となる部材の損傷を未然に回避するための手段であり、そのため、加熱してもはんだ１０３が溶融しない程度の熱量を与えることで接合部分の接触状態の判定を行っている。
【００４２】
図２は、接合部分の接触状態が良好な場合の温度測定器１２０Ａ，１２０Ｂによる測定結果を示す図である。
【００４３】
太陽電池セル１００の表面の温度変化を図２（Ａ）、インタコネクタ１０２の表面の温度変化を図２（Ｂ）に示す。図中の下側のグラフはレーザ光照射のパルス波形を示し、上側のグラフは温度プロファイルを示す。横軸は経過時間である。
【００４４】
図２（Ａ）を参照して、レーザパルス波形がＯＮ状態、すなわちレーザ照射中である時刻ｔ１から時刻ｔ２の間に、太陽電池セル１００の温度上昇が生じる。これはインタコネクタ１０２とセル電極１０１との接触が確保されていることからレーザ照射装置１５０により投入された熱量が、インタコネクタ１０２からセル電極１０１を介して、太陽電池セル１００に伝播した結果である。太陽電池セル１００の温度上昇が開始するタイミングｔ３がレーザパルス波形のＯＮタイミングｔ１に対して２０ｍｓｅｃ程度の遅延が生じるのは、投入熱量がセル電極１０１を介して太陽電池セル１００に伝播する時間を要したためである。
【００４５】
一方、図２（Ｂ）に示すとおり、インタコネクタ１０２の温度はパルス波形のＯＮタイミングｔ１と同時に上昇しているが、上昇温度は後述する図４（Ｂ）の場合よりも小さい。これは投入熱量が太陽電池セル１００に伝播したために、インタコネクタ１０２に吸熱された熱量が小さくなったためである。
【００４６】
したがって、レーザ照射装置１５０により熱量を投入した際に太陽電池セル１００およびインタコネクタ１０２の温度上昇を計測し、太陽電池セル１００の温度上昇が閾値Ｘ１以上に大きく変化した場合、もしくは、インタコネクタ１０２の温度上昇が閾値Ｘ２に比べてわずかな変化量に留まる場合には、インタコネクタ１０２とセル電極１０１との接触が正常に確保されていると判定できる。具体的に、実施の形態１における判定基準は太陽電池セル１００の温度の場合、初期温度に比べて５℃上昇しているかどうかであり、インタコネクタ１０２の温度の場合、初期温度に比べて５０℃上昇していないかどうかである。すなわち閾値Ｘ１＝５℃、閾値Ｘ２＝５０℃である。また、温度計測対象としてインタコネクタ１０２と太陽電池セル１００のいずれか一方を測定すれば判定は可能である。
【００４７】
図３は、図１で接合部分の接触状態が不良の場合の説明図である。図３に示すように、はんだ１０３が被覆されたインタコネクタ１０２は、太陽電池セル１００のセル電極１０１と接触していない。
【００４８】
図４は、接合部分の接触状態が不良の場合の温度測定器１２０Ａ，１２０Ｂによる測定結果を示す図である。温度測定器１２０Ａにて計測した太陽電池セル１００の温度変化を図４（Ａ）、温度測定器１２０Ｂにて計測したインタコネクタ１０２表面の温度変化を図４（Ｂ）に示す。図中の下側のグラフはレーザ照射のパルス波形を示し、上側のグラフは温度プロファイルを示す。横軸は経過時間である。
【００４９】
図４（Ａ）では、時刻ｔ１から時刻ｔ２の間にレーザ光が照射されても、太陽電池セル１００の温度上昇が確認できない。これは、インタコネクタ１０２とセル電極１０１とが離れており両者の接触が確保されてないことから、レーザ照射装置１５０により投入された熱量が太陽電池セル１００に伝播せずにすべてインタコネクタ１０２に吸収されるためである。
【００５０】
一方、図４（Ｂ）では、レーザ照射の開始時刻ｔ１と同時にインタコネクタ１０２の温度上昇が生じ、その上昇量は前述の図２（Ｂ）の場合より大きい。これは接合部が接触してないために投入熱量がすべてインタコネクタ１０２に吸収されたためである。しかし、このときの上昇温度は２００℃以下であることから、インタコネクタ１０２の融点には到達しておらず、穴開き等の破損は生じない。
【００５１】
したがって、レーザ照射装置１５０により熱量を投入した際に、太陽電池セル１００の温度上昇が閾値Ｘ１未満でありほとんど変化しない場合、もしくは、インタコネクタ１０２の温度上昇が閾値Ｘ２を超えて変化する場合には、インタコネクタ１０２とセル電極１０１との接触が正常に確保されてないものと判定できる。また、温度計測対象としてインタコネクタ１０２と太陽電池セル１００のいずれか一方を測定して判定することも可能である。
【００５２】
以上のとおり実施の形態１のはんだ接合装置１によれば、接触判定部１３２は、レーザ照射によるはんだ接合を行なう前に接合部分の接触状態の良否を判定する。この結果、接触不良と判定された場合には、はんだ１０３を溶融させる高エネルギーレベルのレーザ光を照射しないので、インタコネクタ１０２およびセル電極１０１に発生する穴開きなどの損傷を未然に防ぐことが可能となり、製品歩留まりの低下を防ぐことができる。また、接触状態の判定のために用いるレーザ光は、はんだ１０３が溶融しない程度の低エネルギーレベルであるので、インタコネクタ１０２およびセル電極１０１の接触状態が不良の場合でも、これらの部材に損傷を与えずに接触判定を行なうことができる。また、接触判定用の熱源には、はんだ接合用のレーザ照射装置１５０をそのまま用いるので、接触判定用に新たな熱源を設ける必要がない。また、レーザ照射装置１５０に、ガルバノミラーなどを設けることによって、面内のレーザ光の照射位置を自由に操作することができる。この結果、接合すべき部位が複数ある場合に連続的に接触状態の判定を行なうことができる。
【００５３】
［実施の形態１の変形例］
以下、図１のはんだ接合装置１の変形例について説明する。
【００５４】
図５は、この発明の実施の形態１の変形例によるはんだ接合装置２の構成を模式的に示す図である。図５のはんだ接合装置２は、非接触型の温度測定器１２０Ａ，１２０Ｂに代えて接触型の温度測定器１４０Ａ，１４０Ｂを用いている点で図１のはんだ接合装置１と異なる。図５の場合、温度測定器１４０Ａ，１４０Ｂは、それぞれ、Ｋ−熱電対１４２Ａ，１４２Ｂと電圧測定回路１４４Ａ，１４４Ｂとを含む。Ｋ−熱電対１４２Ａの測温接点は、ステージ１１０の開口から挿入され、太陽電池セル１００の下面に接触するように配置される。もう一方のＫ−熱電対１４２Ｂの測温接点は、インタコネクタ１０２の上面に接触するように配置される。電圧測定回路１４４Ａ，１４４Ｂは、それぞれ、熱電対１４２Ａ，１４２Ｂに生じる熱起電力を測定して温度に換算する。接触型の温度測定器１４０Ａ，１４０Ｂとして、熱電対の他に、測温抵抗体、サーミスタ、および焦電型温度センサなどを用いることもできる。図５のその他の点は図１の場合と共通するので、同一または相当する部分には同一の参照符号を付して説明を繰返さない。
【００５５】
図６は、この発明の実施の形態１の他の変形例によるはんだ接合装置３の構成を模式的に示す図である。図６のはんだ接合装置３は、太陽電池セル１００の表裏両側に代えて、レーザ光を照射する表側のみに非接触型の温度測定器１２０を設けている点で、図１のはんだ接合装置１と異なる。図６の温度測定器１２０として放射温度計を用いる場合は、接触判定部１３２からの指令によって、温度測定箇所がインタコネクタ１０２と太陽電池セル１００とに切替えられる。また、温度測定器１２０としてサーモビューアを用いる場合は、インタコネクタ１０２および太陽電池セル１００の両方の表面温度を測定できるように測定領域が設定される。また、太陽電池セル１００の下面側の表面温度を測定する必要がないので、図６のステージ１１２には開口部が設けられていない。図６のその他の点は図１の場合と共通するので、同一または相当する部分には同一の参照符号を付して説明を繰返さない。
【００５６】
図７は、この発明の実施の形態１のさらに他の変形例によるはんだ接合装置４の構成を模式的に示す図である。図６のはんだ接合装置４は、非接触型の温度測定器１２０に代えて接触型の温度測定器１４０を用いている点で図６のはんだ接合装置３と異なる。図７の場合、温度測定器１４０は、Ｋ−熱電対１４２Ａ，１４２Ｂと電圧測定回路１４４とを含む。Ｋ−熱電対１４２Ａの測温接点は、太陽電池セル１００の表面に接触するように配置される。また、Ｋ−熱電対１４２Ｂの測温接点は、インタコネクタ１０２の表面に接触するように配置される。電圧測定回路１４４は、それぞれ、熱電対１４２Ａ，１４２Ｂに生じる熱起電力を測定して温度に換算する。図７のその他の点は図６の場合と共通するので、同一または相当する部分に同一の参照符号を付して説明を繰返さない。
【００５７】
図８は、この発明の実施の形態１のさらに他の変形例によるはんだ接合装置５の構成を模式的に示す図である。図８のはんだ接合装置５は、接触判定用の加熱器１６０（第１の加熱器）をさらに含む点で図１のはんだ接合装置１と異なる。図８の場合、加熱器１６０としてはんだごてを示しているが、はんだごての他に、ホットエアーや赤外線などを加熱手段として利用できる。加熱器１６０は、接触判定部１３２の指令に応答して、はんだ１０３が溶融しない程度のエネルギーレベルでインタコネクタ１０２を加熱する。図８のレーザ照射装置１５０は、はんだ接合専用の加熱器（第２の加熱器）である。
【００５８】
［実施の形態２］
図９は、この発明の実施の形態２によるはんだ接合装置６の構成を模式的に示す図である。実施の形態２は、太陽電池セル２００（第２の部材）に設けられた複数のセル電極２０１Ａ〜２０１Ｄ（複数の第２の部位）とインタコネクタ２０２（第１の部材）とをはんだ２０３（２０３Ａ〜２０３Ｄ）（接合材）によって接合する例を示すものである。セル電極２０１Ａ〜２０１Ｄを総称するときまたは不特定のものを示すときセル電極２０１と記載する。また、図９に示すように、インタコネクタ２０２のうちセル電極２０１Ａ〜２０１Ｄとはんだ２０３を介して接合される部位を接合予定部位２０２Ａ〜２０２Ｄ（複数の第１の部位）と称する。また、以下の説明では、セル電極２０１Ａ〜２０１Ｄとそれらに対応する接合予定部位２０２Ａ〜２０２Ｄとをまとめて接合箇所Ａ〜Ｄと称する。たとえば、接合箇所Ａには、セル電極２０１Ａおよび接合予定部位２０２Ａが含まれる。
【００５９】
ここで、複数のセル電極２０１Ａ〜２０１Ｄとインタコネクタ２０２の接合予定部位２０２Ａ〜２０２Ｄとの間に、はんだ２０３を供給する方法について説明する。実施の形態１ではインタコネクタ１０２を予めはんだ１０３で被覆しておく方法を採用した。実施の形態２では、太陽電池セル２００のセル電極２０１Ａ〜２０１Ｄに予めはんだバルク２０３Ａ〜２０３Ｄを形成しておく。セル電極２０１上へのはんだ２０３の供給方法として、たとえば、ペースト状のはんだをスクリーン印刷やディスペンサーなどでセル電極２０１上に塗布する。塗布後、２００〜３００℃程度まで加熱するとペースト内の溶剤成分が蒸発してはんだバルク２０３Ａ〜２０３Ｄのみをセル電極２０１上に残すことができる。あるいは、レーザ照射による接合時に溶剤成分を蒸発させることも可能である。
【００６０】
このようにして、はんだバルク２０３Ａ〜２０３Ｄを形成した場合には、各セル電極２０１におけるはんだバルク２０３Ａ〜２０３Ｄの高さばらつきによりインタコネクタ２０２との間に隙間が生じ、接触を確保できない接合箇所が生じることがある。図９の場合、セル電極２０１Ｂ上のはんだバルク２０３Ｂとインタコネクタ１０２の接合予定部位２０２Ｂとの間に隙間が生じている。そこで、はんだ接合装置６は、はんだ接合を行なう前にセル電極２０１Ａ〜２０３Ｄとインタコネクタ２０２との接触判定を行なって、接触状態が不良の接合箇所を特定する。
【００６１】
図９を参照して、はんだ接合装置６は、実施の形態１の場合と同様に、レーザ照射装置２５０と、接触型の温度測定器２４０と、太陽電池セルを載置するステージ２１０と、制御用コンピュータ２３０とを含む。ここで、制御用コンピュータ２３０は、接触判定部２３２と接合制御部２３４と記録部２３６とを含む。また、ステージ２１０には、各セル電極２０１の直下の部分に開口部２１０Ａが設けられている。
【００６２】
レーザ照射装置２５０は、内部にガルバノミラーを備えており、太陽電池セル２００の面内でレーザ光線２５２の照射位置を自由に走査できるようになっている。接触判定時には、接触判定部２３２の指令によって、低エネルギーのレーザ光２５２をガルバノミラーを用いてインタコネクタ２０２の接合予定部位２０２Ａ〜２０２Ｄに向けて順次照射する。このときのエネルギーでは、はんだバルク２０３Ａ〜２０３Ｄは、インタコネクタ２０２の加熱された接合予定部位２０２Ａ〜２０２Ｄに接触していたとしても溶融しない。
【００６３】
温度測定器２４０は熱電対２４２Ａ〜２４２Ｄを含む。熱電対２４２Ａ〜２４２Ｄは、ステージ２１０に設けられた開口から、太陽電池セル２００の下面で複数のセル電極２０１Ａ〜２０１Ｄの直下の位置にそれぞれ取付けられる。電圧測定回路２４４は、熱電対２４２Ａ〜２４２Ｄに生じる熱起電力を測定して温度に換算する。
【００６４】
接触判定部１３２は、複数の接合予定部位２０２Ａ〜２０２Ｄに向けて順次レーザ光２５２を照射したとき、太陽電池セル２００のうち複数のセル電極２０１Ａ〜２０１Ｄの直下の位置の温度測定結果を温度測定器２４０から順次受ける。そして、接触判定部１３２は、温度測定結果に基づいて、はんだ２０３を介した各セル電極２０１と対応するインタコネクタ２０２の接合予定部位との接触状態の良否を判定する。接触状態が不良と判定されたセル電極２０１については、その場所を特定する情報が記録部２３６によって記録される。
【００６５】
図１０は、熱電対２４２Ａ〜２４２Ｄによる温度測定結果を示す図である。図１０の（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）は、図９における熱電対２４２Ａ，２４２Ｂ，２４２Ｃ，２４２Ｄの温度プロファイルをそれぞれ示す。各セル電極２０１とインタコネクタ２０２との接触状態によりレーザ光照射時（時刻ｔ１〜時刻ｔ２）における温度上昇は異なる。図（Ａ），（Ｃ），（Ｄ）に対応する接合箇所では、インタコネクタ２０２とはんだバルク２０３Ａ，２０３Ｃ，２０３Ｄとが接触しているので、レーザ光を照射開始後の時刻ｔ３以降に閾値Ｘ１以上の温度上昇が観測される。
【００６６】
これに対して、図（Ｂ）に対応する接合箇所では、はんだバルク２０３Ｂの高さが低いので、インタコネクタ２０２とセル電極２０１との間に隙間が生じ接触状態が確保されていない。このため、図（Ｂ）には、他の図（Ａ），（Ｃ），（Ｄ）と異なり、閾値Ｘ１以上の温度上昇が見られない。このように、初期温度に比べたセル温度の上昇が所定の閾値Ｘ１以上とならない場合は、接触判定部１３２は接触状態が確保されていないと判定し、記録部２３６は接触状態不良箇所を特定する情報を記録する。実施の形態２では所定の閾値Ｘ１を５℃と設定しており、図（Ｂ）に対応する接合箇所ではこの判定基準を満たさないことから、接触状態不良として判定され、セル電極２０１Ｂを特定する情報が記録される。
【００６７】
図１１は、図９のはんだ接合装置６による接合プロセスを説明するための図である。
図１１を参照して、接合プロセスでは、接合制御部２３４は、レーザ照射装置２５０を用いて高エネルギーのレーザ光２５４をインタコネクタ２０２の接合予定部位２０２Ａ〜２０２Ｄに向けて順次照射する。このときのエネルギーでは、はんだバルク２０３Ａ〜２０３Ｄは、インタコネクタ２０２の接合予定部位２０２Ａ〜２０２Ｄに接触している場合に溶融する。この際、記録部２３６によって記録された情報に基づいて、接合箇所Ａ〜Ｄのうち前述した接触判定プロセスにて接触不良と判定された接合箇所はレーザ照射せず、接触状態が良好となった接合箇所のみに向けてレーザ照射を行なう。レーザ照射された接合箇所では、あらかじめ形成されたはんだバルク２０３が、レーザ光が照射されることによって生じた熱によって溶融し、再度凝固することで、インタコネクタ２０２とセル電極２０１とが接合される。その後、前述した接触判定プロセスにて接触不良と判定された接合箇所に対して、リワークとしてはんだごてやホットエアーなどのレーザ接合以外の手段を用いて個別に接合する。また、接合箇所の接触状態の確保をやり直して再度接触判定することも可能である。このように、接触判定および接合プロセスにより全接合箇所Ａ〜Ｄを確実に接合することが可能となり、太陽電池モジュールの歩留まりを上げることができる。
【００６８】
図１２は、図９のはんだ接合装置６による接触判定およびはんだ接合プロセスの手順を示すフローチャートである。
【００６９】
図９、図１１、図１２を参照して、まず、インタコネクタ２０２と太陽電池セル２００の接触状態を確保する（ステップＳ１）。具体的には、接触状態を確保するために必要な１接合箇所あたりの荷重を検討した結果、平均２５０ｇｆ程度の荷重を加えることで良好な接触状態を得ることができることを確認している。
【００７０】
次に、接合箇所に対して熱エネルギーを投入する直前から太陽電池セル２００もしくはインタコネクタ２０２の温度計測を開始する（ステップＳ２，Ｓ４）。温度計測対象は太陽電池セル２００とインタコネクタ２０２のいずれか一方を測定すればよいが、両方を測定してもよい。
【００７１】
次に、エネルギー投入直前の太陽電池セル２００もしくはインタコネクタ２０２の温度を取得し、初期温度として記録しておく（ステップＳ３，Ｓ５）。
【００７２】
この後、各接合箇所に対してはんだの溶融点以下の熱エネルギーを投入し（ステップＳ６）、エネルギー投入中および直後の太陽電池セル２００もしくはインタコネクタ２０２の温度を取得する（ステップＳ７，Ｓ９）。前述した初期温度の取得、熱エネルギー投入、熱エネルギー投入後の温度計測は全接合箇所に対して順次行なうことが望ましい。
【００７３】
次に、接触判定部２３２は、取得した太陽電池セル２００もしくはインタコネクタ２０２の温度と初期温度との差を所定の閾値Ｘ１，Ｘ２と比較する（ステップＳ８，Ｓ１０）。実施の形態２における判定基準は、太陽電池セル２００の場合に初期温度に比べてＸ１（５℃）以上上昇しているかどうかであり、温度上昇がＸ１（５℃）以上の場合に接触状態が良好と判定する（ステップＳ８でＹＥＳ）。また、インタコネクタ２０２の場合、初期温度に比べてＸ２（５０℃）を超えて上昇していないかどうかであり、上昇温度がＸ２（５０℃）以下の場合に接触状態が良好と判定する（ステップＳ１０でＹＥＳ）。
【００７４】
判定の結果、太陽電池セル２００もしくはインタコネクタ２０２の温度上昇が判定基準を満たす場合は、接触判定部２３２は、インタコネクタ２０２および太陽電池セル２００の接触状態が正常に確保されているものと判定し（ステップＳ８，Ｓ１０でＹＥＳ）、接合制御部２３４は、全接合箇所に対してレーザ光照射を行い、インタコネクタ２０２と太陽電池セル２００の接合を行なう（ステップＳ１１）。
【００７５】
他方、太陽電池セル２００もしくはインタコネクタ２０２の温度上昇が判定基準を満たさない場合は、接触判定部２３２は、インタコネクタ２０２と太陽電池セル２００の接触状態が確保されてないものと判定し（ステップＳ８，Ｓ１０でＮＯ）、記録部２３６は、判定基準を満たさなかった接合箇所を記録する（ステップＳ１２）。この場合、セル電極２０１を特定する情報が記録される。さらに、接合制御部２３４は、不適合箇所以外の接合箇所に対してレーザ照射を行い、インタコネクタ２０２および太陽電池セル２００の接合を行なう（ステップＳ１３）。
【００７６】
不適合箇所として記録された接合箇所は、後からリワークとしてはんだごてやホットエアーなどのレーザ接合以外の手段を用いて個別に接続される（ステップＳ１４）。また、インタコネクタ２０２および太陽電池セル２００の接触状態の確保をやり直して再度フローチャートの最初から接触判定を繰り返し行ってもよい。
【００７７】
このように、一連の接触判定および接合プロセスにより全接合箇所を確実に接合することが可能となり、太陽電池モジュールの歩留まりを上げることができる。また、図１２の手順では、全接合箇所に対して順次接触判定を行った後に、判定基準を満たした接合箇所のみに順次接合処理を行なうことになっているが、接合箇所ごとに接触判定と接合処理とを連続して行なう処理プロセスであっても同様の効果を得ることができる。
【００７８】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものでないと考えられるべきである。この発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】この発明の実施の形態１によるはんだ接合装置１の構成を模式的に示す図である。
【図２】接合部分の接触状態が良好な場合の温度測定器１２０Ａ，１２０Ｂによる測定結果を示す図である。
【図３】図１で接合部分の接触状態が不良の場合の説明図である。
【図４】接合部分の接触状態が不良の場合の温度測定器１２０Ａ，１２０Ｂによる測定結果を示す図である。
【図５】この発明の実施の形態１の変形例によるはんだ接合装置２の構成を模式的に示す図である。
【図６】この発明の実施の形態１の他の変形例によるはんだ接合装置３の構成を模式的に示す図である。
【図７】この発明の実施の形態１のさらに他の変形例によるはんだ接合装置４の構成を模式的に示す図である。
【図８】この発明の実施の形態１のさらに他の変形例によるはんだ接合装置５の構成を模式的に示す図である。
【図９】この発明の実施の形態２によるはんだ接合装置６の構成を模式的に示す図である。
【図１０】熱電対２４２Ａ〜２４２Ｄによる温度測定結果を示す図である。
【図１１】図９のはんだ接合装置６による接合プロセスを説明するための図である。
【図１２】図９のはんだ接合装置６による接触判定およびはんだ接合プロセスの手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８０】
１〜６  接合装置、１００  太陽電池セル、１０１  セル電極、１０２  インタコネクタ、１０３  はんだ、１１０  ステージ、１１０Ａ  開口部、１１２  ステージ、１２０，１２０Ａ，１２０Ｂ  非接触型の温度測定器、１３０  制御用コンピュータ、１３２  接触判定部、１３４  接合制御部、１４０，１４０Ａ，１４０Ｂ  接触型の温度測定器、１４２Ａ，１４２Ｂ  熱電対、１５０  レーザ照射装置、１６０  加熱器（はんだごて）、２００  太陽電池セル、２０１Ａ〜２０１Ｄ  セル電極、２０２  インタコネクタ、２０３Ａ〜２０３Ｄ  はんだバルク、２１０  ステージ、２１０Ａ  開口部、２３０  制御用コンピュータ、２３２  接触判定部、２３４  接合制御部、２３６  記録部、２４０  接触型の温度測定器、２４２Ａ  熱電対、２５０  レーザ照射装置、２５２  レーザ光（低エネルギー）、２５４  レーザ光（高エネルギー）、Ｘ１，Ｘ２  閾値。
【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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【図１１】
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【図１２】
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