(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半田接合部が形成される半田接合部被形成体に搭載されている半田ボールを加熱し溶融させる加熱手段と、
前記加熱手段により加熱を行う前に、前記半田ボールの溶融温度よりも低く、かつ、前記半田接合部被形成体の温度よりも高い温度で前記半田接合部被形成体を加熱する予熱手段と、
前記加熱手段により前記半田ボールが溶融された後、溶融された半田を冷却する冷却手段と、
前記加熱手段により前記半田接合部被形成体を加熱する際に、前記半田接合部被形成体に対して超音波振動を印加する超音波振動印加手段と、
前記予熱手段による予熱時および前記加熱手段による加熱時において、前記半田接合部被形成体の雰囲気を非酸化性雰囲気とすることができる酸化防止手段と、
前記半田接合部被形成体を、前記予熱手段により形成される予熱領域、前記加熱手段により形成される加熱領域、前記冷却手段により形成される冷却領域の順で搬送する搬送手段と、
を備え、
前記超音波振動印加手段は、
前記半田接合部被形成体が載置され前記超音波振動を印加することができる載置面を有し、
前記載置面は、前記半田接合部被形成体の全体を、前記載置面の内側に配置することができる形状であり、
前記載置面は、前記加熱手段により加熱され、
前記搬送手段は、前記半田接合部被形成体を、上下方向に移動する上下移動手段と、水平方向に移動する水平移動手段とを有し、
前記上下移動手段は、ボールねじ機構により、前記半田接合部被形成体の上下方向への移動を行い、
前記加熱領域に搬送された前記半田接合部被形成体は、前記上下移動手段により前記載置面に載置される、
ことを特徴とするリフロー半田付け装置。
【請求項２】
請求項１に記載のリフロー半田付け装置において、
前記載置面には、該載置面に沿って溝が形成され、
前記載置面に前記半田接合部被形成体が載置された状態で、前記溝内を吸気することができる吸気手段を備えている、
ことを特徴とするリフロー半田付け装置。
【請求項３】
請求項２に記載のリフロー半田付け装置において、
前記溝は、前記載置面に前記半田接合部被形成体が載置されたときに、前記半田接合部被形成体の半田ボールが搭載される位置と重ならない位置に配置されている、
ことを特徴とするリフロー半田付け装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リフロー半田付け装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子部品が実装される配線基板や半導体ウエハ等に代表される半田接合部被形成体に半田接合部を形成する場合に、リフロー半田付け装置が用いられることがある。リフロー半田付け装置を用いた半田接合部の形成は、たとえば、次のようにして行われる。
【０００３】
先ず、半田ボール搭載装置等を用い、半田接合部被形成体の所定位置に、予め、半田ボールを搭載する。そして、半田ボールが搭載されている半田接合部被形成体をリフロー半田付け装置のリフロー炉内に収容する。次いで、半田ボールが搭載された半田接合部被形成体をリフロー炉内で加熱し半田ボールを溶融させる。その後、溶融した半田を冷却させ硬化させることで半田接合部が形成される。
【０００４】
かかるリフロー半田付け装置の中には、特許文献１，２に開示されているように、半田を溶融させるのに併せて半田接合部被形成体に超音波振動を印加する構成を有するものがある。溶融している半田に超音波振動を印加することで、半田の半田接合部被形成体への接合をより確実に行うことができる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−９４３７０号公報
【特許文献２】特開２００５−２９４３９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、半田接合部被形成体を加熱する際に、半田接合部被形成体に温度斑が発生すると、半田接合部被形成体が湾曲してしまう虞がある。また、半田付け処理に当たっては、量産性向上等の点から、半田付け処理時間の一層の短縮化が望まれている。
【０００７】
そこで、本発明は、半田の溶融に併せて半田接合部被形成体に超音波振動を印加する構成を有するリフロー半田付け装置において、半田接合部被形成体が加熱される際に発生することがある半田接合部被形成体の湾曲の防止と、半田付け処理時間の短縮化を図ることができるリフロー半田付け装置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】
上述の課題を解決するため、本発明のリフロー半田付け装置は、半田接合部が形成される半田接合部被形成体に搭載されている半田ボールを加熱し溶融させる加熱手段と、加熱手段により加熱を行う前に、半田ボールの溶融温度よりも低く、かつ、半田接合部被形成体の温度よりも高い温度で半田接合部被形成体を加熱する予熱手段と、加熱手段により半田ボールが溶融された後、溶融された半田を冷却する冷却手段と、加熱手段により半田接合部被形成体を加熱する際に、半田接合部被形成体に対して超音波振動を印加する超音波振動印加手段と、予熱手段による予熱時および加熱手段による加熱時において、半田接合部被形成体の雰囲気を非酸化性雰囲気とすることができる酸化防止手段と、半田接合部被形成体を、予熱手段により形成される予熱領域、加熱手段により形成される加熱領域、冷却手段により形成される冷却領域の順で搬送する搬送手段とを備えることとする。
【０００９】
上述の発明に加えて、超音波振動印加手段は、半田接合部被形成体が載置され超音波振動を印加することができる載置面を有し、載置面は、半田接合部被形成体の全体を、載置面の内側に配置することができる形状とすることが好ましい。
【００１０】
上述の発明に加えて、載置面には、該載置面に沿って溝が形成され、載置面に半田接合部被形成体が載置された状態で、溝内を吸気することができる吸気手段を備えていることが好ましい。
【００１１】
上述の発明に加えて、溝は、載置面に半田接合部被形成体が載置されたときに、半田接合部被形成体の半田ボールが搭載される位置と重ならない位置に配置されていることが好ましい。
【００１２】
上述の発明に加えて、載置面は、加熱手段により加熱され、搬送手段は、半田接合部被形成体を、上下方向に移動する上下移動手段と、水平方向に移動する水平移動手段とを有し、上下移動手段は、ボールねじ機構により、半田接合部被形成体の上下方向への移動を行い、加熱領域に搬送された半田接合部被形成体は、ボールねじ機構を備える上下移動手段により載置面に載置されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、半田接合部被形成体が加熱される際に発生することがある半田接合部被形成体の湾曲の防止と、半田付け処理時間の短縮化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
（リフロー半田付け装置１の全体構成）
図１から図４を参照しながら、リフロー半田付け装置（以下、本装置と記載する。）１の全体構成を説明する。以下の説明において、図中、矢印Ｘ１−Ｘ２方向を左方（左側）−右方（右側）、矢印Ｙ１−Ｙ２方向を前方（前側）−後方（後側）、矢印Ｚ１−Ｚ２方向を上方（上側）−下方（下側）として説明を行う。
【００１５】
図１および図２は、本装置１の外観を示す図であり、図１は、本装置１を前方からみた図であり、図２は、本装置１を右方から見た図である。また、図３は、本装置１の内部構成を前方（図２におけるＡ−Ａ方向）から見た図であり、図４は、本装置１の内部構成を右方（図１おけるＢ−Ｂ方向）から見た図である。なお、図３、図４は、本装置１の構成を判り易く説明するため、図１，２に示す本装置１の構成を一部透視した状態で示す図であり、一定の断面の構成を示すものではない。
【００１６】
本装置１は、半田接合部被形成体としてのプリント配線基板（以下、単に基板と記載する。）Ｐ（図１０〜図２４、図２７参照）に対してリフロー半田付けを行うものである。つまり、本装置１は、電極部（ランド部）に予め半田ボールが搭載されている基板Ｐに対して半田付け処理を行うことで、電極部に半田接合部を形成することができる。なお、電極部への半田ボールの搭載は、たとえば、半田ボール搭載装置により行うことができる。半田ボール搭載装置は、本装置１とは別に設けられるものであり、不図示とされている。
【００１７】
本装置１は、架体２と、予熱機構３と加熱機構４と冷却機構５等を有するリフロー炉６と、超音波振動印加機構７と、搬送機構８とを有する。なお、本装置１は、制御部９により、リフロー炉６、超音波振動印加機構７、搬送機構８等の各機構部が所定の動作を行うことができるように構成されている。制御部９は、ＣＰＵやメモリ等を有し、リフロー炉６等に設けられるセンサ等から得られる諸情報とプログラムに基づいて、各機構部の動作を制御することができるように構成されている。リフロー炉６、超音波振動印加機構７、および搬送機構８は、架体２に対して取り付けられている。
【００１８】
本装置１は、基板Ｐを、リフロー炉６の左側の外側において搬送機構８に搭載することができるように構成れている。また、本装置１は、搬送機構８に搭載された基板Ｐ（（図１０〜図２４参照）を、予熱機構３、加熱機構４、そして冷却機構５の順に搬送することができるように構成されている。つまり、基板Ｐは、予熱機構３において予熱された後、加熱機構４に搬送される。加熱機構４において、基板Ｐに搭載されている半田ボールＨＢ（図２７（Ｂ）（Ｃ）参照）が溶融される。そして、半田が溶融した状態の基板Ｐは、冷却機構５に搬送される。冷却機構５において、溶融した半田の冷却が行われ、半田が硬化され、半田付け処理が完了する。冷却機構５は、溶融した半田の冷却を促すことができるように構成されている。
【００１９】
加熱機構４は、図３，４に示すように、基板Ｐが載置されると共に載置された基板Ｐに超音波振動を与える超音波振動印加機構７を構成するホーン１０と、このホーン１０を加熱するヒータ１１とを有している。ヒータ１１により加熱されたホーン１０に基板Ｐが載置され、基板Ｐがホーン１０の熱により加熱されると、基板Ｐに搭載されている半田ボールＨＢが溶融される。加熱されたホーン１０に載置された直後の基板Ｐは、基板Ｐの下側面（ホーン１０側の面すなわちホーン１０に接触する側の面）が、この面と反対側の上側面に比べて高温になり、該両面には温度差が発生する。この温度差は、基板Ｐがホーン１０に載置された後の時間の経過と共に小さくなるが、ホーン１０に載置された直後の該両面に発生する温度差が大きい場合には、基板Ｐが湾曲してしまう虞がある。しかしながら、予熱機構３により、基板Ｐを予熱し、基板Ｐの温度を上げておくことで、基板Ｐがホーン１０に載置された直後の該両面の温度差を少なくすることができる。これにより、ホーン１０に基板Ｐが載置されたときの基板Ｐの湾曲の発生を抑えることができる。
【００２０】
また、基板Ｐがホーン１０に載置される前に、予熱機構３により基板Ｐを予熱することで、基板Ｐに設けられているフラックス塗付部Ｐａ（図２７参照）のフラックスを活性させることができる。加熱機構４により半田ボールＨＢを溶融するのに先立ち、フラックス塗付部Ｐａのフラックスを予め活性化させておくことで、半田ボールＨＢが溶融する際の半田の酸化を効果的に抑制することができる。
【００２１】
超音波振動印加機構７は、基板Ｐに対し超音波を印加する機能を有し、超音波振動子１２とホーン１０とを有する。本装置１は、加熱されたホーン１０に基板Ｐが載置される構成とされている。したがって、半田が溶融している状態の基板Ｐに対して、超音波振動を印加することができる。
【００２２】
搬送機構８は、基板Ｐが載置される２本の杆体１３，１３と、この杆体１３，１３を上下方向に移動させる上下移動機構１４と、杆体１３，１３を水平方向（本実施の形態では左右方向）に移動させる水平移動機構１５と（図１，３参照）を備える。搬送機構８は、上下移動機構１４と水平移動機構１５とにより、杆体１３，１３を上下方向および左方右方向に移動させることで、基板Ｐを、リフロー炉６の外側からリフロー炉６内に収容し、予熱機構３、加熱機構４、冷却機構５の順に搬送し、そして、リフロー炉６の外側に搬出させることができる。
【００２３】
（基板Ｐの構成）
図２７の上段（Ａ）から図２７の下段（Ｃ）を参照しながら、基板Ｐの構成について説明する。図２７（Ａ）は、半田ボールＨＢ（図２７（Ｂ）（Ｃ）参照）が搭載された状態の基板Ｐを実装面側から見た平面図である。図２７の中段（Ｂ）は、図２７（Ａ）のＡ部分の拡大図である。図２７の下段（Ｃ）は、図２７（Ｂ）に示す切断線Ｃ−Ｃにおける断面の概略の構成を示す断面図である。
【００２４】
基板Ｐは、たとえば、ポリイミド等から形成され、フレキシブルな性状（可撓性）を有するフィルム基板として構成されている。なお、基板Ｐは、ガラスエボキシ樹脂等から形成され、柔軟性の少ない板状に形成されるリジッド基板としても構成することができる。図２７（Ｃ）に示すように、基板Ｐ上には、電極部Ｐｂが形成され、この電極部Ｐｂに重ねてフラックス塗付部Ｐａが形成されている。そして、このフラックス塗付部Ｐａに半田ボールＨＢが搭載されている。
【００２５】
フラックス塗付部Ｐａの形成は、図示を省略する周知のフラックス塗付装置等を用いて行うことができる。フラックス塗付装置としては、たとえば、特開２００９−７１３３２号に開示される構成のものを使用することができる。また、半田ボールＨＢの搭載は、周知の半田ボール搭載装置を用いて行うことができる。半田ボール搭載装置としては、たとえば、特開２００９−７１３３２号に開示される構成のものを使用することができる。フラックス塗付部Ｐａが形成された基板Ｐに、半田ボール搭載装置を用いて、フラックス塗付部Ｐａの位置に合わせて半田ボールＨＢの搭載が行われる。
【００２６】
基板Ｐには、スリットＰｃが３箇所に形成されている。かかるスリットＰｃが形成されることで、基板Ｐが、予熱機構３および加熱機構４において、加熱された際に発生する虞がある湾曲の発生を抑えることができる。
【００２７】
（架体２の構成）
架体２は、底板１６と、支柱１７と、天板１８とを有する。底板１６は、平面視において略矩形を呈し、底板１６の四隅にはそれぞれ支柱１７が立設されている。そして、支柱１７の上端部には、天板１８が支持されている。底板１６の上面には、固定板１９が配置されている。固定板１９は底板１６に対して固定された状態で備えられている。そして、固定板１９に対して、超音波振動印加機構７および搬送機構８が固定された状態で取り付けられている。そして、天板１８の上面には、リフロー炉６が取り付けられている。
【００２８】
（リフロー炉６の構成）
（筐体２０の構成）
リフロー炉６は、筐体２０を有し、筐体２０内に予熱機構３、加熱機構４および冷却機構５が配置されている。筐体２０は、下側筐体２１と、下側筐体２１の上部に形成される開口部２２（図５，図７参照）を開閉することができる蓋体２３とを有している。蓋体２３は、下側筐体２１の後側に設けられる蝶番機構２４により回動可能に支持されている。蝶番機構２４の回動軸は左右方向に配置され、蓋体２３は、該回動軸の周りに、図中矢印Ｒ（図２参照）で示すように前後方向に回動することができる。
【００２９】
図５は、蓋体２３が後方に向けて回動され、下側筐体２１が開放状態とされている状態を示すものである。図５の左欄（Ａ）は、本装置１を右方から見た図であり、図５の右欄（Ｂ）は、本装置１を左方から見た図である。なお、筐体２０は、下側筐体２１が不図示のねじ等の固定手段により天板１８に対して固定された状態で取り付けられている。
【００３０】
蓋体２３の内側には、仕切板２６、２７と、ヒータ２８，２９と、酸化防止手段としての窒素ガス噴出部３０，３１，３２とが備えられている。仕切板２６は、上板２６Ａと、左右の側板２６Ｂ，２６Ｂとを有し、前後方向、および下方については開放されている。仕切板２７も、仕切板２６と同様の構成であり、上板２７Ａと左右の側板２７Ｂ，２７Ｂとを有している。仕切板２６、２７は、蓋体２３の上底部３３に対して吊下げ杆３４を介して支持されている。
【００３１】
ヒータ２８および窒素ガス噴出部３０は、仕切板２６の内側に配置され、仕切板２６に対して不図示の取り付け具により取り付けられている。窒素ガス噴出部３０は、ヒータ２８よりも上板２６Ａ側に配置されている。ヒータ２９および窒素ガス噴出部３１も、仕切板２７の内側に配置され、不図示の取り付け具により仕切板２７に対して取り付けられている。窒素ガス噴出部３１は、ヒータ２９よりも上板２７Ａ側に配置されている。また、窒素ガス噴出部３２は、吊下げ杆３５により蓋体２３に対して取り付けられている。
【００３２】
下側筐体２１の内側には、予熱台３６と、ホーン１０と、冷却台３７とが配置されている。図３に示すように、予熱台３６とホーン１０との左右方向における中心間隔Ｓ１と、ホーン１０と冷却台３７との左右方向における中心間隔Ｓ２とは同一とされている。図３，４に示すように、蓋体２３が下側筐体２１の開口部２２を閉鎖した状態で、仕切板２６の下方に予熱台３６が配置され、また、仕切板２７の下方にホーン１０が配置され、さらに、窒素ガス噴出部３２の下側に冷却台３７が配置されるように、仕切板２６、２７，窒素ガス噴出部３２、予熱台３６、ホーン１０、冷却台３７等は配置されている。
【００３３】
予熱台３６と冷却台３７は、下側筐体２１の底板３８に取り付けられている。ホーン１０は、底板３８の略中央に形成されるホーン配置孔３９内に、上下方向に挿通するように配置されている。ホーン配置孔３９は、孔の内周縁とホーン１０との間に、僅かな隙間が形成される大きさと形状に形成されている。したがって、ホーン１０は、超音波振動子１２の振動を受けて振動する際に、筐体２０に接触することなく振動することができる。
【００３４】
筐体２０は、図６に示すように、蓋体２３が閉じられた状態で、左右の側面に開口部４０Ｌと開口部４０Ｒとが形成されるように構成されている。そして、筐体２０は、開口部４０Ｌ，４０Ｒを、シャッタ４１Ｌ，４１Ｒにより開閉することができるように構成されている。図６の上段（Ａ）は、蓋体２３が閉じられた状態の本装置１を右方から見た図であり、開口部４０Ｌが開口されている状態を示す。図６の下段（Ｂ）は、蓋体２３が閉じられた状態の本装置１を左方から見た図であり、開口部４０Ｒが開口されている状態を示す。
【００３５】
図５および図６に示すように、下側筐体２０の縁部２１Ａの左右の辺部には、下方に凹む凹部２１Ｌ，２１Ｒが形成されている。蓋体２３が閉められた状態で、凹部２１Ｌ，２１Ｒと蓋体２３の縁部２３Ａとに囲まれた開口部４０Ｌ，４０Ｒが形成される。蓋体２３の縁部２３Ａと下側筐体２０の縁部２１Ａとは、開口部４０Ｌ，４０Ｒ以外の部分においては、互いに当接し、筐体２０の外部と内部とで気体が行き来することができないように構成されている。
【００３６】
シャッタ４１Ｌ，４１Ｒは、蓋体２３の側面に設けられるガイド部４２により、上下方向にのみ移動可能に支持されている。蓋体２３には、シャッタ４１Ｌ，４１Ｒを移動させるためのシャッタ駆動手段としてのエアーシリンダ４３が、各シャッタ４１Ｌ，４１Ｒ毎に備えられている。シャッタ４１Ｌ，４１Ｒは、エアーシリンダ４３による駆動力により、ガイド部４２に沿って上下方向に移動することができる。
【００３７】
下側筐体２０の底板３８には、図示を省略する連通路を介してダクト部６２に連通する複数の孔４４（図７参照）が形成されている。窒素ガス噴出部３０，３１，３２から筐体２０内に噴出された窒素ガスは、孔４４からダクト部６２を介して本装置１の外部に排出される。
【００３８】
（予熱機構３の構成）
図３および図７を参照して、予熱機構３の構成について説明する。図７は、下側筐体２０の内部を上方から見た図であり、予熱機構３、加熱機構４、冷却機構５のうち、下側筐体２０の内部に配置される部分の構成を上方から見た構成が示されている。
【００３９】
予熱機構３は、ヒータ２８と、予熱台３６と、窒素ガス噴出部３０等を有する。ヒータ２８は、中波長の赤外線ヒータである。予熱台３６は、たとえば、アルミ材から形成される塊体であり略直方体を呈し、内部にヒータ４５が挿入されている。ヒータ４５は、たとえば、シースヒータを用いることができる。
【００４０】
予熱台３６は、基板Ｐを載置することができる載置面４６を有する。載置面４６は、予熱台３６の上面に形成され、基板Ｐの全体を載置面４６の内側に配置することができる面積と形状とされている。本実施の形態では、図７，２７に示すように、基板Ｐおよび載置面４６は矩形を呈し、基板の縦方向（長手方向）の長さＴ１に対して載置面４６の前後方向の長さＴ２は、Ｔ２＞Ｔ１とされている。また、基板の横方向（短手方向）の長さＬ１に対して載置面４６の左右方向の長さＬ２は、Ｌ２＞Ｌ１とされている。つまり、載置面４６は、基板Ｐの全体を載置面４６の内側に配置することができる面積と形状とされている。
【００４１】
載置面４６には、後述するように、杆体１３，１３が入り込むことができる２本の溝４６Ａ，４６Ａが形成されている。溝４６Ａ，４６Ａは、予熱台３６の左右の側面に貫通している。溝４６Ａ，４６Ａは、互いに平行に前後に並設されている。溝４６Ａ，４６Ａの前後方向の幅４６Ｗ（図７参照）は、杆体１３，１３の前後方向の幅１３Ｗよりも大きく、また、溝４６Ａ，４６Ａの深さ４６Ｄ（図３参照）は、杆体１３，１３の上下方向の幅１３Ｈよりも大きい。したがって、溝４６Ａ，４６Ａは、杆体１３，１３を、溝４６Ａ，４６Ａの内側面に接触することのないように、かつ、載置面４６から杆体１３，１３が突出しないように、溝４６Ａ，４６Ａ内を通すことができる。
【００４２】
窒素ガス噴出部３０は、図示外の窒素ガスタンクに接続されていて、図示外のコンプレッサー等の供給装置により、窒素ガスの供給を受ける。そして、蓋体２３が閉じられた状態において、窒素ガス噴出部３０は、予熱台３６に向けて窒素ガスを噴射することができるように構成されている。
【００４３】
（加熱機構４の構成）
図３，４，７に示すように、加熱機構４は、ヒータ２９と、ホーン１０と、ヒータ１１と、窒素ガス噴出部３１等を有する。ヒータ２９は、中波長の赤外線ヒータである。ホーン１０は、たとえば、鋼材から形成される塊体であり略直方体を呈している。ホーン１０には、超音波振動子１２が接続されている。
【００４４】
超音波振動子１２は、振動の伝播方向に振動方向が設定される縦振動型の振動子である。ホーン１０は、共鳴体として機能し、超音波振動子１２から発振される超音波振動を増幅し載置面４７に伝播する機能を有する。また、ホーン１０は、載置面４７において、超音波振動子１２から発振され伝播される振動の振幅が最大となるように形成されている。
【００４５】
ホーン１０の内部には、ヒータ１１が挿入されている。ヒータ１１は、たとえば、シースヒータを用いることができる。ホーン１０は、基板Ｐを載置することができる載置面４７を有する。載置面４７は、ホーン１０の上面に形成され、基板Ｐの全体を載置面４７の内側に配置することができる面積と形状とされている。
【００４６】
本実施の形態では、図７，２７に示すように、載置面４７は基板Ｐと同様に矩形を呈し、基板の縦方向（長手方向）の長さＴ１に対して載置面４７の前後方向の長さＴ３は、Ｔ３＞Ｔ１とされている。また、基板Ｐの横方向（短手方向）の長さＬ１に対して載置面４７の左右方向の長さＬ３は、Ｌ３＞Ｌ１とされている。つまり、載置面４７は、基板Ｐの全体を載置面４７の内側に配置することができる面積と形状とされている。
【００４７】
載置面４７には、予熱台３６と同様に、後述する杆体１３，１３が入り込むことができる２本の溝４７Ａ，４７Ａが形成されている。溝４７Ａ，４７Ａは、ホーン１０の左右の側面に貫通している。溝４７Ａ，４７Ａは、互いに平行に前後に並設されている。溝４７Ａ，４７Ａの前後方向の幅４７Ｗは、杆体１３，１３の前後方向の幅１３Ｗ（図７参照）よりも大きく、また、溝４７Ａ，４７Ａの深さ４７Ｄは、杆体１３，１３の上下方向の幅１３Ｈ（図３参照）よりも大きい。したがって、溝４７Ａ，４７Ａは、杆体１３，１３を、溝４７Ａ，４７Ａの内側面に接触することのないように、かつ、載置面４７から杆体１３，１３が突出しないように、溝４７Ａ，４７Ａを通すことができる。
【００４８】
また、図７に示すように、載置面４７には、縦横に格子状に形成される溝４７Ｂが形成されている。溝４７Ｂは、ホーン１０の内部に形成される気体流路を介して吸気手段としての吸引ポンプ等の吸気装置４８に接続されている。つまり、吸気装置４８を吸引駆動させることで、載置面４７から溝４７Ｂに向けて吸引力を発生させることができる。
【００４９】
窒素ガス噴出部３１は、図示外の窒素ガスタンクに接続されていて、図示外のコンプレッサー等の供給装置により、窒素ガスの供給を受ける。そして、蓋体２３が閉じられた状態において、窒素ガス噴出部３１は、ホーン１０に向けて窒素ガスを噴射することができるように構成されている。
【００５０】
（冷却機構５の構成）
冷却機構５は、図３および図７に示すように、冷却台３７と、窒素ガス噴出部３２等を有する。予熱台３６は、たとえば、アルミ材から形成される塊体であり略直方体を呈している。冷却台３７は、基板Ｐを載置することができる載置面４９を有する。載置面４９は、冷却台３７の上面に形成され、基板Ｐの全体を載置面４９の内側に配置することができる面積と形状とされている。
【００５１】
本実施の形態では、図７，２７に示すように、載置面４９は基板Ｐと同様に矩形を呈し、基板の縦方向（長手方向）の長さＴ１に対して載置面４９の前後方向の長さＴ４は、Ｔ４＞Ｔ１とされている。また、基板Ｐの横方向（短手方向）の長さＬ１に対して載置面４９の左右方向の長さＬ４は、Ｌ４＞Ｌ１とされている。したがって、載置面４９は、基板Ｐの全体を載置面４９の内側に配置することができる面積と形状とされている。
【００５２】
載置面４９には、後述する杆体１３，１３が入り込むことができる２本の溝４９Ａ，４９Ａが形成されている。溝４９Ａ，４９Ａは、冷却台３７の左右の側面に貫通している。溝４９Ａ，４９Ａは、互いに平行に前後に並設されている。溝４９Ａ，４９Ａの前後方向の幅４９Ｗは、杆体１３，１３の前後方向の幅１３Ｗ（図７参照）よりも大きく、また、溝４９Ａ，４９Ａの深さ４９Ｄは、杆体１３，１３の上下方向の幅１３Ｈ（図３参照）よりも大きい。したがって、溝４９Ａ，４９Ａは、杆体１３，１３を、溝４９Ａ，４９Ａの内側面に接触することのないように、かつ、載置面４９から杆体１３，１３が突出しないように、溝４９Ａ，４９Ａ内を通すことができる。
【００５３】
前後の溝４６Ａ，４６Ａの中心間隔４６Ｓ（図７参照）と、前後の溝４７Ａ，４７Ａの中心間隔４７Ｓ（図７参照）と、前後の溝４９Ａ，４９Ａの中心間隔４９Ｓ（図７参照）とは同一に形成されている。また、溝４６Ａ，４６Ａと、溝４７Ａ，４７Ａと、溝４９Ａ，４９Ａとは、左右方向に同一直線状に配置されている。したがって、前側に配置される杆体１３は、前側に配置される溝４６Ａ，４７Ａ，４９Ａ内に入り込むことができ、後側に配置される杆体１３は、後側に配置される溝４６Ａ，４７Ａ，４９Ａ内に入り込むことができる。
【００５４】
窒素ガス噴出部３２は、図示外の窒素ガスタンクに接続されていて、図示外のコンプレッサー等の供給装置により、窒素ガスの供給を受ける。そして、蓋体２３が閉じられた状態において、窒素ガス噴出部３２は、冷却台３７に向けて窒素ガスを噴射することができるように構成されている。
【００５５】
（超音波振動印加機構７）
超音波振動印加機構７は、超音波振動子１２とホーン１０とを有する。超音波振動子１２は、固定板１９に取り付けれている。ホーン１０は、超音波振動子１２に接続されている。超音波振動子１２は、たとえば、５ＫＨｚから６０ＫＨｚの周波数の振動を発振することができるものである。また、超音波振動子１２により振動されるホーン１０の載置面４７における振幅は０．２μｍから５μｍとすることができる。振動周波数や振幅は、接合される半田の量、加熱温度、半田接合部への印加時間等に応じて、適宜に設定される。超音波振動子１２から発振される振動は、共鳴体としての機能を有するホーン１０により増幅されながら載置面４７に伝播される。なお、本装置１では、超音波振動子１２により振動されるホーン１０の載置面４７における振幅は、３μｍとされている。５μｍを超える振幅を超音波振動子１２により得ることは、振動子の構造上難しく、また、振幅を０．２μｍ未満とすると、後述する半田の濡れ性の向上が得難くなる。振幅を、３μｍとすることで、超音波振動子１２の構造を現実的なものとすることができると共に、半田の濡れ性を十分に確保することができる。
【００５６】
本装置１においては、超音波振動子１２は、ホーン１０を上下方向に振動させる振動を発振するものである。すなわち、超音波振動子１２は縦振動を発振することができる振動子である。超音波振動子１２から発振された振動は、ホーン１０を伝播し載置面４７に伝播する。したがって、載置面４７に載置されている基板Ｐに超音波振動が印加される。なお、ホーン１０は、載置面４７において、超音波振動子１２から発振される振動の振幅が最大となるように形成されている。ホーン１０には、振動の増幅や伝播方向を調整するための孔１０Ａが形成されている。孔１０Ａの形状・大きさ、形成位置を適切に設定することで、振動の増幅や伝播方向を調整することができる。
【００５７】
（搬送機構８）
搬送機構８は、基板Ｐを載置するための２本の杆体１３，１３と、杆体１３，１３を上下方向に移動させる上下移動機構１４と、杆体１３，１３を水平方向に移動させる水平移動機構１５と（図１，３参照）を備える。上下移動機構１４は、杆体１３，１３を図８に実線で示す下方位置Ｚａと点線で示す上方位置Ｚｂとに移動することができる。また、水平移動機構１５は、杆体１３，１３を図８に実戦で示す左方位置Ｘａと点線で示す右方位置Ｘｂとに移動することができる。杆体１３，１３は、前後方向に互いに平行に配置されている。
【００５８】
（上下移動機構１４）
上下移動機構１４は、上下駆動機構５０と、支持板５１と、４つのスライダ５２，５２，５２，５２とを有する。支持板５１は、上方から見た形状が矩形を呈し、この支持板５１の上面には、水平移動機構１５が載置されている。
【００５９】
（上下駆動機構５０）
上下駆動機構５０は、図示を省略するモータおよびボールねじ機構を有している。ボールねじ機構は、周知な構成のものを用いることができる。つまり、回転軸を上下方向に向けて配置されるねじ軸と、このねじ軸にベアリングボールを介してねじ結合するナット部とを有し、ナット部が支持板５１に対して固定される構成を有する。したがって、モータによりねじ軸を回転することで、ボールねじ機構を介して支持板５１を上下に昇降させることができる。
【００６０】
固定板１９と支持板５１との間には、４つのスライダ５２，５２，５２，５２が配置されている。スライダ５２，５２，５２，５２は、支持板５１の前後左右の４か所に配置されている。このスライダ５２，５２，５２，５２は、支持板５１を上下方向にのみ移動可能にガイドする。上下駆動機構５０による支持板５１の昇降移動をスライダ５２，５２，５２，５２によりガイドさせることで、支持板５１は水平状態を保ちながら上下に移動することができる。なお、支持板５１の略中央には、超音波振動子１２が通される超音波振動子配置孔５１Ａが形成されている。支持板５１と超音波振動子１２とが接触しないように、超音波振動子配置孔５１Ａの内周縁と超音波振動子１２との間には、隙間が形成されている。
【００６１】
（水平移動機構１５）
水平移動機構１５は、杆体１３，１３が支持される移動枠５３と、エアーシリンダ５４と、２本の杆体１３，１３を移動枠５３に対して支持する４本の支持柱５５，５５，５５，５５とを有している。移動枠５３は、図９に示すように、前後に配置される枠辺５３Ａ，５３Ａと、左右に配置される枠辺５３Ｂ，５３Ｂとを有する。枠辺５３Ａと枠辺５３Ａは互いに平行に配置され、また、枠辺５３Ｂと枠辺５３Ｂとも互いに平行に配置されている。すなわち、移動枠５３は矩形を呈している。
【００６２】
支持板５１の上面には、前後に平行に配置されると共に、左右方向に延びる２本のガイドレール５６，５６（図１，２参照）が設けられている。移動枠５３は、ガイドレール５６，５６上に配置されている。移動枠５３の枠辺５３Ａ，５３Ａには、ガイドレール５６，５６に対して移動枠５３をガイドさせるガイド受け部５７が設けられている。ガイド受け部５７は、前側の枠辺５３Ａの左右の２か所と、後側の枠辺５３Ａの左右の２か所に設けられている。移動枠５３は、ガイド受け部５７がガイドレール５６，５６のガイドを受けて左右方向に移動可能とされている。
【００６３】
エアーシリンダ５４は、支持板５１の上面であって、移動枠５３の左側に備えられている。エアーシリンダ５４は、可動部５４Ａを左右方向に進退させることができる構造を有する。移動枠５３は、エアーシリンダの可動部５４Ａに連結されている。したがって、エアーシリンダ５４の駆動により、移動枠５３は左右方向に移動することができる。
【００６４】
図３，４，９に示されるように、枠辺５３Ｂ，５３Ｂには、それぞれ前後に２本ずつ支持柱５５が立設されている。支持柱５５，５５，５５，５５は、左右一対として構成されている。そして、対となる左右２本の支持柱５５，５５の上端には、各対毎に杆体１３が渡されている。２本の杆体１３，１３は、支持板５１からの高さが同一であり、前後方向に平行な配置とされている。前後に配置される杆体１３，１３の前後方向の中心間隔１３Ｓ（図７，図９参照）は、基板Ｐの前後の幅Ｔ１（図２７参照）よりも狭く設定されている。したがって、前後に配置される杆体１３，１３の上縁１３Ａに、基板Ｐを前後方向に渡して載置することができる。
【００６５】
杆体１３，１３の上縁１３Ａには、それぞれ下方に凹む４つの凹部１３Ｂが形成されている。各凹部１３Ｂは、互いに同一形状である。また、左右方向に隣接する凹部１３Ｂの中心間隔Ｓ３（図９参照）は、予熱台３６とホーン１０との中心間隔Ｓ１（図３参照）およびホーン１０と冷却台３７との中心間隔Ｓ２（図３参照）と同一に設定されている。また、前側の杆体１３に形成される凹部１３Ｂと、後側の杆体１３に形成される凹部１３Ｂとは、左右方向において同一の位置に形成されている。また、凹部１３Ｂの左右方向の幅１３Ｌ（図９参照）は、基板Ｐの左右方向の幅Ｌ１よりも若干大きく形成されている。したがって、基板Ｐを杆体１３，１３に載置する際に、凹部１３Ｂにより、左右方向について位置決めすることができる。なお、説明のため、凹部１３Ｂを左側から順に、凹部１３Ｂａ、１３Ｂｂ，１３Ｂｃ，１３Ｂｄとして以下の説明を行う。
【００６６】
上述のように構成される搬送機構８においては、上下駆動機構５０を駆動し支持板５１を上下方向に昇降させることで、杆体１３，１３を上下方向に昇降させることができる。また、水平移動機構１５を駆動し移動枠５３を左右方向に移動させることで、杆体１３，１３を左右方向に移動させることができる。
【００６７】
なお、杆体１３と杆体１３との中心間隔１３Ｓ（図７参照）と、溝４６Ａ，４６Ａ、溝４７Ａ，４７Ａ、溝４９Ａ，４９Ａの各中心間隔４６Ｓ，４７Ｓ，４９Ｓ（図７参照）とは同一に構成されている。したがって、杆体１３，１３は、予熱台３６、ホーン１０、および冷却台３７の上方に配置される上方位置Ｚｂから下方に向かって移動されたときに、溝４６Ａ，４６Ａ、溝４７Ａ，４７Ａ、溝４９Ａ，４９Ａ内に入り込むことができる。
【００６８】
杆体１３，１３が下方位置Ｚａに配置されているとき（図８参照）、杆体１３，１３の上縁１３Ａは、載置面４６，４７，４９よりも下側に位置する。また、杆体１３，１３が上方位置Ｚｂに配置されているとき（図８参照）、杆体１３，１３に形成される凹部１３Ｂは、載置面４６，４７，４９よりも上方に位置する。杆体１３，１３が左方位置Ｘａに配置されているとき（図８参照）、凹部１３Ｂａは、リフロー炉６の左側の外側に位置し、凹部１３Ｂｂ，１３Ｂｃ，１３Ｂｄは、載置面４６，４７，４９の位置に配置される。また、杆体１３，１３が右方位置Ｘｂに配置されてるときには（図８参照）、凹部１３Ｂｄは、リフロー炉６の右側の外側に位置し、凹部１３Ｂａ，１３Ｂｂ，１３Ｂｃは、載置面４６，４７，４９の位置に配置される。
【００６９】
（本装置１の動作）
次に、上述のように構成される本装置１の動作について、図１０から図２６を参照しながら説明する。なお、以下に説明する本装置１の動作は、制御部９（図１参照）により実行されるものであるが、必要に応じて、動作の一部を手動にて制御するようにすることもできる。図１０から図２４は、基板Ｐのリフロー炉６内における搬送の仕方を示すものである。図２５，２６は、シャッタ４１Ｌ，４１Ｒの開閉動作を示すものである。
【００７０】
本装置１においては、基板Ｐがリフロー炉６内を搬送されるのに先立ち、載置面４６を含んで載置面４６とヒータ２８との間に形成される予熱領域５８は、予熱機構３により所定の温度に加熱されている。また、載置面４７を含んで載置面４７とヒータ２９との間に形成される加熱領域５９は、加熱機構４により所定の温度に加熱されている。予熱領域５８の温度は、フラックス塗付部Ｐａのフラックスの消耗温度よりも低い温度とされ、たとえば、１００℃から２００℃の範囲に設定することができる。本装置１では、たとえば１５０℃とされる。予熱領域５８の温度が２００℃を超えてしまうと、フラックスが消耗してしまうため、加熱領域５９で半田が加熱される際の酸化膜を化学的に除去する効果と酸化の抑制効果とを得られない虞がある。加熱領域５９の温度は、基板Ｐに搭載されている半田ボールＨＢが溶融することができる温度とされ、たとえば、２００℃から２６０℃の範囲に設定することができる。本装置１では、たとえば２４０℃とされる。
【００７１】
予熱領域５８は、ヒータ２８と、予熱台３６を加熱するヒータ４５とにより加熱される。載置面４６が形成される予熱台３６をヒータ４５により加熱することで、載置面４６に基板Ｐが載置されたときに、基板Ｐを直接加熱することができる。また、ヒータ２８を載置面４６の上方に備えることで、基板Ｐを上方から加熱することができると共に、予熱領域５８の雰囲気を加熱することができる。
【００７２】
加熱領域５９は、ヒータ２９と、ホーン１０を加熱するヒータ１１とにより加熱される。載置面４７が形成されるホーン１０をヒータ１１により加熱することで、載置面４７に基板Ｐが載置されたときに、基板Ｐを直接加熱することができる。また、ヒータ２９を載置面４７の上方に備えることで、基板Ｐを上方から加熱することができると共に、加熱領域５９の雰囲気を加熱することができる。
【００７３】
予熱領域５８と加熱領域５９とは、仕切板２６と仕切板２７により、仕切られている。仕切板２６、２７の前後方向および下側において、予熱領域５８と加熱領域５９とは、連通しているが、仕切板２６と仕切板２７とが備えられることで、予熱領域５８と加熱領域５９との間では、気体の流通がし難くなっている。つまり、加熱領域５９内の温度に比べて温度が低い予熱領域５８内の気体が、加熱領域５９内に流れ込んだり、逆に、予熱領域５８内の温度に比べて温度が高い加熱領域５９内の気体が予熱領域５８内に流れ込み難くい。そのため、予熱領域５８と加熱領域５９の温度を独立して制御し易い。
【００７４】
なお、予熱領域５８と加熱領域５９の温度は、下側筐体２０内に、予熱領域５８と加熱領域５９とのそれぞれ対応して備えられる温度センサ６０，６１（図７参照）により検出することができ、この検出結果に基づき、制御部９（図１参照）は、ヒータ１１，２８，２９，４５の温度を制御することができる。
【００７５】
また、基板Ｐがリフロー炉６内を搬送されるのに先立ち、窒素ガス噴出部３０，３１，３２からは、窒素ガスの噴出が開始される。窒素ガスの噴出は、リフロー半田付けが行われる間、継続して行われる。窒素ガス噴出部３０，３１，３２から噴出された窒素ガスは、孔４４（図７参照）からダクト部６２に吸引され、本装置１の外部に排出される。そのため、半田の溶融により発生するガスやフラックスが加熱されることにより発生するガスをリフロー炉６内から排出することができると共に、リフロー炉６内を窒素ガスで充満させ易くなる。なお、リフロー炉６を窒素ガスで充満させることで、リフロー炉６内は、非酸化性雰囲気となり、加熱された半田の酸化を防止することができる。
【００７６】
下側筐体２０内には、筐体６内の酸素の濃度を検出するガスセンサ６３（図７参照）が備えられている。制御部９は、ガスセンサ６３により検出されるリフロー炉６内の酸素濃度に基づき、加熱された半田の酸化を防止することができる酸素濃度になるように、窒素ガス噴出部３０，３１，３２からの窒素ガスの噴出量を制御することができる。たとえば、酸素濃度を３００ｐｐｍ未満とすることで、加熱された半田の酸化を効果的に防止することができる。
【００７７】
上述のように、予熱領域５８が、予熱機構３により所定温度に加熱されると共に、加熱領域５９が、加熱機構４により所定温度に加熱され、さらに、窒素ガス噴出部３０，３１，３２から窒素ガスが噴出されている状態で、以下に説明するように基板Ｐがリフロー炉６内を搬送され、リフロー半田付けが行われる。
【００７８】
（図１０）
先ず、搬送の開始に先立って、杆体１３，１３は、図１０に示すように、左方位置Ｘａかつ上方位置Ｚｂに配置される。図１０に示す杆体１３，１３の配置は、基板Ｐを搬送する杆体１３，１３の初期位置である。このとき、シャッタ４１Ｌ，４１Ｒは、図２５の上段（Ａ）および下段（Ｂ）に示すように開放位置に配置されている。杆体１３，１３が、上述の初期位置に配置されている状態で、１枚目の基板Ｐ１を、凹部１３Ｂａの位置に載置する。基板Ｐ１の杆体１３，１３への載置は、たとえば、図示を省略するローダーを用いて自動で行うことができる。
【００７９】
（図１１）
そして、エアーシリンダ５４を駆動させ、図１１に示すように、杆体１３，１３を右方位置Ｘｂかつ上方位置Ｚｂに配置させる。杆体１３，１３が上方位置Ｚｂに配置されているとき、凹部１３Ｂ（１３Ｂａ，１３Ｂｂ，１３Ｂｃ，１３Ｂｄ）は、載置面４６，４７，４９よりも上方に位置している。したがって、凹部１３Ｂａに載置された基板Ｐ１は、杆体１３，１３が右方に移動する際に、載置面４６よりも上方を移動し、予熱台３６に衝突することはない。
【００８０】
（図１２）
次いで、上下移動機構１４を駆動して、図１２に示すように、杆体１３，１３を右方位置Ｘｂかつ下方位置Ｚａに配置させる。そして、図２６の上段（Ａ）および下段（Ｂ）に示すように、シャッタ４１Ｌ，４１Ｒを閉鎖位置に配置させる。杆体１３，１３が下方位置Ｚａに配置されることで、凹部１３Ｂａに載置されている基板Ｐ１が、載置面４６に載置される。載置面４６に載置された基板Ｐ１は、予熱処理が行われる。すなわち、載置面４６に載置された基板Ｐ１は、ヒータ４５により加熱された予熱台３６およびヒータ２８により加熱され予熱温度に加熱される。予熱温度は上述したように概ね１５０℃である。
【００８１】
載置面４６は、基板Ｐ１の全体を載置面４６の内側に配置することができる面積と形状とされている。したがって、基板Ｐ１の下面を、全面に亘って載置面４６に接触させることができる。そのため、載置面４６は、基板Ｐ１の下面を全面的に加熱することができる。これにより、基板Ｐ１を全体的に均等に加熱することができ、基板Ｐ１は、温度斑の少ない状態で加熱されるため、温度斑に起因する湾曲の発生が抑えられる。
【００８２】
なお、基板Ｐ１の形状は、図２７に示す形状に限らず、楕円、あるいは矩形以外の多角形とすることができる。この場合も、載置面４６は、基板Ｐ１の全体を内側に配置する面積と形状であることが好ましい。また、載置面４６は、矩形の基板Ｐ１と略相似形とされているが、相似形である必要はない。しかしながら、相似形とすることで、載置面４６の面積を小さくすることができ、基板Ｐ１を効率的に加熱することができる。
【００８３】
載置面４６で予熱処理される基板Ｐ１は、窒素ガス噴出部３０から噴出される窒素ガスにより窒素ガス雰囲気中に置かれる。そのため、加熱による半田の酸化が抑えられる。また、窒素ガス噴出部３０は、ヒータ２８の上方に配置されている。したがって、窒素ガス噴出部３０から噴出された窒素ガスは、ヒータ２８により加熱された後、載置面４６に向けて送られる。そのため、予熱領域５８の温度を所定の温度に保持し易い。
【００８４】
載置面４６の周囲は、ヒータ２８により加熱されている。そのため、リフロー炉６の外部から予熱領域５８に搬送された基板Ｐ１は、基板Ｐ１の上面（実装面）および下面の両面から加熱される。したがって、基板Ｐ１が加熱される際に該両面に発生する温度差を少なくすることができる。
【００８５】
なお、シャッタ４１Ｌ，４１Ｒを閉じることにより、予熱領域５８の温度を所定温度に維持し易くなり、また、リフロー炉６内への気体（酸素）の流入およびリフロー炉６内の窒素ガスが外部に漏れることを抑えることができる。
【００８６】
杆体１３，１３は、上方位置Ｚｂから下方位置Ｚａに移動される際、基板Ｐ１が載置面４６に接触する直前、たとえば、載置面４６から０．２ｍｍ上方の位置で、所定時間、たとえば、５秒間、停止される。その後、杆体１３，１３は、下降させられ、基板Ｐ１は載置面４６に載置される。
【００８７】
外部から予熱領域５８に搬送された基板Ｐ１を、ヒータ４５により加熱されている載置面４６に直ぐに載置すると、基板Ｐ１の下面の温度が上面に比べて著しく高くなり、基板Ｐ１の下面と上面とで大きな温度差が発生し、基板Ｐ１が湾曲する虞がある。しかしながら、基板Ｐ１を載置面４６に載置される際に直前で一旦停止し、その後、時間をかけて載置面４６に載置することで、基板Ｐ１の下面と上面との温度差の発生を抑えながら基板Ｐ１を載置面４６に載置することができる。これにより基板Ｐ１の湾曲の発生を抑えながら、基板Ｐ１を載置面４６に載置することができる。
【００８８】
上述したように、上下駆動機構５０は、ボールねじ機構により構成されている。そのため、たとえば、上下駆動機構５０を水平移動機構１５のようにエアーシリンダ５４を用いる場合に比べて、杆体１３，１３を昇降させる際の位置制御や速度制御を精度の高いものとすることができる。
【００８９】
つまり、基板Ｐ１を載置面４６に載置する際に、基板Ｐ１が載置面４６に接触する直前で、一旦停止させることができると共に、極めてゆっくりした速度で、基板Ｐ１を載置面４６に接近させることができる。このため、基板Ｐ１の上面と下面の温度差を少なくしながら、基板Ｐ１を載置面４６に載置させることができる。なお、予熱領域５８は仕切板２６の内側に配置されている。そのため、シャッタ４１Ｌ，４１Ｒが開放位置に配置され、開口部４０Ｌ，４０Ｒが開口している状態でも、予熱領域５８の熱が仕切板２６の内側に留まり易く、開口部４０Ｌ，４０Ｒからリフロー炉６の外側に漏れにくい構成となっている。
【００９０】
また、支持板５１は、スライダ５２，５２，５２，５２により平行状態を保ちながら上下に移動することができる。したがって、基板Ｐ１は載置面４６に載置される際、基板Ｐ１の下面全体が同時に載置面４６に接触させられる。そのため、載置面４６は、基板Ｐ１の下面全体を同時に加熱し始めることができ、基板Ｐ１に温度斑が生じ難い。
【００９１】
たとえば、基板Ｐ１が、載置面４６に対して傾斜して（上下方向に傾斜して）載置面４６に載置された場合には、傾斜している基板Ｐ１の下方の部分ほど、上方の部分よりも早く載置面４６に接触する。そのため、傾斜方向の下方の部分ほど早く加熱が開始され、基板Ｐ１に温度斑が発生する虞がある。これに対し、基板Ｐ１を平行に載置面４６に載置することで、基板Ｐ１が傾斜して載置面４６に載置されることによる温度斑の発生を防止することができる。これにより、基板Ｐ１に発生する温度斑に起因する基板Ｐ１の湾曲の発生を抑制すことができる。
【００９２】
基板Ｐ１が加熱領域５９に搬送される前に、予熱領域５８により基板Ｐ１を予熱することで、基板Ｐ１に設けられているフラックス塗付部Ｐａのフラックスを活性させることができる。基板Ｐ１が加熱領域５９に搬送され半田ボールＨＢが溶融するのに先立ち、フラックスを活性化させておくことで、半田ボールＨＢが溶融される際の半田の酸化を効果的に抑制することができる。
【００９３】
（図１３）
基板Ｐ１を載置面４６に載置させた後、エアーシリンダ５４を駆動して、杆体１３，１３を下方位置Ｚａに配置したまま左方に移動させ、図１３に示すように、杆体１３，１３を左方位置Ｘａかつ下方位置Ｚａに配置させる。杆体１３，１３が下方位置Ｚａに配置されているとき、上縁１３Ａは載置面４６，４７，４９よりも下方に位置している。そのため、杆体１３，１３が左方に移動させられても、載置面４６に載置されている基板Ｐ１に杆体１３，１３が衝突することはない。
【００９４】
（図１４）
次いで、図２５（Ａ）（Ｂ）に示すように、シャッタ４１Ｌ，４１Ｒを開放位置に配置させると共に、上下移動機構１４を駆動して、杆体１３，１３を上方位置Ｚｂに移動させ、図１４に示すように、左方位置Ｘａかつ上方位置Ｚｂに移動させる。すなわち、杆体１３，１３を初期位置に移動させる。杆体１３，１３を図１３に示す位置から上方に移動させると、載置面４６に載置されている１枚目の基板Ｐ１は、杆体１３，１３の凹部１３Ｂｂの部分に載置された状態で、杆体１３，１３と共に上方に移動し、載置面４６から離間させられる。杆体１３，１３が、初期位置に配置されている状態で、２枚目の基板Ｐ２を、凹部１３Ｂａの位置に載置する。
【００９５】
（図１５）
そして、エアーシリンダ５４を駆動して、図１５に示すように、杆体１３，１３を右方位置Ｘｂかつ上方位置Ｚｂに配置させる。これにより、１枚面の基板Ｐ１は、載置面４７の上方に配置され、２枚目の基板Ｐ２は、載置面４６の上方に配置される。
【００９６】
（図１６）
次いで、上下移動機構１４を駆動して、図１６に示すように、杆体１３，１３を右方位置Ｘｂかつ下方位置Ｚａに配置させる。そして、図２６（Ａ）（Ｂ）に示すように、シャッタ４１Ｌ，４１Ｒを閉鎖位置に配置させる。杆体１３，１３が下方位置Ｚａに配置されることで、凹部１３Ｂａに載置されている２枚目の基板Ｐ２は、載置面４６に載置され、予熱機構３により予熱される。一方、１枚目の基板Ｐ１は、載置面４７に載置される。載置面４７に載置された基板Ｐ１は、半田溶融処理が行われる。つまり、載置面４７に載置された１枚目の基板Ｐ１は、ヒータ１１により加熱されているホーン１０およびヒータ２９による加熱により半田ボールＨＢの溶融温度に加熱され、半田ボールＨＢが溶融させられる。
【００９７】
載置面４７は、基板Ｐ１の全体を載置面４７の内側に配置することができる面積と形状とされている。したがって、基板Ｐ１の下面を、全面に亘って載置面４７に接触させることができる。そのため、載置面４７は、基板Ｐ１の下面を全面的に加熱することができる。これにより、基板Ｐ１を全体的に均等に加熱することができ、基板Ｐ１は、温度斑が少ない状態で加熱されるため、温度斑に起因する湾曲の発生が抑えられる。また、各半田ボールＨＢを半田ボールＨＢの搭載位置によらず均等に加熱することができるため、半田ボールＨＢ毎に溶融に要する時間に差が生じ難い。
【００９８】
なお、基板Ｐ１の形状は、図２７に示す形状に限らず、楕円、あるいは矩形以外の多角形とすることができる。この場合も、載置面４７は、基板Ｐ１の全体を内側に配置する面積と形状であることが好ましい。また、載置面４７は、矩形の基板Ｐ１と略相似形とされているが、相似形である必要はない。しかしながら、相似形とすることで、載置面４７の面積を小さくすることができ、基板Ｐ１を効率的に加熱することができる。
【００９９】
載置面４７で半田溶融処理される基板Ｐ１は、窒素ガス噴出部３１から噴出される窒素ガスにより窒素ガス雰囲気中に置かれる。そのため、加熱による半田の酸化が抑えられる。また、窒素ガス噴出部３１は、ヒータ２９の上方に配置されている。したがって、窒素ガス噴出部３１から噴出された窒素ガスは、ヒータ２９により加熱された後、載置面４７に向けて送られる。そのため、加熱領域５９の温度を所定の温度に支持し易い。
【０１００】
なお、ヒータ２９により載置面４７の周囲についても温度が加熱されている。そのため、予熱領域５８から加熱領域５９に搬送された１枚目の基板Ｐ１は、基板Ｐ１の上面（実装面）および下面の両面から加熱される。したがって、基板Ｐ１が加熱される際に該両面に発生する温度差を少なくすることができる。シャッタ４１Ｌ，４１Ｒを閉じることにより、予熱領域５８および加熱領域５９の温度を所定温度に維持し易くなり、また、リフロー炉６内への気体（酸素）の流入およびリフロー炉６内の窒素ガスが外部に漏れることを抑えることができる。
【０１０１】
上方位置Ｚｂから下方位置Ｚａに移動される際、上述したように、上下駆動機構５０により、杆体１３，１３は、ゆっくりとした速度で、時間をかけて下降させられる。そのため、２枚目の基板Ｐ２は、湾曲の発生が抑えられた状態で、載置面４６に載置される。また、１枚目の基板Ｐ１についても、載置面４７に直ぐに載置する場合に比べて、湾曲の発生が抑えられる。
【０１０２】
また、基板Ｐ１は、載置面４７に載置される際、スライダ５２，５２，５２，５２の作用により、基板Ｐの下面全体が同時に載置面４７に接触させられる。そのため、載置面４７は、基板Ｐ１の下面全体を同時に加熱し始めることができ、基板Ｐ１に温度斑が生じ難い。つまり、基板Ｐ１に発生する温度斑に起因する基板Ｐ１の湾曲の発生を抑制すことができる。また、基板Ｐ１の下面全体が同時に加熱され始められるため、基板Ｐ１に搭載されている各半田ボールＨＢを半田ボールＨＢの搭載位置によらず均等に加熱することができる。つまり、半田ボールＨＢ毎に溶融に要する時間に差が生じ難い。
【０１０３】
１枚目の基板Ｐ１が載置面４７に載置されるタイミングに合わせて、吸気装置４８の駆動を開始し、溝４７Ｂ（図７参照）に吸引力を発生させる。この吸引力により、基板Ｐ１は載置面４７に対して固定される。溝４７Ｂは、載置面４７の一部に偏って形成されることなく全体的に均等な配置で形成されている。本装置１においては、前後左右に等間隔のピッチで形成される格子状に配置されている。載置面４７に全体的に均等な配置で溝４７Ｂが形成されることで、載置面４７に載置された基板Ｐ１を全体的に吸引することができる。
【０１０４】
なお、溝４７Ｂは、半田ボールＨＢが搭載される領域Ｐｄ（図２７（Ａ）参照）を避けた位置に形成される。したがって、領域Ｐｄの下側には、溝４７Ｂにより囲まれた平坦部４７Ｅ（図７参照）が位置する。そのため、溝４７Ｂによる吸引力は、主に、領域Ｐｄ以外の部分に作用する。つまり、領域Ｐｄを溝４７Ｂの吸引力により変形させてしまうことがないため、半田ボールＨＢが溶融した場合に、溶融した半田が偏った位置に流れてしまうことを防止することができる。特に、基板Ｐ１が可撓性を有するフィルム基板の場合は、領域Ｐｄの下側に溝４７Ｂが位置すると、領域Ｐｄの部分が撓み易い。したがって、溝４７Ｂを領域Ｐｄを避けた位置に形成することで、溶融した半田が偏った位置に流れてしまうことを防止することができる。
【０１０５】
なお、基板Ｐ１は、杆体１３，１３に載置される際に、前後方向、および左右方向について所定位置に載置されることで、基板Ｐ１が、載置面４７に載置されたときに、平坦部４７Ｅ内に領域Ｐｄが配置されるようにすることができる。杆体１３，１３に載置される基板Ｐ１の左右方向の所定位置は、たとえば、凹部１３Ｂ（凹部１３Ｂａ）により規定することができる。
【０１０６】
また、杆体１３，１３に載置される基板Ｐ１の前後方向の所定位置は、たとえば、基板Ｐ１に左右方向に突出する突起部Ｐｅ（図２７（Ａ）参照）を用いて規定することができる。つまり、基板Ｐ１が凹部１３Ｂａ内に配置された状態で、突起部Ｐｅを１方の杆体１３の側面に添わせることで、杆体１３，１３に載置される基板Ｐ１の前後方向の位置を規定することができる。
【０１０７】
半田溶融処理では、基板Ｐ１に対して超音波振動が印加される。つまり、１枚目の基板Ｐ１が載置面４７に載置されるタイミングに合わせて、吸気装置４８の駆動を開始し、次いで、超音波振動子１２を駆動する。そして、載置面４７に載置されている基板Ｐ１に対してホーン１０を介して超音波振動を印加する。載置面４７に載置されている基板Ｐ１に搭載されている半田ボールＨＢは溶融状態にある。溶融状態にある半田に基板Ｐ１に超音波振動を印加することで、半田の電極部Ｐｂ上での濡れ性を向上させることができ、これにより、半田が電極部Ｐｂに接合する際の接合を確実なものとすることができる。
【０１０８】
載置面４７に載置された基板Ｐ１は、溝４７Ｂによる吸引により載置面４７上に固定されている。しかも、溝４７Ｂは、載置面４７の一部に偏って形成されることなく全体的に均等な配置で形成されている。したがって、超音波振動を基板Ｐ１の全体に確実に印加させることができる。たとえば、基板Ｐ１が載置面４７に固定されていない状態で超音波振動を印加した場合には、載置面４７の振動により基板Ｐ１が載置面４７から離れた状態となってしまい、基板Ｐ１に振動が伝わり難くなる。
【０１０９】
さらに、載置面４７は、上述したように、基板Ｐ１の全体を載置面４７の内側に配置することができる面積と形状とされている。そのため、基板Ｐ１の下面の全面に対して超音波振動を印加することができる。基板Ｐ１の下面の全面に対して超音波振動を印加することで、基板Ｐ１上に載置される半田ボールＨＢの全てに対して斑なく超音波振動を印加することができるため、半田ボールＨＢが溶融した際の半田全てについて電極部Ｐｂに対する濡れ性を向上させることができる。
【０１１０】
（図１７）
１枚目の基板Ｐ１を載置面４７に載置させると共に、２枚目の基板Ｐ２を載置面４６に載置させた後、エアーシリンダ５４を駆動して、杆体１３，１３を下方位置Ｚａに配置したまま左方に移動し、図１７に示すように、杆体１３，１３を左方位置Ｘａかつ下方位置Ｚａに配置させる。
【０１１１】
（図１８）
次いで、図２５（Ａ）（Ｂ）に示すように、シャッタ４１Ｌ，４１Ｒを開放位置に配置させると共に、上下移動機構１４を駆動して、杆体１３，１３を上方位置Ｚｂに移動させ、図１８に示すように、左方位置Ｘａかつ上方位置Ｚｂ、すなわち初期位置に移動させる。杆体１３，１３を図１７に示す位置から上方に移動させると、載置面４６に載置されている２枚目の基板Ｐ２は、杆体１３，１３の凹部１３Ｂｂの部分に載置された状態で、杆体１３，１３と共に上方に移動され、載置面４６から離間される。また、載置面４７に載置されている１枚目の基板Ｐ１は、杆体１３，１３の凹部１３Ｂｃの部分に載置された状態で、杆体１３，１３と共に上方に移動され、載置面４７から離間される。杆体１３，１３が、初期位置に配置されている状態で、３枚目の基板Ｐ３を、凹部１３Ｂａの位置に載置する。
【０１１２】
（図１９）
そして、エアーシリンダ５４を駆動して、図１９に示すように、杆体１３，１３を右方位置Ｘｂかつ上方位置Ｚｂに配置させる。これにより、１枚面の基板Ｐ１は、載置面４９を含んで載置面４９上に形成される冷却領域６４に配置される。また、２枚目の基板Ｐ２は、載置面４７の上方に配置されると共に、３枚目の基板Ｐ３は、載置面４６の上方に配置される。
【０１１３】
（図２０）
次いで、上下移動機構１４を駆動して、図２０に示すように、杆体１３，１３を右方位置Ｘｂかつ下方位置Ｚａに配置させる。そして、図２６（Ａ）（Ｂ）に示すように、シャッタ４１Ｌ，４１Ｒを閉鎖位置に配置させる。杆体１３，１３が下方位置Ｚａに配置されることで、凹部１３Ｂａに載置されている３枚目の基板Ｐ３は、載置面４６に載置され、予熱機構３により予熱処理される。また、凹部１３Ｂｂに載置されている２目の基板Ｐ２は、載置面４７に載置され、加熱機構４により半田溶融処理される。
【０１１４】
半田溶融処理においては、上述したように、溶融された半田に対して超音波が印加される。また、凹部１３Ｂｃに載置されている１枚目の基板Ｐ１は、載置面４９に載置され、冷却処理される。つまり、加熱領域５９にて半田ボールＨＢは溶融し、溶融状態の半田が、載置面４９上で冷却され硬化する。溶融された半田が硬化すると、図２８に示すように電極部Ｐｂ上に半田接合部Ｐｆが形成される。すなわち、半田付け処理が完了する。冷却台３７は、鉄材などの金属に比べて熱伝導率の高いアルミ材から形成されている。したがって、載置面４９に基板Ｐ１を載置することで、基板Ｐ１の熱を冷却台３７に速やかに放出することができ、溶融された半田の硬化を促すことができる。
【０１１５】
載置面４９は、基板Ｐ１の全体を載置面４９の内側に配置することができる面積と形状とされている。したがって、基板Ｐ１の下面を、全面に亘って載置面４７に接触させることができる。そのため、載置面４９は、基板Ｐ１の吸熱を下面の全面に対して行うことができる。これにより、基板Ｐ１の冷却を効率的に行うことができる。
【０１１６】
また、基板Ｐ１の下面の全面から吸熱を行うことで、温度斑の発生を抑えて基板Ｐ１を冷却することができ、温度斑に起因する湾曲の発生が抑えられる。なお、基板Ｐ１の形状は、図２７（Ａ）に示す形状に限らず、楕円、あるいは矩形以外の多角形とすることができる。この場合も、載置面４９は、基板Ｐ１の全体を内側に配置する面積と形状であることが好ましい。
【０１１７】
載置面４９で冷却処理される基板Ｐ１は、窒素ガス噴出部３２から噴出される窒素ガスにより窒素ガス雰囲気中に置かれる。載置面４７から載置面４９上に搬送された直後の半田は高温であり、酸化し易い状態にある。そのため、載置面４７から搬送された基板Ｐ１を窒素ガス雰囲気中に置くことで、半田の酸化を抑えることができる。また、基板Ｐ１に窒素ガスを噴射することで、基板Ｐ１の冷却を促すことができる。
【０１１８】
また、基板Ｐ１は、載置面４９に載置される際、スライダ５２，５２，５２，５２の作用により、基板Ｐ１の下面全体が同時に載置面４９に接触させられる。そのため、載置面４９は、基板Ｐ１の下面全体に対して同時に吸熱を始めることができ、基板Ｐ１に温度斑が生じ難い。つまり、基板Ｐ１に発生する温度斑に起因する基板Ｐ１の湾曲の発生を抑制することができる。
【０１１９】
また、載置面４９は、基板Ｐ１の下面全体に対して同時に吸熱を開始することができるため、基板Ｐ１に温度斑が生じ難い。つまり、基板Ｐ１に搭載されている各半田ボールＨＢを半田ボールＨＢの搭載位置によらず均等に冷却することができる。したがって、半田ボールＨＢ毎に冷却に要する時間に差が生じ難く、冷却が不十分な半田ボールＨＢを残したまま、リフロー炉６から排出（図２３参照）されてしまうことを防止できる。
【０１２０】
（図２１）
１枚目の基板Ｐ１を載置面４９に載置すると共に、２枚目の基板Ｐ２を載置面４７に載置し、そして３枚目の基板Ｐ３を載置面４６に載置した後、エアーシリンダ５４を駆動して、杆体１３，１３を下方位置Ｚａに配置したまま左方に移動し、図２１に示すように、杆体１３，１３を左方位置Ｘａかつ下方位置Ｚａに配置させる。
【０１２１】
（図２２）
次いで、図２５（Ａ）（Ｂ）に示すように、シャッタ４１Ｌ，４１Ｒを開放位置に配置させると共に、上下移動機構１４を駆動して、杆体１３，１３を上方位置Ｚｂに移動させ、図２２に示すように、左方位置Ｘａかつ上方位置Ｚｂ、すなわち初期位置に移動させる。杆体１３，１３を図２１に示す位置から上方に移動させると、載置面４６に載置されている３枚目の基板Ｐ３は、杆体１３，１３の凹部１３Ｂｂの部分に載置された状態で、杆体１３，１３と共に上方に移動され、載置面４６から離間される。
【０１２２】
また、載置面４７に載置されている２枚目の基板Ｐ２は、杆体１３，１３の凹部１３Ｂｃの部分に載置された状態で、杆体１３，１３と共に上方に移動され、載置面４７から離間される。また、載置面４９に載置されている１枚目の基板Ｐ１は、杆体１３，１３の凹部１３Ｂｄの部分に載置された状態で、杆体１３，１３と共に上方に移動され、載置面４９から離間される。そして、杆体１３，１３が、初期位置に配置されている状態で、４枚目の基板Ｐ４を、凹部１３Ｂａの位置に載置する。
【０１２３】
（図２３）
そして、エアーシリンダ５４を駆動して、図２３に示すように、杆体１３，１３を右方位置Ｘｂかつ上方位置Ｚｂに配置させる。杆体１３，１３が右方位置Ｘｂかつ上方位置Ｚｂに配置されると、半田付け処理が完了し半田接合部が形成された１枚面の基板Ｐ１は、リフロー炉６の右側の外側に排出される。そして、２枚目の基板Ｐ２は、載置面４９の上方に配置され、３枚目の基板Ｐ３は、載置面４７の上方に配置され、４枚目の基板Ｐ４は、載置面４６の上方に配置される。リフロー炉６の右側の外側に排出された１枚目の基板Ｐ１は、図示を省略するアウトローダーにより杆体１３，１３から取り除かれる。
【０１２４】
（図２４）
次いで、上下移動機構１４を駆動して、図２４に示すように、杆体１３，１３を右方位置Ｘｂかつ下方位置Ｚａに配置させる。そして、図２６（Ａ）（Ｂ）に示すように、シャッタ４１Ｌ，４１Ｒを閉鎖位置に配置させる。杆体１３，１３が下方位置Ｚａに配置されることで、凹部１３Ｂａに載置されている４枚目の基板Ｐ４は、載置面４６に載置され、予熱機構３により予熱処理される。また、凹部１３Ｂｂに載置されている３枚目の基板Ｐ３は、載置面４７に載置され、加熱機構４により半田溶融処理される。半田溶融処理においては、上述したように、溶融された半田に対して超音波が印加される。また、凹部１３Ｂｃに載置されている２枚目の基板Ｐ２は、載置面４９に載置され、冷却処理される。
【０１２５】
そして、以降、上述した図２１から図２４に示した動作を繰り返すことで、初期位置において杆体１３，１３に載置された基板Ｐは、順次、予熱処理、半田溶融処理、冷却処理が施され、リフロー半田付け処理が行われる。
【０１２６】
なお、予熱処理の時間、加熱処理の時間、冷却処理の時間、および基板Ｐを下降させる時間（杆体１３，１３を上方位置Ｚｂから下方位置Ｚａに移動する時間）等の動作時間は、基板Ｐの厚さ、半田ボールＨＢの大きさ・種類、フラックスの性質等に応じて適宜に決定する。
【０１２７】
（実施の形態の主な効果）
上述したように、本実施の形態における本装置１は、半田接合部が形成される半田接合部被形成体としての基板Ｐに搭載されている半田ボールＨＢを加熱し溶融させる加熱手段として加熱機構４と、加熱機構４により加熱を行う前に、半田ボールＨＢの溶融温度よりも低く、かつ、基板Ｐの温度よりも高い温度で基板Ｐを加熱する予熱手段としての予熱機構３と、加熱機構４により半田ボールＨＢが溶融された後、溶融された半田を冷却する冷却手段としての冷却機構５と、加熱機構４により基板Ｐを加熱する際に、基板Ｐに対して超音波振動を印加する超音波振動印加手段としての超音波振動印加機構７と、予熱機構による予熱時、および加熱機構４による加熱時において、基板Ｐの雰囲気を非酸化性雰囲気である窒素雰囲気とすることができる酸化防止手段としての窒素ガス噴出部３０，３１と、基板Ｐを、予熱機構３により形成される予熱領域５８、加熱機構により形成される加熱領域５９、冷却機構５により形成される冷却領域６４の順で搬送する搬送手段としての搬送機構８とを備えている。
【０１２８】
本装置１はこのように構成されているため、基板Ｐの加熱処理に先立って予熱処理を行うことができる。そのため、基板Ｐが加熱処理される際の湾曲の発生を抑制することができる。また、本装置１は、予熱領域５８、加熱領域５９、冷却領域６４を備え、しかも、基板Ｐを、予熱領域５８、加熱領域５９、冷却領域６４の順に搬送する搬送機構８を備えるため、半田付け処理時間の短縮化を図ることができる。さらに、予熱領域５８、加熱領域５９、および冷却領域６４は、同一の筐体２０内に配置されている。そのため、各領域に基板Ｐを搬送する際に、筐体２０の外の空気に晒されることがないため、温度変化による基板Ｐの破損や半田の電極部Ｐｂへの接合不良等の発生を防止することができる。
【０１２９】
本装置１の超音波振動子１２は、ホーン１０を上下方向に振動させる縦振動型の振動子である。そのため、固定板１９の上に、超音波振動子１２とホーン１０と載置面４７とを上下方向に配置することができる。載置面４７の前後方向の長さＴ３と左右方向の長さＬ３が、たとえば、それぞれ２０センチ、８センチの場合、超音波振動子１２の振動を有効に載置面４７に伝播させるには、ホーン１０の上下方向の長さは２５センチ程度となる。ホーン１０は鉄の塊体であるため、上述の大きさとなるホーン１０と超音波振動子１２とを含めた重量は数十キロとなる。したがって、超音波振動子１２とホーン１０とを固定板１９上に上下に載置することで、ホーン１０を本装置１へ安定した状態で組み付けることができる。
【０１３０】
また、本装置１の超音波振動印加機構７は、基板Ｐが載置され超音波振動を印加することができる載置面として載置面４７を有し、載置面４７は、基板Ｐの全体を、載置面４７の内側に配置することができる形状とされている。
【０１３１】
本装置１は、このように形成されているため、基板Ｐの下面の全面に対して超音波振動を印加することができる。これにより、基板Ｐ上に載置される半田ボールＨＢの全てに対して斑なく超音波振動を印加することができ、半田ボールＨＢが溶融した際の半田全てについて電極部Ｐｂに対する濡れ性を向上させることができる。
【０１３２】
また、本装置１の超音波振動印加機構７の載置面４７には、載置面４７に沿って溝４７Ｂが形成され、前記載置面に前記半田接合部被形成体が載置された状態で、上記溝４７Ｂ内を吸気することができる吸気手段としての吸気装置４８を備えている。
【０１３３】
本装置１は、このように形成されているため、吸気装置４８を駆動して溝４７Ｂに吸引力を持たせることで、載置面４７に載置された基板Ｐを載置面４７に対して固定することができる。これにより、超音波振動を確実に基板Ｐ１に印加させることができる。溝４７Ｂは、載置面４７の一部に偏って形成されることなく全体的に均等な配置で形成されている。このため、超音波振動を基板Ｐ１の全体に確実に印加させることができる。本装置１では、溝４７Ｂは、均等ピッチの格子状に配置されているが、格子状に限らず、たとえば、左右方向、あるいは前後方向に平行に配置される複数の線条に配置することもできる。
【０１３４】
また、本装置１の載置面４７に形成される溝４７Ｂは、載置面４７に基板Ｐが載置されたときに、基板Ｐの半田ボールＨＢが搭載される位置である領域Ｐｄと重ならない位置に配置されている。
【０１３５】
本装置１は、このように形成されているため、溝４７Ｂによる吸引力は、主に、領域Ｐｄ以外の部分に作用する。そのため、領域Ｐｄを溝４７Ｂの吸引力により変形させてしまうことがない。したがって、半田ボールＨＢが溶融した場合に、溶融した半田が偏った位置に流れてしまうことを防止することができる。
【０１３６】
また、本装置１の搬送手段としての搬送機構８は、載置面４７が、加熱機構４により加熱され、搬送手段としての上下移動機構１４は、基板Ｐ体を上下方向に移動する上下移動手段としての上下移動機構１４と、水平方向に移動する水平移動手段としての水平移動機構１５とを有し、上下移動機構１４は、ボールねじ機構により、基板Ｐの上下方向への移動を行い、加熱領域５９に搬送された基板Ｐは、上下移動機構１４により載置面４７に載置される。
【０１３７】
本装置１の上下移動機構１４は、ボールねじ機構を備え、基板Ｐの載置面４７への載置をボールねじ機構により行う。ボールねじ機構を用いることで、基板Ｐを載置面４７に載置する際の位置制御や速度制御を精度の高いものとすることができる。このため、基板Ｐを、載置面４６に載置する際、基板Ｐ１が載置面４６に接触する直前で基板Ｐの下降を停止し、この状態を所定時間継続させることができる。これにより、基板Ｐの上面と下面との温度差を小さくした状態で基板Ｐを載置面４７に載置することができる。このため、基板Ｐに発生する温度差に起因して発生する基板Ｐの湾曲を防止することができる。
【０１３８】
また、上下移動機構１４は、支持板５１を平行状態を保ちながら上下に移動することができるガイド機構としてのスライダ５２，５２，５２，５２を備えている。そのため。基板Ｐは、載置面４７に載置される際、スライダ５２，５２，５２，５２の作用により、基板Ｐの下面全体が同時に載置面４７に接触させられる。そのため、載置面４７は、基板Ｐの下面全体を同時に加熱し始めることができ、基板Ｐに温度斑が生じ難い。つまり、基板Ｐに発生する温度斑に起因する基板Ｐの湾曲の発生を抑制すことができる。
【０１３９】
（小径半田ボール搭載基板への好適合性）
本装置１は、直径が１５０μｍ以下の半田ボールＨＢ（以下、小径半田ボールＨＢと記載する。）が搭載される基板Ｐに対して行う半田付け処理に特に適している。直径が１５０μｍを超える半田ボール（以下、大径半田ボールと記載する。）が搭載される基板は、半田ボールの配置間隔が比較的広く、フラックス塗付部を形成する間隔を大きくすることができる。したがって、フラックス塗付部に塗付されるフラックスの量も多くすることができる。一方、小径半田ボールＨＢが搭載される基板Ｐは、小径半田ボールＨＢの配置間隔が比較的狭く、フラックス塗付部Ｐａを形成する間隔も狭くなる。
【０１４０】
したがって、小径半田ボールＨＢが搭載される基板Ｐのフラックス塗付部Ｐａに塗付されるフラックスの量は、大径半田ボールが搭載される基板のフラックス塗付部に塗付されるフラックスの量に比べて少ない。そのため、半田溶融処理に際して、小径半田ボールＨＢが搭載される基板Ｐについては、大径半田ボールが搭載される基板に比べて、加熱された小径半田ボールＨＢの半田は酸化され易く、電極部Ｐｂへの半田の接合強度を十分に高くすることができない虞がある。
【０１４１】
しかしながら、本装置１では、半田溶融処理に際して基板Ｐに超音波振動が印加される。半田溶融処理に際して基板Ｐに対して超音波振動が印加されることで、溶融された半田の電極部Ｐｂへの濡れ性が向上される。そのため、フラックスの量が少なくても、半田の電極部Ｐｂへの接合を確実なものとすることができる。
【０１４２】
また、超音波振動の印加により溶融した半田の濡れ性が向上するため、溶融した半田が電極部Ｐｂに広がる速さを速くすることができる。そのため、半田溶融処理に要する時間を短縮することができ、フラックスが加熱されている時間を短縮することができる。フラックスが加熱されている時間が短縮されることで、フラックスの量が少なくても、フラックスの酸化の進行度が少ない状態で半田溶融処理を完了することができ、半田の電極部Ｐｂへの接合を確実なものとすることができる。
【０１４３】
小径半田ボールＨＢの半田量は、大径半田ボールの半田量よりも少ない。また、上述のように、小径半田ボールＨＢが搭載される基板Ｐのフラックス塗付部Ｐａのフラックス量は、大径半田ボールが搭載される基板のフラックス塗付部のフラックス量よりも少ない。そのため、半田量が少ない小径半田ボールＨＢやフラックス量が少ないフラックス塗付部Ｐａのフラックスは、温度変化等の環境要因による影響を受けやすい。
【０１４４】
つまり、基板Ｐが予熱領域５８から加熱領域５９に移動される間に、基板Ｐが外気に晒されたり、あるいは、移動に時間を要すると、折角予熱された半田やフラックスの温度が低下してしまい、加熱領域５９において、フラックスの活性や半田の溶融が不十分となる虞がある。また、半田やフラックスは、外気に晒されることで、外気の酸素により酸化されてしまう虞がある。
【０１４５】
基板Ｐが加熱領域５９から冷却領域６４に移動される間に、基板Ｐが外気に晒されると、フラックスや溶融状態にある半田が外気の酸素により酸化される虞がある。また、加熱領域５９から冷却領域６４への移動に時間を要する場合には、フラックスの消耗が進み、半田の電極部Ｐｂへの接合強度が低下する虞がある。
【０１４６】
しかしながら、本装置１においては、予熱領域５８、加熱領域５９、冷却領域６４を備え、しかも、基板Ｐを、予熱領域５８、加熱領域５９、冷却領域６４の順に搬送する搬送機構８を備える。したがって、基板Ｐが予熱領域５８から加熱領域５９に搬送される搬送時間、および基板Ｐが加熱領域５９から冷却領域６４に搬送される搬送時間を短縮できる。そのため、基板Ｐが予熱領域５８から加熱領域５９に搬送される間の半田やフラックスの温度低下を抑えることができる。また、基板Ｐが加熱領域５９から冷却領域６４に搬送される間に進行するフラックスの消耗を少なくすることができる。
【０１４７】
また、本装置１においては、予熱領域５８、加熱領域５９、および冷却領域６４は、同一の筐体２０内に配置されている。したがって、基板Ｐが予熱領域５８から加熱領域５９に搬送される間、筐体２０の外の空気に晒されることがない。そのため、基板Ｐが予熱領域５８から加熱領域５９に搬送される間の半田やフラックスの温度低下や酸化を抑えることができる。また、加熱領域５９から冷却領域６４に搬送される間に、筐体２０の外の空気に晒されることがない。そのため、基板Ｐが加熱領域５９から冷却領域６４に搬送される間の半田やフラックスの酸化を抑えることができる。
【０１４８】
上述のように、予熱領域５８、加熱領域５９、および冷却領域６４を同一の筐体２０内に配置することで、小径半田ボールＨＢが搭載される基板Ｐに対しても、温度変化等の環境要因による影響を少なくして半田付け処理を行うことができる。
【０１４９】
リフロー炉６は、シャッタ４１Ｌ，４１Ｒが閉鎖位置に配置されているときに、外気がリフロー炉６内に入らないように、リフロー炉６内の圧力が外気圧に対して正圧となるように、窒素ガスの噴出量を設定することが好ましい。また、シャッタ４１Ｌ，４１Ｒが開放されるのは基板Ｐを杆体１３，１３により搬送するときのみとすることが好ましい。さらに、開口部４０Ｌ，４０Ｒは、基板Ｐが開口部４０Ｌ，４０Ｒを通過するのに必要な最小の大きさに設定することが好ましい。これにより、シャッタ４１Ｌ，４１Ｒが開放位置に配置されている間に、リフロー炉６内に外気が入り込み難くすることができるため、加熱領域５９内を酸素濃度２００ｐｐｍとすることができ、直径８０μｍの半田ボールをリフローし良好な半田接合部（半田バンプ）を形成することができた。シャッター４１Ｌ，４１Ｒの開放時間の短縮と、窒素ガスの噴出による酸素パージを継続させることで、予熱領域５８あるいは冷却領域６４から加熱領域５９への酸素の流入を効果的に防ぐことができ、加熱領域５９内の酸素濃度を２０ｐｐｍ〜４００ｐｐｍに低下させることができる。このように、加熱領域５９内を低酸素濃度とすることで、直径が３０〜１５０μｍ以下の微小な半田ボールを用いても、溶融した半田と電極部との濡れ性が良好であり、さらに電極部との接合強度が良好な半田接合部（半田バンプ）を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１５０】
【図１】本発明の実施の形態に係るリフロー半田付け装置の外観を示す図であり、フロー半田付け装置を前方から見た正面図である。
【図２】図１示すフロー半田付け装置を右方から見た右側面図である。
【図３】図２に示すＡ−Ａ方向からリフロー半田付け装置を見たときのボール搭載装置の概略の構成を示す構成図である。
【図４】図１に示すＢ−Ｂ方向からリフロー半田付け装置を見たときのボール搭載装置の概略の構成を示す構成図である。
【図５】フロー半田付け装置の蓋体が開放されている状態を示す図であり、左欄（Ａ）は、フロー半田付け装置の右方から見た図であり、右欄（Ｂ）は、フロー半田付け装置を左方から見た図である。
【図６】フロー半田付け装置の筐体に形成される開口部を説明する図であり、上段（Ａ）は、フロー半田付け装置を右方から見た図であり、下段（Ｂ）は、フロー半田付け装置を左方から見た図である。
【図７】下側筐体の内部を上方から見た図である。
【図８】杆体の左右方向への移動を示す図である。
【図９】移動枠の構成を示す図である。
【図１０】フロー半田付け装置の動作を示す図である。
【図１１】フロー半田付け装置の動作を示す図である。
【図１２】フロー半田付け装置の動作を示す図である。
【図１３】フロー半田付け装置の動作を示す図である。
【図１４】フロー半田付け装置の動作を示す図である。
【図１５】フロー半田付け装置の動作を示す図である。
【図１６】フロー半田付け装置の動作を示す図である。
【図１７】フロー半田付け装置の動作を示す図である。
【図１８】フロー半田付け装置の動作を示す図である。
【図１９】フロー半田付け装置の動作を示す図である。
【図２０】フロー半田付け装置の動作を示す図である。
【図２１】フロー半田付け装置の動作を示す図である。
【図２２】フロー半田付け装置の動作を示す図である。
【図２３】フロー半田付け装置の動作を示す図である。
【図２４】フロー半田付け装置の動作を示す図である。
【図２５】シャッタの開放状態を示す図である。
【図２６】シャッタの閉鎖状態を示す図である。
【図２７】基板の構成を示す図であり、上段（Ａ）は、半田ボールが搭載された状態の基板を実装面側から見た平面図であり、中段（Ｂ）は、上段（Ａ）に示すＡ部分の拡大図であり、下段（Ｃ）は、中段（Ｂ）に示す切断線Ｃ−Ｃにおける断面の概略の構成を示す断面図である。
【図２８】基板の電極部上に半田接合部が形成された状態を示す図である。
【符号の説明】
【０１５１】
Ｐ（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４）  …  基板（半田接合部被形成体）
Ｐｄ  …  領域（半田ボールが搭載される位置）
Ｐｆ  …  半田接合部
ＨＢ  …  半田ボール
１  …  リフロー半田付け装置
３  …  予熱機構（予熱手段）
４  …  加熱機構（加熱手段）
５  …  冷却機構（冷却手段）
７  …  超音波振動印加機構（超音波振動印加手段）
８  …  搬送機構（搬送手段）
１４  …  上下移動機構（上下移動手段）
１５  …  水平移動機構（水平移動手段）
３０，３１，３２  …  窒素ガス噴出部（酸化防止手段）
４７  …  載置面
４７Ｂ  …  溝
４８  …  吸気装置（吸気手段）
５８  …  予熱領域
５９  …  加熱領域
６４  …  冷却領域
【図１】
0005580703.tif 000002
【図２】
0005580703.tif 000003
【図３】
0005580703.tif 000004
【図４】
0005580703.tif 000005
【図５】
0005580703.tif 000006
【図６】
0005580703.tif 000007
【図７】
0005580703.tif 000008
【図８】
0005580703.tif 000009
【図９】
0005580703.tif 000010
【図１０】
0005580703.tif 000011
【図１１】
0005580703.tif 000012
【図１２】
0005580703.tif 000013
【図１３】
0005580703.tif 000014
【図１４】
0005580703.tif 000015
【図１５】
0005580703.tif 000016
【図１６】
0005580703.tif 000017
【図１７】
0005580703.tif 000018
【図１８】
0005580703.tif 000019
【図１９】
0005580703.tif 000020
【図２０】
0005580703.tif 000021
【図２１】
0005580703.tif 000022
【図２２】
0005580703.tif 000023
【図２３】
0005580703.tif 000024
【図２４】
0005580703.tif 000025
【図２５】
0005580703.tif 000026
【図２６】
0005580703.tif 000027
【図２７】
0005580703.tif 000028
【図２８】
0005580703.tif 000029