(57)【要約】 【課題】  電子素子の損傷、ハンダの飛び散り、および基板の損傷を抑制して、従来よりも短時間で電子素子をプリント配線板に対してハンダ付けすることが可能な、電子素子の実装装置を提供する。【解決手段】  可撓性基板１２２Ａおよび該基板上の配線パターン１２２Ｂを有するプリント配線板１２２に電子素子１０８を実装する本発明の電子部品１１２の実装装置１００は、プリント配線板１２２の配線パターン１２２Ｂ上にハンダ１０４を供給する供給装置１０２と、ハンダ１０４上に電子素子１０８を載置する載置装置１０６と、電子素子１０８を載置したハンダ１０４に向けて、７００ｎｍ〜１１００ｎｍの範囲内に発光中心波長を有する光をプリント配線板の裏面１２４側から照射するレーザ１１０と、を有し、光は基板１２２Ａ中を透過して配線パターン１２２Ｂに到達し、配線パターン１２２Ｂを加熱してハンダ１０４を融解させ、電子素子１０８をプリント配線板１２２にハンダ付けする構成である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓性基板および該基板上に配線パターンを有するプリント配線板に電子素子を実装する電子素子の実装装置であって、
前記プリント配線板の配線パターン上にハンダを供給する供給装置と、
前記ハンダ上に前記電子素子を載置する載置装置と、
前記電子素子を載置した前記ハンダに向けて、近赤外光領域に発光中心波長を有する光を前記プリント配線板の裏面側から照射するレーザと、を有し、
前記光は前記基板中を透過して前記配線パターンに到達し、前記配線パターンを加熱して前記ハンダを融解させ、前記電子素子を前記プリント配線板にハンダ付けすることを特徴とする電子素子の実装装置。
【請求項２】
前記供給装置、前記載置装置、または前記レーザを複数個設けたことを特徴とする請求項１に記載の電子素子の実装装置。
【請求項３】
前記プリント配線板の裏面から照射した光の前記発光中心波長における前記基板の透過率が２０％以上である、請求項１または請求項２に記載の電子素子の実装装置。
【請求項４】
前記プリント配線板が一対のリール間に張り渡され、前記プリント配線板を両リール間で走行移動させ、前記プリント配線板に複数の前記電子素子を連続的に実装する、請求項１から請求項３のいずれか1項に記載の電子素子の実装装置。
【請求項５】
前記レーザの出力がレーザの基板表面における照射径１ｍｍの照射スポットあたり１５〜２５０Ｗの範囲内である、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の電子素子の実装装置。
【請求項６】
前記レーザの照射時間が１ 秒以下である、請求項１〜請求項５のいずれか１ 項に記載の電子素子の実装装置。
【請求項７】
前記電子素子がＬＥＤ 素子である、請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の電子素子の実装装置。
【請求項８】
前記基板が白色である、請求項７に記載の電子素子の実装装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子素子をプリント配線板に実装して電子部品を製造するための、電子素子の実装装置、電子部品の製造方法、および該製造方法の工程を含むＬＥＤ照明の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板およびこの基板上の配線パターンを有するプリント配線板に電子素子を実装して電子部品を得る際、電子素子をプリント配線板にハンダ付けする主流な方法は、リフロー方式である。これは、プリント配線板の表面の配線パターン上にハンダを介して電子素子を搭載し、その後プリント配線板をリフロー炉内に搬送して、リフロー炉内でプリント配線板に所定温度の熱風を吹きつけることで、ハンダペーストを融解させ、電子素子をプリント配線板にハンダ付けするものである。リフロー炉内の温度は２５０℃〜２６０℃程度となる。
【０００３】
リフロー方式は上記のような高温を要するうえに、ハンダのみを加熱するものではなく、基板および電子素子の全体をも加熱してしまう。そのため、基板がゆがんで品質に影響が出る、電子素子に熱による悪影響が及ぶ、あるいは長尺基板の場合は長大なリフロー炉が必要になり、装置の設置スペースが広くなりすぎるなどの問題があった。電子素子への悪影響として、電子素子がＬＥＤ素子であった場合には、長時間リフロー炉の熱に曝されると、ＬＥＤ素子部分の蛍光剤が劣化し、その結果十分な輝度が得られないという問題もあった。
【０００４】
そこで近年、レーザによってハンダを局所的に加熱して、電子素子をプリント配線板にハンダ付けする手法が注目され始めている。
【０００５】
まず図４に示すように、プリント配線板４２２上にハンダ４０４を介して電子素子４０８を載置したのち、プリント配線板４２２の表面側からハンダ４０４に対して直接レーザにより光を照射して、ハンダを融解させ、電子素子をプリント配線板にハンダ付けする方法が知られている。
【０００６】
また特許文献1には、ハンダを介して電子部品を載置したプリント配線板の裏面側からレーザにより光を照射して、ハンダを融解させ、電子素子をプリント配線板にハンダ付けする方法が記載されている。この方法では、図５に示すように、ポリイミド樹脂を主成分とした可撓性基板５２２Ａおよび配線パターン５２２Ｂからなるプリント配線板５２２の配線パターン５２２Ｂ上にハンダ５０４を介して電子素子５０８を載置し、プリント配線板の裏面５２４側からＹＡＧレーザ等により光を照射する。この方法では、レーザ光は基板５２２Ａを透過せず、基板５２２Ａにレーザ光が吸収される結果、基板５２２Ａが加熱され、その熱が基板５２２Ａからハンダ５０４へと伝わることによって、ハンダが融解する。
【０００７】
さらに特許文献２には、基板に開口部を設け、この開口部内に導電部材と該導電部材上のハンダを配置し、基板の裏面側から導電部材に対してレーザにより光を照射することで、導電部材を介して間接的にハンダを加熱する方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−１１１２０７号公報
【特許文献２】特開２００６−２７８３８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、レーザによる従来のハンダ付け方法には、以下のような問題があった。まず、図４に示した方法では、プリント配線板の表面側からレーザ光を照射するため、光が電子素子４０８に当たり、電子素子を傷つけてしまうおそれがあった。また、ハンダにレーザ光が直接照射されるため、ハンダペーストに含まれる溶剤成分が突沸することによりハンダが飛び散り、基板上に多数のハンダボールが形成されるという問題があった。この場合、ハンダボールによる短絡が電子部品の性能に悪影響を及ぼすため好ましくない。
【００１０】
また、特許文献1に記載の方法では、基板５２２Ａからハンダ５０４への伝熱によってハンダ５０４を加熱するため、加熱効率が悪く、十分にハンダを加熱することができないか、ハンダ付けに非常に時間がかかるという問題があった。また、本発明者らがこの方法をさらに検討したところ、基板の光照射部位が溶けたり、焦げたりするなど損傷することが判明した。さらに、この方法ではポリイミド以外の可撓性基板を用いることはできなかった。  
【００１１】
さらに特許文献２に記載の方法は、基板に開口部を設けるものであり、実用的でない。
【００１２】
よって、レーザによってハンダを局所的に加熱して、電子素子をプリント配線板にハンダ付けする、好適かつ実用的な手法が求められているものの、未だ存在しない状況であった。
【００１３】
そこで本発明は、上記課題に鑑み、電子素子の損傷、ハンダの飛び散り、および基板の損傷を抑制して、従来よりも短時間で電子素子をプリント配線板に対してハンダ付けすることが可能な、電子部品の実装装置および電子部品の製造方法を、該製造方法を含むＬＥＤ照明の製造方法とともに提供することを目的とする。  
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の目的を達成するべく本発明者が鋭意検討した結果、特定の波長のレーザ光をプリント配線板の裏面から照射することによって、プリント配線板裏面から入射した光が直接配線パターンを加熱するという新たなハンダ加熱メカニズムを実現することができ、その結果、上記目的を達成することができることを見出し、本発明を完成するに至った。本発明は、上記の知見および検討に基づくものであり、その要旨構成は以下の通りである。
【００１５】
第１発明の電子素子の実装装置は、可撓性基板および該基板上の配線パターンを有するプリント配線板に電子素子を実装する電子素子の実装装置であって、前記プリント配線板の配線パターン上にハンダを供給する供給装置と、前記ハンダ上に前記電子素子を載置する載置装置と、前記電子素子を載置した前記ハンダに向けて、近赤外光領域に発光中心波長を有する光を前記プリント配線板の裏面側から照射するレーザと、を有し、前記光は前記基板中を透過して前記配線パターンに到達し、前記配線パターンを加熱して前記ハンダを融解させ、前記電子素子を前記プリント配線板にハンダ付けすることを特徴とする。
【００１６】
第１発明の電子素子の実装装置によれば、電子素子の損傷、ハンダの飛び散り、および基板の損傷を抑制して、従来よりも短時間で電子素子をプリント配線板に対してハンダ付けし電子素子を実装することができる。またリフロー炉を使用していないので、プリント配線板が長時間加熱することが無いので、耐熱性の無い安価な材料をプリント配線板の材料として使用することができる。
【００１７】
第２発明の電子素子の実装装置は、第１発明において、前記供給装置、前記載置装置または前記レーザを複数個設けたことを特徴とする。
【００１８】
第２発明の電子素子の実装装置によれば、ハンダの供給装置、電子素子の載置装置、またはハンダ付け用のレーザを複数個設けているので、本発明の電子素子の実装装置を以下のように使用することが可能となり、装置の使用用途が大幅に拡大する。
ハンダの供給装置を複数個設けることにより、多種類の電子素子の実装に対応することができる。供給装置を複数個設けているので電子素子の実装部分（ハンダ付け部分）が複数個所あれば、同時にハンダを供給することが可能となる。
電子素子の載置装置を複数個設けているので、隣り合う電子素子が接近していて同時に載置することができない場合は、最初まず１個目の電子素子を載置しその後、基板を走行移動させることなく、別の載置装置で隣接位置に電子素子を載置することができる。
レーザを複数個設けることにより、多種類の電子素子の実装に対応することができる。レーザを複数個設けているので電子素子の実装部分（ハンダ付け部分）が複数個所あれば、同時にレーザ照射しハンダ付けすることが可能となる。
第２発明の電子素子の実装装置によれば、複数の電子素子を同時に可撓性基板上に載置し、複数のハンダ供給装置および複数のレーザが協働し、複数の電子素子を実装することができる。従って電子素子を可撓性基板に従来に比較して格段に高速で実装することができる。
また供給装置、載置装置、またはレーザに軸移動装置を付加することにより電子素子の実装箇所の変更や増加に容易に対応することができる。
【００１９】
第３発明の電子素子の実装装置は、第１発明または第２発明において、前記プリント配線板の裏面から照射した光の前記発光中心波長における前記基板の透過率が２０％以上であることを特徴としている。
【００２０】
第３発明の電子素子の実装装置によれば、可撓性基板のレーザ光の透過率が２０％以上であり、基板を透過したレーザ光が電子素子を加熱して損傷させることなく短時間でハンダ付けし電子素子を実装することができる。
【００２１】
第４発明の電子素子の実装装置は、第１発明から第３発明のいれかにおいて、前記プリント配線板が一対のリール間に張り渡され、前記プリント配線板を両リール間で走行移動させ、前記プリント配線板に複数の前記電子素子を連続的に実装することを特徴とする。
【００２２】
第４発明の電子素子の実装装置は、ハンダを供給装置にて供給する際に、その先端のノズルは可撓性基板と一定距離離れているので、連続して可撓性基板を走行移動させることがでる。また第１発明と第２発明の効果も相乗し短時間（高速）で電子素子を基板上に実装させることができる。
またリールに巻きつけた可撓性基板を引き出しながら供給し、電子素子が実装完了した基板をリールに巻きつけて収納する構成となっているので、装置の全長を従来の装置に比較して約１０分の１程度の長さとすることができる。従って、第４発明の電子素子の実装装置は、従来に比較して格段に高速・高効率で電子素子の実装が可能であり、しかのその設置スペースは格段に小さくすることができる。
従来の構成の装置であれば、長尺のＬＥＤ照明装置用の実装基板を製造する場合、リフロー炉を使用しているので、長尺の実装基板を製造するために短尺の実装基板を複数個製造し、それらを電気的に接続する方法で製造していた。ところが本発明の実装装置であれば、可撓性基板を使用しているので、どのような長尺の実装基板でも製造することできる。電子素子の実装を高効率化することができる。
【００２３】
第５発明の電子素子の実装装置は、第１発明から第４発明のいずれかにおいて、前記レーザの出力がレーザの基板表面における照射径１ｍｍの照射スポットあたり１５〜２５０Ｗの範囲内であることを特徴としている。
【００２４】
第５発明によれば、レーザ光の基板表面における照射径１ｍｍの照射スポットあたり１５〜２５０Ｗの範囲内であり、電子素子を加熱することなく短時間で、ハンダ付けが可能であり、基板を透過したレーザ光が電子素子を加熱して損傷させることなく短時間でハンダ付けし電子素子を実装することができる。
【００２５】
第６発明の電子素子の実装装置は、第１発明から第５発明のいずれかにおいて、前記レーザの照射時間が１ 秒以下であることを特徴とする。
【００２６】
第６発明によれば、レーザ光の照射時間が１秒以下であり、電子素子を加熱することなく短時間で、ハンダ付けが可能であり、高速・高効率で電子素子の実装を行うことができる。
【００２７】
第７発明の電子素子の実装装置は、第１発明から第６発明のいずれかにおいて、前記電子素子がＬＥＤ 素子であることを特徴とする。
【００２８】
第７発明の電子素子の実装装置によれば、電子素子はＬＥＤ素子であり、ＬＥＤ照明装置用の実装基板を高速・高効率で製造することができる。
【００２９】
第８発明の電子素子の実装装置は、第７発明において、前記可撓性基板が白色であることを特徴とする。
【００３０】
第８発明の電子素子の実装装置によれば、可撓性基板が白色であり、ＬＥＤ照明装置の発光明度が高いＬＥＤ照明装置を高速・高効率で製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に従う実施例１の電子素子の実装装置を示す模式図。
【図２】図１に示す装置内で、レーザ照射によるハンダ付けの部分を拡大して示す模式図。
【図３】本発明に従うＬＥＤ照明の製造方法により得たＬＥＤ照明の模式斜視図。
【図４】従来の電子部品の実装装置内で、レーザ照射によるハンダ付けの部分を拡大して示す模式図。
【図５】従来の別の電子部品の実装装置内で、レーザ照射によるハンダ付けの部分を拡大して示す模式図。
【図６】本発明に従う実施例２の電子素子の実装装置で使用する供給装置の構成の説明図。
【図７】本発明に従う実施例２の電子素子の実装装置で使用する供給装置の構成の説明図。
【図８】本発明に従う実施例２の電子素子の実装装置で使用する載置装置の構成の説明図。
【図９】本発明に従う実施例２の電子素子の実装装置で使用する載置装置の構成の説明図。
【図１０】本発明に従う実施例２の電子素子の実装装置で使用するレーザの構成の説明図。
【図１１】本発明に従う実施例２の電子素子の実装装置で使用するレーザの構成の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態をより詳細に説明する。
【実施例１】
【００３３】
＜１＞電子素子の実装装置
図１および図２を参照して、本発明の実施例１の電子素子の実装装置１００を説明する。この実装装置１００は、基板１２２Ａおよびこの基板上の配線パターン１２２Ｂを有するプリント配線板１２２に電子素子１０８を実装し、電子部品１１２を製造する。なお、本明細書では、ＪＩＳＣ５６０３およびＩＥＣ６０９１４に従い、「プリント配線板」 は、基板と、基板上に形成される配線パターンとを含み、実装する電子素子は含まない。またプリント配線板１２２は、可撓性性を有する基板である。詳細は、後述する。
【００３４】
まず、実装装置１００は、プリント配線板の配線パターン１２２Ｂ上にハンダ１０４を供給する供給装置１０２を有する。供給装置１０２は、特に限定されないが、非接触ディスペンサとすることが好ましい。非接触ディスペンサは、詳細は図示しないが、ハンダを収容するタンクと、ハンダをプリント配線板と離間した位置からプリント配線板に対して吐出する吐出ノズルと、タンクから吐出ノズルとを連結し、タンクから吐出ノズルへとハンダを供給するための連結部と、これらを制御する制御部と、を有する。この供給装置１０２によれば、所定量のハンダをプリント配線板に対して離間した位置から供給することができる。そのため、プリント配線板と吐出ノズルとが接触した状態でハンダを供給する装置に比べて、ハンダの持ち帰りを抑制し、また吐出ヘッドの上下動によるタイムロスも抑えることができる。また、ハンダの破棄量が少ないので環境面からも好ましい。
【００３５】
次に、実装装置１００は、ハンダ１０４上に電子素子１０８を載置する載置装置１０６を有する。載置装置１０６は、特に限定されず、例えばチップマウンターなどの従来公知の載置装置を用いることができる。
【００３６】
次に、実装装置１００はレーザ１１０を有する。本発明の特徴的構成として、このレーザ１１０は、図２に示すように、電子素子１０８を載置したハンダ１０４に向けて、近赤外領域に発光中心波長を有する光をプリント配線板の裏面１２４側から照射するものである。照射した光は、基板１２２Ａ中を透過して配線パターン１２２Ｂに到達し、配線パターン１２２Ｂを加熱し、ハンダ１０４が融解する。こうして電子素子１０８はプリント配線板１２２にハンダ付けされる。ここで、照射する光は発光中心波長が８００ｎｍ〜１１００ｎｍの範囲内であることが好ましい。
【００３７】
実装装置１００として、特定の範囲に発光中心波長を有する光をプリント配線板の裏面側から照射するレーザを用いれば、該装置で電子素子を実装する基板を適切に選択することによって、基板からの伝熱によるハンダの融解ではなく、配線パターンからの伝熱でハンダをより直接的に加熱する新たなハンダ加熱のメカニズムを採用している。
【００３８】
レーザ１１０は、発光中心波長を上記範囲に設定できるものであれば特に限定されないが、発光中心波長が９２０ｎｍの半導体レーザ、１０６４ｎｍのＮｄ−ＹＡＧレーザなどを使用することができる。ここで本明細書において、「発光中心波長」とは、レーザが発する光のスペクトルにおいて、最も高い光量を示す波長を意味する。また、本明細書において「プリント配線板の裏面」とは、プリント配線板の一対の主面のうち、電子素子を実装する面を表面とした際の、その裏の面、すなわち電子素子を実装しない面を意味する。
【００３９】
実装装置１００中には検査装置１１４を有してもよい。例えば、ＬＥＤを電子素子１０８として用いる場合に実点燈検査用装置を用いることができる。
【００４０】
実装装置へのプリント配線板の挿入方法は、特に限定しないが、図1に示すようにプリント配線板１２２が一対のリール１１８，１２０間に張り渡され、プリント配線板１２２を両リール間で走行移動させながら、プリント配線板１２２に複数の電子素子１０８を連続的に実装するリールトゥリール方式とすることができる。このような方式とすることにより、装置の全体長さを従来の装置に比較して１０分の１程度にすることができ、本発明の実装装置の設置スペースを格段に省スペースとすることができる。
【００４１】
＜２＞電子素子の実装方法（実装装置の使用方法）
次に、図１および図２を参照して、本発明の実施例１の電子素子の実装装置による電子素子の実装方法を説明する。この実装方法は、プリント配線板１２２の配線パターン１２２Ｂ上にハンダ１０４を供給する工程と、このハンダ１０４上に電子素子１０８を載置する工程と、この電子素子１０８を載置したハンダ１０４に向けて、近赤外領域に発光中心波長を有する光をプリント配線板１２２の裏面１２４側からレーザで照射する工程とを有し、その光は基板１２２Ａ中を透過して配線パターン１２２Ｂに到達し、配線パターン１２２Ｂを加熱してハンダ１０４を融解させ、電子素子１０８をプリント配線板１２２にハンダ付けする。
【００４２】
以下、本発明の上記特徴的工程を採用したことの技術的意義を、作用効果とともに具体例で説明する。詳細な工程は実施例で後述するが、本発明者らは、近赤外領域に発光中心波長を有するレーザ光を、所定の素材からなる基板を含むプリント配線板の裏面側から照射したところ、基板の損傷を抑制しつつ配線パターンを加熱することができることを見出した。これを利用すれば、基板１２２Ａを透過した光により配線パターン１２２Ｂを加熱し、熱伝導効率のよい配線パターン１２２Ｂからハンダ１０４に伝熱させることにより、従来よりも短時間でハンダ付けすることが可能となる。
【００４３】
さらに、レーザ光は非常にエネルギーが高いため、レーザ光をハンダ１０４に直接照射すればハンダ１０４が飛散してしまう確率が高いところ、本発明では、近赤外光をプリント配線板の裏面側から照射することによって、配線パターン１２２Ｂがハンダ１０４中の溶剤成分の突沸を防ぐ緩衝材の役割を果たすため、ハンダ１０４の飛び散りを抑制することができる。そして、プリント配線板の裏面側から照射することから電子素子を損傷することもない。
【００４４】
この実装方法では、レーザから出力し基板に到達した光は主に基板中を透過し配線パターンを加熱させる。そして、その他の光は基板の裏面で反射するか、わずかに基板に吸収される。つまり、本発明は基板を透過する光を利用してハンダ付けするものであって、基板から伝わる熱を直接利用するものではない。このため、本発明の実装装置は、基板への負担は非常に軽い。また、基板から伝熱させる場合には基板加熱時における基板の損傷を低減させるため、低いエネルギー密度のレーザを使用する必要があったが、本発明ではエネルギー密度の高いレーザを用いてハンダ付けすることができる。よって、本発明の実装装置は、従来技術に比べて短時間でハンダ付けを行うことが可能である。また、これまで実装基板としての使用は考えられなかったような、熱にそれほど強くない材料を電子素子の実装基板として用いることもできる。
【００４５】
本発明に用いるレーザ光は、近赤外領域に発光中心波長を有する。発光中心波長が近赤外領域よりも短い場合、基板を損傷させるおそれがある。また、発光中心波長が近赤外領域よりも長い場合、エネルギーが非常に低いためハンダを融解するのに時間がかかってしまい、短時間でのハンダ付けが可能という本発明の効果を十分に発揮できなくなるおそれがある。この観点から、発光中心波長が８００ｎｍ〜１１００ｎｍの範囲内であることが好ましい。
【００４６】
本実装方法において、プリント配線板の裏面から照射した光の発光中心波長における基板の透過率はエネルギー効率の観点から高い方が望ましい。具体的には、光の発光中心波長における透過率が、２０％以上である基板を選択することが好ましい。基板の透過率が２０％より小さいとハンダを融解させるために時間がかかってしまうおそれがある。
【００４７】
基板１２２Ａの素材としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ） 、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）などが好ましい。生産量も非常に多く、安価である。ＰＥＴおよび／またはＰＥＮを含む基板は、従来のリフロー方式では熱で加水分解を起こしてしまうが、本発明によれば、加水分解することもなく、溶かしたり焦がしたりすることなく用いることができる。
【００４８】
本実装方法では、可撓性材料を所定以下の厚みとした可撓性基板を基板１２２Ａとして使用している。可撓性基板は、熱に対して脆弱性を有するため、リフロー方式や特許文献１に開示されるような基板を加熱する方法への使用が現実的ではなかったが、本発明は基板への熱による負荷が小さいため、可撓性基板を好適に用いることができる。可撓性基板を用いることで、既述のリールトゥリール方式の実装装置とすることができる。これにより、電子部品の生産性を向上させることができる。
【００４９】
本実装装置および実装方法では、基板からの伝熱でハンダ付けする従来方法よりもレーザの出力を高くすることができる。レーザの出力としては、ハンダが飛び散らない程度に低く、ハンダ付けに時間がかかり過ぎない程度に高ければよい。具体的には、レーザの基板表面における照射径１ｍｍの照射スポットあたり１５〜２５０Ｗの範囲内であることが好ましい。１５Ｗよりも小さいと、ハンダを融解するために時間がかかり、短時間でのハンダ付けが可能という本発明の効果を十分に発揮できなくなるおそれがある。また、２５０Ｗを超えると、基板に損傷を与えると共に、ハンダの飛び散りが発生するおそれがある。
【００５０】
また、レーザ光の照射径は基板表面において配線パターンのサイズと同等程度が望ましい。パターンサイズの２０％以下の場合には、単位面積あたりの過剰なエネルギーにより基板に損傷を与え、１００％以上の場合には上面の電子素子に損傷を与える可能性がある。
【００５１】
本実装装置および実装方法では、基板からの伝熱で、ハンダ付けする従来方法よりも短時間で、ハンダ付けを行うことができ、具体的には、レーザの照射時間を１秒以下とすることができる。このため、生産性を非常に向上させることができる。
【００５２】
本発明において、電子素子１０８をＬＥＤ素子とすることが好ましい。この場合には、従来のリフロー方式でのハンダ付けでは既述の通りに十分な寿命が得られなくなるが、本発明によるハンダ付けによれば、従来よりも寿命の長いＬＥＤ部品を製造することができる。ただし、実装する電子素子としてはＬＥＤに限られず、チップコンデンサ、チップ抵抗器、ＣＣＤ (電荷結合素子)等のセンサ一部品、一般半導体部品のＢＧＡ(ｂａｌｌ  ｇｒｉｄ  ａｒｒａｙ) 、ＧＦＰ（Ｑｕａｄ  Ｆｌａｔ  Ｐａｃｋａｇｅ) 、ＣＳＰ (Ｃｈｉｐ  ｓｉｚｅ  ｐａｃｋａｇｅ) などでもよい。
【００５３】
＜３＞ＬＥＤ照明装置の製造方法
次に、本発明の実装装置を使用したＬＥＤ照明の製造方法を説明する。このＬＥＤ照明の製造方法は、上記のＬＥＤ部品の製造方法における工程に加えて、このＬＥＤ部品からＬＥＤ照明を製造する工程をさらに有する。
【００５４】
すなわち、本発明の実装装置による電子素子の実装方法は、蛍光灯型ＬＥＤを製造するのに非常に有益である。リフロー方式の場合、長いリフロー炉の内部では温度分布にムラがあるため、例えば１．２ｍ程度のプリント配線板でもリフロー炉内に導入すると、基板が歪み、品質に影響を及ぼす。そのため、例えば、３０ｃｍ程度の短いプリント配線板に複数のＬＥＤ素子を実装し、この長さのＬＥＤ部品としたのち、４個のＬＥＤ部品をコネクタ接続することで、現在普及している１．２ｍ長の蛍光灯型ＬＥＤ照明を製造していた。これでは接続する手間もかかる上に、コネクタの半差しやピンずれなどの不良を引き起こしていた。しかしながら、本発明によれば、所望の長さのプリント配線板に連続的に複数のＬＥＤ素子を実装して、所望の長さのＬＥＤ部品を製造することができる。
【００５５】
本発明に用いる電子素子がＬＥＤである場合、基板が白色であることが好ましい。図３は、本発明に従うＬＥＤ照明の製造方法により得たＬＥＤ照明の模式斜視図である。図３に示すように、ＬＥＤ照明２００は、拡散カバー２０２の中においてアルミ基台２１０の上に導熱性接着剤２０８でＬＥＤ部品２０４を固定しており、ＬＥＤ部品２０４から発せられた熱は導熱性接着剤２０８を通じて、アルミ基台２１０へ導熱される事によりアルミ基台２１０から放熱している。基板２０６が白色であればＬＥＤ部品から発した光の反射膜として機能するため、明るさを向上できる。
【００５６】
＜４＞本発明の実装装置により得られたＬＥＤ部品の評価
本発明の効果をさらに明確にするため、以下に説明する実施例・比較例の実験を行った比較評価について説明する。
【００５７】
＜４−１＞ＬＥＤ部品の製造
実施例１（１）にはＰＥＴからなる基板を用い、実施例１（２）にはＰＥＮからなる基板を用いた。まず、各基板上に、公知の方法により銅箔をエッチングすることで配線パターンを形成し、プリント配線板を作製した。実施例１および２に用いる基板はいずれも５０μｍの厚みであり、可撓性を有する。
【００５８】
次に図１に示す本発明のリールトゥリール方式の電子素子の実装装置により片方のリールから他方のリールに基板を巻き取りながら、ＬＥＤ素子の実装を行った。プリント配線板上の配線パターンの上に非接触ジェットディスペンサ（武蔵野エンジニアリング社製：ジェットマスター）を用いて、クリームハンダを供給した。次に、マウンター(奥原電気社製:卓上マウンター)を用いてクリームハンダ上にＬＥＤ素子を載置した。次に、発光中心波長が９２０ｎｍの半導体レーザ(浜松ホトニクス社製：ＬＤ照射装置１５Ｗタイプ)を用いて、レーザ出力を１２．５Ｗに調節し、基板表面における照射径０．４ｍｍで、プリント配線板の裏面側からＬＥＤ素子の載置されたハンダに向けて光を照射し、ハンダ付けをした。各試験例での発光中心波長における基板の透過率は、事前に分光器(浜松ホトニクス社製:型番Ｃ１００８２ＭＤ)を用いて測定したところ、各々７５％であった。
【００５９】
この条件下において、実施例１（１），１（２）では照射した光が基板中を透過して配線パターンに到達し、配線パターンを加熱してハンダを融解させ、ＬＥＤをプリント配線板にハンダ付けすることができていた。
【００６０】
＜４−２＞基板の損傷評価
実装後の基板の焼け跡や融解跡の傷の有無を目視により評価した。実施例１（１），１（２）では基板の損傷は見られなかった。
【００６１】
＜４−３＞ハンダ付けにかかる時間の評価
ハンダフィレットが正しく形成されるまでの時間を測定した。実施例１（１），１（２）では基板を透過した光によってハンダ付けができたため、０．４秒というごく短時間でハンダ付けができた。
【００６２】
＜４−４＞ハンダ付けの評価
ハンダの突沸によるハンダボールの発生の有無を目視により評価したところ、いずれもハンダの飛び散りは発生しなかった。
【００６３】
なお、いずれの実施例もレーザをプリント配線板の表側から照射するものではないため、ＬＥＤの損傷は見られなかった。
【実施例２】
【００６４】
図６から図１１を用いて実施例２の電子素子の実装装置について説明する。本実施例は、可撓性基板の走行移動が停止している際に、複数の電子素子を載置しハンダ付けする実装装置である。従って実施例２の実装装置は、供給装置１０２、載置装置１０６、またはレーザ１１０を複数個設けて構成されている。本実施例では、供給装置、載置装置及びレーザを各２個設けた場合で説明する。但しこの数量については２個に限定されるものではなく、適宜増やすことができる。
【００６５】
本実施例のハンダの供給装置１０２の構成について図６により説明する。図６（ａ）は、可撓性基板の走行移動方向から見た図である。図６（ｂ）は、可撓性基板の走行移動方向と直角な方向から見た図であり、向かって左側が供給リール１１８側であり、向かって右側が巻取リール１２０側である。図６（ｂ）から分かるように、供給装置は基板の走行移動方向に２個配置されている（図中ＡとＢ）。電子素子２個の載置するピッチが供給装置先端のノズル１０２Ｎの位置間隔と同一であれば、そのまま２個の供給装置のノズル１０２Ｎが基板からある一定距離まで下降接近しハンダを適量供給（滴下）する。その後、図６（ａ）の矢印方向（Ｘ方向）に移動し所定の箇所にハンダを適量供給する。ノズルＡとノズルＢは、一緒に移動する構成となっている。
【００６６】
また４個の電子素子を載置する場合は、図６（ｃ）に示すように、電子素子２個分を載置するためのハンダを供給し、その後に２個の供給装置が基板の走行移動方向に移動し、残り２個の電子素子を載置するためのハンダを供給する。
【００６７】
また電子素子２個の載置間隔と２個の供給装置のノズルの間隔が異なる場合は、図７に示すように供給装置のノズルＡ、Ｂを１個ずつ動作させてハンダを供給する。この場合、図７に示すように、まず１つ目の電子素子の載置位置に対して、図７（ａ）（ｂ）の順にノズルＡを動作させてハンダを供給し、その後図６（ａ）のＸ方向にノズルを移動させ、図７（ａ）（ｂ）の順に動作させて再度ノズルＡにてハンダを供給する。次に２つ目の電子素子の載置位置に対して、図７（ｃ）（ｄ）の順にノズルＢを動作させてハンダを供給し、その後図６（ａ）のＸ方向にノズルを移動させ、図７（ｃ）（ｄ）の順に動作させて再度ノズルＢにてハンダを供給する。
さらに各供給装置は、独立していて基板の走行移動方向（Ｘ方向）と走行移動方向と直角な方向（Ｙ方向）へ移動可能な構成とすることもできる。
【００６８】
本実施例の電子素子の載置装置１０６の構成について図８により説明する。  図８（ａ）は、可撓性基板の走行移動方向から見た図である。図８（ｂ）は、可撓性基板の走行移動方向と直角な方向から見た図であり、向かって左側が供給リール１１８側であり、向かって右側が巻取リール１２０側である。図８（ｂ）から分かるように、載置装置は基板の走行移動方向に２個配置されている（図中ＡとＢ）。電子素子２個の載置するピッチが載置装置先端の吸着ノズル１０６Ｎの位置間隔と同一であれば、そのまま供給装置が基板に供給したハンダ上に電子素子を載置する。吸着ノズルＡと吸着ノズルＢは、一緒に移動する構成となっている。
【００６９】
また電子素子２個の載置間隔と載置装置の吸着ノズルの間隔が異なる場合は、図９に示す供給装置のノズルの動作と同様に１個ずつ動作させて電子素子を載置する。この場合、図９（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）の順に載置装置の吸着ノズルＡとＢは動作し、２個の電子素子が載置される。
また載置装置は、独立していて基板の走行移動方向（Ｘ方向）と走行移動方向と直角な方向（Ｙ方向）へ移動可能な構成とすることもできる。
【００７０】
本実施例のハンダ付け用レーザ１１０の構成について図１０により説明する。図１０（ａ）は、可撓性基板の走行移動方向から見た図である。図１０（ｂ）は、可撓性基板の走行移動方向と直角な方向から見た図であり、向かって左側が供給リール１１８側であり、向かって右側が巻取リール１２０側である。図１０（ｂ）から分かるように、レーザは基板の走行移動方向に２個配置されている（図中ＡとＢ）。電子素子２個の実装（ハンダ付け）するピッチがレーザ１１０の位置間隔と同一であれば、そのまま２個のレーザから同時に光を照射し電子素子のハンダ付けを行なう。その後、レーザ１１０は、図１０（ａ）の矢印方向（Ｘ方向）に移動し所定の位置でレーザ光を照射しハンダ付けを行う。レーザＡとレーザＢは、一緒に移動する構成となっている。
【００７１】
また電子素子２個の載置間隔とレーザの間隔が異なる場合は、図１１に示すレーザＡ、Ｂを１個ずつ動作させて電子素子を実装（ハンダ付け）する。この場合、図１１に示すように、まず１つ目の電子素子に対して、図１１（ａ）のようにレーザＡを動作させてハンダ付けし、その後図１０（ａ）のＸ方向にレーザを移動させて図１１（ａ）のようにレーザＡを再度動作させて電子素子をハンダ付けする。次に２つ目の電子素子に対して、図１１（ｂ）に示すうにレーザＢを動作させてレーザ光を照射してハンダ付けし、その後図１０（ａ）のＸ方向にレーザを移動させて図１１（ｂ）にように再度レーザＢを動作させて電子素子をハンダ付けする。
また各レーザは、独立していて基板の走行移動方向（Ｘ方向）と走行移動方向と直角な方向（Ｙ方向）へ移動可能な構成とすることもできる。
【００７２】
本実施例に記載したように、供給装置、載置装置、及びレーザを基板の走行移動方向に各複数個を配置することにより、本発明の実装装置は、その占有面積を拡大することなく、可撓性基板の走行移動が停止した際に、複数個の電子素子を同時に載置し実装する構成とすることができる。また可撓性基板の走行移動が停止した際に、それぞれ異なる種類の電子素子を同時に載置し実装することもできる。従って本発明の実装装置を使用するこよにより、電子素子を実装する効率が格段に向上するとともに、本発明の実装装置の使用用途が大幅に拡大する。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明によれば、電子素子の損傷、ハンダの飛び散り、および基板の損傷を抑制して、従来よりも短時間で電子素子をプリント配線板に対してハンダ付けすることが可能な、省スペースでしかも多種類の電子素子の実装が可能な実装装置および電子部品の製造方法を、該製造方法を含むＬＥＤ照明の製造方法とともに提供することができる。
【符号の説明】
【００７４】
１００    電子素子の実装装置
１０２    供給装置
１０４    ハンダ
１０６    載置装置
１０８    電子素子
１１０    レーザ
１１２    電子部品
１１４    検査装置
１１６    ライン
１１８    リール（供給側）
１２０    リール（巻取側）
１２２    プリント配線板
１２２Ａ  基板
１２２Ｂ  配線パターン
１２４    プリント配線板の裏面
２００    ＬＥＤ照明
２０２    拡散カバー
２０４    ＬＥＤ
２０６    基板
２０８    導電性接着剤
２１０    アルミ基台
２１２    端子
２１４    端子
【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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