(57)【要約】【課題】  半田クリームをプリント基板表面の微小な領域に付着させることができる技術を提供する。【解決手段】  円筒体１は、可視域から赤外域の波長をもつ光を透過させる材料からなり、互いに表裏関係にある外周面１ａ及び内周面１ｂを画定している。回転機構２が、円筒体１をその回転対称軸を中心として回転させる。塗布装置３が、円筒体１の外周面１ａに半田クリームＣを塗布する。レーザ光出射装置５から出射された近赤外パルスレーザ光Ｌが、内周面１ｂ側から円筒体１に入射し、円筒体１を透過して外周面１ａに塗布された半田クリームＣに入射する。コンベヤ６が、プリント基板７を、パルスレーザ光Ｌが円筒体１を透過する位置の半田クリームＣと対向する位置を通過させる。【選択図】  図１
2006073730.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに表裏関係にある第１及び第２の主面を画定した担持部材と、
前記第１の主面に、被付着物に付着させるべき対象剤を塗布する塗布装置と、
前記第２の主面側から前記担持部材を透過して前記第１の主面に塗布された対象剤に入射し、該対象剤によって吸収されるエネルギビームを出射する出射装置と、
前記出射装置から出射されたエネルギビームが前記担持部材を透過する位置の前記対象剤と対向するように、前記被付着物を保持する保持装置とを備え、
前記出射装置から出射されたエネルギビームのエネルギにより、該エネルギビームが入射した領域の対象剤が前記担持部材から離れ、離れた対象剤が前記保持装置に保持された被付着物に付着するように構成された付着装置。
【請求項２】
前記担持部材が、外周面を前記第１の主面とし、内周面を前記第２の主面とする筒状又は無端ベルト状の無限軌道体を構成しており、
さらに、前記出射装置から出射されたエネルギビームが前記無限軌道体を透過する位置が、該無限軌道体の周方向に移動するように、前記出射装置に対して前記無限軌道体を循環させる循環機構を備えた請求項１に記載の付着装置。
【請求項３】
前記保持装置が、前記出射装置から出射されたエネルギビームが通過する位置における前記外周面の移動方向と平行な方向に、前記被付着物を送る送り機構を含む請求項２に記載の付着装置。
【請求項４】
前記送り機構が、前記外周面の移動速度と等しい速度で前記被付着物を送る請求項３に記載の付着装置。
【請求項５】
さらに、前記被付着物の送り方向に関して、該被付着物表面の、前記エネルギビームが前記無限軌道体を透過する位置の前記対象剤と対向する領域よりも上流側の領域内から、前記対象剤を付着させるべき領域を予め検出する検出器と、
前記検出器の検出結果に基いて、前記出射装置による前記エネルギビームの出射のタイミングを制御する制御装置と
を備えた請求項３又は４に記載の付着装置。
【請求項６】
さらに、第１の位置において、前記無限軌道体の外周面から前記対象剤を回収する回収装置を備え、
前記塗布装置が、第２の位置において、前記無限軌道体の外周面に前記対象剤を塗布し、
前記エネルギビームが前記無限軌道体の循環方向に関して前記第１の位置から第２の位置までの間で前記外周面及び内周面を通過した後、該循環方向に関して前記第２の位置から第１の位置までの間で前記内周面及び外周面を通過して前記対象剤に入射するように、前記無限軌道体の外周面と対向する位置に前記出射装置が配置されている請求項２〜５のいずれかに記載の付着装置。
【請求項７】
前記回収装置によって回収された対象剤が、前記塗布装置に戻され、該塗布装置によって再び前記外周面に塗布されるように構成された請求項６に記載の付着装置。
【請求項８】
前記出射装置が、前記無限軌道体の内周面によって取り囲まれるように、該内周面と対向する位置に配置されている請求項２〜５のいずれかに記載の付着装置。
【請求項９】
前記出射装置が、前記無限軌道体の周方向と交差する交差方向に配列される複数本のエネルギビームを出射することができる請求項２〜８のいずれかに記載の付着装置。
【請求項１０】
前記複数本のエネルギビームが前記外周面を通過する領域が、該外周面内で前記交差方向に千鳥状に配列される請求項９に記載の付着装置。
【請求項１１】
前記出射装置が、前記複数本のエネルギビームを前記交差方向に一括して移動させることができる移動機構を含む請求項９又は１０に記載の付着装置。
【請求項１２】
前記出射装置が、少なくとも一つのエネルギビーム出射源と、該エネルギビーム出射源から出射されたエネルギビームを、前記無限軌道体の周方向と交差する交差方向に走査することができる走査器とを含む請求項２〜８のいずれかに記載の付着装置。
【請求項１３】
前記対象剤が、粉末状の半田をフラックスに練り込んで得られる半田クリームであり、
前記エネルギビームによって前記半田クリームのフラックス成分を蒸発させることにより、該エネルギビームが入射した領域の半田クリームを前記担持部材から離す請求項１〜１２のいずれかに記載の付着装置。
【請求項１４】
前記担持部材が、可視域から赤外域までの波長の光を透過させる性質を有し、
前記出射装置から出射されるエネルギビームが、可視域から赤外域までの波長の光である請求項１〜１３のいずれかに記載の付着装置。
【請求項１５】
対象剤を付着させるべき被付着表面を有する被付着物と、第１の主面に対象剤が膜状に付着している担持部材とを、前記被付着表面と前記第１の主面に付着している対象剤とが、ある間隔を隔てて対向するように配置する工程と、
前記担持部材を透過して、前記対象剤の、前記担持部材側の面の一部の領域に到達するように、該対象剤の一部にエネルギビームを入射させ、該エネルギビームのもつエネルギにより対象剤の一部を吹き飛ばし、前記被付着物の被付着表面に付着させる工程と
を有する付着方法。
【請求項１６】
前記対象剤が、粉末状の半田をフラックスに練り込んだ半田クリームであり、
前記エネルギビームが、可視域から赤外域までの波長の光である請求項１５に記載の付着方法。
【請求項１７】
前記被付着物の被付着表面に、対象剤を付着させるべき領域が予め画定されており、
前記エネルギビームを入射させる工程において、前記被付着表面のうち、対象剤を付着させるべき領域に対象剤が付着するように、エネルギビームを入射させる請求項１５又は１６に記載の付着方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半田クリーム等の対象剤を、プリント基板等の被付着物に付着させる付着装置及び付着方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から行われている集積回路の実装工程の一例について説明する。まず、表面に銅ランドを複数露出させたプリント基板を準備する。粉末状の半田をフラックスに練り込んで得られる半田クリームを、各銅ランドの表面に付着させる。次に、各銅ランドの表面に付着させた半田クリーム上に集積回路のリード端子を載せる。このとき集積回路は、半田クリームの粘性によってプリント基板上に保持される。次に、集積回路を保持したプリント基板を加熱炉に搬入する。すると、加熱炉内でクリーム半田が溶融し、リード端子が銅ランドに半田付けされる。
【０００３】
上記実装工程のうち、半田クリームを銅ランドの表面に付着させる工程について具体的に説明する（特許文献１参照）。まず、各銅ランドと対応する位置に貫通孔を設けたマスクをプリント基板上に位置決めする。次に、そのマスクの上から、全面に半田クリームを塗布する。そして、そのマスクをプリント基板から取り外すと、プリント基板表面の、銅ランドの位置だけに選択的に半田クリームを残すことができる。
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１５１８７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、銅ランド等の、半田クリームを付着させるべき領域の微小化が進んでいる。具体的には、銅ランドのサイズは例えば１００μｍ四方程度以下に微小化されると予測される。半田クリームを付着させるべき領域が微小化されると、これに伴ってマスクの貫通孔も微小化される。ところが、半田クリームは粘性を有するため、マスクの貫通孔が小さくなるほど、その貫通孔内に半田クリームを埋め込むことが困難化すると考えられる。マスクの貫通孔内に半田クリームが埋め込まれなければ、その貫通孔の位置に半田クリームを残すことができない。本発明の目的の一つは、半田クリーム等の対象剤を被付着物表面の微小な領域に付着させることができる技術を提供することにある。
【０００６】
また、半田クリームは粘性を有するため、マスクの全面に半田クリームを塗布した後、マスクをプリント基板から取り外すときに、半田クリームが糸を引く等して、半田クリームの一部がマスクの裏面、即ちプリント基板の表面と接する面に付着してしまうことがある。このような場合、次回にそのマスクを用いるときに、プリント基板表面の銅ランド以外の領域をその付着した半田クリームで汚してしまうことになる。このことは、プリント基板の製造歩留まりの低下を招く。本発明の他の目的は、被付着物表面における所望の領域以外の領域に対象剤が付着してしまうことを防止することができる技術を提供することにある。
【０００７】
また、プリント基板は、その種類によって銅ランドの配置位置が異なる。このため、プリント基板の種類ごとにマスクを準備する必要がある。また、銅ランドに残る半田クリームの厚さはマスクの厚さに依存する。このため、付着させる半田クリームの厚さを変更するためには、その厚さに対応したマスクを別途準備することが必要である。本発明のさらに他の目的は、対象剤を付着させる位置や、付着させる対象剤の厚さ等の条件を柔軟に変更することができる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一観点によれば、互いに表裏関係にある第１及び第２の主面を画定した担持部材と、前記第１の主面に、被付着物に付着させるべき対象剤を塗布する塗布装置と、前記第２の主面側から前記担持部材を透過して前記第１の主面に塗布された対象剤に入射し、該対象剤によって吸収されるエネルギビームを出射する出射装置と、前記出射装置から出射されたエネルギビームが前記担持部材を透過する位置の前記対象剤と対向するように、前記被付着物を保持する保持装置とを備えた対象剤の付着装置が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
第２の主面側から担持部材を透過して第１の主面に塗布された対象剤にエネルギビームを入射させると、エネルギビームが入射した領域の対象剤が加熱されること等に起因して、その領域の対象剤が第１の主面から離れる。第１の主面から離れた対象剤は、これと対向する位置に配置された被付着物に付着する。
【００１０】
対象剤が付着する領域の大きさ及び形状は、対象剤からなる層の第１の主面と接する面内におけるエネルギビームの入射領域の大きさ及び形状によって調整できる。この結果、被付着物表面の微小な領域に対象剤を付着させることが可能となる。
【００１１】
また、エネルギビームが入射した領域の対象剤だけを選択的に第１の主面から離し、被付着物に付着させることができるので、被付着物表面における所望の領域以外の領域に対象剤が付着してしまうことを防止することができる。
【００１２】
また、対象剤からなる層の第１の主面と接する面内におけるエネルギビームの入射位置によって、対象剤を付着させる位置を柔軟に変更することができる。第１の主面に塗布する対象剤の厚さによって、付着させる対象剤の厚さを柔軟に変更することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１に、実施例による付着装置の概略図を示す。円筒体１が、その回転対称軸を中心として、回転機構２によって一方向に回転される。ここで円筒体１の回転対称軸とは、円筒体１の外周面１ａ又は内周面１ｂの母線に平行で、円筒体１の中心を通る軸をいう。円筒体１は、近赤外域の波長をもつ光を透過させる材料、例えば、ガラス、石英（ＳｉＯ２）、サファイア（Ａｌ２Ｏ３）等からなる。また、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）等の樹脂で円筒体１を形成してもよい。
【００１４】
塗布装置３及び回収装置４が、円筒体１の外周面１ａと対向する位置に配置されている。塗布装置３は円筒体１の外周面１ａに半田クリームＣを吐出し、回収装置４は円筒体１の外周面１ａから半田クリームＣを回収する。塗布装置３及び回収装置４の空間的位置は固定されているが、回転機構２が円筒体１を回転させるので、塗布装置３によって円筒体１の外周面１ａに載せられた半田クリームＣは、円筒体１の回転に応じて移動する。移動した半田クリームＣは、回収装置４で回収される。
【００１５】
塗布装置３及び回収装置４は、円筒体１の回転対称軸に平行な方向（以下、Ｙ方向とする。）に延在しており、円筒体１の外周面１ａに塗布された半田クリームＣの層は、塗布装置３のＹ方向の長さに対応する幅を有する。このような半田クリームＣの層が、回収装置４においてＹ方向の全幅にわたって回収される。回収装置４において回収された半田クリームＣは塗布装置３に戻され、塗布装置３によって再び円筒体１の外周面１ａに吐出されるようになっている。
【００１６】
レーザ光出射装置５が、円筒体１の内周面１ｂによって取り囲まれるように、内周面１ｂと対向する位置に配置されている。レーザ光出射装置５は、近赤外域の波長をもつパルスレーザ光Ｌを出射する。レーザ光出射装置５から出射されたパルスレーザ光Ｌは、円筒体１の回転方向に関して、塗布装置３から回収装置４までの間で円筒体１を通過して、外周面１ａに塗布された半田クリームＣの層に入射する。本実施例では、パルスレーザ光Ｌの円筒体１への入射光軸は、円筒体１の回転対称軸に垂直である。
【００１７】
図２を参照して、レーザ光出射装置５の構成を説明する。前提として、図１において、上述のように円筒体１の回転対称軸に平行な方向をＹ方向とし、パルスレーザ光Ｌの円筒体１への入射光軸に平行な方向をＺ方向とするＸＹＺ直交座標系を考える。図２は、Ｚ方向からみた、レーザ光出射装置５の構成を示す模式図である。図１のレーザ光出射装置５は、本体部５１と移動機構５４とによって構成されている。
【００１８】
本体部５１は、Ｙ方向に千鳥状に配置された第１〜第ｎの半導体レーザＬＤ１〜ＬＤｎを有する。即ち、図１のレーザ光出射装置５は、ｎ本のパルスレーザ光を出射することができる。図１には便宜上、第１〜第ｎの半導体レーザＬＤ１〜ＬＤｎのうちの１つの半導体レーザから出射されるパルスレーザ光Ｌだけを代表的に示した。本体部５１は、各々Ｙ方向に一定のピッチで複数の半導体レーザが形成された半導体レーザアレイ５２及び５３を、Ｙ方向に半ピッチずらした状態で、Ｘ方向に張り合わせて構成している。移動機構５４が、本体部５１をＹ軸の正方向及び負方向に移動させることができる。
【００１９】
図３は、上記第１〜第ｎの半導体レーザＬＤ１〜ＬＤｎから出射される各パルスレーザ光が、図１の円筒体１の外周面１ａを通過する領域（以下、通過領域という。）をＺ方向からみた線図である。第１〜第ｎの通過領域Ｒ１〜Ｒｎが画定されている。図２の第ｉの半導体レーザＬＤｉから出射されたパルスレーザ光が、第ｉの通過領域Ｒｉを通過する（ｉは１〜ｎの自然数とする）。第１〜第ｎの通過領域Ｒ１〜Ｒｎの各々は四角形をなしている。これは、図２の第１〜第ｎの半導体レーザＬＤ１〜ＬＤｎから出射されるパルスレーザ光の各々を、四角形の貫通孔が形成されたマスクに通すことで実現できる。なお、第１〜第ｎの通過領域Ｒ１〜Ｒｎの各々の形状は、特に四角形に限定されず、種々の形状、例えば六角形にしてもよい。
【００２０】
第１〜第ｎの通過領域Ｒ１〜Ｒｎは、Ｙ方向に千鳥状に配列されている。具体的には、Ｙ方向に平行な中心線を想定したとき、奇数番目の通過領域は中心線の上側（Ｘ軸正方向側）に配置され、偶数番目の通過領域は中心線の下側（Ｘ軸負方向側）に配置されている。奇数番目の通過領域も、偶数番目の通過領域も中心線に接している。これらの通過領域が、Ｙ方向に関しては隙間をあけることなく、かつ重なることなく配置されている。なお、図２の移動機構５４が本体部５４をＹ方向に移動させると、第１〜第ｎの通過領域Ｒ１〜Ｒｎも一括してＹ方向に移動する。
【００２１】
図１に戻って説明を続ける。コンベヤ６が、プリント基板７を搬送する。コンベヤ６によって搬送されるプリント基板７は、レーザ光出射装置５から出射されたパルスレーザ光Ｌが筒状体１を透過する位置の半田クリームＣと対向する位置（以下、処理位置という。）を通過する。パルスレーザ光Ｌが通過する位置における外周面１ａの移動の向きをＸ軸の正方向とする。コンベヤ６によるプリント基板７の搬送方向も、Ｘ軸の正方向である。また、コンベヤ６によるプリント基板７の搬送速度は、外周面１ａの移動速度と等しい。例えば、プリント基板７の搬送速度は、約３０ｍｍ／ｓに設定される。
【００２２】
プリント基板７の表面に、半田レジスト膜８が形成されている。半田レジスト膜８には、Ｚ方向からみて貫通孔８ａが複数形成されている。プリント基板７は、貫通孔８ａの各々の底部に、半田クリームＣを付着させるべき領域（以下、被付着領域という。）７ａを構成する銅ランドを露出させている。
【００２３】
検出用光源９が、コンベヤ６によるプリント基板７の搬送方向に関して、プリント基板７の表面における処理位置よりも上流側の領域に検出用光９ａを照射する。検出用光９ａの断面形状は、Ｙ方向に長いシート状をなす。検出用光源９は、例えば、半導体レーザや発光ダイオード等の複数の点光源を、検出用光９ａの幅に対応する長さだけ並べることによって構成される。
【００２４】
受光器１０が、検出用光９ａのプリント基板７表面からの反射光を受光し、その強度を検出する。受光器１０はＹ方向に延在しており、Ｙ方向の位置ごとにその反射光の強度を検出できる。被付着領域７ａを構成する銅ランドと、半田レジスト膜８とでは、検出用光９ａに対する反射率が異なる。このため、受光器１０の検出結果に基づいて、被付着領域７ａの存在、及びそのＹ方向の位置、並びにそのサイズ等を検出できる。受光器１０は、例えば、複数のフォトダイオードを検出用光９ａの幅に対応する長さだけ並べることによって構成される。なお、検出用光源９として、冷陰極管等の線光源を用い、受光器１０として、結像レンズを有するＣＣＤカメラ等の受像装置を用いてもよい。
【００２５】
制御装置１１に、受光器１０の検出結果が出力される。制御装置１１は、受光器１０の検出結果に基づいて、レーザ光出射装置５を制御する。具体的には、制御装置１１は、プリント基板７が搬送されている状態において、受光器１０の検出結果により被付着領域７ａを予め認識すると、まず図２の第１〜第ｎの半導体レーザＬＤ１〜ＬＤｎのうち、Ｙ方向の位置がその被付着領域７ａのＹ方向の位置と対応する半導体レーザ（以下、第Ｋの半導体レーザＬＤＫ）を特定する。なお、その特定した第Ｋの半導体レーザＬＤＫに対応する第Ｋの通過領域ＲＫ（図３参照）のＹ方向の位置が、その被付着領域７ａのＹ方向の位置と一致しない場合には、制御装置１１が図２の移動機構５４を制御して本体部５１をＹ方向に移動させることにより、その第Ｋの通過領域ＲＫのＹ方向の位置を、被付着領域７ａのＹ方向の位置と一致させておくことができる。
【００２６】
次に、制御装置１１は、その被付着領域７ａが処理位置まで移動した時に、第Ｋの半導体レーザＬＤＫからパルスレーザ光を出射させる。これにより、その被付着領域７ａに半田クリームＣを付着させることができる。以下、パルスレーザ光の照射によって被付着領域７ａに半田クリームＣが付着するメカニズムについて説明する。
【００２７】
図４(ａ)は、図１の円筒体１及びプリント基板７の部分拡大断面図である。図２の第Ｋの半導体レーザＬＤＫから出射されたパルスレーザ光ＬＫは、円筒体１の内周面１ｂ側から円筒体１に入射し、円筒体１を透過してその外周面１ａに塗布された半田クリームＣの層に入射する。パルスレーザ光ＬＫは、例えば波長１μｍ程度で、パルス幅が４００μｓ、半田クリームＣの層の外周面１ａとの接触面（以下、裏面という。）におけるパワー密度が７×１０３Ｗ／ｃｍ２となる条件で、半田クリームＣの層の裏面に入射する。あるいは、波長約１μｍ、パルス幅約２０ｍｓ、パワー密度３．６×１０３Ｗ／ｃｍ２の条件としてもよい。
【００２８】
半田クリームＣは、近赤外域の波長をもつ光を吸収する。このため、半田クリームＣの層の裏面の、第Ｋの通過領域ＲＫ（図３参照）と対面する領域の温度が急激に上昇する。半田クリームＣを構成する半田及びフラックスのうち、蒸発温度が低い方の材料はフラックスである。パルスレーザ光ＬＫの照射によって、第Ｋの通過領域ＲＫに対面する領域のフラックスが一気に気化すると考えられる。
【００２９】
その結果、第Ｋの通過領域ＲＫ上の半田クリームＣがプリント基板７側に吹き飛ぶ。なお、パルスレーザ光ＬＫが入射した領域の半田クリームＣのフラックスを局所的に気化させることができるので、吹き飛ばされる半田クリームＣの形状は、第Ｋの通過領域ＲＫの形状に対応したものとなる。このとき、プリント基板７の被付着領域７ａが、第Ｋの通過領域ＲＫと対向するように位置しているから、吹き飛ばされた半田クリームＣが被付着領域７ａに付着する。
【００３０】
図４(ｂ)に、被付着領域７ａに半田クリームＣが付着した様子を示す。円筒体１の外周面１ａから離れた半田クリームＣは、拡がりながら被付着領域７ａに向かって飛ぶと考えられる。このため、外周面１ａに塗布された半田クリームＣの層と被付着領域７ａとの間の距離ｄが大きすぎると、吹き飛ばされた半田クリームＣが被付着領域７ａからはみでてしまう問題が考えられる。
【００３１】
次に、距離ｄが小さすぎる場合の不都合について説明する。後に図５を参照して説明するように、円筒体１上の半田クリームＣが被付着領域７ａに付着した後、円筒体１の、半田クリームＣが除去された領域を通過して、被付着領域７ａ上の半田クリームＣにパルスレーザ光ＬＫが照射される場合がある。距離ｄが小さすぎると、被付着領域７ａに付着した半田クリームＣに対して、パルスレーザ光ＬＫが過剰に照射されてしまう問題が考えられる。そこで、上述した２つの問題の兼ね合いを考慮して距離ｄが設計される。距離ｄは例えば０．５ｍｍ〜１．５ｍｍ、具体的には１ｍｍに設定される。
【００３２】
以上のように、パルスレーザ光の照射に基いて半田クリームＣを付着させる場合、プリント基板７表面における半田クリームＣが付着する領域の大きさ及び形状は、半田クリームＣの層に入射するパルスレーザ光のビームスポットの大きさ及び形状、並びに距離ｄ等によって制御できる。この結果、プリント基板７表面の微小な領域に半田クリームＣを付着させることが可能となる。例えば、被付着領域７ａのサイズが１００μｍ四方程度に微小であっても、通過領域ＲＫの大きさを１００μｍ四方以下に設計し、距離ｄを例えば１ｍｍに設計することにより、その微小な被付着領域７ａに半田クリームＣを付着させることができる。
【００３３】
なお、図４(ａ)及び(ｂ)には、１本のパルスレーザ光ＬＫの照射によって１つの被付着領域７ａに半田クリームＣが付着する様子を示した。図３のＹ方向に配列された第１〜第ｎの通過領域Ｒ１〜Ｒｎに同時にパルスレーザ光を入射させることも可能である。このため、Ｙ方向に配列された複数の被照射領域７ａに、同時に半田クリームを付着させることも可能である。このため、半田クリームの付着を能率的に行える。
【００３４】
ところで、図４(ｂ)に示すように、パルスレーザ光が入射した位置の外周面１ａからは半田クリームＣが除去される。しかし、図１に示したように半田クリームＣを担持させる担持部材として円筒体１を採用し、回転している円筒体１の外周面１ａに塗布装置３が半田クリームＣを連続的に吐出する構成としたから、パルスレーザ光Ｌが入射する位置に連続的に半田クリームＣを供給することができる。このため、半田クリームＣの付着動作を連続的に行うことができる。コンベヤ６によって搬送されている状態のプリント基板７に連続的に半田クリームＣを付着させることができるため、様々な寸法の付着印刷を行うことができる。
【００３５】
一方、パルスレーザ光Ｌの照射によって外周面１ａから除去されなかった余りの半田クリームＣは、図１の回収装置４によって連続的に回収され、図１の塗布装置３によって円筒体１の外周面１ａに再び塗布される。このようにして、半田クリームＣの再利用を合理的に行うことができる。なお、半田クリームはプリント基板７に付着することによって消費されてゆくため、回収装置４によって回収された半田クリームのみが塗布装置３から吐出される訳ではなく、図示しない半田クリーム供給器が塗布装置３に半田クリームを供給するようにしている。即ち、塗布装置３は、回収装置４によって回収された半田クリームのみならず、図示しない半田クリーム供給器から供給された半田クリームも外周面１ａに塗布する。
【００３６】
また、本付着装置によれば、図２の第１〜第ｎの半導体レーザＬＤ１〜ＬＤｎのうちどの半導体レーザがいつパルスレーザ光を出射するかといったレーザ光出射装置５の動作の手順によって、半田クリームが付着する領域のプリント基板７表面上での位置を柔軟に変更することができる。図１の制御装置１１が受光器１０の検出結果に基づいてレーザ光出射装置５の動作を制御する構成としたから、コンベヤ６に搬送させるプリント基板の種類に応じてレーザ光出射装置５の動作手順が自動的に決定される。このため、従来のようにプリント基板の種類ごとにマスクを準備するといった煩雑さを伴うことなく、コンベヤ６に搬送させるプリント基板の種類の変更を行える。なお、図１の制御装置１１に、図２の第１〜第ｎの半導体レーザＬＤ１〜ＬＤｎ及び移動機構５４の制御手順を予め記憶させる場合には、図１の検出用光源９及び受光器１０を省略することもできる。
【００３７】
また、本付着装置によれば、被付着領域７ａに付着させる半田クリームＣの厚さは、円筒体１の外周面１ａに塗布された半田クリームＣの層の厚さに主に依存する。半田クリームＣの層の厚さは、図１の塗布装置３を調節することにより容易に変更できる。このため、被付着領域７ａに付着させる半田クリームの厚さを柔軟に変化させることもできる。
【００３８】
なお、図４(ａ)及び(ｂ)では、１ショットのパルスレーザ光ＬＫの照射によって、ちょうど被付着領域７ａの全域に半田クリームＣが付着する場合を例示した。第ｉの通過領域Ｒｉのサイズを固定する場合、１ショットのパルスレーザ光Ｌｉの照射によって半田クリームＣが付着する領域のサイズは、パルス間で略一定となる。ところが、１枚のプリント基板７内において被付着領域７ａのサイズは必ずしも一定ではない。以下に、被付着領域７ａのサイズが図３の通過領域Ｒ１〜Ｒｎのサイズよりも大きい場合の半田クリームの付着方法について説明する。
【００３９】
図５(ａ)〜(ｅ)は、Ｚ方向に平行な投影視による第ｊの通過領域Ｒｊ及び第ｊ＋１の通過領域Ｒｊ＋１（図３参照）、並びに被付着領域７ａ（図１及び図４参照）の位置関係を示す線図である。ｊは偶数とする。被付着領域７ａのサイズが、第ｊの通過領域Ｒｊのサイズよりも大きい。被付着領域７ａも、第ｊの通過領域Ｒｊ及び第ｊ＋１の通過領域Ｒｊ＋１と同様に、四角形をなす。これら四角形の、図５の上側の辺を上辺、下側の辺を下辺、左側の辺を左辺、右側の辺を右辺と便宜的に呼ぶことにする。
【００４０】
前提として、図５(ａ)に示すように、投影視において、第ｊの通過領域Ｒｊの左辺と被付着領域７ａの左辺とが同一直線上に配置されるように、被付着領域７ａに対する第ｊの通過領域Ｒｊ及び第ｊ＋１の通過領域Ｒｊ＋１のＹ方向の位置が調整されている。これは、図１の制御装置１１が図２の移動機構５４を制御し、図２の本体部５１をＹ方向に移動させることにより実現される。なお、第ｊの通過領域Ｒｊの左辺と被付着領域７ａの左辺とが同一直線上に配置されているときには、被付着領域７ａの右辺は、第ｊ＋１の通過領域Ｒｉ＋１の右辺よりも距離Ｔだけ第ｊの通過領域Ｒｊ側に位置する。
【００４１】
まず、図５(ａ)に示すように、被付着領域７ａの上辺が、第ｊの通過領域Ｒｊの上辺と同一直線上に配置されたタイミングで、図１の制御装置１１が図２の第ｊの半導体レーザＬＤｊからパルスレーザ光を出射させる。これにより、投影視において、被付着領域７ａ内の、第ｊの通過領域Ｒｊと重なった領域に半田クリームＣが付着する。以下、この工程で半田クリームＣが付着した領域を第１の付着領域７ａ−１と呼ぶことにする。
【００４２】
次に、図５(ｂ)に示すように、被付着領域７ａの下辺が第ｊの通過領域Ｒｊの下辺と同一直線上に配置されたタイミングで、図１の制御装置１１が図２の第ｊの半導体レーザＬＤｊから再びパルスレーザ光を出射させる。これにより、投影視において、被付着領域７ａ内における未だ半田クリームＣが付着されていない領域（以下、未付着領域という。）と、第ｊの照射領域Ｒｊとが重なった領域に半田クリームＣが付着する。以下、この工程で半田クリームＣが付着した領域を第２の付着領域７ａ−２と呼ぶことにする。
【００４３】
なお、図５(ｂ)では、図５(ａ)において既に半田クリームＣを付着させた第１の付着領域７ａ−１に斜線を付している。図１の円筒体１の外周面１ａと被付着領域７ａとは同一速度でＸ方向に移動するので、図５(ｂ)の時点において第１の付着領域７ａ−１と対面する領域の外周面１ａ（図１参照）からは半田クリームＣが既に除去されている。従って、図２の第ｊの半導体レーザＬＤｊからパルスレーザ光を出射させても、図５(ｂ)の第１の付着領域７ａ−１と第ｊの通過領域Ｒｊとが重なる領域に、半田クリームＣが重畳的に付着することはない。図２の第ｊの半導体レーザＬＤｊから出射したパルスレーザ光の一部が、既に第１の付着領域７ａ−１に付着している半田クリームＣに入射することになるが、図４の距離ｄを調整することにより、第１の付着領域７ａ−１に付着している半田クリームＣの劣化を防止できる。
【００４４】
次に、図５(ｃ)に示すように、第ｊ＋１の通過領域Ｒｊ＋１の右辺が、被付着領域７ａの右辺と同一直線上に配置されるように、第ｊの通過領域Ｒｊ及び第ｊ＋１の通過領域Ｒｊ＋１を含む図３の全ての通過領域Ｒ１〜ＲｎをＹ軸の負方向に距離Ｔだけ移動させる。これは、制御装置１１が図２の移動機構５４を制御し、本体部５１をＹ軸の負方向に移動させることにより実現される。なお、図５(ｃ)では、図５(ａ)及び(ｂ)において既に半田クリームＣを付着させた第１の付着領域７ａ−１及び第２の付着領域７ａ−２に斜線を付している。
【００４５】
次に、図５(ｄ)に示すように、被付着領域７ａの上辺が第ｊ＋１の通過領域Ｒｊ＋１の上辺と同一直線上に配置されたタイミングで、制御装置１１が図２の第ｊ＋１の半導体レーザＬＤｊ＋１からパルスレーザ光を出射させる。これにより、投影視において、現時点における被付着領域７ａ内の未付着領域と、第ｊ＋１の通過領域Ｒｊ＋１とが重なった領域に半田クリームＣが付着する。以下、この工程で半田クリームＣが付着した領域を第３の付着領域７ａ−３と呼ぶことにする。
【００４６】
なお、図５(ｃ)において第ｊ＋１の通過領域Ｒｊ＋１の右辺を被付着領域７ａの右辺と同一直線上に配置させたので、プリント基板表面における被付着領域７ａよりもＹ軸正方向側の領域に半田クリームＣが付着することはない。また、図５(ｃ)及び(ｄ)の時点では、図１の円筒体１の外周面１ａにおける第１の付着領域７ａ−１及び第２の付着領域７ａ−２と対面する領域からは半田クリームＣが既に除去されている。従って、図５(ｄ)において、第１の領域７ａ−１及び第２の付着領域７ａ−２と、第ｊ＋１の通過領域Ｒｊ＋１とが重なる領域に、半田クリームＣが重畳的に付着することはない。
【００４７】
次に、図５(ｅ)に示すように、被付着領域７ａの下辺が第ｊ＋１の通過領域Ｒｊ＋１の下辺と同一直線上に配置されたタイミングで、制御装置１１が図２の第ｊ＋１の半導体レーザＬＤｊ＋１に再びパルスレーザ光を出射させる。これにより、投影視において、現時点における被付着領域７ａ内の未付着領域と、第ｊ＋１の通過領域Ｒｊ＋１とが重なった領域７ａ−４に半田クリームＣが付着する。
【００４８】
以上で、被付着領域７ａの全域に半田クリームを付着させることができた。第ｊ＋１の通過領域Ｒｊ＋１を、第ｊの通過領域ＲｊよりもＸ軸の正方向側に配置し、かつ図１の回転機構２による外周面の移動速度と図１のコンベヤ６によるプリント基板７の移動速度とを一致させた構成としたので、図１のプリント基板７及び円筒体１を一旦Ｘ軸の負方向に戻すことなく、Ｘ軸の正方向に移動させ続けたままの状態で、第ｊの通過領域Ｒｊよりも大きな被付着領域７ａの全域に半田クリームＣを付着させることが可能となる。このため、被付着領域７ａのサイズが第ｊの通過領域Ｒｊより大きい場合でも、半田クリームを付着させる能率の低下が防止される。
【００４９】
なお、図５(ａ)〜(ｅ)には、図２の第ｊの半導体レーザＬＤｊと第ｊ＋１の半導体レーザＬＤｊ＋１とによって１つの被付着領域７ａに半田クリームＣを付着させる手順を示したが、図３に示したように第１〜第ｎの通過領域Ｒ１〜ＲｎがＹ方向に配列されているので、Ｙ方向に配列された複数の被照射領域７ａに、同時に半田クリームを付着させることも可能である。
【００５０】
図６に、他の実施例による付着装置を示す。図１に示した付着装置と同様の構成部分についての重複する説明は省略する。第１のローラ２１及び第２のローラ２２が、Ｘ方向に間隔をあけて平行に配置されている。第１及び第２のローラ２１及び２２は、ともにＹ軸に平行な回転軸を中心として回転駆動する。第１及び第２のローラ２１及び２２の空間的位置は固定されている。
【００５１】
無端ベルト２０が、第１及び第２のローラ２１及び２２間に掛け渡されている。無端ベルト２０は、１本の帯状のベルトの両端を繋いだ環状をなしている。無端ベルト２０は、可視域から赤外域の波長をもつ光を透過させ、かつ可撓性を有する材料、例えば、ＰＥＴ、ＰＴＦＥ、ＰＭＭＡ、ポリスチレン（ＰＳ）等からなる。第１及び第２のローラ２１及び２２によって無端ベルト２０が循環される。無端ベルト２０の外周面２０ａ及び外周面２０ｂの移動速度は、コンベヤ６によるプリント基板７の搬送速度と等しい。
【００５２】
塗布装置２３及び回収装置２４が、無端ベルト２０の外周面２０ａと対向する位置に配置されている。塗布装置２３及び回収装置２４の空間的位置は固定されているが、無端ベルト２０が循環されるので、無端ベルト２０の循環方向に関して、回収装置２４から塗布装置２３までの間の外周面２０ａは半田クリームＣが塗布されていない状態となり、塗布装置２３から回収装置２４までの間の外周面２０ａは半田クリームＣが塗布された状態となる。
【００５３】
レーザ光出射装置２５が、無端ベルト２０の外周面２０ａと対向する位置に配置されている。レーザ光出射装置２５から出射されたパルスレーザ光Ｌは、無端ベルト２０の循環方向に関して回収装置２４から塗布装置２３までの間の無端ベルト２０の外周面２０ａ及び内周面２０ｂをこの順に通過した後、無端ベルト２０の循環方向に関して塗布装置２３から回収装置２４までの間の無端ベルト２０の内周面２０ｂ及び外周面２０ａをこの順に通過して、外周面２０ａに塗布された半田クリームＣに入射する。
【００５４】
レーザ光出射装置２５は、パルスレーザ光Ｌを出射するＱスイッチ式の固体レーザ発振器２５ａと、固体レーザ発振器２５ａから出射されたパルスレーザ光Ｌの光軸を振ることができる走査器２５ｂとを含んで構成されている。走査器２５ｂによってパルスレーザ光Ｌの光軸を振ることにより、半田クリームＣからなる層の、無端ベルト２０の外周面２０ａと接する面（以下、裏面とする。）内においてパルスレーザ光Ｌの入射領域を移動させることができる。
【００５５】
制御装置２６が、受光器１０の検出結果に基いて、固体レーザ発振器２５ａ及び走査器２５ｂを制御する。例えば、制御装置２６は、プリント基板７がＸ方向に搬送されている状態において、受光器１０の検出結果に基いて被付着領域７ａを検出すると、まず走査器２５ｂを制御し、半田クリームＣからなる層の裏面内におけるパルスレーザ光Ｌの入射領域のＹ方向の位置を、その被付着領域７ａのＹ方向の位置と対応させておく。
【００５６】
次に、制御装置２６は、その被付着領域７ａが、パルスレーザ光Ｌが無端ベルト２０を透過する位置の半田クリームＣと対向する位置まで移動するのに要する時間を経過したときに、固体レーザ発振器２５ａにパルスレーザ光Ｌを出射させる。これにより、被付着領域７ａに半田クリームＣを付着させることができる。なお、制御装置２６に、固体レーザ発振器２５ａ及び走査器２５ｂの制御手順を予め記憶させる場合には、図６の検出用光源９及び受光器１０を省略することができる。
【００５７】
以上説明した付着装置においても、図１に示した付着装置と同様の作用効果を得ることができる。また、図１の円筒体１に代えて、可撓性を有する端無ベルト２０を用いたから、半田クリームＣの層とプリント基板とが対面する領域を広くとることができる。この結果、レーザ光出射装置２５の配置位置等の自由度が増す。
【００５８】
また、光源としてＱスイッチ発振ができる固体レーザ発振器２５ａを用いたので、半導体レーザを用いる場合に比べると、パルスレーザ光のピーク強度を大きくとれる。このため、半導体レーザを用いる場合よりパルスエネルギを小さく設定しても、半田クリームＣの層の裏面内におけるパルスレーザ光Ｌの入射領域を気化させることができる。
【００５９】
ＹＬＦレーザ発振器を、上記固体レーザ発振器２５ａとして用いる場合の、パルスレーザ光の照射条件について説明する。ＹＬＦレーザの基本波（波長１０４７ｎｍ）を、パルス幅が約４００μｓ、照射面におけるパワー密度が約１×１０４Ｗ／ｃｍ２、即ち照射面におけるパルスエネルギ密度が約４．０Ｊ／ｃｍ２になる条件で、半田クリームの表面に入射させたところ、入射した位置の半田クリームが爆発的に吹き飛んだ。パルスエネルギ密度をこれ以上増大させると、半田クリームが散乱し、付着精度が悪化してしまうことが懸念される。そこで、パルスエネルギ密度の観点からは４．０Ｊ／ｃｍ２、パワー密度の観点からは１×１０４Ｗ／ｃｍ２が上限であると考えられる。
【００６０】
一方、ＹＬＦレーザの基本波を、パルス幅が約４００μｓ、照射面におけるパワー密度が約７×１０３Ｗ／ｃｍ２、即ち照射面における１パルスあたりのエネルギ密度が約３．０Ｊ／ｃｍ２になる条件で、半田クリームの表面に入射させたとろ、入射位置の半田クリームがわずかに蒸発した。半田クリームを蒸発させることができれば、半田クリームを無端ベルト２０の外周面２０ａから離すことができると考えられる。そこで、パルスエネルギ密度の観点からは３．０Ｊ／ｃｍ２、パワー密度の観点からは７×１０３Ｗ／ｃｍ２が下限であると考えられる。
【００６１】
Ｙｂドープファイバレーザを、上記固体レーザ発振器２５ａとして用いる場合の、パルスレーザ光の照射条件について説明する。Ｙｂドープファイバレーザの基本波（波長１０６４ｎｍ）を、パルス幅が約２０ｍｓ、照射面におけるパワー密度が約７．２×１０３Ｗ／ｃｍ２、即ち照射面におけるパルスエネルギ密度が約１４４Ｊ／ｃｍ２になる条件で、半田クリームＣの表面に入射させたところ、入射した位置の半田クリームが爆発的に吹き飛んだ。そこで、パルスエネルギ密度の観点からは１４４Ｊ／ｃｍ２、パワー密度の観点からは７．２×１０３Ｗ／ｃｍ２が上限であると考えられる。
【００６２】
一方、Ｙｂドープファイバレーザの基本波を、パルス幅が約２０ｍｓ、照射面におけるパワー密度が約３．６×１０３Ｗ／ｃｍ２、即ち照射面におけるパルスエネルギ密度が約７２Ｊ／ｃｍ２になる条件で、半田クリームＣの表面に入射させたところ、入射位置の半田クリームがわずかに蒸発した。そこで、パルスエネルギ密度の観点からは７２Ｊ／ｃｍ２、パワー密度の観点からは３．６×１０３Ｗ／ｃｍ２が下限であると考えられる。
【００６３】
以上、実施例について説明したが、本発明はこれに限られない。例えば、図１のレーザ光出射装置５は、一台の光源と、その光源から出射されたパルスレーザ光を複数本に分岐させる分岐器と、この分岐器によって分岐されたパルスレーザ光がそれぞれ入射端から入射し、出射端がＹ方向に千鳥状に配列された複数本の光ファイバとを備えた構成としてもよい。また、図６の固体レーザ発振器２５ａとしては、ＹＡＧレーザやＹＶＯ４レーザ等を用いることもできる。さらに、図１及び図５のレーザ光出射装置は、ＣＷレーザ光を出射するレーザ発振器とシャッタとによって構成してもよい。
【００６４】
また、半田クリームを担持する担持部材としては、特に円筒体１や無端ベルト２０に限定されず、例えば板状体を用いてもよい。即ち、板状体の裏面に半田クリームを塗布しておき、その基板の表面側からその半田クリームにレーザ光を入射させることにより、板状体の裏面と対向する位置のプリント基板に半田クリームを付着させることもできる。また、実施例では、対象剤として半田クリームを用いたが、対象剤として、例えば近赤外光を吸収し、粘性を有するものを用いることができる。この他、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】実施例による半田クリーム付着装置の概略図である。
【図２】レーザ光出射装置の構成を示す模式図である。
【図３】レーザ光出射装置から出射されるレーザ光の、円筒体の外周面における通過領域を示す線図である。
【図４】円筒体及びプリント基板の部分拡大断面図である。
【図５】円筒体の外周面におけるレーザ光の通過領域と、半田クリームを付着させるべき被付着領域との位置関係を示す投影図である。
【図６】他の実施例による半田クリーム付着装置の概略図である。
【符号の説明】
【００６６】
１…円筒体（担持部材）、１ａ…外周面（第１の主面）、１ｂ…内周面（第２の主面）、２…回転機構（循環機構）、３…塗布装置、４…回収装置、５…レーザ光出射装置（出射装置）、５１…本体部、５２,５３…半導体レーザアレイ、５４…移動機構、６…コンベヤ（送り機構）、７…プリント基板（被付着物）、７ａ…被付着領域、８…半田レジスト膜、８ａ…貫通孔、９…検出用光源、１０…受光器、１１…制御装置、２０…無端ベルト（担持部材）、２０ａ…外周面（第１の主面）、２０ｂ…内周面（第２の主面）、２１…第１のローラ、２２…第２のローラ、２３…塗布装置、２４…回収装置、２５…レーザ光出射装置（出射装置）、２５ａ…固体レーザ発振器（エネルギビーム出射源）、２５ｂ…走査器、２６…制御装置、Ｃ…半田クリーム（対象剤）、Ｌ…パルスレーザ光（エネルギビーム）、ＬＤ１〜ＬＤｎ…半導体レーザ、Ｒ１〜Ｒｎ…通過領域。
【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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