(57)【要約】【課題】  部品の位置を正確に定めた状態で、適切にはんだ付けを行うことができる部品搬送装置、および、それを用いた部品のはんだ付け方法を提供する。【解決手段】  可動アーム１０で部品４０を回路基板４５上に搬送する部品搬送装置１であって、可動アーム１０に設けられ部品４０を保持する保持部２０と、可動アーム１０の保持部２０近傍に設けられ、還元性ガスの少なくとも一部が回路基板４５に向かうように還元性ガスを噴霧する噴霧口３１と、を備えることを特徴とする。【選択図】    図５
2015153807.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可動アームによって部品を回路基板上に搬送する部品搬送装置であって、
前記可動アームに設けられ前記部品を保持する保持部と、
前記可動アームに設けられ、還元性ガスの少なくとも一部が前記回路基板に向かうように前記還元性ガスが噴霧される噴霧口と、
を備える
ことを特徴とする部品搬送装置。
【請求項２】
前記保持部は、前記部品を吸引することで前記部品を保持する吸引口を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の部品搬送装置。
【請求項３】
前記吸引口は、前記噴霧口よりも前記回路基板側に設けられる
ことを特徴とする請求項２に記載の部品搬送装置。
【請求項４】
前記吸引口と前記噴霧口とが、前記回路基板の前記部品が配置される面と平行な面において面一に設けられる
ことを特徴とする請求項２に記載の部品搬送装置。
【請求項５】
前記噴霧口は、前記吸引口よりも前記回路基板側に設けられる
ことを特徴とする請求項２に記載の部品搬送装置。
【請求項６】
前記噴霧口は、前記保持部から離れる方向に開口する
ことを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載の部品搬送装置。
【請求項７】
前記噴霧口は、前記保持部に近づく方向に開口する
ことを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載の部品搬送装置。
【請求項８】
前記噴霧口と前記保持部に保持された部品が位置すべき部位とを囲む枠部を更に備える
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の部品搬送装置。
【請求項９】
前記噴霧口は、前記還元性ガスと共に不活性ガスを噴霧する
ことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の部品搬送装置。
【請求項１０】
前記還元性ガスを加熱するヒーターを更に備え、
前記還元性ガスは、前記ヒーターで加熱された状態で噴霧される
ことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の部品搬送装置。
【請求項１１】
部品搬送装置の可動アームに設けられた保持部によって部品を保持して前記部品を搬送する搬送ステップと、
回路基板上に前記部品を配置すると共に前記保持部が前記部品を保持した状態を維持する配置ステップと、
前記回路基板上の前記部品が前記保持部で保持された状態で、還元性ガスの少なくとも一部が前記回路基板に向かうように前記可動アームに設けられる噴霧口から前記還元性ガスを噴霧する噴霧ステップと、
前記回路基板上の前記部品が前記保持部で保持された状態で、前記部品と前記回路基板とをはんだ付けするはんだ付けステップと、
を備える
ことを特徴とする部品のはんだ付け方法。
【請求項１２】
部品搬送装置の可動アームに設けられた保持部により部品を保持して前記部品を搬送する搬送ステップと、
回路基板と前記部品との間が所定の距離以下となったときに、還元性ガスの少なくとも一部が前記回路基板に向かうように前記可動アームに設けられる噴霧口から前記還元性ガスを噴霧する噴霧ステップと、
前記回路基板上に前記部品を配置すると共に前記保持部が前記部品を保持した状態維持する配置ステップと、
前記回路基板上の前記部品が前記保持部で保持された状態で、前記部品と前記回路基板とをはんだ付けするはんだ付けステップと、
を備える
ことを特徴とする部品のはんだ付け方法。
【請求項１３】
前記保持部に保持された前記部品と前記回路基板との間が前記所定の距離となった状態で、前記部品の搬送を一時的に停止する停止ステップを更に備え、
前記停止ステップ中に前記噴霧ステップを行う
ことを特徴とする請求項１２に記載の部品のはんだ付け方法。
【請求項１４】
前記噴霧ステップを前記部品が前記回路基板上に配置された後まで行う
ことを特徴とする請求項１２または１３に記載の部品のはんだ付け方法。
【請求項１５】
前記噴霧ステップの少なくとも一部と前記はんだ付けステップの少なくとも一部とを同時に行う
ことを特徴とする請求項１１または１４に記載の部品のはんだ付け方法。
【請求項１６】
前記噴霧ステップを前記配置ステップの前に終了する
ことを特徴とする請求項１２または１３に記載の部品のはんだ付け方法。
【請求項１７】
前記部品が前記回路基板上に配置される前から前記はんだ付けステップの途中まで前記回路基板を加熱する
ことを特徴とする請求項１１から１６のいずれか１項に記載の部品のはんだ付け方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路基板に部品をはんだ付けするはんだ付装置に用いる部品搬送装置およびそれを用いた部品のはんだ付け方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
回路基板上に電子部品がはんだ付けされた実装基板は、回路パターンが形成された回路基板上に電子部品をはんだ付けすることで作製される。この電子部品の一つとして、チップ型部品がある。一般的に、チップ型部品をはんだ付けするには、まず、回路基板の端子上或いはチップ型部品の端子上にはんだが配置された状態で、チップ型部品を回路基板上に配置する。その後、チップ型部品が配置された回路基板をリフロー炉に通して、チップ型部品が回路基板上にはんだ付けされる。
【０００３】
このとき回路基板の端子やはんだが酸化していると、回路基板の端子のはんだ濡れ性が悪く、適切にチップ型部品と回路基板とをはんだ付けできない場合がある。このため、端子やはんだの酸化膜を還元してはんだ付けを行う技術が提案されている。
【０００４】
下記特許文献１には、このようなはんだ付けを行うはんだリフロー装置が記載されている。このはんだリフロー装置では、加熱されたリフロー炉内に還元性薬液を噴霧すると共に窒素ガスを供給する。この還元性薬液によりはんだ等の酸化膜が還元される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１３４８９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、チップ型部品には回路基板に配置される側にはんだバンプが形成されたフリップチップ型部品がある。フリップチップ型部品ははんだバンプ同士の位置が近く、そのはんだ付けには精密な位置決めが要求される。しかしながら、回路基板上の正確な位置にフリップチップ型部品を配置した場合であっても、上記特許文献１に記載のようにはんだリフロー炉を通すと、はんだが溶融することでフリップチップ型部品の位置を保持する力が小さくなり、フリップチップ型部品の位置がずれてしまうことがある。
【０００７】
このため、フリップチップ型部品をはんだ付けする際に、フリップチップ型部品を回路基板上に搬送する部品搬送装置により、フリップチップ型部品を回路基板上で保持することが行われている。この場合、部品搬送装置でフリップチップ型部品を保持したまま回路基板をはんだリフロー炉に通すことができないため、部品搬送装置によってフリップチップ型部品を保持した状態で、回路基板をヒーターにより加熱してはんだ付けを行う。
【０００８】
部品搬送装置は、部品が並べられているトレーやコンベアと回路基板との間をアームが移動して、トレーやコンベア上の部品をキャッチして回路基板上まで搬送する。従って、回路基板が配置された場所を閉空間とすることができず、上記のような還元性薬液の噴霧が困難であった。このため、フリップチップ型部品のような精密な位置決めを必要とするチップ部品を実装する場合にも、はんだ等の酸化膜を除去して適切にはんだ付けを行うことができる技術が求められている。
【０００９】
そこで、本発明は、部品の位置を正確に定めた状態で、適切にはんだ付けを行うことができる部品搬送装置、および、それを用いた部品のはんだ付け方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明は、可動アームによって部品を回路基板上に搬送する部品搬送装置であって、前記可動アームに設けられ前記部品を保持する保持部と、前記可動アームに設けられ、還元性ガスの少なくとも一部が前記回路基板に向かうように前記還元性ガスが噴霧される噴霧口と、を備えることを特徴とするものである。
【００１１】
この部品搬送装置は、保持部で部品を保持するため、トレー等に置かれた部品を可動アームによって搬送して回路基板上に配置した後においても部品を保持し続けることができる。従って、回路基板が加熱されて基板と部品とを接続するはんだが溶融している状態においても、部品の位置を正確に定めることができる。また、噴霧口が可動アームに設けられる。これにより、部品を回路基板上に配置する直前や、回路基板上に配置された部品を保持した状態において、還元性ガスを回路基板に向かって噴霧することができる。回路基板に向かって噴霧された還元性ガスは、回路基板の周囲に漂う。従って、装置全体を還元性ガス雰囲気とせずとも、回路基板上の酸化膜及び回路基板と部品とを接続するはんだ表面の酸化膜を還元することができる。このはんだは回路基板上に配置されている場合や部品上に配置されている場合がある。回路基板が加熱されてはんだが溶融している場合においては、溶融しているはんだの表面に形成された酸化膜が還元される。このように酸化膜を除去することができるため、適切にはんだ付けを行うことができるのである。
【００１２】
また、前記保持部は、前記部品を吸引することで前記部品を保持する吸引口を有することが好ましい。
【００１３】
吸引口による吸引により、部品保持部へ向かう気流を流れ易くすることができる。従って、回路基板に向かって噴霧される還元性ガスの一部が部品保持部に保持される部品の近傍をより漂い易くなる。このため、より効率良くはんだ等の酸化膜を還元することができる。
【００１４】
また、前記吸引口は、前記噴霧口よりも前記回路基板側に設けられることが好ましい。或いは、前記吸引口と前記噴霧口とが、前記回路基板の前記部品が配置される面と平行な面において面一に設けられることが好ましい。
【００１５】
吸引口と噴霧口とが上記のような位置関係に設けられることで、厚みが小さな部品であっても、部品をトレー等から保持する際や部品を回路基板上に配置する際に噴霧口が形成される部位が邪魔となることを防止することができる。
【００１６】
或いは、前記噴霧口は、前記吸引口よりも前記回路基板側に設けられることが好ましい。
【００１７】
このように噴霧口が設けられることで、部品と回路基板との接続部により近い場所から還元性ガスを噴霧することができる。従って、より適切に酸化膜を還元することができる。
【００１８】
また、前記噴霧口は、前記保持部から離れる方向に開口することが好ましい。
【００１９】
このように噴霧口が形成されることで、還元性ガスを回路基板に向かう方向に噴霧しつつも保持部から離れる方向に噴霧することができ、部品と回路基板との接続部近傍にある大気を還元性ガスの流れにより減らすことができる。このように接続部近傍にある大気が減ることにより、当該接続部近傍には還元性ガスが漂う傾向がある。従って、還元すべき部位が再び酸化することを抑制することができる。
【００２０】
或いは、前記噴霧口は、前記保持部に近づく方向に開口することが好ましい。
【００２１】
このように噴霧口が形成されることで、還元性ガスを回路基板に向かう方向に噴霧しつつも保持部に近づく方向に噴霧することができ、部品と回路基板との接続部近傍を濃度の高い還元性ガス雰囲気にすることができる。従って、より早く酸化膜の除去を行うことができる。
【００２２】
また、前記噴霧口と前記保持部に保持された部品が位置すべき部位とを囲む枠部を更に備えることが好ましい。
【００２３】
このような枠部により、枠内の還元性ガスの濃度を高くすることができる。従って、より早く酸化膜の除去を行うことができる。
【００２４】
また、前記噴霧口は、前記還元性ガスと共に不活性ガスを噴霧することが好ましい。
【００２５】
不活性ガスにより、部品と回路基板との接続部近傍にある大気を減らすことができる。従って、還元すべき部位が再び酸化することを抑制することができる。
【００２６】
また、前記還元性ガスを加熱するヒーターを更に備え、前記還元性ガスは、前記ヒーターで加熱された状態で噴霧されることが好ましい。
【００２７】
還元性ガスが加熱されることで、還元反応時間を短縮することができる。また、はんだ付けの際に回路基板の温度が低下することや溶融したはんだが不当に固化することを抑制することができる。
【００２８】
また、本発明の部品のはんだ付け方法は、部品搬送装置の可動アームに設けられた保持部によって部品を保持して前記部品を搬送する搬送ステップと、回路基板上に前記部品を配置すると共に前記保持部が前記部品を保持した状態を維持する配置ステップと、前記回路基板上の前記部品が前記保持部で保持された状態で、還元性ガスの少なくとも一部が前記回路基板に向かうように前記可動アームに設けられる噴霧口から前記還元性ガスを噴霧する噴霧ステップと、前記回路基板上の前記部品が前記保持部で保持された状態で、前記部品と前記回路基板とをはんだ付けするはんだ付けステップと、を備えることを特徴とするものである。
【００２９】
このような部品のはんだ付け方法によれば、回路基板上に配置した部品を保持した状態ではんだ付けを行うため、回路基板と部品とを接続するはんだが溶融している状態においても、部品の位置を正確に定めることができる。また、回路基板上で部品を保持した状態で、可動アームに設けられる噴霧口から還元性ガスが回路基板に向かって噴霧されるため、装置全体を還元性ガス雰囲気とせずとも、回路基板上の酸化膜や回路基板と部品とを接続するはんだの酸化膜を還元することができる。従って、適切なはんだ付けを行うことができる。
【００３０】
また、本発明の他の部品のはんだ付け方法は、部品搬送装置の可動アームに設けられた保持部により部品を保持して前記部品を搬送する搬送ステップと、回路基板と前記部品との間が所定の距離以下となったときに、還元性ガスの少なくとも一部が前記回路基板に向かうように、前記可動アームに設けられる噴霧口から前記還元性ガスを噴霧する噴霧ステップと、前記回路基板上に前記部品を配置すると共に前記保持部が前記部品を保持した状態維持する配置ステップと、前記回路基板上の前記部品が前記保持部で保持された状態で、前記部品と前記回路基板とをはんだ付けするはんだ付けステップと、を備えることを特徴とするものである。
【００３１】
この部品のはんだ付け方法では、部品が回路基板上に配置される前に還元性ガスを噴霧する。従って、はんだと回路基板との接触部といった部品が回路基板上に配置された後においては露出しない部位の酸化膜の除去を行うことができる。
【００３２】
さらに、前記保持部に保持された前記部品と前記回路基板との間が前記所定の距離となった状態で、前記部品の搬送を一時的に停止する停止ステップを更に備え、前記停止ステップ中に前記噴霧ステップを行うことが好ましい。
【００３３】
このように停止状態で還元性ガスを噴霧することで、より適切に部品と回路基板との間を還元性ガス雰囲気とすることができる。従って、部品を回路基板上に配置後に露出しない部位の酸化膜をより適切に還元することができる。
【００３４】
また、前記噴霧ステップを前記部品が前記回路基板上に配置された後まで行うこととしても良い。
【００３５】
部品が回路基板上に配置された後まで還元性ガスの噴霧を行うことで、回路基板により近い位置から還元性ガスを噴霧することができる。従って、回路基板の端子に形成された酸化膜をより効率的に除去することができる。
【００３６】
また、前記噴霧ステップの少なくとも一部と前記はんだ付けステップの少なくとも一部とを同時に行うことが好ましい。
【００３７】
はんだ付けステップ中においても還元性ガスを噴霧することで、溶融したはんだの酸化膜をより適切に除去することができる。また、はんだが溶融する温度であるため、還元反応の時間を短くすることができ、効率的に酸化膜を除去することができる。また、はんだ付けと酸化膜の還元とを同時に行うため、効率的に部品のはんだ付けを行うことができる。
【００３８】
或いは、前記噴霧ステップを前記配置ステップの前に終了することとしても良い。還元性ガスの種類や酸化膜の状態によっては、還元性ガスを部品の配置前に噴霧するだけで、十分に酸化膜を除去することができる場合がある。従って、このような場合には、部品の配置後まで還元性ガスを噴霧せずに還元性ガスを効率的に利用することができる。
【００３９】
また、前記部品が前記回路基板上に配置される前から前記はんだ付けステップの途中まで前記回路基板を加熱することが好ましい。
【００４０】
回路基板が部品配置前から加熱されることで、はんだ付けステップではんだが溶融を開始するまでに要する時間を短くすることができる。また、噴霧した還元性ガスにより酸化膜が還元される際に、基板が加熱されているため、少なくとも基板上の端子に形成された酸化膜を効率的に還元することができる。
【発明の効果】
【００４１】
以上のように、本発明によれば、部品の位置を正確に定めた状態で、適切にはんだ付けを行うことができる部品搬送装置、および、それを用いた部品のはんだ付け方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る部品搬送装置を示す図である。
【図２】図１の可動アームの先端の様子を示す図である。
【図３】本発明の部品のはんだ付け方法の第１の手順を示すフローチャートである。
【図４】搬送ステップの様子を示す図である。
【図５】噴霧ステップの様子を示す図である。
【図６】本発明の部品のはんだ付け方法の第２の手順を示すフローチャートである。
【図７】噴霧ステップの様子を示す図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係る部品搬送装置の保持部周辺の様子と噴霧される還元性ガスの様子を示す図である。
【図９】本発明の第３実施形態に係る部品搬送装置の保持部周辺の様子と噴霧される還元性ガスの様子を示す図である。
【図１０】本発明の第４実施形態に係る部品搬送装置の保持部周辺の様子と噴霧される還元性ガスの様子を示す図である。
【図１１】本発明の第５実施形態に係る部品搬送装置の保持部周辺の様子と噴霧される還元性ガスの様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
以下、本発明に係る部品搬送装置、および、それを用いた部品のはんだ付け方法の好適な実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００４４】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る部品搬送装置を示す図である。図１に示すように、本実施形態の部品搬送装置１は、可動アーム１０と、駆動部５１と、ガイド５２と、吸引ポンプＳＰと、還元性ガス供給部ＲＧと、不活性ガス供給部ＩＧと、ヒーター５３とを主な構成として備える。
【００４５】
可動アーム１０は、外見が円柱状に形成されて鉛直方向に延在しており、後述のように内部に長手方向に沿って設けられる複数の貫通孔が形成されている。また、可動アーム１０は、駆動部５１に接続されており、鉛直方向に沿って移動可能とされている。この可動アーム１０の移動は、駆動部５１内の不図示の機構により行われる。また、駆動部５１は、水平方向に延在するガイド５２に接続されており、駆動部５１内における可動アームを移動させる機構とは異なる不図示の機構により、ガイド５２に沿って移動可能とされている。従って、可動アーム１０の先端部分は、可動アーム１０の移動と駆動部５１の移動とにより、鉛直方向、水平方向に移動可能であり２次元的に移動することができる。
【００４６】
吸引ポンプＳＰは、吸引管２２Ｐに接続されており、吸引管２２Ｐ内の気体を吸引する吸引状態と、吸引を行わない非吸引状態とを切り換えることができる。吸引管２２Ｐは、後述のように可動アーム１０内の貫通孔の一つに接続されている。
【００４７】
また、還元性ガス供給部ＲＧは還元性ガスを供給する部位であり、還元性ガスを供給する供給状態と、還元性ガスの供給を行わない非供給状態とを切り換えることができる。また、不活性ガス供給部ＩＧは不活性ガスを供給する部位であり、不活性ガスを供給する供給状態と、不活性ガスの供給を行わない非供給状態とを切り換えることができる。還元性ガス供給部ＲＧ及び不活性ガス供給部ＩＧは、供給管３２Ｐに接続されており、供給管３２Ｐ内には還元性ガスおよび不活性ガスが供給される。
【００４８】
上記還元性ガスとしては、例えば、カルボン酸（ギ酸、酢酸、アクリル酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、カプロン酸、エナント酸、カプリル酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミスチリン酸、パルミチン酸、マルガリン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、アラキドン酸、ドコサヘキサエン酸、ブリチック酸、バレチック酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、安息香酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、サリチル酸、没食子酸、メリト酸、ケイ皮酸、ピルビン酸、乳酸、カプリン酸、リンゴ酸、クエン酸、フマル酸、マレイン酸、アコニット酸、グルタル酸、アジピン酸、ニトロカルボン酸）が揮発したガスを挙げることができる。また、不活性ガスとしては、例えば、窒素ガスやアルゴンガスを挙げることができる。
【００４９】
ヒーター５３は、供給管３２Ｐを加熱するように設けられている。従って、ヒーター５３がＯＮ状態である場合には、供給管３２Ｐ内を流れる還元性ガス及び不活性ガスは加熱される。ヒーター５３が還元性ガス及び不活性ガスを加熱する温度は、還元性ガスが金属の酸化膜を還元する還元反応が最も早く行える温度とされることが好ましい。
【００５０】
図２は、図１の可動アーム１０の先端の様子を示す図である。具体的には、可動アーム１０が部品４０を保持している様子を示す図である。本例で保持される部品４０はフリップチップ部品とされ、部品本体４１と部品本体４１の下面に形成されるはんだバンプ４２とを有する。
【００５１】
図２に示すように可動アーム１０内には、可動アーム１０の長手方向に沿って複数の貫通孔が形成されている。これらの貫通孔のうち中心の貫通孔が吸引孔２２とされ、吸引孔２２の可動アーム１０の先端における開口が吸引口２１とされる。吸引孔２２は、吸引管２２Ｐに接続されている。従って、可動アーム１０は、吸引ポンプＳＰが吸引状態とされることで、吸引口２１から可動アーム１０の先端近傍の気体を吸引することができる。この吸引力を利用して、可動アーム１０は、図２に示すように、吸引口２１で部品４０を吸引し、可動アーム１０の先端面１１に部品４０を吸着して、部品４０を保持することができる。従って、本実施形態では、吸引口２１と可動アームの１０の先端面１１における部品が吸着されるべき部位が保持部２０とされる。
【００５２】
また、吸引孔２２を挟むように形成される一組の貫通孔はそれぞれ供給孔３２とされ、供給孔３２の可動アーム１０の先端における開口が噴霧口３１とされる。それぞれの供給孔３２は、図１に示す供給管３２Ｐに接続されている。従って、可動アーム１０は、還元性ガス供給部ＲＧ及び不活性ガス供給部ＩＧが供給状態とされることで、噴霧口３１から還元性ガス及び不活性ガスの混合ガスを噴霧することができる。また、それぞれの噴霧口３１は、保持部２０が部品４０を保持すべき部位より離れた位置に形成されている。従って、可動アーム１０は、保持部２０が部品４０を保持した状態で、噴霧口３１から還元性ガス及び不活性ガスの混合ガスを噴霧することができる。さらに、本実施形態では、それぞれの噴霧口３１は、吸引口２１が部品４０を吸引する方向に垂直な面において面一に形成されている。
【００５３】
次に部品搬送装置１を用いた部品のはんだ付け方法について説明する。
【００５４】
＜＜部品のはんだ付け方法の第１の手順＞＞
まず、本実施形態における部品のはんだ付け方法の第１の手順について説明する。図３は、本実施形態の部品のはんだ付け方法の第１の手順を示すフローチャートである。図３に示すように本方法は、搬送ステップＳ１１と、配置ステップＳ１２と、噴霧ステップＳ１３と、はんだ付けステップＳ１４とを備える。
【００５５】
＜搬送ステップＳ１１＞
図４は、搬送ステップの様子を示す図である。図４に示すように、可動アーム１０の可動範囲に、回路基板４５が配置されたはんだ付けボックス７０と、複数の部品４０が配置されたトレー６１とが配置される。
【００５６】
はんだ付けボックス７０は側壁７１で横方向が囲まれており、上部の一部が上壁７２で覆われている。そして、上側の一部が開口している。はんだ付けボックス７０内にはヒーター７７が備えられており、ヒーター７７上に回路基板４５が配置されている。回路基板４５の上方は上壁７２が開口しているため、当該開口から回路基板４５を鉛直方向に見ることができる。また、回路基板４５は、部品４０が配置される面が可動アーム１０の長手方向に垂直となるように配置される。従って、吸引口２１は、回路基板４５の部品４０が配置される面と垂直な方向に部品４０を吸引して保持する。
【００５７】
図４において破線で示すように、駆動部５１は、トレー６１上に配置され保持しようとする部品４０の上方まで移動して停止する。次に可動アーム１０が下方に移動して、部品４０の上面と可動アーム１０の先端との間が所定の距離以下となった時点で停止する。この所定の距離は小さい程好ましく、吸引口２１からの吸引力で部品４０を吸着可能な距離とされる。次に吸引ポンプＳＰが吸引を開始して、部品４０は吸引口２１の吸引力により、保持部２０に保持される。次に、可動アーム１０は、部品４０を保持したまま上方に移動する。可動アーム１０が所定の位置まで上昇すると、駆動部５１は水平に移動し、部品４０が回路基板４５に配置されるべき位置の上方で停止する。そして、可動アーム１０が下方に移動する。
【００５８】
こうして部品４０は可動アーム１０により搬送される。
【００５９】
＜配置ステップＳ１２＞
可動アーム１０が下方に移動することで、部品４０のはんだバンプ４２が回路基板４５上の図示しない端子上に配置され、可動アーム１０は停止する。こうして部品４０は回路基板４５上に配置される。その後、可動アーム１０は部品４０を保持した状態を維持する。
【００６０】
なお、本実施形態では、上記のようにそれぞれの噴霧口３１が吸引口２１と面一に形成されているため、部品４０が厚みの小さな低背部品であっても、噴霧口３１が形成される部位が部品配置の邪魔になることが無く適切に部品４０を回路基板４５上に配置することができる。
【００６１】
＜噴霧ステップＳ１３＞
図５は、噴霧ステップＳ１３の様子を示す図である。部品４０が回路基板４５上に配置されると、不活性ガス供給部ＩＧから還元性ガスが供給されると共に還元性ガス供給部ＲＧから不活性ガスが供給される。このため図５において実線矢印で示すように、噴霧口３１から還元性ガスと不活性ガスとの混合ガスが噴霧される。混合ガスは、少なくとも一部が回路基板４５に向かって噴霧される。このように混合ガスが噴霧できるように、噴霧口３１は保持部２０の近傍に設けられることが好ましい。不活性ガスが噴霧されることにより、不活性ガスが噴霧されない場合と比べて、はんだ付けボックス７０内の酸素濃度を下げることができる。そして、還元性ガスが噴霧されることにより、部品４０のはんだバンプ４２に形成されている酸化膜の少なくとも一部、及び、回路基板４５上の不図示の端子に形成されている酸化膜の少なくとも一部が還元される。
【００６２】
このときはんだ付けボックス７０内が加熱されていることが好ましい。例えば、ヒーター５３により還元性ガスと不活性ガスとの混合ガスが加熱されて噴霧されることが好ましい。或いは、ヒーター７７や側壁７１に設けられる不図示のヒーター等により加熱されても良い。
【００６３】
例えば、還元性ガスとしてギ酸が用いられる場合、はんだ付けボックス７０内の温度が１５０度以上となっていることが好ましい。この場合、次の反応が生じ易くなる。
ＭｅＯ＋２ＨＣＯＯＨ→Ｍｅ（ＣＯＯＨ）２＋Ｈ２Ｏ
（但し、Ｍｅは金属元素を示す。）
更に、はんだ付けボックス内の温度が２００度以上とされることで、次の反応が生じ易くなる。
Ｍｅ（ＣＯＯＨ）２→Ｍｅ＋ＣＯ２＋Ｈ２
Ｈ２＋ＭｅＯ→Ｍｅ＋Ｈ２Ｏ
こうして、酸化膜が還元される。また、還元に加熱を不要とする還元性ガスが用いられる場合であっても、還元性ガスが加熱されたり、ヒーターが用いられて、はんだ付けボックス７０内が加熱されることで、還元反応時間を短縮することができる。ただし、はんだ付けボックス７０内が加熱されることは必須では無い。従って、ヒーター５３による混合ガスの加熱も必須では無い。
【００６４】
なお、本実施形態では、はんだ付けボックス７０には上記のように上壁７２が設けられているため、噴霧した還元性ガスや不活性ガスがはんだ付けボックス７０内に留まる傾向がある。また、保持部２０は吸引により部品４０を保持しているため、保持部２０の周辺の気体は、当該吸引により吸引口２１に向かって流れる傾向がある。従って、噴霧した還元性ガスは保持部２０に保持される部品４０の周辺に漂いやすい。
【００６５】
＜はんだ付けステップＳ１４＞
部品４０が回路基板４５の所定の位置に配置されると、ヒーター７７が回路基板４５を加熱する。回路基板４５の熱により部品４０のはんだバンプ４２が溶融して、回路基板４５の不図示の端子にはんだが接続する。このときはんだの周囲は還元性ガスと不活性ガスとの混合ガス雰囲気になっているため、溶融したはんだの酸化膜が還元される。この状態でははんだが加熱されているため、はんだの酸化膜の還元反応は、はんだが溶融していない状態と比べて短時間で行われる。その後、ヒーター７７による加熱が終了し、はんだが固化して部品４０が回路基板４５上にはんだ付けされる。
【００６６】
なお、このはんだ付けのための回路基板４５への加熱は、部品４０が回路基板４５上に配置される前から行われることが好ましい。事前に回路基板４５が加熱されることで、はんだ付けステップＳ１４においてはんだが溶融を開始するまでに要する時間を短くすることができる。また、噴霧した還元性ガスにより酸化膜が還元される際に、回路基板４５が既に加熱されている。これにより、回路基板４５上の端子に形成された酸化膜を効率的に還元することができる。また、上記のようにヒーター７７によりはんだ付けボックス７０内が加熱されていることで、還元反応を促進することができる。
【００６７】
なお、噴霧ステップＳ１３が、はんだ付けステップＳ１４の少なくとも途中まで行われることで、噴霧ステップＳ１３の少なくとも一部とはんだ付けステップＳ１４の少なくとも一部とが同時に行われることが好ましい。はんだ付けステップＳ１４中においても還元性ガスが噴霧されることで、溶融したはんだの酸化膜をより適切に除去することができる。また、はんだは加熱されている状態であるため、還元反応の時間を短くすることができ、効率的に酸化膜を除去することができる。
【００６８】
なお、回路基板４５への加熱が部品４０が回路基板４５上に配置される前から行われる場合や、噴霧ステップＳ１３が、はんだ付けステップＳ１４の少なくとも途中まで行われる場合であっても、ヒーター５３によって還元性ガスと不活性ガスとの混合ガスが加熱されていることが好ましい。当該ガスが加熱されることで、はんだ付けの際に回路基板４５の温度が低下することや溶融したはんだが不当に固化することを抑制することができる。
【００６９】
部品搬送装置１を用いたこのような手順による部品４０のはんだ付け方法によれば、回路基板４５上に配置した部品４０を保持した状態ではんだ付けを行うため、回路基板４５と部品４０とを接続するはんだが溶融している状態においても、部品４０の位置を正確に定めることができる。また、回路基板４５上で部品４０を保持した状態で、可動アーム１０に設けられる噴霧口３１から還元性ガスが回路基板４５に向かって噴霧されるため、装置全体を還元性ガス雰囲気とせずとも、回路基板４５上の酸化膜やはんだの酸化膜を還元することができる。従って、適切なはんだ付けを行うことができる。
【００７０】
＜＜部品のはんだ付け方法の第２の手順＞＞
次に、本実施形態における部品のはんだ付け方法の第２の手順について説明する。なお、第１の手順と同一又は同等の構成要素については、特に説明する場合を除き、同一の参照符号を付して重複する説明は省略する。
【００７１】
図６は、本実施形態の部品のはんだ付け方法の第２の手順を示すフローチャートである。図６に示すように本方法は、搬送ステップＳ２１と、停止ステップＳ２２と、噴霧ステップＳ２３と、配置ステップＳ２４と、はんだ付けステップＳ２５とを備える。なお、本手順においても第１の手順と同様に、図４に示すように、部品搬送装置１を用いてトレー６１上の部品４０を回路基板４５上にはんだ付けする。
【００７２】
＜搬送ステップＳ２１＞
本手順の搬送ステップＳ２１は、途中に後述の停止ステップＳ２２が行われる点を除き、第１の手順の搬送ステップＳ１１と同様に行われる。
【００７３】
＜停止ステップＳ２２＞
搬送ステップＳ２１の途中において、保持部２０に保持された部品４０と回路基板４５との間が所定の距離となった状態で、部品４０の搬送を一時的に停止する。この停止位置は、例えば、噴霧口３１がはんだ付けボックス７０内に入った位置とされる。
【００７４】
＜噴霧ステップＳ２３＞
図７は、本手順の噴霧ステップの様子を示す図である。図７に示すように、停止ステップＳ２２で部品４０が回路基板４５と所定の距離をあけて停止している状態で本ステップが開始される。本手順の噴霧ステップＳ２３は、部品４０が回路基板４５上に配置されていない状態である点を除き、第１の手順の噴霧ステップＳ１３と同様に行われる。従って、回路基板４５に少なくとも一部の還元性ガスと不活性ガスとの混合ガスが、図７において実線矢印で示すように、噴霧される。そのことにより、はんだ付けボックス７０内における酸素濃度が低下し、還元性ガスと不活性ガスの雰囲気となる。従って、はんだバンプ４２や回路基板の端子に形成される酸化膜の少なくとも一部が還元される。このとき、部品４０は回路基板４５上に配置されていないため、はんだバンプ４２の回路基板と接触する部位に形成されている酸化膜や、回路基板４５の不図示の端子におけるはんだバンプと接触する部位に形成されている酸化膜の少なくとも一部が還元されて除去される。
【００７５】
なお、本手順によるはんだ付け方法においても、第１の手順と同様の理由により、はんだ付けボックス７０内が加熱されていることが好ましい。従って、例えば、ヒーター５３により加熱された還元性ガスが噴霧されたり、ヒーター７７等のヒーターが用いられて、はんだ付けボックス７０内が加熱されることが好ましい。
【００７６】
＜配置ステップＳ２４＞
本手順の配置ステップＳ２４は、第１の手順の配置ステップＳ１２と同様に行われる。すなわち、停止ステップＳ２２中に噴霧ステップＳ２３が行われ、再び可動アーム１０が下方に移動して、部品４０が回路基板４５上に配置され、可動アーム１０が部品４０を保持し続ける。
【００７７】
＜はんだ付けステップＳ２５＞
本手順のはんだ付けステップＳ２５は、第１の手順のはんだ付けステップＳ１４と同様に行われ、部品４０が回路基板４５上にはんだ付けされる。
【００７８】
なお、このはんだ付けのための回路基板４５の加熱は、第１の手順と同様の理由により、部品４０が回路基板４５上に配置される前から行われることが好ましい。
【００７９】
また、本手順では、停止ステップＳ２２中に噴霧ステップＳ２３を行うが、噴霧ステップＳ２３は、停止ステップＳ２２が終了した後まで行うことが好ましく、部品４０が回路基板４５上に配置された後まで行うことが好ましい。部品４０が回路基板４５上に配置された後まで還元性ガスの噴霧を行うことで、回路基板４５により近い位置から還元性ガスを噴霧することができる。従って、回路基板４５の端子に形成された酸化膜をより効率的に除去することができる。
【００８０】
また、この場合、第１の手順と同様の理由により、本手順においても噴霧ステップＳ２３が、はんだ付けステップＳ２５の少なくとも途中まで行われることが好ましい。
【００８１】
なお、噴霧ステップＳ２３を配置ステップＳ２４の前に終了することとしても良い。還元性ガスの種類や酸化膜の状態によっては、還元性ガスを部品４０が回路基板４５上に配置される前に噴霧するだけで、十分に当該酸化膜を除去することができる場合がある。この場合、部品４０が回路基板４５上に配置される後まで還元性ガスを噴霧しないことで、還元性ガスを効率的に利用することができる。
【００８２】
部品搬送装置１を用いた本手順の手順による部品４０のはんだ付け方法によれば、第１の手順と同様に、部品４０の位置を正確に定めた状態で、適切にはんだ付けを行うことができる。その上で、部品４０が回路基板４５上に配置される前に還元性ガスを噴霧するので、はんだバンプ４２と回路基板４５との接触部といった部品４０が回路基板４５上に配置された後においては露出しない部位の酸化膜の除去を行うことができる。
【００８３】
なお、本手順では、停止ステップＳ２２で可動アーム１０を一旦停止するものとしたが、停止ステップＳ２２は必ずしも必要では無く、例えば、可動アーム１０が下方に移動している最中において、保持部２０に保持された部品４０と回路基板４５との間が所定の距離となった状態で、噴霧ステップＳ２３を行っても良い。この場合においても、噴霧ステップＳ２３を部品４０が回路基板４５上に配置された後まで行うことが好ましく、はんだ付けステップＳ２５の少なくとも途中まで行うことが好ましい。或いは、噴霧ステップＳ２３を配置ステップＳ２４の前に終了することとしても良い。
【００８４】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図８を参照して詳細に説明する。なお、第１実施形態と同一又は同等の構成要素については、特に説明する場合を除き、同一の参照符号を付して重複する説明は省略する。
【００８５】
図８は、本実施形態に係る部品搬送装置の保持部周辺の様子と噴霧される還元性ガスの様子を示す図である。なお、図８は部品４０が回路基板４５上に配置された状態で還元性ガス及び不活性ガスの混合ガスを噴霧している状態を示している。図８に示すように、本実施形態の部品搬送装置は可動アーム１０の先端が、第１実施形態の可動アーム１０の先端と異なる形状とされる点において、第１実施形態の部品搬送装置１と異なる。具体的には、本実施形態の可動アーム１０における噴霧口３１は、吸引口２１よりも回路基板４５側に位置している。
【００８６】
本実施形態の部品搬送装置による部品のはんだ付け方法は、第１実施形態における部品はんだ付け方法の第１、第２の手順と同様に行うことができる。
【００８７】
本実施形態の部品搬送装置によれば、噴霧口３１が図８に示すように突出した位置に設けられることで、部品４０のはんだや回路基板４５により近い場所から還元性ガスを噴霧することができる。従って、第１実施形態の部品搬送装置を用いる場合と比べて、より適切にはんだや回路基板４５上の端子の酸化膜を還元することができる。
【００８８】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について図９を参照して詳細に説明する。なお、第１実施形態と同一又は同等の構成要素については、特に説明する場合を除き、同一の参照符号を付して重複する説明は省略する。
【００８９】
図９は、本実施形態に係る部品搬送装置の保持部周辺の様子と噴霧される還元性ガスの様子を示す図である。なお、図９は部品４０が回路基板４５上に配置された状態で還元性ガス及び不活性ガスの混合ガスを噴霧している状態を示している。図９に示すように、本実施形態の部品搬送装置は可動アーム１０は、先端にテーパー形状が形成されており、噴霧口３１が当該テーパーとされた位置に形成されている点において、第１実施形態の可動アーム１０と異なる。このため、吸引口２１は、噴霧口３１よりも回路基板４５側に位置している。また、噴霧口３１は、回路基板４５を向きつつ保持部２０から離れる方向に斜めに開口している。このため、噴霧口３１から噴霧される還元性ガスと不活性ガスの混合ガスは、少なくとも一部が回路基板４５に向かいつつ保持部２０から離れる方向に流れる。
【００９０】
本実施形態の部品搬送装置による部品のはんだ付け方法は、第１実施形態における部品はんだ付け方法の第１、第２の手順と同様に行うことができる。
【００９１】
本実施形態の部品搬送装置によれば、還元性ガスを回路基板４５に向かう方向かつ保持部２０から離れる方向に噴霧することができ、部品４０と回路基板４５との接続部近傍にある大気を還元性ガスの流れにより減らすことができる。このように接続部近傍にある大気が減ることにより、当該接続部近傍には還元性ガスが漂う傾向がある。従って、還元すべき部位が再び酸化することを抑制することができる。
【００９２】
また、本実施形態の部品搬送装置によれば、吸引口２１が噴霧口３１よりも回路基板４５側に設けられているため、部品４０が厚みの小さな低背部品であっても、噴霧口３１が形成される部位が部品配置の邪魔になることが無く適切に部品４０を回路基板４５上に配置することができる。
【００９３】
本実施形態では、噴霧口３１が回路基板４５を向きつつ保持部２０から離れる方向に斜めに開口するものとした。しかし、噴霧口３１は、還元性ガスの少なくとも一部が回路基板４５に向かって噴霧される限りにおいて、回路基板４５の部品４０が配置される面と平行な方向に開口していても良い。
【００９４】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について図１０を参照して詳細に説明する。なお、第１実施形態と同一又は同等の構成要素については、特に説明する場合を除き、同一の参照符号を付して重複する説明は省略する。
【００９５】
図１０は、本実施形態に係る部品搬送装置の保持部周辺の様子と噴霧される還元性ガスの様子を示す図である。なお、図１０は部品４０が回路基板４５上に配置された状態で還元性ガス及び不活性ガスの混合ガスを噴霧している状態を示している。図１０に示すように、本実施形態の部品搬送装置における可動アーム１０は、噴霧口３１が吸引口２１よりも回路基板４５側に位置している点において第１実施形態の可動アーム１０と異なり、さらに、噴霧口３１が、前記保持部に近づく方向に開口している点において第１実施形態の可動アーム１０と異なる。このため、噴霧口３１から噴霧される還元性ガスと不活性ガスの混合ガスは、少なくとも一部が回路基板４５に向かいつつ、保持部２０に近づくように流れる。
【００９６】
本実施形態の部品搬送装置による部品のはんだ付け方法は、第１実施形態における部品はんだ付け方法の第１、第２の手順と同様に行うことができる。
【００９７】
本実施形態の部品搬送装置によれば、第１実施形態の部品搬送装置と比べて、還元性ガスを保持部２０により近付く方向に噴霧することができる。従って、第１実施形態の部品搬送装置と比べて、還元性ガスをはんだ等に形成される酸化膜に向かってより直接的に噴霧することができる。従って、より効率的に酸化膜を還元することができる。
【００９８】
（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態について図１１を参照して詳細に説明する。なお、第１実施形態と同一又は同等の構成要素については、特に説明する場合を除き、同一の参照符号を付して重複する説明は省略する。
【００９９】
図１１は、本実施形態に係る部品搬送装置の保持部周辺の様子と噴霧される還元性ガスの様子を示す図である。なお、図１１は部品４０が回路基板４５上に配置された状態で還元性ガス及び不活性ガスの混合ガスを噴霧している状態を示している。図１１に示すように、本実施形態の部品搬送装置は可動アーム１０は、噴霧口３１と保持部２０に保持された部品４０が位置すべき部位とを囲む枠部１５を備える点において、第１実施形態の可動アーム１０と異なる。
【０１００】
本実施形態の部品搬送装置による部品のはんだ付け方法は、第１実施形態における部品はんだ付け方法の第１、第２の手順と同様に行うことができる。
【０１０１】
本実施形態のように枠部１５が設けられることで、枠部１５内の還元性ガスの濃度を高くすることができる。従って、第１実施形態の部品搬送装置を用いる場合と比べて、より早く酸化膜の除去を行うことができる。
【０１０２】
以上、本発明について、上記実施形態を例に説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、適宜変更することが可能である。
【０１０３】
例えば、本実施形態では、可動アーム１０の先端が２次元的に動作するものとしたが、本発明はこれに限らず、可動アームが１次元的に動作するものでも３次元的に動作するものであっても良い。
【０１０４】
また、上記実施形態では、吸引口２１からの吸引により部品４０を保持したが、本発明の保持部は、例えば、可動アーム１０の先端に部品４０を把持できる把持部が形成されており、当該把持部が保持部とされても良い。
【０１０５】
また、上記実施形態では、還元性ガスと不活性ガスとの混合ガスを噴霧したが、不活性ガスは必須では無く、還元性ガスのみを噴霧しても良い。
【０１０６】
また、第２〜第４実施形態の可動アーム１０に第５実施形態のような枠部１５を設けても良い。
【産業上の利用可能性】
【０１０７】
以上説明したように、本発明によれば、部品の位置を正確に定めた状態で、適切にはんだ付けを行うことができる部品搬送装置、および、それを用いた部品のはんだ付け方法が提供され、電気機器等の製造に利用することができる。
【符号の説明】
【０１０８】
１・・・部品搬送装置
１０・・・可動アーム
１５・・・枠部
２０・・・保持部
２１・・・吸引口
２２・・・吸引孔
３１・・・噴霧口
３２・・・供給孔
４０・・・部品
４５・・・回路基板
５１・・・駆動部
５２・・・ガイド
５３・・・ヒーター
ＩＧ・・・不活性ガス供給部
ＲＧ・・・還元性ガス供給部
ＳＰ・・・吸引ポンプ
Ｓ１１，Ｓ２１・・・搬送ステップ
Ｓ１２，Ｓ２４・・・配置ステップ
Ｓ１３，Ｓ２３・・・噴霧ステップ
Ｓ１４，Ｓ２５・・・はんだ付けステップ
Ｓ２２・・・停止ステップ
【図１】
2015153807.tif 000003
【図２】
2015153807.tif 000004
【図３】
2015153807.tif 000005
【図４】
2015153807.tif 000006
【図５】
2015153807.tif 000007
【図６】
2015153807.tif 000008
【図７】
2015153807.tif 000009
【図８】
2015153807.tif 000010
【図９】
2015153807.tif 000011
【図１０】
2015153807.tif 000012
【図１１】
2015153807.tif 000013