(57)【要約】      （修正有）【課題】ノズル内に溶融した半田部材が詰まったり、開口部の周辺に溶融半田部材が付着することのなく、確実に半田部材を射出できる半田付け装置及び半田付け方法を提供する。【解決手段】ノズル５１０２は、半田ボール５１０７が通る開口５１０６に連通し、半田ボールを収容する収容空間５１０５を備え、ノズルの周壁５１０２ａには通路から径方向に貫通するとともに、ノズルの先端から軸方向に延在する略半円錐台形状の切欠５１０２ｂが設けられている。孔５１０２ｄは、通路の途中に設けた切欠５１０２ｂにより、断面略半円形状の溝５１０２ｅに連続する。孔５１０２ｄ及び溝５１０２ｅは、そこを通る半田ボール５１０７を所定の射出方向に方向付けるガイドとして機能する。【選択図】図７
2008264844.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
射出後に溶融する導電性部材を用いて第１の部材と第２の部材との間を電気的に接合する接合装置に使用されるノズルユニットであって、
前記導電性部材を収容する収容空間と、前記導電性部材を射出する方向に延在し、前記収容空間及び外部を連通させる通路と、を有する筒状のノズル組立体と、
前記射出する方向に対して鋭角をなす傾斜部を有し、前記傾斜部と前記通路との間で前記導電性部材を開放可能に挟持する支持部材と、を備えるノズルユニット。
【請求項２】
前記通路は、前記導電性部材の曲率半径とほぼ同じ曲率半径を有することを特徴とする、請求項１に記載のノズルユニット。
【請求項３】
さらに、前記ノズル組立体は、前記通路と前記収容空間との間に延在する管状部を有し、前記管状部の内径は前記導電性部材の径とほぼ同じである請求項１或いは２に記載のノズルユニット。
【請求項４】
射出後に溶融する導電性部材を用いて第１の部材と第２の部材との間を電気的に接合する接合装置であって、
前記導電性部材を収容する収容空間と、前記導電性部材を射出する方向に延在し、前記収容空間及び外部を連通させる通路と、を有する筒状のノズル組立体と、
前記射出する方向に対して鋭角をなす傾斜部を有し、前記傾斜部と前記通路との間で前記導電性部材を開放可能に挟持する支持部材と、
前記導電性部材を射出するために前記導電性部材を付勢する射出手段と、
前記導電性部材に熱線を照射して熱を付与し前記導電性部材を加熱するための加熱手段と、
前記支持部材による支持を開放するタイミングと前記加熱手段により加熱するタイミングとを同期させる制御手段と、
前記導電性部材を射出する際、前記傾斜部と前記通路とに前記導電性部材が当接するように前記支持部材の移動を制御する移動制御手段と、を備える接合装置。
【請求項５】
前記ノズル組立体の前記通路は、前記導電性部材の曲率半径とほぼ同じ曲率半径を有することを特徴とする、請求項４に記載の接合装置。
【請求項６】
前記加熱手段はレーザ装置であり、前記熱線はレーザ光である請求項４或いは５に記載の接合装置。
【請求項７】
前記レーザ光の照射方向は、前記導電性部材の射出する方向と同方向としている請求項６に記載の接合装置。
【請求項８】
前記射出手段は、圧縮気体を前記収容空間の前記導電性部材に付与する圧縮気体供給手段である請求項４〜７の何れか一項に記載の接合装置。
【請求項９】
前記支持部材はピエゾアクチュエータにより駆動される請求項４〜８の何れか一項に記載の接合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第一の部材を第二の部材に接合するために導電性部材を用いる接合装置及びそのノズルユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気ヘッドの製造工程において、磁気ヘッドスライダの電極とフレキシャの電極との接合は、半田ボールを用いて半田付けにより行われている。具体的には、両電極が９０度の角度を挟んで配置され、これらの電極間に半田ボールを配置し、当該ボールを熱線等により溶融してこれらの電極間の電気的接合が行われる。以下に、従来の半田ボール半田付け装置について図面を参照して説明する。
【０００３】
図１０は、従来の第一の半田付け装置３００を用いた半田付け工程における吸着ノズルの部分断面図である。図中において、符号３０９は、略直方体のスライダであり、符号３１１は、フレキシャである。スライダ３０９の一端部には、スライダ電極３１３が設けられている。また、スライダ３０９は、薄板状のフレキシャ３１１に装着されており、フレキシャ３１１のフレキシャ電極３１５は、スライダ電極３１３に対して約９０度になるように延在している。このような被加工物を半田付けするための半田付け装置は以下の構成である。
【０００４】
半田付け装置は、不図示の半田溜まりから半田ボール３０７を半田付けを行う電極まで搬送するための円錐状筒体の吸着ノズル３０１を備える。吸着ノズル３０１は、不図示の吸引源に連結され、吸引源からの吸引力は、ノズル内部空間３０５、そして吸引孔３０３を介して半田ボール３０７に付与され半田ボール３０７を吸着ノズル３０１の先端に吸着保持する。吸着ノズル３０１に吸着された半田ボール３０７は、スライダ電極３１３とフレキシャ電極３１５に接触するような位置に保持された状態で、不図示のレーザビーム等で溶融される。溶融された半田ボールは、スライダ電極とフレキシャ電極との間で固着し、両電極の電気的接合を行う。
【０００５】
ところで、近年、磁気ヘッドの小型化に伴い上述した電極も小型化してきている。上記半田付け装置３００では、半田ボール３０７を吸着した状態で吸着ノズル３０１の先端部を電極に安定かつ確実に近づける必要があるが、電極が小さくなるに従って吸着ノズル３０１の先端等を電極に接触させることなく半田ボール３０７を保持することが困難となってきている。そこで、他のタイプの半田付け装置が提案されている。以下に、当該他の半田付け装置の構成について説明する。
【０００６】
図１１は、他のタイプの半田付け装置の部分断面図である。この半田付け装置４００では、固体状の半田ボール４０７を加熱溶融させた後に、溶融半田ボール４０７を基板に射出し、半田付けがなされる。
【０００７】
半田付け装置４００は、半田ボール４０７を射出するためのノズル４０２及びノズル４０２を保持するためのノズル本体４１３からなるノズル組立体４０１と、半田ボール４０７を貯留するための貯留部４１５と、半田ボール４０７を溶融するためのレーザ装置４１７と、を備える。ノズル４０２は、先細り形状である。ノズル４０２の内部に設けられた収容部４０５の開口部４０３近傍の内径は、半田ボール４０７の外径より小さく、ノズル収容部４０５のその他の部分の内径は、半田ボール４０７の外径より大きく寸法付けされている。よって、ノズル４０２の収容部４０５に導入された固体状半田ボール４０７は、開口部４０３近傍において収容部４０５内に保持される。
【０００８】
また、ノズル４０２の収容部４０５内には、レーザ装置４１７からレーザ光がノズル本体部４１３のレーザ導入路４１９を介して導入され、開口部４０３近傍において保持された半田ボール４０７に照射され、半田ボール４０７が溶融される。そして、不図示の圧縮ガス源から収容部４０５内に圧縮ガスが供給され、溶融した半田ボール４０７が射出される。
【特許文献１】特願２００４−２７６６５５号（図３）
【特許文献２】特表２００４−５３４４０９号公報（図１〜図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献２の半田付け装置４００では、半田ボール４０７がノズル４０２の収容部４０５内で溶融されているため、溶融した半田ボール４０７の一部または全部が収容部４０５の内壁面および開口部４０３周辺の外壁面に付着する恐れがある。例えば、半田ボール４０７が収容部４０５の内壁面に付着した場合には、次に収容部４０５内に導入された半田ボール４０７と収容部４０５の内壁面との間に隙間ができ、その隙間から圧縮ガスが漏れ、適正な収容部内の内圧を維持できず、溶融半田ボールの射出が不十分になる恐れがある。
【００１０】
また、溶融した半田ボール４０７の射出時に、内壁面に付着している溶融した半田部材の表面張力によって、溶融した半田ボール４０７が引っ張られるため、予定の射出方向からずれた方向へ射出される恐れがある。さらに、付着した半田部材により、ノズル４０２の開口部４０３の詰まりが発生する可能性がある。
【００１１】
従って、上記問題を解消するためには、汚染したノズルを交換するか、ノズル４０２の内壁面や外壁面に付着した半田部材を除去する必要があった。
【００１２】
そこで、本発明は、ノズル等のノズル組立体内に溶融した半田部材等の導電性部材が詰まったり、開口部の周辺に溶融導電性部材が付着することがなく、確実に導電性部材を射出できる接合装置及びそのノズルユニットを提供することを目的とする。さらに、接合装置やノズルユニットの先端部が接合される第１部材及び第２部材に接触せずに接合を行うことができる接合装置及びそのノズルユニットを提供することを目的とする。
また、着弾精度を向上できる接合装置及びそのノズルユニット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】
【００１３】
より具体的には、本発明の接合装置及びそのノズルユニットは、以下の構成をとる。
【００１４】
本発明のノズルユニットの第１の態様は、射出後に溶融する導電性部材を用いて第１の部材と第２の部材との間を電気的に接合する接合装置に使用されるノズルユニットであって、前記導電性部材を収容する収容空間と、前記導電性部材を射出する方向に延在し、前記収容空間及び外部を連通させる通路と、を有する筒状のノズル組立体と、前記射出する方向に対して鋭角をなす傾斜部を有し、前記傾斜部と前記通路との間で前記導電性部材を開放可能に挟持する支持部材と、を備える。
【００１５】
本発明のノズルユニットの第２の態様によれば、前記通路は、前記導電性部材の曲率半径とほぼ同じ曲率半径を有する。
【００１６】
本発明のノズルユニットの第３の態様によれば、さらに、前記ノズル組立体は、前記通路と前記収容空間との間に延在する管状部を有し、前記管状部の内径は前記導電性部材の径とほぼ同じである。
【００１７】
本発明の接合装置の第１の態様は、射出後に溶融する導電性部材を用いて第１の部材と第２の部材との間を電気的に接合する接合装置であって、前記導電性部材を収容する収容空間と、前記導電性部材を射出する方向に延在し、前記導電性部材の曲率半径とほぼ同じ曲率半径を有し、前記収容空間及び外部を連通させる通路と、を有する筒状のノズル組立体と、前記射出する方向に対して鋭角をなす傾斜部を有し、前記傾斜部と前記通路との間で前記導電性部材を開放可能に挟持する支持部材と、前記導電性部材を射出するために前記導電性部材を付勢する射出手段と、前記導電性部材に熱線を照射して熱を付与し前記導電性部材を加熱するための加熱手段と、前記支持部材による支持を開放するタイミングと前記加熱手段により加熱するタイミングとを同期させる制御手段と、前記導電性部材を射出する際、前記傾斜部と前記通路とに前記導電性部材が当接するように前記支持部材の移動を制御する移動制御手段と、を備える。
【００１８】
本発明の接合装置の第２の態様によれば、前記ノズル組立体の前記通路は、前記導電性部材の曲率半径とほぼ同じ曲率半径を有する。
【００１９】
本発明の接合装置の第３の態様によれば、前記加熱手段はレーザ装置であり、前記熱線はレーザ光である。
【００２０】
本発明の接合装置の第４の態様によれば、前記レーザ光の照射方向は、前記導電性部材の射出する方向と同方向としている。
【００２１】
本発明の接合装置の第５の態様によれば、前記射出手段は、圧縮気体を前記収容空間の前記導電性部材に付与する圧縮気体供給手段である。
【００２２】
本発明の接合装置の第６の態様によれば、前記支持部材はピエゾアクチュエータにより駆動される。
【００２３】
射出手段に用いる圧縮ガスとしては、不活性ガス（窒素）や導電性部材を還元できる気体（水素など）を用いることが可能である。
【００２４】
なお、本明細書において、開放工程（保持開放手段による開放）と加熱工程（加熱手段による加熱）との同期とは、開放工程と加熱工程を行うタイミングを時間的に連関させることを意味し、具体的には、溶融した半田部材と保持開放手段とが互いに干渉しない位置関係となったタイミングで半田部材が溶融を開始するように加熱工程を行うことを意味する。従って、開放タイミングと照射タイミングとが同時である必要はないし、開放タイミングと照射タイミングとのいずれが先でも構わない。
【００２５】
さらに、本明細書において、導電性部材とは、半田、金などの金属材料あるいは合金などの、接合する対象である部材同士を電気的に接続できる部材を意味する。
【発明の効果】
【００２６】
射出後に溶融する導電性部材を利用するので、ノズル等の導電性部材を保持するための手段が汚染されることを防止できる。
【００２７】
さらに、ノズル組立体の通路は、導電性部材の曲率半径とほぼ同じ曲率半径であるので、導電性部材の射出方向を方向付けできる。さらに、導電性部材が射出される際、傾斜部と通路との間で導電性部材が挟持されているので、支持部材の移動に伴い支持部材に導電性部材が纏わりつくといった影響を抑制できる。よって、半田部材の着弾位置の精度を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明による半田付け装置の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態による半田付け装置の一部断面図であり、（ａ）は、ストッパが閉鎖位置にある状態を示し、（ｂ）はストッパが開放位置にある状態を示す。図１（ａ）、（ｂ）に示される実施形態は、磁気ヘッド用の略矩形状スライダ１０９と、スライダ１０９が装着される薄板状フレキシャ１１１との間を電気的に接続するために半田部材すなわち球状の半田ボール１０７を用いて半田付けを行う装置である。
【００２９】
まず、半田付けされるスライダ１０９とフレキシャ１１１の構成について説明する。スライダ１０９の一端面には、金属板から構成されるスライダ電極１１３が設けられている。また、フレキシャ１１１上には、金属板から構成されるフレキシャ電極１１５が設けられ、スライダ電極１１３とフレキシャ電極１１５とは、略９０度の角部１１４を形成する。そして、角部１１４近傍に、溶融した半田ボール１０７ａを付着させることによりスライダ電極１０９とフレキシャ電極１１５とが電気的に連結される（図１（ｂ））。
【００３０】
さらに、半田付けは、スライダ電極１１３とフレキシャ電極１１５の両方に半田部材を付着させることが必要である。よって、半田部材がスライダ電極１１３とフレキシャ電極１１５に確実に付着するように、角部１１４を位置決め用Ｖ字溝として利用する。こうすることで、半田部材の射出位置が所定位置からずれた場合であっても、スライダ電極１１３とフレキシャ電極１１５の表面により半田ボールを角部１１４に導くことができる。よって、溶融した半田ボールが自己整合的に角部１１４に位置決めされる。
【００３１】
半田付け装置１００は、フレキシャ電極１１５上の半田部材が固着する所定位置（角部１１４）から図中鉛直方向上方に所定距離離れた位置に固体状の半田ボール１０７を開放可能に保持するための保持開放手段と、半田ボール１０７に熱線を付与し半田ボール１０７を加熱溶融するための加熱手段、すなわちレーザ装置１１７と、保持開放手段の保持を開放するタイミングと前記加熱手段により加熱するタイミングとを同期させるための制御手段、すなわち制御部１３５と、を備える。
【００３２】
本実施形態の保持開放手段は、ノズル組立体１０１及び開閉部１２２とから構成される。ノズル組立体１０１は、半田ボール１０７を射出するノズル１０２と、ノズル１０２が装着されるノズル本体１０４とを備える。また、保持開放手段を構成する開閉部１２２は、後述するノズル１０２の開口部１０６を開閉するためのストッパ１２３と、ストッパ１２３を駆動させる駆動部１２５から構成される。
【００３３】
ノズル組立体１０１のノズル１０２は、その内部に、半田ボール１０７を収容する収容部１０５を備え、長手方向における両端が開口する円筒状の部材である。ノズル１０２の長手方向の一端部は、ノズル本体１０４に装着され、他端は、半田ボール１０７をノズル外部へ射出するための開口部１０６を構成する。また、ノズル１０２の収容部１０５の内壁の径は、少なくとも半田ボール１０７の外径より大きく、ノズル１０２内を半田ボール１０７が自由に転動できる構成である。開口部１０６の径は、半田ボール１０７の外径より僅かに大きく寸法付けされており、開口部１０６は、半田ボール１０７の左右方向（図１のｘ方向及びｙ方向（図１の紙面の表裏方向））に関し位置決めするための機能も有する。従って、ノズル１０２を位置決めすると、その開口部１０６に位置する半田ボールが位置決めされる。
【００３４】
ノズル本体１０４は、その内部に、ほぼ鉛直（重力）方向（図中上下方向）に延在し、レーザ光を導くためのレーザ導入路１１９を備える。レーザ導入路１１９の上端部は、レーザ光が透過可能なガラス材から形成されるレーザ導入部１２７が装着され閉鎖されている。また、レーザ導入路１１９の下端部は、ノズル１０２の一端部に接続され、レーザ導入路１１９と収容部１０５とが連通する構成である。なお、本実施形態では、レーザ導入路１１９、ノズル収容部１０５、開口部１０６の中心軸を一直線状に構成している。
【００３５】
さらに、ノズル本体１０４は、後述する貯留部１２８から半田ボール１０７をノズル１０２の収容部１０５に導くための半田ボール導入路１２１を備えている。半田ボール導入路１２１の一端部は、貯留部１２８の半田供給口１２９に連結され、他端部は、ノズル本体１０４のレーザ導入路１１９に接続されている。よって、貯留部１２８とレーザ導入路１１９は、半田ボール導入路１２１により接続されている。なお、半田ボール導入路１２１の内径は、半田ボール１０７の外径より大きく、半田ボール１０７が転動できるように寸法付けされている。
【００３６】
さらに、ノズル組立体１０１のレーザ光透過部１２７の上方には、半田ボール１０７に熱線を付与し加熱溶融するための加熱部材、すなわちレーザ装置１１７を配置する。レーザ装置１１７は、公知のものを用い、レーザ装置１１７から照射されたレーザ光の光軸は、レーザ導入路１１９、ノズル収容部１０５、開口部１０６の中心軸と一直線状になるように構成されている。従って、レーザ光は、レーザ光透過部１２７を透過し、ノズル本体１０４のレーザ導入路１１９に進入し、さらに、ノズル１０２の収容部１０５を通過し、開口部１０６を介してノズル組立体１０１の外部へ進む。
【００３７】
ノズル１０２の開口部１０６の鉛直方向下方には、開閉部１２２を備える。開閉部１２２のストッパ１２３は、開口部１０６の直下に位置し開口部１０６を閉鎖する閉鎖位置（図１（ａ）の状態）と、開口部１０６の直下位置からｘ方向右側に移動し開口部１０６を開く開放位置との間を駆動部１２５により移動する。ストッパ１２３が閉鎖位置にある時には、収容部１０５内に導入された半田ボール１０７は、ノズル１０２の内壁面とストッパ１２３の上面により保持される。また、ストッパ１２３を駆動部１２５によりｘ方向右側に移動させると、ノズル１０２の開口部１０６が開放し、半田ボール１０７がノズル１０２から射出される（図１（ｂ）の矢印Ｙ方向）。ノズル１０２は、半田ボール１０７が付着する角部１１４の所定位置から図中鉛直方向上方に所定距離離れた位置に位置決めされているので、開放された半田ボールは所定位置に向かい射出する。
【００３８】
さらに、本実施形態の半田付け装置１００は、制御手段である制御部１３５を備える。制御部１３５は、開閉部１２２のストッパ１２３の駆動部１２５を駆動させる駆動指示信号と、レーザ装置１１７を駆動させるための照射指示信号と、を出力し、ストッパ１２３の開放位置への駆動開始タイミングと、レーザ装置１１７によるレーザ照射の開始タイミングとを同期させることができる。
【００３９】
また、半田付け装置１００は、半田ボール１０７を貯留するための貯留部１２８に連結されている。貯留部１２８の半田供給口１２９と半田付け装置１００のノズル本体１０４の半田ボール導入路１２１の一端部とが接続している。従って、貯留部１２８の半田供給口１２９を出た半田ボール１０７は、半田ボール導入路１２１を介してレーザ導入路１１９、ノズル収容部１０５内へと導かれる。
【００４０】
上記構成の半田付け装置１００を用いた、本発明の実施形態に係る半田付け方法の工程について図１（ａ）、（ｂ）、及び図２を参照して説明する。
【００４１】
まず、不図示の移動機構により、溶融した半田ボール１０７ａを付着するフレキシャ電極の所定位置から鉛直方向上方に所定距離離れた位置にノズル１０２を移動し位置決めを行う（ステップ１（Ｓ１））。移動機構としては、例えば、３軸（ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸）方向に移動させることが可能な公知の構成を利用する。また、所定位置に配置されたか否かの判断は、例えばＣＣＤカメラからなる位置決め用カメラと、位置決め用カメラからの映像を確認するためのモニタとを用い、ノズル及び半田付けがなされる対象物とを映像化し行う。
【００４２】
次に、半田ボール１０７を、貯留部１２８から、半田導入路１２１、レーザ導入路１１９を介し、収容部１０５内へと導入する（ステップ２（Ｓ２））。この時、開閉部１２２は閉鎖状態であり、ノズル１０２の開口部１０６はストッパ１２３により閉鎖されている。そして、半田ボール１０７は、収容部１０５内において開口部１０６近傍でストッパ１２３の上面に載置され、半田部材の付着位置から図中鉛直方向上方の所定距離離れた位置に固体状の半田部材を保持する保持工程が完了する（ステップ３（Ｓ３））。
【００４３】
次の開放工程では、ストッパ１２３をｘ方向右側に移動し、半田ボール１０７の保持を開放し、開口部１０６から図中鉛直方向下方のフレキシャ電極１１５上の所定位置に射出させる（ステップ４（Ｓ４））。
【００４４】
上記開放工程と同期させ、加熱工程によって開口部１０６を通過した半田ボール１０７にレーザ装置１１７からのレーザ光を付与し加熱溶融を行う（ステップ５（Ｓ５））。レーザビームは、レーザ光透過部１２７、レーザ導入路１１９、収容部１０５、開口部１０６を通過し、空中にある半田ボール１０７を加熱溶融する。
【００４５】
空中において溶融した半田ボール１０７ａは、フレキシャ電極１１５とスライダ電極１１３により画成される角部１１４に付着し（ステップ６（Ｓ６））半田付けが完了する。
【００４６】
上記の半田付け方法によれば、半田ボール１０７の加熱溶融は、ノズル１０２の外部へ射出した空中において行われているので、加熱溶融した半田ボールがノズル内の内壁、または、開口部１０６の周辺部に付着することを防止できる。
【００４７】
なお、上記実施の形態１では、開口部を通過後、フレキシャ電極とスライダ電極により画成される角部に到達する前に、半田ボール全体を溶融する構成としたが、本発明はこの構成に制限されることはない。例えば、半田ボールが部分的に溶融する構成としても良い。半田部材の、半田付け対象物に接触する部分のみを溶融させ、半田ボールが所定位置に止まった後に、さらにレーザ照射を続け半田ボール全体を完全に溶融させ半田付けを行うことも可能である。
【００４８】
さらに、図１０に関連して説明した引用文献２の半田付け装置４００のように、収容部４０５内で半田ボール４０７を溶融し射出する半田付け方法において、半田ボール４０７を射出する際に使用する圧縮ガスの圧力値は、溶融半田部材（溶融した半田ボール）の粘度を考慮して設定する必要がある。例えば、圧縮ガスの圧力値が所定の値より小さくなると、溶融半田部材の粘性により、半田部材がノズル内に詰まる恐れがある。
【００４９】
反対に、圧縮ガスが所定値より大きいと、粘性の影響は排除できるものの、溶融した半田部材が空中で飛び散ったり、半田付けの対象物の表面で広がったり跳ね返るおそれがある。本発明では、圧縮ガスを用いずに、固体状の半田部材を射出させる構成であるので、溶融した半田部材により上記不具合が生じることを防止できる。
【００５０】
なお、半田部材の酸化防止の観点から、上記発明の実施形態に圧縮気体を供給するための公知のガス供給源を付加し、窒素等の不活性ガス（圧縮気体）を収容部１０５内に供給し、半田部材に圧縮ガスを付与し半田部材を射出する構成とすることも可能である。このような構成であっても、ノズルから射出する半田部材は固体状であるので、溶融した半田部材の粘性等を考慮することなく、基板に付着させるために適した圧縮気体の圧力値を設定できる。よって、半田部材の付着に不具合が生じることがない。
【００５１】
（実施形態２）
以下に、半田部材に圧縮ガスを付与し半田部材を射出する構成である半田付け装置の実施形態２について説明する。図３は、本発明の実施形態２による半田付け装置の一部断面図である。
【００５２】
半田付けされるスライダ１１５１とフレキシャ１１５５は、そのスライダ電極１１５３及びフレキシャ電極１１５７が略９０度の仰角となるように配置され、各々の電極は少なくとも４個ずつ設けられている。接着剤や把持機構で仮位置決めされたスライダ１１５１とフレキシャ１１５５の各々の電極により形成される略９０度の溝１１５９の幅方向（図３の紙面の表裏方向）における略中心位置に対応するよう当該半田ノズル１１０２を位置決めし、半田ボール１１０７を射出し、溶融させて電極同士の電気的接合を行う。なお、実施形態１、２と異なり、スライダ１１５１が装着されたフレキシャは、ほぼ水平になるように配置されている。
【００５３】
半田付け装置１１００は、半田部材を不図示の貯留部から収容部に搬送するための半田供給部１１０１、すなわち蓋部材と、半田部材を射出するためのノズル組立体１１０３、を備える。また、半田付け装置１１００は、水平方向（一点鎖線H）に対してその射出方向（一点鎖線Y）が傾斜角度αを有するように配置される。なお、傾斜角度は、半田付け対象物の半田付け位置に応じて適宜変更可能である。具体的には、傾斜角度は０°（ほぼ水平方向への射出）〜３６０°の何れの傾斜角度でも配置可能である。
【００５４】
略円筒形状の半田供給部１１０１は、ノズル組立体１１０３に対して取り外し可能に装着される部材であり、ノズル組立体１１０３の蓋としても機能する。半田供給部１１０１は、半田部材を溶融するためのレーザ光が通る熱線経路を備える。熱線経路は、レーザ導入路１１１９と、レーザ光透過部１１２７とから構成される。レーザ導入路１１１９は、半田供給部１１０１の短手方向に対向する上面１１０１ａ及び１１０１ｂ間を貫通する。レーザ導入路１１１９の上面１１０１ａ側の開口部は、レーザ光が透過できるガラス材からなるレーザ光透過部１１２７により密閉され、レーザ光のみが透過できる。レーザ導入路１１１９の下面１１０１ｂ側は開口している。また、半田供給部１１０１がノズル組立体１１０３に装着されると、レーザ導入路１１１９は、後述するノズル本体１１０５の内部空間１１０９と連通する。このように、実施形態１、２では、レーザ導入路と、半田ボール導入路は別個に設けたが、実施形態２では、レーザ導入路及び半田ボール導入路を同一の導入路とした。
【００５５】
さらに、半田供給部１１０１は、レーザ導入路１１１９より半径方向外方に、上面１１０１ａ及び下面１１０１ｂ間を貫通する吸引路１１２９を備える。吸引路１１２９は、上面１１０１ａ側の端部で、吸引部１１３３と連結する。吸引路１１２９の下面１１０１ｂ側は、下方が開放する単一の凹部１１３１に連続している。凹部１１３１は、内部が中空状の円柱溝である。凹部１１３１の内周壁の径は、半田ボール１１０７の外径より僅かに大きく、そして、凹部１１３１の、下面１１０１ｂに垂直方向の長さは、半田ボール１１０７の外径と同じかそれより小さく寸法付けされている。また、凹部１１３１に連続する吸引路１１２９の径は、凹部１１３１の内周壁の径より小さく寸法付けされている。よって、吸引部１１３３から、吸引力が吸引路１１２９に付与されると、凹部１１３１を介して吸引力が半田ボール１１０７に付与され、凹部１１３１内に一つの半田ボールが収容保持される。
【００５６】
また、吸引路１１２９の上面１１０１ａ側の端部は、さらに圧縮ガスを供給するガス供給部１１３５に連結されている。すなわち、吸引路１１２９は、ガス供給路としても機能する。ガス供給部１１３５から供給される圧縮ガスを半田部材に付与するためのガス供給経路は、吸引路１１２９、凹部１１３１、後述する内部空間１１０９及び収容部１１１３から構成される。ガス供給経路を介して、圧縮ガスが半田ボールに付与され、半田ボールが射出される。なお、圧縮ガスとしては、窒素等の不活性ガスを用いる。
【００５７】
次に、ノズル組立体１１０３について説明する。ノズル組立体１１０３は、半田部材を射出するためのノズル１１０２と、ノズル１１０２を保持するためのノズル本体１１０５と、から構成される。ノズル本体１１０５は、略円錐筒形状であり、その内部に設けられた内部空間１１０９は先細り形状である。
【００５８】
ノズル本体１１０５の上面１１０５ａ側の開口である半田導入口１１０９ａの直径は、半田供給部１１０１をノズル本体１１０５の上面１１０５ａに装着した状態で、凹部１１３１が、半田導入口１１０９ａの開口領域内に位置するように寸法付けされている。よって、凹部１１３１は半田導入口１１０９ａと直接的に連通している。凹部１１３１に保持された半田ボール１１０７が開放され、圧縮ガスが付与されると、半田導入口１１０９ａからノズル本体１１０５の内部空間１１０９内へ移動する構成である。すなわち、内部空間１１０９は、半田部材の供給経路として機能する。
【００５９】
さらに、ノズル本体１１０５の内部空間１１０９は、レーザ光が通るレーザ経路としても機能する。
【００６０】
ノズル本体１１０５の上面１１０５ａには、Ｏリング１１２１が装着されている。半田供給部１１０１の下面１１０１ｂがノズル本体１１０５の上面１１０５ａに装着されると、Ｏリング１１２１を介してノズル本体１１０５と半田供給部１１０１が密着する。なお、半田供給部１１０１をノズル組立体１１０３に対して固定する手段としては、例えば、内部空間１１０９の内圧より大きな負荷を半田供給部１１０１に付与しノズル組立体に対して押し付ける機構等の公知の手段を用いる。
【００６１】
ノズル１１０２は、先細りの円筒状の部材であり、その内部に収容部１１１３を備え、長手方向に対向する両端部が開口する。ノズル１１０２の上側端部は、ノズル本体１１０５に装着され、下側端部は、半田ボール１１０７をノズル外部へ射出するための開口部１１１５を構成する。
【００６２】
ノズル１１０２の収容部１１１３の内壁および開口部１１１５の径は、少なくとも半田ボール１１０７の外径より大きく、ノズル１１０２内を半田ボール１１０７が自由に移動できる構成である。
【００６３】
さらに、実施形態２の半田付け装置１１００は、フレキシャ電極１１５７上の半田部材が固着する半田付け位置（角部１１５９）から所定距離離れた位置に固体状の半田ボール１１０７を開放可能に保持するための保持開放手段と、半田ボール１１０７を溶融するために半田ボール１１０７に熱線を付与し加熱する加熱手段、すなわちレーザ装置１１１７と、保持開放手段の保持を開放するタイミングと前記加熱手段により加熱するタイミングとを同期させるための制御手段、すなわち制御部１２３５と、を備える。
【００６４】
保持開放手段は、前述のノズル組立体１１０３及び開閉部１２２２から構成される。開閉部１２２２は、ノズル１１０２の開口部１１１５を開閉するためのストッパ１２２３と、ストッパ１２２３を駆動（ｘ方向へ移動）させる駆動部１２２５から構成される。
【００６５】
また、ノズル１１０２の収容部１１１３内も、レーザ光が通るレーザ光路を構成する。実施形態２では、半田供給部１１０１のレーザ導入路１１１９、ノズル本体１１０５の内部空間１１０９、ノズル１１０２の収容部１１１３、開口部１１１５の中心軸が一直線状になるように各部材が配置されている。よって、レーザ導入路１１１９を通過したレーザ光が、内部空間１１０９に進入し、ノズル１１０２の収容部１１１３を通り、半田ボール１１０７を照射する。
【００６６】
さらに、上記半田供給部をノズル組立体に装着すると、レーザ導入路１１１９、内部空間１１０９、収容部１１１３が、開口部１１１５を除き密閉状態となる。
【００６７】
上記構成の半田付け装置において、半田ボール１１０７の搬送工程は、以下のように行われる。吸引部１１３３を駆動させて半田ボール１１０７を凹部１１３１に吸着保持する。半田ボール１１０７を吸着保持した状態の半田供給部１１０１をｘ方向に移動し、半田供給部１１０１をノズル組立体１１０３に装着する。この状態が、図４に示されている。次に、半田ボール１１０７に対する吸引部１１３３からの吸引力を解除する。そして、ガス供給部１１３５を作動させて圧縮ガスを半田ボール１１０７に付与し半田ボール１１０７を内部空間１１０９に導入する。半田ボール１１０７は、内部空間１１０９、ノズル１１０２の収容部１１１３を通り開口部１１１５近傍に到達しストッパ１２２３及びノズル１１０２により保持される。
【００６８】
上記構成の半田供給部１１０１を用いた半田付け装置は以下のように動作する。
【００６９】
半田ボール１１０７の搬送工程を終え、半田ボール１１０７が装填された半田付け装置１１００は、位置決めがなされる。溶融した半田ボール１１０７が付着するスライダ電極１１５３とフレキシャ電極１１５７により形成される溝１１５９の幅方向におけるほぼ中心位置から水平方向Ｈに対して傾斜角度α方向に所定距離離れた位置にノズル開口部１１１５が位置するように、半田付け装置を移動させる。移動機構としては、例えば、３軸（ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸）方向に移動させることが可能な公知の構成を利用する。
【００７０】
半田ボール１１０７は、吸引部１１３３からの半田ボール１１０７に対する吸引力を停止するとともに、吸引路１１２９を介してガス供給部１１３５から圧縮ガスを付与する。凹部１１３１に保持されていた半田ボール１１０７は、開口部１１１５方向へ移動し、開口部１１１５を閉鎖するストッパ１２２３上に位置付けられる。
【００７１】
次に、ストッパ１２２３の駆動部１２２５を駆動させると、ストッパ１２２３が移動し開口部１１１５が開放される。開口部１１１５の開放後、半田ボール１１０７を溶融するためのレーザ照射が行われる。なお、圧縮ガスの付与は、ストッパの開放前後において適宜行われている。すなわち、ストッパの開放前は、圧縮ガスを付与することにより、半田ボールがストッパ上に位置付けられ、ストッパの開放後は、圧縮ガスにより半田ボールが開口部１１１５からノズル１１０２の外へ射出される。
【００７２】
レーザ装置１１１７から発振されたレーザ光がレーザ透過部１１２７を通過し、レーザ導入路１１１９、内部空間１１０９を通過し、開口部１１１５から射出された固体状の半田ボールを照射し、溶融する。
【００７３】
溶融した半田ボール１１０７は、所定の位置（隅部１１５９）に付着し半田付けが完了する。
【００７４】
上記の半田供給部を備える半田付け装置によれば、半田ボールを密閉空間内に保持できるので、射出に利用される圧縮ガスの圧力値を所定の値に確実かつ容易に設定でき、半田ボールを確実に射出することができる。
【００７５】
さらに、半田付け装置から射出される半田ボールの射出方向に拘わらず、所与の半田付け位置に半田ボールを着弾することが可能となる。
【００７６】
（開閉部の構成）
本実施形態１及び２に適用可能な開閉部の具体的な構成例について図面を参照して説明する。
【００７７】
（構成例１）
構成例１は、ピエゾアクチュエータを利用した開閉部である。図４は、ピエゾアクチュエータを備える開閉部を適用したノズル組立体を示す断面図である。なお、図は、開口部３１１５を閉じた状態の開閉部３２２２を示す。また、ノズル組立体３１０３は、図３に示したノズル組立体１１０３とほぼ同じ構成であるので異なる部分のみについて説明する。
【００７８】
ノズル本体３１０５の外周には、開閉部３２２２を構成するストッパ３２２３と、ストッパ３２２３を駆動するための駆動部であるピエゾアクチュエータ３２２５が装着されている。
【００７９】
ストッパ３２２３は略Ｌ字形状を呈し、ノズル３１０７の開口部３１１５を閉鎖する平坦部３２２３ａと、平坦部３２２３ａに対して屈曲部を介して連続するストッパ本体部３２２３ｂとを備える。ストッパ本体部３２２３ｂは、後述する固定ブロック３２３７のピン３２３７ｂに装着される開口部３２２３ｃを備える。
【００８０】
ストッパ３２２３をノズル本体３１０５に固定する第１固定ブロック３２３７は、ノズル本体３１０５の外周に沿った湾曲部と、ネジ等を用いて固定されるフランジ部と、を備える２つのブロック片３２３７ａ（一方のみ図示）から構成される。また、一方のブロック片３２３７ａのフランジには、ストッパ３２２３の開口部３２２３ｃの径より若干小さい外径を有するピン３２３７ｂが突設され、ストッパ３２２３がピン３２３７ｂを軸として回転できる構成である。ピン３２３７ｂを介してストッパ３２２３をブロック片３２３７ａに装着し、２つのブロック片を両側からノズル本体３１０５の周囲を取り囲み、ねじ等を用いて両ブロック片をノズル本体３１０５に装着する。
【００８１】
また、ストッパ３２２３には、駆動部、すなわちピエゾアクチュエータ３２２５の一端部が連結している。アクチュエータ３２２５は、いわゆるベンディングアクチュエータであって、板状のセラミック部材３２３１の両面にピエゾ素子３２３３、３２３５が貼り付けられた部材である。アクチュエータの他端部は、ノズル本体３１０５の上部に固定されている第２固定ブロック３２３９を介して、ノズル本体３１０５に固定される。
【００８２】
アクチュエータが定常位置（図４の状態）では、ストッパ３２３３が開口部３１１５を閉鎖する。開口部３１１５を開放するにはピエゾ素子３２３３、３２３５に電圧を印加し、一方のピエゾ素子３２３３を縮め、他方のピエゾ素子３２３５を伸ばし、アクチュエータ３２２５をノズル本体３１０５に近接する方向（矢印Ｙ方向）に屈曲させる。アクチュエータ３２２５に連結されたストッパ３２３３が、ピン３２２３ｃ周りに回転（矢印Ｚ方向）し、開口部３１１５を開放する。
【００８３】
（構成例２）
構成例２は、別のタイプのピエゾアクチュエータを利用した開閉部である。図５は、開閉部の正面図である。図は、ストッパ４２２３により開口部４１０７を閉鎖した状態を示す。なお、図中においてノズル組立体のノズル４１０７のみを想像線で示してあり、ノズル組立体は、図３のノズル組立体３１０３と同じ構成であるので説明を割愛する。
【００８４】
開閉部４２２２は、ストッパ４２２３と、ストッパ４２２３を駆動する駆動部であるピエゾアクチュエータ４２２５を備える。ストッパ４２２３は略Ｌ字形状を呈し、開口部４１０７を閉鎖する平坦部４２２３ａと、後述の板ばね４２２９に連結される固定部４２２３ｂと、を備える。
【００８５】
アクチュエータ４２２５は、いわゆるスタック状ピエゾアクチュエータである。アクチュエータ４２２５は、一端部が開口する円柱状の筺体４２２７と、筺体４２２７の内部に配置されたスタック状ピエゾ素子（不図示）と、ピエゾ素子に連結され、筺体４２２７の開口部側から突出して移動可能な突起部４２３１と、から構成される。筐体４２２７の、開口部に対向する閉じた他端部は、開閉部本体４２３５に固定されている。なお、コイルばね４２３３が、板ばね４２２９の屈曲部４２２９ａと開閉部本体４２３５との間で、アクチュエータ４２２５の長手方向に懸架されている。このコイルばね４２３３によりピエゾ素子に対して与圧が付与されている。
【００８６】
上記構成において、ピエゾ素子に電圧が印加されると、ピエゾ素子が伸び、突起４２３１が板ばねの屈曲部４２２９ａを図中の左方向に押圧するため、板ばねの屈曲部４２２９ａは左回転方向に傾き（撓み）、連結されたストッパ４２２３が図中右方向に回転し、開口部４１０７を開放する。なお、電圧を印加しない状態では、ピエゾ素子が定常状態（縮んだ状態）に戻り、開口部４１０７を閉鎖する。
【実施例】
【００８７】
以下に、実施形態２の半田付け装置を用いて半田付け作業を行った実施例について説明する。
【００８８】
半田付けされる対象物は、０．９５ｍｍｘ０．６ｍｍの平面をもつ金電極部材である。使用した半田ボールは、直径が１１０μμｍの球状体である。圧縮ガスとして、窒素ガスを使用した。また、ノズルの先部からワークの半田付け位置までの距離は、０．５ｍｍである。使用するレーザは、波長１０６４ｎｍのＹＡＧレーザであり、レーザ光の照射時間は、照射開始後から０．３ｍｓｅｃとした。レーザ光のスポット径は、半田付け位置においてφ２００μmである。
【００８９】
上記条件において、シャッター開放後からレーザ照射開始までの経過時間と、圧縮ガスの圧力値とをそれぞれ変更して半田付け作業を行った実施例１〜３の結果を以下に示す。
2008264844.tif 000003
【００９０】
上記の表に示されるように、実施例１〜３の何れにおいても、半田付けが所定の位置において良好に行われることがわかる。
【００９１】
（実施形態３）
図１、図３に示した実施形態１、２中のストッパは、射出方向に垂直な方向に移動することでノズルの開口を開閉する構成である。
【００９２】
図１（ｂ）に示した構成において、ストッパ１２３が開口部１０６を完全に開放する際、ｘ方向に移動するストッパ１２３により、ストッパ１２３上の半田ボール１０７に図中右方向の力成分が作用し、半田ボール１０７の射出方向が鉛直方向に対して傾斜する方向にずれる場合がある。電子部品の配置の高密度化に伴い、半田ボールの着弾位置精度の向上を達成するには、このような射出方向のばらつきを解消することが不可欠である。
【００９３】
他方、図３に示した実施形態２の半田付け装置は、圧縮ガスにより半田ボールを射出する構成である。従って、半田ボールを射出させる実施形態１の半田付け装置に比べ、実施形態２の半田付け装置では、ストッパの移動によるｘ方向へ射出方向のずれの影響を相対的に小さくすることができるものの、その影響を排除することは困難である。
【００９４】
このように、開口部を開放する際のストッパの移動動作に伴い、ストッパの移動方向と同一方向の力成分が半田ボールに作用し、半田ボールの射出方向に、ばらつきが生じることを防止できる構成が望まれる。当該目的を達成するために提案される実施形態３の半田付け装置について以下に説明する。
【００９５】
図６（ａ）は、実施形態３による半田付け装置のノズルの断面図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）のＶＩｂ方向から見たノズルの下面図である。図７は、図６のノズル及びストッパの斜視図である。図６は、ストッパを閉じ、半田ボールがノズルとストッパにより挟持された状態を示す。また、図６（ａ）は、ノズルの長手方向における中心線を通る平面に沿った断面を示す。なお、図６は、実施形態３の半田付け装置における、ノズル及びストッパのみを示しているが、他の構成は、図１若しくは図３の半田付け装置と同様であるので割愛した。
【００９６】
筒状のノズル組立体を構成するノズル５１０２は、半田ボール５１０７が通る開口５１０６と、開口５１０６に連通し、半田ボール５１０７を収容する収容空間５１０５と、開口５１０６と収容空間５１０５とを連通させる通路と、を備え、ノズル５１０２の周壁５１０２ａには通路から径方向に貫通するとともに、ノズルの先端から軸方向に延在する略半円錐台形状の切欠５１０２ｂが設けられている。収容空間５１０５と開口５０１６を連通する通路は、収容空間５１０５に連通する孔５１０２ｄすなわち管状の通路５１０９と、溝５１０２ｅとから構成される。孔５１０２ｄは、通路の途中に設けた切欠５１０２ｂにより、断面略半円形状の溝５１０２ｅに連続する。なお、孔５１０２ｄ及び溝５１０２ｅは、半田ボール５１０７が射出される方向に整合して延在し、それらの曲率半径は、半田ボール５１０７の外径の曲率半径とほぼ同じに寸法付けされている。したがって、孔５１０２ｄ及び溝５１０２ｅは、そこを通る半田ボール５１０７を所定の射出方向に方向付けるガイドとして機能する。
【００９７】
半田ボール５１０７を支持する支持部材は、ストッパ５１２３であり、ストッパ５１２３は不図示の駆動部（図１の１２５参照。）に連結され移動可能な構成である。ストッパ５１２３は、略矩形の部材であり、その端面５１２３ａは、射出方向（溝５１０２ｅの延在する方向）に対して傾斜する傾斜部を備える。本実施形態の傾斜部は、溝５１０２ｅに対向し、断面円弧状の凹部５１２３ｂである。また、凹部５１２３ｂは、管状の通路５１０９側から先端側（すなわち開口５１０６側）に向かい所定角度θで溝５１０２ｅに漸近するように傾斜する。すなわち、凹部５１２３ｂと溝５１０２ｅとの輪郭線（図６（ａ）の輪郭）は、その間に鋭角を形成する。さらに換言すると、凹部５１２３ｂは、溝５１０２ｅに対してテーパ状の湾曲面から構成される。
【００９８】
また、ストッパ５１２３は、切欠５１０２ｂを介して溝５１０２ｅに延出する。延出した状態のストッパ５１２３の凹部５１２３ｂと、溝５１０２ｅとがテーパ状通路５１１０を画成する。
【００９９】
ノズルを閉鎖した状態では、テーパ状通路５１１０は、管状通路５１０９に連通するようにストッパ５１２３が配置されている。テーパ状通路５１１０の、管状通路５１０９に近接する側の径は、管状の通路５１０９の径とほぼ同じである。また、テーパ状通路５１１０の先端側の径は、半田ボール５１０７が通り抜けられないように半田ボール５１０７の径より小さい。したがって、溝５１０２ｅと凹部５１２３ｂは、射出方向（図中下側）に関して開口５１０６より上流側において半田ボール５１０７を挟持する。挟持された半田ボール５１０７は、ストッパ５１２３をＸ方向へ開放すると、その状態で開口５１０６まで転動もしくは移動し、開口５１０６から所定の射出方向に射出される。
【０１００】
なお、本実施形態では、収容空間５１０５から管状の通路５１０９を介してテーパ状通路５１１０を設ける構成としたが、本発明はこの構成に限定されない。例えば、管状通路５１０９を設けずに、収容空間５１０５が直接、テーパ状通路５１１０に連続する構成としてもよい。
【０１０１】
また、本実施形態では、凹部５１０２ｅと溝５１２３ｂをそれぞれ円弧状の溝としたが、本発明はこの構成に限定されるものではない。例えば、ストッパもしくはノズルの一方にのみ溝を設け、また他方は平面状にして半田ボールを挟持する構成も可能である。すなわち、半田ボールを開口まで挟持した状態で転動させる構成であれば良い。
【０１０２】
上記構成の装置の動作を図８を参照し、より具体的に説明する。図８（ａ）〜（ｆ）は、半田ボールがノズルから射出される工程を示す図６のVIII部の拡大図である。
【０１０３】
図８（ａ）は、ストッパ５１２３を閉じた状態である。まず、自重もしくは圧縮ガス等により半田ボール５１０７が収容空間５１０５内に導入される。さらに、通路５１０９、５１１０内で圧縮ガス等により形成される気流により、半田ボール５１０７が管状通路５１０９を通過する。
【０１０４】
管状通路５１０９を通過した半田ボール５１０７は、図８（ｂ）に示されるようにテーパ状通路５１１０に到達する。テーパ状通路５１１０内では、半田ボール５１０７は、重力又は通路内の気流による付勢力により、凹部５１２３ｂと溝５１０２ｅに対して当接する。すなわち、半田ボール５１０７は、溝５１０２ｅへの当接が維持されているので、管状通路５１０９で射出方向の方向付けがなされた半田ボール５１０７の射出方向は維持される。
【０１０５】
つぎに、ストッパ５１２３がｘ方向に移動を開始する。ストッパ５１２３の移動に伴い、半田ボール５１０７への付勢力により半田ボール５１０７が開口５１０６側へ移動する。この時のストッパ５１２３の移動速度と、半田ボール５１０７の移動速度とは、以下のような関係とすることが射出精度の観点から望ましい。
ｖ・ｔａｎθ≧ｕ
【０１０６】
ここで、ｕは、ストッパ５１２３の横方向（射出方向に対して鉛直な方向）の移動速度であり、θは、射出方向に対する凹部５１２３ｂの傾斜角度であり、ｖは、半田ボール５１０７の通路５１０９内での（射出方向における）移動速度である。
【０１０７】
上記関係を満たすように、ストッパ５１２３の移動速度を調整することにより半田ボール５１０７が凹部５１０２ｅに常に当接する。
【０１０８】
図８（ｄ）は、凹部５１０２ｅに当接した状態を維持したまま、半田ボール５１０７が開口５１０６に到達した状態を示す。図８（ｂ）から図８（ｄ）に示すように、開口５１０６に到達するまで凹部５１０２ｅに当接することにより射出方向を維持することができる。
【０１０９】
図８（ｅ）に示すように、半田ボール５１０６は、開口５１０６を通過し、図８（ｆ）に示すように所定の射出方向に射出される。このように、開口５１０６を離れるまで、半田ボールは溝５１０２ｅ及び凹部５１２３ｂに押し付けられているので、半田ボール５１０７がストッパ５１２３に纏わりつくといった、ストッパの移動に起因する、半田ボールに対する影響を排除できる。よって、半田付け装置の射出方向の精度を高めることができる。
【０１１０】
発明者等は、鋭意研究の結果、射出方向と傾斜部とのなす角度を５〜１５°の範囲内にすると、射出精度を高く維持できるという知見を得ている。
【０１１１】
なお、本実施形態３のストッパは、上述の図１及び図３に示した構成のみならず、構成例１〜２のストッパに適用できることは言うまでもない。
【０１１２】
なお、本実施形態３として説明するストッパ５１２３は、図１及び図３のみならず、構成例１〜２に示すストッパや後述する実施形態４として適用できることは言うまでもない。
【０１１３】
また、ストッパや切欠の形状、位置等は上記実施形態の形状に限定されることはない。例えば、ストッパとして、棒状部材を使用する場合には、周壁を径方向に貫通する貫通穴を開口より上方（射出方向に関し上流側）に設け、棒状部材を貫通穴に挿脱することにより、半田ボールの支持及び開放を行う構成とすることも可能である。
【０１１４】
（実施形態４）
以下にノズルの周壁を貫通する貫通穴にストッパを挿脱させる構成の第４実施形態の半田付け装置について述べる。図９（ａ）は、実施形態３の変形例による半田付け装置の断面図であり、図９（ｂ）は、図９（ａ）のVIIIＢ部の拡大図である。図は、ストッパを閉じ、半田ボールが収容空間でストッパに支持された状態を示す。なお、図９の半田付け装置では、ピエゾアクチュエータを利用した開閉部を備える。
【０１１５】
半田付け装置は、ノズル組立体と、開閉部と、を備える。筒状のノズル組立体を構成するノズル６１０２は、半田ボール６１０７の外径より大きい径の開口６１０６と、開口６１０６に連通し、半田ボール６１０７を収容する収容空間６１０５と、を備え、ノズル６１０２の周壁６１０２ａには径方向に貫通する貫通穴６１０２ｂが設けられている。開閉部６２２２がノズル６１０２の先端の近傍に配置されている。
【０１１６】
開閉部６２２２は、ストッパ６２２３と、ストッパ６２２３を駆動する駆動部であるピエゾアクチュエータ６２２５を備える。アクチュエータ６２２５は、スタック状ピエゾアクチュエータである。アクチュエータ６２２５は、図５に示すアクチュエータと同じ構成である。不図示のコイルばねが、板ばね６２２９の屈曲部６２２９ａと不図示の開閉部本体との間で、アクチュエータ６２２５の長手方向に懸架されている。この不図示のコイルばねによりピエゾ素子に対して与圧が付与され、ピエゾ素子が不作動の場合には板ばね６２２９を収縮した状態に保つ。
【０１１７】
半田ボール６１０７を支持する支持部材であるストッパ６２２３は、ストッパを移動するためのピエゾアクチュエータ駆動部６２２５と板ばね６２２９に連結されている。ストッパ６２２３は略Ｌ字形状を呈し、貫通穴６１０２ｂを介して収容空間６１０５内に延出し半田ポール６１０７を支持する平坦部６２２３ａと、板ばね６２２９に連結される固定部６２２３ｂと、を備える。また、ストッパ６２２３は、断面縦長状（小判形状）の貫通穴６１０２ｂを挿通できるように、貫通穴６１０２ｂの幅寸法（図９の表裏方向）より若干小さくなるようにストッパ６２２３の幅寸法を寸法付けした。従って、ストッパ６２２３は、貫通穴６１０２ｂを介して収容空間６１０５内に延出する。延出した状態のストッパ６２２３は、射出方向（図中下側）に関して開口６１０６より上流側で半田ボール６１０７を支持する。なお、ストッパ６２２３の先端である平坦部６２２３ａは駆動部６２２５により収容空間６１０５へ挿脱可能である。
【０１１８】
さらに、ノズル６１０２の貫通穴６１０２ｂが延在する領域は、開口６１０６の内径と同径にされているガイド領域６１０２ｃである。すなわち、半田ボール６１０７がストッパ６２２３上で支持される位置から開口６１０６に至るガイド領域６１０２ｃにおいて、ノズル６１０２の内径は、開口６１０６の内径と同寸法である。このガイド領域６１０２ｃが、半田ボールを所定の射出方向に方向付けするガイドとして機能する。したがって、開口６１０６及びガイド領域６１０２ｃの内径は、半田ボール６１０７より僅かに大きくし、ガイド領域６１０２ｃ及び開口６１０６により半田ボール６１０７が所定の射出方向に方向付けできるように寸法付けることが望ましい。
【０１１９】
上記構成において、ピエゾ素子に電圧が印加されると、ピエゾ素子が伸び、突起６２３１が板ばねの屈曲部６２２９ａを図中の右方向に押圧するため、板ばねの屈曲部６２２９ａは図中右回転方向に傾き（撓み）、連結されたストッパ６２２３が図中左方向（矢印Ｌ方向）に回転し、開口部６１０６を開放する。なお、電圧を印加しない状態では、ピエゾ素子が定常状態（縮んだ状態）に戻り、平坦部６２２３ａが収容空間６１０５内に突出する。
【０１２０】
駆動部６２２５により、ストッパ６２２３を図中左方向に動かし、ストッパ６２２３を収容空間６１０５の外側、即ちガイド領域６１０２ｃの外側まで移動させ、半田ボール６１０７の支持を解放する。ストッパ６１２３が移動する際、半田ボール６１０７は、自重若しくは圧縮ガス等によりノズル６１０２の図中下方に射出する。この時、ガイド領域６１０２ｃにより、半田ボール６１０７は所定の射出方向に方向づけられ、射出される。したがって、半田ボール６１０７の着弾精度を高めることが可能となる。
【０１２１】
上記実施形態１〜４では、レーザ装置を用いたが、ハロゲン光や熱風を用いて半田ボールすなわち半田部材を加熱溶融してもよい。また、半田部材として球状の半田ボールを用いたが、半田部材の形状が、特に球状に限定されることはない。
【０１２２】
また、レーザ光の光軸と、レーザ導入路の中心軸と、収容部の中心軸と、開口部の中心軸とを同方向に一致させる構成としたが、開口部から射出する半田ボールの軌跡に沿ってレーザ光を走査できるレーザ装置であればよく、レーザ光の光軸と半田ボールが射出された後の射出経路とを整合させる必要がないことは言うまでもない。
【０１２３】
また、保持開放部材は、上記実施形態に限定されることない。例えば、ノズルの開閉機構としては、絞り構造や、複数のフィンからなる割先構造としてもよい。
【０１２４】
この発明は、その本質的特性から逸脱することなく数多くの形式のものとして具体化することができる。よって、上述した実施形態は専ら説明上のものであり、本発明を制限するものではないことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【０１２５】
【図１】実施形態１における半田付け装置の部分的断面図であり、（ａ）は、ストッパが閉鎖位置にある状態を示し、（ｂ）はストッパが開放位置にある状態を示す。
【図２】半田付けの工程を示す工程図である。
【図３】実施形態２の半田付け装置の部分的断面図である。
【図４】ピエゾアクチュエータを備える開閉部を適用したノズル組立体を示す断面図である。
【図５】ピエゾアクチュエータを利用した開閉部の正面図である。
【図６】（ａ）は実施形態３の半田付け装置の一部の断面図であり、（ｂ）はＶＩｂ方向から見た下面図である。
【図７】図６に示したノズル先端及びストッパの斜視図である。
【図８】（ａ）〜（ｆ）は、半田ボールがノズルから射出される工程を示す図６のVIII部の拡大図である。
【図９】（ａ）は実施形態４の半田付け装置の一部の断面図であり、（ｂ）はVIIIＢ部の拡大図である。
【図１０】従来の第一の半田付け装置の部分的断面図である。
【図１１】他のタイプの半田付け装置の部分的断面図である。
【符号の説明】
【０１２６】
１００      半田付け装置
１０１      ノズル組立体
１１７      レーザ装置
１２２      開閉部
１３５      制御部
【図１】
2008264844.tif 000004
【図２】
2008264844.tif 000005
【図３】
2008264844.tif 000006
【図４】
2008264844.tif 000007
【図５】
2008264844.tif 000008
【図６】
2008264844.tif 000009
【図７】
2008264844.tif 000010
【図８】
2008264844.tif 000011
【図９】
2008264844.tif 000012
【図１０】
2008264844.tif 000013
【図１１】
2008264844.tif 000014