(57)【要約】【課題】導電性接合材料を介在させて部品を基体に実装する部品実装プロセスにおいて、上記導電性接合材料である導電性粒子により基体の電極に形成された接合部材を加熱して溶融させる際に、上記接合部材への酸化膜の形成を抑制しながら上記接合部材の加熱溶融を行って部品を基体に上記接合部材を介在させて接合することができる部品接合方法及び部品接合方法を用いた部品実装方法及び部品実装装置を提供する。【解決手段】樹脂成分で被覆された金属粒子である導電性粒子を基体の電極に付着させて形成された接合部材を、還元雰囲気中又は窒素雰囲気中等において、上記接合部材を加熱して、上記接合部材への酸化膜の形成を抑制しながら溶融させる。【選択図】　図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
部品の電極と基体の電極との間に金属粒子を含む接合部材を配置し、上記金属粒子への酸化膜の形成を抑制しながら上記接合部材を加熱溶融して、上記部品の電極と上記基体の電極とを上記接合部材を介在させて接合することを特徴とする部品接合方法。
【請求項２】
水素雰囲気の還元条件において上記接合部材の上記加熱溶融を行う請求項１に記載の部品接合方法。
【請求項３】
上記接合部材に水素プラズマを照射して上記接合部材の上記加熱溶融を行う請求項１に記載の部品接合方法。
【請求項４】
窒素雰囲気において上記接合部材の上記加熱溶融を行う請求項１に記載の部品接合方法。
【請求項５】
上記接合部材に光ビームを照射して上記接合部材の上記加熱溶融を行う請求項４に記載の部品接合方法。
【請求項６】
上記接合部材に超音波振動を付与して上記接合部材の上記加熱溶融を行う請求項４に記載の部品接合方法。
【請求項７】
上記接合部材は樹脂成分で被覆された金属粒子である導電性粒子により形成されている請求項１から６のいずれか１つに記載の部品接合方法。
【請求項８】
上記樹脂成分は荷電制御剤が分散されている請求項７に記載の部品接合方法。
【請求項９】
上記樹脂成分は、熱可塑性、絶縁性及び上記金属粒子の酸化抑制機能を有する請求項７又は８に記載の部品接合方法。
【請求項１０】
上記樹脂成分は、ロジン、ポリスチレン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリイミド系樹脂、エポキシ系樹脂よりなる群から選択される少なくとも１種の樹脂を含む請求項７から９のいずれか１つに記載の部品接合方法。
【請求項１１】
上記金属粒子は、２５０℃以下の融点を有する請求項１から１０のいずれか１つに記載の部品接合方法。
【請求項１２】
上記導電性粒子を帯電させるとともに、上記導電性粒子と上記基体の上記電極との間に電位差を与え、上記電位差により上記導電性粒子を上記基体の上記電極に付着させ、上記基体の上記電極に上記導電性粒子からなる上記接合部材を形成し、
その後、上記部品の上記電極を上記基体の上記電極に上記接合部材を介在させて仮接合し、
請求項７から１０のいずれか１つに記載の部品接合方法により、上記部品の上記電極を上記基体の上記電極に上記接合部材を介在させて接合して、上記基体に上記部品を実装することを特徴とする部品実装方法。
【請求項１３】
部品の電極と基体の電極とを接合部材を介在させて接合して、上記基体に上記部品を実装する部品実装装置において、
樹脂成分で被覆された金属粒子である導電性粒子を帯電させる帯電装置と、上記導電性粒子と上記基体の上記電極との間に電位差を与える電位差付与装置とを備えて、上記電位差により上記導電性粒子を上記基体の上記電極に付着させ、上記基体の上記電極に上記導電性粒子からなる上記接合部材を形成する接合部材形成装置と、
上記接合部材を介在させて上記部品の上記電極を上記基体の上記電極に仮接合する部品仮接合装置と、
上記金属粒子への酸化膜形成を抑制しながら上記接合部材を加熱溶融させる加熱溶融装置とを備えることを特徴とする部品実装装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、導電性接合材料を介在させて部品と基体の電極間を接合して部品を基体に実装する部品実装プロセスにおいて、上記導電性接合材料である導電性粒子により形成されかつ部品と基体の電極間に配置された接合部材を、上記接合部材への酸化膜の形成を抑制しながら、加熱して溶融させて、上記接合部材を介在させて上記部品を上記基体に接合する部品接合方法及び上記部品接合方法を用いた部品実装方法及び部品実装装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電話およびビデオムービーなどを含む携帯機器についての需要が急速に拡大し、これに内蔵される電子回路基板の形成技術に関する研究が進んでいる。このような携帯機器は小型化、高機能化が望まれ、これに伴って、内蔵される電子回路基板の高集積化が進んでいる。
【０００３】
このような電子回路基板においては、配線パターンを介して種々の電子部品間を電気的に接続しかつ電子部品を基板上に固定するために、具体的には基板上に形成された配線パターンの所定の箇所（例えば端子、または電極など）と電子部品の所定の箇所（例えば端子、ターミナル、または電極など）とを電気的および物理的に接合するために、導電性接合材料が所定の箇所間に接合部材の一例として電極間接合部材として配置されている。このような導電性接合材料としては、一般的には、スズおよび鉛を主成分とする直径１０〜４０μｍのはんだ粉末と、ロジン、活性剤および溶剤からなるフラックスとが混ぜ合わされたクリームはんだが用いられている。フラックスの働きとして、はんだ表面の酸化物や汚れを化学的に溶解除去する清浄化作用以外に、はんだ付け時の加熱により急速に酸化が進むため、金属表面を包み、空気から遮断して再酸化を防止する再酸化防止作用や、はんだの表面張力を低下させ、ぬれを促進させる表面張力低下作用がある。
【０００４】
従来、電子回路基板を形成するための電子部品実装プロセスにおいて、上記のような接合材料を基板上の配線パターンの所定位置に供給する方法として、スクリーン印刷法が用いられている。この方法においては、まず、所定の形状の開口部が所定の位置に設けられた厚さ８０〜１５０μｍのメタルマスク（またはスクリーン版）を基板上に接触させて配置し、このメタルマスク上の一方の端部付近に接合材料を供給する。次に、スキージと呼ばれるヘラを基板面に対して平行移動させて接合材料をならすことによって、メタルマスクに設けられた開口部に該接合材料を充填する。その後、メタルマスクを基板から剥がして、メタルマスクとその上にある接合材料を除去する。このとき、開口部に充填された接合材料はメタルマスクを通り抜けて、即ち「版抜け」して、基板上の配線パターンの所定の位置に残留することにより、接合材料が所定の位置に電極間接合部材のパターンとして配置される。そして、電子部品をマウンターで装着し、全体加熱式のリフロー炉を通すことによりクリームはんだが溶融し、基板上の電極間接合部材と電子部品の電極部もしくはリード部とを接合させる。このリフロープロセスには、クリームはんだを十分溶融させ、電子部品との接合を良好にするため、予備加熱（プリヒート）を約３分、本加熱（リフロー）を約１分、冷却で約１分の温度プロファイルの管理が必要である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
現在、電子回路基板の更なる高集積化を図るべく、基板に実装される電子部品の小型化ならびに電子部品端子間の狭ピッチ化がますます進む方向にあり、より微細な回路形成が求められている。これに対応して、電子部品実装用の接合材料からなる上記電極間接合部材についても更なる微小化が求められている。
【０００６】
例えば、端子が回路基板と面する側に配列して設けられたＣＳＰ（チップ・スケール（サイズ）・パッケージ）または、ボール状の形態で回路基板と面する側に配列して設けられたＢＧＡ（ボール・グリッド・アレイ）または端子が回路基板と面する側に配列して設けられたＬＧＡ（ランド・グリッド・アレイ）などの部品については、その端子間のピッチは、従来は０．８ｍｍピッチが主流であり、これを基板に実装するためには直径０．４〜０．５ｍｍの電極間接合部材が必要とされていた。しかし、最近は、０．４〜０．５ｍｍピッチのものが増加し、これを実装するためには直径０．２〜０．３ｍｍの電極間接合部材が要求されている。また、抵抗やコンデンサなどのチップ部品については、従来は１００５部品（１．０ｍｍ×０．５ｍｍサイズの部品）が主流であり、これを実装するためには０．５ｍｍ×０．５ｍｍの電極間接合部材が必要とされていた。これに対して、最近は、０６０３部品（０．６ｍｍ×０．３ｍｍサイズの部品）、更には０４０２部品（０．４ｍｍ×０．２ｍｍサイズの部品）が増加し、これらを実装するためには、それぞれ０．３ｍｍ×０．３ｍｍ、０．２ｍｍ×０．２ｍｍの電極間接合部材が要求されている。
【０００７】
しかしながら、メタルマスクを用いる従来のスクリーン印刷法はこのような微小なランドを形成するのに十分満足できるものではない。そこで、特願２００１−１０９８７２号、特願２００１−１０９８６１号、特願２００１−１２２６６３号、特願２００１−０７１９６３号の出願では、金属粒子の表面に樹脂成分を被覆した導電性粒子を用いて、電子写真方式の原理を利用することにより、上記微小な電極間接合部材を形成することを可能としている。配線パターンと電子部品とを接合するための導電性接合材料として所望の導電性粒子パターンを基体上に転写により供給することができるので、導電性金属粒子（接合材料）を微小領域にも正確に供給することができる。この方法を用いて電子回路基板を作製すれば、微小な電極間接合部材または微細な電極間接合部材のパターンを基板上の所定の位置に確実に生産性良く形成することができ、従って、電子回路基板の高集積化、狭ピッチ化にも十分対応可能となる。
【０００８】
しかしながら、このような方法においては、上記導電性粒子を形成する上記金属粒子には、例えば、その粒径１０μｍ程度の半田粒子が用いられるため、１０〜４０μｍの直径を有する上記はんだ粉末と比べて上記半田粒子の表面積（単位量当たりの半田の表面積）も大きなものとなり、上記半田粒子の表面の酸化がより進んでしまうという問題点がある。特にこの問題は、上記半田粒子（すなわち上記金属粒子）の表面が酸素に触れる状態に置かれている状態、すなわち、上記半田粒子が形成されてから上記樹脂成分で被覆されるまでの間において顕著である。
【０００９】
また、このように酸化がより進行してしまった半田粒子にはその表面に酸化膜が形成されることとなり、通常の全体加熱式のリフロー炉により上記半田粒子により形成された電極間接合部材等の加熱溶融を行った場合に、上記酸化膜が外殻となって上記加熱により溶融された上記半田粒子の内部の半田を包み込み、夫々の半田粒子が互いに溶融されて混ざり合った状態とさせることを妨げる、すなわち、上記電極間接合部材等の溶融が困難であるという問題点がある。さらに、上記電極間接合部材等の加熱溶融の際には、上記半田粒子を被覆している上記樹脂成分が昇華される等して上記半田粒子の表面が再び露出された状態とされるため、上記半田粒子の表面積が大きいことにより上記再酸化がより進行しやすく、上記フラックス成分が上記導電性粒子（すなわち、半田粒子）に用いられているような場合であっても、上記フラックス成分による効果である再酸化防止作用や表面張力低下作用だけでは十分ではなく、上記電極間接合部材等の溶融が困難であるという問題点がある。
【００１０】
従って、本発明の目的は、上記問題を解決することにあって、導電性接合材料を介在させて部品と基体の電極間を接合して部品を基体に実装する部品実装プロセスにおいて、上記導電性接合材料である導電性粒子により形成されかつ部品と基体の電極間に配置された接合部材を加熱して溶融させる際に、上記接合部材への酸化膜の形成を抑制することができる接合部材の加熱溶融を行って、上記接合部材を介在させて上記部品を上記基体に接合する部品接合方法及び上記部品接合方法を用いた部品実装方法及び部品実装装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は以下のように構成する。
【００１２】
本発明の第１態様によれば、部品の電極と基体の電極との間に金属粒子を含む接合部材を配置し、上記金属粒子への酸化膜の形成を抑制しながら上記接合部材を加熱溶融して、上記部品の電極と上記基体の電極とを上記接合部材を介在させて接合することを特徴とする部品接合方法を提供する。
【００１３】
本発明の第２態様によれば、水素雰囲気の還元条件において上記接合部材の上記加熱溶融を行う第１態様に記載の部品接合方法を提供する。
【００１４】
本発明の第３態様によれば、上記接合部材に水素プラズマを照射して上記接合部材の上記加熱溶融を行う第１態様に記載の部品接合方法を提供する。
【００１５】
本発明の第４態様によれば、窒素雰囲気において上記接合部材の上記加熱溶融を行う第１態様に記載の部品接合方法を提供する。
【００１６】
本発明の第５態様によれば、上記接合部材に光ビームを照射して上記接合部材の上記加熱溶融を行う第４態様に記載の部品接合方法を提供する。
【００１７】
本発明の第６態様によれば、上記接合部材に超音波振動を付与して上記接合部材の上記加熱溶融を行う第４態様に記載の部品接合方法を提供する。
【００１８】
本発明の第７態様によれば、上記接合部材は樹脂成分で被覆された金属粒子である導電性粒子により形成されている第１態様から第６態様のいずれか１つに記載の部品接合方法を提供する。
【００１９】
本発明の第８態様によれば、上記樹脂成分は荷電制御剤が分散されている第７態様に記載の部品接合方法を提供する。
【００２０】
本発明の第９態様によれば、上記樹脂成分は、熱可塑性、絶縁性及び上記金属粒子の酸化抑制機能を有する第７態様又は第８態様に記載の部品接合方法を提供する。
【００２１】
本発明の第１０態様によれば、上記樹脂成分は、ロジン、ポリスチレン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリイミド系樹脂、エポキシ系樹脂よりなる群から選択される少なくとも１種の樹脂を含む第７態様から第９態様のいずれか１つに記載の部品接合方法を提供する。
【００２２】
本発明の第１１態様によれば、上記金属粒子は、２５０℃以下の融点を有する第１態様から第１０態様のいずれか１つに記載の部品接合方法を提供する。
【００２３】
本発明の第１２態様によれば、上記導電性粒子を帯電させるとともに、上記導電性粒子と上記基体の上記電極との間に電位差を与え、上記電位差により上記導電性粒子を上記基体の上記電極に付着させ、上記基体の上記電極に上記導電性粒子からなる上記接合部材を形成し、
その後、上記部品の上記電極を上記基体の上記電極に上記接合部材を介在させて仮接合し、
第７態様から第１０態様のいずれか１つに記載の部品接合方法により、上記部品の上記電極を上記基体の上記電極に上記接合部材を介在させて接合して、上記基体に上記部品を実装することを特徴とする部品実装方法を提供する。
【００２４】
本発明の第１３態様によれば、部品の電極と基体の電極とを接合部材を介在させて接合して、上記基体に上記部品を実装する部品実装装置において、
樹脂成分で被覆された金属粒子である導電性粒子を帯電させる帯電装置と、上記導電性粒子と上記基体の上記電極との間に電位差を与える電位差付与装置とを備えて、上記電位差により上記導電性粒子を上記基体の上記電極に付着させ、上記基体の上記電極に上記導電性粒子からなる上記接合部材を形成する接合部材形成装置と、
上記接合部材を介在させて上記部品の上記電極を上記基体の上記電極に仮接合する部品仮接合装置と、
上記金属粒子への酸化膜形成を抑制しながら上記接合部材を加熱溶融させる加熱溶融装置とを備えることを特徴とする部品実装装置を提供する。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下に、まず、本明細書において用いられている用語の定義を説明する。
【００２６】
＜用語「基体」の定義＞
本明細書において、用語「基体」は、電極（若しくはランド、以降同様）を有する回路が形成され、該電極と部品の電極とを電気的に接合するための導電性接合材料がその電極上に配置されるべきものを言うものとする。また、用語「基体」は、シート状形態のものを包含するが、これに限定されるものではなく、電極を有する回路が形成され、該電極の所定の位置に部品を接合することを要するものであれば、いずれの形態（例えば筐体など）であってもよい。例えば、紙フェノール系材料、ガラスエポキシ系材料、ポリイミドフィルム材料、セラミック系材料、および金属系材料などからなる基体に電極を有する回路が形成された回路基板（本明細書において単に「基板」とも言うものとする）及び多層積層基板（例えばビルドアップ基板）、さらに、部品又はフレームなどの回路形成体を本発明に用いることができる。また、回路（電極を含む）は、例えば銅、金、アルミニウム、および半田などの材料からなっていてよい。回路は、実装される部品の集積度や通電性等を考慮して適切な幅を有し得るが、例えば１０〜１０００μｍ、好ましくは５０〜２００μｍ、代表的には約１００μｍの幅を有し得る。
【００２７】
＜用語「部品」の定義＞
また、本明細書において用いられる用語「部品」は、上記基体の電極に接合可能な複数の電極を有する電子部品であり、特に電極ピッチが狭ピッチの電子部品、例えば０．４ｍｍ、０．３ｍｍまたはそれ以下の電極ピッチを有するＱＦＰ（クアッド・フラット・パッケージ）部品、及び０．６５ｍｍ、０．５ｍｍ、０．４ｍｍまたはそれ以下の電極ピッチを有するＣＳＰ（チップ・スケール・パッケージ）部品などがある。さらに、半導体部品（例えば、いわゆるＱＦＰ部品、ＣＳＰ部品、及びＳＯＰ（シングル・アウトサイド・パッケージ）部品など）、チップ部品（例えば、抵抗器、コンデンサ、トランジスタ、インダクタなど）、並びにコネクタなどが含まれ得る。
【００２８】
＜用語「導電性粒子」の定義（導電性について）＞
また、本明細書において、用語「導電性粒子」とは、部品の実装プロセスにおいて基体の電極と部品の電極とを接合する導電性接合材料として用いられる粒子形態の材料を言うものとする。本発明に利用可能な「導電性粒子」は、負または正の極性に帯電させることができ、かつ少なくとも部品を基体に実装した後に部品の電極と基体の電極とを電気的および物理的に接合することができればよい。
【００２９】
従って、本明細書に言う「導電性粒子」は、導電性粒子を接合材料として用いて部品を基体に実装した後に導電性を示す限り、部品を基体に実装する前においては必ずしも導電性である必要はない。よって「導電性粒子」には、導電性を有する粒子を用い得ることはもちろん、部品を基体に実装する前において導電性を有していなくても、その後に何らかの処理（例えば、導電性粒子を加熱して溶融させるような熱処理）を施すことによって導電性を有するように変化させることが可能な粒子を用いることもできる。このような導電性粒子には、例えば、その表面が絶縁性樹脂材料からなり、その内部に金属などの導電性材料からなる部分を有するものが挙げられる。このような構造を有する導電性粒子は、基体の電極に付着されて導電性粒子による接合部材を形成した状態においては絶縁性を示すが、上記導電性粒子からなる接合部材を介在させて部品を基体に接合するために（すなわち、実装するために）、上記接合部材に熱処理を施すことによって（例えば、上記絶縁性樹脂材料として熱溶融性または熱硬化性の樹脂材料を用いた場合、熱処理によりこれら樹脂材料が溶融または硬化して、その内部の上記導電性材料が集まって熱処理後に導電性となって）、部品の電極と基体の電極とを電気的および物理的に接合することが可能である。
【００３０】
＜導電性接合材料及び導電性粒子について＞
本明細書において用いられる「導電性接合材料」は、部品の実装において、基体の電極に形成された接合部材と上記部品の電極とを接合するための導電性接合材料であって、金属粒子として低融点金属粒子（若しくは粉末、以降同様）と、樹脂成分とを含む導電性粒子からなり、さらに、荷電制御剤をも含む導電性粒子からなる場合もある。
【００３１】
上記導電性接合材料である導電性粒子は、低融点金属粒子及び荷電制御剤を樹脂成分中に分散させて構成することができる。或いは、上記導電性粒子は、荷電制御剤が分散された樹脂成分で低融点金属粒子を被覆して構成することができる。
【００３２】
上記導電性粒子は、例えば、球状、棒状（即ち回転楕円体状）、または不定形などの種々の形状を有し得る。このような導電性粒子は、長軸方向の粒径（球状の場合は単なる粒径に相当する）が１〜５０μｍの範囲内にあり得る。より詳細には、導電性粒子は、粒径が約１〜３０μｍの範囲内にある球状粒子、あるいは、長軸方向の粒径が約５〜５０μｍの範囲内にあり、アスペクト比（短軸方向に対する長軸方向の粒径比）が３〜１６の範囲内にある棒状粒子などであってよい。
【００３３】
このような導電性粒子中に存在する低融点金属粒子の形状およびサイズについては、所望の導電性粒子サイズに合わせて適切に選択すればよい。例えば、低融点金属粒子は、１〜３０μｍの粒径分布および約１０μｍの平均粒径（もちろん、導電性粒子の粒径よりも小さい粒径）を有する球状、棒状（即ち回転楕円体状）、および不定形などの任意の形状であってよく、形状および／またはサイズ（例えば粒径）が異なる同種材料または異種材料からなる２種以上の低融点金属粒子を混ぜて用いてもよい。また、荷電制御剤についても、所望の導電性粒子サイズに応じて任意の適切な形状およびサイズを有し得る。
【００３４】
低融点金属粒子は、３００℃以下、好ましくは２５０℃以下で少なくとも部分的に溶融する金属（合金および混合物の双方を含む）からなる粒子を言い、基体の電極と部品の電極とを電気的に接続するために導電性粒子の「導電性」を担うものである。このような低融点金属粒子の材料としては、鉛を含まないいわゆる鉛フリー半田材料などが用いられ得る。利用可能な鉛フリー半田材料には、Ｓｎ−Ａｇ材料ならびにＳｎ−Ａｇ材料にＢｉ元素、Ｃｕ元素およびＩｎ元素のうちの少なくとも１つの元素を添加して成る材料（例えばＳｎ−Ａｇ−Ｂｉ材料、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ材料、Ｓｎ−Ａｇ−Ｉｎ材料、Ｓｎ−Ａｇ−Ｂｉ−Ｃｕ材料、Ｓｎ−Ａｇ−Ｂｉ−Ｉｎ材料およびＳｎ−Ａｇ−Ｉｎ−Ｃｕ材料など）を含むＳｎ−Ａｇ系材料、Ｓｎ−Ｃｕ材料およびＳｎ−Ｃｕ材料にＮｉ元素を添加して成る材料（Ｓｎ−Ｃｕ−Ｎｉ材料）を含むＳｎ−Ｃｕ系材料、Ｓｎ−Ｚｎ材料およびＳｎ−Ｚｎ材料にＢｉ元素を添加して成る材料（Ｓｎ−Ｚｎ−Ｂｉ材料）を含むＳｎ−Ｚｎ系材料、Ｓｎ−Ｂｉ材料ならびにＳｎ−Ｂｉ材料にＣｕおよびＩｎの少なくとも１つの元素を添加して成る材料（例えばＳｎ−Ｂｉ−Ｃｕ材料およびＳｎ−Ｂｉ−Ｉｎ材料）を含むＳｎ−Ｂｉ系材料、ならびにＳｎ−Ｉｎ材料を含むＳｎ−Ｉｎ系材料などが挙げられる。好ましい鉛フリー半田材料は、Ｓｎ−Ａｇ材料、Ｓｎ−Ａｇ−Ｂｉ材料、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ材料、Ｓｎ−Ａｇ−Ｂｉ−Ｃｕ材料、Ｓｎ−Ａｇ−Ｂｉ−Ｉｎ材料、Ｓｎ−Ｃｕ材料、Ｓｎ−Ｃｕ−Ｎｉ材料、Ｓｎ−Ｚｎ材料、Ｓｎ−Ｚｎ−Ｂｉ材料、Ｓｎ−Ｂｉ材料である。しかし、これに限定されず、低融点金属粒子の材料として鉛を含むＳｎ−Ｐｂ系材料、例えば、Ｓｎ−Ｐｂ共晶半田材料を用いてもよい。
【００３５】
また、荷電制御剤は、導電性粒子を帯電させ、その帯電量を制御する役割を果たすものである。荷電制御剤の材料としては、ポリスチレン、アミン系金属化合物、アゾ系化合物、塩素系パラフィン、塩素化ポリエステル、酸基過剰のポリエステル、銅フタロシアニンのスルホニルアミンナフテン酸金属塩、脂肪酸の金属塩、および樹脂酸石鹸、ならびにこれらの２種以上の混合物などが含まれ、好ましくはポリスチレンである。
【００３６】
更にまた、樹脂成分とは、樹脂材料を主成分として含むもの（但し、その他の副成分を含まず、樹脂材料のみからなるものをも包含する）を言う。樹脂成分は、上記の低融点金属粒子および荷電制御剤とを合わせて粒子の形態を付与し、導電性粒子として構成するためのものである。また、樹脂成分は、上記の低融点金属粒子を被覆して上記低融点金属粒子への酸化膜の形成を抑制する機能（すなわち、酸化抑制機能）と、常温においては溶融せずにその形状を保持することができかつ上記低融点金属粒子を溶融可能な温度においては上記樹脂成分が溶融されるような熱可塑性（若しくは熱溶融性）の機能と、上記導電性粒子が電極に単に付着されたような場合であっても、上記金属粒子が被覆されていることにより上記電極と上記金属粒子との間を電気的な絶縁性を保つ絶縁性の機能とを併せ持つ。
【００３７】
樹脂材料としては、例えばロジン、スチレンアクリル共重合体、ポリメチルメタクリレート、架橋アクリル樹脂、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、フッ素樹脂、フッ化ビニリデン樹脂、およびベンゾグアナミン樹脂、ならびにこれらの２種以上の混合物などの熱溶融性樹脂を用い得、特にロジンを用いることが好ましい。ロジンには、低融点金属粒子ならびに基体の電極および／または部品の電極の表面にある酸化物（例えば自然酸化膜）を除去し、電気的接合性（即ち導通性）を向上させる活性を有するという利点がある。
【００３８】
このような樹脂材料の活性を向上させるために、樹脂材料は、Ｂｒ、Ｃｌなどのハロゲン基を有することが好ましい。あるいは、ハロゲンの腐蝕力が問題となる場合には、樹脂材料が、ハロゲン基の換わりに、−ＣＯＯＨ、−ＯＨ基などを含む有機酸基を有することが好ましい。
【００３９】
樹脂成分は、このような樹脂材料以外の比較的少量の副成分を含んでいてもよい。樹脂成分は、好ましくは、低融点金属粒子ならびに基体の電極および／または部品の電極の表面にある酸化物（例えば自然酸化膜）を除去し、電気的接合性（即ち導通性）を向上させるための活性剤を副成分として含む。この活性剤は、樹脂材料と混合分散されて、樹脂材料と共に樹脂成分を構成する。
【００４０】
このような活性剤としては、例えば、ハロゲン基を有するハロゲン化合物（例えば１，３−ジフェニルグアニジン臭化水素酸塩など）ならびに／あるいは−ＣＯＯＨ基または−ＯＨ基を有する有機酸化合物（例えばアジピン酸など）を用いることができる。この活性剤の組成比は、導電性粒子全体の重量基準で、好ましくは０．０２〜０．２重量％である。
【００４１】
上記のような低融点金属粒子、荷電制御剤、および樹脂成分（樹脂材料および必要に応じて活性剤を含む）の組成比は、導電性粒子全体の重量基準で、それぞれ、好ましくは７５〜９５重量％、０．５〜５重量％、４．５〜２０重量％であり、より好ましくは８０〜９４重量％、１〜３重量％、５〜１７重量％である。但し、これらの数値は合計で１００重量％以下であるように選択されるべきである。
【００４２】
また、上記導電性粒子は、これら低融点金属粒子、荷電制御剤、および樹脂成分に加えて、微量の他の成分を含み得る。
【００４３】
＜さらに好ましい導電性粒子について＞
また、本発明においては上述のような導電性粒子が用いられるが、より好ましく用いられる導電性粒子としては、基体に形成された配線パターンと電子部品とを接合するための接合材料として用いられる粒子であって、上記低融点金属粒子（以下、単に金属粒子ともいう）と、表面溶融化処理または機械的表面処理により形成された、上記金属粒子を被覆する絶縁性樹脂層（より詳細には、絶縁性樹脂を含む層）とを有する粒子がある。
【００４４】
このような導電性粒子は、金属粒子が表面溶融化処理または機械的表面処理されて成る絶縁性樹脂層を有することを１つの特徴とするものである。ここで、「表面溶融化処理」とは、一般的に、高温の熱風気流により溶融し得る表面を有する粒子（または複合体粒子）を上記熱風気流に曝して粒子表面を溶融させ、その後、冷却して一旦溶融した表面を凝固させる処理を言う。本明細書においては、金属粒子と、絶縁性樹脂を含む粒子とを混合して、例えば静電気力などにより絶縁性樹脂を含む粒子を金属粒子の表面に付着させて複合体粒子を形成し、その表面に位置する絶縁性樹脂を含む粒子を少なくとも部分的に溶融させるように複合体粒子を加熱することにより表面溶融化処理が実施され、これにより、金属粒子が絶縁性樹脂層で被覆されて成る導電性粒子が得られる。このような表面溶融化処理は、例えば、サーフュージングシステム（日本ニューマチック工業株式会社製）を利用して実施され得る。
【００４５】
また、「機械的表面処理」とは、一般的に、素材の異なる粒子（または粉体）に機械的エネルギー（または剪断応力）を加えることにより、これら物質間にメカノケミカル的な反応をもたらして物質表面を改質する処理を言う。本明細書においては、金属粒子と絶縁性樹脂を含む粒子との間でメカノケミカル的な反応を起こすように、金属粒子と絶縁性樹脂を含む粒子とを混合しつつ機械的エネルギーを加えることにより機械的表面処理が実施され、これにより、金属粒子が絶縁性樹脂層で被覆されて成る導電性粒子が得られる。このような機械的表面処理は、例えば、メカノミル、ハイブリダイゼーションシステム（株式会社奈良機械製作所製）や、メカノフュージョン（登録商標）システム（ホソカワミクロン株式会社製）を利用して実施され得る。
【００４６】
また、このような金属粒子は、約１〜２０μｍの平均粒径を有し得、例えば約５〜１０μｍの平均粒径を有する。
【００４７】
また、絶縁性樹脂層を構成する絶縁性樹脂は、上述の絶縁性を有する樹脂成分であればよく、熱溶融性（または熱可塑性）樹脂および熱硬化性樹脂のいずれを用いることも可能であるが、特に表面溶融化処理を実施する場合には熱溶融性樹脂を用いることが好ましい。絶縁性樹脂（すなわち樹脂成分）には、例えば、ロジン、ポリスチレン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリエチレン系樹脂（スチレン−アクリル共重合体を含む）、ポリプロピレン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリイミド系樹脂、エポキシ系樹脂などの熱硬化性樹脂からなる群から選択される少なくとも１種の絶縁性樹脂、好ましくはロジンである。尚、本明細書において「絶縁性」とは、ＪＩＳ　Ｋ６９１１に従って測定される体積固有抵抗率が約１×１０１０Ω・ｃｍ以上の性質を言うものとする。
【００４８】
また、上記絶縁性樹脂は、一般的に帯電容易なものと帯電容易でないものとに大別され、両者のうちのいずれを用いても、また、両者を併せて用いてもよい。ここで「帯電容易」とは、例えば、荷電性粒子全体の重量を基準として、ブローオフ法により１０〜３０μＣ／ｇの帯電量を確保することができる程度の性質を言う。
【００４９】
このような絶縁性樹脂は、絶縁性樹脂層を形成するに際して粒子の形態で、即ち絶縁性樹脂を含む粒子として用いられる。絶縁性樹脂を含む粒子は、絶縁性樹脂を含む粒子と金属粒子とを含む混合物において、金属粒子の表面を取り囲むように存在することが好ましい。このため、絶縁性樹脂を含む粒子の平均粒径は、金属粒子の平均粒径に対して好ましくは約１／１００〜１／１０倍、より好ましくは約１／５０〜１／２０倍である。絶縁性樹脂を含む粒子の平均粒径は、例えば約０．０１〜２μｍ、好ましくは約０．０２〜１μｍとされ得る。
【００５０】
また、絶縁性樹脂層は絶縁性樹脂のみから成っていてもよいが、荷電性粒子がトナー粒子と同程度の帯電特性を安定して示すように、絶縁性樹脂層は絶縁性樹脂の他に荷電制御剤を更に含むことが好ましい。本発明において荷電制御剤には、電子写真法の技術分野において荷電制御剤（ＣＣＡ：Ｃｈａｒｇｅ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ａｇｅｎｔ）として既知のものを用いることができ、例えば含金属アゾ化合物、サリチル酸系金属錯体、フェノール系縮合物、第４級アンモニウム塩、樹脂酸変性アジンおよびアジン化合物などを用い得る。
【００５１】
このような荷電制御剤は、絶縁性樹脂層を形成するに際して、上記絶縁性樹脂を含む粒子中に含まれて、および／または絶縁性樹脂を含む粒子とは別個の粒子（本明細書において、後者の粒子を単に荷電制御剤を含む粒子とも言う）として用いられ得る。絶縁性樹脂を含む粒子とは別個の、荷電制御剤を含む粒子として用いる場合には、形状は特に限定されないが、該荷電制御剤を含む粒子の粒径は絶縁性樹脂を含む粒子の粒径と実質的に同程度とすることが好ましい。換言すれば、荷電制御剤を含む粒子の平均粒径は、金属粒子の平均粒径に対して好ましくは約１／１００〜１／１０倍、より好ましくは約１／５０〜１／２０倍であり、例えば約０．０１〜２μｍ、好ましくは約０．０２〜１μｍとされ得る。このような荷電制御剤を含む粒子もまた、絶縁性樹脂を含む粒子と同様にして表面溶融化処理または機械的表面処理に付され、絶縁性樹脂層の形成に寄与する。尚、本明細書において、特に断わりのない限り、絶縁性樹脂層を形成するための原料となる粒子：例えば（ｉ）絶縁性樹脂を含む粒子（場合により荷電制御剤を更に含み得る）；ならびに（ｉｉ）絶縁性樹脂を含む粒子（場合により荷電制御剤を更に含み得る）および荷電制御剤を含む粒子、を総称して単に絶縁性樹脂粒子とも言うものとする。
【００５２】
また、絶縁性樹脂層を形成するために上記のような絶縁性樹脂粒子と混合される金属粒子は、予め表面処理剤で処理されていることが好ましい。例えば、アジピン酸および／またはマロン酸などの表面処理剤を用いれば、金属粒子の表面酸化を防止することができる。また、例えば、飽和脂肪酸、不飽和脂肪酸、チタンカップリング剤、シランカップリング剤およびアルミニウムカップリング剤からなる群から選択される少なくとも１種の表面処理剤を用いれば、得られる絶縁性樹脂層と金属粒子との間の結合力をより高めることが可能である。
【００５３】
以上のような金属粒子、絶縁性樹脂粒子から成る混合物を表面溶融化処理または機械的表面処理に付すことにより、金属粒子が絶縁性樹脂層で被覆された本発明の荷電性粒子が得られ、この絶縁性樹脂層は、絶縁性樹脂粒子に由来する材料から成り得る。
【００５４】
尚、上記絶縁性樹脂層の形成の際に、表面溶融化処理および／または機械的表面処理を１回実施しても、複数回実施するようにしてもよい。例えば、絶縁性樹脂を含む粒子と、金属粒子との混合物を表面溶融化処理および／または機械的表面処理に付して該処理を１回だけ実施して、絶縁性樹脂を含む粒子に由来する絶縁性樹脂層を形成してもよい。また、例えば、絶縁性樹脂を含む粒子と、荷電制御剤を含む粒子と、金属粒子との混合物を表面溶融化処理および／または機械的表面処理に付して該処理を１回だけ実施して、絶縁性樹脂を含む粒子と荷電制御剤を含む粒子とに由来する絶縁性樹脂層を形成してもよい。また、例えば、絶縁性樹脂を含む粒子と金属粒子との混合物を表面溶融化処理および／または機械的表面処理に付し、次いで、これにより得られたものに荷電制御剤を含む粒子を添加し、その混合物を表面溶融化処理および／または機械的表面処理に付して、これにより該処理を複数回実施して絶縁性樹脂層を形成してもよい。この場合、得られた絶縁性樹脂層は、絶縁性樹脂を含む粒子に由来する層と、荷電制御剤を含む粒子に由来する、荷電性粒子表面に位置する層との２層構造となる。しかし、本発明はこれに限定されず、当業者であれば、表面溶融化処理および／または機械的表面処理を２回以上実施する際に用いる材料、および処理回数を適宜選択することができるであろう。
【００５５】
金属粒子と、絶縁性樹脂粒子との混合割合（より詳細には、金属粒子を構成する金属材料と、絶縁性樹脂粒子に含まれる絶縁性樹脂との混合割合）は、当業者であれば絶縁性樹脂層の所望の厚さ等を考慮して容易に選択することができる。また、絶縁性樹脂粒子が絶縁性樹脂の他に荷電制御剤を更に含む場合（荷電制御剤が絶縁性樹脂を含む粒子に含まれているか、絶縁性樹脂を含む粒子とは別個の粒子であるかを問わない）には、絶縁性樹脂粒子における絶縁性樹脂と荷電制御剤との混合割合は、当業者であれば絶縁性樹脂層において所望される絶縁性樹脂と荷電制御剤との重量割合等を考慮して容易に選択することができる。最終的に混合される金属粒子と絶縁性樹脂粒子とにおける、金属材料と絶縁性樹脂（および場合によっては荷電制御剤）との重量割合は、得られる荷電性粒子における金属材料と絶縁性樹脂（および場合によっては荷電制御剤）との重量割合とほぼ同程度となり得る。
【００５６】
上記荷電性粒子に備えられる絶縁性樹脂層は、例えば約０．１〜１．０μｍ、好ましくは約０．２〜０．８μｍの厚さを有し得る。
【００５７】
得られる荷電性粒子において、金属粒子を構成する金属材料と、絶縁性樹脂層に含まれる絶縁性樹脂との重量割合は、金属材料を１００重量部とすれば絶縁性樹脂は約１〜１０重量部、好ましくは約２〜６重量部である。金属材料（金属粒子）に対する絶縁性樹脂の重量割合をこれより小さくすると、金属粒子が露出することがあり、荷電性粒子の絶縁性を確保できないので好ましくなく、他方、これより大きくすると、基体の電極と部品の電極との間の接合部の接合抵抗が高くなり得るので好ましくない。また、絶縁性樹脂粒子が絶縁性樹脂と荷電制御剤とを含む場合には、絶縁性樹脂層に含まれる絶縁性樹脂と荷電制御剤との重量割合は、絶縁性樹脂を１００重量部とすれば荷電制御剤は約０．５〜５重量部、好ましくは約１〜３重量部である。
【００５８】
また、荷電性粒子は１つの金属粒子が絶縁性樹脂層で被覆されて成るので、荷電性粒子は、金属粒子の粒径に該金属粒子を被覆する絶縁性樹脂層の厚さを加えた粒径を有し得、例えば約０．２〜１．１μｍ、好ましくは約０．３〜０．９μｍの平均粒径を有し得る。
【００５９】
＜導電性粒子の実施形態＞
上述のような導電性粒子の１つの実施形態について図面を参照しながら説明する。例えば、図１９は、低融点金属粒子を含む導電性粒子の１つの実施形態ある導電性粒子１６を示す概略断面図である。
【００６０】
図１９に示すように、導電性粒子１６は、複数の低融点金属粒子４０１および粒状の荷電制御剤４０２が樹脂成分４０３の中に分散されて構成される。これら低融点金属粒子４０１、荷電制御剤４０２、および樹脂成分４０３を含む導電性粒子１６は、例えば約１〜３０μｍの範囲の粒径分布を有する球状粒子であり得る。
【００６１】
低融点金属粒子４０１、荷電制御剤４０２、および樹脂成分４０３の材料は、上述した材料から適宜選択することができる。例えば、金、銀、または銅などの金属材料からなる、粒径が０．３〜１５μｍ（もちろん、導電性粒子の粒径よりも小さい）の球状粒子を低融点金属粒子４０１として用い得る。また、ポリスチレンからなる粉末状物質（若しくは粒状物質）を荷電制御剤４０２として、さらに、ロジンなどの好ましくは有機酸基を有する熱溶融性樹脂材料を樹脂成分４０３の樹脂材料として用い得る。
【００６２】
複数の低融点金属粒子４０１を含む本実施形態においては、電子部品実装工程において十分に高い導通性を確保するためには、低融点金属粒子４０１は、より多数の点で互いに接触し得るように、より小さい粒径を有することが好ましい。
【００６３】
熱溶融性樹脂材料を用いる本実施形態においては、低融点金属粒子４０１、荷電制御剤４０２、および樹脂成分４０３の組成比（全体基準）は、それぞれ、７５〜９５重量％、０．５〜５重量％、４．５〜２０重量％（但し、これらの数値は合計で１００重量％以下であるように選択されるべきである）であり得る。
【００６４】
また、さらに別の実施形態にかかる導電性粒子１６を図２０に示す。図２０に示す導電性粒子１６は、低融点金属粒子５０１と、この低融点金属粒子５０１の表面全体が露出しないように低融点金属粒子５０１を被覆する絶縁性樹脂層５０３とを含んで成る。
【００６５】
低融点金属粒子５０１は、その平均粒径が約１〜２０μｍとなるように選択可能であり、本実施形態においては平均粒径が約１０μｍとなっている。絶縁性樹脂層５０３は、上述した種々の樹脂成分が用いられて形成された絶縁性樹脂粒子を低融点金属粒子５０１の表面全体を覆うように上記低融点金属粒子５０１に付着させて、上述した表面溶融処理を施すことにより形成されたものである。
【００６６】
このような導電性粒子１６においては、絶縁性樹脂層５０３の厚さは約０．５μｍであり、また、低融点金属粒子５０１（すなわち、金属材料）を１００重量部とすれば、絶縁性樹脂層５０３（すなわち、樹脂成分）は約２〜５重量部であり得る。このような導電性粒子１６によれば、絶縁性樹脂層５０３が低融点金属粒子５０１を完全に被覆して低融点金属粒子５０１が露出しないので、後述する導電性粒子の帯電方法により導電性粒子１６を確実に帯電させることができる。
【００６７】
＜接合部材の形成方法の実施形態＞
次に、本発明の実施形態にかかる部品接合方法において、上記接合部材を基体上に形成する上記接合部材の形成方法の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００６８】
本実施形態は、図１のフロー図に示すような連続的に接合部材を形成するものに関する。図２は、本実施形態の接合部材形成装置の一例である印刷装置３２０の概略図である。
【００６９】
図２に示すように、この印刷装置３２０においては、導電性支持体として、円筒状回転ドラム本体３０１と、その円筒表面上に設けられた例えばポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）からなる厚さ５〜２０μｍの導電性膜３０２で構成される回転ドラムを用いている。導電性膜３０２の上には、例えばセレンからなる厚さ１０〜６０μｍの光導電体３０３が設けられている。この回転ドラムは、図中に矢印３１１で示す方向に回転可能である。この回転ドラムを取り囲んで、光導電体３０３の表面を初期化するための初期化装置３０４と、初期化した光導電体３０３の表面に電荷を供給して、光導電体３０３の表面を第１電位に一様に帯電させるための帯電器３０５と、光導電体３０３に潜像パターン（図示せず）を形成するように、第１電位に帯電した光導電体３０３の表面の所定の領域に光照射する光照射装置３０６と、第２電位に帯電した導電性粒子１６を光導電体３０３の表面に供給する導電性粒子供給装置３０８とが配設されている。また、基体の一例である回路基板２０の被転写面に対して背面の側（すなわち、図２の回路基板２０の下側には、光導電体３０３の表面に付着した導電性粒子１６からなる接合部材の一例である電極間接合部材５１を回路基板２０に転写する転写装置３１０が配置されている。初期化装置３０４、帯電器３０５、光照射装置３０６、導電性粒子供給装置３０８、および転写装置３１０の夫々は、制御装置３１６に接続されて、上記夫々の動作制御は制御装置３１６により行われる。
【００７０】
回路基板２０は、その主面が光導電体３０３の円筒表面に接する仮想平面と実質的に平行になるように配置され、回路基板２０の転写位置（導電性粒子１６が光導電体３０３から回路基板２０に付着して電極間接合部材５１を形成する位置）において回路基板２０に対して立てた垂線上に、光導電体３０３の転写位置（即ち導電性粒子１６が光導電体３０３から回路基板２０に向かって離れる位置）が位置し、回路基板２０の転写位置と光導電体３０３の転写位置が最短距離にあることが好ましい。回路基板２０および光導電体３０３の転写位置は、これらおよび転写装置３１０の位置関係ならびに転写装置３１０によって発生される電場に依存して適切に決定することができ、本発明は本実施形態に限定されるものではない。
【００７１】
回路基板２０は、転写装置３１０と、光導電体３０３が設けられた回転ドラム（即ち、回転ドラム本体３０１および導電性膜３０２）との間に矢印３１２で示す向きで回路基板２０の転写位置（導電性粒子１６が光導電体３０３から回路基板２０に付着（または到着）する位置）まで搬送され、すなわち、回路基板２０は、光導電体３０３の円筒表面に接する仮想平面と実質的に平行な状態を維持しながら矢印３１２の方向へと搬送され、導電性粒子１６が光導電体３０３から回路基板２０の上に、好ましくは一定速度で光導電体３０３と共に並進しながら転写され、その後、矢印３１３の方向に取り出される。他方、回転ドラムは、図１に示すように、光導電体３０３を初期化する工程、光導電体３０３を帯電させる工程、潜像パターンを形成する工程、導電性粒子１６を付着させる工程、及び導電性粒子１６を転写する工程を順次実施できるように矢印３１１の方向に好ましくは一定速度で回転する。なお、回転ドラムの回転動作及び回路基板２０の上記搬送動作により、上記夫々の工程は回路基板２０に対して順次繰り返して実施される。回路基板２０に形成されている複数の電極（図２に図示しない）のうちの所定の電極に導電性粒子１６が転写されるように、回路基板２０の搬送速度および回転ドラムの周速度が等しく、同期化されていることが更に好ましい。
【００７２】
なお、印刷装置３２０において取り扱われる導電性粒子１６には、図１９又は図２０に示すような導電性粒子１６が用いられる。
【００７３】
次に、図２の印刷装置３２０を用いる電極間接合部材形成方法を図１４から図１８を参照しながら説明する。図１４から図１８は、上記各工程における概略図であり、いずれも回転ドラム３０１の中心を下方にして示している。
【００７４】
（１）光導電体を初期化する工程
図１４に示すように、まず最初に、初期化装置３０４を用いて、光導電体３０３に光照射して光導電体３０３を導電性にして光導電体３０３の表面の電荷を導電性膜３０２へ逃がして除去して光導電体３０３を実質的に帯電していない状態にするとともに、表面に残留している導電性粒子（図１４に図示せず）をブラシまたはブレードなど（図２及び図１４に共に図示せず）を用いて除去することによって、光導電体３０３を初期化する。光導電体３０３は、初期化工程における光照射が終了すると絶縁性（即ち電荷が通過しない状態）となる。このような初期化を行うことによって、不均一な表面状態にあり得る光導電体３０３の表面を均一な状態にするとともに、表面に付着している導電性粒子ならびに他の異物を除去することができる。
【００７５】
この初期化工程は必ずしも必要ではないが、本実施形態のように連続的に電極間接合部材を形成するとき、特にパターンの異なる電極間接合部材を連続的に形成するときに最初に実施することが好ましい。
【００７６】
（２）光導電体を帯電させる工程
上記光導電体を初期化する工程において必要に応じて初期化された光導電体３０３の表面に、図１５に示すように、帯電器３０５を用いて電荷を供給し、表面を第１電位に一様に帯電させる。本実施形態では、第１電位をプラスの電位とした（図中にプラス符号にて模式的に示す）が、本発明はこれに限定されず、マイナスの電位としてもよい。
【００７７】
帯電器３０５は、例えば、タングステンワイヤー（図１５に図示せず）を光導電体３０３の表面から離して配置し、光導電体３０３の所定の帯電化領域以外にコロナイオンを飛散させないようにアルミなどの金属でシールドして構成することができる。このワイヤーに適切な電圧を印加して、これによって発生した正（場合によっては負）のイオンを光導電体３０３の表面に与えることによって、光導電体３０３の表面を所定の第１電位に帯電させることができる。
【００７８】
（３）潜像パターンを形成する工程
上記光導電体を帯電させる工程において光導電体３０３の表面が帯電された後、図１６に示すように、光照射装置（例えばレーザ光発生装置）３０６を用いて、所望の導電性粒子１６の電極間接合部材５１の形成パターンと反転したネガパターンで光導電体３０３に光（例えばレーザ光）を照射する。光導電体３０３は、上述したように、光が照射されたときには導電性になって帯電電荷を逃がす性質を有するので、光照射領域３１４に存在していた帯電電荷は、光導電体３０３の光が照射された部分（図中に斜線にて示す部分）から下層の導電性膜３０２に逃げる。この導電性膜３０２は回転ドラム本体３０１を通して接地されている。他方、ポジパターンを有する非光照射領域３１５に位置する光導電体３０３は絶縁性のまま保持されるので、非光照射領域３１５には帯電電荷が残留する。これにより、所望の導電性粒子１６の電極間接合部材５１の形成パターンと同じポジパターンで、帯電電荷からなる潜像パターンを光導電体３０３の表面に形成することができる。
【００７９】
光照射装置３０６は、光導電体３０３を導電性にし、所望の導電性粒子１６の電極間接合部材の形成パターンを得るのに十分な強度および結像度を有するものであれば特に限定されないが、レーザ光発生装置、ならびに発光ダイオード、蛍光灯およびハロゲンランプを光源とする装置などを用いることができる。このような装置を用いて、例えば、光をドラム面上を軸方向に走査させながら、光を変調するか又はシャッターで制御することによって、光導電体３０３の表面の所定の領域に光照射することができる。
【００８０】
（４）導電性粒子を付着させる工程
上記潜像パターンを形成する工程において、帯電電荷からなる潜像パターンが光導電体３０３の表面に形成された後、図１７に示すように、導電性粒子供給装置３０８を用いて、第２電位に帯電した導電性粒子１６を第２電位と反対の極性の第１電位に帯電した光導電体３０３の表面に供給する。ここで、第２電位は、本実施形態ではマイナスの電位としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、後述するように転写様式（正転写または反転転写）に応じて適切に選択することができる。
【００８１】
この導電性粒子供給装置３０８においては、例えば、導電性粒子供給装置３０８の内部で導電性粒子１６をキャリアとともに撹拌混合して、キャリア表面から導電性粒子１６に電荷を移動させることによって、導電性粒子１６を帯電させることができる。なお、本実施形態においては、この導電性粒子供給装置３０８が帯電装置の一例となっている。キャリアとしては、例えば電子供与性コート樹脂を用いることができ、この場合、キャリアから導電性粒子１６に電子を付与して、導電性粒子１６を負に帯電させることができる。このようにして帯電させた導電性粒子１６を磁気ブラシ法またはカスケード法などによって光導電体３０３の表面に供給し、導電性粒子１６を潜像パターンに対応する電極間接合部材５１の形成パターンとして光導電体３０３の表面に付着させることができる。
【００８２】
あるいは、導電性粒子供給装置３０８に代えて、誘電体ゴム（図２に図示せず）を現像ロールとして使用し、そのロールに静電気で導電性粒子１６を吸着し、規制ブレード（図２に図示せず）で導電性粒子１６の薄層を現像ロール上に形成するような方法を用いる場合であってもよい。
【００８３】
以上のようにして、第１電位と反対極性の第２電位に帯電した導電性粒子１６は、この導電性粒子１６と、非光照射領域３１５に残留した帯電電荷との静電引力により、非光照射流域３１５に付着する。これにより、帯電電荷からなる潜像パターンと同じパターンで、導電性粒子１６からなる電極間接合部材５１の形成パターンを光導電体３０３の表面に形成することができる。
【００８４】
（５）導電性粒子を転写する工程
上記導電性粒子を付着させる工程により光導電体３０３の表面に電極間接合部材５１の形成パターンが形成された後、図１８に示すように、転写装置３１０を用いて、例えば、回路基板２０の裏面側から第１電位の電荷をコロナ放電またはローラ帯電させることによって光導電体３０３と回路基板２０との間に電界を発生させる。これにより誘発された静電引力によって、光導電体３０３に付着した導電性粒子１６が光導電体３０３の転写位置に達したときに、導電性粒子１６を回路基板２０の転写位置（上記所定の電極）に付着させる。これにより、電極間接合部材の形成パターンを構成する導電性粒子１６を回路基板２０における所定の電極上に転写させて（付着させて）、上記所定の電極上に導電性粒子１６により構成される電極間接合部材５１を形成することが可能である。なお、回路基板２０の上記転写位置において光導電体３０３は回路基板２０に接触された状態で回転ドラム本体３０１の上記回転が行われる。なお、本実施形態においては、転写装置３１０が電位差付与装置の一例となっている。
【００８５】
なお、上記実施形態のように、光導電体３０３が回路基板２０に接触された状態で回転ドラム本体３０１の上記回転が行われる場合に代えて、両者が互いに非接触で行われる場合であってもよい。このような場合にあっては、光導電体３０３上の電極間接合部材５１の形成パターンを回路基板２０に接触しない状態で転写することができる。すなわち、光導電体３０３と回路基板２０との間に電界を発生させることにより発生された静電引力によって、光導電体３０３に付着した導電性粒子１６が光導電体３０３の転写位置に達したときに、導電性粒子１６を光導電体３０３から回路基板２０に向かって、光導電体３０３と回路基板２０との間の空間を飛翔させ、回路基板２０の転写位置に付着させることができる。このため、回路基板２０の電極を有する面が平板状ではなく、高低差を有するような場合であっても、回路基板２０上にも導電性粒子１６を転写することが可能である。また、圧着などにより接触式で電極間接合部材を形成するよりも厚い電極間接合部材５１を形成することができ、部品の電極を上記厚い電極間接合部材５１に埋め込むようにしてかつ上記厚い電極間接合部材５１を介して、回路基板２０の電極に接合することができ、より接合強度が要求される部品の接合にも対応することが可能となる。
【００８６】
また、図１において、導電性粒子を転写する工程の後、回転ドラムを回転させて、光導電体を初期化する工程に戻して再び初期化し、以降の上記夫々の工程を順次実施することにより、新たな回路基板２０上に導電性粒子１６の電極間接合部材５１を形成することができる。この場合、初期化する工程、光導電体を帯電させる工程、潜像パターンを形成する工程、導電性粒子を付着させる工程、および導電性粒子を転写する工程を１サイクルとして連続的に電極間接合部材５１を形成することができる。このとき、形成される導電性粒子による電極間接合部材５１は、各回路基板間で同一のパターンであってもよいし、あるいは回路基板２０毎に別のパターンであってもよい。
【００８７】
また、より厚い電極間接合部材５１を形成することが要求されるような場合には、例えば、図１の印刷装置３２０を複数台、直列的に設置し、上記直列的に設置された夫々の印刷装置３２０を経由するように回路基板２０を搬送しながら、上記回路基板２０の夫々の電極上に重ねるように導電性粒子１６を順次付着させて、積層状に電極間接合電極５１を形成することにより、上記要求される所望の厚さを有する電極間接合電極５１を形成することが可能となる。
【００８８】
また、上記実施形態では、潜像パターンをポジパターンとした正転写の場合について説明したが、潜像パターンをネガパターンとして反転転写を適用することも可能である。この場合についても上記実施形態とほぼ同様にして行うが、第１電位と反対極性の第２電位に帯電した導電性粒子の代わりに、第１電位と同じ極性の第２電位に帯電した導電性粒子を供給し、帯電電荷によって形成されるポテンシャル井戸に、例えば磁気ブラシなどにより導電性粒子を配置させる点で異なる。
【００８９】
また、導電性粒子１６により形成される電極間接合部材５１は、各回路基板２０間で同一の形状又は大きさであってもよいし、あるいは回路基板毎に別の形状又は大きさであってもよいので、印刷装置４０において１つの回路基板２０の電極上に導電性粒子１６からなる電極間接合部材５１を形成した後、そのまま連続して別の新たな回路基板２０の電極上に電極間接合部材５１を形成することにより回路基板２０の同一品種大量生産や多品種少量生産のいずれにも対応できる。
【００９０】
また、上記実施形態によれば、例えば、回路基板２０において形成されている電極の幅が、５０〜５００μｍ、好ましくは６０〜２００μｍ、より好ましくは８０〜１５０μｍであって、夫々の電極間のピッチが０．１〜１．０μｍ、好ましくは０．１２〜０．４μｍ、より好ましくは０．１６〜０．３μｍであるような場合であっても、このような電極上にこれに対応するサイズを有する電極間接合部材を形成することができる。なお、用語「幅」は、１個の電極の最も短い長さ、用語「ピッチ」は、同一の部品に関連する複数の電極間の間隔寸法（即ち、部品の電極のピッチに相当する）をそれぞれ言うものとする。
【００９１】
また、上記実施形態に従って回路基板２０の電極上に形成された電極間接合部材５１の上に部品の電極が位置するように上記部品を載せて、電極間接合部材５１に対して熱処理を実施することによって、回路基板２０の電極に上記部品の電極を電極間接合部材５１を介在させて接合し、部品を回路基板２０に実装することができる。なお、この熱処理の方法についての説明は後述する。
【００９２】
また、上記実施形態においては、基体の一例として回路基板２０を用いて、回路基板２０の電極上に電極間接合部材５１を形成するような場合について説明したが、このような場合に代えて、基体の一例として部品、例えば電子部品の電極上に上記電極間接合部材が形成されるような場合であってもよい。このような上記電極間接合部材が形成された電子部品は、上記電極間接合部材を介して、他の部品や基体等に接合される。
【００９３】
＜接合部材の加熱溶融方法についての説明＞
次に、本発明の実施形態にかかる部品接合方法及び部品実装方法として、導電性粒子により基体上に接合部材が形成された後に、部品を上記基体に上記接合部材を介在させて仮接合した後に、上記接合部材を加熱して溶融させ固化させて、上記基体に上記部品を上記接合部材を介在させて接合し、上記基体へ上記部品を実装する方法について、以下に図面に基づいて説明する。
【００９４】
（形成された接合部材について）
まず、図４に上記接合部材の形成方法により回路基板２０の上に形成された（例えば、上記印刷装置３２０により形成された）接合部材の一例である電極間接合部材５１の模式的な断面図を示す。また、図３に、上記図４の比較対象として、従来の接合部材の形成方法、例えば、メタルマスクとクリーム半田を用いて従来のスクリーン印刷方法により回路基板２０の上に形成された電極間接合部材２５１の模式的な断面図を示す。
【００９５】
回路基板２０はその上面に複数の電極２０ａを備えており、図３においては、夫々の電極２０ａの上に、かつ夫々の電極２０ａの上面全体を覆うようにクリーム半田がメタルマスクを介して供給されて、電極間接合部材２５１が形成されている。一方、図４においては、回路基板２０の夫々の電極２０ａの上に、かつ夫々の電極２０ａの上面全体を覆うように多数の導電性粒子１６が互いに隣接しながら配置されて、電極間接合部材５１が形成されている。このように、電極間接合部材５１は、従来におけるクリーム半田により形成された電極間接合部材２５１とは異なり、多数の導電性粒子１６が集合されることにより形成されている。なお、図３に示す状態、すなわち、電極間接合部材２５１が形成された状態においては、電極間接合部材２５１と回路基板２０の電極２０ａとは導通された状態となっているが、図４に示す状態においては、各導電性粒子１６は絶縁性の樹脂により被覆されているため（図４において図示しないが）、電極間接合部材５１と回路基板２０の電極２０ａとは導通されてない状態となっている。
【００９６】
なお、電極間接合部材５１を形成している導電性粒子１６は、図４に示すように略同じ大きさの導電性粒子１６のみによる場合に限定されるものではない。このような場合に代えて、例えば、図５に示すように大径の導電性粒子１６ａと小径の導電性粒子１６ｂとを組み合わせることにより電極間接合部材５１が形成されているような場合であってもよい。このような大径の導電性粒子１６ａと小径の導電性粒子１６ｂとを組み合わせることにより、大径の導電性粒子１６ａが互いに隣接するように配置された場合に発生する夫々の大径の導電性粒子１６ａ間の隙間を、小径の導電性粒子１６ｂにより埋めて無くすことができ、形成された電極間接合部材５１においては、各導電性粒子１６ａ及び１６ｂをより密接させることができ、導電性をより良好とさせることができる。
【００９７】
（電子部品の仮接合、加熱溶融、接合について）
次に、図４に示すように夫々の電極２０ａの上に電極間接合部材５１が形成された状態の回路基板２０に部品の一例である電子部品５２を実装する方法について説明する。なお、図６は上記電子部品５２の回路基板２０への実装方法について模式的に示す模式説明図である。
【００９８】
まず、図６（Ａ）に示すように、四角形プレート状の電子部品５２は、その回路基板２０への接合面である下面に複数の電極５２ａを備えている。回路基板２０におけるこの電子部品５２が実装される実装位置においては、電子部品５２の電極５２ａの配置と合致するように夫々の電極２０ａが配置されている。
【００９９】
まず、電子部品を吸着保持して回路基板２０上に配置可能なヘッド部５３のその先端部である吸着保持部において、電子部品５２の電極５２ａが形成されていない面である背面を吸着保持し、その後、電子部品５２を吸着保持したまま、ヘッド部５３が回路基板２０における電子部品５２の実装位置の上方へと移動される。なお、電子部品５２は、部品供給トレーや部品カセットによってヘッド部５３に供給される。
【０１００】
その後、上記実装位置の上方において、ヘッド部５３に吸着保持されている電子部品５２の各電極５２ａと回路基板２０の各電極２０ａとが接合可能なように、電子部品５２を回路基板２０に対して位置合わせを行う。上記位置合わせの後、ヘッド部５３を下降させて電子部品５２の各電極５２ａを回路基板２０の各電極２０ａ上の電極間接合部材５１に当接させるとともに押圧し、その後、電子部品５２の吸着保持を解除してヘッド部５３を上昇させる。これにより、電子部品５２の各電極５２ａは回路基板２０の各電極２０ａに夫々の電極間接合部材５１を介在させて仮接合された状態となる。
【０１０１】
ここで「仮接合」とは、電子部品５２又は回路基板２０に外力を加えることにより、電子部品５２及び回路基板２０を破壊することなく、電子部品５２と回路基板２０の接合を解除することが可能な接合を示す。また、この仮接合の状態においては、電極間接合部材５１を形成している夫々の導電性粒子１６は樹脂により被覆された状態を保っており、電子部品５２の各電極５２ａと回路基板２０の各電極２０ａとは導通されていない状態となっている。また、このような電子部品５２の回路基板２０への仮接合は、上述のようなヘッド部５３を備える部品仮接合装置により行うことができ、また、このような部品仮接合装置は、従来から用いられている公知の部品仮接合装置を用いることもできる。
【０１０２】
次に、図６（Ｂ）に示すように、電子部品５２の各電極５２ａと回路基板２０の各電極２０ａとを仮接合している電極間接合部材５１を加熱する。これにより、電極間接合部材５１を形成している個々の導電性粒子１６が加熱され、被覆されている樹脂成分が昇華されるとともに樹脂で被覆されていた金属粒子、一例として半田粒子が溶融されて、個々の半田粒子が溶け合った状態とされる。このとき加熱された電極間接合部材５１において酸化膜の形成を抑制しながら上記加熱を行う。なお、この加熱方法の具体的な説明については後述する。
【０１０３】
その後、図６（Ｃ）に示すように、電極間接合部材５１への上記加熱が停止され、溶融された状態の電極間接合部材５１が冷却されて固化させる。これにより、電極間接合部材５１を介在させて電子部品５２の各電極５２ａと回路基板２０の各電極２０ａとが接合された状態となる。
【０１０４】
ここで「接合」とは、電子部品５２と回路基板２０とを仮接合している電極間接合部材５１を加熱して、電極間接合部材５１を溶融させて固化させることにより行う接合であり、かつ電子部品５２又は回路基板２０に外力を加えることにより、その接合状態を容易に解除することが困難な接合を示す。また、この接合の状態においては、電極間接合部材５１を形成している夫々の導電性粒子１６の樹脂成分は上記加熱により昇華され、半田粒子が溶融されて互いに溶け合った状態にて固化されるため、電子部品５２の各電極５２ａと回路基板２０の各電極２０ａとは導通された状態となっている。
【０１０５】
なお、導電性粒子１６の上記樹脂成分が昇華されるような場合に代えて、上記加熱により上記樹脂成分も半田粒子とともに溶融され、夫々の半田粒子への被覆状態が破壊され、固化後の電極間接合部材５１の半田中に上記樹脂成分が混在しているような場合であってもよい。このような場合にあっては、上記半田中への上記樹脂成分の混在により固化後の電極間接合部材５１の強度、すなわち、電子部品５２の各電極５２ａと回路基板２０の各電極２０ａとの電極間接合部材５１による接合強度を強化することができ、電子回路の信頼性を向上させることができる。また、このような場合であっても、上記樹脂成分は半田中に点在して混在された状態となっているため、電子部品５２の各電極５２ａと回路基板２０の各電極２０ａとは電極間接合部材５１の半田により導通された状態となっている。
【０１０６】
（電極間接合部材の加熱溶融方法）
次に、本発明の実施形態にかかる部品接合方法に用いられる接合部材の加熱溶融方法について以下に説明する。多数の導電性粒子１６により形成された電極間接合部材５１は、導電性粒子１６を形成している半田粒子の小径化、すなわち半田の単位量当たりの半田粒子の表面積の拡大化に伴って、半田粒子が酸化されやすくなることにより、既に夫々の半田粒子の表面に形成されてしまった酸化膜や、電極間接合部材５１の加熱溶融の際に半田粒子の表面に再び形成される再酸化による酸化被膜により、溶融された夫々の半田粒子の濡れ性が悪化するという問題点がある。従って、このような問題点を解決しながら、すなわち、加熱溶融中に電極間接合部材５１への酸化膜の形成を抑制しながら電極間接合部材５１の加熱を行う、又は、既に形成されている酸化膜を破壊して電極間接合部材５１の加熱を行う必要がある。
【０１０７】
（水素プラズマによる加熱溶融方法）
まず、本発明の第１実施形態にかかる部品接合方法に用いられる接合部材の加熱溶融方法は、水素プラズマを用いて接合部材の加熱溶融を行う方法である。この加熱溶融方法を行う加熱溶融装置の一例として水素プラズマリフロー装置６０の模式的な構成を示す模式説明図を図７に示す。
【０１０８】
図７に示すように、水素プラズマリフロー装置６０は、水素ガスと熱源の一例であるマイクロ波により水素プラズマを発生させるプラズマ発生室６１、プラズマ発生室６１にマイクロ波を供給するマイクロ波供給部６２、プラズマ発生室６１に水素ガスを供給する水素ガス供給部６３、及び電極間接合部材５１の加熱溶融を行うリフロー室６４とを備えている。また、リフロー室６４においては、回路基板２０を解除可能に固定するとともに回路基板２０を下面より加熱して電極間接合部材５１の加熱溶融を行うヒータ６５が備えられたステージ６８が備えられている。また、プラズマ発生室６１においては、発生した水素プラズマにより還元力の強い水素ラジカル６６が生成され、水素ラジカル６６をリフロー室６４内に導くことが可能となっている。また、リフロー室内に導かれた水素ラジカル等を含んだガスは、排気ガスとして、リフロー室の下部に設けられた排気口６７より水素プラズマリフロー装置６０の外部へと排気される。
【０１０９】
このような水素プラズマリフロー装置６０において、電子部品５２と回路基板２０とを仮接合した状態にある電極間接合部材５１の加熱溶融を行うような場合の手順について以下に説明する。
【０１１０】
図７において、まず、電子部品５２の各電極５２ａが電極間接合部材５１を介在させて仮接合された回路基板２０をリフロー室６４内のステージ６８に固定する。その後、水素ガス供給部６３より水素ガスをプラズマ発生室６１に、例えば、圧力約１３３Ｐａというような条件で供給して、プラズマ発生室６１内において水素ガスの濃度が所定の条件に達した後、マイクロ波供給部６２によりマイクロ波をプラズマ発生室６１に、例えば、３．０ｋｗというような条件で供給し、プラズマ発生室６１において水素プラズマを発生させる。発生した水素プラズマにより生成された水素ラジカル６６がリフロー室６４に導かれるとともに、リフロー室６４においては、ステージ６８のヒータ６５により回路基板２０を介して電極間接合部材５１の加熱を開始する。ヒータ６５の加熱により、電極間接合部材５１を形成している導電性粒子１６の半田粒子を被覆している樹脂成分が昇華される。その後、半田粒子の表面が露出された状態となり、半田粒子の表面に形成されている酸化膜が水素ラジカル６６より上記酸化膜を還元して半田粒子の表面から除去しながら、ヒータ６５の加熱により半田粒子が溶融される。半田粒子が完全に溶融されて互いに溶け合った状態とされた後に、ヒータ６５が停止されて、電極間接合部材５１が冷却固化される。また、マイクロ波供給部６２によるマイクロ波の供給及び水素供給部６３による水素ガスの供給が停止される。上記冷却固化後、電子部品５２の各電極５２ａと回路基板２０の各電極２０ａとが電極間接合部材５１を介在して接合され、電子部品５２が回路基板２０に実装される。なお、上記夫々の動作の開始及び停止（例えば、ヒータ６５の加熱開始、停止、マイクロ波供給部６２のマイクロ波の供給停止等の夫々の動作）は、時間制御により行われ、例えば、水素プラズマリフロー装置６０に備えられた制御部等に予め上記夫々の動作の開始及び停止のタイミングデータ等を入力することにより、上記制御部により上記タイミングデータ等に基づいて、水素プラズマリフロー装置６０の各構成部の動作が制御される。
【０１１１】
上記第１実施形態によれば、電極間接合部材５１を形成している導電性粒子１６の半田粒子がその小径化に伴い酸化されやすくなるという弊害を有するような場合であっても、水素プラズマにより生成された高い還元力を有する水素ラジカル６６により、導電性粒子１６の半田粒子の表面に形成されている酸化膜を還元して半田粒子の表面から除去しながら、ヒータ６５により、上記半田粒子を加熱して溶融させることができるとともに、水素ラジカル６６の還元雰囲気において上記加熱溶融並びに上記冷却固化を行うことができるため、上記半田粒子の加熱溶融中に再酸化による酸化膜の形成を高い還元力でもって抑制することができるため、溶融された半田の濡れ性を良好とさせることができ、導電性粒子により形成された接合部材の加熱溶融を行うことができる。
【０１１２】
（還元雰囲気内における加熱溶融方法）
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の態様で実施できる。例えば、本発明の第２実施形態にかかる部品接合方法に用いられる接合部材の加熱溶融方法は、還元雰囲気内において接合部材の加熱溶融を行う方法である。還元雰囲気の一例として水素ガス雰囲気内において接合部材の加熱溶融を行う加熱溶融装置の一例である水素ガスリフロー装置７０の模式的な構成を示す模式説明図を図８に示す。
【０１１３】
図８に示すように、水素ガスリフロー装置７０は、電子部品５２が仮接合された状態の回路基板２０を解除可能に固定し、かつ上記固定された回路基板２０の下面よりの加熱を行うヒータ７５を内蔵するステージ７８、ステージ７８を水素ガス雰囲気で充満されたその内部に備えるリフロー室７４、リフロー室７４への水素ガスの供給を行う水素ガス供給部７３、及びリフロー室７４内の雰囲気の排気を行う排気口７７とを備えている。
【０１１４】
このような水素ガスリフロー装置７０において、電子部品５２と回路基板２０とを仮接合した状態にある電極間接合部材５１の加熱溶融を行うような場合の手順について以下に説明する。
【０１１５】
図８において、まず、電子部品５２の各電極５２ａが電極間接合部材５１を介在させて仮接合された回路基板２０をリフロー室７４内のステージ７８に固定する。その後、水素ガス供給部７３よりリフロー室７４内への水素ガスの供給を行うとともに、排気口７７よりリフロー室７４の空気の排気を行い、リフロー室７４内を水素ガス雰囲気とさせる。その後、リフロー室７４において、ステージ７８のヒータ７５により回路基板２０を介して電極間接合部材５１の加熱を開始する。ヒータ７５の加熱により、電極間接合部材５１を形成している導電性粒子１６の半田粒子を被覆している樹脂成分が昇華される。その後、半田粒子の表面が露出された状態となり、半田粒子の表面に形成されている酸化膜が水素ガスの還元雰囲気により上記酸化膜を還元して半田粒子の表面から除去しながら、ヒータ７５の加熱により半田粒子が溶融される。半田粒子が完全に溶融されて互いに溶け合った状態とされた後に、ヒータ７５が停止されて、電極間接合部材５１が冷却固化される。また、水素ガス供給部７３よりの水素ガスの供給が停止され、排気口７７の排気によりリフロー室７４内の水素ガスが排気される。上記冷却固化後、電子部品５２の各電極５２ａと回路基板２０の各電極２０ａとが電極間接合部材５１を介在して接合され、電子部品５２が回路基板２０に実装される。なお、上記夫々の動作の開始及び停止の制御は、上記第１実施形態と同様に時間制御により行われる。
【０１１６】
上記第２実施形態によれば、電極間接合部材５１を形成している導電性粒子１６の半田粒子がその小径化に伴い酸化されやすくなるという弊害を有するような場合であっても、上記第１実施形態のように水素プラズマを用いることなく、水素ガスの還元雰囲気中において電極間接合部材５１の加熱溶融を行うことにより、導電性粒子１６の半田粒子の表面に形成されている酸化膜を還元して除去しながら、ヒータ７５により、上記半田粒子を加熱して溶融させることができるとともに、上記加熱溶融中並びに上記冷却固化中に上記半田粒子への再酸化による酸化膜の形成を抑制することができるため、溶融された半田の濡れ性を良好とさせることができ、導電性粒子により形成された電極間接合部材の加熱溶融を行うことができる。
【０１１７】
（窒素ガス雰囲気内における光ビームによる加熱溶融方法）
次に、本発明の第３実施形態にかかる部品接合方法に用いられる接合部材の加熱溶融方法は、光ビームの照射により半田粒子に形成されている酸化膜の除去を行うとともに窒素雰囲気内において接合部材の加熱溶融を行う方法である。このような窒素ガス雰囲気内において接合部材の加熱溶融を行う加熱溶融装置の一例である窒素ガス光ビームリフロー装置８０の模式的な構成を示す模式説明図を図９に示す。
【０１１８】
図８に示すように、窒素ガス光ビームリフロー装置８０は、電子部品５２が仮接合された状態の回路基板２０を解除可能に固定するステージ８８、ステージ８８を窒素ガス雰囲気で充満されたその内部に備えるリフロー室８４、リフロー室８４への窒素ガスの供給を行う窒素ガス供給部８３、及びリフロー室８４内の雰囲気の排気を行う排気口８７とを備えている。さらに、窒素ガス光ビームリフロー装置８０は、光発生源より発生された光をレンズで集光し、上記集光された光を電極間接合部材５１に局部的に照射することにより、照射された電極間接合部材５１の加熱溶融を行う光ビーム照射装置８２を備えている。なお、光ビーム照射装置８２は、ステージ８８に固定された回路基板２０の上面に光を照射可能に走査することができるように構成されている。
【０１１９】
このような窒素ガス光ビームリフロー装置８０において、電子部品５２と回路基板２０とを仮接合した状態にある電極間接合部材５１の加熱溶融を行うような場合の手順について以下に説明する。
【０１２０】
図９において、まず、電子部品５２の各電極５２ａが電極間接合部材５１を介在させて仮接合された回路基板２０をリフロー室８４内のステージ８８に固定する。その後、窒素ガス供給部８３よりリフロー室８４内への窒素ガスの供給を行うとともに、排気口８７よりリフロー室８４の空気の排気を行い、リフロー室８４内を窒素ガス雰囲気とさせる。その後、リフロー室８４において、光ビーム照射装置８２を移動させて、回路基板２０における電極間接合部材５１に光ビームを照射可能なように、光ビーム照射装置８２と電極間接合部材５１との位置合わせを行う。この位置合わせの後、光ビーム照射装置８２による電極間接合部材５１への光ビームの照射を開始する。これにより、電極間接合部材５１を形成している導電性粒子１６の半田粒子を被覆している樹脂成分が昇華され、その後、半田粒子の表面が露出された状態となり、半田粒子の表面に形成されている酸化膜が光ビームにより破壊されて上記酸化膜が除去されながら、光ビームの照射により半田粒子が加熱されて溶融される。このとき、電極間接合部材５１は窒素ガス雰囲気中であるため溶融された半田が再酸化されることはない。半田粒子が完全に溶融されて互いに溶け合った状態とされた後に、光ビームの照射が停止されて、電極間接合部材５１が冷却固化される。電極間接合部材５１の数量、位置により必要に応じて光ビーム照射装置８２を移動させて、その他の電極間接合部材５１の加熱溶融も同様に行う。加熱溶融された全ての電極間接合部材５１が固化された後に、窒素ガス供給部８３よりの窒素ガスの供給が停止され、排気口８７の排気によりリフロー室８４内の窒素ガスが排気される。上記冷却固化後、電子部品５２の各電極５２ａと回路基板２０の各電極２０ａとが電極間接合部材５１を介在して接合され、電子部品５２が回路基板２０に実装される。なお、上記夫々の動作の開始及び停止の制御は、上記第１実施形態と同様に時間制御により行われる。
【０１２１】
上記第３実施形態によれば、電極間接合部材５１を形成している導電性粒子１６の半田粒子がその小径化に伴い酸化されやすくなるという弊害を有するような場合であっても、光ビームを電極間接合部材５１に照射することにより、導電性粒子１６の半田粒子の表面に形成されている酸化膜を除去しながら、窒素ガス雰囲気中において上記光ビームの照射による電極間接合部材５１の加熱溶融を行うことにより、溶融された半田の再酸化による酸化膜の形成を抑制することができ、溶融された半田の濡れ性を良好とさせることができ、導電性粒子により形成された電極間接合部材の加熱溶融を行うことができる。また、上記第１実施形態及び第２実施形態の場合のようにその取扱いに注意を要する水素ガスを用いるのではなく、取扱い性が容易な窒素ガスを用いるため、より容易に電極間接合部材の加熱溶融を行うことができる。
【０１２２】
（窒素ガス雰囲気内におけるヒータによる加熱溶融方法）
次に、本発明の第４実施形態にかかる部品接合方法に用いられる接合部材の加熱溶融方法は、接合部材を形成している導電性粒子の半田粒子の表面において、酸化膜の形成度合いが低い場合であって、上記第３実施形態における窒素雰囲気内での光ビームの照射に代えて、同じく窒素雰囲気内でのヒータによる接合部材の加熱溶融を行う方法である。このような窒素雰囲気内において接合部材の加熱溶融を行う加熱溶融装置の一例である窒素ガスリフロー装置９０の模式的な構成を示す模式説明図を図１０に示す。なお、本第４実施形態においては、上記第３実施形態における窒素ガス光ビームリフロー装置８０における光ビーム照射装置８２に代えて、ヒータ９５を用いていること以外は、窒素ガス光ビームリフロー装置８０と同じ構成であるため、以下に構成が異なる部分についてのみ説明を行う。
【０１２３】
図１０に示すように、窒素ガスリフロー装置９０においては、回路基板２０を解除可能に固定するステージ９８に、ステージ９８により固定された回路基板２０の加熱を行うヒータ９５が内蔵されている。
【０１２４】
このような窒素ガスリフロー装置９０において、電子部品５２と回路基板２０とを仮接合した状態にある電極間接合部材５１の加熱溶融を行うような場合の手順について以下に説明する。
【０１２５】
図１０において、まず、電子部品５２の各電極５２ａが電極間接合部材５１を介在させて仮接合された回路基板２０をリフロー室９４内のステージ９８に固定する。その後、窒素ガス供給部９３よりリフロー室９４内への窒素ガスの供給を行うとともに、排気口９７よりリフロー室９４の空気の排気を行い、リフロー室９４内を窒素ガス雰囲気とさせる。このとき、窒素ガス供給部９３より、例えば、窒素ガスを供給量２０リットル／ｍｉｎといった条件で供給し、リフロー室９４内の窒素ガス濃度（若しくは酸素濃度）を、例えば、２ｐｐｍといった条件とする。その後、リフロー室９４において、ステージ９８に内蔵されているヒータ９５により回路基板２０を介して電極間接合部材５１の加熱を開始する。ヒータ９５の加熱により、電極間接合部材５１を形成している導電性粒子１６の半田粒子を被覆している樹脂成分が昇華される。それとともに、半田粒子の表面が露出された状態となり、ヒータ９５の加熱により半田粒子が加熱されて溶融される。このとき、電極間接合部材５１は窒素ガス雰囲気中であるため溶融された半田が再酸化されることはない。半田粒子が完全に溶融されて互いに溶け合った状態とされた後に、ヒータ９５の加熱が停止されて、電極間接合部材５１が冷却固化される。その後、窒素ガス供給部９３よりの窒素ガスの供給が停止され、排気口９７の排気によりリフロー室９４内の窒素ガスが排気される。上記冷却固化後、電子部品５２の各電極５２ａと回路基板２０の各電極２０ａとが電極間接合部材５１を介在して接合され、電子部品５２が回路基板２０に実装される。なお、ステージ９８に内蔵されたヒータ９５に代えて、ヒータにより窒素ガスを加熱して熱風として電極間接合部材５１に吹き付けることにより電極間接合部材５１の加熱溶融を行う熱風加熱装置を窒素ガスリフロー装置９０が備えているような場合であってもよい。
【０１２６】
上記第４実施形態によれば、電極間接合部材５１を形成している導電性粒子１６の半田粒子がその小径化に伴い酸化されやすくなるという弊害を有するような場合であって、かつ電極間接合部材５１を形成している導電性粒子１６における半田粒子の表面に酸化膜の形成度合いが比較的低いような場合（すなわち、半田粒子の表面に既に形成されている酸化膜によってのみでは、電極間接合部材５１の加熱溶融の際に半田の濡れ性等の不良が発生しないような場合）であっても、窒素雰囲気中において上記ヒータ９５により電極間接合部材５１の加熱溶融並びに上記冷却固化を行うことにより、溶融された半田の再酸化による酸化膜の形成を抑制することができ、溶融された半田の濡れ性を良好とさせることができ、導電性粒子により形成された電極間接合部材の加熱溶融を行うことができる。また、このような場合にあっては、窒素ガスリフロー装置９０における加熱源の構成を光ビーム等を用いることなく、ステージ９８に内蔵されたヒータ９５のように簡単な構成とすることができ、リフロー装置のコストを低く抑えることができる。
【０１２７】
（窒素ガス雰囲気内における超音波振動による加熱溶融方法）
次に、本発明の第５実施形態にかかる部品接合方法に用いられる接合部材の加熱溶融方法は、上記第３実施形態における窒素雰囲気内での光ビームの照射に代えて、窒素雰囲気内において超音波振動により半田粒子に形成されている酸化膜を破壊して酸化膜の除去を行うとともに接合部材の加熱溶融を行う方法である。窒素雰囲気の一例として窒素ガス雰囲気内において超音波振動付与による接合部材の加熱溶融を行う加熱溶融装置の一例である窒素ガス超音波接合装置１００の模式的な構成を示す模式説明図を図１１に示す。なお、本第５実施形態においては、上記第３実施形態における窒素ガス光ビームリフロー装置８０における光ビーム照射装置８２に代えて、電極間接合部材５１に超音波振動を付与する超音波ヘッド１０２を用いていること以外は、窒素ガス光ビームリフロー装置８０と同じ構成であるため、以下に構成が異なる部分についてのみ説明を行う。
【０１２８】
図１１に示すように、窒素ガス超音波接合装置１００の接合室１０４内においては、ステージ１０８に解除可能に固定された回路基板２０に仮接合された状態の電子部品５２の背面（すなわち、図１１における電子部品５２の上面）を吸着保持して、超音波振動を電子部品５２を介して電極間接合部材５１に付与する超音波ヘッド１０２が備えられている。また、超音波ヘッド１０２はステージ１０８に固定された回路基板２０の上方を移動可能となっており、複数の電子部品５２が回路基板２０上に仮接合されているような場合にあっては、超音波ヘッド１０２の上記移動により、個々の電子部品５２に対し超音波振動を個別に付与することができる。
【０１２９】
このような窒素ガス超音波接合装置１００において、電子部品５２と回路基板２０とを仮接合した状態にある電極間接合部材５１の加熱溶融を行うような場合の手順について以下に説明する。
【０１３０】
図１１において、まず、電子部品５２の各電極５２ａが電極間接合部材５１を介在させて仮接合された回路基板２０をリフロー室１０４内のステージ１０８に固定する。その後、窒素ガス供給部１０３より接合室１０４内への窒素ガスの供給を行うとともに、排気口１０７より接合室１０４の空気の排気を行い、接合室１０４内を窒素ガス雰囲気とさせる。その後、接合室１０４においては、超音波ヘッド１０２の先端部と回路基板２０上の電子部品５２との位置合わせを行い、この位置合わせの後、超音波ヘッド１０２を下降させて、超音波ヘッド１０２の先端部を電子部品５２の背面に当接させるとともに、電子部品５２の背面を吸着保持する。その後、超音波ヘッド１０２による電子部品５２への超音波振動の付与を開始し、電子部品５２を介して電極間接合部材５１に超音波振動を付与する。超音波振動により、電極間接合部材５１を形成している導電性粒子１６の半田粒子を被覆している樹脂成分が破壊されるとともに、半田粒子の表面に形成されている酸化膜が破壊される。さらに、超音波振動を電極間接合部材５１に付与することにより、半田粒子が加熱されて溶融される。このとき、電極間接合部材５１は窒素ガス雰囲気中であるため溶融された半田が再酸化されることはない。半田粒子が完全に溶融されて互いに溶け合った状態とされた後に、超音波ヘッド１０２による超音波振動の付与が停止されて、電極間接合部材５１が冷却固化される。それとともに、超音波ヘッド１０２による電子部品５２への吸着保持が解除されて、超音波ヘッド１０２が上昇される。その後、窒素ガス供給部１０３よりの窒素ガスの供給が停止され、排気口１０７の排気により接合室１０４内の窒素ガスが排気される。上記冷却固化後、電子部品５２の各電極５２ａと回路基板２０の各電極２０ａとが電極間接合部材５１を介在して接合され、電子部品５２が回路基板２０に実装される。
【０１３１】
なお、窒素ガス超音波接合装置１００内において、電子部品５２が仮接合された状態の回路基板２０が供給されるような場合に代えて、電極間接合部材５１が回路基板２０の電極２０ａ上に形成された状態の回路基板２０と電子部品５２が別々に供給されるような場合であってもよい。このような場合にあっては、窒素ガス超音波接合装置１００内において、超音波ヘッド１０２により電子部品５２が吸着保持されて、回路基板２０の電極間接合部材５１と電子部品５２の電極５２ａとが位置合わせされた後、超音波ヘッド１０２が下降されて電子部品５２の電極５２ａと回路基板２０の電極間接合部材５１との当接及び押圧が行われ、その後、上記同様に超音波ヘッド１０２による電極間接合部材５１への超音波振動の付与を行い、電子部品５２と回路基板２０との電極間接合部材５１を介在させた接合を行うことができる。
【０１３２】
上記第５実施形態によれば、電極間接合部材５１を形成している導電性粒子１６の半田粒子がその小径化に伴い酸化されやすくなるという弊害を有するような場合であっても、超音波ヘッド１０２により電子部品５２の背面を吸着保持しながら電子部品５２を介して電極間接合部材５１に超音波振動を付与することにより、導電性粒子１６の半田粒子の表面に形成されている酸化膜を破壊しながら、窒素雰囲気中において上記超音波振動付与による電極間接合部材５１の加熱溶融並びに冷却固化を行うことにより、溶融された半田への再酸化による酸化膜の形成を抑制することができ、溶融された半田の濡れ性を良好とさせることができ、導電性粒子により形成された電極間接合部材の加熱溶融を行うことができる。
【０１３３】
＜電極間接合部材の加熱溶融方法の実施例＞
次に、本発明の上記夫々の実施形態にかかる部品接合方法に用いられる接合部材の加熱溶融方法をさらに具体化した実施例について説明する。
【０１３４】
（実施例１）
（１）導電性粒子の作製
半田粒子ＯＨ６３ＤＳ１０（商品名）（三井金属鉱業社製、平均粒径１３μｍ）をポリエチレン樹脂での重合法ならびにロジン樹脂（荒川化学工業（株）製、ＫＥ−６０４）での表面改質法により導電性粒子のサンプル１〜３を作製した。
【０１３５】
（２）電極間接合部材の形成
上記導電性粒子のサンプル１〜３を用いて、φ１．０ｍｍ、ピッチ１．０ｍｍの格子状のパターンの電極間接合部材を回路基板として銅張ポリイミドフィルム（エッチャーフレックス　三井化学（株）製）に、印刷装置を用いて、電極間接合部材の形成を行った。
【０１３６】
（３）加熱溶融装置
加熱溶融装置として水素ガスリフロー装置を使用して、上記電極間接合部材の加熱溶融を行った。なお、リフロー室内を約２０Ｐａまで減圧して真空化を行った後、上記リフロー室内に水素ガスを４リットル／ｍｉｎにて導入した。
【０１３７】
（４）電極間接合部材の加熱溶融実験
上記水素ガスリフロー装置を用いて３つのパターンの加熱温度プロファイルに従って、サンプル１から３までの上記電極間接合部材の加熱溶融実験を行った。図１２に加熱温度プロファイルのグラフを、表１に夫々のサンプルにおける加熱温度プロファイルの加熱温度Ｔ及び加熱時間ｔ１の条件を示す。なお、図１２に示すように、加熱温度Ｔは電極間接合部材の加熱溶融時における加熱保持温度であり、加熱開始から加熱温度Ｔまでの昇温を３分間で行い、その後、加熱温度Ｔを加熱時間ｔ１分間保持して、電極間接合部材の加熱溶融を行い、その後加熱を停止して溶融された電極間接合部材を冷却固化させる。固化後の電極間接合部材の状態を目視確認することにより、溶融結果の判定を行った。なお、上記溶融結果の判定において、回路基板である銅張ポリイミドフィルム上に形成された電極間接合部材が、リフロー等により溶融されて上記銅張ポリイミドフィルム上に濡れながら広がるようになった場合には、溶融結果が良好であるものとした。
【０１３８】
表１に示すように、全てのサンプルにおいて電極間接合部材を良好に加熱溶融することができた。
【０１３９】
【表１】
2004022963.tif 000003
【０１４０】
（実施例２）
（１）導電性粒子の作製
半田粒子ＯＨ６３ＤＳ１０（商品名）（三井金属鉱業社製、平均粒径１３μｍ）をポリエチレン樹脂での重合法ならびにロジン樹脂（荒川化学工業（株）製、ＫＥ−６０４）での表面改質法により導電性粒子のサンプル４〜６を作製した。
【０１４１】
（２）電極間接合部材の形成
上記導電性粒子のサンプル４〜６を用いて、φ１．０ｍｍ、ピッチ１．０ｍｍの格子状のパターンの電極間接合部材を銅張ポリイミドフィルム（エッチャーフレックス　三井化学（株）製）に、印刷装置を用いて、電極間接合部材の形成を行った。
【０１４２】
（３）加熱溶融装置
加熱溶融装置として水素プラズマリフロー装置を使用して、上記電極間接合部材の加熱溶融を行った。
【０１４３】
（４）電極間接合部材の加熱溶融実験
上記水素ガスプラズマリフロー装置を用いて３つのパターンの加熱温度プロファイルに従って、サンプル４から６までの上記電極間接合部材の加熱溶融実験を行った。図１３に加熱温度プロファイルのグラフを、表２に夫々のサンプルにおける加熱温度プロファイルの加熱温度Ｔ、加熱時間ｔ１、水素ガスの供給圧力及び供給量の条件、及びマイクロ波の付与条件を示す。なお、図１３に示すように、加熱温度Ｔは電極間接合部材の加熱溶融時における加熱保持温度であり、加熱開始から加熱温度Ｔまでの昇温を３分間で行い、その後、加熱温度Ｔを加熱時間ｔ１分間保持して、電極間接合部材の加熱溶融を行い、その後、加熱を停止して溶融された電極間接合部材を冷却固化させる。固化後の電極間接合部材の状態を目視確認することにより、溶融結果の判定を行った。なお、電極間接合部材の加熱開始から加熱時間ｔ１が経過するまでの間は、水素ガスプラズマリフロー装置内において水素プラズマが発生され水素ラジカルが生成されている状態である。
【０１４４】
表２に示すように、全てのサンプルにおいて電極間接合部材を良好に加熱溶融することができた。
【０１４５】
【表２】
2004022963.tif 000004
【０１４６】
（実施例３）
（１）導電性粒子の作製
半田粒子ＯＨ６３ＤＳ１０（商品名）（三井金属鉱業社製、平均粒径１３μｍ）をポリエチレン樹脂での重合法ならびにロジン樹脂（荒川化学工業（株）製、ＫＥ−６０４）での表面改質法により導電性粒子のサンプル７を作製した。
【０１４７】
（２）電極間接合部材の形成
上記導電性粒子のサンプル７を用いて、φ１．０ｍｍ、ピッチ１．０ｍｍの格子状のパターンの電極間接合部材を回路基板として銅張ポリイミドフィルム（エッチャーフレックス　三井化学（株）製）に、印刷装置を用いて、電極間接合部材の形成を行った。
【０１４８】
（３）加熱溶融装置
加熱溶融装置として窒素ガス光ビームリフロー装置を使用して、窒素ガス雰囲気内にて上記電極間接合部材の加熱溶融を行った。
【０１４９】
熱源：ソフトビーム
ファイバー：φ５．０ｍｍ
集光レンズ：高出力レンズ（延長筒なし）
ファイバー突っ込み量Ｌ＝０ｍｍ
デフォーカス：アウター１０ｍｍ
光ビームの出力：２０ｗ
【０１５０】
（４）電極間接合部材の加熱溶融実験
上記窒素ガス光ビームリフロー装置を用いてサンプル７として、上記電極間接合部材の加熱溶融実験を行った。加熱溶融及び冷却固化後の電極間接合部材の状態を目視確認することにより、溶融結果の判定を行った。
【０１５１】
表３に示すように、サンプル７において電極間接合部材を良好に加熱溶融することができた。
【０１５２】
【表３】
2004022963.tif 000005
【０１５３】
（実施例４）
（１）導電性粒子の作製
半田粒子ＯＨ６３ＤＳ１０（商品名）（三井金属鉱業社製、平均粒径１３μｍ）をポリエチレン樹脂での重合法ならびにロジン樹脂（荒川化学工業（株）製、ＫＥ−６０４）での表面改質法により導電性粒子のサンプル８及び９を作製した。
【０１５４】
（２）電極間接合部材の形成
上記導電性粒子のサンプル８及び９を用いて、φ１．０ｍｍ、ピッチ１．０ｍｍの格子状のパターンの電極間接合部材を回路基板として銅張ポリイミドフィルム（エッチャーフレックス　三井化学（株）製）に、印刷装置を用いて電極間接合部材の形成を行った。
【０１５５】
（３）加熱溶融装置
加熱溶融装置として窒素ガスリフロー装置を使用して、上記電極間接合部材の加熱溶融を行った。
【０１５６】
（４）電極間接合部材の加熱溶融実験
上記窒素ガスリフロー装置を用いて２つのパターンの加熱温度プロファイルに従って、サンプル８及び９における上記電極間接合部材の加熱溶融実験を行った。表４に夫々のサンプルにおける加熱温度プロファイルの加熱温度（Ｎ２温度）、加熱時間、予備加熱温度、及びＮ２供給量の条件を示す。加熱溶融及び固化後の電極間接合部材の状態を目視確認することにより、溶融結果の判定を行った。
【０１５７】
表４に示すように、全てのサンプルにおいて電極間接合部材を良好に加熱溶融することができた。
【０１５８】
【表４】
2004022963.tif 000006
【０１５９】
（実施例５）
（１）導電性粒子の作製
半田粒子ＯＨ６３ＤＳ１０（商品名）（三井金属鉱業社製、平均粒径１３μｍ）をポリエチレン樹脂での重合法ならびにロジン樹脂（荒川化学工業（株）製、ＫＥ−６０４）での表面改質法により導電性粒子のサンプル１０〜１２を作製した。
【０１６０】
（２）電極間接合部材の形成
上記導電性粒子のサンプル１０〜１２を用いて、φ１．０ｍｍ、ピッチ１．０ｍｍの格子状のパターンの電極間接合部材を回路基板として銅張ポリイミドフィルム（エッチャーフレックス　三井化学（株）製）に、印刷装置を用いて電極間接合部材の形成を行った。
【０１６１】
（３）加熱溶融装置
加熱溶融装置として超音波振動接合装置を用いて、上記電極間接合部材の加熱溶融を行った。
【０１６２】
（４）電極間接合部材の加熱溶融実験
上記超音波振動接合装置を用いて、３つの条件パターンに従って、サンプル１０から１２まで上記電極間接合部材の加熱溶融実験を行った。表５に、夫々のサンプルにおける超音波振動の周波数、出力、及び加熱温度の条件を示す。加熱溶融及び固化後の電極間接合部材の状態を目視確認することにより、溶融結果の判定を行った。
【０１６３】
表５に示すように、全てのサンプルにおいて電極間接合部材を良好に加熱溶融することができた。
【０１６４】
【表５】
2004022963.tif 000007
【０１６５】
なお、上記様々な実施形態のうちの任意の実施形態を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。
【０１６６】
【発明の効果】
本発明の上記第１態様によれば、部品の電極と基体の電極との間に配置され、かつ、金属粒子を含む接合部材を加熱して溶融させる際に、上記接合部材を形成している上記金属粒子の表面等において既に形成されている酸化膜を除去させる、若しくは上記金属粒子の加熱の際に促進される再酸化による上記金属粒子の表面等に形成される酸化膜の形成を抑制させながら、上記接合部材を加熱して溶融させることにより、溶融された上記金属粒子の表面張力を低下させて、上記溶融された金属粒子と上記基体の電極との濡れ性を良好な状態とさせることができる。よって、上記金属粒子の小径化、すなわち、単位量当りの上記金属粒子の表面積が大きくなることにより上記金属粒子の表面が酸化されやすくなるという弊害を上記金属粒子が有し、上記接合部材の加熱時に互いの金属粒子同士の混ざり合った溶融（すなわち良好な溶融）を妨げるような酸化膜が金属粒子の表面に上記加熱前に既に形成されているような場合であっても、上記酸化膜を除去しながらかつ再酸化による酸化膜の形成を抑制しながら、上記接合部材の上記加熱溶融を上記良好な状態でもって容易に行うことができ、溶融後の上記接合部材の品質を良好、すなわち、接合部材を介しての部品と基体との接合の品質を良好とさせることができる部品接合方法を提供することが可能となる。
【０１６７】
本発明の上記第２態様又は上記第３態様によれば、水素雰囲気の還元条件において又は水素プラズマ中において、上記接合部材の加熱溶融を行うことにより、上記接合部材を形成している上記金属粒子の表面等に既に形成されている酸化膜の除去若しくは破壊を行うことができるとともに、上記加熱溶融中において上記再酸化による酸化膜の形成を抑制することができる。
【０１６８】
本発明の上記第４態様から上記第６態様によれば、窒素雰囲気の非酸化条件において、上記接合部材の加熱溶融を行うことにより、上記加熱溶融中において、上記接合部材を形成している上記金属粒子の表面等への上記再酸化による酸化膜の形成を抑制することができるとともに、さらに、上記接合部材に光ビームを照射すること若しくは超音波振動を付与することにより、上記金属粒子の表面等に既に形成されてる酸化膜を破壊して除去することができる。また、その取扱いに相当の注意を要する水素ガス等を用いるのではなく、取扱い性が容易な窒素ガスを用いることにより、良好な取扱い性でもって上記加熱溶融を行うことができる。
【０１６９】
本発明の上記第７態様又は上記第８態様によれば、上記接合部材が、樹脂成分で被覆された上記金属粒子である導電性粒子により形成されているような場合であっても、さらに、上記樹脂成分に荷電制御剤が分散されているような場合であっても、上記夫々の態様による効果を得ることができる部品接合方法を提供することができる。
【０１７０】
本発明の上記第９態様によれば、上記夫々の態様による効果に加えて、上記樹脂成分が、熱可塑性を有することにより、上記接合部材の加熱溶融及び冷却固化を容易に行うことができ、絶縁性を有することにより、上記接合部材の加熱溶融の前においては上記部品の電極と上記基体の電極との間に介在するように配置された場合であっても、上記夫々の電極間の電気的な絶縁性を保持することができ、さらに、酸化抑制機能を有することにより、上記金属粒子の表面への酸化膜の形成を抑制することができる。
【０１７１】
本発明の上記第１０態様によれば、上記夫々の態様による効果に加えて、上記樹脂成分は、様々な樹脂よりなる群から夫々の用途や目的に応じて最適な樹脂を選択して形成された導電性粒子を用いることができ、より様々な部品の接合にも対応することができる部品接合方法を提供することができる。
【０１７２】
本発明の上記第１１態様によれば、上記金属粒子は、２５０℃以下の融点を有していることにより、部品の接合においてより多様されている部品接合にも上記接合部材を用いた部品接合方法を適用することができる。
【０１７３】
本発明の上記第１２態様によれば、上記基体の電極上に上記接合部材を形成する場合に、従来のスクリーン印刷方法では形成することが困難であるような微細な形成ピッチ及び形成幅を有する上記接合部材を、上記導電性粒子を帯電させて、上記導電性粒子を上記基体との間に電位差を与え、上記導電性粒子を上記電極に付着させることにより、形成することができる。また、このように形成された上記接合部材を介在させて部品を上記基体の上記電極に仮接合させた後、上記夫々の態様による接合部材の加熱溶融方法を施すことにより、上記部品を上記基体に上記接合部材を介在させて接合することができ、上記部品の上記基体への実装を高集積化して行うことができる部品実装方法を提供することが可能となる。
【０１７４】
本発明の上記第１３態様によれば、部品実装装置が、帯電装置と電位差付与装置とを有する接合部材形成装置と、部品仮接合装置と、加熱溶融装置とを備えていることにより、上記接合部材形成装置において、上記帯電装置により上記導電性粒子を帯電させて、上記電位差付与装置により上記導電性粒子と上記基体との間に電位差を与えて上記導電性粒子を上記電極に付着させて、従来のスクリーン印刷方法では形成することが困難であるような微細な形成ピッチ及び形成幅を有する上記接合部材を形成することができ、さらに、上記部品仮接合装置において、上記形成された上記接合部材を介在させて部品を上記基体の上記電極に仮接合させて、その後、上記加熱溶融装置において、上記接合部材を形成している金属粒子への酸化膜形成を抑制しながら上記接合部材を加熱溶融させて、上記部品を上記基体に上記接合部材を介在させて接合して、上記部品の上記基体への実装を高集積化して行うことができる部品実装装置を提供することが可能となる。
【０１７５】
また、上記接合部材の加熱溶融の際に、上記接合部材を形成している上記金属粒子への酸化膜形成を抑制、すなわち、上記金属粒子の表面等において既に形成されている酸化膜を除去させる、若しくは上記金属粒子の加熱の際に促進される再酸化による上記金属粒子の表面等に形成される酸化膜の形成を抑制させながら、上記接合部材を加熱して溶融させることができることにより、溶融された上記金属粒子の表面張力を低下させて、上記溶融された金属粒子と上記基体の電極との濡れ性を良好な状態とさせることができる。よって、上記金属粒子の小径化、すなわち、単位量当りの上記金属粒子の表面積が大きくなることにより上記金属粒子の表面が酸化されやすくなるという弊害を上記金属粒子が有し、上記接合部材の加熱時に互いの金属粒子同士の混ざり合った溶融（すなわち良好な溶融）を妨げるような酸化膜が金属粒子の表面に上記加熱前に既に形成されているような場合であっても、上記酸化膜を除去しながらかつ再酸化による酸化膜の形成を抑制しながら、上記接合部材の上記加熱溶融を上記良好な状態でもって容易に行うことができ、溶融後の上記接合部材の品質を良好、すなわち、接合部材を介しての部品と基体との接合の品質を良好とさせることができる部品実装装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかる部品接合方法において、接合部材を基体上に形成する印刷装置における接合部材の形成工程を示すフロー図である。
【図２】上記実施形態における印刷装置の構成を示す概略図である。
【図３】従来の接合部材の形成方法により形成された接合部材の模式断面図である。
【図４】図１の印刷装置により形成された接合部材の模式断面図である。
【図５】図１の印刷装置により形成された別の接合部材の模式断面図である。
【図６】本発明の一実施形態にかかる部品接合方法において、接合部材が形成された回路基板に電子部品を接合する方法の模式説明図であり、（Ａ）は接合部材を介在させて電子部品を回路基板に仮接合している状態の模式説明図、（Ｂ）は接合部材が加熱溶融されている状態の模式説明図、（Ｃ）は接合部材を介在させて電子部品が回路基板に接合された状態の模式説明図である。
【図７】本発明の第１実施形態にかかる部品接合方法における接合部材の加熱溶融方法を行う水素プラズマリフロー装置の構成を示す模式説明図である。
【図８】本発明の第２実施形態にかかる部品接合方法における接合部材の加熱溶融方法を行う水素ガスリフロー装置の構成を示す模式説明図である。
【図９】本発明の第３実施形態にかかる部品接合方法における接合部材の加熱溶融方法を行う窒素ガス光ビームリフロー装置の構成を示す模式説明図である。
【図１０】本発明の第４実施形態にかかる部品接合方法における接合部材の加熱溶融方法を行う窒素ガスリフロー装置の構成を示す模式説明図である。
【図１１】本発明の第５実施形態にかかる部品接合方法における接合部材の加熱溶融方法を行う窒素ガス超音波接合装置の構成を示す模式説明図である。
【図１２】本発明の部品接合方法の実施例１における加熱温度プロファイルを示すグラフである。
【図１３】本発明の部品接合方法の実施例２における加熱温度プロファイルを示すグラフである。
【図１４】図１の印刷装置における光導電体を初期化する工程の説明図である。
【図１５】図１の印刷装置における光導電体を帯電させる工程の説明図である。
【図１６】図１の印刷装置における潜像パターンを形成する工程の説明図である。
【図１７】図１の印刷装置における導電性粒子を付着させる工程の説明図である。
【図１８】図１の印刷装置における導電性粒子を転写する工程の説明図である。
【図１９】本発明の部品接合方法において用いられる接合部材を形成する導電性粒子の模式断面図である。
【図２０】本発明の部品接合方法において用いられる接合部材を形成する別の導電性粒子の模式断面図である。
【符号の説明】
１６…導電性粒子、１６ａ及び１６ｂ…導電性粒子、２０…回路基板、２０ａ…電極、５１…接合部材、５２…電子部品、５２ａ…電極、５３…ヘッド部、６０…水素プラズマリフロー装置、６１…プラズマ発生室、６２…マイクロ波供給部、６３…水素ガス供給部、６４…リフロー室、６５…ヒータ、６６…水素ラジカル、６７…排気口、６８…ステージ、７０…水素ガスリフロー装置、７３…水素ガス供給部、７４…リフロー室、７５…ヒータ、７７…排気口、７８…ステージ、８０…窒素ガス光ビームリフロー装置、８２…光ビーム照射装置、８３…窒素ガス供給部、８４…リフロー室、８７…排気口、８８…ステージ、９０…窒素ガスリフロー装置、９３…窒素ガス供給部、９４…リフロー室、９５…ヒータ、９７…排気口、９８…ステージ、１００…窒素ガス超音波接合装置、１０２…超音波ヘッド、１０３…窒素ガス供給部、１０４…リフロー室、１０７…排気口、１０８…ステージ、２５１…接合部材、３０１…回転ドラム本体、３０２…導電性膜、３０３…光導電体、３０４…初期化装置、３０５…帯電器、３０６…光照射装置、３０８…導電性粒子供給装置、３１０…転写装置、３１１…矢印、３１２…矢印、３１３…矢印、３１４…光照射領域、３１５…非光照射領域、３１６…制御装置、３２０…印刷装置、４０１…低融点金属粒子、４０２…荷電制御剤、４０３…樹脂成分、５０１…低融点金属粒子、５０３…絶縁性樹脂層。
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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