(57)【要約】 【課題】  耐熱性などの異なる部品が混在された被加工物を、光源からの光を集光することによって高速局所加熱を可能にし、基板や部品への熱ダメージのないはんだ接合などの加工装置及び加工方法と、これを用いた生産設備を提供する。【解決手段】被加工物を接合する際に光エネルギーを照射する光源と、前記光源から光エネルギーを接合位置に導く光学手段と、前記被加工物を載置するテーブルとを備え、被加工物を加熱する加熱手段を前記テーブルに設け、接合位置に照射される光エネルギーを通過させる通過部と、接合位置以外の部分に照射される光エネルギーを遮断する遮断部を設けたマスクを配置した加工方法と、これを用いた生産設備ではんだ接合などを行う。【選択図】図１ 
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物を接合する際に光エネルギーを照射する光源と、前記光源から光エネルギーを接合位置に導く光学手段と、前記被加工物を載置するテーブルと、前記テーブルを移動させる駆動手段を備え、被加工物を加熱する加熱手段を前記テーブルに設け、接合位置に照射される光エネルギーを通過させる通過部と、接合位置以外の部分に照射される光エネルギーを遮断する遮断部を設けたマスクを、光源と接合位置の間に配置した加工装置。
【請求項２】
マスクと接合位置の間に、マイクロレンズを配列させたものを配置した請求項１記載の加工装置。
【請求項３】
光学手段として、集光レンズと、前記集光レンズよりも接合位置に近い部位に配置したガルバノミラーを用いる請求項１記載の加工装置。
【請求項４】
マスク形状を球面形状とした請求項３記載の加工装置。
【請求項５】
光学手段として、コリメータレンズと、前記コリメータレンズよりも接合位置に近い部位にガルバノミラーを配置し、前記ガルバノミラーと接合位置の間にｆθレンズを配置させた請求項１記載の加工装置。
【請求項６】
集光レンズまたはコリメータレンズとガルバノミラーの間にアパーチャを設けた請求項３から５いずれかに記載の加工装置。
【請求項７】
マスク上の任意の位置を光エネルギー通過部と遮断部に制御可能とした請求項１から６いずれかに記載の加工装置。
【請求項８】
光源と接合位置の間にマスクを複数枚配置した請求項１から７いずれかに記載の加工装置。
【請求項９】
光源と接合位置の間にマスクを複数枚配置し、少なくとも一枚のマスク上の任意の位置を光エネルギー通過部と遮断部に制御可能とした請求項８記載の加工装置。
【請求項１０】
光エネルギー遮断部を反射型とし、反射光処理部を設けた請求項１から９いずれかに記載の加工装置。
【請求項１１】
光エネルギー遮断部を偏向型とし、偏向光処理部を設けた請求項１から１０いずれかに記載の加工装置。
【請求項１２】
被加工物を所定位置に移動するステップと、移動した被加工物に熱を加えるステップと、接合位置に照射される光エネルギーを通過させる通過部と、接合位置以外の部分に照射される光エネルギーを遮断する遮断部を設けたマスクを被加工物毎に配置するステップとを有し、被加工物に熱を加えた後で、被加工物の接合位置近傍のみに光エネルギーを照射して被加工物を接合する加工方法。
【請求項１３】
マスクと接合位置の間に、マイクロレンズを配列させたものを配置して接合を行う請求項１２記載の加工方法。
【請求項１４】
被加工物を所定位置に移動するステップと、移動した被加工物に熱を加えるステップと、接合位置に照射される光エネルギーを通過させる通過部と、接合位置以外の部分に照射される光エネルギーを遮断する遮断部を設けたマスクを被加工物毎に設置するステップと、ガルバノミラーを所定位置に移動するステップとを有し、被加工物に熱を加え、ガルバノミラーを所定位置に移動した後で、被加工物の任意の接合位置近傍のみに光エネルギーを照射して被加工物を接合する加工方法。
【請求項１５】
マスク形状を球面形状として接合を行う請求項１４記載の加工方法。
【請求項１６】
光学手段として、コリメータレンズと、前記コリメータレンズよりも接合位置に近い部位にガルバノミラーを配置し、前記ガルバノミラーと接合位置の間にｆθレンズを配置させて接合を行う請求項１２記載の加工方法。
【請求項１７】
集光レンズまたはコリメータレンズとガルバノミラーの間にアパーチャを設けて接合を行う請求項１４から１６いずれかに記載の加工方法。
【請求項１８】
マスク上の任意の位置を光エネルギー通過部と遮断部に制御可能として接合を行う請求項１２から１７いずれかに記載の加工方法。
【請求項１９】
光源と接合位置の間にマスクを複数枚配置して接合を行う請求項１２から１７いずれかに記載の加工方法。
【請求項２０】
光源と接合位置の間にマスクを複数枚配置し、少なくとも一枚のマスク上の任意の位置を光エネルギー通過部と遮断部に制御可能として接合を行う請求項１９記載の加工方法。
【請求項２１】
光エネルギー遮断部を反射型とし、反射光処理ステップを有して接合を行う請求項１２から２０いずれかに記載の加工方法。
【請求項２２】
光エネルギー遮断部を偏向型とし、偏向光処理ステップを有して接合を行う請求項１２から２０いずれかに記載の加工方法。
【請求項２３】
請求項１から１１いずれかに記載の加工装置を配置した生産設備。
【請求項２４】
被加工物に識別符号を付与し、加工の始めに前記識別符号を検出する識別検出手段と、識別符号に関連する加工条件を蓄積したデータベースと、前記識別検出手段からの信号に基づいて前記データベースから加工条件を抽出する演算処理装置を設け、前記演算処理装置からの信号に基づいて加工条件を設定する請求項１から１１のいずれかに記載の加工装置を配置した生産設備。
【請求項２５】
リフロー炉の後に請求項１から１１のいずれかに記載の加工装置を配置した請求項２３または２４記載の生産設備。
【請求項２６】
リフロー炉と請求項１から１１のいずれかに記載の加工装置の間に接合状態を検査する検査手段を設け、前記検査手段の検査結果を前記加工装置に入力し、接合予定部位のうち、少なくとも非接合部位を前記加工装置で接合する請求項２５記載の生産設備。
【請求項２７】
請求項１から１１のいずれかに記載の加工装置の後に接合状態を検査する検査手段を設け、接合予定部位のうち非接合部位を有する被加工物を再度前記加工装置に入れて、検査手段からの信号に基づいて非接合部位を接合する請求項２３から２６のいずれかに記載の生産設備。
【請求項２８】
被加工物の接合位置に接合材を配置するディスペンサーと、前記ディスペンサーで接合材を配置した接合部位に被接合物を配置するマウンターと、前記マウンターで配置した被接合物の接合位置に光エネルギーを照射して接合する請求項１から１１のいずれかに記載の加工装置を備え、前記ディスペンサーで接合材を配置してから前記加工装置で光エネルギーを照射するまでの時間を計測する計測手段を設け、前記計測手段の出力に応じて加工装置の少なくとも光エネルギーまたは加熱手段を調整する生産設備。
【請求項２９】
計測手段の出力と設定値を比較し、調整の内容を決定する請求項２８記載の生産設備。
【請求項３０】
加工装置の後に接合状態を検査する検査手段を設け、接合予定部位のうち非接合部位を有する被加工物を再度前記加工装置に入れて、検査手段からの信号に基づいて非接合部位を接合する請求項２８または２９記載の生産設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源からの光を集光することによって局所加熱を可能にし、はんだに接合用の加熱、細径ポリウレタン線の被覆除去、あるいは樹脂の加熱加工などに適した加工装置及び加工方法と、これを用いた生産設備に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の装置として、被加工物を高温にした加熱炉（以下、リフロー炉と称す）内に入れて被加工物の接合部を一括ではんだ接合などをしていた（以下、エリアリフローと称す）。あるいはランプまたはレーザ光源による熱エネルギーで、はんだ接合などをしていた（特許文献１参考）。
【特許文献１】特開平９−１８６４４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、耐熱性の異なる部品、異形部品、色の異なる部品が混在された被加工物をリフロー炉に入れてエリアリフローすると、弱耐熱部品が焼けたり、破損あるいは変形するため、リフロー炉に入れてエリアリフローを行うことは不可能であった。また、リフロー炉は装置サイズが大きいためフロアー占有率が大であり、かつ、多品種生産のための機種切替え時間が３０分以上かかり効率が悪かった。その上、ヒータ熱源のための電気代が高額であった。
【０００４】
一方、ランプ光源による弱耐熱部品のはんだ接合の場合は、熱エネルギーが小さいため、はんだ接合などを行うための温度に到達させるのに時間を要し、そのことによって被加工物が溶けたり、変形するなどしていた。また、レーザ光源による弱耐熱部品のはんだ接合の場合は、高出力の熱エネルギーを短時間で供給すると、はんだボールができたり、はんだが飛散して不良の被加工物を生産していた。
【０００５】
そして、ランプ光源またはレーザによる熱エネルギーで耐熱部品のはんだ接合などを行う場合は、接合個所ごとにランプまたはレーザ光源を移動させるため、あるいはランプまたはレーザ光源は固定させて被加工物を移動させると、各々の移動に時間がかかり、高速によるはんだ接合などはできなかった。また、部品の耐熱温度の関係から、ランプ光源またはレーザによる熱エネルギーを部品全体あるいは一部に与えても問題となる場合があった。さらに、光エネルギーはその強度分布にばらつきがあるが、その程度によっては接合結果も悪化する可能性があるという問題もあった。
【０００６】
本発明は、上記従来の問題点を解決するためのものであり、光源からの光を集光し、また、光エネルギーを遮断するマスクを単一で、あるいは複数枚配置させることによって、高速かつ局所加熱を可能にする、複数の領域の同時局所加熱を可能にする、光エネルギーの強度分布を接合結果に問題とならない程度に揃えることができる、はんだ接合などの加工装置及び加工方法と、これを用いた生産設備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】
【０００７】
本発明の第１の手段によれば、被加工物を接合する際に光エネルギーを照射する光源と、前記光源から光エネルギーを接合位置に導く光学手段と、前記被加工物を載置するテーブルと、前記テーブルを移動させる駆動手段を備え、被加工物を加熱する加熱手段を前記テーブルに設け、接合位置に照射される光エネルギーを通過させる通過部と、接合位置以外の部分に照射される光エネルギーを遮断する遮断部を設けたマスクを、光源と接合位置の間に配置したので、各種プリント基板上の熱ダメージを低減させつつ高速局所加熱を短時間でできるというものである。
【０００８】
本発明の第２の手段によれば、マスクと接合位置の間に、マイクロレンズを配列させたものを配置したので、各種プリント基板上の熱ダメージを低減させつつ、高速局所加熱を短時間でかつ同時に複数箇所で行うことができるというものである。
【０００９】
本発明の第３の手段によれば、光学手段として、集光レンズと、前記集光レンズよりも接合位置に近い部位に配置したガルバノミラーを用いたので、各種プリント基板上の熱ダメージを低減させつつ高速照射の実現で生産量を向上させることができるというものである。
【００１０】
本発明の第４の手段によれば、マスク形状を球面形状としたので、各種プリント基板上の熱ダメージを低減させつつマスクによる光ビーム品質の劣化を防ぐことができるというものである。
【００１１】
本発明の第５の手段によれば、光学手段として、コリメータレンズと、前記コリメータレンズよりも接合位置に近い部位にガルバノミラーを配置し、前記ガルバノミラーと接合位置の間にｆθレンズを配置させたので、各種プリント基板上の熱ダメージを低減させつつまた基板上の任意の位置で光ビーム形状を安定化させることができるというものである。
【００１２】
本発明の第６の手段によれば、マスクと集光レンズまたはコリメータレンズとガルバノミラーの間にアパーチャを設けたので、各種プリント基板上の熱ダメージを低減させつつガルバノミラーのモーターシャフト軸への光エネルギーの注入を防ぐことができるというものである。
【００１３】
本発明の第７の手段によれば、マスク上の任意の位置を光エネルギー通過部と遮断部に制御可能としたので、種々の基板に対応したマスクパターンを迅速に形成することができるという作用が得られる。
【００１４】
本発明の第８の手段によれば、光源と接合位置の間にマスクを複数枚配置したので、各種プリント基板上の熱ダメージを低減させつつ、マスクによる光ビーム品質の劣化を防ぐことができるというものである。
【００１５】
本発明の第９の手段によれば、光源と接合位置の間にマスクを複数枚配置し、少なくとも一枚のマスク上の任意の位置を光エネルギー通過部と遮断部に制御可能としたので、各種プリント基板上の熱ダメージを低減させつつ、マスクによる光ビーム品質の劣化を防ぎ、また光ビームの強度分布を制御することができるというものである。
【００１６】
本発明の第１０の手段によれば、光エネルギー遮断部を反射型とし、反射光を処理するため、光エネルギーによるマスク自体への熱影響を防ぐことができるものである。
【００１７】
本発明の第１１の手段によれば、光エネルギー遮断部を偏向型とし、偏向光を処理するため、光エネルギーによるマスク自体への熱影響を防ぐとともに、反射光によるガルバノミラー、またはモータシャフト等への熱影響を防ぐことができるというものである。
【００１８】
本発明の第１２の手段によれば、被加工物を所定位置に移動するステップと、移動した被加工物に熱を加えるステップと、接合位置に照射される光エネルギーを通過させる通過部と、接合位置以外の部分に照射される光エネルギーを遮断する遮断部を設けたマスクを被加工物毎に設置するステップを有し、被加工物に熱を加えた後で、被加工物の接合位置近傍のみに光エネルギーを照射して被加工物を接合するので、各種プリント基板上の熱ダメージを低減させつつ高速局所加熱を短時間で可能な加工方法が得られるというものである。
【００１９】
本発明の第１３の手段によれば、マスクと接合位置の間に、マイクロレンズを配列させたものを配置して接合を行うので、各種プリント基板上の熱ダメージを低減させつつ高速局所加熱を短時間でかつ同時に複数箇所で行うことが可能な加工方法が得られるというものである。
【００２０】
本発明の第１４の手段によれば、被加工物を所定位置に移動するステップと、移動した被加工物に熱を加えるステップと、接合位置に照射される光エネルギーを通過させる通過部と、接合位置以外の部分に照射される光エネルギーを遮断する遮断部を設けたマスクを被加工物毎に設置するステップと、ガルバノミラーを所定位置に移動するステップとを有し、被加工物に熱を加え、ガルバノミラーを所定位置に移動した後で、被加工物の任意の接合位置近傍のみに光エネルギーを照射して被加工物を接合するので、各種プリント基板上の熱ダメージを低減させつつ高速照射の実現で生産量を向上させることが可能な加工方法が得られるというものである。
【００２１】
本発明の第１５の手段によれば、マスク形状を球面形状として接合を行うので各種プリント基板上の熱ダメージを低減させつつ、マスクによる光ビーム品質の劣化を防ぐことが可能な加工方法が得られるというものである。
【００２２】
本発明の第１６の手段によれば、光学手段として、コリメータレンズと、前記コリメータレンズよりも接合位置に近い部位にガルバノミラーを配置し、前記ガルバノミラーと接合位置の間にｆθレンズを配置させて接合を行うので、各種プリント基板上の熱ダメージを低減させつつ、また基板上の任意の位置で光ビーム形状を安定化させることが可能な加工方法を得られるという作用が得られる。
【００２３】
本発明の第１７の手段によれば、集光レンズまたはコリメータレンズとガルバノミラーの間にアパーチャを設けて接合を行うので、ガルバノミラーのモーターシャフト軸への光エネルギーの注入を防ぐことが可能な加工方法が得られるというものである。
【００２４】
本発明の第１８の手段によれば、マスク上の任意の位置を光エネルギー通過部と遮断部に制御可能として接合を行うので、種々の基板に対応したマスクパターンを迅速に形成することが可能な加工方法が得られるという作用が得られる。
【００２５】
本発明１９の手段によれば、光源と接合位置の間にマスクを複数枚配置して接合を行うので、各種プリント基板上の熱ダメージを低減させつつマスクによる光ビーム品質の劣化を防ぐことが可能な加工方法が得られるというものである。
【００２６】
本発明の第２０の手段によれば、光源と接合位置の間にマスクを複数枚配置し、少なくとも一枚のマスク上の任意の位置を光エネルギー通過部と遮断部に制御可能として接合を行うので、各種プリント基板上の熱ダメージを低減させつつマスクによるビーム品質の劣化を防ぎ、また光ビームの強度分布を制御することが可能な加工方法が得られるというものである。
【００２７】
本発明の第２１の手段によれば、光エネルギー遮断部を反射型とし、反射光を処理して接合を行うので、マスク自体の光エネルギーによる熱影響を防ぐことが可能な加工方法が得られるというものである。
【００２８】
本発明の第２２の手段によれば、光エネルギー遮断部を偏向型とし、偏向光を処理して接合を行うので、マスク自体の光エネルギーによる熱影響を防ぐとともに、反射光によるガルバノミラー、またはモーターシャフト等への熱影響を防ぐことが可能な加工方法が得られるというものである。
【００２９】
本発明の第２３の手段によれば、請求項１から１１のいずれかに記載の加工装置を配置したので、高品質な被加工物を提供することができるというものである。
【００３０】
本発明の第２４の手段によれば、被加工物に識別符号を付与し、加工の始めに前記識別符号を検出する識別検出手段と、識別符号に関連する加工条件を蓄積したデータベースと、前記識別検出手段からの信号に基づいて前記データベースから加工条件を抽出する演算処理装置を設け、前記演算処理装置からの信号に基づいて加工条件を設定するので、高品質な被加工物を提供することができるというものである。
【００３１】
本発明の第２５の手段によれば、リフロー炉の後に請求項１から１１のいずれかに記載の加工装置を配置したので、高品質な被加工物を提供することができるというものである。
【００３２】
本発明の第２６の手段によれば、リフロー炉と請求項１から１１のいずれかに記載の加工装置の間に接合状態を検査する検査手段を設け、前記検査手段の検査結果を前記加工装置に入力し、接合予定部位のうち、少なくとも非接合部位を前記加工装置で接合するので、リフロー炉では、はんだ接合が不可能な被加工物のはんだ接合を行うことができるというものである。
【００３３】
本発明の第２７の手段によれば、請求項１から１１のいずれかに記載の加工装置の後に接合状態を検査する検査手段を設け、接合予定部位のうち非接合部位を有する被加工物を再度前記加工装置に入れて、検査手段からの信号に基づいて非接合部位を接合するので、後工程に不良の被加工物を搬出することはないというものである。
【００３４】
本発明の第２８の手段によれば、被加工物の接合位置に接合材を配置するディスペンサーと、前記ディスペンサーで接合材を配置した接合部位に被接合物を配置するマウンターと、前記マウンターで配置した被接合物の接合位置に光エネルギーを照射して接合する請求項１から１１のいずれかに記載の加工装置を備え、前記ディスペンサーで接合材を配置してから前記加工装置で光エネルギーを照射するまでの時間を計測する計測手段を設け、前記計測手段の出力に応じて加工装置の少なくとも光エネルギーまたは加熱手段を調整するので、被加工物の設備間移動時間に応じて適正な被加工物の予熱と光エネルギーを供給することができるというものである。
【００３５】
本発明の第２９の手段によれば、計測手段の出力と設定値を比較し、調整の内容を決定するので、被加工物の設備間移動時間に応じて適正な被加工物の予熱と光エネルギーを供給することができるという作用が得られる。
【００３６】
本発明の第３０の手段によれば、加工装置の後に接合状態を検査する検査手段を設け、接合予定部位のうち非接合部位を有する被加工物を再度前記加工装置に入れて、検査手段からの信号に基づいて非接合部位を接合するので、後工程に不良の被加工物を搬出することはないというものである。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば予熱により接合時の品質安定化を図り、マスクを用いて高速局所加熱をすることにより短時間で省エネルギーかつ電子部品や基板自身に熱ダメージを与えないという有効な結果が得られる。光学手段により被加工物の任意の位置に光エネルギーを与えることができるため、高速に光エネルギーを移動することができる。
【００３８】
さらにテーブルの加熱手段を併用することにより加工時間の短縮が可能。また被加工物の位置により光エネルギーを変えることができる。加工位置により変化する熱容量に対応して、最適なエネルギーと加工時間を得ることができる。
【００３９】
また、マスクと接合位置の間に、マイクロレンズを配列させることで、集光径の大きな光ビームを複数の接合位置毎に集光することができ、高速にかつ同時多点加熱を行うことができる。こうして、加工時間の短縮化が可能である。
【００４０】
マスクの格子サイズと一個のマイクロレンズのサイズとを合わせ、また、マスクの一格子と一個のマイクロレンズが一対一になるようマイクロレンズを配列させることで、被加工物に合わせたマスクを用意するだけで、加工を行うことができ、様々な機種への切り換えに対して容易に対応できる。
【００４１】
また、被加工物の加工位置へ与える光エネルギーの位置を高速に移動させると共に、被加工物の任意の位置に与える光エネルギーを個別に決定し、マスクとの併用により被加工物上に非照射エリアを任意に設定できる。また、テーブル移動により、より広範囲な加工エリアを設定することができる。さらに、加工位置により変化する熱容量に対応して、最適なエネルギーと加工時間を得ることができる。そして、高速照射の実現で生産量の向上という有効な結果が得られる。
【００４２】
また、マスク形状を球面形状としているため、ガルバノミラーにより接合面に斜めに照射された光ビームの遮断を適性化し、マスク設計の容易化とビーム品質の向上による加工品質の向上という結果が得られる。
【００４３】
また、ガルバノミラーとｆθレンズとの組み合わせ光学系により、ワークディスタンスを大きく取れる構成となる。また、ガルバノミラーにより斜めに照射された光ビームはｆθレンズにより被加工物に対して、鉛直方向に集光されるため、マスク設計の容易化とビーム品質の向上による加工品質の向上という結果が得られる。
【００４４】
また、マスクと集光レンズまたはコリメータレンズとガルバノミラーの間にアパーチャを設けたことで、各種プリント基板上の熱ダメージを低減させつつ、ガルバノミラーのモータシャフト軸への光エネルギーの注入を防ぐことができ、モータへの熱影響を防止できる。これにより、ガルバノ位置精度の確保、モータ寿命の低下を防ぐことができる。
【００４５】
また、マスク上の任意の位置を光エネルギー通過部と遮断部に制御可能としたので、種々の基板に対応したマスクパターンを迅速に形成することができ、この結果、機種切り換え時間の短縮化が図れる。
【００４６】
また、光源と接合位置の間にマスクを複数枚配置したので、各種プリント基板上の熱ダメージを低減させつつ、マスクによる光ビーム品質の劣化を防ぐことができるので、高品質なはんだ接合が可能となる。
【００４７】
また、光源と接合位置の間にマスクを複数枚配置し、少なくとも一枚のマスク上の任意の位置を光エネルギー通過部と遮断部に制御可能としたので、各種プリント基板上の熱ダメージを低減させつつ、マスクによる光ビーム品質の劣化を防ぎ、また光ビームの強度分布を制御することができる。これにより、機種切り換え時間の短縮化を図ることができ、高品質なはんだ接合が可能で、光学手段寿命低下を防止できる。
【００４８】
また、光エネルギー遮断部を反射型としたので、光エネルギーによるマスク自体への熱影響を防ぐことができるため、マスク品質劣化を防止できる。
【００４９】
また、光エネルギー遮断部を偏向型としたので、光エネルギーによるマスク自体への熱影響を防ぐとともに、反射光によるガルバノミラー、またはモータシャフト等への熱影響を防ぐことができるため、マスク品質劣化を防止でき、ガルバノ位置精度の確保、モータ寿命低下の防止、光学手段寿命低下の防止が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５０】
（実施の形態１）
以下、本発明の第１の実施の形態について、図１、２を用いて説明する。図１は本発明の加工装置の全体構成図で、被加工物５は、接合剤であるクリーム半田１６が塗布されたプリント基板１７と、前記プリント基板１７にマウントされた表面実装部品１５で構成されている。プリント基板１７と表面実装部品１５をはんだ接合するために、装置は、光エネルギー照射ではんだを溶かす光エネルギー電源１およびレーザダイオード装置２と、光エネルギーを接合位置に導く光学手段としてスポット照射を行うための光学系３を有し、被加工物５を載置するテーブル６を備え、照射位置を動かす手段としてテーブル６にＸＹ（Ｚ）テーブル８と、加工品質および性能を向上させる手段として被加工物５を予熱する加熱装置７が設けられている。
【００５１】
被加工物５は、テーブル６に載せられ、ＸＹ（Ｚ）テーブル８によって位置決めされ、加熱装置７により予熱される。次に、光エネルギー電源１およびレーザダイオード装置２と、光学系３により発せられた光エネルギーのスポット光を、図２に示すように、光エネルギー遮断部１３と通過部１４をもつマスク４を通すことで、光エネルギー照射部１８のみに照射して、クリーム半田１６を溶融させる。
【００５２】
これらにより、はんだに含有されている溶剤が減少し、接合のために短時間で光照射しても溶剤の気化膨張破裂が発生せず、そのためはんだボール等の飛散がなくなり、また、マスク４を通しているため、基板自身あるいは部品に余分な熱ダメージを与えずに高品質なはんだ接合が可能であり、局所加熱であるため省エネルギーでかつ表面実装電子部品への熱ダメージが抑えられる。
【００５３】
光学系３の例として集光レンズ等がある。また、加熱装置７としてヒータ等がある。ＸＹ（Ｚ）テーブル８はサーボモータなどで駆動される。
【００５４】
（実施の形態２）
本発明の第２の実施の形態について、図３、４を用いて説明する。図３において、一括照射された光エネルギーはマスク４によって、個々の通過部から分割され、局所照射光へと変換される。そして、個々の局所照射光はマイクロレンズアレイ１９によって、それぞれ集光され、対象ワーク上の光エネルギー照射部へと照射され、プリント基板１７上の複数の表面実装部品１５のクリーム半田１６を同時加熱し、接合させる。また、マイクロレンズアレイ１９は図４に示したとおり、マスク４の各格子に対して一対一の関係で対向して配置される。これにより、マスク上のどの格子位置が光エネルギー通過部となっても、マイクロレンズアレイ１９の構成を変えることなく一括光エネルギーによる同時多点局所加熱が実現可能となる。
【００５５】
（実施の形態３）
本発明の第３の実施の形態について図５、６を用いて説明する。図５において、ガルバノＸＹドライバやＸＹミラー軸などからなるガルバノ機構２１は制御装置１０からガルバノ制御装置２０を通して制御される。また光学系３からの光エネルギーはこのガルバノ機構２１により、マスク４を通して、被加工物５の任意の位置に高速照射されることが可能である。被加工物５はＸＹ（Ｚ）テーブル８によっても移動が可能であり、これにより、高速照射が可能な対象エリアを広げることができる。ＸＹ（Ｚ）テーブル８には上下方向にも移動可能であり、ビーム径の可変化にも有効な手段となっている。図６に示すように、光エネルギー遮断部１３と通過部１４をもつマスク４を通すことで、光エネルギー照射部１８のみに照射して、クリーム半田１６を溶融させる。
【００５６】
これらにより、はんだに含有されている溶剤が減少し、接合のために短時間で光照射しても溶剤の気化膨張破裂が発生せず、そのためはんだボール等の飛散がなくなり、また、マスク４を通しているため、基板自身あるいは部品に余分な熱ダメージを与えず、また、高速に高品質なはんだ接合が可能であり、局所加熱であるため省エネルギーでかつ表面実装電子部品への熱ダメージが抑えられる。ガルバノ機構と移動テーブルにより、広範囲で高速はんだ接合が可能である。
【００５７】
光学系の例として集光レンズ等がある。また、加熱装置７としてヒータ等がある。ＸＹ（Ｚ）テーブル８はサーボモータなどで駆動される。
【００５８】
（実施の形態４）
本発明の第４の実施の形態について、図７を用いて説明する。図７に示した球面上マスク２２は、ガルバノ機構によって斜めに照射された光エネルギーをその、光線の中心軸に対して面直に当たるよう構成されるものである。これにより、平板マスクでは、斜め光を遮断した場合に、実際に遮断したい領域以上に遮断してしまうことを防止できる。また、ガルバノミラー角度と球面上マスクと照射面の幾何学位置関係から、遮断させたい領域と球面上マスクの格子位置を容易に算出することができ、マスク設計の容易化が図れる。こうして、高品質かつ高速はんだ接合が広範囲に可能となる。
【００５９】
（実施の形態５）
本発明の第５の実施の形態について、図８を用いて説明する。図８において、光学系３はコリメータレンズ２３により構成されており、平行光としてガルバノ機構２１に入射される。そして、ガルバノ機構２１により振り分けられる光エネルギーはｆθレンズ２４とマスク４を通ることで、被加工物５の任意の位置に対して面直で集光され、照射されることが可能である。このような構成により、高品質かつ高速はんだ接合が広範囲に可能であり、光エネルギーと被加工物が面直であるため、マスク設計も容易となる。また、ｆθレンズから先で集光されるため、被加工物との距離すなわちワークディスタンスも取りやすい構成となる。
【００６０】
図８において、アパーチャ２５を設けることで光学系３からの光エネルギーの不要な成分がガルバノ機構２１等にあたり、加熱されることによる光学精度、光学手段の寿命の低下を防ぐことができる。
【００６１】
（実施の形態６）
本発明の第６の実施の形態について、図９を用いて説明する。図９に示したとおり、格子状の任意の位置を制御可能なコントローラブルマスク２６はマスクコントローラ２７により、任意の位置を光エネルギーの通過部、遮断部へと切り換えることができる。また、マスクコントローラ２７は制御装置１０、プラットフォーム９により制御可能となっており、製造ラインで対象加工物により、任意のマスクパターンを形成でき、機種切り換え時間を大幅に削減することができる。
【００６２】
（実施の形態７）
本発明の第７の実施の形態について、図１０、１１を用いて説明する。図１０に示した通り、光学系３と被加工物５の間に複数のマスク、第１マスク２８と第２マスク２９を配置させている。これは、図１１に示した光エネルギーの強度分布のように、第１マスク２８を通った光エネルギーは、回折現象により、強度分布的に周辺に広がった光（回折光影響部３０）をもってしまい、この回折光の影響が接合品質に悪影響を及ぼす可能性があった。これに対して、第２マスク２９により、本当に通過させたい光エネルギーのみを通過させ、回折光影響部３０を除去する効果をもつ。こうして、高品質なはんだ接合が広範囲に可能になる。
【００６３】
また、図１０の構成では、第２マスク２９をマスクコントローラ２８により、任意のマスクパターンを形成可能としている。これにより、回折光影響部３０を除去するだけではなく、もとの光エネルギーの有効径を可変とすることができる。こうして、任意の位置で必要に応じた、光エネルギー密度を照射することができ、条件切り換えが容易で、高品質なはんだ接合が広範囲に可能となる。マスクパターンによる、条件切り替えが可能なことにより、パルス照射などのＯＮ／ＯＦＦを伴わないため、レーザ素子寿命向上につながる。
【００６４】
（実施の形態８）
本発明の第８の実施の形態について、図１２を用いて説明する。図１２において、マスク４の光エネルギーの遮断部は光反射部３１となっている。これにより、遮断した、光エネルギーによってマスク４自身が加熱され発熱することを防止できる。こうして、マスク４の長寿命化と光品質の低下防止ができる。また、反射光３２は反射光処理部３３により処理され、他の光学部品などへの影響はないものとしている。
【００６５】
（実施の形態９）
本発明の第９の形態について、図１３を用いて説明する。図１３において、マスク４の光エネルギーの遮断部は光偏向部３４となっている。これにより、遮断した、光エネルギーによってマスク４自身が加熱され発熱することを防止できる。また、他の光学部品などへの影響も防止できる。こうして、マスク４の長寿命化と光品質の低下防止ができる。また、偏向光３５は偏向光処理部３６により処理され、他のプリント基板や実装部品などへの影響はないものとしている。
【００６６】
（実施の形態１０）
本発明の第１０の実施の形態について、図１４を用いて説明する。図１４は、本発明による加工方法を実現する加工フローチャートの一例を示したものである。図１４において、まず基板にクリームはんだが塗布され実装部品がマウントされた状態の被接合物がテーブルに載置されると同時に加熱装置による予熱が開始される。そして、温度検出器などにより、被接合物の温度が設定した温度である、クリームはんだ中のフラックス成分の一部である溶剤の沸点以下でかつ沸点近傍の温度であり、接合時の光エネルギーによる上昇温度より低い温度となっているかどうか確認する。測定温度が許容温度範囲外である場合、許容範囲内に入るよう加熱装置を制御する。
【００６７】
許容範囲であることを確認後、カメラと画像認識装置、パソコンなどにより、接合物及びマスクの基準位置を確認する。基準位置を認識できなければ、エラー出力され、加工を停止する。基準位置が認識できた場合、それぞれの相対位置と所定の教示位置とのずれがないかを確認する。ずれがある場合、マスクと接合物の相対位置関係があうようずれ量からテーブル位置を補正する。さらに、ずれ量から全体の照射位置データの補正を行う。
【００６８】
補正されたデータに従い、第１の照射位置に、ＸＹ（Ｚ）テーブルで被接合物を移動させる。そして所定の出力と時間で光エネルギーを照射後、第２の照射位置に被接合物を移動させる。こうして、被接合物の移動と光エネルギーの照射を全照射点数Ｎ番目の位置まで繰り返し、Ｎ番目までの照射が終了した段階で被接合物の加工を終了する。マスクにより、接合に必要な部位にのみ光エネルギーを照射することで、基板や部品へ必要以上の熱ダメージを与えない加工方法となっている。
【００６９】
加熱装置による予熱は、まずクリームはんだの吸湿成分を除去、フラックスの溶融による酸化皮膜除去の促進といった効果がある。その上クリームはんだ中のフラックス成分の一部である溶剤の沸点以下でかつ沸点近傍の温度に設定するため、溶剤成分を短時間で蒸発させて減少させることができる。
【００７０】
また、短時間での予熱であるため、予熱時間内でのはんだ成分そのものへの酸化作用も無視することができる。こうした状態においては、接合部を光エネルギーにより局所的に急加熱しても、溶剤成分の気化膨張破裂が発生せず、そのためはんだボール等の飛散がなくなり高品質なはんだ接合が可能である。
【００７１】
なお、温度検出器などは必ずしも必要ではなく、温度測定なしでも予備実験等で決定した、加熱装置の設定温度と待ち時間の管理でも加工は可能である。また、基準位置確認、相対位置確認なども、カメラや画像認識装置などを用いずに、治具の構成などにより実現することも可能である。
【００７２】
（実施の形態１１）
本発明の第１１の実施の形態について、図１５を用いて説明する。図１５は、本発明による加工方法を実現する加工フローチャートの一例を示したものである。図１５において、まず基板にクリームはんだが塗布され実装部品がマウントされた状態の被接合物がテーブルに載置されると同時に加熱装置による予熱が開始される。そして、温度検出器などにより、被接合物の温度が設定した温度である、クリームはんだ中のフラックス成分の一部である溶剤の沸点以下でかつ沸点近傍の温度であり、接合時の光エネルギーによる上昇温度より低い温度となっているかどうか確認する。測定温度が許容温度範囲外である場合、許容範囲内に入るよう加熱装置を制御する。
【００７３】
許容範囲内であることを確認後、カメラと画像認識装置、パソコンなどにより、接合物、マスク及びマイクロレンズアレイの基準位置を確認する。基準位置を認識できなければ、エラー出力され加工を停止する。基準位置が認識できた場合、それぞれの相対位置と所定の教示位置とのずれがないかを確認する。ずれがある場合、マスクとマイクロレンズアレイ及び接合物の相対位置関係があうようにずれ量からテーブル位置を補正する。さらに、ずれ量から全体の照射位置データの補正を行う。
【００７４】
補正されたデータに従い第１の照射位置に、ＸＹ（Ｚ）テーブルで被接合物を移動させる。そして所定の出力と時間で光エネルギーを照射後、第２の照射位置に被接合物を移動させる。こうして、被接合物の移動と光エネルギーの照射を全照射点数Ｎ番目の位置まで繰り返し、Ｎ番目までの照射が終了した段階で被接合物の加工を終了する。マスクにより、接合に必要な部位にのみ光エネルギーを照射することで、基板や部品へ必要以上の熱ダメージを与えない加工方法となっている。さらに、ここでの照射は、マイクロレンズアレイによって、同時多点の局所加熱を実現している。こうした一括照射による同時多点接合により、接合タクトタイムの低減とより広範囲の接合を可能としている。
【００７５】
加熱装置による予熱の効果は前述の通りであり、温度検出器、カメラや画像認識装置などは必ずしも必要ではないのも前述の通りである。
【００７６】
（実施の形態１２）
本発明の第１２の実施の形態について、図１６を用いて説明する。図１６は、本発明による加工方法を実現する加工フローチャートの一例を示したものである。図１６において、まず基板にクリームはんだが塗布され実装部品がマウントされた状態の被接合物がテーブルに載置されると同時に加熱装置による予熱が開始される。そして、温度検出器などにより、被接合物の温度が設定した温度である、クリームはんだ中のフラックス成分の一部である溶剤の沸点以下でかつ沸点近傍の温度であり、接合時の光エネルギーによる上昇温度より低い温度となっているかどうか確認する。測定温度が許容温度範囲外である場合、許容範囲内に入るよう加熱装置を制御する。
【００７７】
許容範囲内であることを確認後、カメラと画像認識装置、パソコンなどにより、接合物、マスクの基準位置を確認する。基準位置を認識できなければ、エラー出力され加工を停止する。基準位置が認識できた場合、それぞれの相対位置と所定の教示位置とのずれがないかを確認する。ずれがある場合、マスクと接合物の相対位置関係があうようずれ量からテーブル位置を補正する。さらに、ずれ量から全体の照射位置データの補正を行う。
【００７８】
補正されたデータに従い、第１のテーブル位置に、ＸＹ（Ｚ）テーブルで被接合物を移動させる。そして第１の照射位置が照射できるようにガルバノミラーのＸ，Ｙ軸角度を変更し、所定の出力と時間で光エネルギーを照射し、第２の照射位置が照射できるようにガルバノミラーのＸ，Ｙ軸角度を再度変更し、所定の出力と時間で光エネルギーを照射する。このようにして、第１のテーブル位置での照射点数Ｋ番目の位置までミラー角度変更、照射を繰り返し、Ｋ番目までの照射が終了した段階で、次の第２テーブル位置に、ＸＹ（Ｚ）テーブルで被接合物を移動させる。
【００７９】
第２のテーブル位置でも同様に、全照射点数分、ミラー角度変更、照射を繰り返し、全照射点数分の照射が終了した段階で、次のテーブル位置に、ＸＹ（Ｚ）テーブルで被接合物を移動させる。こうして、テーブル移動、ミラー角度変更、照射を第Ｎ番目のテーブル位置まで繰り返し、Ｎ番目までのテーブル移動と光エネルギー照射が終了した段階で被接合物の加工を終了する。
【００８０】
このようにＸＹ（Ｚ）テーブルとガルバノミラーを組み合わせることで、照射可能範囲つまりは加工範囲を広げることができる。また、ガルバノミラーは高速に角度を行うことができるため、実装部品の一方の接合部を照射し、瞬時にもう一方の接合部の照射にかかることができる。これにより、実装部品の接合部の熱的不均衡により、部品立ちすることを制御することができる。またマスクにより、接合に必要な部位にのみ光エネルギーを照射することで、基板や部品へ必要以上の熱ダメージを与えない加工方法となっている。
【００８１】
加熱装置による予熱の効果は前述の通りであり、温度検出器、カメラや画像認識装置などは必ずしも必要ではないのも前述の通りである。
【００８２】
（実施の形態１３）
本発明の第１３の実施の形態について、図１７を用いて説明する。図１７は、本発明による加工方法を実現する加工フローチャートの一例を示したものである。図１７において、まず基板にクリームはんだが塗布され実装部品がマウントされた状態の被接合物がテーブルに載置されると同時に加熱装置による予熱が開始される。そして、温度検出器などにより、被接合物の温度が設定した温度である、クリームはんだ中のフラックス成分の一部である溶剤の沸点以下でかつ沸点近傍の温度であり、接合時の光エネルギーによる上昇温度より低い温度となっているかどうか確認する。測定温度が許容温度範囲外である場合、許容範囲内に入るよう加熱装置を制御する。
【００８３】
許容範囲内であることを確認後、カメラと画像認識装置、パソコンなどにより、接合物、球面マスクの基準位置を確認する。基準位置を認識できなければ、エラー出力され加工を停止する。基準位置が認識できた場合、それぞれの相対位置と所定の教示位置とのずれがないかを確認する。ずれがある場合、球面マスクと接合物の相対位置関係があうようずれ量からテーブル位置を補正する。さらに、ずれ量から全体の照射位置データの補正を行う。
【００８４】
補正されたデータに従い、第１のテーブル位置に、ＸＹ（Ｚ）テーブルで被接合物を移動させる。そして第１の照射位置が照射できるようにガルバノミラーのＸ，Ｙ軸角度を変更し、所定の出力と時間で光エネルギーを照射し、第２の照射位置が照射できるようにガルバノミラーのＸ，Ｙ軸角度を再度変更し、所定の出力と時間で光エネルギーを照射する。このようにして、第１のテーブル位置での照射点数Ｋ番目の位置までミラー角度変更、照射を繰り返し、Ｋ番目までの照射が終了した段階で、次の第２テーブル位置に、ＸＹ（Ｚ）テーブルで被接合物を移動させる。
【００８５】
第２のテーブル位置でも同様に、全照射点数分、ミラー角度変更、照射を繰り返し、全照射点数分の照射が終了した段階で、次のテーブル位置に、ＸＹ（Ｚ）テーブルで被接合物を移動させる。こうして、テーブル移動、ミラー角度変更、照射を第Ｎ番目のテーブル位置まで繰り返し、Ｎ番目までのテーブル移動と光エネルギー照射が終了した段階で被接合物の加工を終了する。
【００８６】
このようにＸＹ（Ｚ）テーブルとガルバノミラーを組み合わせることで、照射可能範囲つまりは加工範囲を広げることができる。また、ガルバノミラーは高速に角度を行うことができるため、実装部品の一方の接合部を照射し、瞬時にもう一方の接合部の照射にかかることができる。これにより、実装部品の接合部の熱的不均衡により、部品立ちすることを制御することができる。また球面マスクにより、接合に必要な部位にのみ光エネルギーを照射することで、基板や部品へ必要以上のダメージを与えない加工方法となっている。さらに、マスク形状が、斜め照射光にも対応した球面形状としていることで、照射ができない領域もできず、光ビーム品質も劣化させない効果がある。
【００８７】
加熱装置による予熱の効果は前述の通りであり、温度検出器、カメラや画像認識装置などは必ずしも必要ではないのも前述の通りである。
【００８８】
（実施の形態１４）
本発明の第１４の実施の形態について、図１８を用いて説明する。図１８は、本発明による加工方法を実現する加工フローチャートの一例を示したものである。図１８において、まず基板にクリームはんだが塗布され実装部品がマウントされた状態の被接合物がテーブルに載置されると同時に加熱装置による予熱が開始される。そして、温度検出器などにより、被接合物の温度が設定した温度である、クリームはんだ中のフラックス成分の一部である溶剤の沸点以下でかつ沸点近傍の温度であり、接合時の光エネルギーによる上昇温度より低い温度となっているかどうか確認する。測定温度が許容温度範囲外である場合、許容範囲内に入るよう加熱装置を制御する。
【００８９】
許容範囲内であることを確認後、カメラと画像認識装置、パソコンなどにより、接合物、球面マスクの基準位置を確認する。基準位置を認識できなければ、エラー出力され加工を停止する。基準位置が認識できた場合、それぞれの相対位置と所定の教示位置とのずれがないかを確認する。ずれがある場合、球面マスクと接合物の相対位置関係があうようずれ量からテーブル位置を補正する。さらに、ずれ量から全体の照射位置データの補正を行う。
【００９０】
補正されたデータに従い、第１のテーブル位置に、ＸＹ（Ｚ）テーブルで被接合物を移動させる。そして第１の照射位置が照射できるようにガルバノミラーのＸ，Ｙ軸角度を変更する。また、この位置での照射径が接合対照に対して変更が必要な場合、テーブルのＺ方向を移動させることで調整する。こうして照射径を適正化した状態にて、所定の出力と時間で光エネルギーを照射する。次に、第２の照射位置が照射できるようにガルバノミラーのＸ，Ｙ軸角度を再度変更し、また照射径調整のため、テーブルのＺ方向の移動による調整を行い、所定の出力と時間で光エネルギーを照射する。このようにして、第１のテーブル位置での照射点数Ｋ番目の位置までミラー角度変更、照射を繰り返し、Ｋ番目までの照射が終了した段階で、次の第２テーブル位置に、ＸＹ（Ｚ）テーブルで被接合物を移動させる。
【００９１】
第２のテーブル位置でも同様に、全照射点数分、ミラー角度変更、照射を繰り返し、全照射点数分の照射が終了した段階で、次のテーブル位置に、ＸＹ（Ｚ）テーブルで被接合物を移動させる。こうして、テーブル移動、ミラー角度変更、照射径調整、照射を第Ｎ番目のテーブル位置まで繰り返し、Ｎ番目までのテーブル移動と光エネルギー照射が終了した段階で被接合物の加工を終了する。
【００９２】
このようにコリメータレンズ、ガルバノミラー、ｆθレンズの組み合わせにより、光エネルギーが被接合物に対して面直方向に集光される原理により、ＸＹ（Ｚ）テーブルのＺ方向移動のみで照射径の調整が行える。こうして照射径の調整を行いながらの照射可能範囲つまりは加工範囲を広げることができる。また、ガルバノミラーは高速に角度を行うことができるため、実装部品の一方の接合部を照射し、瞬時にもう一方の接合部の照射にかかることができる。これにより、実装部品の接合部の熱的不均衡により、部品立ちすることを制御することができる。またマスクにより、接合に必要な部位にのみ光エネルギーを照射することで、基板や部品へ必要以上の熱ダメージを与えない加工方法となっている。
【００９３】
加熱装置による予熱の効果は前述の通りであり、温度検出器、カメラや画像認識装置などは必ずしも必要ではないのも前述の通りである。
【００９４】
（実施の形態１５）
本発明の第１５の実施の形態について、図１９を用いて説明する。図１９は、本発明による加工方法を実現する加工フローチャートの一例を示したもので、アパーチャ径の適正化のためのフローチャートを示したものである。図１８において、まず、ガルバノモータシャフト軸及び光学素子等の温度測定を開始後、光エネルギーを最大照射条件にて照射する。そして、個々の測定点の飽和温度まで測定を行い、その飽和温度が規定範囲内であるかを判定する。範囲外である場合、アパーチャの径などを補正する。こうして、個々の測定点の飽和温度が規定範囲内に入るようアパーチャ形状の補正を行い、最適化を図る。最適化された状態では、ガルバノ及び光学素子の長寿命化と光ビーム品質の劣化を防止できる。なお、アパーチャ形状最適化手法としては、光学設計シミュレーションによる方法なども有効であることはいうまでもない。
【００９５】
（実施の形態１６）
本発明の第１６の実施の形態について、図２０を用いて説明する。図２０は、本発明による加工方法を実現する加工フローチャートの一例を示したものである。図２０において、まず基板にクリームはんだが塗布され実装部品がマウントされた状態の被接合物がテーブルに載置されると同時に加熱装置による予熱が開始される。そして、温度検出器などにより、被接合物の温度が設定した温度である、クリームはんだ中のフラックス成分の一部である溶剤の沸点以下でかつ沸点近傍の温度であり、接合時の光エネルギーによる上昇温度より低い温度となっているかどうか確認する。測定温度が許容温度範囲外である場合、許容範囲内に入るよう加熱装置を制御する。
【００９６】
次に、許容範囲内であることを確認後、マスクコントローラを用いて、対象接合物用にコントローラブルマスクのマスクパターンを生成する。そして、カメラと画像認識装置、パソコンなどにより、接合物及びマスクの基準位置を確認する。基準位置を認識できなければ、エラー出力され加工を停止する。基準位置が認識できた場合、それぞれの相対位置と所定の教示位置とのずれがないかを確認する。ずれがある場合、コントローラブルマスクと接合物の相対位置関係があうようずれ量からテーブル位置を補正する。さらに、ずれ量から全体の照射位置データの補正を行う。
【００９７】
補正されたデータに従い、第１の照射位置にＸＹ（Ｚ）テーブルで被接合物を移動させる。そして所定の出力と時間で光エネルギーを照射後、第２の照射位置に被接合物を移動させる。こうして、被接合物の移動と光エネルギーの照射を全照射点数Ｎ番目の位置まで繰り返し、Ｎ番目までの照射が終了した段階で被接合物の加工を終了する。対象接合物が異なるものが流れてくるような小ロット、多品種少量生産においても、コントローラブルマスクのマスクパターンは瞬時にかつ任意に生成することができるため、機種切り換えによるロス時間の発生がない加工方法を実現できる。また、コントローラブルマスクにより、接合に必要な部位にのみ光エネルギーを照射することで、基板や部品へ必要以上の熱ダメージを与えない加工方法となっている。照射パワーを切り換える代わりに、コントローラブルマスクによる照射径変化による、照射パワーの調整が行えるため、光学素子にとっても寿命低下を防止できる効果がある。
【００９８】
加熱装置による予熱の効果は前述の通りであり、温度検出器、カメラや画像認識装置などは必ずしも必要ではないのも前述の通りである。
【００９９】
（実施の形態１７）
本発明の第１７の実施の形態について、図２１を用いて説明する。図２１は、本発明による加工方法を実現する加工フローチャートの一例を示したものである。図２１において、まず基板にクリームはんだが塗布され実装部品がマウントされた状態の被接合物がテーブルに載置されると同時に加熱装置による予熱が開始される。そして、温度検出器などにより、被接合物の温度が設定した温度である、クリームはんだ中のフラックス成分の一部である溶剤の沸点以下でかつ沸点近傍の温度であり、接合時の光エネルギーによる上昇温度より低い温度となっているかどうか確認する。測定温度が許容温度範囲外である場合、許容範囲内に入るよう加熱装置を制御する。
【０１００】
許容範囲内であることを確認後、カメラと画像認識装置、パソコンなどにより、接合物及び第１マスク、第２マスクの基準位置を確認する。基準位置を認識できなければ、エラー出力され加工を停止する。基準位置が認識できた場合、それぞれの相対位置と所定の教示位置とのずれがないかを確認する。ずれがある場合、第１、第２マスクと接合物の相対位置関係があうようずれ量からテーブル位置を補正する。さらに、ずれ量から全体の照射位置データの補正を行う。
【０１０１】
補正されたデータに従い、第１の照射位置に、ＸＹ（Ｚ）テーブルで被接合物を移動させる。そして所定の出力時間で光エネルギーを照射後、第２の照射位置に被接合物を移動させる。こうして、被接合物の移動と光エネルギーの照射を全照射点数Ｎ番目の位置まで繰り返し、Ｎ番目までの照射が終了した段階で被接合物の加工を終了する。第１、第２マスクにより、光ビーム品質の優れた光ビームを得ることができ、接合に必要な部位にのみ光エネルギーを照射することで、基板や部品へ必要以上の熱ダメージを与えない加工方法となっている。
【０１０２】
加熱装置による予熱の効果は前述の通りであり、温度検出器、カメラや画像認識装置などは必ずしも必要ではないのも前述の通りである。
【０１０３】
（実施の形態１８）
本発明の第１８の実施の形態について、図２２を用いて説明する。図２２は、本発明による加工方法を実現する加工フローチャートの一例を示したものである。図２２において、まず基板にクリームはんだが塗布され実装部品がマウントされた状態の被接合物がテーブルに載置されると同時に加熱装置による予熱が開始される。そして、温度検出器などにより、被接合物の温度が設定した温度である、クリームはんだ中のフラックス成分の一部である溶剤の沸点以下でかつ沸点近傍の温度であり、接合時の光エネルギーによる上昇温度より低い温度となっているかどうかを確認する測定温度が許容温度範囲外である場合、許容範囲内に入るよう加熱装置を制御する。
【０１０４】
次に、許容範囲内であることを確認後、マスクコントローラを用いて、対象接合物用にコントローラブルマスクのマスクパターンを生成する。そして、カメラと画像認識装置、パソコンなどにより、接合物及び第１マスク、そして第２マスクであるコントローラブルマスクの基準位置を確認する。基準位置を認識できなければ、エラー出力され加工を停止する。基準位置が認識できた場合、それぞれの相対位置と所定の教示位置とのずれがないかを確認する。ずれがある場合、第１マスク、コントローラブルマスクと接合物の相対位置関係があうようずれ量からテーブル位置を補正する。さらに、ずれ量から全体の照射位置データの補正を行う。
【０１０５】
補正されたデータに従い、第１の照射位置に、ＸＹ（Ｚ）テーブルで被接合物を移動させる。そして所定の出力と時間で光エネルギーを照射後、第２の照射位置に被接合物を移動させる。こうして、被接合物の移動と光エネルギーの照射を全照射点数Ｎ番目の位置まで繰り返し、Ｎ番目までの照射が終了した段階で被接合物の加工を終了する。対象接合物が異なるものが流れてくるような小ロット、多品種少量生産においても、コントローラブルマスクのマスクパターンは瞬時にかつ任意に生成することができるため、機種切り換えによるロス時間の発生がない加工方法を実現できる。また、第１マスクとコントローラブルマスクの組み合わせマスクにより、光ビーム品質の劣化を防止でき、コントローラブルマスクにより、接合に必要な部位にのみ、必要な照射径で光エネルギーを照射することで、基板や部品へ必要以上の熱ダメージを与えない加工方法となっている。照射パワーを切り換える代わりに、コントローラブルマスクによる照射径変化による、照射パワーの調整が行えるため、光学素子にとっても寿命低下を防止できる効果がある。
【０１０６】
加熱装置による予熱の効果は前述の通りであり、温度検出器、カメラや画像認識装置などは必ずしも必要ではないのも前述の通りである。
【０１０７】
（実施の形態１９）
本発明の１９の実施の形態について、図２３を用いて説明する。図２３は、本発明による加工方法を実現する加工フローチャートの一例を示したもので、マスク上の光エネルギー遮断部を反射型としたときの反射光処理部の適正化のためのフローチャートを示したものである。図２３において、まず、ガルバノモーターシャフト軸及び光学素子等の温度測定を開始後、光エネルギーを最大照射条件にて照射する。そして、個々の測定点の飽和温度まで測定を行い、その飽和温度が規定範囲内であるかを判定する。範囲外である場合、反射光処理部を補正する。こうして、個々の測定点の飽和温度が規定範囲内に入るよう反射光処理部の補正を行い、最適化を図る。最適化された状態では、ガルバノ及び光学素子の長寿命化と光ビーム品質の劣化を防止できる。なお、反射光処理部最適化手法としては、光学設計シミュレーションによる方法なども有効であることはいうまでもない。
【０１０８】
（実施の形態２０）
本発明の第２０の実施の形態について、図２４を用いて説明する。図２４は、本発明による加工方法を実現する加工フローチャートの一例を示したもので、マスク上の光エネルギー遮断部を偏向型としたときの偏向光処理部の適正化のためのフローチャートを示したものである。図２４において、まず、ガルバノモータシャフト軸及び光学素子等の温度測定を開始後、光エネルギーを最大照射条件にて照射する。そして、個々の測定点の飽和温度まで測定を行い、その飽和温度が規定範囲内であるかを判定する。範囲外である場合、偏向光処理部を補正する。こうして、個々の測定点の飽和温度が規定範囲内に入るよう偏向処理部の補正を行い、最適化を図る。最適化された状態では、ガルバノ及び光学素子の寿命化と光ビーム品質の劣化を防止できる。なお、偏向光処理部最適化手法としては、光学設計シミュレーションによる方法なども有効であることはいうまでもない。
【０１０９】
（実施の形態２１）
本発明の第２１の実施の形態について、図２５を用いて説明する。図２５の識別符号３５が付与された被加工物５が本発明による請求項１から１１いずれかに記載の加工装置４９に搬入されると、加工の始めに識別検出手段３６によって識別符号３５を検出する。これによって被加工物５の各種の条件が読込まれる。また、データベース３８には識別符号３５に関連する加工条件が予め蓄積されている。
【０１１０】
そして、識別検出手段３６からの信号に基づき演算処理装置３７によってデータベース３８から最適な加工条件３９を抽出する。その最適な加工条件３９が設定された加工装置４９を配置した生産設備によってはんだ接合を行う。
【０１１１】
識別符号３５の例として、バーコード、データリンクによるデータ信号等がある。
【０１１２】
（実施の形態２２）
本発明の第２２の実施の形態について、図２６を用いて説明する。図２６において、リフロー炉４０の後に本発明による請求項１から１１いずれかに記載の加工装置４９を配置した生産設備によってはんだ接合を行う。あるいは、リフロー炉４０の後にマウンター４１を配置して、そのマウンター４１でリフロー炉４０では加工不可能な部品（図示せず）を被加工物５に取付けた後、被加工物５を加工装置４９を配置した生産設備によってはんだ接合を行うこともある。
【０１１３】
（実施の形態２３）
本発明の第２３の実施の形態について、図２７を用いて説明する。図２７のリフロー炉４０で被加工物５を加工した後、検査手段４２によって被加工物５の接合状態を検査し、そして検査手段４２の検査結果４３を本発明による請求項１から１１いずれかに記載の加工装置４９に入力する。被加工物５接合予定部位のうち、検査結果４３による少なくとも非接合部位（図示せず）を加工装置４９を配置した生産設備によってはんだ接合を行う。
【０１１４】
（実施の形態２４）
本発明の第２４の実施の形態について、図２８を用いて説明する。図２８において、本発明による請求項１から１１いずれかに記載の加工装置４９の後に、被加工物５の接合状態を検査する検査手段４２を配置し、被加工物５の接合予定部位のうち非接合部位（図示せず）を有する被加工物５を再度前工程の加工装置４９に入れて、検査手段４２からの信号に基づき、被加工物５の非接合部位を加工装置４９を配置した生産設備によって接合を行う。
【０１１５】
または、被加工物５の接合予定部位のうち非接合部位（図示せず）を有する被加工物５を後工程の加工装置４９に入れて、検査手段４２からの信号に基づき、加工装置４９を配置した生産設備によってはんだ接合を行う。
【０１１６】
（実施の形態２５）
本発明の第２５の実施の形態について、図２９を用いて説明する。図２９において、被加工物５の接合位置に接合材（図示せず）を配置するディスペンサー４４の後に、ディスペンサー４４で接合材を配置した接合部位に被接合物（図示せず）を配置するマウンター４１を配置し、そして、マウンター４１の後に本発明による請求項１から１１いずれかに記載の加工装置４９を配置してマウンター４１で配置した被接合物（図示せず）の接合位置に光エネルギー４６を照射して被加工物５をはんだ接合する。このときにディスペンサー４４で接合材を配置してから加工装置４９で光エネルギー４６を照射するまでの時間を計測する計測手段４５を設けて、この計測手段４５の出力に応じて加工装置４９の少なくとも光エネルギー４６または加熱装置７の出力を調整することによって最適なはんだ接合を行うことができる。
【０１１７】
または、被加工物５の接合予定部位のうち非接合部位（図示せず）を有する被加工物５を後工程の加工装置４９に入れて、検査手段４２からの信号に基づき、加工装置４９を配置した生産設備によってはんだ接合を行う。
【０１１８】
（実施の形態２６）
本発明の第２６の実施の形態について、図３０を用いて説明する。図３０は、図２９で説明したと同様にディスペンサー２１８で接合材を配置してから本発明による請求項１から１１いずれかに記載の加工装置４９で光エネルギー４６を照射するまでの時間を計測する計測手段４５を設けて、計測手段４５の出力と予め入力した時間の設定値４７を比較し、光エネルギー４６または加熱装置７の出力の調整内容を決定して、加工装置４９を配置した生産設備によってはんだ接合を行う。
【０１１９】
または、被加工物５の接合予定部位のうち非接合部位（図示せず）を有する被加工物５を後工程の加工装置４９に入れて、検査手段４２からの信号に基づき、加工装置４９を配置した生産設備によってはんだ接合を行う。
【０１２０】
なお、本発明の形態例１から３０で示した、はんだ接合などの接合方法や樹脂等の加工法の構成例、表示例、データの種類、具体的数値等になんら限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲で種々の変形実施が可能であることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【０１２１】
以上の説明の通り本発明の加工装置及び加工方法とこれを用いた生産設備は、被加工物に熱ダメージを与えずに、また高速に、また最適なエネルギーで加熱加工することができるという産業上有用なものである。
【図面の簡単な説明】
【０１２２】
【図１】本発明の第１の実施の形態における加工装置の全体構成図
【図２】本発明の第１の実施の形態における加工装置の照射状態の一例構成図
【図３】本発明の第２の実施の形態における加工装置の照射状態の一例構成図
【図４】本発明の第２の実施の形態における加工装置の部分構成配置図
【図５】本発明の第３の実施の形態における加工装置の全体構成図
【図６】本発明の第３の実施の形態における加工装置の照射状態の一例構成図
【図７】本発明の第４の実施の形態における加工装置の照射状態の一例構成図
【図８】本発明の第５の実施の形態における加工装置の全体構成図
【図９】本発明の第６の実施の形態における加工装置の制御ブロック図
【図１０】本発明の第７の実施の形態における加工装置の全体構成図
【図１１】本発明の第７の実施の形態における加工装置の照射状態の一例構成図
【図１２】本発明の第８の実施の形態における加工装置の照射状態の一例構成図
【図１３】本発明の第９の実施の形態における加工装置の照射状態の一例構成図
【図１４】本発明の第１０の実施の形態における加工方法を実現するフローチャート
【図１５】本発明の第１１の実施の形態における加工方法を実現するフローチャート
【図１６】本発明の第１２の実施の形態における加工方法を実現するフローチャート
【図１７】本発明の第１３の実施の形態における加工方法を実現するフローチャート
【図１８】本発明の第１４の実施の形態における加工方法を実現するフローチャート
【図１９】本発明の第１５の実施の形態における加工方法を実現するフローチャート
【図２０】本発明の第１６の実施の形態における加工方法を実現するフローチャート
【図２１】本発明の第１７の実施の形態における加工方法を実現するフローチャート
【図２２】本発明の第１８の実施の形態における加工方法を実現するフローチャート
【図２３】本発明の第１９の実施の形態における加工方法を実現するフローチャート
【図２４】本発明の第２０の実施の形態における加工方法を実現するフローチャート
【図２５】本発明の第２１の実施の形態における被加工物の識別検出図
【図２６】本発明の第２２の実施の形態における加工装置とリフローとの関係図
【図２７】本発明の第２３の実施の形態における被加工物の識別検出図
【図２８】本発明の第２４の実施の形態における加工装置と検査手段との関係図
【図２９】本発明の第２５の実施の形態における加工装置とディスペンサー間の計測図
【図３０】本発明の第２６の実施の形態における加工装置とディスペンサー間の計測図
【符号の説明】
【０１２３】
１  光エネルギー電源
２  レーザダイオード装置
３  光学系
４  マスク
５  被加工物
６  テーブル
７  加熱装置
８  ＸＹ（Ｚ）テーブル
９  プラットフォーム
１０  制御装置
１１  操作パネル
１２  モニタ＆キーボード
１３  遮断部
１４  通過部
１５  表面実装部品
１６  クリーム半田
１７  プリント基板
１８  光エネルギー照射部
１９  マイクロレンズアレイ
２０  ガルバノ制御装置
２１  ガルバノ機構
２２  球面状マスク
２３  コリメータレンズ
２４  ｆθレンズ
２５  アパーチャ
２６  コントローラブルマスク
２７  マスクコントローラ
２８  第１マスク
２９  第２マスク
３０  回折光影響部
３１  光反射部
３２  反射光処理部
３３  光偏向部
３４  偏向光処理部
３５  識別符号
３６  識別手段
３７  演算処理装置
３８  データベース
３９  加工条件
４０  リフロー炉
４１  マウンター
４２  検査手段
４３  検査結果
４４  ディスペンサー
４５  計測手段
４６  光エネルギー
４７  測定値
４８  比較手段                                                                    
【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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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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