(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上の少なくとも１つの電極の表面に固形ハンダを載置する載置工程と、少なくとも１つの表面実装素子を前記ハンダの上に搭載する搭載工程と、前記ハンダを加熱し溶融させる加熱工程と、前記素子が電極上の所定箇所に位置したことを検知する検知工程と、溶融したハンダを冷却する冷却工程とを備え、前記基板は電極以外の領域がハンダを弾く絶縁材で被覆され、電極はその一部に窪みが形成され、搭載工程において前記素子は電極または固形ハンダと部分的に重なるよう位置ずれして搭載され、検知工程は、加熱工程において溶融したハンダの表面張力によって前記素子が電極上の所定箇所に移動したことを検知し加熱工程における加熱を終了させる工程であることを特徴とする素子搭載方法。
【請求項２】
基板は、電極よりも表面積が大きい放熱部を備えることを特徴とする請求項１に記載の素子搭載方法。
【請求項３】
基板の電極および表面実装素子の電極の少なくとも一方にフラックスを塗布する塗布工程をさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載の素子搭載方法。
【請求項４】
搭載工程において搭載される表面実装素子の少なくとも１つは太陽電池素子であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の素子搭載方法。
【請求項５】
基板は複数の電極を備え、搭載工程は基板の複数の電極上に複数の表面実装素子をそれぞれ同時に搭載する工程であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の素子搭載方法。
【請求項６】
請求項１に記載の素子搭載方法に用いられる装置であって、基板上の少なくとも１つの電極の表面に固形ハンダを載置する載置部と、少なくとも１つの表面実装素子を前記ハンダの上に搭載する搭載部と、前記ハンダを加熱し溶融させる加熱部と、前記素子が電極上の所定箇所に位置したことを検知する検知部と、溶融したハンダを冷却する冷却部とを備えることを特徴とする素子搭載装置。
【請求項７】
基板の電極および表面実装素子の電極の少なくとも一方にフラックスを塗布する塗布部をさらに備えることを特徴とする請求項６に記載の素子搭載装置。
【請求項８】
検知部は表面実装素子が電極上の所定箇所に位置したことを画像認識を用いて検知することを特徴とする請求項６または７に記載の素子搭載装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、素子搭載方法および素子搭載装置に関し、詳しくは素子を基板へ搭載する素子搭載方法およびその方法に利用される素子搭載装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この発明に関する従来技術としては、光エネルギーによりハンダペーストを加熱、溶融する加熱手段と、前記ハンダペーストからの反射光を撮像して予め設定しておいた反射光のレベルとを比較して出力すべき光エネルギーを制御する制御手段とを備えるハンダ付け装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、表面実装部品を搭載する基板に、正規の搭載位置を示す搭載位置表示マークと、正規の搭載位置から位置ずれした量を示す位置ずれ量表示マークを設け、前記部品側の電極にはハンダボールをあらかじめ溶着させておき、前記ハンダボールの直径の半分程度の長さで意図的に位置ずれした状態で前記基板に搭載してから加熱し、前記部品が溶融したハンダの表面張力により移動して、部品により覆われていた搭載位置表示マークを目視できる状態になったことにより、正常にハンダ付けが行われたことを確認する表面実装部品用基板が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平７−７２５１号公報
【特許文献２】特開２００２‐３５３５７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電子機器の更なる発展、普及に伴い、生産コストを極力低減することが生産現場で強く求められている。そのためには、生産に係る工程を簡易化し、タクトタイム・工数を極力低減することが非常に重要である。しかし、一方、電子装置は精密機器であるため、その生産には高い精度が要求され、また信頼性を確保するために十分な検査工程も必要となっている。
このような状況の下、簡易化と高精度、この相反する条件を高いレベルで満たし、高い信頼性を確保することが電子機器の生産現場で大きな課題となっている。
【０００５】
このような観点から従来の技術を見ると、例えば、特許文献１に係る技術では、接合部（ハンダ付け部分）におけるハンダペーストの反射光のレベルにより出力すべきエネルギーを制御するので、まず、適切な反射光レベルを予め設定しておく必要がある。続いて、設定した反射光レベルと比較しながら出力すべき光エネルギーを制御するために、精度よく光を照射し、その反射光を受光して、高精度な画像認識を行うことも必要である。
また、特許文献２に係る技術においては、先ず、部品側の決められた位置に予めハンダボールを溶着しておくという別工程が必要であり、この工程に高精度な溶着技術が必要とされる。また、意図的に位置ずれした状態で搭載するといっても、その許容範囲はハンダボールの直径の半分程度の長さ以内、具体的には約０．２ｍｍ以内に制限され、依然として搭載工程での高精度な位置決めが要求されることには変わりがない。
加えて、特許文献２に係る技術では、表面実装部品により覆われていた搭載位置表示マークを目視することにより正常にハンダ付けがなされたことを確認するので、対象となる表面実装部品は自ずと比較的大きな寸法を有するものに限定されてしまう。
【０００６】
この発明は、以上のような事情を考慮してなされたものであり、特別な基板を用いることなく、目視が困難な小型の素子であっても簡易な手法により素子を基板に対してアライメント精度よくハンダ付けできる素子搭載方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は、基板上の少なくとも１つの電極の表面に固形ハンダを載置する載置工程と、少なくとも１つの表面実装素子を前記ハンダの上に搭載する搭載工程と、前記ハンダを加熱し溶融させる加熱工程と、前記素子が電極上の所定箇所に位置したことを検知する検知工程と、溶融したハンダを冷却する冷却工程とを備え、前記基板は電極以外の領域がハンダを弾く絶縁材で被覆され、電極はその一部に窪みが形成され、搭載工程において前記素子は電極または固形ハンダと部分的に重なるよう位置ずれして搭載され、検知工程は、加熱工程において溶融したハンダの表面張力によって前記素子が電極上の所定箇所に移動したことを検知し加熱工程における加熱を終了させる工程であることを特徴とする素子搭載方法を提供するものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、搭載工程において表面実装素子が基板上の電極、または、電極上に載置されたハンダと部分的に重なるように搭載され、検知工程では、加熱工程において溶融したハンダの表面張力によって前記素子が電極上の所定箇所に移動したことが検知されるので、特別な基板を用いることなく目視が困難な小型の素子であっても、簡易な手法により素子を基板に対してアライメント精度よくハンダ付けできる。
また、表面実装素子が電極上の所定箇所に移動したことが検知されると、加熱が終了されるので、過剰加熱や気泡の発生がない、ムラのないハンダ接合が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
この発明による、素子搭載方法は、基板上の少なくとも１つの電極の表面にハンダを載置する載置工程と、少なくとも１つの表面実装素子をハンダの上に搭載する搭載工程と、ハンダを加熱し溶融させる加熱工程と、前記素子が電極上の所定箇所に位置したことを検知する検知工程と、ハンダを冷却する冷却工程とを備え、前記基板は電極以外の領域がハンダを弾く絶縁材で被覆され、搭載工程において前記素子は電極またはハンダと部分的に重なるよう位置ずれして搭載され、検知工程は、加熱工程において溶融したハンダの表面張力によって前記素子が電極上の所定箇所に移動したことを検知し加熱工程における加熱を終了させる工程であることを特徴とする。
【００１０】
この発明による素子搭載方法において、基板上の電極とは、基板上に表面実装素子が搭載される電極を意味する。基板上には複数の電極が設けられていてもよい。
【００１１】
載置工程で電極上に載置されるハンダは、特に限定されるものではないが、例えば固形ハンダが用いられる。
固形ハンダを用いることにより、素子を搭載する搭載工程で使用される、例えば公知のチップマウンタ等の搬送装置を利用して、ハンダを基板電極上に載置することが可能になる。なお、ハンダには、環境に悪影響を与えにくい、無鉛ハンダを用いることが好ましい。
【００１２】
表面実装素子とは、基板上の電極にハンダを介して接合される電極を有する素子を意味し、例えば太陽電池やダイオードなどの素子が挙げられる。
【００１３】
加熱工程において利用される加熱方法は、ハンダを融点以上に加熱し、溶融させることができる方法であればよい。したがって、加熱方法にはハンダに対して熱を放射する方法、何らかの媒体を介した熱伝導によりハンダを加熱する方法、高温の気体やガスを吹き付ける方法など、様々な方法が利用できる。なお、ここで加熱方法は、ハンダを徐々に加熱する方法であってもよいし、また、急速に加熱する方法であってもよい。
また、加熱温度はハンダの融点近傍の温度とすることが望ましいが、具体的な温度はハンダの種類により異なる。
【００１４】
検知工程において利用される検知方法は、表面実装素子が電極上の所定箇所に位置したことを検知できる方法であればよい。したがって検知方法には、表面実装素子を撮像し、所定箇所に移動したことを画像認識によって判断する方法、表面実装素子の移動に伴って変化する電気抵抗を検出し、所定の閾値と比較することにより表面実装素子が所定箇所に移動したことを判断する方法、Ｘ線等を照射して素子と基板電極の重なり具合を検査する方法など、光学的、電気的または電磁的な様々な方法が利用できる。
【００１５】
冷却工程において利用される方法は、溶融されたハンダから熱を奪うか、或いは放出させ、ハンダを固化させることができる方法であればよい。したがって、冷却方法には、何らかの媒体を介した熱伝導を利用して放熱・冷却する方法、または冷却に適した温度の気体や液体に接触させる方法など、様々な方法が利用できる。また、ここで冷却方法は、徐冷または急冷のいずれであってもよい。
【００１６】
ハンダを弾く絶縁材とは、溶融したハンダが広がることなく粒状となり、付着し難い性質を備えた絶縁性の物質であればよく、特に限定されるものではないが、例えばソルダーレジスト等が挙げられる。このような絶縁材の上では、溶融したハンダが粒状となり一箇所に留まり難くなる。
【００１７】
この発明による素子搭載方法において、基板は、電極よりも大きい放熱部を備えていてもよい。
このような構成によれば、ハンダを加熱し溶融させる工程において、基板を加熱することにより、放熱部を介して基板の電極に熱を伝導させ、電極を全体的にハンダの融点温度以上に均一に加熱することができるので、溶融したハンダに気泡等を発生させることなく、電極上に表面実装素子を良好な状態でハンダ付けすることが可能になる。
【００１８】
この発明による素子搭載方法は、基板の電極および表面実装素子の電極の少なくとも一方にフラックスを塗布する工程をさらに備えていてもよい。
このような構成によれば、基板の電極および表面実装素子の電極のうち、少なくとも一方の電極にハンダがなじみやすくなり、ハンダ付けを確実に行うことが可能になる。
なお、ここでフラックスは、ハンダ付けする際に金属表面の酸化物を溶解し、同時に酸化を防ぎ、ハンダの界面張力を低下させるものであればよく、具体的な種類については特に限定されるものではない。
【００１９】
この発明による素子搭載方法において、表面実装素子の少なくとも１つは太陽電池素子であってもよい。
このような構成によれば、簡易な手法により太陽電池素子を基板の電極上にアライメント精度よくハンダ付けすることができ、簡易な方法で集光型の太陽電池基板を歩留まりよく生産することが可能になる。
【００２０】
この発明による素子搭載方法において、基板は複数の電極を備え、搭載工程は基板の複数の電極上に複数の表面実装素子をそれぞれ同時に搭載する工程であってもよい。
このような構成によれば、溶融されたハンダの表面張力を利用して、複数の電極に複数の表面実装素子を、１回の加熱工程でハンダ付けすることが可能になり、また、以降の冷却工程等も、電極や表面実装素子の数に係らずそれぞれ１回で済ますことができるので、生産効率を向上させることが可能になる。
【００２１】
また、この発明は、別の観点からみると、基板上の少なくとも１つの電極の表面にハンダを載置する載置部と、少なくとも１つの表面実装素子をハンダの上に搭載する搭載部と、ハンダを加熱し溶融させる加熱部と、前記素子が電極上の所定箇所に位置したことを検知する検知部と、ハンダを冷却する冷却部とを備え、前記基板は電極以外の領域がハンダを弾く絶縁材で被覆され、搭載部は前記素子を電極またはハンダと部分的に重なるよう位置ずれして搭載し、検知部は、加熱部で溶融させられたハンダの表面張力によって前記素子が電極上の所定箇所に移動したことを検知し加熱部による加熱を終了させることを特徴とする素子搭載装置を提供するものである。
【００２２】
この発明による素子搭載装置において載置部とは、基板上の電極の表面にハンダを載置することができる機能を有するものであればよい。載置部には、所定の場所からハンダを把持し、把持したハンダを基板上の電極付近まで搬送し、搬送したハンダを電極表面に載置する機能を有する、公知のマウンタ等が用いられてもよい。
【００２３】
搭載部とは基板上の電極の表面に載置されたハンダの上に表面実装素子を搭載することができる機能を有するものであればよい。搭載部には、所定の場所から表面実装素子を把持し、把持した表面実装素子を基板上の電極付近まで搬送し、搬送した表面実装素子を、電極表面に載置されたハンダの上に搭載する機能を有する、公知のマウンタ等が用いられてもよい。
また、搭載部に用いられるマウンタ等は、前述の載置部において用いられるものと兼用されてもよい。したがって搭載部は載置部を兼ねていてもよい。
【００２４】
加熱部とは、ハンダを融点以上に加熱し、溶融させることができる機能を有するものであればよい。したがって加熱部には、特に限定されるものではないが、例えば公知のホットプレート、オーブン、リフロー装置など、様々な装置が利用できる。
【００２５】
検知部とは、表面実装素子が電極上の所定箇所に位置したことを検知できる機能を有するものであればよい。したがって検知部には、表面実装素子を撮像し、所定箇所に移動したことを画像認識によって判断する機能、表面実装素子の移動に伴って変化する電気抵抗を検出し、所定の閾値と比較することにより表面実装素子が所定箇所に移動したことを判断する機能、Ｘ線等を照射して表面実装素子と基板の重なり具合を検査する機能など、光学的、電気的または電磁的な機能を有する様々な装置が利用できる。
【００２６】
冷却部とは、溶融されたハンダから熱を奪うか、或いは放出させ、ハンダを固化できる機能を有するものであればよい。したがって冷却部には、特に限定されるものではないが、例えば公知のコールドプレート、空冷用ファン、冷却ガス噴射装置など様々な装置が利用できる。
【００２７】
この発明による素子搭載装置は、基板の電極および表面実装素子の電極の少なくとも一方にフラックスを塗布する塗布部をさらに備えていてもよい。
このような構成によれば、基板の電極および表面実装素子の電極のうち、少なくとも一方の電極にハンダがなじみやすくなり、ハンダ付けを確実に行うことが可能になる。
なお、塗布部には、特に限定されるものではないが、例えば公知のディスペンサ等が用いられてもよい。
【００２８】
この発明による素子搭載装置において、検知部は表面実装素子が電極上の所定箇所に位置したことを画像認識を用いて検知してもよい。
このような構成によれば、公知の画像認識装置等を利用して、比較的簡易な手段により、表面実装素子が基板電極上の所定箇所に移動したことを検知することが可能になる。
なお、ここで画像認識装置は、特に限定されるものではないが、例えば、撮像装置、画像解析装置およびデータ記憶装置から構成されていてもよい。より具体的には撮像装置としてＣＣＤカメラが、また、画像解析装置およびデータ記憶装置として、ＣＰＵ、制御プログラムを格納したＲＯＭ、各種設定条件を格納したＲＡＭ、Ｉ／Ｏポートを備えたコンピュータが用いられてもよい。
【実施例】
【００２９】
以下、図面に示す実施例に基づいてこの発明を詳細に説明する。
【００３０】
図１は本発明の実施例に係る電子部品搭載装置（素子搭載装置）の概略的な構成を示す斜視図、図２は太陽電池セル（表面実装素子）を搭載するレシーバ基板を示す斜視図、図３は、図２に示されるレシーバ基板に固形ハンダ、太陽電池セルおよびダイオードが搭載される状況を示す説明図、図４は本発明の実施例による電子部品搭載装置によって集光型太陽電池基板を製造する工程を示す工程図、図５は太陽電池セルが太陽電池搭載部に移動したことを検知する工程を説明する説明図である。
【００３１】
図１に示される電子部品搭載装置１００は、基板受入れステージ１、フラックス塗布ステージ２、ディスペンサ（塗布部）３、パーツ搭載ステージ４、パーツストッカー５、ホットプレート（加熱部）６、画像認識装置（検知部）７、コールドプレート（冷却部）８、搬送ロボット（載置部、搭載部）９、基板取出しステージ１０、操作部１１により主に構成される。
また、図２〜４に示されるレシーバ基板（基板）１２は、基板（放熱部）１３、表面絶縁コーティング１４、太陽電池搭載部（電極）１５、ダイオード搭載部（電極）１６、裏面電極取出し端子１７、表面絶縁コーティング上に形成された配線パターン２３から構成される。
基板１３は、銅等の電気伝導性および熱伝導性に優れた金属で形成される。
加えて、表面絶縁コーティング１４は、ソルダーレジストのような電気抵抗および絶縁耐圧が高く、ハンダ濡れ性が悪いもので形成される。
なお、太陽電池搭載部１５およびダイオード搭載部１６は、表面絶縁コーティング１４が形成されておらず、基板１３の表面が露出し、電極として機能する。
さらに、太陽電池搭載部１５およびダイオード搭載部１６には窪み２４がそれぞれ形成されている。
以下に電子部品搭載装置１００を用いてレシーバ基板１２に部品が搭載され、ハンダ付けされる工程を、図１および図４に基づいて説明する。
【００３２】
オペレータにより、操作部１１の作業開始ボタンが押されると、図１に示されるようにレシーバ基板１２が電子部品搭載装置１００の基板受入れステージ１にセットされる。
次いでレシーバ基板１２は搬送ロボット９により、基板受入れステージ１からフラックス塗布ステージ２に搬送される。
【００３３】
この電子部品搭載装置１００において用いられる搬送ロボット９は、真空吸引による吸着装置を備えており、素子や固形ハンダのようなサイズものから、基板程度のサイズものまでを電子部品搭載装置１００上の所望の箇所から吸着し、さらに、吸着したものを電子部品搭載装置１００上の所望の箇所まで搬送、載置できる機能を有している。そのため、搬送ロボット９は電子部品搭載装置１００上の基板受入れステージ１から基板取出しステージ１０の間を軌道に沿って自由に移動でき、またその吸着部分は、前記軌道と直交する奥行き方向、上下方向に自由に移動できる。
【００３４】
フラックス塗布ステージ２に搬送されたレシーバ基板１２には、ディスペンサ３により太陽電池搭載部１５に６ｍｇ、ダイオード搭載部１６に１．５ｍｇのフラックスがそれぞれ塗布される（図４（ａ））（塗布されたフラックスについては図示せず）。
フラックスを塗布することにより、太陽電池搭載部１５およびダイオード搭載部１６にハンダがなじみやすくなり、ハンダ接合を確実に行うことができる。
【００３５】
次にレシーバ基板１２はフラックス塗布ステージ２からパーツ搭載ステージ４に搬送ロボット９により搬送される。
レシーバ基板１２をパーツ搭載ステージ４上に搬送した後、搬送ロボット９は太陽電池接合用固形ハンダ１８（８ｍｍ×６ｍｍ×０．２ｍｍ）をパーツストッカー５から取り出して、太陽電池搭載部１５に載置する。また、同様に、ダイオード接合用固形ハンダ２０をパーツストッカー５から取り出して、ダイオード搭載部１６に載置する。（図４（ｂ））。
太陽電池接合用固形ハンダ１８およびダイオード接合用固形ハンダ２０は、共に固形ハンダであるため、搬送ロボット９による吸着、載置が可能である。
これにより本実施例の電子部品搭載装置１００において、フラックス塗布以外の工程をすべて搬送ロボット９により行うことが可能である。
なお、太陽電池接合用固形ハンダ１８およびダイオード接合用固形ハンダ２０はともに環境に悪影響を与えにくい無鉛ハンダであることが好ましい。
【００３６】
続けて搬送ロボット９は太陽電池セル１９をパーツストッカー５から取り出して、太陽電池搭載部１５に載置された太陽電池接合用固形ハンダ１８上に、太陽電池搭載部１５よりＸ軸方向およびＹ軸方向においてそれぞれ約５０％ずつ位置ずれさせて搭載する（図４（ｃ））。
また、同様にダイオード２１をパーツストッカー５から取り出して、ダイオード搭載部１６上のダイオード接合用固形ハンダ２０上に、ダイオード搭載部１６よりＸ軸方向およびＹ軸方向においてそれぞれ約５０％ずつ位置ずれさせて搭載する（図４（ｄ））。
【００３７】
全てのパーツの搭載が完了したら、レシーバ基板１２は、搬送ロボット９によりホットプレート６に搬送される。
ホットプレート６上に搬送されたレシーバ基板１２は、ハンダ融点まで加熱される。ハンダ融点はハンダの種類によって異なるが、本実施例においては２３０℃まで加熱される。
レシーバ基板１２の基板１３は、銅等の電気伝導性および熱伝導性に優れた金属で形成されているので、ホットプレート６の熱は基板１３を介して、レシーバ基板１２表面の太陽電池搭載部１５およびダイオード搭載部１６に速やかに伝導する。
上述の熱伝導により、太陽電池搭載部１５およびダイオード搭載部１６の表面温度は短時間でハンダ融点に達し、太陽電池搭載部１５およびダイオード搭載部１６上にそれぞれ載置されているハンダ１８および２０はすぐに溶融する。
このように、基板１３を媒体とした熱伝導を利用して、太陽電池搭載部１５およびダイオード搭載部１６の全域に熱を伝導させ、これにより各搭載部上に載置されたハンダが加熱、溶融するので、加熱不足や過剰加熱がなく、気泡が発生しないムラのないハンダ接合が可能になる。
また、太陽電池セル１９やダイオード２１などの素子は裏面が薄膜であるため局所的な加熱により破損するおそれがあり、熱源が直接素子に触れないこのような加熱方法は、素子の破損を防止することにも貢献する。
【００３８】
ハンダが溶融すると、溶融したハンダ１８に載った太陽電池セル１９にはハンダ１８の表面張力による、いわゆるセルフアライメント機能が作用し、レシーバ基板１２上の太陽電池搭載部１５に移動する（図４（ｅ））。
表面絶縁コーティング１４のハンダ濡れ性が悪いことも相乗効果となり、フラックスが塗布されてハンダ濡れ性が良くなった太陽電池搭載部１５以外のレシーバ基板１２上において、溶融したハンダは広がることなく、弾かれて粒状となり、太陽電池搭載部１５に移動する。溶融前のハンダに搭載されていた太陽電池セル１９も、ハンダが溶融すると、ハンダの移動に従って太陽電池搭載部１５に移動する。
移動したハンダは、ハンダ濡れ性の良い太陽電池搭載部１５上で、窪み２４を中心として太陽電池搭載部１５の全域に均一に広がるので、ハンダ上の太陽電池セル１９は太陽電池搭載部１５上の所定箇所へ正確に配置される。
同様のプロセスでダイオード２１もダイオード搭載部１６上の所定箇所に移動して、正確に配置される（図４（ｅ））。
【００３９】
上述のように、太陽電池セル１９およびダイオード２１が、太陽電池搭載部１５およびダイオード搭載部１６上の所定箇所にそれぞれ移動する過程において、画像認識装置７は、画像認識により、太陽電池セル１９およびダイオード２１が太陽電池搭載部１５およびダイオード搭載部１６上の所定箇所にそれぞれ移動したことを検知する。
詳しくは図５に示されるように、あらかじめ太陽電池搭載部１５の隅に画像認識装置７のセンサ部２２を合わせておき、センサ部２２内のコントラストの変化を感知することにより、画像認識装置７はセンサ部２２に目標物が入ったことを検知する。
ハンダの溶融前、太陽電池セル１９はＸ軸方向およびＹ軸方向にそれぞれ約５０％位置ずれしてセットされているので、太陽電池セル１９は太陽電池搭載部１５の隅の部分を覆っており、太陽電池搭載部１５の隅は画像認識装置７のセンサ部２２に入っていない。
ハンダが溶融すると、セルフアライメント機能により溶融したハンダ上の太陽電池セル１９が太陽電池搭載部１５に移動する。
太陽電池セル１９の隅が、太陽電池搭載部１５の隅と重なるように画像認識装置７のセンサ部２２に入ると、隅の部分と他の部分とのコントラストの差が大きいため、このコントラストの変化により画像認識装置７は、太陽電池セル１９の隅が太陽電池搭載部１５の隅に一致するように移動したことを検知することができる。
これにより、太陽電池セル１９が太陽電池搭載部１５上の所定箇所に正確に配置されたことが検知され、ハンダの加熱を終了するタイミングとして認識される。
この画像認識装置７による検知手段は、目標位置を太陽電池搭載部１５の隅部分に設定することで当初目的を達成することができる。このため基板上に目標箇所となる基準マーク等を別途設ける必要がなく、検知や検査のための作業工数が増加することもない。
また、ダイオード２１がダイオード搭載部１６上の所定箇所へ移動するのを検知することに関しても、同様である。
【００４０】
上述の検知がなされると、ホットプレート６の加熱を終了し、接合状態を安定させるため、上述の工程を終え得られたレシーバ基板１２は約１０秒間その状態のまま保持される。その後レシーバ基板１２は、搬送ロボット９によりホットプレート６からコールドプレート８に搬送される。
なお、太陽電池セル１９が太陽電池搭載部１５上の所定箇所に移動したことが画像認識装置７により検知されると、ホットプレート６による加熱が終了されるので、過剰加熱や気泡の発生がない、ムラのないハンダ接合が可能になる。
コールドプレート８上に搬送されたレシーバ基板１２は、約６０秒間保持され、温度が４０℃以下になると、搬送ロボット９により基板取出しステージ１０に搬送される。
最後に、基板取出しステージ１０上に搬送されたレシーバ基板１２が取り出されることにより一連の作業は完了する。
【００４１】
以上の作業工程で示されるように、太陽電池セル１９やダイオード２１等の、目視が困難な小型の素子を基板に搭載する場合においても、溶融したハンダの表面張力によるセルフアライメント機能を利用するという簡易な手法により、素子を基板に対してアライメント精度よくハンダ付けすることが可能になる。
【００４２】
なお、本実施例において利用されるセルフアライメント機能を有効に作用させるための、太陽電池搭載部１５、固形ハンダ１８および太陽電池セル１９間の位置ずれの許容範囲は、太陽電池搭載部１５と固形ハンダ１８、および、固形ハンダ１８と太陽電池セル１９がそれぞれ一部分でも重なってさえいればよい。
本実施例においては、画像認識装置７のセンサ部２２を設定する都合上、Ｘ軸方向およびＹ軸方向それぞれ約５０％ずつ位置ずれして搭載したが、実験レベルでは、太陽電池搭載部１５上の固形ハンダ１８に、太陽電池セル１９を、その面積の１％程度の面積の分だけ重ねさえすれば、セルフアライメント機能を働かせることが可能である。
【００４３】
さらに、図６に示されるように、太陽電池搭載部１５に対して固形ハンダ１８はその面積の９０％分位置ずれして載置され、位置ずれして載置された固形ハンダ１８に対して、太陽電池セル１９が、さらにその面積の９０％分位置ずれして搭載された場合でもセルフアライメント機能を働かせることが可能である。この場合、太陽電池搭載部１５と太陽電池セル１９の位置ずれは、その面積で合計約１８０％分あり、直接的にはまったく重なっていないにもかかわらず、溶融したハンダの表面張力に伴うセルフアライメント機能により、太陽電池セル１９を太陽電池搭載部１５上の所定箇所に移動させることができる。
また、セルフアライメント機能による簡易かつ正確なハンダ接合を実現するためには、太陽電池セル１９などの素子の電極と、太陽電池搭載部１５などの基板の電極との面積の関係は次の範囲になることが望ましい。
素子の電極の面積×０．０１＜基板の電極の面積＜素子の電極の面積×２
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】この発明の実施例に係る電子部品搭載装置の概略的な構成を示す斜視図である。
【図２】太陽電池セルを搭載するレシーバ基板を示す斜視図である。
【図３】レシーバ基板に固形ハンダ、太陽電池セルおよびダイオードが搭載される状況を示す説明図である。
【図４】この発明の実施例による電子部品搭載装置によって集光型太陽電池基板を製造する工程を示す工程図である。
【図５】太陽電池セルが太陽電池搭載部に移動したことを検知する工程を説明する説明図である。
【図６】溶融したハンダの表面張力により太陽電池セルが太陽電池搭載部に移動した一例の、移動前の搭載状態を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４５】
１・・・・・・基板受入れステージ
２・・・・・・フラックス塗布ステージ
３・・・・・・ディスペンサ
４・・・・・・パーツ搭載ステージ
５・・・・・・パーツストッカー
６・・・・・・ホットプレート
７・・・・・・画像認識装置
８・・・・・・コールドプレート
９・・・・・・搬送ロボット
１０・・・・・基板取出しステージ
１１・・・・・操作部
１２・・・・・レシーバ基板
１３・・・・・基板
１４・・・・・表面絶縁コーティング
１５・・・・・太陽電池搭載部
１６・・・・・ダイオード搭載部
１７・・・・・裏面電極取出し端子
１８・・・・・太陽電池接合用固形ハンダ
１９・・・・・太陽電池セル
２０・・・・・ダイオード接合用固形ハンダ
２１・・・・・ダイオード
２２・・・・・センサ部
２３・・・・・配線パターン
２４・・・・・窪み
１００・・・・電子部品搭載装置
【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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