(57)【要約】      （修正有）【課題】電子部品装着機等に用いられるノズルであって、吸着面の摩耗とそれに伴う反射光（輝度）の増大を回避したもので、とりわけ高耐熱性・高硬度な微小チップ部品の実装に好適な実装用吸着ノズルを提供する。【解決手段】部分安定化ジルコニアに、必要に応じて導電材を添加してなる実装用吸着ノズル１において、該実装用吸着ノズル１の少なくとも先端吸着面２が、クロム、タングステン、チタン、モリブデン及びそれらの炭化物、酸化物、窒化物から選ばれる１種又は２種以上を含有する中間層膜６を介して、硬度（Ｈｖ）３０００Ｋｇ／ｍｍ２以上の炭素膜７が形成されている。【選択図】図１
0003214792.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
部分安定化ジルコニアに、必要に応じて導電材を添加してなる実装用吸着ノズルにおいて、該実装用吸着ノズルの少なくとも先端吸着面が、クロム、タングステン、チタン、モリブデン及びそれらの炭化物、酸化物、窒化物から選ばれる１種又は２種以上を含有する中間層膜を介して、硬度（Ｈｖ）３０００Ｋｇ／ｍｍ２以上の炭素膜が形成されていることを特徴とする実装用吸着ノズル。
【請求項２】
炭素膜が、水素フリーの非晶質炭素膜である請求項１記載の実装用吸着ノズル。
【考案の詳細な説明】
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本考案は、コンデンサーチップや抵抗器チップなどの電子チップ部品を回路基板に実装するための電子部品装着機等に好適に用いられる部分安定化ジルコニア製の電子部品実装用吸着ノズルに関する。
【背景技術】
【０００２】  近年、回路基板の実装分野では、基板の高集積化と高精度化に伴い、微細なチップ部品を高速且つ高精度に実装できる電子部品装着機の開発が盛んに行われている。この電子部品装着機は、外気を吸引する真空吸引ヘッドの先端部にチップ部品を吸着保持する実装用吸着ノズルが取り付けられており、ヘッド部はフィーダー部と回路基板との間を往復移動する。この時、ノズルによって真空吸着されたチップ部品は、ヘッド部がフィーダー部と回路基板との間を移動する途中において画像解析によりチップ部品の吸着状態や部品装着の位置を判定した後に回路基板に装着されるもので、この画像解析は、ノズルの前方からチップ部品および吸着面の方向に光を照射し、反射光量の差からチップ部品の形状や電極位置などを解析することによって行われている。【０００３】  図２は、この電子部品装着機を用いたチップ部品の回路基板への実装工程の一例を示す概略図である。【０００４】  図２に示す電子部品装着機１０は、そのヘッド部先端に装着された部品吸着用の実装用ノズル１と、チップ部品１１を並べたフィーダー部のトレイ１２と、当該実装用ノズル１に吸着・保持されたチップ部品１１に向けて光を照射するライト１３と、チップ部品１１からの反射光を受光するためのＣＣＤカメラ１４と、ＣＣＤカメラ１４で受光した反射光を画像処理するための画像解析装置１５とで構成されている。ここで実装用ノズル１は、図１に例示するように真空吸引することによって電子部品を吸着・保持するための吸着面２を先端に有し、後端から該吸着面にまで連通する吸引孔３をノズル軸心部に有すると共に、ノズル後端から先端に向けて円筒部４、円筒部４の先端側に逆円錐形の円錐部５からなる部位で構成され、該吸引孔３の先端部から後端部の方向に外気の吸引が行われることにより吸着面２にチップ部品１１を吸着・保持するものである。【０００５】  そして、この電子部品装着機１０は、実装用吸着ノズル１がトレイ１２まで移動し、トレイ１２上に並べられたチップ部品１１を吸着すると、ライト１３がノズル１に吸着されたチップ部品１１へ向けて光を照射し、この光がチップ部品１１の本体等に当たって反射する反射光をＣＣＤカメラ１４で受光し、ＣＣＤカメラ１４で受光した画像を基に画像解析装置１５によってチップ部品１１のずれや位置を測定して、そのデータを基に回路基板（図示せず）の所定の位置にチップ部品１１を吸着したノズル１を移動させて、回路基板上にチップ部品１１を実装する仕組みとなっている。【０００６】  ところで、近年、回路基板がエンジン回りなどの高温環境の下で使用されるケースが増えている関係で、基板自体の耐熱性と耐久性改善に加え、回路基板に取り付けられるチップ部品にも、高温下で安定して使用できる高い耐熱性を有するチップ部品の使用普及が進んでいる。この高耐熱性のチップ部品は、チップ部品の表面を、エポキシ樹脂中に微粉砕された酸化ケイ素や酸化アルミニウム等の粉末を分散させたコーティング液でコートすることで高い耐熱性を保持させていることから、おのずとチップ部品の表面硬度も高くなっている。【０００７】  かかる状況下、表面硬度の高いチップ部品を上記装着機で実装すると、部品を吸着保持するノズル先端面の摩耗が激しく、部品の脱着を判定する反射光による画像認識のトラブルに発展し、吸着を解除されても離反しないでそのまま持ち帰ったり、装着ミスが多発するといったノズル先端吸着面の摩耗に起因する新たな課題を生んでいる。【０００８】  こうした技術背景に応えるべく、ノズル吸着面の硬度対策として吸着面に炭素膜をイオン化蒸着法やスパッタリング法等の方法でコーティングする方法が試みられており、その一例として特許文献１が報告されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平０６−２４４５９２号公報
【００１０】  ところが上記先行の技術事例では、炭素膜の硬度が高々１５００〜２５００Ｋｇ／ｍｍ２程度であり、実使用には到底耐え切れないばかりか、炭素膜と吸着面との密着力が弱く、部品装着機による短時間の実装で炭素膜が剥がれてしまうといった問題を抱えていた。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【００１１】  本考案は、上記実情に鑑み、実装用吸着ノズルの先端吸着面に高硬度で高密着の炭素膜を設けることで、吸着面の摩耗と、それに伴う反射光（輝度）の増大を回避することに成功したもので、とりわけ高耐熱性・高硬度な微小チップ部品の実装に好適なノズルの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】  本考案者等は、上記課題を解決するために、ジルコニア製ノズルの表面に強固な炭素膜を形成させるべく鋭意検討した結果、先端吸着面に、ガスクラスターイオンビーム援用照射下、クロム、タングステン、チタン、モリブデン及びそれらの炭化物、酸化物、窒化物から選ばれる１種又は２種以上を含有する中間層膜を形成し、その中間層膜を介して特定硬度の炭素膜を形成することにより、吸着面との密着力に優れた高硬度炭素膜を形成させることに成功し、本考案を完成させるに至ったものである。【００１３】  即ち、本考案のうちの第１の考案は、部分安定化ジルコニアに、必要に応じて導電材を添加してなる実装用吸着ノズルにおいて、該実装用吸着ノズルの少なくとも先端吸着面が、クロム、タングステン、チタン、モリブデン及びそれらの炭化物、酸化物、窒化物から選ばれる１種又は２種以上を含有する中間層膜を介して、硬度（Ｈｖ）３０００Ｋｇ／ｍｍ２以上の炭素膜が形成されている実装用吸着ノズルであり、また第２の考案は前記実装用吸着ノズルにおいて、炭素膜が水素フリーの非晶質炭素膜であるノズルに関する。
【考案の効果】
【００１４】  本考案によれば、ノズル先端の吸着面が、クロム、タングステン、チタン、モリブデン及びそれらの炭化物、酸化物、窒化物から選ばれる１種又は２種以上を含有する中間層膜を介して、特定硬度の炭素膜が形成されてなるものであるため、とりわけ高耐熱性で高硬度な微小チップ部品の実装用ノズルとして好適で、実装時のノズル吸着面の摩耗とそれに伴う高輝度化が抑えられることから、ノズルの使用寿命が大幅に伸びるばかりか、引いては電子部品の装着精度の向上と高効率化に大きく貢献するものである。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】（Ａ）は、本考案の実装用吸着ノズルの一実施形態を示す斜視図であり、（Ｂ）はその側面断面図である。また、（Ｂ）の円枠突き出しは、ノズル吸着面の部分拡大図である。
【図２】は、本考案の実装用吸着ノズルを具備した電子部品装着機を用いてチップ部品を回路基板に実装する電子部品装着装置の構成例を示す概略図である。
【考案を実施するための形態】
【００１６】  以下、本考案について詳しく説明する。
【００１７】  本考案の実装用吸着ノズル１は、部分安定化ジルコニアと、必要に応じて導電材とからなる混合物に、バインダーや成形助剤等を加えて混練し、スプレードライヤー等の公知の方法で乾燥して粉末又は顆粒状の原料を作製した後、これを射出成形してノズル形状となし、更に脱媒、焼成工程を経て作製された部分安定化ジルコニアを主材とする焼結成形ノズルであって、且つ該ノズルの先端吸着面がクロム、タングステン、チタン、モリブデン及びそれらの炭化物、酸化物、窒化物から選ばれる１種又は２種以上を含有する中間層膜６を介して、炭素膜７が形成されてなるものである。
【００１８】  本考案において、ジルコニアの部分安定化剤としては、酸化イットリウム、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化セリウム等の一種が好ましく、中でも酸化イットリウムが好ましい。酸化イットリウムの添加量は１〜５モル％、好ましくは２〜４モル％であり、１モル％未満では単斜晶ジルコニア量が増加して焼結体内部にクラックが多発し機械的強度が低下する一方、酸化イットリウムの添加量が５モル％を超えると焼結体中に立方晶ジルコニアが多く生成してこの場合も高い機械的強度が期待できなくなるなど、上記１〜５モル％の範囲外ではジルコニア特有の応力誘起相変態機能を生み出す正方晶ジルコニアの生成が少なくなるといった不都合が生じる。
【００１９】  また、本考案で使用する部分安定化ジルコニアの平均結晶粒子径は０．５〜２．０μｍのものが好ましく、平均結晶粒子径が０．５μｍ未満では応力誘起相変態機能が十分発揮されないことから優れた曲げ強度や破壊靱性等の機械的強度が得られないのに対し、平均結晶粒子径が２．０μｍより大きいと、１００〜３００℃程度の比較的低温下での経時劣化が進行しやすくなったり、耐摩耗性や耐衝撃性等が低下する。尚、本考案において、ノズル素材を部分安定化ジルコニアに限定する理由は、ジルコニア特有の応力誘起相変態機能に基づく高い強度と破壊靭性を有することに加え、各種セラミックスの中でも後工程で設けられる中間層膜との密着性に優れるという経験則に基づくもので、これは中間層膜との何らかの化学的な相性の良さが働いているものと推察される。
【００２０】  一方、本考案で使用する導電材としては、酸化チタンや酸化鉄、酸化ニッケル、酸化クロム、炭化ケイ素、窒化ケイ素等の金属酸化物や炭化物、窒化物から選ばれる少なくとも一種が使用可能であるが、中でも酸素欠損酸化チタンが少ない添加量で高い導電性を付与できることから、硬度低下が最小限に抑えられる点で好ましい。これら導電材の添加量は、電子部品実装時の部品の静電破壊や持ち帰り、更には部品の吹き飛び、汚染等のノズルの静電気や帯電に起因するトラブル回避に必要とされるノズルの先端と後端との間の電気抵抗値が１０３〜１０１０Ωになるよう導電材の種類に応じて適宜決めればよく、例えば酸化鉄や酸化ニッケル等の金属酸化物の場合は部分安定化ジルコニアに対して２０〜４０重量％が、また酸素欠損酸化チタンの場合は部分安定化ジルコニアに対し１０〜２０重量％の添加量が好ましい。
【００２１】  ここで酸素欠損酸化チタンとは、部分安定化ジルコニアに二酸化チタン等を添加した成形体を、１３００〜１５００℃の条件下で還元焼成することで二酸化チタン中の酸素の一部を欠損させたもので、化学式ＴｉＯｘ（１．５０≦Ｘ≦１．９５）で表される、平均結晶粒子径０．０３〜０．３０μｍ程度のものを指す。即ち、二酸化チタンは、常温では白色で絶縁体であるが、高温で還元焼成すると酸素欠損が起こって色味が灰色、青黒色を経て真黒色に着色すると共に、電気伝導性が高くなるもので、上記酸素欠損酸化チタンの化学式ＴｉＯｘにおいてＸ値が１．５０未満の場合は、その結晶がＮａＣｌ型構造に変化しやすく、体積収縮を起こして強度が低下する一方、Ｘ値が１．９５を超えると黒色度や導電性が不足して目的とする実装用吸着ノズルが得られない。
【００２２】  尚、本考案において、酸素欠損酸化チタン中の酸素量、すなわちＴｉＯｘのＸ値は、通常、酸素欠損酸化チタンは大気中５００〜６００℃の温度で酸化されて二酸化チタンになり、黒色から白色に変化することから、還元焼成後の実装用ノズルを、大気中で昇温速度２０℃／分とし、常温〜１０００℃で熱分析（ＴＧ−ＤＴＡ）し、その間の重量増加分を酸化に伴う酸素の増加量としてＸ値を求めることで算出できる。
【００２３】  また、本考案の酸素欠損酸化チタンは、例えばＴｉ２Ｏ３、Ｔｉ３Ｏ５、Ｔｉ４Ｏ７、Ｔｉ５Ｏ９等の低次酸化チタンを含むものであって、酸化チタン全体をこれら酸素欠損酸化チタンで構成したもの、あるいは酸素欠損酸化チタンと二酸化チタンが混在したもの、粒子内部と、粒子表面又はその近傍で酸素欠損度が異なるよう低次化したもの、などが使用可能であるが、それらの成分組成を一般式ＴｉＯｘで表した時、Ｘ値が１．５０〜１．９５であることが重要である。
【００２４】  本考案の実装用吸着ノズルはまた、電子部品装着装置への組み付けに際し、吸着面以外の外周面における全ジルコニア結晶相の９０％以上が正方晶ジルコニアで構成されてなるものが好ましく、正方晶ジルコニアが９０％未満になると、強度や破壊靭性が低下して、優れた耐久性が得られなくなる。
【００２５】  本考案の実装用吸着ノズルは、上記部分安定化ジルコニア製ノズルの少なくとも先端吸着面に、ガスクラスターイオンビーム援用照射下、クロム、クロム炭化物、クロム酸化物、クロム窒化物、タングステン、タングステン炭化物、タングステン酸化物、タングステン窒化物、チタン、チタン炭化物、チタン酸化物、チタン窒化物、モリブデン、モリブデン炭化物、モリブデン酸化物及びモリブデン窒化物のうちの１種又は２種以上（以下、中間層膜形成物質ともいう）を含有する中間層膜を形成し（中間層膜形成工程）、更にその表面にガスクラスターイオンビーム援用照射下、炭素膜を形成した（炭素膜形成工程）ものである。
【００２６】  ここで、中間層膜形成工程及び炭素膜形成工程で援用照射されるガスクラスターイオンビームとは、希ガス（例えばアルゴン、ヘリウム、ネオン等）、酸素、炭素酸化物（例えばＣＯ、ＣＯ２など）、窒素及び窒化物（例えば一酸化二窒素（Ｎ２Ｏ）、一酸化窒素（ＮＯ）、三酸化窒素（Ｎ２Ｏ３）、二酸化窒素（ＮＯ２）、ヒドラジン（Ｎ２Ｈ４）等）から選ばれる１種類のガス又は２種類以上の混合ガスからなるのが好ましい。前記ガスクラスターイオンビームを得るための加速電圧は、好ましくは１〜１００ｋＶであり、より好ましくは１〜５０ｋＶである。ガスクラスターを構成する原子又は分子の数（クラスターサイズ）は特に限定されないが、１０〜２００，０００の範囲が好ましい。
【００２７】  尚、中間層膜形成前のノズル先端吸着面や、中間層膜形成後の表面を予めガスクラスターイオンビームで照射処理しておけば、処理面が清浄化及び平坦化して密着性を一段と向上させることができる。かかる目的で適用するガスクラスターイオンビームは、希ガス（例えばアルゴン、ヘリウム、ネオン等）、酸素、炭素酸化物（例えばＣＯ、ＣＯ２等）、窒素及び窒化物（例えば一酸化二窒素（Ｎ２Ｏ）、一酸化窒素（ＮＯ）、三酸化窒素（Ｎ２Ｏ３）、二酸化窒素（ＮＯ３）、ヒドラジン（Ｎ２Ｈ４）等）から選ばれる１種類のガス又は２種類以上の混合ガスからなるのが好ましい。前記ガスクラスターイオンビームを得るための加速電圧は、好ましくは１〜１００ｋＶであり、より好ましくは１〜５０ｋＶである。かかるガスクラスターを構成する原子又は分子の数（クラスターサイズ）は、１０〜２００，０００が好ましい。また、これら表面清浄化及び平坦化処理に用いるガスクラスターイオンビームは、中間層膜や炭素膜の形成時に用いるガスクラスターイオンと同一発生源から得ることができるため、同じ真空槽内で連続して処理することができる。また、中間層膜形成前の先端吸着面は、クロムめっき、ニッケルめっき、コバルトめっき、銅めっき、及びそれらの合金めっきから選ばれる１種又は２種以上のめっきで予めめっき処理したり、研磨処理しておくことで密着性を更に向上させることもできる。
【００２８】  本考案において、中間層膜の形成方法としては、例えば真空減圧下に、中間層膜形成物質を蒸発気化させ、これをイオン化して、若しくはイオン化せずに、上記ノズル吸着面表面に付着させるとともに、ガスクラスターイオンビームを援用照射して中間層膜を吸着面表面に強固に形成させる方法が一例として挙げられる。
【００２９】  中間層膜形成物質の具体例としては、Ｃｒ、ＣｒＣ、Ｃｒ２Ｏ３、ＣｒＮ、Ｗ、ＷＣ、ＷＯ２、ＷＯ３、ＷＮ、ＷＮ２、Ｔｉ、ＴｉＣ、ＴｉＯ、ＴｉＯ２、Ｔｉ２Ｏ３、ＴｉＮ、Ｍｏ、ＭｏＣ、Ｍｏ２Ｃ、ＭｏＯ２、ＭｏＯ３、Ｍｏ２Ｎ又はこれらの混合物などが挙げられる。これらの中間層膜形成物質は、そのまま吸着面表面に付着させて、ガスクラスターイオンビームを吸着面表面に援用照射することによって中間層膜を形成するものである。上記中間層膜形成物質を蒸発気化させる手段としては、例えばスパッタリング、レーザーアブレーション、イオンビーム、電子ビーム又はるつぼ加熱等の公知の手段が挙げられる。中間層膜形成物質をイオン化する手段は、公知の手段であってよく、このような手段としては、例えば電子衝撃イオン化（ｅｌｅｃｔｒｏｎ  ｉｍｐａｃｔ  ｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ：ＥＩ）手段、脱離電子イオン化（ｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎ  ｅｌｅｃｔｒｏｎ  ｉｏｎａｉｚａｔｉｏｎ：ＤＥＩ）手段、フィールドイオン化（ｆｉｅｌｄ  ｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ：ＦＩ）手段、又は光イオン化手段などが挙げられる。中間層膜形成物質をイオン化して吸着面表面上に付着させる場合には、イオン化させた中間層膜形成物質の粒子を高電圧等で加速させ、吸着面表面に衝突させて付着させても良い。これも公知の手段に従ってよく、公知の加速器などが使用できる。
【００３０】  中間層膜の形成条件としては、膜形成時の真空減圧度、ノズル吸着面温度、中間層膜形成物質の蒸着粒子もしくはそのイオン化粒子の原子数または分子数とガスクラスターイオンとの比率、さらにはガスクラスターイオンの加速電圧等が挙げられるが、これらを中間層膜形成物質の種類や中間層膜の特性、膜形成速度等を考慮して適宜に定めることができる。
【００３１】  上記中間層膜形成工程に使用されるガスクラスターイオンビームにおけるガスクラスターは、通常、クラスターガスから生成される。より具体的には、真空減圧下に、クラスターガスがクラスター生成用ノズルから放出されると、その際に断熱膨張作用によりクラスターガスが冷却され、冷却によって複数の上記した原子又は分子が凝縮し、ガスクラスターが生成される。
【００３２】  ガスクラスターを構成する原子又は分子は、通常、常温・常圧の条件下において気体状の原子または分子であるが、ガスクラスターに用いることができる原子又は分子であれば特に限定されない。例えば、希ガス（例えばアルゴン、ヘリウム、ネオン等）、酸素、炭素酸化物（例えばＣＯ、ＣＯ２等）、窒素、窒化物（例えば一酸化二窒素（Ｎ２Ｏ）、一酸化窒素（ＮＯ）、三酸化二窒素（Ｎ２Ｏ３）、二酸化窒素（ＮＯ２）、ヒドラジン（Ｎ２Ｈ４）等）から選ばれる１種類または２種類以上が挙げられる。上記クラスターガスは、通常、上記ガスクラスターを構成する原子または分子のガスであり、１種類の前記原子または分子のガスであってもよいし、２種類以上の混合ガスであってもよい。ガスクラスターを構成する原子または分子の数（クラスターサイズ）は限定されることはないが、１０〜２００，０００であることが好ましい。クラスターサイズの分布は、ガス圧力や温度、ノズルの大きさや形状によって適宜に選択できる。
【００３３】  ガスクラスターは、例えば電子線等のイオン化放射線を照射するなどの公知の手段によりイオン化され、ついで電圧をかけて加速エネルギーをイオン化粒子に付与する等の公知の手段によって加速されて、ガスクラスターイオンビームとなる。かかる照射は、連続照射であってもよいし、間断照射であってもよい。
【００３４】  中間層膜形成物質の蒸発粒子又はそのイオン化粒子の原子数または分子数とガスクラスターイオン数との比は、例えば中間層膜形成物質を構成する分子数１〜５，０００に対して、ガスクラスターイオン数を１〜１０とすることが好ましい。またガスクラスターイオンを加速する電圧等についても特に限定されることはなく、所望の特性を持つ中間層膜を形成する範囲において設定される。例えば、本考案においては、ガスクラスターイオンの加速電圧が約１〜１００ｋＶの範囲であることが好ましく、約１〜５０ｋＶの範囲であることがより好ましい。
【００３５】  前記操作により、ガスクラスターイオンがノズル吸着面表面と多体衝突する際に、局所的・瞬間的な高温高圧状態が生じるため、基材を加熱しなくとも常温において緻密で、経時的に安定した中間層膜が形成される。
【００３６】  なお、本工程の中間層膜形成の初期において、高加速電圧（例えば加速電圧１００〜３００ｋＶ）でガスクラスターイオンビームを援用照射すると、中間層膜と上記吸着面とのミキシング層が形成される。このミキシング層は、吸着面と中間層膜との密着性の向上に寄与する。また、本考案において、中間層膜の膜厚は特に限定されることはないが、１ｎｍ〜１μｍの範囲が好ましい。
【００３７】  次に、炭素膜形成工程について説明する。
炭素膜形成工程に使用される手段としては、例えば真空減圧下に、炭素質材料を蒸発気化させ、これをイオン化して、若しくはイオン化せずに、前記中間層膜形成工程で得られた中間層膜上に付着させるとともに、ガスクラスターイオンビームを援用照射して炭素膜を中間層膜上に形成する手段などが挙げられる。
【００３８】  炭素膜形成工程に使用される炭素質材料としては、例えばダイヤモンドを除いた各種炭素材料などが挙げられ、より具体的には、フラーレン、カーボンナノチューブ、グラファイト、無定形炭素、および水素を含有しないカルビン等のうちから選ばれる１種類または２種類以上が挙げられる。これらの炭素質材料は、不純物以外に水素を含有せず、且つ非晶質であることが炭素膜自体の耐熱性維持や高硬度が得られる点で好ましい。中でも、フラーレンやカーボンナノチューブ、あるいはそれらの同族体が好適なものとして例示される。これらの炭素質材料は、通常、蒸発気化されて、さらにイオン化されて或いはイオン化されずに前記中間層膜上に付着される。炭素質材料を蒸発気化させる手段ば、スパッタリング、レーザーアブレーション、イオンビーム、電子ビーム、るつぼ加熱等の公知の手段が挙げられる。炭素質材料をイオン化する手段は、公知の手段であってよく、このような手段としては、例えば電子衝撃イオン化（ｅｌｅｃｔｒｏｎ  ｉｍｐａｃｔ  ｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ：ＥＩ）手段、脱離電子イオン化（ｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎ  ｅｌｅｃｔｒｏｎ  ｉｏｎａｉｚａｔｉｏｎ：ＤＥＩ）手段、フィールドイオン化（ｆｉｅｌｄ  ｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ：ＦＩ）手段、又は光イオン化手段などが挙げられる。炭素質材料をイオン化して付着させる場合には、イオン化した上記炭素質材料の粒子を高電圧等で加速し、中間層膜表面に衝突させて付着させてもよい。これも公知の手段に従ってよく、公知の加速器等を用いてよい。
【００３９】  炭素膜の形成条件としては、膜形成時の真空減圧度、成膜時のノズル吸着面温度、炭素質材料の蒸着粒子もしくはそのイオン化粒子の原子数または分子数とガスクラスターイオンとの比率、さらにはガスクラスターイオンの加速電圧等が挙げられるが、これらを炭素質材料の種類や炭素膜の特性、成膜速度等を考慮して適宜に定めることができる。
【００４０】  炭素膜形成に用いるガスクラスターを構成する原子又は分子は、通常、常温・常圧の条件下において気体状である原子又は分子であるが、ガスクラスターに用いることができる原子又は分子であれば特に限定されない。例えば、希ガス（例えばアルゴン、ヘリウム、ネオン等）、酸素、炭素酸化物（例えばＣＯ、ＣＯ２等）、窒素、窒化物、（例えば一酸化二窒素（Ｎ２Ｏ）、一酸化窒素（ＮＯ）、三酸化二窒素（Ｎ２Ｏ３）、二酸化窒素（ＮＯ２）、ヒドラジン（Ｎ２Ｈ４）等）から選ばれる１種類または２種類以上が挙げられる。かかるクラスターガスは、通常、ガスクラスターを構成する原子または分子のガスであり、１種類の前記原子または分子のガスであってもよいし、２種類以上の混合ガスであってもよい。また、ガスクラスターを構成する原子または分子の数（クラスターサイズ）は限定されることはないが、１０〜２００，０００であることが好ましい。クラスターサイズの分布は、ガス圧力や温度、ノズルの大きさや形状によって適宜に選択できる。
【００４１】  ガスクラスターは、例えば電子線照射等の公知の手段によりイオン化され、ついで加速エネルギー（例えば加速電圧等）を付与する等の公知の手段によって加速されて、ガスクラスターイオンビームとなる。本工程においては、このガスクラスターイオンビームが照射されることになる。かかる照射は、連続照射であってもよいし、間断照射であってもよい。
【００４２】  炭素質材料の蒸発粒子もしくはそのイオン化粒子の原子数とガスクラスターイオン数との比は、例えば炭素質材料を構成する原子数１〜５，０００に対して、ガスクラスターイオン数１〜１０とすることが好ましい。またガスクラスターイオンを加速する電圧についても特に限定されることはなく、所望の特性を持つ炭素膜を形成する範囲において設定される。例えば、本考案においては、ガスクラスターイオンの加速電圧が１〜１００ｋＶの範囲であることが好ましい。
【００４３】  前記操作により、ガスクラスターイオンが吸着面表面と多体衝突する際に、局所的・瞬間的な高温高圧状態が生じるため、吸着面を加熱することなく常温において緻密で、経時的に安定した炭素膜が形成される。
【００４４】  本工程によって得られる炭素膜は、その成膜プロセスにおいて水素を含有する物質を用いる必要が全くないため、炭素膜が水素を含有することによって耐熱性が損なわれることがない。また、本考案による炭素膜は、グラファイト化温度が４００℃以上に及ぶ高い耐熱性、すなわちグラファイト化耐性および構造安定性を有する。
【００４５】  なお、本工程の炭素膜形成の初期において、高加速電圧（例えば加速電圧１００〜３００ｋＶ）でガスクラスターイオンビームを援用照射すると、炭素膜との密着性の向上に寄与する。本考案において、炭素膜の膜厚は特に限定されないが、膜の耐久性の観点から１ｎｍ〜５μｍの範囲が好ましい。
【００４６】  本考案の実装用吸着ノズルはまた、中間層膜の表面に形成された炭素膜の硬度（Ｈｖ）が３０００Ｋｇ／ｍｍ２以上、好ましくは３５００Ｋｇ／ｍｍ２以上のものである。硬度が３０００Ｋｇ／ｍｍ２未満では、実装用吸着ノズルとして使用した場合、短時間で吸着面が摩耗し、部品装着時の反射光（輝度）が増大する結果、画像認識ができなくなって部品の装着ミスが多発する。
【実施例】
【００４７】（実施例１〜２、比較例１〜２）
以下、実施例に基づき本考案を説明するが、本考案はこれらの実施例に限定されるものでない。【００４８】  酸化イットリウムを３モル％含有する平均結晶粒子径１．０μｍの部分安定化ジルコニアに、平均粒子径０．０７μｍの二酸化チタンを１０重量％加え、これにアクリル系やエチレン酢酸ビニル系のバインダーとワックス類などを加えて混練乾燥することによりコンパウンド原料を作製した。そしてこのコンパウンド原料を金型温度４０℃、押出温度１５０℃の条件で射出成形し、図１に示すノズル形状の成形品を得た。この成形品を、大気中４５０〜９００℃の条件で脱媒した後、アルゴンを主成分とする不活性ガス中で温度１１００℃〜１６００℃で１時間焼成して、電気抵抗値が１０６Ωの酸素欠損酸化チタン含有部分安定化ジルコニア製ノズルを作製した。【００４９】  得られたノズルの吸着面表面に対し、２０ｋＶに加速した平均アルゴン原子数１０００個のアルゴンクラスターイオンを５×１０１６個／ｃｍ２の条件で照射し、表面の清浄化を行った。清浄化後の吸着面表面に、クロムをマグネトロンスパッタリングによって気化蒸発させつつ、表面清浄化の場合と同条件で形成したアルゴンクラスターイオンを５ｋＶの電圧で加速させることによりアルゴンクラスターイオンビーム援用照射を行い、０．１μｍの中間層膜を形成した。中間層膜形成後、その表面に対し、炭素蒸発源として水素フリーのフラーレンをるつぼ加熱して蒸発させつつ、表面清浄化の場合と同条件で形成したアルゴンクラスターイオンを５ｋＶの電圧で加速させることによりアルゴンクラスターイオンビーム援用照射を行い、膜厚が種々異なる炭素膜を形成させた。【００５０】  得られた実装用吸着ノズルについて、電子部品装着機を模した下記耐久試験を行い、炭素膜形成なしの場合（比較例２）、及び吸着面を電子ビームで高硬度処理した場合（比較例１）、本考案の炭素膜を形成した場合（実施例１及び２）について、それぞれの硬度と耐久試験後の摩耗状態及び摩耗量を調べ、結果を表１にまとめた。【００５１】  耐久試験は、上記の方法で作製したノズルの先端吸着面を、下記条件下で高耐熱性部品に高速で衝突させた時の摩耗状態と摩耗量を測定して耐久性の目安とした。
・衝撃荷重値  ５［Ｎ］
・押し込み量  １．２［ｍｍ］
・回転速度    ９００［ｒｐｍ］
・衝突回数    ２５００万及び５０００万［回］
・試験温度    ２３±３［℃］
・衝突相手材  トランジスタ部品（正確性を期して、２５００万回で入れ替えを実施）【００５２】  又、炭素膜の硬度は同条件で作製した板型テストピースをナノテック株式会社製のＡＥセンサー付き自動クラッチ試験機（機種：マイクロスクラッチテスターＭＳＴ）を用い、下記条件で測定した。
・試験開始負荷  ０［Ｎ］
・最大負荷  ３０［Ｎ］
・負荷速度  ３０［Ｎ／ｍｉｎ］
・スクラッチ針速度  １０［ｍｍ／ｍｉｎ］
・試験距離  １０［ｍｍ］
・試験温度  ２５℃【００５３】
【表１】
0003214792.tif 000003
【００５４】  表１の結果から、炭素膜を施していない面は摩耗の進行が早く、先端面が全面摩耗し、摩耗量も多くなっている。一方、炭素膜を施した本考案のノズル吸着面は摩耗の進行がほとんど進んでおらず若干の摩耗状態を維持していることが確認され、高耐熱性化チップ部品を実装する実装用吸着ノズルとして好適であることが分かった。
【産業上の利用可能性】
【００５５】  本考案の実装用吸着ノズルは、チップ部品の高耐熱性化、しいては表面の高硬度化が進む中にあって、耐摩耗性やチップ部品の実装精度に優れると共に、半導電性を付与した場合は、部品の静電破壊や吹き飛び等のトラブルの発生が極めて少ないといった数々の利点から、電子部品の実装用、とりわけ輸送機械の電装化に伴う高耐熱性部品の実装分野で極めて好適に利用できるものである。
【符号の説明】
【００５６】１；電子部品実装用ノズル
２；先端吸着面
３；吸引口
４；円筒部
５；円錐部
６；中間層膜
７；炭素膜
１０；電子部品装着機
１１；チップ部品
１２；トレイ
１３；ライト
１４；ＣＣＤカメラ
１５；画像解析装置
【図１】
0003214792.tif 000004
【図２】
0003214792.tif 000005