JP2007299822A

JP2007299822A - Component mounting apparatus

Info

Publication number: JP2007299822A
Application number: JP2006124709A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Yoshida; 和弘吉田; Ryuichi Iwasaki; 龍一岩崎; Masaaki Mike; 正明三毛; Hiroshi Mankawa; 宏史萬川
Original assignee: Noritsu Koki Co Ltd
Current assignee: Noritsu Koki Co Ltd
Priority date: 2006-04-28
Filing date: 2006-04-28
Publication date: 2007-11-15

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To effectively incorporate a plasma irradiation device for emitting plasma for cleaning a solder adhered surface, and refining a surface into a part mounting line. <P>SOLUTION: The part mounting component mounting apparatus 10 constitutes a surface mounting line to mount an electronic part having a chip structure onto a substrate with a specified wiring pattern made of a conductive metal, and to solder it by reflow. The part mounting component mounting apparatus 10 is provided with a substrate supply device 11, a plasma irradiation device 12, a solder printing device 13, an adhesive dispenser 14, a mounter 15, a reflow furnace 16, an inspection device 17, and a substrate receiving device 18. The plasma irradiation device 12 gives plasma to a section to which a cream solder is subject to screen printing, so as to clean its surface and refine the surface. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、基板上にＬＳＩ、ＩＣ、各種半導体素子、コンデンサ、抵抗等の電気部品をはんだ付けにより実装する部品実装装置に関するものである。 The present invention relates to a component mounting apparatus for mounting electrical components such as LSI, IC, various semiconductor elements, capacitors, and resistors on a substrate by soldering.

回路基板への電気部品の実装態様としては、主に回路基板の表面に形成された配線パターンの所定位置に実装する電気部品の端子部を沿わせるようにマウントしてはんだ付けを行う表面実装と、回路基板に穿設されたスルーホールに電子部品のリード部を挿通してはんだ付けを行う挿入実装（ディスクリート実装）とがある。また、はんだ付けの方式としては、主に予め配線パターン上にクリームはんだをスクリーン印刷しておき、電気部品のはんだ付け時にこれを加熱して溶融させるリフロー法と、はんだ槽内で噴流状態とされている溶融はんだに回路基板を接触させるフロー法とがある。表面実装にはリフロー法及びフロー法の双方が適用可能であるが、挿入実装には専らフロー法が適用される。 As the mounting aspect of the electrical component on the circuit board, surface mounting that performs mounting by soldering the terminal part of the electrical component to be mounted along a predetermined position of the wiring pattern formed mainly on the surface of the circuit board and soldering There is an insertion mounting (discrete mounting) in which a lead portion of an electronic component is inserted into a through hole formed in a circuit board and soldered. Also, as soldering methods, cream solder is mainly screen-printed on the wiring pattern in advance, and the soldering of electric parts is heated and melted during soldering, and a jet state is formed in the solder bath. There is a flow method in which a circuit board is brought into contact with molten solder. Although both the reflow method and the flow method can be applied to surface mounting, the flow method is exclusively applied to insertion mounting.

一般にはんだ付けには、はんだ被着面の酸化物遊離や濡れ性改善等のために、有機レジンであるフラックスの使用が不可欠である。上記リフロー法では、フラックスが練り込まれたクリームはんだが用いられる。一方、フロー法では、フラックス噴霧装置を用い、スルーホールなどのはんだ付け箇所に予めフラックスを噴霧塗布する方法が取られている。しかし、フラックスを使用すると、はんだ付け後にフロン等を用いての基板洗浄が必要となる場合があり、工程の増加を招来するばかりでなく、環境破壊の観点からも好ましくない。なお、洗浄を必要としない無洗浄フラックスも存在するが、概して高価であるため、汎用性に欠けるという問題がある。そもそも、フラックスとして利用される有機レジン自体も、その使用が規制させる趨勢にあり、可及的にフラックスを用いない部品実装装置の実現が望まれているところである。 In general, in soldering, it is indispensable to use a flux which is an organic resin in order to release oxides on the surface to which the solder is applied and improve wettability. In the reflow method, cream solder into which flux is kneaded is used. On the other hand, in the flow method, a flux spraying device is used and a flux is sprayed and applied in advance to a soldering location such as a through hole. However, if flux is used, it may be necessary to clean the substrate with chlorofluorocarbon or the like after soldering, which not only increases the number of processes but also is not preferable from the viewpoint of environmental destruction. Although there is a non-cleaning flux that does not require cleaning, it is generally expensive and has a problem that it lacks versatility. In the first place, the organic resin itself used as a flux is also in a tendency to restrict its use, and it is desired to realize a component mounting apparatus that does not use the flux as much as possible.

ところで、はんだ付けが行われる被着面に対してプラズマを照射し、被着面の清浄化乃至は表面改質を行う技術が知られている。例えば特許文献１には、はんだ付け前にプラズマにより基板表面の不純物を除去することが開示されている。また、特許文献２には、はんだ付け前に高周波プラズマによって被処理物の表面を活性化処理し、フラックスフリーはんだにてはんだ付けを行う技術が開示されている。さらに、特許文献３には、フラックスフリーはんだによりはんだ接合する２つの部材に大気圧低温プラズマを照射して表面を清浄化すると共に、溶融はんだを供給して両者をはんだ付けする技術が開示されている。
特開平３−１７４９７２号公報特開平８−２８１４２３号公報特開平９−２３５６８６号公報 By the way, a technique is known in which plasma is applied to an adherend surface to be soldered, and the adherend surface is cleaned or surface-modified. For example, Patent Document 1 discloses that impurities on the substrate surface are removed by plasma before soldering. Patent Document 2 discloses a technique in which the surface of an object to be processed is activated by high-frequency plasma before soldering, and soldering is performed using flux-free solder. Further, Patent Document 3 discloses a technique for cleaning the surface by irradiating two members to be soldered by flux-free solder with atmospheric-pressure low-temperature plasma and supplying molten solder to solder them together. Yes.
JP-A-3-174972 JP-A-8-281423 JP-A-9-235686

しかしながら、上記特許文献１〜３のはんだ付け方法乃至は装置は、プラズマ照射によりはんだ被着面の清浄化、表面改質を行った上ではんだ付けを行うことを開示するに止まる。すなわち、回路基板上への電気部品のマウント、はんだ層の形成、電気部品のはんだ付けまでを一連のプロセスとして行う部品実装ラインに、如何にプラズマ照射装置を組み込めば効率的な部品実装を行い得るかにつき有意な記載がない。上記特許文献２では、真空装置内でプラズマ処理を行った後、後段に配置された噴流式はんだ付け装置にてはんだ付けを行う旨が開示されている。しかし、チャンバーを要する真空装置を部品実装ラインに組み込むことは妥当ではない。また特許文献３には、プラズマ処理の後、その清浄化された部位に溶融はんだを供給するか、非溶融はんだを供給して溶融させる旨が開示されているものの、これを如何に部品実装ラインへ組み込むかについては特段記載がない。 However, the soldering method or apparatus disclosed in Patent Documents 1 to 3 only discloses that soldering is performed after cleaning and surface modification of the solder deposition surface by plasma irradiation. In other words, if a plasma irradiation device is incorporated into a component mounting line that performs a series of processes from mounting of electrical components on a circuit board, formation of solder layers, and soldering of electrical components, efficient component mounting can be performed. There is no significant description for. Patent Document 2 discloses that after plasma processing is performed in a vacuum apparatus, soldering is performed by a jet-type soldering apparatus disposed in a subsequent stage. However, it is not appropriate to incorporate a vacuum device that requires a chamber into a component mounting line. Patent Document 3 discloses that after the plasma treatment, molten solder is supplied to the cleaned portion or non-molten solder is supplied and melted. There is no special description about whether to incorporate it into.

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、回路基板への部品実装のため基板供給装置やマウンタ等の各種装置がライン化されてなる部品実装装置において、フラックスフリー化を図ると共に、はんだ被着面の清浄化、表面改質のためにプラズマ照射を行うプラズマ照射装置が効果的に組み込まれた部品実装装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and is intended to be flux-free in a component mounting apparatus in which various devices such as a substrate supply device and a mounter are lined for component mounting on a circuit board. In addition, an object is to provide a component mounting apparatus in which a plasma irradiation apparatus that performs plasma irradiation for cleaning and surface modification of a solder deposition surface is effectively incorporated.

本発明の請求項１に係る部品実装装置は、導電性金属からなる所定の配線パターンを有する基板を供給する基板供給手段と、前記配線パターンの所定の領域にはんだ層を形成するはんだ層形成手段と、前記はんだ層を利用して、はんだ付けにより所定の電気部品を前記基板に実装させるべく前記基板に対して電気部品をマウントするマウント手段とを少なくとも含み、前記電気部品の基板への実装ラインを構成する部品実装装置であって、少なくとも前記配線パターンのはんだ層が形成される領域に大気圧下でプラズマを照射するプラズマ照射装置が組み入れられていることを特徴とする。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a component mounting apparatus including a substrate supply unit that supplies a substrate having a predetermined wiring pattern made of a conductive metal, and a solder layer forming unit that forms a solder layer in a predetermined region of the wiring pattern. And a mounting means for mounting the electrical component on the substrate so as to mount a predetermined electrical component on the substrate by soldering using the solder layer, and a mounting line for mounting the electrical component on the substrate And a plasma irradiation apparatus that irradiates plasma at atmospheric pressure at least in a region where the solder layer of the wiring pattern is formed.

この構成によれば、少なくとも基板へのはんだ層の形成、電気部品の基板へのマウント及びはんだ付けを行う部品実装ラインを構成する部品実装装置において、大気圧下でプラズマを照射するプラズマ照射装置が組み入れられるので、基板に対して一連の処理を行う一段階で、配線パターンのはんだ層が形成される領域にプラズマを照射して表面改質を行うことができる。かかるプラズマ照射により、はんだ被着面の清浄化並びに濡れ性改善が図られることから、フラックスを用いることなくはんだ付けを行うことができる。 According to this configuration, in the component mounting apparatus that constitutes a component mounting line that at least forms a solder layer on the substrate, mounts electrical components on the substrate, and solders, the plasma irradiation device that irradiates plasma under atmospheric pressure Therefore, the surface modification can be performed by irradiating the region where the solder layer of the wiring pattern is formed with plasma in one stage of performing a series of processes on the substrate. By such plasma irradiation, the soldering surface can be cleaned and wettability can be improved, so that soldering can be performed without using flux.

上記構成において、前記基板の配線パターンが、基板の表面に形成された電気部品を表面実装させるための配線パターンであり、前記はんだ層形成手段が、前記配線パターン上にクリームはんだをスクリーン印刷するはんだ印刷装置であって、前記プラズマ照射装置は、前記クリームはんだが印刷される前工程に組み入れられ、前記配線パターンのクリームはんだが印刷される領域にプラズマを照射する構成とすることができる（請求項２）。この場合、前記はんだ印刷装置により印刷されるクリームはんだが、フラックスフリーのクリームはんだであることが望ましい（請求項３）。 In the above configuration, the wiring pattern of the substrate is a wiring pattern for surface mounting electrical components formed on the surface of the substrate, and the solder layer forming means is a solder that screen-prints cream solder on the wiring pattern. In the printing apparatus, the plasma irradiation apparatus is incorporated in a pre-process for printing the cream solder, and may be configured to irradiate plasma to a region of the wiring pattern on which the cream solder is printed. 2). In this case, it is desirable that the cream solder printed by the solder printing apparatus is a flux-free cream solder.

この構成によれば、いわゆる表面実装型の部品実装ラインにおいて、基板の配線パターン上にクリームはんだの層がスクリーン印刷される前に、当該配線パターン表面をプラズマ照射により表面改質することが可能となる。従って、クリームはんだにフラックスを練り込まなくとも、はんだ層の配線パターンへの接着性を良好なものとすることができる。 According to this configuration, in a so-called surface mounting type component mounting line, before the cream solder layer is screen-printed on the wiring pattern of the substrate, the surface of the wiring pattern can be surface-modified by plasma irradiation. Become. Therefore, the adhesiveness of the solder layer to the wiring pattern can be improved without kneading the flux into the cream solder.

また、上記構成において、前記基板の配線パターンが、基板を貫通して形成されたスルーホールであり、前記はんだ層形成手段が、流動するはんだ溶液に前記基板を接触させることで前記スルーホールにはんだ層を形成するフローはんだ槽であって、前記プラズマ照射装置は、前記はんだ溶液への基板の接触が行われる前工程に組み入れられ、前記スルーホールにプラズマを照射する構成とすることができる（請求項４）。 Further, in the above configuration, the wiring pattern of the substrate is a through hole formed through the substrate, and the solder layer forming means causes the solder to contact the substrate with a flowing solder solution, thereby soldering the through hole. A flow solder bath for forming a layer, wherein the plasma irradiation apparatus is incorporated in a pre-process in which the substrate is brought into contact with the solder solution, and is configured to irradiate the through holes with plasma (claim). Item 4).

この構成によれば、いわゆる挿入実装型の部品実装ラインにおいて、フローはんだ槽にスルーホール付の基板が浸漬される前に、スルーホール（を含む領域）にプラズマを照射してその表面改質を行うことが可能となる。従って、フラックス噴霧装置のような、スルーホールに対してフラックスを噴霧する装置の部品実装ラインへの組み込みを無用とすることができる。また、フラックスを使用しないことから、フラックスを除去する基板洗浄装置等の組み込みも省くことができる。 According to this configuration, in a so-called insertion mounting type component mounting line, before a substrate with a through hole is immersed in a flow solder bath, the surface of the through hole (including the region) is irradiated with plasma to modify its surface. Can be done. Therefore, it is not necessary to incorporate a device for spraying flux against the through hole, such as a flux spray device, into a component mounting line. In addition, since no flux is used, it is possible to omit the incorporation of a substrate cleaning apparatus or the like that removes the flux.

この場合、前記マウント手段が、前記プラズマ照射装置の前工程に組み入れられ、リード部を備えた電気部品の前記リード部を前記スルーホールに挿入するように前記基板に電気部品をマウントするものであって、前記プラズマ照射装置は、前記スルーホールと、前記スルーホールに挿入された前記リード部とにプラズマを照射する構成とされていることが望ましい（請求項５）。この構成によれば、スルーホールだけでなく、該スルーホールに挿入されるリード部にもプラズマが照射されるので、はんだ付けされる双方の面の濡れ性を改善することができる。 In this case, the mounting means is incorporated in a pre-process of the plasma irradiation apparatus, and mounts the electrical component on the substrate so that the lead portion of the electrical component having the lead portion is inserted into the through hole. The plasma irradiation apparatus is preferably configured to irradiate the through hole and the lead portion inserted into the through hole with plasma. According to this configuration, not only the through hole but also the lead portion inserted into the through hole is irradiated with plasma, so that the wettability of both surfaces to be soldered can be improved.

本発明の部品実装装置によれば、プラズマ照射装置が組み入れられ、プラズマ照射によりはんだ被着面の表面改質を行うことができるので、はんだ付けに当たりフラックスフリー化を図ることができる。すなわち、リフロー法を採用する場合にあってはクリームはんだへのフラックスの練り込みを不要とすることができ、フロー法を採用する場合にあってはフラックス噴霧装置の使用を無用とすることができる。これにより、フラックスの洗浄工程も省くことができる。その一方で、表面改質が行われる結果、鉛フリーはんだを用いた場合でも、共晶はんだを用いた場合に匹敵する優れた接合力を得ることができる。また、プラズマ照射装置は大気圧下でプラズマを照射するものであり、さらに、例えばフラックス噴霧装置に替えてプラズマ照射装置を組み込むようにすれば本発明に係る部品実装装置を構築でき、既存の部品実装ラインへの適用も容易である。 According to the component mounting apparatus of the present invention, since a plasma irradiation apparatus is incorporated and the surface of the solder deposition surface can be modified by plasma irradiation, it is possible to achieve flux-free soldering. That is, when the reflow method is adopted, the kneading of the flux into the cream solder can be made unnecessary, and when the flow method is adopted, the use of the flux spraying device can be made unnecessary. . Thereby, the flux cleaning process can also be omitted. On the other hand, as a result of the surface modification, even when lead-free solder is used, it is possible to obtain excellent bonding strength comparable to that when eutectic solder is used. Further, the plasma irradiation apparatus irradiates plasma under atmospheric pressure. Further, if the plasma irradiation apparatus is incorporated instead of the flux spray apparatus, for example, the component mounting apparatus according to the present invention can be constructed, and the existing parts It is easy to apply to the mounting line.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係る表面実装型の部品実装装置１０の構成を概略的に示すブロック図である。この部品実装装置１０は、導電性金属からなる所定の配線パターン（パッド）を有する基板上に、チップ構造を有する電子部品等（電気部品）をマウントし、これをリフローはんだ付けする表面実装ラインを構成する装置である。部品実装装置１０は、基板供給装置１１（基板供給手段）、プラズマ照射装置１２、はんだ印刷装置１３（はんだ層形成手段）、接着剤ディスペンサ１４、マウンタ１５（マウント手段）、リフロー炉１６、検査装置１７及び基板受取装置１８を備えている。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[First Embodiment]
FIG. 1 is a block diagram schematically showing the configuration of a surface mounting type component mounting apparatus 10 according to the first embodiment of the present invention. This component mounting apparatus 10 has a surface mounting line for mounting an electronic component or the like (electrical component) having a chip structure on a substrate having a predetermined wiring pattern (pad) made of a conductive metal, and reflow soldering it. It is a device to be configured. The component mounting apparatus 10 includes a substrate supply device 11 (substrate supply means), a plasma irradiation device 12, a solder printing device 13 (solder layer forming means), an adhesive dispenser 14, a mounter 15 (mounting means), a reflow furnace 16, and an inspection device. 17 and a substrate receiving device 18.

基板供給装置１１は、いわゆるローダであって、はんだ付け処理する基板をストックするカセット、このカセットから基板を搬出してラインに載せる移送ロボットなどを備えている。ここで基板は、リジッド又はフレキシブルな絶縁基材の片面又は両面に、Ｃｕ等の導体箔を貼り合わせ、エッチング等の手法で所定の配線パターンが形成されてなる回路基板である。 The substrate supply device 11 is a so-called loader and includes a cassette for stocking substrates to be soldered, a transfer robot for unloading the substrates from the cassette and placing them on a line. Here, the substrate is a circuit substrate in which a predetermined wiring pattern is formed by bonding a conductive foil such as Cu on one side or both sides of a rigid or flexible insulating base material and etching.

プラズマ照射装置１２は、少なくとも前記基板に備えられている配線パターンのはんだ層が形成される領域に大気圧下でプラズマを照射することで、その領域の表面清浄化並びに表面改質を行うものである。このプラズマ照射装置１２の具体例については、図２〜図４に基づいて後記で詳述する。 The plasma irradiation device 12 performs surface cleaning and surface modification of the region by irradiating at least the region where the solder layer of the wiring pattern provided on the substrate is formed under atmospheric pressure. is there. A specific example of the plasma irradiation apparatus 12 will be described in detail later with reference to FIGS.

はんだ印刷装置１３は、前記配線パターン上にクリームはんだをスクリーン印刷するための装置である。すなわち、配線パターンが形成された基板上に、はんだ層形成パターンに応じた窓部が設けられたメタルマスクを被せ、スキージと呼ばれるへら状部材を用いてクリームはんだを前記メタルマスクの窓部から表出している配線パターン上に塗着する。ここで使用されるクリームはんだは、通常の基板実装装置で用いられるクリームはんだとは異なり、フラックスとしての有機レジンが練り込まれていないフラックスフリーのクリームはんだである。 The solder printing device 13 is a device for screen-printing cream solder on the wiring pattern. That is, a metal mask provided with a window corresponding to the solder layer formation pattern is covered on the substrate on which the wiring pattern is formed, and the cream solder is exposed from the window of the metal mask using a spatula member called a squeegee. Apply on the exposed wiring pattern. The cream solder used here is a flux-free cream solder in which an organic resin as a flux is not kneaded, unlike a cream solder used in a normal substrate mounting apparatus.

接着剤ディスペンサ１４は、基板上のはんだ面に実装された電子部品が、リフローはんだ付け時に前記はんだ面から外れることを防ぐために、接着剤を基板の所定箇所に塗布するための装置である。ここで使用される接着剤は、熱硬化性の接着剤である。 The adhesive dispenser 14 is an apparatus for applying an adhesive to a predetermined portion of the substrate in order to prevent an electronic component mounted on the solder surface on the substrate from being detached from the solder surface during reflow soldering. The adhesive used here is a thermosetting adhesive.

マウンタ１５は、はんだ付けされる電子部品を基板上にマウントする装置であって、電子部品を吸着保持する吸着ノズルが備えられた可動ヘッドと、電子部品を連続供給する部品供給装置とを含んでいる。この部品供給装置としては、例えばテープ供給方式、バルク供給方式、スティック供給方式或いはトレイ供給方式などを採用することができる。 The mounter 15 is a device for mounting electronic components to be soldered on a board, and includes a movable head provided with a suction nozzle for sucking and holding electronic components, and a component supply device for continuously supplying electronic components. Yes. As this component supply device, for example, a tape supply method, a bulk supply method, a stick supply method, or a tray supply method can be adopted.

リフロー炉１６は、赤外線や熱風を熱源とするコンベア式の連続加熱炉からなる。リフロー炉１６は、はんだ印刷装置１３により印刷されたクリームはんだを溶融させて、電子部品を基板の配線パターンにはんだ接合させるものである。このリフロー炉１６の後段には、ブロワー等からなる図略の基板冷却装置が配置される。 The reflow furnace 16 is a conveyor-type continuous heating furnace using infrared rays or hot air as a heat source. The reflow furnace 16 melts the cream solder printed by the solder printer 13 and solders the electronic component to the wiring pattern of the substrate. Subsequent to the reflow furnace 16, an unillustrated substrate cooling device including a blower is disposed.

検査装置１７は、ＣＣＤのような撮像素子を備え、基板のリフロー面におけるはんだ付け状態、マウントされた電子部品の品種や位置、異常の有無等を画像情報に基づいて自動検査するものである。 The inspection device 17 includes an image pickup device such as a CCD, and automatically inspects the soldering state on the reflow surface of the substrate, the type and position of the mounted electronic component, the presence / absence of abnormality, based on the image information.

基板受取装置１８は、いわゆるアンローダであって、検査装置１７を通過した基板を搬出する移送ロボットと、搬出された基板を格納するカセットとを備えている。 The substrate receiving device 18 is a so-called unloader, and includes a transfer robot that unloads the substrate that has passed through the inspection device 17 and a cassette that stores the unloaded substrate.

次に、上述のプラズマ照射装置１２の具体例について説明する。図２は、プラズマ照射装置１２の具体的実施形態の一つであるロボットハンド型のプラズマ照射装置３０を示す構成図、図３は、このプラズマ照射装置３０の要部拡大断面図である。プラズマ照射装置３０は、基台３００の上に載置されるロボットハンド３１、このロボットハンド３１に搭載されプラズマ化したガスを生成して放出するプラズマ発生ノズル３２、マイクロ波エネルギーを発生するマイクロ波発生装置３３、プラズマ発生ノズル３２に対して所定の処理ガスを供給する処理ガス供給装置３４、当該プラズマ照射装置３０の動作制御を行う制御部３５、及びクリームはんだの被着面を有するワークである回路基板Ｗを搬送するワークキャリー３０１を備えて構成されている。 Next, a specific example of the above-described plasma irradiation apparatus 12 will be described. FIG. 2 is a configuration diagram showing a robot hand type plasma irradiation apparatus 30 which is one of the specific embodiments of the plasma irradiation apparatus 12, and FIG. 3 is an enlarged sectional view of a main part of the plasma irradiation apparatus 30. The plasma irradiation apparatus 30 includes a robot hand 31 placed on a base 300, a plasma generation nozzle 32 that is mounted on the robot hand 31 and generates and discharges plasma gas, and a microwave that generates microwave energy. This is a work having a generator 33, a process gas supply device 34 for supplying a predetermined process gas to the plasma generation nozzle 32, a control unit 35 for controlling the operation of the plasma irradiation device 30, and a cream solder deposition surface. A work carry 301 for conveying the circuit board W is provided.

ロボットハンド３１は、基台３００上に載置固定されるロボット基体部３１１と、このロボット基体部３１１に取り付けられる５自由度を有する多関節アームとからなる。前記多関節アームは、ロボット基体部３１１から順に、回転アーム３１２、第１傾動アーム３１３、第２傾動アーム３１４及び回転傾動アーム３１５が連結されて構成されている。 The robot hand 31 includes a robot base unit 311 placed and fixed on the base 300, and an articulated arm having five degrees of freedom attached to the robot base unit 311. The articulated arm is configured by connecting a rotating arm 312, a first tilting arm 313, a second tilting arm 314, and a rotating tilting arm 315 in order from the robot base 311.

回転アーム３１２は、ロボット基体部３１１に対し、図中に示すａ軸回りに旋回可能に取り付けられている。第１傾動アーム３１３の基端は、回転アーム３１２の先端に、図中矢印ｃで示す方向に回動するように取り付けられている。第２傾動アーム３１４の基端は、第１傾動アーム３１３の先端に、図中矢印ｄで示す方向に回動するように取り付けられている。回転傾動アーム３１５は、その基端部が第２傾動アーム３１４の先端に、図中矢印ｅで示す方向に回動するように取り付けられていると共に、自身が図中に示すｂ軸回りに旋回可能な機構を備えている。また、回転傾動アーム３１５の先端（下端面側）には、プラズマ発生ノズル３２が取り付けられている。このような多関節アームは、ロボット制御部３５１の制御下において屈曲及び旋回駆動され、プラズマ発生ノズル３２の三次元的な位置決め、つまり所定のプラズマ照射位置への位置決めを可能とするものである。 The rotary arm 312 is attached to the robot base body 311 so as to be rotatable about the a axis shown in the drawing. The base end of the first tilt arm 313 is attached to the tip of the rotary arm 312 so as to rotate in the direction indicated by the arrow c in the figure. The base end of the second tilt arm 314 is attached to the tip of the first tilt arm 313 so as to rotate in the direction indicated by the arrow d in the figure. The rotary tilt arm 315 has a base end attached to the distal end of the second tilt arm 314 so as to rotate in a direction indicated by an arrow e in the figure, and itself rotates around a b axis shown in the figure. It has a possible mechanism. A plasma generation nozzle 32 is attached to the tip (lower end surface side) of the rotational tilt arm 315. Such an articulated arm is bent and swiveled under the control of the robot control unit 351, and enables the three-dimensional positioning of the plasma generating nozzle 32, that is, positioning to a predetermined plasma irradiation position.

プラズマ発生ノズル３２は、マイクロ波発生装置３３により発生されるマイクロ波エネルギーに基づきプラズマ化されたガスを生成して放出するためのものである。プラズマ化されたガスは、回路基板Ｗに備えられている配線パターンの、クリームはんだの印刷面の表面改質、清浄化を行うために放射される。図３に示すように、プラズマ発生ノズル３２は、中心導電体３２１、ノズルホルダ３２２、ノズル本体３２３、保護管３２４及び絶縁保持部材３２５を含んで構成されている。なお、前記中心導電体３２１及びノズル本体３２３は、同心で配置され互いに絶縁された内部導体及び外部導体の関係とされている。 The plasma generating nozzle 32 is for generating and emitting plasma gas based on the microwave energy generated by the microwave generator 33. The gas converted into plasma is emitted for surface modification and cleaning of the printed surface of the cream solder of the wiring pattern provided on the circuit board W. As shown in FIG. 3, the plasma generating nozzle 32 includes a central conductor 321, a nozzle holder 322, a nozzle body 323, a protective tube 324, and an insulating holding member 325. The central conductor 321 and the nozzle body 323 have a relationship of an inner conductor and an outer conductor arranged concentrically and insulated from each other.

中心導電体３２１は、良導電性の金属から構成された棒状部材からなり、その上端部３２１Ｈがノズルホルダ３２２の内部空間３２２１にまで突出している一方で、下端部３２１Ｂがノズル本体３２３の下端縁３２３Ｂと略面一になるように、上下方向に配置されている。この中心導電体３２１の上端部３２１Ｈには、同軸ケーブル３３１を介してマイクロ波発生装置３３からマイクロ波エネルギー（高周波エネルギーであっても良い）が与えられるようになっている。当該中心導電体３２１は、上端部３２１Ｈの付近で絶縁保持部材３２５により保持されている。 The center conductor 321 is made of a rod-shaped member made of a highly conductive metal, and its upper end 321H projects to the internal space 3221 of the nozzle holder 322, while the lower end 321B is the lower end edge of the nozzle body 323. It is arranged in the vertical direction so as to be substantially flush with 323B. Microwave energy (may be high frequency energy) is applied to the upper end portion 321H of the central conductor 321 from the microwave generator 33 via the coaxial cable 331. The central conductor 321 is held by an insulating holding member 325 in the vicinity of the upper end 321H.

ノズルホルダ３２２は、ノズル本体３２３を保持するもので、良導電性の金属から構成されている。ノズルホルダ３２２は、その基端部がロボットハンド３１（回転傾動アーム３１５）に絶縁支持される筒体部３２２０と、この筒体部３２２０の内部に形成されノズル本体３２３及び絶縁保持部材３２５を収容・保持する筒状の内部空間３２２１と、筒体部３２２０を貫通して形成され同軸ケーブル３３１の終端部が接続されるコネクタ部３２２２とを備えている。 The nozzle holder 322 holds the nozzle body 323 and is made of a highly conductive metal. The nozzle holder 322 includes a cylindrical body 3220 whose base end is insulated and supported by the robot hand 31 (rotating and tilting arm 315), and a nozzle body 323 and an insulating holding member 325 formed inside the cylindrical body 3220. A cylindrical inner space 3221 to be held and a connector portion 3222 that is formed through the cylindrical body portion 3220 and to which a terminal end portion of the coaxial cable 331 is connected.

ノズル本体３２３は、同様に良導電性の金属から構成され、中心導電体３２１を収納する筒状空間３２３１を有する筒状体である。中心導電体３２１は、所定の環状空間（絶縁間隔）が周囲に確保された状態で、この筒状空間３２３１の中心軸上に配置されている。ノズル本体３２３は、上下方向の略中央付近に穿孔されたガス供給孔３２３２と、中央からやや上方の位置に突設されたフランジ部３２３３とを備える。ガス供給孔３２３２には、所定の処理ガスを供給する処理ガス供給装置３４から延出されるガス供給管３４１の終端部を接続するための管継手等が取り付けられる。 Similarly, the nozzle body 323 is made of a highly conductive metal, and is a cylindrical body having a cylindrical space 3231 that houses the central conductor 321. The central conductor 321 is arranged on the central axis of the cylindrical space 3231 in a state where a predetermined annular space (insulation interval) is secured around the center conductor 321. The nozzle body 323 includes a gas supply hole 3232 drilled in the vicinity of the substantially center in the vertical direction, and a flange portion 3233 that protrudes slightly above the center. The gas supply hole 3232 is attached with a pipe joint or the like for connecting a terminal portion of the gas supply pipe 341 extending from the processing gas supply apparatus 34 for supplying a predetermined processing gas.

ノズル本体３２３は、その上端側がノズルホルダ３２２の内部空間３２２１へ入り込み、フランジ部３２３３の上端面がノズルホルダ３２２の下端縁と接触するようにノズルホルダ３２２に嵌合されている。なお、ノズル本体３２３は、例えばプランジャやセットビス等（図略）を用いて、ノズルホルダ３２２に対して着脱自在な固定構造で装着されている。また、ノズル本体３２３の上端側付近の外周上には凹溝３２３４が刻設され、該凹溝３２３４にガス漏れを抑止するためのガスシールリング３２３５が介在されている。 The nozzle body 323 is fitted into the nozzle holder 322 so that the upper end side enters the internal space 3221 of the nozzle holder 322 and the upper end surface of the flange portion 3233 is in contact with the lower end edge of the nozzle holder 322. The nozzle main body 323 is attached to the nozzle holder 322 with a detachable fixing structure using, for example, a plunger or a set screw (not shown). Further, a concave groove 3234 is formed on the outer periphery near the upper end side of the nozzle main body 323, and a gas seal ring 3235 for suppressing gas leakage is interposed in the concave groove 3234.

保護管３２４は、所定長さの石英ガラスパイプ等からなり、ノズル本体３２３の筒状空間３２３１の内径に略等しい外径を有する。この保護管３２４は、ノズル本体３２３の下端縁３２３Ｂでの異常放電（アーキング）を防止して後述するプルームＰを正常に放射させる機能を有しており、その一部がノズル本体３２３の下端縁３２３Ｂから突出するように、前記筒状空間３２３１に内挿されている。なお、保護管３２４は、その先端部が前記下端縁３２３Ｂと一致するように、或いは下端縁３２３Ｂよりも内側へ入り込むように、その全体が筒状空間３２３１に収納されていても良い。 The protective tube 324 is made of a quartz glass pipe or the like having a predetermined length, and has an outer diameter substantially equal to the inner diameter of the cylindrical space 3231 of the nozzle body 323. The protective tube 324 has a function of preventing abnormal discharge (arcing) at the lower end edge 323B of the nozzle body 323 and normally radiating a plume P, which will be described later, and a part thereof is the lower end edge of the nozzle body 323. It is inserted in the cylindrical space 3231 so as to protrude from 323B. The protective tube 324 may be entirely accommodated in the cylindrical space 3231 so that the tip end thereof coincides with the lower end edge 323B or enters the inner side of the lower end edge 323B.

絶縁保持部材３２５は、テフロン（登録商標）等の耐熱性樹脂材料やセラミック等からなり、中心導電体３２１を貫通させて固定的に保持する円板状の絶縁部材からなる。絶縁保持部材３２５は、その下端縁がノズル本体３２３の上端縁と当接して支持される態様で、ノズルホルダ３２２の内部空間３２２１内において支持されている。 The insulating holding member 325 is made of a heat-resistant resin material such as Teflon (registered trademark), ceramic, or the like, and is made of a disk-like insulating member that passes through the central conductor 321 and is fixedly held. The insulating holding member 325 is supported in the internal space 3221 of the nozzle holder 322 in such a manner that the lower end edge thereof is supported in contact with the upper end edge of the nozzle body 323.

同軸ケーブル３３１は、内部導体３３２の上に順次、発泡絶縁層３３３、外部導体３３４及び外部絶縁ジャケット３３５が形成されてなる。そして、同軸ケーブル３３１の一端は前記コネクタ部３２２２に接続され、内部導体３３２が中心導電体３２１の上端部３２１Ｈと電気的に接続され、外部導体３３４がノズルホルダ３２２に対して電気的に接続される。なお、図３では、詳細な接続機構については図示省略している。一方、同軸ケーブル３３１の他端は、マイクロ波発生装置３３に接続されている。これにより中心導電体３２１には、同軸ケーブル３３１を介して、マイクロ波発生装置３３により発生されるマイクロ波エネルギーが供給されるものである。なお、ノズル本体３２３及びノズルホルダ３２２は、アース電位とされる。 The coaxial cable 331 is formed by sequentially forming a foam insulating layer 333, an outer conductor 334, and an outer insulating jacket 335 on the inner conductor 332. One end of the coaxial cable 331 is connected to the connector portion 3222, the inner conductor 332 is electrically connected to the upper end portion 321 H of the central conductor 321, and the outer conductor 334 is electrically connected to the nozzle holder 322. The In FIG. 3, the detailed connection mechanism is not shown. On the other hand, the other end of the coaxial cable 331 is connected to the microwave generator 33. As a result, the central conductor 321 is supplied with microwave energy generated by the microwave generator 33 via the coaxial cable 331. The nozzle body 323 and the nozzle holder 322 are set to ground potential.

プラズマ発生ノズル３２は、上記のように構成されている結果、中心導電体３２１に同軸ケーブル３３１を介してマイクロ波電力が給電されると、絶縁保持部材３２５で支持されている中心導電体３２１と、アース電位とされているノズル本体３２３との間に電位差が生じるようになる。そして、中心導電体３２１の下端部３２１Ｂ及びノズル本体３２３の下端縁３２３Ｂの近傍に電界集中部が形成されるようになる。 As a result of the configuration of the plasma generating nozzle 32, when microwave power is supplied to the central conductor 321 via the coaxial cable 331, the plasma generating nozzle 32 and the central conductor 321 supported by the insulating holding member 325 A potential difference is generated between the nozzle body 323 and the ground potential. Then, an electric field concentration portion is formed in the vicinity of the lower end portion 321B of the central conductor 321 and the lower end edge 323B of the nozzle body 323.

かかる状態で、ガス供給孔３２３２から例えば酸素ガスや空気のような酸素系の処理ガスがノズル本体３２３の筒状空間３２３１へ供給されると、前記マイクロ波電力により処理ガスが励起されて中心導電体３２１の下端部３２１Ｂ付近においてプラズマ（電離気体）が発生する。このプラズマは、電子温度が数万度であるものの、ガス温度は外界温度に近い反応性プラズマ（中性分子が示すガス温度に比較して、電子が示す電子温度が極めて高い状態のプラズマ）であって、常圧下で発生するプラズマである。 In this state, when an oxygen-based processing gas such as oxygen gas or air is supplied from the gas supply hole 3232 to the cylindrical space 3231 of the nozzle main body 323, the processing gas is excited by the microwave power, and the central conduction is performed. Plasma (ionized gas) is generated near the lower end 321B of the body 321. Although this plasma has an electron temperature of tens of thousands of degrees, the gas temperature is a reactive plasma that is close to the outside temperature (a plasma in which the electron temperature indicated by electrons is extremely high compared to the gas temperature indicated by neutral molecules). It is a plasma generated under normal pressure.

このようにしてプラズマ化された処理ガスは、ガス供給孔３２３２から与えられるガス流によりプルームＰとしてノズル本体３２３の下端縁３２３Ｂ（保護管３２４の下端縁）から放射される。このプルームＰにはラジカルが含まれ、例えば処理ガスとして酸素系ガスを使用すると酸素ラジカルが生成されることとなり、有機物の分解・除去作用、表面粗面化作用等の表面改質性能を有するプルームＰとすることができる。このプルームＰは、図３に示すように、回路基板Ｗのクリームはんだ印刷面を含む処理面Ｗａに対して照射される。 The processing gas thus converted into plasma is radiated from the lower end edge 323B of the nozzle body 323 (lower end edge of the protective tube 324) as a plume P by the gas flow provided from the gas supply hole 3232. This plume P contains radicals. For example, when oxygen-based gas is used as a processing gas, oxygen radicals are generated, and plumes having surface modification performance such as organic substance decomposition / removal action and surface roughening action. P can be used. As shown in FIG. 3, the plume P is irradiated to the processing surface Wa including the cream solder printing surface of the circuit board W.

マイクロ波発生装置３３は、プラズマを発生させるためのマイクロ波エネルギーを発生するもので、例えば２．４５ＧＨｚのマイクロ波を発生するマグネトロン等のマイクロ波発生源と、このマイクロ波発生源にて発生されたマイクロ波の強度を所定の出力強度に調整するアンプとを具備するものを用いることができる。上述の通り、マイクロ波発生装置３３にて発生されるマイクロ波エネルギーは、同軸ケーブル３３１によりプラズマ発生ノズル３２へ給電される。なお、このようなマイクロ波発生装置３３に代えて、例えば１３．６５ＭＨｚの高周波電力を発生する高周波電源を用いることができる。 The microwave generator 33 generates microwave energy for generating plasma. For example, a microwave generator such as a magnetron that generates a microwave of 2.45 GHz and the microwave generator generate the microwave energy. Further, it is possible to use one having an amplifier that adjusts the intensity of the microwave to a predetermined output intensity. As described above, the microwave energy generated by the microwave generator 33 is supplied to the plasma generation nozzle 32 by the coaxial cable 331. Instead of such a microwave generator 33, for example, a high frequency power source that generates high frequency power of 13.65 MHz can be used.

処理ガス供給装置３４は、例えば酸素ガス、窒素ガス、アルゴンガスのような、プラズマ発生ノズル３２へ供給する適宜な処理ガスを貯留するガスボンベと、ガス供給量を制御する流量制御弁などを備えてなる。処理ガス供給装置３４に備えられている処理ガスは、ガス供給管３４１を介してノズル本体３２３のガス供給孔３２３２に向けて供給される。 The processing gas supply device 34 includes, for example, a gas cylinder that stores an appropriate processing gas supplied to the plasma generation nozzle 32 such as oxygen gas, nitrogen gas, and argon gas, and a flow rate control valve that controls the gas supply amount. Become. The processing gas provided in the processing gas supply device 34 is supplied toward the gas supply hole 3232 of the nozzle body 323 via the gas supply pipe 341.

ワークキャリー３０１は、はんだ付けを行う回路基板Ｗを、プラズマ発生ノズル３２の作業領域を経由する所定の搬送ルートで順次搬送するものである。すなわちワークキャリー３０１は、基板供給装置１１から次々に与えられる回路基板Ｗを当該プラズマ照射装置３０に導き、そしてプラズマ照射処理後の回路基板Ｗを次段のはんだ印刷装置１３へ送り出すものである。 The work carry 301 sequentially conveys the circuit board W to be soldered along a predetermined conveyance route passing through the work area of the plasma generation nozzle 32. That is, the work carry 301 guides the circuit boards W sequentially given from the board supply apparatus 11 to the plasma irradiation apparatus 30, and sends the circuit board W after the plasma irradiation processing to the solder printing apparatus 13 at the next stage.

制御部３５は、プラズマ照射装置３０の動作制御を行うもので、ロボット制御部３５１、全体制御部３５２及び操作部３５３を備えて構成されている。 The control unit 35 controls the operation of the plasma irradiation apparatus 30 and includes a robot control unit 351, an overall control unit 352, and an operation unit 353.

ロボット制御部３５１は、汎用ロボットコントローラ等からなり、全体制御部３５２の制御下で、ロボットハンド３１の旋回、屈曲動作を制御することで、プラズマ発生ノズル３２の位置調整を行う。すなわちロボット制御部３５１は、ロボットハンド３１を駆動させることで、その先端に装着されているプラズマ発生ノズル３２から放出されるプルームＰが、回路基板Ｗの処理面Ｗａに対して所定の間隔を置いて照射されるよう、プラズマ発生ノズル３２の位置調整を行う制御をする。 The robot control unit 351 includes a general-purpose robot controller or the like, and adjusts the position of the plasma generating nozzle 32 by controlling the turning and bending operations of the robot hand 31 under the control of the overall control unit 352. That is, the robot controller 351 drives the robot hand 31 so that the plume P emitted from the plasma generation nozzle 32 attached to the tip of the robot hand 31 is spaced from the processing surface Wa of the circuit board W by a predetermined interval. So that the position of the plasma generating nozzle 32 is adjusted.

全体制御部３５２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、制御プログラムを記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＰＵの作業領域として使用されるＲＡＭ（Random Access Memory）等から構成され、前記ＣＰＵが制御プログラムを実行することにより、プラズマ照射装置３０の全体的な動作制御を行う。すなわち、全体制御部３５２は、操作部３５３より与えられるユーザの指示信号に応じて、ロボット制御部３５１、マイクロ波発生装置３３、処理ガス供給装置３４及びワークキャリー３０１を制御して、プラズマ発生ノズル３２からプルームＰを放出させ、回路基板Ｗの処理面Ｗａに対する表面改質等を行わせるものである。 The overall control unit 352 includes a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory) that stores a control program, a RAM (Random Access Memory) that is used as a work area of the CPU, and the like. By performing this, overall operation control of the plasma irradiation apparatus 30 is performed. That is, the overall control unit 352 controls the robot control unit 351, the microwave generation device 33, the processing gas supply device 34, and the work carry 301 in accordance with a user instruction signal given from the operation unit 353, thereby generating a plasma generation nozzle. The plume P is discharged from 32, and surface modification or the like is performed on the processing surface Wa of the circuit board W.

以上説明したロボットハンド型のプラズマ照射装置３０は、回路基板Ｗの処理面Ｗａの領域、つまりクリームはんだの印刷面の面積が比較的狭い回路基板Ｗ、或いは処理面Ｗａの領域が点在しているような回路基板Ｗに対する表面改質用として好適である。 The robot hand-type plasma irradiation apparatus 30 described above is dotted with the area of the processing surface Wa of the circuit board W, that is, the area of the circuit board W having a relatively small printed area of the cream solder, or the area of the processing surface Wa. It is suitable for surface modification of such a circuit board W.

図４は、図１に示したプラズマ照射装置１２の他の具体的実施形態である導波管型のプラズマ照射装置４０を示す構成図である。この導波管型のプラズマ照射装置４０は、所定波長のマイクロ波を発生するマイクロ波発生装置４１、該マイクロ波発生装置４１にて発生されたマイクロ波を伝搬させる導波管４２、導波管４２に設けられた３つのプラズマ発生ノズル４３、導波管４２の遠端側に配置されマイクロ波を反射させるスライディングショート４４、導波管４２の近端側に配置されプラズマ発生ノズル４３に対するインピーダンス整合を行うスタブチューナ４５、導波管４２に放出されたマイクロ波のうち反射マイクロ波がマイクロ波発生装置４１に戻らないよう分離するサーキュレータ４６、サーキュレータ４６で分離された反射マイクロ波を吸収するダミーロード４７、及び当該プラズマ照射装置４０の制御部４８を備えて構成されている。 FIG. 4 is a block diagram showing a waveguide type plasma irradiation apparatus 40 which is another specific embodiment of the plasma irradiation apparatus 12 shown in FIG. The waveguide-type plasma irradiation apparatus 40 includes a microwave generator 41 that generates a microwave having a predetermined wavelength, a waveguide 42 that propagates the microwave generated by the microwave generator 41, and a waveguide. Impedance matching with the plasma generating nozzle 43 disposed on the far end side of the waveguide 42 and the plasma generating nozzle 43 disposed on the near end side of the waveguide 42. A stub tuner 45 for performing the above, a circulator 46 for separating the reflected microwave from the microwave emitted to the waveguide 42 so as not to return to the microwave generator 41, and a dummy load for absorbing the reflected microwave separated by the circulator 46 47 and the control part 48 of the said plasma irradiation apparatus 40 are comprised.

マイクロ波発生装置４１は、例えば２．４５ＧＨｚのマイクロ波を発生するマグネトロン等のマイクロ波発生源を含み、発生されたマイクロ波を導波管４２の内部へ向けて放出するマイクロ波送信アンテナ４１１を備える。 The microwave generator 41 includes a microwave generation source such as a magnetron that generates a microwave of 2.45 GHz, for example, and a microwave transmission antenna 411 that emits the generated microwave toward the inside of the waveguide 42. Prepare.

導波管４２は、アルミニウム等の非磁性金属からなり、断面矩形の長尺管状を呈する。この導波管４２の回路基板Ｗとの対向面には、３個のプラズマ発生ノズル４３が配列されている。なお、プラズマ発生ノズル４３の配列個数は、プラズマ照射面の大きさ等に応じて適宜決定すればよい。 The waveguide 42 is made of a nonmagnetic metal such as aluminum and has a long tubular shape with a rectangular cross section. Three plasma generating nozzles 43 are arranged on the surface of the waveguide 42 facing the circuit board W. Note that the number of the plasma generation nozzles 43 may be determined as appropriate according to the size of the plasma irradiation surface.

プラズマ発生ノズル４３は、先に図３で説明したプラズマ発生ノズル３２と同様な構成を有しており、中心導電体４３１と、この中心導電体４３１を収納する筒状空間が形成された外部導電体としての円筒状のノズル本体４３２と、中心導電体４３１をノズル本体４３２の内部において絶縁支持させるための絶縁体シール部材４３３を備える。なお、ノズル本体４３２内部の前記筒状空間には、所定の処理ガスが供給されるようになっている。 The plasma generating nozzle 43 has the same configuration as that of the plasma generating nozzle 32 described above with reference to FIG. 3, and an external conductive material in which a central conductor 431 and a cylindrical space for storing the central conductor 431 are formed. A cylindrical nozzle body 432 as a body and an insulator seal member 433 for insulatingly supporting the central conductor 431 inside the nozzle body 432 are provided. A predetermined processing gas is supplied to the cylindrical space inside the nozzle body 432.

中心導電体４３１の上端部側は、導波管４２の下面板を貫通して導波空間４２１に所定長さだけ突出する一方で、下端部側がノズル本体４３２の下端縁と略面一になるように、上下方向に配置されている。この中心導電体４３１の導波空間４２１への突出部分は、導波空間４２１を伝搬するマイクロ波を受信するアンテナ部として機能する。このアンテナ部が導波管４２内を伝搬するマイクロ波を受信することで、中心導電体４３１にはマイクロ波エネルギー（マイクロ波電力）が与えられる。他の２つのプラズマ発生ノズル３２も、これと同じ構成を備えている。 The upper end side of the central conductor 431 penetrates the lower surface plate of the waveguide 42 and protrudes into the waveguide space 421 by a predetermined length, while the lower end side is substantially flush with the lower end edge of the nozzle body 432. As shown in FIG. The protruding portion of the central conductor 431 into the waveguide space 421 functions as an antenna unit that receives the microwave propagating through the waveguide space 421. When the antenna unit receives the microwave propagating in the waveguide 42, the central conductor 431 is given microwave energy (microwave power). The other two plasma generation nozzles 32 have the same configuration.

プラズマ発生ノズル４３は上記のように構成されている結果、ノズル本体４３２と導波管４２とは導通状態（同電位）とされている一方で、中心導電体４３１は絶縁体であるシール部材４３３で支持されていることから、両者は電気的に絶縁されている。従って、導波管４２がアース電位とされた状態で、中心導電体４３１のアンテナ部でマイクロ波が受信され中心導電体４３１にマイクロ波電力が給電されると、その下端部とノズル本体４３２の下端縁との間に電界集中部が形成されるようになる。 As a result of the configuration of the plasma generating nozzle 43 as described above, the nozzle body 432 and the waveguide 42 are in a conductive state (the same potential), while the central conductor 431 is a sealing member 433 that is an insulator. The two are electrically insulated from each other. Therefore, when the microwave is received by the antenna portion of the central conductor 431 and the microwave power is supplied to the central conductor 431 with the waveguide 42 at the ground potential, the lower end portion of the nozzle body 432 An electric field concentration portion is formed between the lower end edge.

かかる状態で、ノズル本体４３２内部の前記筒状空間に例えば酸素ガスや空気のような酸素系の処理ガスが供給されると、前記マイクロ波電力により処理ガスが励起されてプラズマ発生ノズル４３の下端部においてプラズマ（電離気体）が発生する。このプラズマは、電子温度が数万度であるものの、ガス温度は外界温度に近い反応性プラズマであって、常圧下で発生するプラズマである。このようにしてプラズマ化された処理ガスは、プルームＰとしてノズル本体４３２の下端縁から放射される。そして、このプラズマ照射装置４０では、プラズマ発生ノズル４３が導波管４２の長手方向に沿って３個配列されていることから、導波管４２の長手方向に延びるライン状のプルームＰを発生させることが可能となる。 In this state, when an oxygen-based processing gas such as oxygen gas or air is supplied to the cylindrical space inside the nozzle body 432, the processing gas is excited by the microwave power and the lower end of the plasma generating nozzle 43. Plasma (ionized gas) is generated in the part. Although this plasma has an electron temperature of several tens of thousands of degrees, the gas temperature is a reactive plasma that is close to the ambient temperature, and is generated under normal pressure. The processing gas thus converted into plasma is emitted as a plume P from the lower end edge of the nozzle body 432. In this plasma irradiation apparatus 40, three plasma generating nozzles 43 are arranged along the longitudinal direction of the waveguide 42, so that a line-shaped plume P extending in the longitudinal direction of the waveguide 42 is generated. It becomes possible.

スライディングショート４４は、各々のプラズマ発生ノズル４３に備えられている中心導電体４３１と、導波管４２の内部を伝搬されるマイクロ波との結合状態を最適化するために備えられているもので、マイクロ波の反射位置を変化させて定在波パターンを調整可能とするべく導波管４２の遠端側に連結されている。従って、定在波を利用しない場合は、当該スライディングショート４４に代えて、電波吸収作用を有するダミーロードが取り付けられる。 The sliding short 44 is provided in order to optimize the coupling state between the central conductor 431 provided in each plasma generation nozzle 43 and the microwave propagated in the waveguide 42. The waveguide 42 is connected to the far end side so that the standing wave pattern can be adjusted by changing the reflection position of the microwave. Therefore, when a standing wave is not used, a dummy load having a radio wave absorption function is attached instead of the sliding short 44.

スタブチューナ４５は、負荷となるプラズマ発生ノズル４３の中心導電体４３１に対するインピーダンス整合を図るためのもので、導波管構造を備えたピースの上面板に所定間隔を置いて直列配置された３つのスタブチューナユニットを備えている。このスタブチューナユニットに各々備えられているスタブの導波空間内への突出長を調整することで、インピーダンス整合が行われる。 The stub tuner 45 is for impedance matching with the central conductor 431 of the plasma generating nozzle 43 serving as a load. The stub tuner 45 includes three pieces arranged in series at a predetermined interval on the upper surface plate of the piece having the waveguide structure. A stub tuner unit is provided. Impedance matching is performed by adjusting the protrusion length of the stub provided in each stub tuner unit into the waveguide space.

サーキュレータ４６は、例えばフェライト柱を内蔵する導波管型の３ポートサーキュレータからなり、一旦は導波管４２へ向けて伝搬されたマイクロ波のうち、プラズマ発生ノズル４３で電力消費されずに戻って来る反射マイクロ波を、マイクロ波発生装置４１に戻さずダミーロード４７へ向かわせるものである。このようなサーキュレータ４６を配置することで、マイクロ波発生装置４１が反射マイクロ波によって過熱状態となることが防止される。 The circulator 46 is composed of, for example, a waveguide-type three-port circulator with a built-in ferrite column. The microwave once propagated toward the waveguide 42 returns without being consumed by the plasma generation nozzle 43. The incoming reflected microwave is directed to the dummy load 47 without returning to the microwave generator 41. By arranging such a circulator 46, the microwave generator 41 is prevented from being overheated by the reflected microwave.

ダミーロード４７は、上述の反射マイクロ波を吸収して熱に変換する水冷型（空冷型でも良い）の電波吸収体である。このダミーロード４７には、冷却水を内部に流通させるための冷却水流通口（図略）が設けられており、反射マイクロ波を熱変換することにより発生した熱が前記冷却水に熱交換されるようになっている。 The dummy load 47 is a water-cooled (or air-cooled) radio wave absorber that absorbs the reflected microwave and converts it into heat. The dummy load 47 is provided with a cooling water circulation port (not shown) for circulating cooling water therein, and heat generated by heat conversion of the reflected microwave is exchanged with the cooling water. It has become so.

制御部４８は、マイクロ波出力制御部４８１、ガス流量制御部４８２、全体制御部４８３、及び全体制御部４８３に対して所定の操作信号を与える操作部４８４が備えられている。 The control unit 48 includes a microwave output control unit 481, a gas flow rate control unit 482, an overall control unit 483, and an operation unit 484 that gives a predetermined operation signal to the overall control unit 483.

マイクロ波出力制御部４８１は、マイクロ波発生装置４１から出力されるマイクロ波のＯＮ−ＯＦＦ制御、出力強度制御を行うもので、所定のパルス信号を生成してマイクロ波発生装置４１によるマイクロ波発生の動作制御を行う。 The microwave output control unit 481 performs ON / OFF control and output intensity control of the microwave output from the microwave generation device 41. The microwave output control unit 481 generates a predetermined pulse signal and generates the microwave by the microwave generation device 41. Control the operation.

ガス流量制御部４８２は、各プラズマ発生ノズル４３へ供給する処理ガスの流量制御を行うものである。具体的には、ガスボンベ等の処理ガス供給源４９１とプラズマ発生ノズル４３との間を接続するガス供給管に設けられた流量制御弁４９２の開閉制御乃至は開度調整を行う。 The gas flow rate controller 482 controls the flow rate of the processing gas supplied to each plasma generation nozzle 43. Specifically, the flow control valve 492 provided in the gas supply pipe connecting the processing gas supply source 491 such as a gas cylinder and the plasma generation nozzle 43 is controlled to open or close or the opening is adjusted.

全体制御部４８３は、当該プラズマ照射装置４０の全体的な動作制御を司るもので、操作部４８４から与えられる操作信号に応じて、上記マイクロ波出力制御部４８１及びガス流量制御部４８２を、所定のシーケンスに基づいて動作制御する。すなわち、予め与えられた制御プログラムに基づいて、所定流量の処理ガスを各プラズマ発生ノズル４３へ供給させつつマイクロ波電力を与えてプラズマ（プルームＰ）を発生させ、所定位置に搬送されて来る回路基板Ｗのクリームはんだ印刷面に対し、表面改質等のためにプルームＰを放射させるものである。 The overall control unit 483 is responsible for overall operation control of the plasma irradiation apparatus 40. The microwave output control unit 481 and the gas flow rate control unit 482 are set in accordance with an operation signal given from the operation unit 484. The operation is controlled based on the sequence. That is, based on a control program given in advance, a circuit that generates a plasma (plume P) by supplying microwave power while supplying a predetermined flow of processing gas to each plasma generation nozzle 43 and is conveyed to a predetermined position. The plume P is emitted to the cream solder printing surface of the substrate W for surface modification or the like.

以上説明したプラズマ照射装置４０によれば、導波管４２に複数個配列して取り付けられたプラズマ発生ノズル４３からプルームＰを回路基板Ｗに対して放射することが可能であるので、先に説明したロボットハンド式のプラズマ照射装置３０に比べて、クリームはんだの印刷面の面積が比較的広い回路基板Ｗをワークとする場合に有利である。また、前述のプラズマ照射装置３０及びこの導波管式のプラズマ照射装置４０は、常温常圧でプラズマを発生させることができるので、真空チャンバー等を必要とせず、本発明の部品実装装置に容易に組み込むことができる。 According to the plasma irradiation apparatus 40 described above, it is possible to radiate the plume P to the circuit board W from the plasma generation nozzles 43 that are arranged and attached to the waveguide 42. Compared to the robot hand-type plasma irradiation apparatus 30, the circuit board W having a relatively large printed surface area of cream solder is advantageous. Further, since the plasma irradiation apparatus 30 and the waveguide type plasma irradiation apparatus 40 can generate plasma at room temperature and normal pressure, a vacuum chamber or the like is not required, and the component mounting apparatus of the present invention is easy. Can be incorporated into.

次に図５に基づいて、以上の通り構成された部品実装装置１０により実行される回路基板５０に対する表面実装動作の一例について説明する。まず図５（ａ）に示すように、基板供給装置１１から回路基板５０が部品実装ライン内へ供給される。回路基板５０は、絶縁基材５１と、該絶縁基材５１の表面に所定のパターン形状で形成されている配線パターン５２とからなる。 Next, an example of the surface mounting operation for the circuit board 50 executed by the component mounting apparatus 10 configured as described above will be described with reference to FIG. First, as shown in FIG. 5A, the circuit board 50 is supplied from the board supply device 11 into the component mounting line. The circuit board 50 includes an insulating base 51 and a wiring pattern 52 formed in a predetermined pattern shape on the surface of the insulating base 51.

回路基板５０は、プラズマ照射装置１２によるプラズマ照射工程に導入される。例えば図２、図３に例示したようなプラズマ照射装置３０のプラズマ発生ノズル３２により、クリームはんだが印刷される配線パターン５２を含む領域にプラズマ（プルームＰ）が照射される（図５（ｂ））。かかるプラズマ照射により、配線パターン５２の埃や油脂等が除去されて清浄化されると共に、表面改質（活性化）がなされる。 The circuit board 50 is introduced into a plasma irradiation process by the plasma irradiation apparatus 12. For example, plasma (plume P) is irradiated to a region including the wiring pattern 52 on which the cream solder is printed by the plasma generation nozzle 32 of the plasma irradiation apparatus 30 illustrated in FIGS. 2 and 3 (FIG. 5B). ). By such plasma irradiation, dust, oils and fats of the wiring pattern 52 are removed and cleaned, and surface modification (activation) is performed.

図６は、プルームＰによる配線パターン５２の表面改質状況を説明するための模式図である。図６（ａ）に示すように、回路基板５０は、一般に絶縁基材５１上に配線パターン５２を構成する銅パターン層５２１、この銅パターン層５２１の表面を覆う金メッキ層５２２を有してなる。クリームはんだは、金メッキ層５２２の表面に印刷されるのであるが、金メッキ層５２２の表面に酸化膜層ｎが存在したり、有機物からなる異物が付着していたりする場合がある。このような場合、はんだの濡れ性、広がり係数が悪くなり、フラックスを使用しない限り強固な接着は望めない。 FIG. 6 is a schematic diagram for explaining a surface modification state of the wiring pattern 52 by the plume P. FIG. As shown in FIG. 6A, the circuit board 50 generally includes a copper pattern layer 521 that constitutes a wiring pattern 52 on an insulating base 51, and a gold plating layer 522 that covers the surface of the copper pattern layer 521. . The cream solder is printed on the surface of the gold plating layer 522, but the oxide film layer n may be present on the surface of the gold plating layer 522, or a foreign substance made of an organic substance may be attached. In such a case, the wettability and spread coefficient of the solder deteriorate, and strong adhesion cannot be expected unless a flux is used.

しかし、このようなクリームはんだ印刷面にプルームＰが照射されることで、図６（ｂ）に示すように、前記酸化膜層ｎや有機物は分解される。さらに、金メッキ層５２２の表面が微細に粗面化されることも相俟って、クリームはんだがフラックスフリーのものであっても、十分な濡れ性、広がり角を得ることが可能となる。従って、クリームはんだの金メッキ層５２２対する接着性を良好なものとすることができる。 However, when the plume P is irradiated onto the cream solder printing surface, the oxide film layer n and the organic matter are decomposed as shown in FIG. 6B. Furthermore, combined with the fact that the surface of the gold plating layer 522 is finely roughened, sufficient wettability and spread angle can be obtained even when the cream solder is flux-free. Therefore, the adhesiveness of the cream solder to the gold plating layer 522 can be improved.

プラズマ照射処理の後、回路基板５０は、はんだ印刷装置１３の作業ステージに導入される。ここでは、図５（ｃ）に示すように、クリームはんだが塗布される部分と塗布されない部分とを区画するマスキングを行うために、回路基板５０の上面にメタルマスク６１が被せられる。このメタルマスク６１には、配線パターン５２に応じた窓部６２が設けられている。そして、図５（ｄ）に示すように、クリームはんだ材料を貯留したスキージ６３をメタルマスク６１上において走行させる態様で、メタルマスク６１の窓部６２を通して配線パターン５２上にクリームはんだ５３がスクリーン印刷される。 After the plasma irradiation process, the circuit board 50 is introduced into the work stage of the solder printer 13. Here, as shown in FIG. 5C, a metal mask 61 is put on the upper surface of the circuit board 50 in order to perform masking for partitioning a portion where the cream solder is applied and a portion where the cream solder is not applied. The metal mask 61 is provided with a window portion 62 corresponding to the wiring pattern 52. Then, as shown in FIG. 5 (d), the cream solder 53 is screen-printed on the wiring pattern 52 through the window 62 of the metal mask 61 in such a manner that the squeegee 63 storing the cream solder material is run on the metal mask 61. Is done.

その後、回路基板５０は、接着剤ディスペンサ１４の作業ステージへ導入される。この作業ステージで、図５（ｅ）に示すように、はんだ付けのために回路基板５０上にマウントされた電子部品７１，７２が、リフローはんだ付け時にはんだ面から外れることを防ぐために、熱硬化性の接着剤５４がポッティングされる。 Thereafter, the circuit board 50 is introduced into the work stage of the adhesive dispenser 14. In this work stage, as shown in FIG. 5 (e), in order to prevent the electronic components 71 and 72 mounted on the circuit board 50 for soldering from coming off the solder surface during reflow soldering, thermosetting is performed. Adhesive 54 is potted.

続いて回路基板５０は、マウンタ１５の作業ステージへ導入される。ここでは、図５（ｆ）に示すように、チップ部品本体７１１からリード７１２が延出されている第１の電子部品７１、チップ部品本体７２１の両端に電極面７２２が形成されている第２の電子部品７２がマウントされる例を示している。これら電子部品７１，７２は、マウンタ１５の吸着ノズル等で保持された状態で、接着剤５４にチップ部品本体７１１，７２１が接着されると共に、リード７１２又は電極面７２２がクリームはんだ５３とそれぞれ当接するようにマウントされる。 Subsequently, the circuit board 50 is introduced into the work stage of the mounter 15. Here, as shown in FIG. 5 (f), the first electronic component 71 in which the lead 712 extends from the chip component body 711, and the second in which electrode surfaces 722 are formed at both ends of the chip component body 721. The example in which the electronic component 72 is mounted is shown. The electronic components 71 and 72 are held by the suction nozzle or the like of the mounter 15, and the chip component bodies 711 and 721 are bonded to the adhesive 54, and the leads 712 or the electrode surfaces 722 are respectively contacted with the cream solder 53. Mounted to touch.

しかる後、回路基板５０は、リフロー炉１６へ導かれる。回路基板５０は、リフロー炉１６内で、例えば２２０〜２３０℃程度に加熱される。かかる加熱により、スクリーン印刷されたクリームはんだは溶融され、電子部品７１，７２は配線パターン５２にはんだ接合されるものである。そして、検査装置１７による検査過程を経て、基板受取装置１８により表面実装ラインから回路基板５０は搬出される。 Thereafter, the circuit board 50 is guided to the reflow furnace 16. The circuit board 50 is heated to, for example, about 220 to 230 ° C. in the reflow furnace 16. The screen-printed cream solder is melted by such heating, and the electronic components 71 and 72 are soldered to the wiring pattern 52. Then, after the inspection process by the inspection device 17, the circuit board 50 is unloaded from the surface mounting line by the substrate receiving device 18.

以上説明した表面実装型の部品実装装置１０によれば、大気圧下でプラズマを照射するプラズマ照射装置がライン中に組み入れられる。そして、回路基板５０の配線パターン５２上にクリームはんだの層がスクリーン印刷される前に、配線パターン５２表面をプラズマ照射により清浄化すると共に表面改質することが可能となる。従って、クリームはんだにフラックスを練り込まなくとも、クリームはんだの配線パターン５２への接着性を良好なものとすることができる。 According to the surface mounting type component mounting apparatus 10 described above, a plasma irradiation apparatus that irradiates plasma under atmospheric pressure is incorporated in the line. And before the cream solder layer is screen-printed on the wiring pattern 52 of the circuit board 50, the surface of the wiring pattern 52 can be cleaned and modified by plasma irradiation. Therefore, the adhesiveness of the cream solder to the wiring pattern 52 can be improved without kneading the flux into the cream solder.

［第２実施形態］
図７は、本発明の第２実施形態に係る挿入実装型の部品実装装置２０の構成を概略的に示すブロック図である。この部品実装装置２０は、基板を貫通して形成されたスルーホールからなる配線パターンを有する基板上に、リード部を有する電子部品等（電気部品）をスルーホールを利用してマウントし、これをフローはんだ付けする挿入実装ラインを構成する装置である。部品実装装置２０は、基板供給装置２１（基板供給手段）、接着剤ディスペンサ２２、マウンタ２３（マウント手段）、プラズマ照射装置２４、フローはんだ槽２５、検査装置２６及び基板受取装置２７を備えている。 [Second Embodiment]
FIG. 7 is a block diagram schematically showing the configuration of the insertion mounting type component mounting apparatus 20 according to the second embodiment of the present invention. This component mounting apparatus 20 mounts an electronic component or the like (electrical component) having a lead portion on a substrate having a wiring pattern composed of a through hole formed through the substrate using the through hole. It is an apparatus constituting an insertion mounting line for flow soldering. The component mounting apparatus 20 includes a substrate supply device 21 (substrate supply means), an adhesive dispenser 22, a mounter 23 (mounting means), a plasma irradiation device 24, a flow solder bath 25, an inspection device 26, and a substrate receiving device 27. .

上記構成において、基板供給装置２１、接着剤ディスペンサ２２、マウンタ２３、検査装置２６及び基板受取装置２７は、それぞれ図１に示した基板供給装置１１、接着剤ディスペンサ１４、マウンタ１５、検査装置１７及び基板受取装置１８と同等な装置であり、その機能も同様であるので、ここでは説明を省略する。なお、本実施形態では、マウンタ２３は、プラズマ照射装置２４の前工程に組み入れられ、リード部を備えた電子部品の前記リード部を前記スルーホールに挿入するように基板へマウントする。 In the above configuration, the substrate supply device 21, the adhesive dispenser 22, the mounter 23, the inspection device 26, and the substrate receiving device 27 are respectively the substrate supply device 11, the adhesive dispenser 14, the mounter 15, the inspection device 17 and the inspection device 17 shown in FIG. Since it is an apparatus equivalent to the substrate receiving apparatus 18 and has the same function, description thereof is omitted here. In the present embodiment, the mounter 23 is incorporated in the previous process of the plasma irradiation device 24 and is mounted on the substrate so that the lead part of the electronic component having the lead part is inserted into the through hole.

プラズマ照射装置２４としては、先に図２〜図４に例示したプラズマ照射装置３０、４０を用いることができる。プラズマ照射装置２４は、フローはんだ槽２５の前工程に組み入れられ、前記スルーホールと、このスルーホールに挿入された電子部品のリード部とにプラズマを照射するものとされる。 As the plasma irradiation device 24, the plasma irradiation devices 30 and 40 exemplified above in FIGS. 2 to 4 can be used. The plasma irradiation device 24 is incorporated in a pre-process of the flow solder bath 25 and irradiates the plasma to the through hole and the lead portion of the electronic component inserted into the through hole.

フローはんだ槽２５は、流動するはんだ溶液に基板を接触させることでスルーホールにはんだ層を形成させる、つまりスルーホールに電子部品のリード部をはんだ接合させるものである。このフローはんだ槽２５は、溶融したはんだを噴流（流動）させる噴流はんだ槽と、この噴流はんだに基板の片面が接触するように通過させる基板の搬送装置とを含んで構成されている。 The flow solder bath 25 is for forming a solder layer in the through hole by bringing the substrate into contact with a flowing solder solution, that is, for soldering the lead portion of the electronic component to the through hole. The flow solder bath 25 includes a jet solder bath for jetting (flowing) molten solder, and a substrate transfer device for passing the jet solder so that one surface of the substrate contacts the jet solder.

次に図８に基づいて、以上の通り構成された第２実施形態に係る部品実装装置２０により実行される回路基板８０に対する挿入実装動作の一例について説明する。まず図８（ａ）に示すように、基板供給装置２１から回路基板８０が部品実装ライン内へ供給される。回路基板８０は、絶縁基材８１と、絶縁基材８１の表面に所定のパターン形状で形成されている配線パターン８２と、絶縁基材８１の表裏面を貫通するように形成されたスルーホールＴＨと、スルーホールＴＨの内周面に形成されたスルーホールメッキ層８３とからなる。 Next, based on FIG. 8, an example of the insertion mounting operation with respect to the circuit board 80 performed by the component mounting apparatus 20 according to the second embodiment configured as described above will be described. First, as shown in FIG. 8A, the circuit board 80 is supplied from the board supply device 21 into the component mounting line. The circuit board 80 includes an insulating base 81, a wiring pattern 82 formed in a predetermined pattern shape on the surface of the insulating base 81, and a through hole TH formed so as to penetrate the front and back surfaces of the insulating base 81. And a through-hole plating layer 83 formed on the inner peripheral surface of the through-hole TH.

続いて回路基板８０は、接着剤ディスペンサ２２の作業ステージへ導入される。この作業ステージで、図８（ｂ）に示すように、はんだ付けのために回路基板８０上にマウントされる電子部品７３をフローはんだ付けするまでの間、一時的に回路基板８０に固定させるために、熱硬化性の接着剤８４がポッティングされる。 Subsequently, the circuit board 80 is introduced into the work stage of the adhesive dispenser 22. In this work stage, as shown in FIG. 8B, the electronic component 73 mounted on the circuit board 80 for soldering is temporarily fixed to the circuit board 80 until it is flow soldered. Then, a thermosetting adhesive 84 is potted.

次に回路基板８０は、マウンタ２３の作業ステージへ導入される。ここでは、図８（ｃ）に示すように、チップ部品本体７３１からリード７３２が延出されている電子部品７３がマウントされる。この電子部品７３は、マウンタ２３の吸着ノズル等で保持された状態で、接着剤８４にチップ部品本体７３１が接着されると共に、２本のリード７３２がそれぞれスルーホールＴＨを貫通するようにマウントされる。 Next, the circuit board 80 is introduced into the work stage of the mounter 23. Here, as shown in FIG. 8C, the electronic component 73 with the leads 732 extending from the chip component main body 731 is mounted. The electronic component 73 is mounted so that the chip component main body 731 is adhered to the adhesive 84 while being held by the suction nozzle or the like of the mounter 23 and the two leads 732 pass through the through holes TH, respectively. The

その後、回路基板８０は、プラズマ照射装置２４によるプラズマ照射工程に導入される。例えば図２、図３に例示したようなプラズマ照射装置３０のプラズマ発生ノズル３２により、スルーホールＴＨと、このスルーホールＴＨに挿入された電子部品７３のリード７３２とにプラズマ（プルームＰ）が照射される（図８（ｄ））。かかるプラズマ照射により、スルーホールＴＨ内周面のスルーホールメッキ層８３及びリード７３２の表面の埃や油脂等が除去されて清浄化されると共に、表面改質（活性化）がなされる。 Thereafter, the circuit board 80 is introduced into a plasma irradiation process by the plasma irradiation device 24. For example, the plasma (plume P) is irradiated to the through hole TH and the lead 732 of the electronic component 73 inserted into the through hole TH by the plasma generation nozzle 32 of the plasma irradiation apparatus 30 illustrated in FIGS. (FIG. 8D). Such plasma irradiation removes and cleans the dust, oil, and the like on the surface of the through-hole plating layer 83 and the lead 732 on the inner peripheral surface of the through-hole TH, and also performs surface modification (activation).

しかる後、回路基板８０は、フローはんだ槽２５へ導かれてフローはんだ付けが為される。すなわち、図８（ｅ）に示すように、２４０〜２５０℃に溶融された状態で噴流力ｆを与えられている噴流はんだ８５に、回路基板８０の裏面８０Ｂを接触させつつ、回路基板８０を所定の速度で通過させる。これにより、スルーホールＴＨ内にはんだが充填され、スルーホールメッキ層８３とリード７３２とがはんだ接合されものである。そして、検査装置２６による検査過程を経て、基板受取装置２７により挿入実装ラインから回路基板８０は搬出される。 Thereafter, the circuit board 80 is guided to the flow solder bath 25 and subjected to flow soldering. That is, as shown in FIG. 8E, the circuit board 80 is placed while the back surface 80B of the circuit board 80 is brought into contact with the jet solder 85 which is given a jet force f in a state melted at 240 to 250 ° C. Pass at a predetermined speed. As a result, the through hole TH is filled with solder, and the through hole plating layer 83 and the lead 732 are soldered. Then, after the inspection process by the inspection device 26, the circuit board 80 is unloaded from the insertion mounting line by the substrate receiving device 27.

以上説明した挿入実装型の部品実装装置２０によれば、フローはんだ槽２５にスルーホールＴＨ付の回路基板８０が浸漬される前に、スルーホールＴＨを含む領域にプラズマを照射してスルーホールメッキ層８３の表面改質を行うことが可能となる。またスルーホールＴＨに挿入される電子部品７３のリード７３２にもプラズマが照射されるので、はんだ付けされる双方の面の濡れ性を改善することができる。従って、フラックス噴霧装置のような、スルーホールＴＨに対してフラックスを噴霧する装置の部品実装ラインへの組み込みを無用とすることができる。また、フラックスを使用しないことから、フラックスを除去する基板洗浄装置等の組み込みも省くことができる。 According to the insertion mounting type component mounting apparatus 20 described above, before the circuit board 80 with the through hole TH is immersed in the flow solder bath 25, the region including the through hole TH is irradiated with plasma to perform through hole plating. The surface modification of the layer 83 can be performed. Moreover, since the plasma is also applied to the lead 732 of the electronic component 73 inserted into the through hole TH, the wettability of both surfaces to be soldered can be improved. Therefore, it is not necessary to incorporate a device for spraying flux with respect to the through hole TH, such as a flux spray device, into a component mounting line. In addition, since no flux is used, it is possible to omit the incorporation of a substrate cleaning apparatus or the like that removes the flux.

以上、本発明の実施形態に係る２つの部品実装装置１０、２０について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば下記（１）〜（３）の変形実施形態を取ることができる。 As mentioned above, although the two component mounting apparatuses 10 and 20 which concern on embodiment of this invention were demonstrated, this invention is not limited to this, For example, taking modified embodiment of following (1)-(3). Can do.

（１）第１実施形態において、プラズマ照射装置１２の配置位置を工夫して、マウンタ１５による回路基板５０への電子部品７１、７２のマウント時或いはマウント後（図５（ｆ）参照）に、これら電子部品７１、７２のマウント部に向けてプラズマを照射するようにしても良い。若しくは、電子部品７１、７２のマウント前（図５（ｅ）参照）に、電子部品がマウントされる部分に向けてプラズマを照射するようにし、その表面清浄化、表面改質を行うようにしても良い。 (1) In the first embodiment, the arrangement position of the plasma irradiation device 12 is devised, and the electronic components 71 and 72 are mounted on the circuit board 50 by the mounter 15 or after mounting (see FIG. 5F). You may make it irradiate plasma toward the mount part of these electronic components 71 and 72. FIG. Alternatively, before the electronic components 71 and 72 are mounted (see FIG. 5 (e)), the plasma is irradiated toward the portion where the electronic components are mounted, and the surface is cleaned and modified. Also good.

（２）図２に示したプラズマ照射装置３０では、プラズマ発生ノズル３２を一つだけロボットハンド３１に搭載した例を示したが、２以上のプラズマ発生ノズルを搭載させるようにしても良い。また、保護管３２４の先端形状を絞ってプルームＰの照射領域を狭くしたり、或いは先端を二股状にしたりしても良い。 (2) In the plasma irradiation apparatus 30 shown in FIG. 2, an example in which only one plasma generating nozzle 32 is mounted on the robot hand 31 has been described. However, two or more plasma generating nozzles may be mounted. Alternatively, the tip of the protective tube 324 may be narrowed to narrow the plume P irradiation area, or the tip may be bifurcated.

（３）図２に示したプラズマ照射装置３０、図４に示したプラズマ照射装置４０において、マイクロ波出力の検出センサ、処理ガスの流量センサを適所に取り付け、マイクロ波エネルギーの出力（若しくは高周波電力の出力）及び／又は処理ガスの流量を制御して、プラズマの発生量やプラズマ化されたガスの温度を全体制御部３５２、４８３にて制御するように構成することが望ましい。かかる構成とすれば、はんだ付けされる被着面の材質、はんだ付け面積等に応じて、最適なプルームＰを発生させることが可能となる。 (3) In the plasma irradiation apparatus 30 shown in FIG. 2 and the plasma irradiation apparatus 40 shown in FIG. 4, a microwave output detection sensor and a process gas flow sensor are attached at appropriate positions to output microwave energy (or high-frequency power). Output) and / or the flow rate of the processing gas, and it is desirable that the overall control units 352 and 483 control the amount of plasma generated and the temperature of the plasma gas. With such a configuration, it is possible to generate an optimal plume P according to the material of the adherend surface to be soldered, the soldering area, and the like.

本発明の第１実施形態に係る表面実装型の部品実装装置１０の構成を概略的に示すブロック図である。1 is a block diagram schematically showing a configuration of a surface mounting type component mounting apparatus 10 according to a first embodiment of the present invention. 本発明で用いられるプラズマ照射装置の具体的実施形態の一つであるロボットハンド型のプラズマ照射装置３０を示す構成図である。It is a block diagram which shows the robot hand type plasma irradiation apparatus 30 which is one of the specific embodiment of the plasma irradiation apparatus used by this invention. 図２に示すプラズマ照射装置３０の要部拡大断面図である。It is a principal part expanded sectional view of the plasma irradiation apparatus 30 shown in FIG. 本発明で用いられるプラズマ照射装置の他の具体的実施形態である導波管型のプラズマ照射装置４０を示す構成図である。It is a block diagram which shows the waveguide type plasma irradiation apparatus 40 which is other specific embodiment of the plasma irradiation apparatus used by this invention. （ａ）〜（ｆ）は、第１実施形態に係る部品実装装置１０により実行される表面実装動作を示す説明図である。(A)-(f) is explanatory drawing which shows the surface mounting operation | movement performed by the component mounting apparatus 10 which concerns on 1st Embodiment. （ａ）、（ｂ）は、プルームＰによる配線パターンの表面改質状況を説明するための模式図である。(A), (b) is a schematic diagram for demonstrating the surface modification condition of the wiring pattern by the plume P. FIG. 本発明の第２実施形態に係る挿入実装型の部品実装装置２０の構成を概略的に示すブロック図である。It is a block diagram which shows roughly the structure of the insertion mounting type component mounting apparatus 20 which concerns on 2nd Embodiment of this invention. （ａ）〜（ｅ）は、第２実施形態に係る部品実装装置２０により実行される挿入実装動作を示す説明図である。(A)-(e) is explanatory drawing which shows the insertion mounting operation performed by the component mounting apparatus 20 which concerns on 2nd Embodiment.

Explanation of symbols

Ｗ、５０、８０回路基板（基板）
１０（表面実装型の）部品実装装置
１１、２１基板供給装置（基板供給手段）
１２、３０、４０プラズマ照射装置
１３はんだ印刷装置（はんだ層形成手段）
１４、２２接着剤ディスペンサ
１５、２３マウンタ（マウント手段）
１６リフロー炉
１７、２６検査装置
１８、２７基板受取装置
２０（挿入実装型の）部品実装装置
２５フローはんだ槽
３０ロボットハンド型のプラズマ照射装置
３１ロボットハンド
３２プラズマ発生ノズル
３３マイクロ波発生装置
３４処理ガス供給装置
３５制御部
４０導波管型のプラズマ照射装置
４１マイクロ波発生装置
４２導波管
４３プラズマ発生ノズル
４４スライディングショート
４５スタブチューナ
４６サーキュレータ
４７ダミーロード
４８制御部
５２、８２配線パターン
７１、７２、７３電子部品（電気部品）
ＴＨスルーホール W, 50, 80 Circuit board (board)
10 (Surface Mount Type) Component Mounting Device 11, 21 Substrate Supply Device (Substrate Supply Means)
12, 30, 40 Plasma irradiation device 13 Solder printing device (solder layer forming means)
14,22 Adhesive dispenser 15,23 Mounter (mounting means)
16 Reflow furnace 17, 26 Inspection device 18, 27 Substrate receiving device 20 (Insertion mounting type) component mounting device 25 Flow solder bath 30 Robot hand type plasma irradiation device 31 Robot hand 32 Plasma generating nozzle 33 Microwave generator 34 Processing Gas supply device 35 Control unit 40 Waveguide type plasma irradiation device 41 Microwave generation device 42 Waveguide 43 Plasma generation nozzle 44 Sliding short 45 Stub tuner 46 Circulator 47 Dummy load 48 Control unit 52, 82 Wiring pattern 71, 72 73 Electronic parts (electric parts)
TH Through hole

Claims

Substrate supply means for supplying a substrate having a predetermined wiring pattern made of conductive metal;
Solder layer forming means for forming a solder layer in a predetermined region of the wiring pattern;
A mounting means for mounting the electrical component on the substrate to mount a predetermined electrical component on the substrate by soldering using the solder layer, and constituting a mounting line for mounting the electrical component on the substrate A component mounting apparatus that
A component mounting apparatus, wherein a plasma irradiation apparatus for irradiating plasma at atmospheric pressure is incorporated in at least a region where a solder layer of the wiring pattern is formed.

The wiring pattern of the substrate is a wiring pattern for surface mounting electrical components formed on the surface of the substrate,
The solder layer forming means is a solder printing apparatus that screen-prints cream solder on the wiring pattern,
The said plasma irradiation apparatus is incorporated in the pre-process by which the said cream solder is printed, and it is set as the structure which irradiates a plasma to the area | region where the cream solder of the said wiring pattern is printed. Component mounting equipment.

The component mounting apparatus according to claim 2, wherein the cream solder printed by the solder printing apparatus is a flux-free cream solder.

The wiring pattern of the substrate is a through hole formed through the substrate,
The solder layer forming means is a flow solder bath for forming a solder layer in the through hole by bringing the substrate into contact with a flowing solder solution,
2. The component mounting apparatus according to claim 1, wherein the plasma irradiation apparatus is incorporated in a pre-process in which the substrate is brought into contact with the solder solution, and is configured to irradiate the through holes with plasma. .

The mounting means is incorporated in a pre-process of the plasma irradiation apparatus, and mounts an electrical component on the substrate so as to insert the lead portion of the electrical component having a lead portion into the through hole,
The component mounting apparatus according to claim 4, wherein the plasma irradiation apparatus is configured to irradiate plasma to the through hole and the lead portion inserted into the through hole.