JP2014143304A - 加熱接合装置及び加熱接合製品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】真空中で半田付け等の加熱接合を行う際に、加熱接合する対象物の温度を加熱接合に適した所定の目標温度から大きくオーバーシュートさせることなく、対象物の温度を従来の装置及び方法よりも短時間で所定の目標温度とすることができる優れた加熱接合装置及び加熱接合製品の製造方法を提供する。
【解決手段】加熱接合する対象物とバッファー部を収容する真空チャンバと、真空チャンバ内に収容した対象物に接触して配置されたバッファー部を加熱するヒータと、ヒータで加熱されたバッファー部の熱を排熱する冷却器と、バッファー部を介して加熱された対象物の温度を検出する対象物温度センサーと、検出した対象物の温度に基づいて、対象物の温度が加熱接合に適した所定の目標温度になるように、冷却器によるバッファー部からの排熱を調節することにより、制御する制御装置とを備える、加熱接合装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、加熱接合装置及び加熱接合製品の製造方法に関し、より詳細には、ワーク（電子部品、基板等及び接合材を含んで構成される加熱接合の対象物）を加熱及び冷却して加熱接合する加熱接合装置及び加熱接合製品の製造方法に関する。

従来、還元性のカルボン酸蒸気で満たした開閉可能なチャンバ内に、加熱手段を具える熱板が設けられた加熱接合装置としての半田付け装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。熱板の基板を乗せる部分は平坦に設けられ、熱板にはその温度を検出する温度検出器が附設される。加熱手段は検出された熱板の温度に基づいて熱板の温度を制御するように構成される。

特開平１１‐２３３９３４号公報（例えば、請求項１、請求項７参照）

しかしながら、従来の加熱接合装置では、チャンバ内を真空にして半田付け等の加熱接合を行う場合に、熱板に載置されたワークが過熱されることがあった。ワークは加熱接合の対象物として熱に弱い、半導体装置、電子部品等のようなものを含む。そのため、対象物を適切に加熱接合するための所定の目標温度を超える過熱によりワークを熱破壊してしまうことがあった。このようなワークの熱破壊を避けるため、従来の加熱接合装置では、真空中で加熱接合を行う際に、緩やかに長時間をかけてワークを加熱することが避けられなかった。このため、ワークの加熱接合に要するサイクルタイムが長いものとなっていた。

本発明はこれらの課題に鑑みてなされたものであり、真空中で加熱接合を行う際に、加熱接合する対象物の温度を加熱接合に適した所定の目標温度から大きくオーバーシュートさせることなく、対象物の温度を従来の装置及び方法よりも短時間で所定の目標温度とすることができる優れた加熱接合装置及び加熱接合製品の製造方法を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明の第１の態様に係る加熱接合装置は、例えば、図１に示す加熱接合装置１００であって、加熱接合する対象物１とバッファー部５を収容する真空チャンバ１０と；真空チャンバ１０内に収容した対象物１に接触して配置されたバッファー部５を加熱するヒータ２０と；ヒータ２０で加熱されたバッファー部５の熱を排熱する冷却器３０と；バッファー部５を介して加熱された対象物１の温度を検出する対象物温度センサー４０と；検出した対象物１の温度Ｔ_Ｄ（図４（Ａ）参照）に基づいて、対象物１の温度Ｔ_Ｄが加熱接合に適した所定の目標温度Ｔ_Ｔ（図４（Ａ）参照）になるように、冷却器３０によるバッファー部５からの排熱を調節することにより、制御する制御装置５０とを備える。

このように構成するとき、真空中でオーバーシュート傾向を有するヒータによる対象物の加熱をその蓄熱が調節されるバッファー部から対象物に伝熱して行うことができる。このため、雰囲気への熱拡散が期待できない真空中で対象物がヒータで直接加熱されることによって対象物が過熱されて熱破壊してしまうことを防止することができる。また、ヒータで直接加熱されたバッファー部の熱を冷却器で排熱する調節を行うことにより、対象物の温度制御を行うことができる。バッファー部の熱を「排熱する」とは、バッファー部の温度の保持又は変動に拘わらず、バッファー部から熱を奪うことをいい、バッファー部の温度の低下を伴ってバッファー部を冷却することを含む概念である。

真空中の加熱では雰囲気への熱拡散が生じない。このため、ヒータから直接加熱されたバッファー部に入熱された熱の一部はバッファー部に蓄熱され、残りの熱は対象物へ伝熱されて対象物に蓄熱される。このとき、対象物と接触しているバッファー部の温度を対象物の温度から独立したより高い温度とすることで、対象物の温度を従来の装置よりも急速に昇温することができる。また、バッファー部の温度を冷却器で調節することで、対象物の温度を所定の目標温度に制御することができる。このため、対象物の温度を上げるときには、バッファー部の蓄熱を大きくしてバッファー部の温度を高くすることにより、対象物の温度を従来の装置よりも急速に昇温することができ、且つ、対象物の温度が所定の制御目標温度に近づいたときには、冷却器をバッファー部に接触させることでバッファー部の熱を排熱し、対象物の温度をオーバーシュートさせることなく所定の目標温度に制御することができる。

ここで、真空中でのバッファー部から対象物への熱伝達では、両者の間に真空が介在することによってその熱伝達（熱伝達の割合、熱伝達率（熱伝達係数））が予測不可能に変動する。この場合にも、対象物の温度を検出して対象物の温度が所定の目標温度になるようにバッファー部からの排熱を調節することで、この熱伝達の変動を対象物の温度制御に反映して正確な対象物の温度制御を行うことができる。このように正確な制御を行うことができるから、従来の装置の制御に起因する誤差のために対象物の温度上昇率（温度（℃）／時間（秒））に上限を課していた従来の装置よりも大きな温度上昇率で対象物の加熱接合を行うことができる。また、従来の装置のように、対象物の温度制御のために、バッファー部の加熱温度が対象物の制御目標温度以下の温度に制限されてしまうことがなく、バッファー部の加熱温度は対象物の加熱温度から独立して、対象物の制御目標温度を超える加熱温度とすることができる。このため、真空中で加熱接合を行う際に、加熱接合する対象物の温度を加熱接合に適した所定の目標温度から大きくオーバーシュートさせることなく、対象物の温度を従来の装置よりも短時間で所定の目標温度とすることができる。また、バッファー部を介して対象物を加熱することにより、バッファー部で均熱化して対象物を加熱することができる。このため、対象物の不均一な加熱を防ぐことができる。したがって良好な加熱接合を行うことができ、高品質の加熱接合製品を製造することができる。

また、本発明の第２の態様に係る加熱接合装置は、本発明の第１の態様に係る加熱接合装置において、例えば、図１に示す加熱接合装置１００のように、ヒータ２０はバッファー部５を熱放射によって加熱する熱放射ヒータ２０ａで構成され；冷却器３０は冷却ブロック３０ａと、冷却ブロック３０ａをバッファー部５に対して近接及び離間をするように相対的に駆動する駆動装置３０ｂとを有し；制御装置５０は、冷却ブロック３０ａの近接と離間を調節することにより対象物１の温度を制御するように構成される。

このように構成するとき、熱放射ヒータは、バッファー部との間に介在する真空に阻害されることなく真空中においても好適にバッファー部を加熱することができる。また、制御装置は、検出した対象物の温度に基づいて、バッファー部と冷却ブロックとの間の相互間距離（その接触又は非接触）を調節してバッファー部からの排熱を効率良く調節することができる。このため、従来の装置よりも短時間で加熱接合を行うことができる。

また、本発明の第３の態様に係る加熱接合装置は、本発明の第１の態様に係る加熱接合装置において、例えば、図６に示す加熱接合装置２００のように、バッファー部は、対象物１を載置する載置台５ｂとして構成され、ヒータ２０ｂ及び冷却器３０ｃは載置台５ｂの内部に設けられる。

このように構成するとき、載置台の内部に設けられたヒータ及び冷却器はバッファー部としての載置台を介して載置台に載置された加熱接合の対象物を加熱及び冷却することができる。このため、真空中で加熱接合を行う際に、加熱接合する対象物の温度を加熱接合に適した所定の目標温度から大きくオーバーシュートさせることなく、対象物の温度を従来の装置よりも短時間で所定の目標温度とすることができる優れた加熱接合装置を提供することができる。

また、本発明の第４の態様に係る加熱接合装置は、本発明の第１乃至第３の態様のいずれか一の態様に係る加熱接合装置において、例えば、図１に示す加熱接合装置１００のように、バッファー部５の温度Ｔ_Ｂ（図４（Ａ）参照）を検出するバッファー温度センサー６０と；真空チャンバ１０内の真空を真空破壊する真空破壊装置７０とを更に備え；制御装置５０は、対象物温度センサー４０の第１の検出温度Ｔ_Ｄ（図４（Ａ）参照）とバッファー温度センサー６０の第２の検出温度Ｔ_Ｂとの間の温度差が所定の温度差Ｔ_Ｏ（図４（Ａ）参照）の範囲内となったとき、真空破壊装置７０を操作して真空チャンバ１０内の真空を真空破壊Ｂ（図４（Ａ）参照）するように構成される。

このように構成するとき、加熱接合する対象物の温度とバッファー部の温度との間の温度差が所定の温度差の範囲内となったときに真空チャンバ内の真空を真空破壊するように制御することができる。真空チャンバ内の真空が真空破壊される際には、加熱接合の対象物とバッファー部との間の雰囲気を介した熱伝達が回復する。対象物とバッファー部との間の温度差が所定の温度差の範囲内となったときに真空破壊することにより、高温のバッファー部から対象物への急激な熱伝達が生じて対象物が熱破壊してしまうことを防止することができる。また、加熱接合の対象物を熱破壊してしまうことがない範囲内の可能な限り早い時点で真空チャンバ内の真空を真空破壊することができる。このため、加熱接合の対象物及びバッファー部から雰囲気（対流）への熱伝達（熱拡散）を可能な限り早期に回復して対象物を効率良く冷却することができる。このため、対象物の過熱を防ぐことができると共に、従来の装置よりも加熱接合のサイクルタイムを更に短縮することができる。

また、本発明の第５の態様に係る加熱接合装置は、本発明の第４の態様に係る加熱接合装置において、例えば、図１に示す加熱接合装置１００のように、制御装置５０は、真空チャンバ１０内の真空を真空破壊Ｂ（図４（Ａ）参照）した後に、対象物１の温度を接合材の融点Ｔ_ｍ（図４（Ａ）参照）より低い温度に下げるように制御するように構成される。

このように構成するとき、真空チャンバ内の真空を真空破壊した後に接合材の温度が融点よりも低くなるように制御することができる。即ち、制御装置は対象物の温度が接合材の融点以上の温度であるときに真空破壊を行う。このとき、融点以上の温度に加熱された溶融状態の接合部内で、真空中ではその内部の残圧により拡大した拡大状態にあるボイドを真空破壊された圧力下で再び圧縮された縮小状態に圧縮することができる。また、接合部内のボイドを圧縮状態に圧縮した後に、接合材の温度を融点よりも低い固化温度まで冷却して接合材を固化することができる。このため、接合部内のボイドの影響を抑制して、より信頼性の高い加熱接合を行うことができる。

また、本発明の第６の態様に係る加熱接合装置は、本発明の第４又は第５の態様に係る加熱接合装置において、例えば、図１に示す加熱接合装置１００のように、真空チャンバ１０内を真空に排気する真空ポンプ８０を更に備え；制御装置５０は真空ポンプ８０による排気と真空破壊装置７０による真空破壊とを更に組み合わせて調節することで、バッファー部５から対象物１への熱伝達を調節して対象物１が所定の目標温度Ｔ_Ｔ（図４（Ａ）参照）になるように制御するように構成される。

このように構成するとき、真空チャンバ内の真空度（真空の圧力）を調節することで、バッファー部から対象物への熱伝達の割合（熱伝達率（熱伝達係数））を調節して対象物の温度が所定の目標温度になるように制御することができる。この場合には、更に多くの調節手段を用いて加熱接合する対象物の温度を制御することができるから、対象物の温度を更に自在に効率良く制御することができる。

また、本発明の第７の態様に係る加熱接合製品の製造方法は、例えば、図７（及び適宜図１を参照）に示すように、本発明の第１乃至第６の態様のいずれか一の態様に係る加熱接合装置１００に加熱接合する対象物１をバッファー部５と接触させて配置して装填するステップＭ１と；加熱接合装置１００を用いて対象物１を加熱接合するステップＭ２とを備える。

このように構成するとき、真空中で加熱接合を行う際に、加熱接合する対象物の温度を加熱接合に適した所定の目標温度から大きくオーバーシュートさせることなく、対象物の温度を従来の方法よりも短時間で所定の目標温度とすることができるから、高い生産性をもって加熱接合製品を製造することができる。

また、本発明の第８の態様に係る加熱接合製品の製造方法は、例えば、図７（及び適宜図１及び図４を参照）に示すように、加熱接合する対象物１とバッファー部５を、対象物１とバッファー部５を接触させて配置して、真空下に置くステップＭ１ａと；真空下に置いたバッファー部５を加熱する加熱ステップＭ２ａと；加熱されたバッファー部５の熱を排熱する排熱ステップＭ２ｂと；バッファー部５を介して加熱された対象物１の温度Ｔ_Ｄを検出する温度検出ステップＭ２ｃと；検出した対象物１の温度Ｔ_Ｄに基づいて、対象物１の温度Ｔ_Ｄが加熱接合に適した所定の目標温度Ｔ_Ｔになるように、冷却ステップＭ２ｂの排熱を調節して、対象物１の温度Ｔ_Ｄを制御する制御ステップＭ２ｄとを備える。

このように構成するとき、真空中で加熱接合を行う際に、加熱接合する対象物の温度を加熱接合に適した所定の目標温度から大きくオーバーシュートさせることなく、対象物の温度を従来の方法よりも短時間で所定の目標温度とすることができるから、高い生産性をもって加熱接合製品を製造することができる。

本発明による加熱接合装置及び加熱接合製品の製造方法によれば、真空中で加熱接合を行う際に、加熱接合する対象物の温度を加熱接合に適した所定の目標温度から大きくオーバーシュートさせることなく、対象物の温度を従来の装置及び方法よりも短時間で所定の目標温度とすることができる優れた加熱接合装置及び加熱接合製品の製造方法を提供することができる。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係る加熱接合装置としての半田付け装置の例を示す正面断面図である。（Ａ）は、冷却ブロックをバッファー部から離間させてバッファー部を熱放射ヒータで加熱する状態を示す図であり、（Ｂ）は、冷却ブロックをバッファー部に当接させてバッファー部の熱を冷却ブロックで排熱する状態を示す図である。 図２は、本発明の第１の実施の形態に係る半田付け装置の例を示す側面部分断面図である。第１の実施の形態の半田付け装置を側面より見ると共に、その真空チャンバの隔壁の一部を切断して内部を示す部分断面図である。 図３は、本発明の第１の実施の形態に係る半田付け装置が備える制御装置の構成を示すブロック図である。（Ａ）は制御装置が有する各機能部を示すブロック図であり、（Ｂ）は制御装置の制御部が有する各機能部を更に詳細に示すブロック図である。 図４は、本発明の第１の実施の形態に係る半田付け装置の温度制御の例を示す図である。（Ａ）は、半田の溶融温度よりも僅かに低い第１の加熱目標温度までバッファー部を加熱した後に均熱化のための伝熱待機時間を設ける場合の温度制御の例を示し、（Ｂ）は、伝熱待機時間を設けない場合の温度制御の例を示す。 図５は、本発明の第２の実施の形態に係る加熱接合装置としての半田付け装置の例を示す正面断面図である。（Ａ）は、冷却ブロックをバッファー部から離間させてバッファー部を熱放射ヒータで加熱する状態を示す図であり、（Ｂ）は、冷却ブロックをバッファー部に当接させてバッファー部の熱を冷却ブロックで排熱する状態を示す図である。 図６は、本発明の第３の実施の形態に係る加熱接合装置としての半田付け装置の例を示す正面断面図である。 図７は、本発明の第４の実施の形態に係る加熱接合製品としての半田付け製品の製造方法の例を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において互いに同一又は相当する部材には同一あるいは類似の符号を付し、重複した説明は省略する。

本願発明において、「加熱接合」は広く接合材を加熱及び冷却してワークを接合することをいうが、典型的には接合材を加熱溶融及び冷却固化してワークを接合することをいう。加熱接合には、例えば、金属接合材を用いた蝋付け、半田付け、樹脂接合材又はガラス接合材を用いた溶着、接着、溶接等が含まれる。以下の実施の形態では、加熱接合装置の例として、蝋付けのうち、軟蝋といわれている半田を接合材とした半田付けを行う半田付け装置の例を挙げて説明する。

図１を参照して、本発明の第１の実施の形態に係る加熱接合装置としての半田付け装置１００を説明する。例示の半田付け装置１００による加熱状態を示す図１（Ａ）を主に参照し、排熱状態（冷却状態）を示す図１（Ｂ）を適宜併せて参照するものとする。また、半田付け装置１００の温度制御及び減圧制御に関する説明については図４に示す半田付け装置１００の作動状態を示すグラフを適宜併せて参照するものとする。半田付け装置１００は半田付けする対象物（ワーク）１を収容する空間を真空に減圧する真空チャンバ１０を備え、対象物１を真空中で半田付けする真空半田付け装置である。真空中で半田付けを行う場合には、半田の表面に酸化膜が形成されることを防ぐことができる。このため、酸化膜に半田付けを阻害されることがなく、固着強度が高く電気的導通性に優れた信頼性の高い半田付けを行うことができる。

また、真空中で半田付けする場合には、半田に酸化膜の形成を防止するための還元剤としてのフラックスを添加しなくてもよい。また、対象物１に残留して電気的導通を阻害する可能性があるフラックスを半田付け後に洗浄して除去するフラックス除去工程を省くことができる。更に、真空中で半田付けを行う半田付け装置１００は、水素ガス、蟻酸ガス等の還元ガス雰囲気中で半田付けを行う従来の半田付け装置（例えば、特許文献１、請求項１参照）と比較して、真空チャンバ１０を還元ガスで満たさなくてもよい。特に、その取り扱いに注意が必要な可燃性の水素ガスを還元ガスとして用いることなく半田付けを行うことができる。このため、半田付け装置１００は、信頼性の高い半田付けを効率良くかつ容易に行うことができるという利点を有する。

図１は、半田付け装置１００を紙面奥側から紙面手前側へ向かう半田付けの対象物１の搬送ラインの搬送方向から見る正面断面図である。真空チャンバ１０の隔壁は、後に詳述する対象物温度センサー４０及びバッファー温度センサー６０の熱検出部が設けられる位置で切断してその断面が示されている。真空チャンバ１０の排気口１４には真空チャンバ１０の内部（以下、適宜「チャンバ内部」という）の空気を排気する真空ポンプ８０が接続されている。真空ポンプ８０はチャンバ内部の空気を真空チャンバ１０の外部に排気することで、チャンバ内部を真空（大気圧よりも低い圧力）乃至高真空に自在に減圧することができる。真空ポンプ８０は、例えば、チャンバ内部を約７乃至１３３Ｐａ程度（約５０乃至１０００ｍＴｏｒｒ程度）の中真空とすることができる。チャンバ内部の圧力はチャンバ内部に圧力検出部を有するように設けられた圧力計８１で検出することができる。チャンバ内部の圧力の値は、後に詳述する半田付け装置１００の作動を一元的に制御する制御装置５０（図３参照）に伝達されて真空ポンプ８０の駆動調節に用いられる。また、排気口１４は制御装置５０の制御指令に従って開閉可能に設けられ、真空ポンプ８０の駆動時には開放され、駆動時以外には閉鎖されるように操作される。

真空チャンバ１０が有する複数の隔壁の内、対象物１の搬送ラインと交差する１対の隔壁には、後に詳述する真空破壊装置７０としてのゲートバルブ７０ａ（図２参照）が設けられる。ゲートバルブ７０ａは、対象物１を搬送ラインに沿ってチャンバ内部に供給するために、また、対象物１をチャンバ内部から搬出するために開閉可能に設けられる。ゲートバルブ７０ａは連結されたエアシリンダ（不図示）で駆動されて鉛直方向にスライド開閉される。また、ゲートバルブ７０ａは、ゲートバルブ７０ａが閉じられたときにチャンバ内部を真空に減圧することができるようにチャンバ内部を気密に閉鎖可能に設けられる。ゲートバルブ７０ａは、後に詳述する制御装置５０（図３参照）によって操作及び調節される。このため、制御装置５０は、真空チャンバ１０の密閉（閉鎖）とチャンバ内部の真空の真空破壊（圧力回復）とを自在に選択可能に操作及び調節することができる。

チャンバ内部と外気とを隔離する真空チャンバ１０が有する隔壁は、断熱性に優れたステンレス鋼で設けられる。このため、熱処理が行われるチャンバ内部を外気から断熱して対象物１を効率良く半田付けすることができる。また、真空チャンバ１０の複数の隔壁には、透明な耐熱ガラス製の視認窓１２が設けられる。このため、半田付け装置１００の作動中も、装置の作動状況及び対象物１の半田付けの状況を目視して確認することができる。

半田付けの対象物１は、載置台５としての載置搬送台５ａの上に載置される。載置搬送台５ａは金属製の平板で設けられる。対象物１が載置された載置搬送台５ａは半田付け装置１００が備える複数の搬送ローラ１１上に載置される。複数の搬送ローラ１１は、半田付け装置１００内で対象物１の搬送ラインを形成する。載置搬送台５ａは高い熱伝導率を有する銅で設けられる。この場合には、後に詳述するように載置搬送台５ａを介して熱処理される対象物１を効率良く加熱及び冷却することができる。なお、高い熱伝導率を有する限り、載置搬送台５ａを銅合金等の他の金属材料で設けるものとしてもよい。本実施の形態では、載置搬送台５ａには複数（例示として２列３行６個（図２に示す側面図を併せて参照のこと））の半田付けの対象物１が並べて載置される。この場合には、複数の対象物１を同時に熱処理して効率良く半田付けすることができる。半田付け装置１００の搬送ラインを形成する複数の搬送ローラ１１は、載置搬送台５ａを載置して回転することで対象物１を図示の半田付け位置（加熱／冷却処理位置）まで送り込んで半田付け装置１００に装填する。

半田付けの対象物１は典型的には電子部品２と基板３とを含む。また、対象物１の半田付けは、典型的には基板３の上にフィルム半田（クリーム半田であってもよい）等の半田を載置し、この半田の上に更に電子部品２を載置した状態で対象物１を加熱及び冷却して行う。半田付け装置１００による半田付けでは、真空中で半田の溶融温度（融点）Ｔ_ｍ（図４（Ａ）参照）（例えば、摂氏３００度）以上の温度に半田を加熱して溶融した後に、冷却して再び半田を固化することで電子部品２と基板３とを半田接合部４で接合する。電子部品２は、半導体パッケージの他、表面実装型のチップ抵抗器、チップコンデンサ等の、半田付けして基板３に固着／導通される電子部品の全般をいう。

本実施の形態の半田付け装置１００はヒータ２０としての複数の熱放射ヒータ２０ａを備える。熱放射ヒータ２０ａは、円形断面を有する直線形状（円筒棒形状）（図２に示す側面図を併せて参照のこと）に設けられる。本実施の形態では、熱放射ヒータ２０ａは半田付けの対象物１を直接加熱するのではなく、バッファー部としての載置台５である載置搬送台５ａを加熱するように設けられる。ここで、バッファー部は熱放射ヒータ２０ａによる対象物１の加熱において熱緩衝部として機能する。バッファー部は典型的には半田付けの対象物よりも大きな熱容量を有し、ヒータと対象物との間に介在する。一方、バッファー部の熱容量が大きいためにヒータによる加熱を停止した後でも、余熱により対象物を加熱してしまう。本実施の形態では、冷却器３０を備えることによりそれを防止することができる。このようにして、バッファー部は熱に弱い半田付けの対象物を過熱による熱破壊から保護することができる。

また、バッファー部はヒータによる加熱を時間的及び空間的に均熱化して対象物に伝熱することができる。このため、バッファー部を介して加熱する場合には、対象物の不均一な加熱による熱変形（熱反り）を防止することができる。対象物に接触させて配置したバッファー部を介して対象物を加熱することにより対象物の熱変形を防ぐことができる。即ち、対象物とバッファー部との良好な接触状態を維持することができる。

熱放射ヒータ２０ａは、ハロゲンヒータで設けられる。熱放射ヒータ２０ａは、タングステン製の熱放射フィラメントで設けられた熱放射部を、石英ガラスで設けられた熱放射部密閉管で覆って設けられる。また、熱放射部密閉管内には不活性ガス（例えば、窒素、アルゴン等）とハロゲンガス（例えば、ヨウ素、臭素等）とが封入される。熱放射ヒータ２０ａをハロゲンヒータで設ける場合には、ハロゲンとタングステンとの間のハロゲンサイクルによって熱放射ヒータ２０ａは急速な昇降温に耐えることができる。このため、通電後数秒でタングステンフィラメント（熱放射部）の温度を摂氏２７００度を超える高温とすることができる。このため、熱放射ヒータ２０ａは高温となった熱放射部からの熱放射によって対面する載置搬送台５ａを急速に加熱することができる。また、熱放射ヒータ２０ａはハロゲンサイクルによってタングステンフィラメントの寿命を十分に長く保つことができる。このため、載置搬送台５ａの急速な加熱が可能であると共に経済生産性の高い優れた熱放射ヒータ２０ａを実現することができる。

熱放射ヒータ２０ａの熱放射による加熱は真空中でも真空によって阻害されることがない。このため、熱放射ヒータ２０ａは、載置搬送台５ａから離間して固定された熱放射ヒータ２０ａの加熱位置から載置搬送台５ａを効率良く加熱することができる。ハロゲンヒータで設けられた熱放射ヒータ２０ａの熱放射は、近赤外線波長領域（約０．７５μｍ乃至約４μｍ）から遠赤外線波長領域（約４μｍ乃至約１ｍｍ）までの広い波長領域の赤外線放射を含む。載置搬送台５ａは熱放射ヒータ２０ａからの熱放射によって加熱され、載置搬送台５ａに載置された対象物１は載置搬送台５ａからの熱伝達によって間接的に加熱される。

加熱された対象物１の温度が所定の制御目標温度Ｔ_Ｔ２（図４（Ａ）参照）に到達したときに対象物１の加熱が達成される。所定の制御目標温度Ｔ_Ｔ２は確実な半田付けのために半田の溶融温度（融点）Ｔ_ｍ（図４（Ａ）参照）よりも僅かに高く（例えば、摂氏２５度だけ高く）設定される。熱放射ヒータ２０ａは、対象物１が熱破壊してしまうことのない加熱温度の範囲内で、半田の溶融温度（融点）Ｔ_ｍに応じて、対象物１の半田接合部４を、例えば、摂氏２２０度乃至摂氏４００度までに加熱することができる。例示の半田付け装置１００は、鉛成分の多い半田を用いた半田接合部４を半田付けするために、半田接合部４の加熱温度（電子部品２の制御目標温度Ｔ_Ｔ２）を、例えば摂氏３２５度とすることができる。熱放射ヒータ２０ａによる載置搬送台５ａの加熱の制御の詳細については後に詳述する。

半田付け装置１００は前述の熱放射ヒータ２０ａで加熱された載置搬送台５ａを冷却する冷却器３０を備える。本実施の形態の熱放射ヒータ２０ａ及び冷却器３０は、同一の真空チャンバ１０内に設けられる。このように設けると、対象物１（及び載置搬送台５ａ）を移動させることなく、同一の真空チャンバ１０内で同一の装填位置に配置された対象物１を連続して加熱及び冷却して熱処理することができる。この場合には、対象物１を加熱接合としての半田付けをするために要する処理時間を大幅に短縮することができる。

冷却器３０は、冷却ブロック３０ａと、冷却ブロック３０ａを駆動する駆動装置としてのエアシリンダ３０ｂとを有する。冷却ブロック３０ａは複数のガイドポスト１５に支持されて載置搬送台５ａに対して近接及び離間をするようにエアシリンダ３０ｂによって駆動される。冷却ブロック３０ａの内部には冷却ブロック３０ａを冷却する冷却剤としての冷却水を流通させる冷却剤流通回路３０ｃ（図１（Ｂ）参照）が設けられる。他の冷却剤を用いる場合と比較して、水を用いる場合には、水の利用及び廃棄を容易に行うことができる。冷却剤流通回路３０ｃ内を流通する冷却水は圧送ポンプを有する冷却剤供給装置９０（図１（Ｂ）参照）によって供給される。また、冷却剤流通回路３０ｃ内を循環する冷却水が冷却ブロック３０ａから奪った熱は冷却剤供給装置９０が有する放熱板から大気中へ放熱される。なお、冷却ブロック３０ａを冷却するための冷却剤は、冷却水の他、任意の液体又は気体を用いることができる。例えば蒸発潜熱により冷却する冷媒を直接用いてもよい。また、冷却水は冷却剤流通回路３０ｃ内を繰り返し循環されることなく、単に冷却剤流通回路３０ｃ内を一巡だけ循環されてそのまま廃棄されるものとしてもよい。この場合には、半田付け装置１００をより容易に設けることができる。冷却剤供給装置９０を用いた冷却器３０の冷却の調節については後に詳述する。

冷却ブロック３０ａは高い熱伝導率を有する銅で設けることができる。この場合には、載置搬送台５ａの熱を冷却ブロック３０ａで効率良く排熱することができる。なお、冷却ブロック３０ａを銅合金等の他の高い熱伝導率を有する金属材料で設けるものとしてもよい。冷却ブロック３０ａは冷却ブロック３０ａの基部に設けられた嵌合溝（不図示）内に冷却板としての銅板を嵌め込んで（嵌合して）設けるものとしてもよいし、あるいは、一塊の銅製のブロックから複数の冷却板及び冷却基部を深溝加工により一体として削り出して設けるものとしてもよい。

冷却ブロック３０ａは典型的には熱放射ヒータ２０ａに隣接して配置される。このように設けると、熱放射ヒータ２０ａが加熱した載置搬送台５ａの被加熱部位の近傍に冷却ブロック３０ａが当接して載置搬送台５ａの熱を効率良く排熱することができる。また、冷却ブロック３０ａの両端にはガイドピン３１が設けられる。このように設ける場合には、冷却ブロック３０ａが駆動される際に、ガイドピン３１が載置搬送台５ａに設けられた対応する位置決め穴内に嵌入することで載置搬送台５ａを移動して位置調整することができる。このため、冷却ブロック３０ａの冷却板と載置搬送台５ａとを相対的に位置決めすることができる。これにより、冷却板は載置搬送台５ａの被加熱部位に対して正確に位置合わせされて載置搬送台５ａの所定の冷却領域に当接することができるから、載置搬送台５ａの熱を効率良く排熱することができる。また、このようにガイドピン３１で位置決めする場合には、冷却ブロック３０ａが載置搬送台５ａに当接することに起因して載置搬送台５ａ及び対象物１が所定の配置位置から位置ずれしてしまうことを防止することができる。このため、後に詳述する半田付け装置１００が備える対象物温度センサー４０及びバッファー温度センサー６０は、所定の位置に正しく配置された半田付けの対象物１及び載置搬送台５ａの温度を正確に検出することができる。

冷却ブロック３０ａは、前述の通り複数が配置された熱放射ヒータ２０ａの間に配置することができるようにクシ歯形状に設けられる。冷却ブロック３０ａのクシ歯の各々は、所定の厚さを有する平板に形成され、厚さ方向が水平方向に向くように配置される。言い換えれば表面と裏面が水平方向に向いて配置される。この平板は表面と裏面に直交する一つの端面が水平に配置され、冷却ブロック３０ａの上端面（接触面）を形成する。上端面の反対側の下端（面）は、その内部に冷却剤流通回路３０ｃ（図１（Ｂ）参照）が設けられた冷却ブロック３０ａの基部に一体的に接続される。所定の厚さは、半田付けの対象物１のサイズに応じて適切に定める。適切なクシ歯の厚さは、例えば、複数が配置された熱放射ヒータ２０ａの配置間隔の０．２倍乃至０．６倍とする。好ましくは０．３倍乃至０．５倍とするとよい。

冷却ブロック３０ａによる対象物１の温度調整は、熱放射ヒータ２０ａによる加熱と同様に、載置搬送台５ａを介して間接的に行われる。この場合には、冷却ブロック３０ａによる対象物１の温度調整が載置搬送台５ａで時間的及び空間的に均熱化されて行われる。このように、載置搬送台５ａを介して対象物１を温度調整する場合には、バッファー部としての載置搬送台５ａを設けない場合と比較して、対象物１を均一に温度調整することができる。

冷却ブロック３０ａは、載置搬送台５ａに当接（接触）したときに熱伝達により載置搬送台５ｂの熱を排熱する。冷却ブロック３０ａを駆動する駆動装置３０ｂは、冷却ブロック３０ａの載置搬送台５ａに対する近接及び離間を調節する。駆動装置３０ｂは、後に詳述する制御装置５０が有するバッファー温度調節部５５ｃ-１（図３（Ｂ）参照）の制御指令に基づいて駆動される。このため、制御装置５０は、熱放射ヒータ２０ａで加熱された載置搬送台５ａに対する冷却ブロック３０ａの近接及び離間を調節することができる。即ち、ヒータで加熱されたバッファー部に対する冷却ブロックの近接及び離間を調節することができる。ここで「近接及び離間を調節する」とは「近接して接触すること及び離間して距離をとること」、また「バッファー部と冷却ブロックとの距離を調節すること」を含む概念である。典型的には、冷却ブロックは、バッファー部に接触する接触位置とバッファー部から離間する離間位置との２つの位置のいずれかの位置に駆動され、この接触位置に留まる時間と離間位置に留まる時間とを調節することで、後に詳述するように半田付けする対象物の温度を制御することができる。

冷却ブロック３０ａは、熱放射ヒータ２０ａが載置搬送台５ａを加熱することで対象物１を加熱する際には、載置搬送台５ａから離間した離間位置（図１（Ａ）参照）で待機する。一方で、載置搬送台５ａを介して対象物１を冷却する際には、後に詳述する制御装置５０の指令によって、載置搬送台５ａに当接する当接位置（図１（Ｂ）参照）まで載置搬送台５ａの下面に対して垂直方向に駆動される。熱放射ヒータ２０ａ及び冷却ブロック３０ａは、対象物１及び載置搬送台５ａに共に対向し、隣接して設けられるが、対象物１及び載置搬送台５ａまでの各々の距離は独立して異なる距離をとることができるように設けられる。即ち、熱放射ヒータ２０ａと冷却ブロック３０ａとは、相対移動が可能に設けられ、両者は一体として固定されていない。また、前述のように、冷却ブロック３０ａは上面がクシ歯形状に設けられるため、駆動装置３０ｂによって駆動されて冷却ブロック３０ａが載置搬送台５ａに向かって移動する際にも、複数の熱放射ヒータ２０ａと干渉し合うことがない。冷却ブロック３０ａのクシ歯は複数の熱放射ヒータ２０ａの間から突出して載置搬送台５ａに当接する（図１（Ｂ）参照）。

このように設ける場合には、冷却ブロック３０ａの高さ（クシ歯部分の長さ）を所定の高さに設けることにより、対象物１を冷却する際に、載置搬送台５ａと熱放射ヒータ２０ａとの間隔を所定の間隔として離間することができる。熱放射ヒータ２０ａは、載置搬送台５ａに対して所定の距離間隔だけ離間して加熱を行うように、前述の通り、固定されて配置される（図１（Ａ）参照）。この加熱を行う離間距離は、熱放射ヒータ２０ａの熱放射が適度に拡散して載置搬送台５ａの下面の全面を一様にカバーして加熱することができる距離間隔に設けられる。このため、この加熱位置（離間距離）では最も効率良く対象物１を加熱することができる。一方で、冷却の際には、載置搬送台５ａは、この加熱位置（熱放射ヒータ２０ａからの最適な離間距離）から冷却ブロック３０ａによって移動されるように設けられる。例えば、図１（Ｂ）に示すように、載置搬送台５ａは熱放射ヒータ２０ａから遠ざけられる。また、熱放射ヒータ２０ａは冷却ブロック３０ａのクシ歯の根元部分に位置することとなって、その熱放射の拡散がクシ歯によって遮られる。後に詳述するように、熱放射ヒータ２０ａは通電加熱を停止した後も余熱によって載置搬送台５ａの加熱を継続する傾向を有する。この場合にも、冷却ブロック３０ａのクシ歯は載置搬送台５ａを熱放射ヒータ２０ａの最適な加熱間隔から移動することができると共に、熱放射ヒータ２０ａの熱放射の拡散を最小限に抑えることができる。このため、熱放射ヒータ２０ａによる載置搬送台５ａの加熱効率を低下させて載置搬送台５ａ及び対象物１の冷却効率を高めることができる。

半田付け装置１００では、冷却ブロック３０ａが載置搬送台５ａに最も密接に接触するときに、図１（Ｂ）に示すように、冷却ブロック３０ａが載置搬送台５ａを搬送ローラ１１から完全に持ち上げる。このとき、対象物１と載置搬送台５ａとの重量によって、冷却ブロック３０ａと載置搬送台５ａとの間の最も密着した接触状態が得られる。即ち、冷却ブロックがバッファー部に接触する接触位置である。冷却ブロック３０ａによる載置搬送台５ａからの排熱（冷却）の制御の詳細については後に詳述する。

熱伝達を阻害する真空中で半田付けを行う真空半田付け装置は特有の技術的課題を有する。本願発明者は、次のような現象が半田付けの対象物の過熱の主な原因であることを見出した。（１）真空中では対象物の自然冷却（対象物から対流する雰囲気への熱伝達）が期待できない。（２）対象物と接触する載置台等のバッファー部が一度熱せられてしまうと、その蓄熱された熱により、ヒータをＯＦＦにした後でも、対象物が熱伝達又は熱放射により継続的に熱せられてしまう。（３）バッファー部と対象物との間に少なくとも部分的に真空が介在することとなって熱伝達が阻害される。真空中では、真空による熱伝達の低下（阻害）により、バッファー部の加熱状態と対象物の加熱状態との間に差異が生じる。したがって、対象物が半田付けされる目標温度まで加熱された後でもまだバッファー部が高すぎる温度に維持されていることがある。特にサイクルタイムを短縮するために、加熱を急いだときにこの現象は顕著である。その熱が、バッファー部と対象物との間の熱放射及び両者の間の接触部を通す熱伝達による伝熱によって結局対象物に伝わってしまう。そのような伝熱により、対象物の温度が半田付けに適した目標温度からオーバーシュート（過熱）してしまうことがある。

更に、本願発明者は、真空チャンバ内の真空が真空破壊される際に、半田付けの対象物と対象物に接触する載置台等のバッファー部との間に雰囲気を介した熱伝達が急速に回復することに起因して対象物が過熱されてしまうことがあることを見出した。これは、まず、真空中で対象物とバッファー部との間の熱伝達が低下した状態でバッファー部が加熱されることによって対象物の温度とバッファー部の温度との間に大きな温度差が生じることに起因する。続いて、対象物とバッファー部とが温度差を有する状態で、真空破壊が行われることによって雰囲気による熱伝達が回復される。すると、対象物が高温のバッファー部によって急激に加熱される。この加熱により対象物が過熱されることとなる。このように、真空によって断熱された状態で高温に加熱されたバッファー部に蓄えられた熱が、真空破壊によって急激に対象物に流れ込むことで、対象物が過熱されてしまうこととなる。このように、真空中で半田付けする際に、バッファー部と対象物との間に大きな温度差が生じるために対象物の過熱が引き起こされることは従来知られていなかった。

一方で、真空破壊は、加熱された対象物及びバッファー部から対流する大気等の雰囲気への放熱（熱拡散）を回復して対象物の冷却に寄与する。このため、前述の真空破壊による対象物の過熱が生じることのない条件の範囲内において、可能な限り早い段階で真空破壊を行う場合には、対象物の過熱を防止しながらより短時間で対象物を冷却することができる。これら本願発明者による真空半田付け装置における重要な発見に基づいて、本願に係る半田付け装置は構成されている。

半田付け装置１００は、半田付けする対象物１の温度Ｔ_Ｄ（図４（Ａ）参照）を検出する対象物温度センサー４０を備える。対象物温度センサー４０は、真空中においても真空に阻害されることなく対象物１の温度（熱放射温度）Ｔ_Ｄを検出することができる放射温度計で設けられる。対象物温度センサー４０は、半田付けの対象物１を構成する電子部品２、基板３、半田接合部４の内で最も熱に弱い電子部品２の温度Ｔ_Ｄを検出して制御装置５０に伝達する。対象物１を構成する複数の構成要素の内で最も熱に弱い電子部品２の温度Ｔ_Ｄを検出して温度制御を行う場合には、最も安全に対象物１の過熱を防止することができる。

本実施の形態の対象物温度センサー４０は、載置搬送台５ａに載置された複数（６個）の半田付けの対象物１の内で最も熱に弱い一の対象物１のみの温度を検出して熱処理の温度制御を行うように設けられている。即ち、最も熱に弱い１つの対象物１（電子部品２）の温度のみを検出して６つの対象物１を半田付けする半田付け装置１００の全体の温度制御を行うように設けている。このように設ける場合には、他の複数（５個）の比較的熱に強い半田付けの対象物１（電子部品２）の温度の検出を省略することができる。このため、半田付け装置１００を容易に設けることができる。

半田付け装置１００は、対象物温度センサー４０が検出した対象物１の温度Ｔ_Ｄ（図４（Ａ）参照）に基づいて、熱放射ヒータ２０ａによる加熱及び冷却ブロック３０ａによる排熱（冷却）を調節して対象物１の温度Ｔ_Ｄを制御する制御装置５０を備える。制御装置５０は外部からプログラム可能に設けられた制御コンピュータである。

ここで、図３を参照して制御装置５０を説明する。図３（Ａ）は制御装置５０が有する各機能部を示すブロック図であり、図３（Ｂ）は制御装置５０の制御部５５が有する各機能部を更に詳細に示すブロック図である。制御装置５０は半田付け装置１００の作動を一元的に統括して制御することができるように設けられる。制御装置５０は制御装置５０が行う制御及び操作を統括する制御部５５とその情報処理を行う中央演算装置５１を有する。また、制御装置５０は半田付け装置１００の各作動部を各々操作する複数の操作部（例えば、ヒータ操作部５２等）を有する。

図３（Ｂ）を参照して、制御装置５０が有する制御部５５を説明する。制御部５５は半田付け装置１００の温度制御のための制御目標値を予め記憶しておく設定値記憶部５５ａを有する。制御目標値は、例えば、第１の制御目標温度Ｔ_Ｔ１、第２の制御目標温度Ｔ_Ｔ２（図４（Ａ）参照）等の温度目標値である。設定値記憶部５５ａには、半田付け装置１００の各作動部の操作に用いるための駆動設定値（例えば、所定の駆動量、駆動速度等）も予め記録される。設定値記憶部５５ａは典型的には情報記憶回路（メモリ）で設けられる。制御部５５は設定値記憶部５５ａに予め記録された制御目標値及び駆動設定値を随時参照する。制御部５５は参照した制御目標値を制御部５５が有する対象物温度制御部５５ｃの制御目標値として設定する。また、制御部５５は参照した駆動設定値を制御部５５が有する減圧操作部５５ｂ及び真空破壊操作部５５ｄの各々の駆動設定値として設定する。

対象物温度制御部５５ｃは、設定された制御目標値を実現するように、対象物温度制御部５５ｃが有するバッファー温度調節部５５ｃ‐１及び真空度調節部５５ｃ‐２を用いて半田付け装置１００の各作動部の調節を行う。具体的には、バッファー温度調節部５５ｃ‐１はヒータ操作部５２、冷却器操作部５３及び冷却剤供給装置操作部５９（各図３（Ａ）参照）を操作して調節を行う。また、真空度調節部５５ｃ‐２は真空破壊装置操作部５７及び真空ポンプ操作部５８（各図３（Ａ）参照）を操作して調節を行う。

減圧操作部５５ｂは、設定された駆動設定値で所定の減圧操作を行うように、真空破壊装置操作部５７及び真空ポンプ操作部５８（各図３（Ａ）参照）を操作する。また、真空破壊操作部５５ｄは、設定された駆動設定値で所定の真空破壊操作を行うように、真空破壊装置操作部５７を操作する。また、制御部５５は設定した制御目標値及び半田付け装置１００の駆動操作及び調節の記録を時系列に沿った制御／作動履歴として記憶しておくことができるように設けられる。対象物温度制御部５５ｃが行う温度制御及び減圧操作部５５ｂ並びに真空破壊操作部５５ｄが行う減圧操作並びに真空破壊操作については後に詳述する。

図３（Ａ）を参照して、制御装置５０が有する操作部について説明する。ヒータ操作部５２は、熱放射ヒータ２０ａ（図１参照）への通電／通電停止、出力調節を行うことができるように設けられる。冷却器操作部５３は、冷却器３０の冷却ブロック３０ａ（図１参照）を駆動するエアシリンダの駆動位置を変更調節することができるように設けられる。対象物温度センサー操作部５４は対象物温度センサー４０（図１参照）が所定のサンプリング周波数で周期的に対象物の温度Ｔ_Ｄ（図４（Ａ）参照）の検出温度情報を制御装置５０へ出力するように操作する。

後に詳述するバッファー温度センサー操作部５６も対象物温度センサー操作部５４と同様にバッファー温度センサー６０（図１参照）を操作することができるように設けられる。また、真空破壊装置操作部５７は、ゲートバルブ７０ａ（図２参照）を駆動するエアシリンダの駆動位置を変更調節すると共に、後に詳述する気体供給ポンプである気体供給装置７０ｂ（図１参照）の駆動（並びに流量調節）及び吸気口１３（図１参照）の開閉操作を行う。また、真空ポンプ操作部５８は、真空ポンプ８０（図１参照）の駆動（並びに排気量調節）及び排気口１４（図１参照）の開閉操作を行う。また、制御部５５は、チャンバ内部の圧力を検出する圧力計８１（図１参照）が検出圧力情報を所定のサンプリング周波数で制御部５５へ出力するように操作することができる。また、冷却剤供給装置操作部５９は、冷却剤供給ポンプ（不図示）の駆動（並びに流量調節）の他、温度計（不図示）を操作して冷却剤の温度検出を行うことができるように設けられる。

図１に戻って説明を続ける。本実施の形態では、制御装置５０が有する対象物温度制御部５５ｃ（図３（Ｂ）参照）は、熱放射ヒータ２０ａが一定の熱放射出力で熱放射を行うように調節する。一定の熱放射出力は、載置搬送台５ａを介して加熱される対象物１が予め定められた所定の温度上昇率（温度（℃）／時間（秒））で加熱されるように定められる。この際の対象物１の温度上昇率は、加熱後の冷却によって対象物１の温度Ｔ_Ｄ（図４（Ａ）参照）が制御可能となるように、載置搬送台５ａ及び対象物１の熱容量、温度制御の応答速度、誤差等の温度制御の能力に応じて定めることができる。例えば、対象物１の温度上昇率は、加熱後の温度制御が可能な範囲内で最大の温度上昇率となるように選択される。本実施の形態では、制御装置５０が有する対象物温度制御部５５ｃは、熱放射ヒータ２０ａを実質的にオン／オフ調節する。熱放射ヒータ２０ａは、ヒータ操作部５２（図３（Ａ）参照）による加熱開始操作によって、予め制御装置５０の設定値記憶部５５ａ（図３（Ｂ）参照）に記録された所定の熱放射出力で載置搬送台５ａ（及び対象物１）の加熱を開始する。

本実施の形態では、熱放射ヒータ２０ａによる載置搬送台５ａ（及び対象物１）の加熱はチャンバ内部を減圧することなく大気圧中で行う。大気圧中で載置搬送台５ａを加熱する場合には、載置搬送台５ａと対象物１との間の熱伝達が真空によって阻害されることがない。熱伝達並びに熱伝導に要する伝熱時間のために、熱伝達される対象物１の温度上昇（立ち上がり）は載置搬送台５ａの温度上昇よりも時間的に僅かに遅れる（図４（Ａ）参照）。しかしながら、大気圧中で加熱を行う場合には、載置搬送台５ａと対象物１とが到達する加熱温度には大きな差異が生じることがなく、両者を略等しい第１の制御目標温度Ｔ_Ｔ１まで加熱することができる（図４（Ａ）参照）。なお、制御装置５０は、熱放射ヒータ２０ａを用いた加熱の開始の前に、予め対象物１が装填された真空チャンバ１０を気密に密閉するように操作しておくとよい。制御装置５０が有する真空破壊装置操作部５７（図３（Ａ）参照）でゲートバルブ７０ａ（図２参照）を操作することで真空チャンバ１０を密閉することができる。この場合には、断熱性に優れた密閉されたチャンバ内部で熱放射ヒータ２０ａによる加熱を効率良く行うことができる。また、熱放射ヒータ２０ａによる大熱量の加熱が真空チャンバ１０の外部を加熱してしまうことがないために安全である。

制御装置５０が有する対象物温度制御部５５ｃ（図３（Ｂ）参照）は、対象物１の温度Ｔ_Ｄ（図４（Ａ）参照）が半田の溶融温度（融点）Ｔ_ｍ（図４（Ａ）参照）未満の所定の第１の制御目標温度Ｔ_Ｔ１（図４（Ａ）参照）となったときに熱放射ヒータ２０ａによる加熱を一時終了する。これは、半田が溶融する前にチャンバ内部を減圧して真空とすることで、半田の表面に酸化膜が形成されることを防止するためである。半田の溶融前にチャンバ内部を真空に減圧し、半田が真空中で溶融して電子部品２と基板３との導通点が半田で濡らされる場合には、導通点の半田付けが酸化膜によって阻害されることがない。この場合には、電気的な導通性に優れ、かつ機械的に強固に固着される優れた半田付けを行うことができる。制御装置５０は半田の溶融温度（融点）Ｔ_ｍを制御部５５が有する設定値記憶部５５ａ（図３（Ｂ）参照）に記録しておくことができる。本実施の形態では、対象物１の検出温度Ｔ_Ｄが半田の融点Ｔ_ｍである摂氏３００度よりも摂氏２０度だけ低い第１の目標温度Ｔ_Ｔ１（摂氏２８０度）となったときに加熱を一時終了する。

本実施の形態では、熱放射ヒータ２０ａで対象物１を第１の加熱目標温度Ｔ_Ｔ１（図４（Ａ）参照）まで加熱した後にチャンバ内部をすぐに減圧することなく、載置搬送台５ａ及び対象物１をそのまま大気中に置いて、均熱化が全体に行き渡るための伝熱を待機する伝熱待機時間を設ける（図４（Ａ）参照）。このように設ける場合には、高い熱伝達の割合（熱伝達率）を有する大気中で載置搬送台５ａから対象物１への効率の良い熱伝達が十分に行われるための伝熱時間を確保することができる。このため、効率良く載置搬送台５ａと対象物１の全体の温度を等しく均一な第１目標温度Ｔ_Ｔ１とすることができる。このように、載置搬送台５ａと対象物１の全体が十分に均熱化された状態でチャンバ内部を減圧する。

ここで、前述の通り、チャンバ内部を減圧して真空とする際には、対象物１及び載置搬送台５ａから雰囲気への熱拡散（自然冷却）が遮断されるため、対象物１が過熱されてしまう可能性がある。このため、制御装置５０はチャンバ内部を減圧する前にバッファー温度調節部５５ｃ‐１（図３（Ｂ）参照）で冷却ブロック３０ａによる排熱（冷却）を調節して行う対象物１の温度制御を開始する。冷却ブロック３０ａによる排熱（冷却）の調節は載置搬送台５ａからの単位時間当たりの排熱量（冷却熱量）を変更して行う。制御装置５０は、排熱（冷却）調節による対象物１の温度制御を開始した後に、減圧操作部５５ｂ（図３（Ｂ）参照）で真空ポンプ８０を駆動してチャンバ内部を減圧する。真空ポンプ８０による排気によって、チャンバ内部は１００Ｐａ未満の中真空に減圧される（図４（Ａ）参照）。

熱放射ヒータ２０ａ等のヒータ２０による加熱では、ヒータ２０による通電加熱を終了した後も高温に加熱されたヒータ２０の電熱線等の発熱部が発する余熱によって対象物１及び載置搬送台５ａへの加熱が継続する。言い換えれば、ヒータ２０への通電を終了（オフ）しても加熱は終了しない。また、真空中では加熱された対象物１及び載置搬送台５ａから雰囲気中への熱拡散を期待することができない。このため、真空中で半田付けを行う真空半田付け装置の温度制御では、従来の大気中又は還元ガス雰囲気中で行う半田付け装置（例えば、特許文献１、請求項１参照）の温度制御の場合と比較して、対象物１の温度Ｔ_Ｄ（図４（Ａ）参照）が制御目標温度Ｔ_Ｔ２（図４（Ａ）参照）を超過して加熱されるオーバーシュート傾向を有する。対象物１の加熱のオーバーシュートは対象物１を熱破壊してしまう可能性を有すると共に、応分の冷却時間の増大を引き起こす。

従来の載置台の温度を検出して温度制御を行う半田付け装置（例えば、特許文献１、請求項１、請求項７参照）では、真空中で的確な対象物の温度制御を行うことができなかった。従来の半田付け装置では対象物が過熱されることがある真空中を避けて、還元ガス雰囲気中又は大気中で半田付けを行うように設けられていた。このような従来の半田付け装置を用いて真空中で半田付けを行う場合には、チャンバ内の減圧に伴う載置台と対象物との間の熱伝達（熱伝達の割合（熱伝達率））の変動は制御の外に置かれて、管理されることがなかった。このため、従来の半田付け装置を用いて真空中で半田付けを行う場合には、制御の不完全さを補いながら対象物の加熱のオーバーシュートを防止しなければならなかった。このため、ヒータによる加熱量を抑制して、対象物の温度上昇率（温度（℃）／時間（秒））を低く抑える必要があった。また、対象物の温度が半田の融点と比較して十分に上昇する以前の早い段階でヒータによる加熱を終了して、ヒータの余熱で時間をかけて対象物を加熱しなければならなかった。更に、対象物を半田付けに必要な加熱の目標温度まで確実に加熱することができたものとはいうことができなかった。このように、従来の半田付け装置を用いて真空中で半田付けを行う場合には、長いサイクルタイムが必要であった。また、その温度制御の不完全さから対象物が熱破壊されてしまうことがあった。また、その反対に加熱不足を生じて十分な半田付けを行うことができないことがあった。

これに対して、本願に係る半田付け装置１００では、半田付けの対象物１の検出温度Ｔ_Ｄ（図４（Ａ）参照）に基づいて真空中での加熱及び排熱（冷却）の調節を行うように設けられている。このため、載置搬送台５ａと対象物１との間の熱伝達（熱伝達の割合（熱伝達率））の変動を対象物１の温度制御に組み込んで管理することができる。詳細には、載置搬送台５ａと基板３との間の熱伝達、基板３と半田接合部４との間の熱伝達及び半田接合部４と電子部品２との間の熱伝達の変動の全てを制御に組み込んで管理することができる。また、載置搬送台５ａの熱を冷却ブロック３０ａで排熱（冷却）する際の載置搬送台５ａと冷却ブロック３０ａとの間の熱伝達の変動を制御に組み込んで管理することができる。このため、真空中の半田付けにおいて、的確な温度制御を行うことができる。このように設けることで、対象物１を真空中で加熱目標温度Ｔ_Ｔ２（図４（Ａ）参照）まで確実に加熱して半田付けを行うことができる。また、対象物１の温度Ｔ_Ｄが加熱目標温度Ｔ_Ｔ２からオーバーシュートして対象物１を熱破壊してしまうことがない。また、効率良く短いサイクルタイムで半田付けを行うことができる。

本実施の形態の半田付け装置１００では、載置搬送台５ａが熱放射ヒータ２０ａの余熱によって加熱される。載置搬送台５ａも対象物１と同様にチャンバ内部の真空中において雰囲気への熱拡散が遮断される。このため、載置搬送台５ａの温度Ｔ_Ｂ（図４（Ａ）参照）はチャンバ内部を真空に減圧した後に急上昇する。即ち、載置搬送台５ａは対象物１に代わって高温に加熱される。しかしながら、載置搬送台５ａは熱に弱い対象物１とは異なって高温に加熱されても熱破壊してしまうことがない。

また、載置搬送台５ａの熱は、前述の通り、冷却ブロック３０ａによって排熱（冷却）される。このため、載置搬送台５ａが対象物１に熱伝達すべき熱量を超える余分の熱量は対象物１に熱伝達される前に冷却ブロック３０ａによって奪われる。このため、載置搬送台５ａの温度Ｔ_Ｂ（図４（Ａ）参照）は急上昇した後に下降に転じて対象物１の温度Ｔ_Ｄ（図４（Ａ）参照）との温度差が小さくなる。その一方で、対象物１の温度Ｔ_Ｄは、冷却ブロック３０ａによる排熱（冷却）調節によって的確に所定の目標温度Ｔ_Ｔ２（図４（Ａ）参照）に制御される。載置搬送台５ａの熱容量は、このバッファー部としての機能を果たし得る熱容量の大きさに設けられる。

制御装置５０が有する制御部５５の対象物温度制御部５５ｃ（図３（Ｂ）参照）は、冷却ブロック３０ａを駆動して対象物１の温度制御を行う。対象物温度制御部５５ｃは対象物温度センサー４０が検出した対象物１の温度Ｔ_Ｄ（図４（Ａ）参照）が所定の制御目標温度Ｔ_Ｔ２（図４（Ａ）参照）となるように、ＰＩＤ制御（比例積分微分制御）を行う。本実施の形態で例示する半田の溶融温度（融点）Ｔ_ｍ（図４（Ａ）参照）は摂氏３００度であり、所定の制御目標温度Ｔ_Ｔ２は溶融温度Ｔ_ｍを僅かに上回る摂氏３２５度である。この制御目標温度Ｔ_Ｔ２を実現するように、対象物温度制御部５５ｃが有するバッファー温度調節部５５ｃ‐１（図３（Ｂ）参照）は冷却器操作部５３（図３（Ａ）参照）を介して冷却ブロック３０ａを操作することで載置搬送台５ａの排熱（冷却）を調節する。前述の通り、本実施の形態では、対象物１の温度制御は、載置搬送台５ａと冷却ブロック３０ａとの接触時間を調節することで行われる。

制御装置５０の制御部５５（図３（Ｂ）参照）は、対象物温度センサー４０が検出する対象物１の温度Ｔ_Ｄ（図４（Ａ）参照）が所定の制御目標温度Ｔ_Ｔ２（図４（Ａ）参照）に到達した後は、可能な限り速やかに対象物１を冷却することを目標とする。この場合には、新たな所定の第３の制御目標温度Ｔ_Ｔ３（不図示）を、制御部５５が有する設定値記憶部５５ａ（図３（Ｂ）参照）が記録する制御目標温度情報に従って、例えば、室温である摂氏２４度に変更することができる。対象物１を速やかに冷却するためには、冷却ブロック３０ａによる冷却に加えてチャンバ内を速やかに真空破壊して対象物１から雰囲気への熱拡散を回復することで自然冷却（雰囲気）によって冷却することが望ましい。しかしながら、前述の通り、載置搬送台５ａの温度Ｔ_Ｂ（図４（Ａ）参照）と対象物１の温度Ｔ_Ｄとの間に温度差が存在する場合には、真空破壊によって対象物１が過熱される可能性がある。

本実施の形態では、半田付け装置１００は、載置搬送台５ａの温度Ｔ_Ｂ（図４（Ａ）参照）を検出するバッファー温度センサー６０を更に備える。バッファー温度センサー６０は、真空中においても真空に阻害されることなく載置搬送台５ａの温度（熱放射温度）Ｔ_Ｂを検出することができる放射温度計で設けられる。バッファー温度センサー６０は、載置搬送台５ａの中央に位置する所定の一か所の熱放射温度Ｔ_Ｂを検出して制御装置５０に伝達する。載置搬送台５ａの温度Ｔ_Ｂは均熱化されているため、典型的には、バッファー温度センサー６０は載置搬送台５ａの任意の一か所の温度Ｔ_Ｂを検出するものとすればよい。

半田付け装置１００は、対象物１の過熱を防止するために、熱に弱い対象物１（電子部品２）が許容し得る熱の流入量を考慮して真空破壊Ｂ（図４（Ａ）参照）を行う。この場合には、真空破壊Ｂを行うことができる載置搬送台５ａと対象物１との最大の温度差Ｔ_Ｏ（図４（Ａ）参照）を予め定めておくことができる。制御装置５０は真空破壊Ｂを行うための条件として所定の温度差Ｔ_Ｏをその制御部５５が有する設定値記憶部５５ａ（図３（Ｂ）参照）に記録しておくことができる。このため、制御装置５０は、対象物１の温度Ｔ_Ｄ（図４（Ａ）参照）が所定の目標温度Ｔ_Ｔ２（図４（Ａ）参照）に到達した後であって、載置搬送台５ａと対象物１との温度差が所定の温度差Ｔ_Ｏ以下となった可能な限り早い時点において、真空破壊Ｂを行うように制御することができる。

チャンバ内部を真空破壊Ｂ（図４（Ａ）参照）するために、制御装置５０が有する真空破壊装置操作部５７（図３（Ａ）参照）は真空破壊操作部５５ｄ（図３（Ｂ）参照）の指令により真空破壊装置７０としてのゲートバルブ７０ａ（図２参照）を操作して開放する。これにより、チャンバ内部の圧力は急激に大気圧にまで回復する。載置搬送台５ａと対象物１との温度差が所定の温度差Ｔ_Ｏ（図４（Ａ）参照）以下である場合には、真空破壊Ｂに伴って生じる対象物１の温度上昇は許容範囲内の僅かな温度上昇であり（図４（Ａ）参照）、対象物１が熱破壊されてしまうことがない。なお、載置搬送台５ａと対象物１との間の温度差は、後に詳述するように、真空破壊装置７０を用いたフィードバック制御による真空破壊操作によって緩やかに解消することもできる。なお、ゲートバルブ７０ａの代わりに専用の真空破壊バルブ（不図示）を設けてもよい。そのときは、真空度を微妙に調節しながら真空破壊Ｂを行うことができる。ゲートバルブ７０ａの開閉も、真空破壊Ｂをした後であれば容易に行うことができる。

更に、チャンバ内部の真空破壊Ｂ（図４（Ａ）参照）は、対象物温度センサー４０が検出する対象物１の温度Ｔ_Ｄ（図４（Ａ）参照）が半田の溶融温度Ｔ_ｍ（図４（Ａ）参照）以上である条件で行われるように設ける。このように設ける場合には、溶融した半田を大気圧下で固化することができる。このように設けると、半田接合部４内にボイド（空隙）が生じた場合にも、溶融状態の半田に大気圧を加えてボイドを押し潰すことができるから、半田接合部４内にボイドが実質的に残存したまま半田が固化されることがない。ボイドは少なくとも半田付けの品質にその影響を及ぼすことのない大きさ（体積）にまで押し潰される。このため、機械的に強固に固着されて電気的導通性に優れた信頼性の高い半田付けを行うことができる。

本実施の形態に示すように、真空中で半田を溶融温度（融点）Ｔ_ｍ（図４（Ａ）参照）以上に加熱する場合には、還元ガス雰囲気中又は大気中で半田を溶融温度（融点）以上に加熱する従来の半田付け装置（例えば、特許文献１、請求項１参照）と比較して半田接合部４内にボイドが生じ難い。また、電子部品２又は基板３と半田接合部４との間の接触面等の半田接合部４内にボイドが生じた場合にも、ボイド内部の圧力は真空であるため、半田が固化する前にチャンバ内部を大気圧に戻すことで、ボイドを収縮させて押し潰すことができる。本実施の形態の半田付け装置１００による半田付けでは、半田接合部４の内部に生じたボイドはチャンバ内部が大気圧に戻るにつれてその体積が収縮する。

また、従来の半田付け装置では、大気圧中で半田を溶融した後にチャンバ内部を減圧することに起因して、大気圧中で生じたボイドが真空中で膨張して破裂することがあった。更に、従来の半田付け装置では、ボイドが膨張して破裂する際に半田が飛散してしまうことがあった。半田の飛散は半田付け製品の品質を大きく低下させる可能性を有する。これに対して、本実施の形態の半田付け装置１００は、真空中で半田を溶融させるため、従来の半田付け装置のようにボイドが真空中で膨張して破裂してしまうことがなく、半田の飛散を抑えて優れた半田付けを行うことができる。

真空破壊Ｂ（図４（Ａ）参照）を行うと対象物１を自然冷却することができるので、対象物１の温度Ｔ_Ｄ（図４（Ａ）参照）は急速に低下する。制御装置５０が有する真空破壊操作部５５ｄ（図３（Ｂ）参照）は典型的にはゲートバルブ７０ａ（図２参照）を駆動して真空破壊Ｂを行う。具体的には、閉鎖位置にあったゲートバルブ７０ａがチャンバ内部から半田付けされた対象物１を搬出することができるゲートバルブ７０ａの開放位置までスライド駆動される。真空破壊操作部５５ｄによって操作される真空破壊装置操作部５７（図３（Ａ）参照）は典型的にはその最大の移動速度で可能な限り早くゲートバルブ７０ａを開放位置まで駆動するように操作する。

一方、真空破壊操作部５５ｄ（図３（Ｂ）参照）は、対象物１の温度Ｔ_Ｄ（図４（Ａ）参照）を制御するように真空破壊Ｂ（図４（Ａ）参照）を行うこともできる。真空破壊装操作部５５ｄは、対象物温度センサー４０が検出する対象物１の温度Ｔ_Ｄに基づいて、真空破壊装置７０としてのゲートバルブ７０ａ（図２参照）を開閉調節することで対象物１の温度制御を行うことができる。ゲートバルブ７０ａを開放してチャンバ内部の圧力を回復すると載置搬送台５ａから対象物１への雰囲気を介した熱伝達（熱伝達の割合（熱伝達率））が回復される。このとき、対象物１の温度Ｔ_Ｄの上昇率（温度（℃）／時間（秒））が時間経過と共に増大して対象物１の温度Ｔ_Ｄは加速的に上昇する。反対に、ゲートバルブ７０ａを再び閉鎖するとチャンバ内部の圧力の回復が中断して雰囲気を介した熱伝達（熱伝達の割合（熱伝達率））の回復が中断される。この場合には、対象物１の温度Ｔ_Ｄの上昇率の増大が中断する。このとき、対象物１の温度Ｔ_Ｄの上昇は緩やかとなる。

更に、制御装置５０は、真空ポンプ８０を駆動して行う減圧操作を真空破壊操作に組み合わせて真空破壊Ｂ（図４（Ａ）参照）を行うことができる。制御装置５０が有する制御部５５の対象物温度制御部５５ｃ内に設けられた真空度調節部５５ｃ-２（図３（Ｂ）参照）は、真空破壊Ｂを行う際に、真空ポンプ８０を駆動することでチャンバ内部を減圧することができる。このとき、制御装置５０は、対象物温度センサー４０が検出する対象物１の温度Ｔ_Ｄ（図４（Ａ）参照）に基づいて、真空ポンプ８０の駆動及び停止（発停）を調節することで対象物１の温度Ｔ_Ｄを制御することができる。チャンバ内部の圧力を減圧すると載置搬送台５ａから対象物１への雰囲気を介した熱伝達が遮断される。このため、対象物１の温度Ｔ_Ｄの上昇は停止する。

このように、制御装置５０はゲートバルブ７０ａ（図２参照）と真空ポンプ８０とを組み合わせて調節することで、真空破壊Ｂ（図４（Ａ）参照）の際のチャンバ内部の圧力回復を調節することができる。これにより、載置搬送台５ａから対象物１への雰囲気を介した熱伝達（熱伝達の割合（熱伝達率））を増減調節して、対象物１の温度Ｔ_Ｄ（図４（Ａ）参照）を制御することができる。このため、対象物１の過熱を防止することができる。実際には、チャンバ内部の圧力回復を調節するためには、前述の専用の真空破壊バルブを使用するのが好ましい。その場合の真空破壊バルブは、典型的には、グローブバルブ、又はニードルバルブである。

なお、同様にチャンバ内部の圧力回復を調節することで、載置搬送台５aの温度Ｔ_Ｂ（図４（Ａ）参照）と対象物１の温度Ｔ_Ｄ（図４（Ａ）参照）との温度差が所定の温度差Ｔ_Ｏ（図４（Ａ）参照）以下となるように制御することができる。前述の通り、真空破壊Ｂ（図４（Ａ）参照）は両者の温度差が所定の温度差Ｔ_Ｏ以下となったときに行われる。両者の温度差が所定の温度差Ｔ_Ｏを超える場合には、熱伝達が進んで所定の温度差Ｔ_Ｏ以下となるまで真空破壊Ｂを待つこととなる。このとき、対象物１の過熱を防止しながら、載置搬送台５ａから対象物１へ最大の熱流量（伝熱量／時間（秒））で熱伝達が行われるように圧力回復を調節して、両者の温度差が所定の温度差Ｔ_Ｏ以下となるように制御することができる。このように設けると、両者の温度差を効率良く解消して可能な限り早期に真空破壊Ｂを行うための条件を整えることができる。このため、可能な限り早期に真空破壊Ｂを行って対象物１を効率良く冷却することができるから、半田付けのサイクルタイムを短縮することができる。

半田付け装置１００は更に他の真空破壊装置７０としての気体供給装置７０ｂを備える。気体供給装置７０ｂは真空チャンバ１０の吸気口１３に接続され、チャンバ内部に蟻酸ガス等の還元ガス又は窒素、アルゴンガス等の不活性ガス、あるいは大気を供給することができる気体供給ポンプである。前述のゲートバルブ７０ａ（図２参照）を開閉駆動する代わりに、気体供給装置７０ｂを駆動及び流量調節してチャンバ内部に窒素ガス等の不活性ガス又は大気等を供給することで真空破壊Ｂ（図４（Ａ）参照）を行うことができる。あるいは、気体供給装置７０ｂをゲートバルブ７０ａと併せて駆動調節することで、より効率良く真空破壊Ｂを行うことできる。

本実施の形態では、気体供給装置７０ｂはゲートバルブ７０ａ（図２参照）でチャンバ内部を閉鎖した後に、制御装置５０が有する制御部５５の対象物温度制御部５５ｃ内に設けられた真空度調節部５５ｃ‐２（図３（Ｂ）参照）による制御に従ってチャンバ内部に窒素ガスを供給してチャンバ内部の圧力（真空度）を調節するように設けられる。このように設ける場合には、気体供給装置７０ｂによる窒素ガスの供給と真空ポンプ８０によるチャンバ内部の排気とを組み合わせて調節することで、チャンバ内部の圧力を自在に調節することができる。この場合には、真空チャンバ１０を密閉したままで、ゲートバルブ７０ａによらずにチャンバ内部の圧力を自在に調節することができる。このように、真空破壊装置７０と真空ポンプ８０とを組み合わせて調節することで真空破壊Ｂ（図４（Ａ）参照）による圧力回復を自在に調節することができる。また、チャンバ内部の真空度を調節することで、対象物の温度又は対象物とバッファー部との温度差を好適に制御することができる。

図２を参照して、本実施の形態の半田付け装置１００を更に説明する。図２は、半田付け装置１００の真空チャンバ１０を一部切断して側面より見る部分断面図である。図２は、半田付け装置１００が備えるゲートバルブ７０ａの真空チャンバ１０に対する配置を示すことを目的とする図であり、それ以外の構成要素は理解を容易とするために省略されて図示されている。ゲートバルブ７０ａは、前述の通り、半田付けする対象物１の搬送ラインを横切るように真空チャンバ１０の一対の隔壁に設けられる。対象物１を搬送する搬送ラインは真空チャンバ１０の外部で搬送ラインを形成する複数の外部搬送ローラ１６と、前述のチャンバ内部の搬送ラインを形成する複数の搬送ローラ１１（図１参照）とで形成される。ゲートバルブ７０ａは、この搬送ラインを通して半田付けされる対象物１がチャンバ内部に搬入され、また半田付けされた対象物１がチャンバ内部から搬出される際に開放される。このとき、ゲートバルブ７０ａは、図示されたゲートバルブ７０ａの閉鎖位置から半田付け装置１００の鉛直上方に向けてスライドして開放される。また、ゲートバルブ７０ａが閉鎖位置にあるときは、ゲートバルブ７０ａは、前述の通り、チャンバ内部を密閉することができる。

図４を参照して、本実施の形態の半田付け装置１００による半田付けの熱処理の制御を更に説明する。図４は半田付け装置１００による熱処理の制御の例を示すグラフである。図４（Ａ）は、半田の溶融温度よりも僅かに低い第１の加熱目標温度Ｔ_Ｔ１までバッファー部を加熱した後に均熱化のための伝熱待機時間を設ける場合の温度制御の例を示し、図４（Ｂ）は、伝熱待機時間を設けない場合の温度制御の例を示す。横軸は時間経過（秒単位）を示し、左側の縦軸は摂氏温度を、右側の縦軸はチャンバ内部の圧力（Ｐａ）を各々示す。対象物温度センサー４０（図１参照）で検出した対象物１（図１参照）の温度Ｔ_Ｄを太い実線で示し、バッファー温度センサー６０（図１参照）で検出した載置搬送台５ａ（図１参照）の温度Ｔ_Ｂを太い破線で示す。また、圧力計８１（図１参照）で検出したチャンバ内部の圧力は細い実線で示す。例示する対象物１の半田付けの所定の制御目標温度Ｔ_Ｔ２は摂氏３２５度であり、本実施の形態における半田の溶融温度（融点）Ｔ_ｍは摂氏３００度である。

図４（Ａ）を参照して、半田付け装置１００の温度制御の例を時間経過に沿って説明する。図示の例では、経過時間約３０秒から熱放射ヒータ２０ａ（図１参照）による載置搬送台５ａ（図１参照）の加熱を開始する。前述の通り、加熱では載置搬送台５ａの温度Ｔ_Ｂの上昇と対象物１（図１参照）の温度Ｔ_Ｄの上昇との間に若干の時間差が生じる。しかしながら、加熱が終了する経過時間約７０秒までの約４０秒間に対象物１は本実施の形態の半田の溶融温度（融点）Ｔ_ｍである摂氏３００度よりも若干低い、第１の制御目標温度Ｔ_Ｔ１（摂氏約２８０度）まで高い温度上昇率（温度（℃）／時間（秒））で通電加熱される。本実施の形態では、第１の制御目標温度Ｔ_Ｔ１到達後の経過時間約７０秒から約１００秒までは、前述の通り、熱放射ヒータ２０ａによる加熱が全体に熱伝達及び熱伝導して均熱化されるための伝熱待機時間を設けている。

第１の制御目標温度Ｔ_Ｔ１到達後は、前述の通り、冷却ブロック３０ａ（図１参照）による載置搬送台５ａ（図１参照）の熱の排熱（冷却）調節を開始すると共に、チャンバ内部を減圧してチャンバ内部を約１００Ｐａ程度の中真空とする。チャンバ内部が真空となることにより、載置搬送台５ａと対象物１（図１参照）との間の熱伝達が遮断されて両者の温度に温度差が生じる。熱伝達の遮断あるいは劣化のために対象物１の温度が上昇し難くなる。サイクルタイムを短縮するためには、載置搬送台５ａを介して対象物１を更に加熱することが望ましい。そこで本実施の形態では、熱放射ヒータ２０ａ（図１参照）に再度通電して加熱を継続する。通電加熱は対象物１の温度制御要求に応じて適宜オン／オフ調節される。この場合には、通電加熱を終了した熱放射ヒータ２０ａの余熱のみによって加熱する場合よりも更にサイクルタイムを短縮することができる。このため、載置搬送台５ａの温度Ｔ_Ｂが対象物１の温度Ｔ_Ｄから乖離して急上昇する。半田付け装置１００では、従来の装置のように、載置搬送台５ａの加熱温度Ｔ_Ｂが対象物１の加熱の目標温度Ｔ_Ｔ２以下の温度であるように制御によって制限されることはない。載置搬送台５ａの温度Ｔ_Ｂは加熱の目標温度Ｔ_Ｔ２を超えて上昇するが、制御装置５０（図１参照）は対象物温度センサー４０（図１参照）が検出する対象物１の温度Ｔ_Ｄに基づいて効率の良い適切な制御を継続する。このため、制御装置５０は、対象物１の温度Ｔ_Ｄをオーバーシュートさせることなく、従来の装置よりも短時間で効率良く、かつ正確に所定の制御目標温度Ｔ_Ｔ２である摂氏３２５度とすることができる。

制御装置５０（図１参照）は、対象物１（図１参照）の温度Ｔ_Ｄが所定の目標温度Ｔ_Ｔ２に到達した後に、対象物温度センサー４０及びバッファー温度センサー６０（図１参照）が検出する対象物１の温度Ｔ_Ｄと載置搬送台５ａ（図１参照）の温度Ｔ_Ｂとの間の温度差を算出する。算出した温度差が真空破壊Ｂによって対象物１を熱破壊してしまうことがないように定められた所定の温度差Ｔ_Ｏ以下の温度差である場合には、制御装置５０はゲートバルブ７０ａ（図２参照）を操作して真空破壊Ｂを行う。温度差が所定の温度差Ｔ_Ｏを超える場合には、真空破壊装置７０（ゲートバルブ７０ａ（図２参照）及び／又は気体供給装置７０ｂ（図１参照））を操作することで、載置搬送台５ａの温度Ｔ_Ｂと対象物１の温度Ｔ_Ｄとの間の温度差を速やかに調節して解消する。また、載置搬送台５ａの温度Ｔ_Ｂと対象物１の温度Ｔ_Ｄとの間の温度差が所定の温度差Ｔ_Ｏ以下となった後に、対象物１の温度Ｔ_Ｄが半田の溶融温度（融点）Ｔ_ｍ以上である間に真空破壊装置７０を操作してチャンバ内部の圧力を大気圧まで回復する。

真空破壊Ｂに伴う対象物１（図１参照）の温度Ｔ_Ｄの上昇は、図示の通り、僅かな温度上昇となるように抑制されている。真空破壊Ｂ後は大気による自然冷却が回復されるために、対象物１の温度Ｔ_Ｄ及び載置搬送台５ａ（図１参照）の温度Ｔ_Ｂは急速に低下する。この際、冷却ブロック３０ａ（図１参照）で併せて冷却される載置搬送台５ａの温度Ｔ_Ｂの低下が対象物１の温度Ｔ_Ｄの低下に対して若干の時間差で先行する。

以上のように半田付け装置１００を制御することにより、対象物１（図１参照）を熱破壊してしまうことがなく、対象物１を所定の加熱目標温度Ｔ_Ｔ２まで確実に加熱して半田付けすることができると共に、半田付けのサイクルタイムを短縮することができる、優れた半田付けを行うことができる。本実施の形態の半田付け装置１００で半田付けする場合には、従来の半田付け装置（例えば、特許文献１、請求項１参照）を用いて半田付けする場合と比較して、約４０秒以上ものサイクルタイムの短縮を達成することができる。

なお、本実施の形態の半田付け装置１００では複数（６個）の対象物１を同時に熱処理して半田付けするものと説明したが、他の実施の形態では、一の半田付けの対象物１のみを半田付け装置１００で熱処理して半田付けするものとしてもよい。この場合には、他の対象物１の熱処理の状態を考慮することなく、一の半田付けの対象物１のみの半田付けに専ら適した熱処理（温度制御）を行うことができる。

また、本実施の形態では複数（６個）の対象物１の内で最も過熱に弱い対象物１の温度Ｔ_Ｄを一の対象物温度センサー４０で検出して半田付けを行うものと説明したが、他の実施の形態では、熱処理を行う複数の対象物１の温度Ｔ_Ｄの全てを複数の対象物温度センサー４０で検出し、検出した対象物１の温度Ｔ_Ｄの全てを半田付け装置１００の温度制御に反映するものとしてもよい。この場合には、更に厳密に全ての対象物１の温度制御を行うことができる。

また、本実施の形態では、対象物温度センサー４０及びバッファー温度センサー６０は温度検出が真空に阻害されることのない放射温度計で設けるものと説明したが、他の実施の形態では、対象物１及び載置搬送台５ａに各々接触して温度検出を行う接触温度計で温度センサーを設けるものとしてもよい。接触温度計としては、例えば、熱電対を用いることができる。この場合には、熱電対を載置搬送台５ａの中に埋め込んで載置搬送台５ａの温度Ｔ_Ｂを検出するように設けることができる。この場合には、チャンバ内部での熱放射の反射に阻害されることがなく、より容易に温度検出を行うことができる。また、熱電対はより簡易な機械的構造を有することから、より容易に半田付け装置１００を設けることができる。

また、本実施の形態では、対象物温度センサー４０は対象物１を構成する電子部品２の温度Ｔ_Ｄを検出するものと説明したが、他の実施の形態では、対象物温度センサー４０は対象物１を構成する基板３の温度Ｔ_Ｄを検出するように設けるものとしてもよい。この場合にも、半田付けの対象物１を構成する基板３と載置搬送台５ａとの間の熱伝達（熱伝達の割合（熱伝達率））の変動を制御に組み込んで、真空中でも適切に半田付けの温度制御を行うことができる。

また、本実施の形態の熱放射ヒータ２０ａはハロゲンヒータとして設けられているものと説明したが、他の実施の形態では、熱放射ヒータ２０ａを不活性ガス中に炭素繊維フィラメントを封入したカーボンヒータとして設けるものとしてもよい。この場合には、水の吸収スペクトルのピーク（波長約３μｍ）に近い波長約２μｍ乃至約４μｍの波長領域の赤外線をより多く放射することができる。このため、対象物１が水分を含む場合には（半導体パッケージ等の電子部品及び基板は通常、若干の吸湿性を有する）、カーボンヒータとして設けられた熱放射ヒータ２０ａは対象物１が含む水分を介して対象物１を好適に加熱して効率良く対象物１を加熱することができる。また、更に他の実施の形態では、熱放射ヒータ２０ａを空気中にニクロムフィラメントを封入したニクロム線ヒータとして設けるものとしてもよい。この場合には、より簡易に熱放射ヒータ２０ａを設けることができる。

また、本実施の形態の熱放射ヒータ２０ａは棒形状に設けられているものと説明したが、他の実施の形態では、熱放射ヒータ２０ａは対象物１の半田接合部４の形状及び配置に合わせて円弧形状、球形状等の任意の形状に設けるものとしてもよい。

また、本実施の形態では、半田付け装置１００は対象物１の温度Ｔ_Ｄが半田の溶融温度（融点）Ｔ_ｍ未満の所定の第１の制御目標温度Ｔ_Ｔ１まで加熱されたときにチャンバ内部を減圧して真空とするものと説明したが、他の実施の形態では、対象物１の導通点を接合する半田の表面での酸化膜の形成が半田付けの品質（機械的固着強度及び電気的導通性等）に実質的に影響を与えるまでに有害なものとならない範囲内において、対象物１の温度Ｔ_Ｄが半田の溶融温度（融点）Ｔ_ｍ以上の温度にまで加熱された後にチャンバ内部を減圧して真空とするものとしてもよい。この場合には大気中で対象物１を加熱する時間を更に増やすことができることから、より効率良く対象物１の加熱を行うことができる。

また、本実施の形態の半田付け装置１００の温度制御では、熱放射ヒータ２０ａによる第１の加熱目標温度Ｔ_Ｔ１までの加熱終了後に載置搬送台５ａと対象物１の全体の温度を均熱化するために所定の伝熱待機時間を設けるものと説明したが、半田付け装置１００は、図４（Ｂ）に示すように、伝熱待機時間を設けずに温度制御されるものとしてもよい。この場合には、加熱開始当初から第２の加熱目標温度Ｔ_Ｔ２を制御目標温度として加熱を行うことができ、また、伝熱待機時間を省くことができるから、更に半田付けのサイクルタイムを短縮することができる。

また、本実施の形態では、熱放射ヒータ２０ａによる第１の加熱目標温度Ｔ_Ｔ１までの加熱終了後にチャンバ内部を減圧して真空とするものと説明したが、他の実施の形態では、熱放射ヒータ２０ａによる加熱の開始前あるいは加熱開始と同時にチャンバ内部を減圧して半田付けを行うものとしてもよい。この場合には、減圧操作と加熱操作とを並行して行うことができるから、半田付けのサイクルタイムを短縮することができる。

例えば、図４（Ｂ）に示す実施の形態では、熱放射ヒータによる加熱の開始前にチャンバ内部を減圧するように設けている。加熱開始の当初から真空中で加熱を行うこととなるために、載置搬送台の温度Ｔ_Ｂと対象物の温度Ｔ_Ｄとの間には加熱開始の当初から温度の乖離が見られる。しかしながら、前述のように、伝熱待機時間を設けることがなく、また、減圧操作を待機することもないために、半田付けのサイクルタイムは更に短縮されている。なお、この実施の形態では、載置搬送台の温度Ｔ_Ｂと対象物の温度Ｔ_Ｄとが一致したときに真空破壊Ｂを行うように設けている。この場合にも、真空破壊Ｂを所定の温度差Ｔ_Ｏの範囲内で行っているものといえる。この場合には、真空破壊Ｂ後の対象物の温度Ｔ_Ｄの上昇は更に小さく抑えられ、対象物の温度Ｔ_Ｄの上昇はほとんど生じていない。即ち、このように設ける場合には、対象物の温度Ｔ_Ｄを上昇させることなく、真空破壊Ｂを行うことができる。

また、本実施の形態の半田付け装置１００は、一の真空チャンバ１０を備え、熱放射ヒータ２０ａと冷却器３０とは同一の真空チャンバ１０内に設けるものと説明したが、他の実施の形態では、半田付け装置は複数の真空チャンバを備え、熱放射ヒータ２０ａと冷却器３０とを異なる真空チャンバ内に設けるものとしてもよい。この場合には、熱放射ヒータ２０ａによる加熱と冷却器３０による排熱（冷却）との相互干渉が生じることを防ぐことができるから、効率良く加熱及び排熱（冷却）を行うことができる。

また、本実施の形態の冷却ブロック３０ａはクシ歯形状に設けられるものと説明したが、他の実施の形態では、冷却ブロック３０ａは熱放射ヒータ２０ａに隣接して設けられることにより効率良く載置搬送台５ａを冷却することができる範囲内で、熱放射ヒータ２０ａの形状に対応する適切な形状に設けられた多様な形状に設けるものとしてもよい。

また、本実施の形態では、載置搬送台５ａに対象物１を載置した状態で半田付けを行うものと説明したが、他の実施の形態では、載置搬送台５ａに載置された対象物１を適切な力で載置搬送台５ａに押し付ける押え部材を更に備えるものとしても良い。この場合には、対象物１を載置搬送台５ａに押し付けることにより、両者の接触状態（及び熱伝達）を更に良好なものとすることができる。このため、半田付け装置の半田付けの効率を更に向上してサイクルタイムを短縮することができる。

また、本実施の形態の冷却ブロック３０ａは載置搬送台５ａに対して近接及び離間をするように駆動装置３０ｂで駆動して冷却を行うものと説明したが、他の実施の形態では、固定して設けた冷却ブロック３０ａに対して対象物１を載置した載置搬送台５ｂを近接及び離間するように駆動して冷却を行うものとしてもよい。載置搬送台５ａと冷却ブロック３０ａとは相対的に近接及び離間をするように設けるものとすればよい。

また、本実施の形態では、対象物１を冷却する際に、冷却ブロック３０ａのクシ歯によって、載置搬送台５ａと熱放射ヒータ２０ａとを所定の間隔に離間すると共に熱放射の拡散を遮蔽して熱放射ヒータ２０ａによる載置搬送台５ａの加熱効率を低下させることで載置搬送台５ａ及び対象物１の冷却効率を高めるものと説明したが、他の実施の形態では、冷却ブロック３０ａの駆動量を調節することで載置搬送台５ａからの排熱効率（冷却効率）を変更して対象物１の温度を制御するものとしてもよい。この場合にも、バッファー部としての載置搬送台５ａからの排熱効率（冷却効率）を変更して対象物１の温度を制御することができる。

また、本実施の形態では、バッファー部として設けられる載置搬送台５ａの熱容量は対象物１の熱容量よりも典型的には大きな熱容量となるように設けるものと説明したが、バッファー部は対象物１（特に電子部品２）と熱放射ヒータ２０ａ（又は冷却ブロック３０ａ）との間に介在して熱放射ヒータ２０ａ（又は冷却ブロック３０ａ）による加熱（又は冷却）を熱緩衝することができればよく、他の実施の形態では、熱放射ヒータ２０ａ（又は冷却ブロック３０ａ）による加熱（又は冷却）を熱緩衝することができる範囲において、載置搬送台５ａの熱容量は対象物１の熱容量と同じかそれ以下の熱容量であってもよい。

また、本実施の形態では、熱放射ヒータ２０ａによる加熱は所定の熱放射出力で熱放射が行われるように設けられ、オン／オフ調節されて対象物１の温度制御が行われるものと説明したが、他の実施の形態では、熱放射ヒータ２０ａによる加熱は熱放射出力及び通電／通電終了の両方が併せて調節されるように設けられ、冷却器３０と同様に対象物１の温度Ｔ_Ｄに基づいてＰＩＤ制御されるように設けるものとしてもよい。この場合にも、熱放射ヒータ２０による加熱調節と冷却器３０による排熱調節（冷却調節）とを組み合わせて対象物１の温度を的確に制御することができる。

また、本実施の形態の冷却ブロック３０ａによる排熱（冷却）を調節して行う対象物１の温度制御は比例積分微分制御（ＰＩＤ制御）によるものと説明したが、他の実施の形態では、より単純に、比例制御、比例微分制御又は比例積分制御のいずれかにより冷却による温度制御を行うものとしてもよい。この場合には半田付け装置１００をより容易に設けることができる。

また、本実施の形態では、半田付け装置１００は真空破壊装置７０としてゲートバルブ７０ａに加えて気体供給装置７０ｂを備えるものと説明したが、他の実施の形態では、真空破壊装置７０としてゲートバルブ７０ａのみを備え、気体供給装置７０ｂを備えなくても良い。この場合にも、ゲートバルブ７０ａで真空破壊Ｂを行うことができるから、半田付け装置１００をより容易に設けることができる。

また、本実施の形態では、本願発明に係る加熱接合装置を例示する目的で対象物１を半田付けする半田付け装置１００を説明したが、本願発明に係る加熱接合装置が行う加熱接合は半田付けに限られず、前述の通り、広く接合材を加熱及び冷却して対象物（ワーク）を接合する加熱接合を行うことができる。このため、本実施の形態の半田付け装置１００等の加熱接合装置は、例えば、金属接合材を用いた蝋付け、樹脂接合材又はガラス接合材を用いた溶着、接着、溶接等を行うように設けるものとしてもよい。

金属接合材を用いた蝋付けの例として、鉛、錫、アンチモン、カドミウム又は亜鉛などの合金である軟蝋を用いたいわゆる半田付けの他、銀、黄銅、アルミニウム合金、リン銅、ニッケル又は金などの合金である硬蝋を用いた蝋付けを挙げることができる。また、樹脂接合材を用いた加熱接合の例として、導電性若しくは絶縁性を有する熱可塑性樹脂を用いた加熱接合を挙げることができる。なお、樹脂接合材は、熱硬化性樹脂のように所定の温度に加熱することで固化するものであってもよい。更に、導電性材料を配合した低融点ガラス等のガラス接合材を用いるものとしてもよい。これらの加熱接合のいずれについても、その接合を阻害する酸化膜の形成を避けるため等を目的として真空中で加熱接合することが望まれることがある。

図５を参照して、本発明の第２の実施の形態に係る加熱接合装置としての半田付け装置を説明する。本実施の形態の半田付け装置は、第１の実施の形態の半田付け装置１００と比較して、半田付けの対象物１を載置する載置搬送台５ｃと冷却ブロック３０ａの一部の構成のみが異なる。したがって、本実施の形態の半田付け装置を示す図５では、前述の半田付け装置１００と異なる部分のみを拡大して示すものとし、他の部分は理解の容易のために省略して図示されている。図５（Ａ）は半田付け装置の加熱状態を示す図１（Ａ）に対応する図であり、図５（Ｂ）は排熱状態（冷却状態）を示す図１（Ｂ）に対応する図である。

本実施の形態の半田付け装置が備える載置搬送台５ｃについて説明する。載置搬送台５ｃが前述の半田付け装置１００の載置搬送台５ａ（図１参照）と異なる点は、載置搬送台５ｃには開口窓（穴）６が設けられている点である。このため、本実施の形態の半田付け装置では、熱放射ヒータ２０ａは開口窓６を通して基板３を加熱するように設けられる。また、冷却ブロック３０ａの冷却板の一部は基板３に接触して基板３の熱を排熱するように設けられる。また、バッファー温度センサー６０（図１参照）はバッファー部としての基板３の温度Ｔ_Ｂ（図４（Ａ）参照）を検出するように設けられる。

本実施の形態では、基板３（及び半田接合部４）は、電子部品２に対してバッファー部として機能する。基板３（及び半田接合部４）は、熱に弱く熱変形する電子部品２と熱放射ヒータ２０ａとの間に介在して電子部品２の過熱を防ぐ。また、冷却ブロック３０ａは基板３に近接及び離間して基板３からの排熱（冷却）を調節する。また、基板３は熱放射ヒータ２０ａ及び冷却ブロック３０ａによる加熱及び冷却を空間的及び時間的に均熱化して電子部品２に伝熱することで電子部品２の熱変形を防止して効率良く半田付けを行う。基板３の熱容量は前述の載置搬送台５ａ（図１参照）の熱容量よりも小さいが、電子部品２と比較すると十分に大きい。

このように、本実施の形態では、半田付けの対象物１である電子部品２は、バッファー部としての基板３（及び半田接合部４）の上に載置され、基板３と電子部品２との間の接触面を介した熱伝達の下流側に位置して半田付けされる。この場合にも、前述の半田付け装置１００と同様に、対象物１の過熱を防止することができると共に、対象物１を確実に制御目標温度Ｔ_Ｔ２（図４（Ａ）参照）まで加熱することができ、かつ短いサイクルタイムで効率良く半田付けを行うことができる。

図６を参照して、本発明の第３の実施の形態に係る加熱接合装置としての半田付け装置２００を説明する。半田付け装置２００の熱処理機構の構成は、前述の半田付け装置１００と比較して、対象物１を載置する固定載置台５ｂ（載置台５）の構成のみが異なる。したがって、半田付け装置２００については、固定載置台５ｂの構成のみを説明する。固定載置台５ｂが前述の半田付け装置１００の載置搬送台５ａ（図１参照）と異なる点は、固定載置台５ｂは半田付け装置２００の中で他の主要部品に対して固定されて設けられているという点である。固定載置台５ｂの内部には、ヒータ２０としての電熱ヒータ２０ｂと冷却器３０としての冷却剤流通回路３０ｃとが設けられている。

固定載置台５ｂは高い熱伝導率を有する銅で設けられる。このため、固定載置台５ｂを介して熱処理される対象物１を効率良く加熱及び冷却することができる。電熱ヒータ２０ｂはシーズヒータで設けられる。本実施の形態では、対象物１と電熱ヒータ２０ｂ及び冷却剤流通回路３０ｃとの間に介在する固定載置台５ｂがバッファー部として機能する。固定載置台５ｂは、前述の半田付け装置１００の載置搬送台５ａ及び冷却ブロック３０ａ（図１参照）のように移動（駆動）されることがない。このため、固定載置台５ｂには、前述の半田付け装置１００が備える駆動装置（エアシリンダ）３０ｂ及びガイドポスト１５（図１参照）等の駆動機構は設けられていない。このため、半田付け装置２００は、前述の半田付け装置１００よりも容易に設けることができる利点を有する。

本実施の形態の冷却剤流通回路３０は通電加熱が終了した電熱ヒータ２０ｂが放熱する余熱を直接排熱（冷却）して除去することができる。このため、半田付け装置２００は、前述の半田付け装置１００と比較して、更に効率良く対象物１の温度制御を行うことができる。冷却剤流通回路３０ｃを用いた固定載置台５ｂの熱の排熱（冷却）調節は、冷却剤流通回路３０ｃ内を流通する冷却水の流量を冷却剤供給装置９０で調節して行うことができる。具体的には、制御装置５０は、対象物温度センサー４０で検出された対象物１の温度Ｔ_Ｄ（図４（Ａ）参照）に基づいて、冷却剤流通回路３０ｃ内を流通する冷却水の流量を調節することで、対象物１の温度Ｔ_Ｄを制御することができる。なお、この排熱（冷却）調節は、前述の半田付け装置１００でも行うことができる。本実施の形態の半田付け装置２００による場合でも、前述の半田付け装置１００と同様に、対象物１の過熱を防止することができると共に、対象物１を確実に目標温度Ｔ_Ｔ２（図４（Ａ）参照）まで加熱することができ、かつ短いサイクルタイムで効率良く半田付けを行うことができる。

図７のフローチャートを参照して、本発明の第４の実施の形態に係る加熱接合製品としての半田付け製品を製造する方法を説明する。本実施の形態の半田付け製品を製造する方法では、半田付けする対象物１（図１及び図６参照）と、バッファー部５（図１及び図６参照）とを接触させて配置して半田付け装置（図１及び図６参照）に装填する（ステップＭ１）。また、半田付け装置を用いて対象物１を半田付けする（ステップＭ２）。

装填するステップＭ１では、半田付けの対象物１（図１及び図６参照）とバッファー部５（図１及び図６参照）とを接触させて配置してチャンバ内部の真空下に置く（ステップＭ１ａ）。

半田付けするステップＭ２では、バッファー部５（図１及び図６参照）を所定の第１制御目標温度Ｔ_Ｔ１（図４（Ａ）参照）まで加熱する（ステップＭ２ａ）。続いて、加熱されたバッファー部５の熱を排熱する（ステップＭ２ｂ）。続いて、バッファー部５を介して加熱された対象物の温度Ｔ_Ｄ（図４（Ａ）参照）を検出して（ステップＭ２ｃ）、対象物の温度Ｔ_Ｄが所定の第２制御目標温度Ｔ_Ｔ２（図４（Ａ）参照）となるようにバッファー部５からの排熱を調節する（ステップＭ２ｄ）。

続いて、対象物の温度Ｔ_Ｄ（図４（Ａ）参照）とバッファー部５（図１及び図６参照）の温度Ｔ_Ｂ（図４（Ａ）参照）とを検出して（ステップＭ２ｅ）、対象物の温度Ｔ_Ｄとバッファー部の温度Ｔ_Ｂとの間の温度差が所定の温度差Ｔ_Ｏ（図４（Ａ）参照）の範囲内となったとき、真空破壊Ｂ（図４（Ａ）参照）を行う（ステップＭ２ｆ）。なお、半田付け製品を製造する方法は、以上のステップに加えて、前述の実施の形態で説明した、いずれかの制御ステップを更に備えるものとしてもよい。例えば、真空の圧力を調節することで、バッファー部と対象物との温度差を制御して所定の温度差Ｔ_Ｏ以下としてもよい。

１ 対象物（ワーク）
２ 電子部品
３ 基板
４ 半田接合部
５ 載置台（バッファー部）
５ａ 載置搬送台
５ｂ 固定載置台
５ｃ 開口窓付き載置搬送台
６ 開口窓
１０ 真空チャンバ
１１ 搬送ローラ
１２ 視認窓
１３ 吸気口
１４ 排気口
１５ ガイドポスト
１６ 外部搬送ローラ
２０ ヒータ
２０ａ 熱放射ヒータ
２０ｂ 電熱ヒータ
３０ 冷却器
３０ａ 冷却ブロック
３０ｂ 駆動装置（エアシリンダ）
３０ｃ 冷却剤流通回路
３１ 位置決めピン
４０ 対象物温度センサー（放射温度計）
５０ 制御装置
５１ 中央演算装置
５２ ヒータ操作部
５３ 冷却器操作部
５４ 対象物温度センサー操作部
５５ 制御部
５５ａ 設定値記憶部
５５ｂ 減圧操作部
５５ｃ 対象物温度制御部
５５ｄ 真空破壊操作部
５６ バッファー温度センサー操作部
５７ 真空破壊装置操作部
５８ 真空ポンプ操作部
５９ 冷却剤供給装置操作部
６０ バッファー温度センサー（放射温度計）
７０ 真空破壊装置
７０ａ ゲートバルブ
７０ｂ 気体供給装置
８０ 真空ポンプ（排気ポンプ）
８１ 圧力計
９０ 冷却剤供給装置
１００ 半田付け装置（加熱接合装置）
２００ 半田付け装置（加熱接合装置）

Claims (8)

1. 加熱接合する対象物とバッファー部を収容する真空チャンバと；
   前記真空チャンバ内に収容した前記対象物に接触して配置された前記バッファー部を加熱するヒータと；
   前記ヒータで加熱されたバッファー部の熱を排熱する冷却器と；
   前記バッファー部を介して加熱された対象物の温度を検出する対象物温度センサーと；
   前記検出した対象物の温度に基づいて、前記対象物の温度が前記加熱接合に適した所定の目標温度になるように、前記冷却器による前記バッファー部からの排熱を調節することにより、制御する制御装置とを備える；
   加熱接合装置。
2. 前記ヒータは前記バッファー部を熱放射によって加熱する熱放射ヒータで構成され；
   前記冷却器は冷却ブロックと、前記冷却ブロックを前記バッファー部に対して近接及び離間をするように相対的に駆動する駆動装置とを有し；
   前記制御装置は、前記冷却ブロックの近接と離間を調節することにより前記対象物の温度を制御するように構成された；
   請求項１に記載の加熱接合装置。
3. 前記バッファー部は、前記対象物を載置する載置台として構成され、前記ヒータ及び前記冷却器は前記載置台の内部に設けられた、
   請求項１に記載の加熱接合装置。
4. 前記バッファー部の温度を検出するバッファー温度センサーと；
   前記真空チャンバ内の真空を真空破壊する真空破壊装置とを更に備え；
   前記制御装置は、前記対象物温度センサーの第１の検出温度と前記バッファー温度センサーの第２の検出温度との間の温度差が所定の温度差の範囲内となったとき、前記真空破壊装置を操作して前記真空チャンバ内の真空を真空破壊するように構成された；
   請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の加熱接合装置。
5. 前記制御装置は、前記真空チャンバ内の真空を真空破壊した後に、前記対象物の温度を接合材の融点より低い温度に下げるように制御するように構成された、
   請求項４に記載の加熱接合装置。
6. 前記真空チャンバ内を真空に排気する真空ポンプを更に備え；
   前記制御装置は前記真空ポンプによる排気と前記真空破壊装置による真空破壊とを更に組み合わせて調節することで、前記バッファー部から前記対象物への熱伝達を調節して前記対象物が前記所定の目標温度になるように制御するように構成された；
   請求項４又は請求項５に記載の加熱接合装置。
7. 請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の加熱接合装置に前記加熱接合する対象物を前記バッファー部と接触させて配置して装填するステップと；
   前記加熱接合装置を用いて前記対象物を加熱接合するステップとを備える；
   加熱接合製品の製造方法。
8. 加熱接合する対象物とバッファー部を、前記対象物と前記バッファー部を接触させて配置して、真空下に置くステップと；
   前記真空下に置いた前記バッファー部を加熱する加熱ステップと；
   前記加熱されたバッファー部の熱を排熱する排熱ステップと；
   前記バッファー部を介して加熱された対象物の温度を検出する温度検出ステップと；
   前記検出した前記対象物の温度に基づいて、前記対象物の温度が加熱接合に適した所定の目標温度になるように、前記排熱ステップの排熱を調節して、前記対象物の温度を制御する制御ステップとを備える；
   加熱接合製品の製造方法。

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