JP4852645B2

JP4852645B2 - 真空吸着ノズル

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Description

本発明は、チップ状の電子部品を回路基板に実装する電子部品装着機において、電子部品を真空吸着するための真空吸着ノズルに関するものである。

従来から、チップコンデンサやチップ抵抗器などのチップ状の電子部品を回路基板に実装するために、電子部品装着機を備えた電子部品装着装置が利用されている。
電子部品装着機は、電子部品を真空吸着ノズルによって真空吸着し、回路基板まで搬送し、そして回路基板の所定位置に実装する。

電子部品装着装置は、電子部品を所定位置に正確に実装するために、電子部品の位置を確認するための測定用光学系をさらに備えている。測定用光学系は、照明装置と、ＣＣＤカメラと、ＣＣＤカメラに接続された画像装置とを含んでいる。電子部品は照明装置により光を照射され、電子部品で反射された反射光がＣＣＤカメラで受光され、そしてＣＣＤカメラの画像が画像解析装置によって解析されて、電子部品の形状と電子部品の電極の位置とが測定される。

図４は、真空吸着ノズル３１を備えた電子部品装着機４４と、測定用光学系とを備えた電子部品装着装置５０の構成を説明するための模式図である。
電子部品装着機４４には、真空吸着ノズル３１が固定されている。
測定用光学系は、ライト４７と、ＣＣＤカメラ４８と、ＣＣＤカメラ４８に接続された画像解析装置４９とを含んでいる。ライト４７は、真空吸着ノズル３１に吸着された電子部品４５に向けて光を照射する。ＣＣＤカメラ４８は、電子部品４５からの反射光（画像）を受光する。画像解析装置４９は、ＣＣＤカメラ４８で受光した反射光を画像処理する。
電子部品４５は、トレイ４６に並べられて、電子部品装着装置５０の近傍に配置されている。

電子部品装着装置５０を作動させると、電子部品装着機４４がトレイ４６まで移動し、そして真空吸着ノズル３１がトレイ４６上の電子部品４５を吸着する。ライト４７は真空吸着ノズル３１に吸着された電子部品４５を照射し、そして電子部品４５の本体及び電極で反射された反射光がＣＣＤカメラ４８で受光される。ＣＣＤカメラ４８で撮像された画像は、画像解析装置４９によって解析されて、電子部品４５の位置が正確に確認される。そして、電子部品４５を吸着した真空吸着ノズル３１を、回路基板（不図示）まで移動させる。解析で得られた電子部品４５の位置データを用いて、電子部品４５を回路基板の所定の位置に正確に配置し、そして回路基板に電子部品４５を実装する。

図３は、従来の真空吸着ノズル３１と、電子部品装着機４４の保持部材４０とを図示している。図３（ａ）は真空吸着ノズル３１の斜視図、図３（ｂ）は真空吸着ノズル３１の縦断面図である。

真空吸着ノズル３１は、電子部品を真空吸着する吸着面３２と、吸着面３２と対向する後端面３８とを有している。真空吸着ノズル３１の吸着面３２側は、円筒状の部材（円筒部３５）から構成されている。真空吸着ノズル３１の後端面３８側は、吸着面３２方向に向かって先細りにされた円錐状の部材（円錐部３４）から構成されている。さらに、円錐部３４の後端面３８側には、凸部３６が設けられている。真空吸着ノズル３１の内部には、吸着面３２から、円筒部３５、円錐部３４及び凸部３６の中を通って、後端面３８まで貫通した吸引孔３３が設けられている。
真空吸着ノズル３１は、耐摩耗性に優れるセラミックスや超硬合金などの材料から形成されている。

また、真空吸着ノズル３１が固定される保持部材４０は、その中央に、真空吸着ノズル３１の凸部３６を嵌合するための凹部４１を有している。凹部４１の中心には、吸引孔３３に対応する位置に、吸引孔４２が設けられている。
実際には、保持部材４０は電子部品装着機４４に固定されているので、保持部材４０に真空吸着ノズル３１を取り付けることにより、真空吸着ノズル３１を電子部品装着機４４に固定できる。

真空吸着ノズル３１について、例えば特許文献１には、チップ部品を吸着する吸着ノズルの先端部に耐摩耗性の優れたセラミックスを用いることが開示されている。また、カメラで撮影したときに、吸着ノズルの先端部とチップ部品とのコントラストが高くなるように、吸着ノズルの先端部の色を、チップ部品の色よりも、画像入力レベルの低い色にすることも開示している。これにより、チップ部品の位置検出を可能にしている。この吸着ノズルは、耐摩耗性に優れ、また、吸着ノズルでピックアップしたチップ部品の画像処理を確実に行なえる利点がある。

また、特許文献２には、半導体製造装置用の部材の製造に適したセラミック焼結体が開示されている。セラミック焼結体は、コーディエライトを主成分とし、Ｌａ、Ｃｅ、ＰｒおよびＮｄの希土類元素から選ばれる１種以上とＴｉとを含有している。Ｌａ、Ｃｅ、ＰｒおよびＮｄの希土類元素やＴｉが導電性を有するので、体積固有抵抗が１×１０^５Ω・ｍ〜１×１０^１２Ω・ｍのセラミック焼結体を得ることができる。また、主成分のコーディエライトは低熱膨張性であるので、セラミック焼結体は、熱膨張による変形が起こりにくい。これらの物性を有するセラミック焼結体から、半導体ウェハの製造に用いる半導体製造装置用の部材（例えば静電チャックや真空チャック等）を形成すると、部材へのゴミの付着が防止され、また昇温による部材の変形が抑制される。よって、寸法精度に優れた半導体ウェハを製造することができる。
特開平２−９０７００号公報特開２００４−１９６５８９号公報

しかしながら、近年の電子部品装着装置では、真空吸着ノズルがトレイと回路基板との間を高速で移動するため、真空吸着ノズルと空気（又は空気中の塵）との間の摩擦によって静電気が発生し、真空吸着ノズルが帯電することがある。また、真空吸着ノズルで電子部品の吸着と脱着とを繰り返すことによっても静電気が発生し、真空吸着ノズルが帯電することがある。帯電した真空吸着ノズルが電子部品に近づくと、それらの間に静電気による反発力が生じる。近年の電子部品は小型で軽量であるので、その反発力によって電子部品がトレイの所定位置から吹き飛ばされる、という問題が発生している。そのため、電子部品装着装置によって電子部品をトレイから回路基板まで適切に搬送することが困難になる。

また、通常は、１つの回路基板には、複数の電子部品や関連部品が実装される。また、それらの部品の実装密度は、年々高くなっている。そのため、真空吸着ノズルに吸着された電子部品を回路基板に配置する際、既に実装された電子部品や関連部品に真空吸着ノズル（特に、真空吸着ノズルの吸着面）が接触する可能性がある。その結果、実装済みの電子部品等が破損する問題が起こっている。

しかしながら、特許文献１及び２には、真空吸着ノズルが静電気を帯電することも、帯電した真空吸着ノズルにより電子部品が吹き飛ぶことも記載されていない。また、特許文献１及び２には、真空吸着ノズルが実装済みの電子部品等を破損する可能性についても、またその解決方法についても記載も示唆もない。

本発明は、静電気を帯電した真空吸着ノズルによって電子部品が吹き飛ばされる問題を解決できる真空吸着ノズルを提供することを目的とする。また、電子部品の実装の際に、実装済みの他の電子部品等を破損する問題を解決できる真空吸着ノズルを提供することを目的とする。

本発明の真空吸着ノズルは、吸着物を真空吸着する吸着面と、前記吸着面と対向する後端面と、前記吸着面から前記後端面に貫通した吸引孔と、を備えたセラミックスから成る真空吸着ノズルであって、前記真空吸着ノズルは、前記吸着面と前記後端面との間を１０〜５０Ｖの範囲の印加電圧で測定した際の抵抗値が１０^５〜１０^８Ωであることを特徴とする。

本発明の真空吸着ノズルは、吸着面と後端面との間を１０〜５０Ｖの範囲の印加電圧で測定した際の抵抗値が１０^５〜１０^８Ωであることにより、真空吸着ノズルに発生した静電気を外部（例えば、真空吸着ノズルを取り付ける電子部品装着機）に除電することができる。よって、真空吸着ノズルが電子部品等の吸着物に近づいたときに、吸着物が動いたり、さらには吹き飛んだりする問題を抑制できる。

このように、本発明の真空吸着ノズルは、静電気を帯電した真空吸着ノズルによって電子部品が吹き飛ばされる問題と、電子部品の実装の際に、実装済みの他の電子部品等を破損する問題の、両方の問題とも解決できる。

本発明の真空吸着ノズルを示しており、図１（ａ）は保持部材を固定した真空吸着ノズルの概略斜視図、図１（ｂ）は真空吸着ノズルの概略縦断面図、図１（ｃ）は図１（ｂ）のＥ部分を拡大した模式図、及び図１（ｄ）は図１（ｂ）のＦ部分を拡大した模式図である。本発明の真空吸着ノズルを用いた電子部品装着装置の構成を示す模式図である。従来の真空吸着ノズルを示しており、図１（ａ）は、保持部材を固定した真空吸着ノズルの概略斜視図、及び図１（ｂ）は真空吸着ノズルの概略縦断面図である。従来の真空吸着ノズルを用いた電子部品装着装置の構成を示す模式図である。真空吸着ノズルの吸着面と後端面との間の抵抗値を測定する方法を説明するための模式図である。真空吸着ノズルの吸着面を研削加工したときに発生する欠けを説明するための模式図である。

符号の説明

１真空吸着ノズル
２吸着面
３吸引孔
４円錐部
５円筒部
６凸部
７導電層
８後端面
１０保持部材

以下、本発明の実施の形態の例を説明する。
図１は、本発明の真空吸着ノズル１と、電子部品装着機にチャッキング等で保持するための保持部材１０とを図示している。図１（ａ）は真空吸着ノズル１の斜視図、図１（ｂ）は真空吸着ノズル１の縦断面図である。

真空吸着ノズル１は、吸着物（例えば電子部品）を真空吸着する吸着面２と、吸着面２と対向する後端面８とを有している。真空吸着ノズル１の吸着面２側は、円筒状の部材（円筒部５）から構成されている。真空吸着ノズル１の後端面８側は、吸着面２方向に向かって先細りにされた円錐状の部材（円錐部４）から構成されている。さらに、円錐部４の後端面８側には、凸部６が設けられている。真空吸着ノズル１の内部には、吸着面２から、円筒部５、円錐部４及び凸部６の中を通って、後端面８まで貫通した吸引孔３が設けられている。
真空吸着ノズル１は、セラミックスから形成されている。

また、真空吸着ノズル１が固定される保持部材１０は、その中央に、真空吸着ノズル１の凸部６を嵌合するための凹部１１を有している。凹部１１の中心には、吸引孔３に対応する位置に、吸引孔１２が設けられている。実際には、保持部材１０は電子部品装着機（図示せず）にチャッキング等により保持されているので、保持部材１０に真空吸着ノズル１を取り付けることにより、真空吸着ノズル１を電子部品装着機に装着できる。

次に、図２を参照しながら、本発明の真空吸着ノズル１を使用した電子部品装着装置２０について説明する。
図２は、真空吸着ノズル１を備えた電子部品装着機１４と、測定用光学系とを備えた電子部品装着装置２０の構成を説明するための模式図である。電子部品装着機１４には、真空吸着ノズル１が固定されている。また、測定用光学系は、ライト１７と、ＣＣＤカメラ１８と、ＣＣＤカメラ１８に接続された画像解析装置１９とを備えている。ライト１７は、真空吸着ノズル１に吸着された電子部品１５に向けて光を照射する。ＣＣＤカメラ１８は、電子部品１５からの反射光（画像）を受光する。画像解析装置１９は、ＣＣＤカメラ１８で受光した反射光を画像処理する。
電子部品１５は、トレイ１６に並べられて、電子部品装着装置２０の近傍に配置されている。

電子部品装着装置２０を作動させると、電子部品装着機１４がトレイ１６まで移動し、そして真空吸着ノズル１がトレイ１６上の電子部品１５を吸着する。ライト１７は真空吸着ノズル１に吸着された電子部品１５を照射し、そして電子部品１５の本体及び電極で反射された反射光がＣＣＤカメラ１８で受光される。ＣＣＤカメラ１８で撮像された画像は、画像解析装置１９によって解析されて、電子部品１５の位置が正確に確認される。そして、電子部品１５を吸着した真空吸着ノズル１を、回路基板（不図示）まで移動させる。解析で得られた電子部品１５の位置データを用いて、電子部品１５を回路基板の所定の位置に正確に配置し、そして回路基板に電子部品１５を実装する。

本発明の真空吸着ノズル１は、吸着面２と後端面８との間の抵抗値（本明細書では、これを「真空吸着ノズルの抵抗値」と称する）が１０^３〜１０^１１Ωであることにより、真空吸着ノズル１に発生した静電気を後端面８から電子部品装着機１４に除電する（アースする）ことができる。よって、真空吸着ノズル１が電子部品１５に近づいたときに、電子部品１５が動いたり、さらには吹き飛んだりする問題を抑制できる。

以下に、本発明の真空吸着ノズル１の作用効果をさらに詳しく説明する。
真空吸着ノズル１は、保持部材１０（図１参照）を通して電子部品装着機１４に電気的に接続することにより、真空吸着ノズル１で発生した静電気を電子部品装着機１４に除電できる。そのため、真空吸着ノズル１がトレイ１６の上に並べられた電子部品１５に近づいても、真空吸着ノズル１と電子部品１５との間に静電気の反発力が発生しない。よって、真空吸着ノズル１が電子部品１５に近づいたときに、電子部品１５が吹き飛ぶのを抑制できる。

真空吸着ノズル１の抵抗値が１０^３Ω未満であると、導電性が高すぎるため、真空吸着ノズル１の周囲にある部材（例えば、回路基板を載置するテーブル等）が帯電していた場合には、その部材から真空吸着ノズル１の先端部分（吸着面２の近傍）に向かって放電が起こりやすくなる。真空吸着ノズル１の吸着面２に電子部品１５を吸着しているときに真空吸着ノズル１の先端部分に向かって放電が起こると、電子部品１５が静電破壊されるおそれがある。特に、ＩＣのように耐電圧の低い電子部品では、静電破壊が起こりやすいので、放電を抑制することが重要である。よって、抵抗値は１０^３Ω以上であるのが好ましい。

また、真空吸着ノズル１の抵抗値が１０^１１Ωを超えると、真空吸着ノズル１から電子部品装着機１４に除電されにくくなる。すなわち、真空吸着ノズル１が帯電しやすくなる。そのため、真空吸着ノズル１が電子部品１５に近づくと静電気の反発力により電子部品１５が吹き飛ぶ可能性がある。よって、抵抗値は１０^１１Ω以下であるのが好ましい。

さらに、真空吸着ノズル１が帯電すると、真空吸着ノズル１の先端部分から、真空吸着ノズル１の周囲にある部材に向かって放電が起こる可能性がある。真空吸着ノズル１の先端部分から、吸着すべき電子部品１５や回路基板に実装済みの電子部品等に向かって放電が起こると、電子部品１５等が静電破壊されるおそれがある。しかしながら、真空吸着ノズル１の抵抗値を１０^１１Ω以下にすることにより、真空吸着ノズル１の帯電を抑制して、電子部品１５等の静電破壊を抑えることができる。

吸着面２の形状は、一般的に円形であるが、吸着すべき電子部品１５の形状に合わせて楕円、矩形、多角形など任意の形状に変更できる。

真空吸着ノズル１の吸着面２は、第１の方向又は該第１の方向に直行する第２の方向の少なくとも一方における最大寸法が、０．７ｍｍ以下であるのが好ましい。すなわち、真空吸着ノズル１は、第１の方向の最大寸法（これを「寸法Ｍ１」と称する）と、第２の方向の一方向の最大寸法（これを「寸法Ｍ２」と称する）のうち、少なくとも一方が０．７ｍｍ以下であればよい。例えば、寸法Ｍ１が０．７ｍｍ以下で、寸法Ｍ２が０．７ｍｍより大きくても構わない。

ここで「第１の方向」、「第２の方向」とは、吸着面２の形状によって異なる。例えば、吸着面２が楕円の場合には、短軸方向が第１の方向になり、長軸方向が第２の方向になる。吸着面２が長方形の場合には、短辺方向が第１の方向になり、長辺方向が第２の方向になる。吸着面２が正方形の場合には、直交する２辺のそれぞれの方向が、第１の方向および第２の方向になる。吸着面２が円形の場合には、中心点を通る任意の方向およびそれに直交する方向が、それぞれ第１の方向および第２の方向になる。すなわち、吸着面２が円形の場合、寸法Ｍ１及びＭ２は直径になる。

真空吸着ノズル１の吸着面２の寸法Ｍ１及び／又は寸法Ｍ２が、０．７ｍｍ以下であると、電子部品１５を回路基板に配置するときに、真空吸着ノズル１の吸着面２が実装済みの電子部品等に接触する可能性が低い。よって、真空吸着ノズル１との接触によって実装済みの電子部品等が破損することを抑制できる。また、実装済みの電子部品等と接触した真空吸着ノズル１の吸着面２が破損するのも抑制できる。

真空吸着ノズル１の吸着面２の寸法Ｍ１及びＭ２の両方が０．７ｍｍを超えると、吸着面２が、回路基板に実装済みの電子部品等に接触する可能性が高まる。例えば、近年では、一辺１ｍｍ以下の極めて小型の電子部品１５（例えば、０６０３タイプ（寸法が０．６ｍｍ×０．３ｍｍ）と呼ばれる電子部品）を、電子部品１５の間隔を約０．１〜０．２ｍｍの狭さで回路基板上に実装する場合がある。すなわち、電子部品１５を実装しようとする位置では、実装済み電子部品の間隔が、０．８ｍｍ程度しかない場合がある。そのため、真空吸着ノズル１の吸着面２の寸法が０．７ｍｍを超えると、真空吸着ノズル１の吸着面２が、実装済みの電子部品等に接触する可能性が高くなる。特に、真空吸着ノズル１で電子部品１５を吸着するときに、吸着面２に対する電子部品１５の位置が、最適位置から僅かに（例えば０．１ｍｍ）ずれただけで、真空吸着ノズル１の吸着面２は実装済みの電子部品等に接触するだろう。その結果、実装済みの電子部品等の破損や、真空吸着ノズル１の吸着面２の欠けが生じる危険がある。
よって、真空吸着ノズル１の吸着面２の寸法Ｍ１及びＭ２は、０．７ｍｍ以下であるのが好ましい。

真空吸着ノズル１の吸着面２の寸法Ｍ１、Ｍ２のうち、一方のみ（例えば寸法Ｍ１のみ）が０．７ｍｍ以下の場合、実装済み電子部品の間隔の狭い方向と、第１の方向（寸法Ｍ１の測定方向）とが一致するように、真空吸着ノズル１を使用すればよい。これにより、実装済み電子部品と真空吸着ノズル１の吸着面２との接触を避けることができる。また、一方の寸法（例えばＭ２）を０．７ｍｍより大きくすると、円筒部５の機械的強度が高くなるので好ましい。

本発明の真空吸着ノズル１はセラミックスから形成されており、セラミックスは耐摩耗性に優れているという利点がある。そのため、電子部品１５の着脱を繰り返しても、真空吸着ノズル１の吸着面２が磨耗されにくい。吸着面２が摩耗すると、吸着面２と電子部品１５との間に隙間が生じて真空吸着の吸着力が低下するので、真空吸着ノズル１を交換しなくてはならない。本発明の真空吸着ノズル１であれば、長期間にわたって摩耗を抑制できるので、寿命の長い真空吸着ノズル１が得られる。

ここで、真空吸着ノズル１の抵抗値を測定する方法について説明する。
図５は、真空吸着ノズル１の抵抗値の測定方法の説明図である。抵抗値の測定には、対向する２つの電極６０と、その間に接続された電気抵抗測定器（図示せず）とを使用する。まず、一方の電極６０に真空吸着ノズル１の吸着面２を接触させ、他方の電極６０に後端面８（凸部６の端面）を接触させる。そして、電気抵抗測定器で真空吸着ノズル１の吸着面２と後端面８の間の抵抗値を測定する。なお、電気抵抗測定器は、任意の電圧を印加して抵抗を測定できるので、真空吸着ノズル１の形状や材質などに合わせて印加する電圧を調節することができる。本発明の真空吸着ノズル１であれば、おおよそ１０〜１５００Ｖの範囲の電圧で測定するのが適している。

特に、真空吸着ノズル１の抵抗値は、１０^５〜１０^８Ωであるのがより好ましい。この範囲の抵抗値を有する真空吸着ノズル１は、高速実装が可能な電子部品装着装置２０で使用するのに極めて好適である。その理由を、以下に詳しく説明する。

電子部品１５の実装速度を高めるためには、高速実装が可能な電子部品装着装置２０の使用が望まれる。しかしながら、高速実装のためには、電子部品１５の着脱サイクル（電子部品１５をトレイ１６上で吸着してから、回路基板上に配置し、そして次の電子部品１５をトレイ１６上で吸着するまで）に要する時間を短く（例えば、約０．２秒以下）する必要がある。さらに、電子部品１５をトレイ１６上で吸着するときに、真空吸着ノズル１が静電気を帯電しやすい。帯電した静電気は、真空吸着ノズル１が回路基板上に移動するまでに放電する必要がある。また、回路基板に電子部品１５を配置した後に新たに帯電した静電気は、つぎの電子部品１５をトレイ１６上で吸着するまでに放電する必要がある。そのため、真空吸着ノズル１に発生した静電気を、電子部品１５を吸着するまでの短時間で、十分に除電する必要がある。すなわち、極めて短時間で効率よく除電できる真空吸着ノズル１が望ましい。

また、着脱サイクルに要する時間を短くするために、真空吸着ノズル１の移動速度が高速になる。真空吸着ノズル１の移動速度が速くなると、真空吸着ノズル１と空気との摩擦抵抗が高くなる。よって、真空吸着ノズル１と空気との摩擦によって発生する静電気量が増加する。よって、短時間で、より多くの静電気を除電できる真空吸着ノズル１が望まれる。

そこで、真空吸着ノズル１の抵抗値が１０^８Ω以下であると、増加した静電気を、極めて短時間で除電することができるので好ましい。すなわち、抵抗値１０^８Ω以下の真空吸着ノズル１は、高速実装が可能な電子部品装着装置２０で使用しても、真空吸着ノズル１の帯電を十分に抑制できる。

もし、真空吸着ノズル１の抵抗値が１０^８Ωを超えると、０．２秒以下の着脱サイクルの間に十分に除電するのが難しい。よって、真空吸着ノズル１でトレイ１６上の電子部品１５を吸着するときに、真空吸着ノズル１と電子部品１５との間の静電気の反発力で、電子部品１５が動いてしまう可能性がある。よって、真空吸着ノズル１に対する電子部品１５の位置が所望の位置からずれたままで、電子部品１５が真空吸着ノズル１に吸着されるかもしれない。その場合、吸着力が不足して、回路基板上に脱落するかもしれない。また、真空吸着ノズル１と電子部品１５との間の静電気の反発力が大きければ、電子部品１５が吹き飛んでしまう可能性もある。
よって、真空吸着ノズル１の抵抗値の上限は１０^８Ωであるのが好ましい。

また、真空吸着ノズル１の抵抗値の下限が１０^５Ωであると、真空吸着ノズル１の周囲にある部材から真空吸着ノズル１の先端部分に向かう放電がより抑制されるので好ましい。特に、ＩＣのように耐電圧の低い電子部品１５を吸着運搬するときには、真空吸着ノズル１の抵抗値が１０^５Ω以上のものを使用するのが望ましい。

なお、真空吸着ノズル１の抵抗値が１０^５〜１０^８Ωの場合、抵抗値は、１０〜５０Ｖの範囲の印加電圧で測定するのが適している。この真空吸着ノズル１は、放電の効率が高いため、電子部品１５を着脱するときには静電気は殆ど除電される。使用時の静電気による電圧は、最大で５０Ｖ程度であると考えられる。よって、使用状態に近い電圧範囲での抵抗値を知るためには、印加電圧を５０Ｖ以下とするのがよい。すなわち、１０〜５０Ｖの範囲における抵抗値が１０^５〜１０^８Ωであれば、電子部品１５の吹き飛びや静電破壊を有効に抑制できる、と考えられる。

真空吸着ノズル１に用いるセラミックスは、導電性付与材を含むのが好ましい。一般的に、セラミックスは絶縁体であるが、導電性付与剤を添加することにより抵抗値を低減することができる。また、導電性付与材の種類や添加量により、抵抗値を調節することができる。よって、導電性付与材を含有するセラミックスは、本発明に適した真空吸着ノズル１を作製するのに好適である。

例えばアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）は、絶縁性のセラミックスであるが、安価で、耐摩耗性に優れているという利点がある。アルミナセラミックスに炭化チタン（ＴｉＣ）や窒化チタン（ＴｉＮ）などの導電性付与材を添加すると、アルミナセラミックスの抵抗値を減少させることができる。すなわち、炭化チタンや窒化チタン等を含有したアルミナセラミックスは、耐摩耗性に優れた真空吸着ノズル１を作製するのに適している。

ジルコニア（ＺｒＯ_２）も絶縁体のセラミックスであるが、強度の高い材料であり、細長く、折れにくい構造体を形成できるという利点がある。ジルコニアセラミックスに酸化鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３）などの導電性付与材を添加すると、ジルコニアセラミックスの抵抗値を減少させることができる。すなわち、酸化鉄等を含有したジルコニアセラミックスは、細長い先端部分を有する真空吸着ノズル１を作製するのに適している。

また、炭化珪素（ＳｉＣ）は、導電性を有するセラミックスであり、放熱性に優れた材料である。しかしながら、炭化珪素の体積抵抗率は、本発明の真空吸着ノズル１に用いるには高すぎる。そこで、炭化珪素セラミックスにカーボンなどの導電性付与材を添加することにより、炭化珪素セラミックスの抵抗値を減少させることができる。すなわち、カーボンを含有した炭化珪素セラミックスは、放熱性に優れた真空吸着ノズル１を作製するのに適している。

図１（ｃ）に示すように、真空吸着ノズル１の側面９は、導電性付与材を含有するセラミックスからなる層又は導電性付与材からなる層（これらをまとめて「導電層７」と称する）で被覆されているのが好ましい。真空吸着ノズル１の側面９には、円錐部４の側面と、円筒部５の側面との両方が含まれる。

このように真空吸着ノズル１の側面が導電層７で被覆されていることによって、真空吸着ノズル１に発生する静電気を、真空吸着ノズル１自体を通してだけでなく、導電層７を通しても除電することができる。よって、真空吸着ノズル１から静電気を除電する効率が向上する利点がある。

また、図１（ｄ）に示すように、導電層は、真空吸着ノズル１の側面９だけでなく、真空吸着ノズル１内を貫通する吸引孔３の内壁も被覆するのが好ましい（導電層７’）。電子部品１５を真空吸引する際に、吸引孔３の内部を空気が流れるので、吸引孔３の内壁と空気との摩擦によっても静電気が発生する。発生した静電気を効率よく除電するためには、吸引孔３の内壁を覆う導電層７’が有効である。

なお、導電層７、７’を通じて除電するには、導電層７、７’と電子部品装着機１４とが電気的に接続しているのが望ましい。例えば、導電層７、７’を、真空吸着ノズル１を後端面８まで延ばして、保持部材１０と接触させることにより、保持部材１０を通じて電子部品装着機１４に除電することができる。

本実施の形態では、導電層７は、導電性付与材を含有するセラミックスか、又は導電性付与材から形成される。導電層７に適した導電性付与材を含有したセラミックスとしては、例えば、炭化チタンあるいは窒化チタン等を含有するアルミナ、酸化鉄を含有するジルコニア、及びカーボンを含有した炭化珪素がある。また、導電層７に適した導電性付与材としては、例えば、炭化チタン、窒化チタン、炭化珪素、カーボンがある。

導電層７は、様々な方法で形成することができる。例えば、導電層７は、真空吸着ノズル１から析出した析出物から形成することができる。
導電層７が真空吸着ノズル１からの析出物であると、真空吸着ノズル１と導電層７との間に明確な境界が形成されないので、真空吸着ノズル１と導電層７とを強固に結合することができる。よって、導電層７が剥がれにくく、導電層７の耐久性が向上する。なお、導電層７は、真空吸着ノズル１を構成するセラミックス中の導電性付与材が析出して形成されるが、導電性付与材がすべて析出するわけではない。すなわち、真空吸着ノズル１には、導電性付与材が残存している。よって、真空吸着ノズル１に発生した静電気は、真空吸着ノズル１自身と、導電層７とを通じて除電される。

導電層７を析出物から形成する場合には、析出によりセラミックス中の導電性付与材が減少することを考慮して、セラミックスに添加する導電性付与材の添加量を決定するのが望ましい。ただし、セラミックスに添加される導電性付与材の量が多すぎると、セラミックスの強度が低下する原因となる。そこで、セラミックス中に添加する導電性付与材の量は、１０質量％以上４０質量％以下にするのが好ましい。導電性付与材の添加量が１０質量％未満であると、導電性付与材が析出しにくくなる（つまり、導電層７が形成されにくい）ので好ましくない。添加量が４０質量％を超えるとセラミックスの強度が低下するので好ましくない。

また、導電層７は、コーティングにより設けることもできる。
導電層７を構成する材料を、真空吸着ノズル１の側面９にコーティングすれば、様々な材料の導電層７を形成することができる。よって、望ましい物性、例えば、導電性、密着性、柔軟性、あるいは十分な耐久性を有する導電層７を形成することができる。特に、上述の析出方法で形成した導電層７と比べると、導電層７に利用できる材料の選択肢が格段に多くなるという利点がある。

導電層７をコーティングで形成する場合には、導電層７に利用できる材料は比較的任意に選択できる。例えば、真空吸着ノズル１との密着性が良好な材料を選択すると、導電層７の剥離が起こりにくいので好ましい。また、運搬する電子部品１５との反応性が低い材料を選択すると、電子部品１５に悪影響を及ぼすおそれがないので好ましい。一般的には、導電層７は、アルミナ、ジルコニア又は窒化珪素などのセラミックスや、カーボン、銅、クロム、ニッケル、窒化チタン、炭化チタン、炭化珪素などの導電性付与材から形成できる。

導電層７をコーティングする方法としては、化学蒸着法（ＣＶＤ）、物理蒸着法（ＰＶＤ）、メッキ法、塗布法など、従来から知られている一般的な成膜法を用いることができる。

例えば、化学蒸着法を用いる場合には、真空吸着ノズル１を反応室に配置し、コーティングする材料の成分（導電性付与材）を含む気体を流入し、その気体を真空吸着ノズル１の表面（側面９）で反応させて、導電層７を形成することができる。特に、吸引孔３の内壁に導電層７’を被覆する方法としては、化学蒸着法が好ましい。

物理蒸着法を用いる場合には、真空吸着ノズル１を真空槽の中に配置し、真空吸着ノズル１の対面にコーティングする材料（導電性付与材）から成るターゲットを配置する。真空槽にアルゴンガスを充填し、放電のエネルギーでアルゴンイオンを生成する。アルゴンイオンをターゲットに衝突させることにより、ターゲットを構成している原子を蒸発させ、その原子を真空吸着ノズル１の表面（側面９）に析出させて、導電層７を形成することができる。

塗布法を用いる場合には、導電性付与材を含む塗料を真空吸着ノズル１の表面（側面）に塗布し、その後に乾燥又は焼き付けすることにより、導電層７を形成することができる。
導電性付与材を含む塗料としては、ゴムや樹脂などのベース材に導電性付与材を分散させたコーティング材も利用できる。真空吸着ノズル１の側面にコーティング材を塗布して乾燥あるいは硬化させて、導電層７を形成できる。

メッキ法を用いる場合、一般的には電解メッキ法が適している。しかしながら、セラミックスから成る真空吸着ノズル１は導電性があまり高くないので、電解メッキで成膜するのは難しい。そこで、前もって、無電解メッキにより、真空吸着ノズル１の側面に導電ベースを形成する。この導電ベースに通電することにより、電解メッキを行なうことができる。
電解メッキ法では、導電性付与材のイオンが溶けたメッキ浴に真空吸着ノズル１を浸漬し、陽極側に通電用の金属板を接続し、陰極側に真空吸着ノズル１の導電ベースを接続して電流を流す。これにより、真空吸着ノズル１の側面に導電層７を形成することができる。

なお、コーティングにより形成された導電層７と真空吸着ノズル１との間には、界面が形成される。よって、析出により形成された導電層７と比べると、コーティングにより形成された導電層７は剥離しやすい傾向にある。特に、真空吸着ノズル１が変形した場合には、剥離やクラックが発生しやすくなる。しかしながら、本発明の真空吸着ノズル１は、変形が起こりにくいセラミックスから形成されているので、導電層７の剥離やクラックが発生する危険性は比較的低いと考えられる。

真空吸着ノズル１に用いるセラミックスは、黒色系セラミックスであることが好ましい。
真空吸着ノズル１に吸着された電子部品１５を、ライト１７で照射し、ＣＣＤカメラ１８で撮影すると、電子部品１５は明るく映し出される。そして、電子部品１５の背景に黒色系セラミックスから成る真空吸着ノズル１が配置されるので、電子部品１５の輪郭が明瞭に撮影される。よって、画像解析装置１９は電子部品１５の形状を正確に認識できるので、回路基板に電子部品１５を配置する際の位置精度が向上する、という利点がある。

黒色系セラミックスとしては、黒色系の導電性付与材を添加したジルコニア、アルミナおよび炭化珪素などがある。

真空吸着ノズル１は、有彩色のセラミックスから形成してもよい。特に、茶色系や青色系の濃い色調のセラミックスであれば、黒色系セラミックスと同様の効果を得られることがある。真空吸着ノズル１に用いるセラミックスの色（色相、明度及び彩度）は、電子部品１５の色との関係で、最適な色を選択するのが好ましい。すなわち、ＣＣＤカメラ１８で電子部品１５を撮影したときに、電子部品１５の輪郭が明確になるように、真空吸着ノズル１に用いるセラミックスの色を決定するのが好ましい。一般的に、真空吸着ノズル１の色が電子部品１５の色よりも濃色系であると、真空吸着ノズル１と電子部品１５とを区別しやすい。
適切な色の真空吸着ノズル１を用いると、ＣＣＤカメラ１８に撮影される電子部品１５の輪郭が鮮明になる。結果として、画像解析装置１９の解析エラーが減少して、回路基板上に電子部品１５を配置するときの位置精度を向上させることができる。

上述のように、真空吸着ノズル１が、導電性付与材を含有するセラミックスで形成されている場合、セラミックスの色は、添加する導電性付与材の種類によって変えることができる。

例えば、濃い色のセラミックスを得るには、酸化鉄、酸化コバルト、酸化クロムおよび酸化ニッケルのうちの少なくとも１種が含まれている導電性付与材を添加するとよい。セラミックスの色は、酸化鉄を含むと黒色系の濃い色になり、酸化コバルトを含むと青色系の濃い色になり、そして酸化クロムや酸化ニッケルを含むと緑色系の濃い色になる。灰色系の色のセラミックスを得るには、酸化チタンが含まれている導電性付与材を添加するとよい。黄色系の色のセラミックスを得るには、酸化亜鉛が含まれている導電性付与材を添加するとよい。

なお、一般的に、電子部品１５の色は白色系、銀色系あるいは灰色系が多いので、黒色系や濃色系の真空吸着ノズル１が好適である。黒色系の真空吸着ノズル１を得るための具体的な材料の例としては、ジルコニアが６５質量％に酸化鉄を３０質量％、酸化コバルトを３質量％、酸化クロムを２質量％の組成としたセラミックスが挙げられる。
また、電子部品１５が銀色系のときは、濃い黒色系の真空吸着ノズル１が好適であり、そのような真空吸着ノズル１を得るための具体的な材料の例としては、酸化鉄を２５質量％以上を含有するセラミックスが挙げられる。

本実施形態の真空吸着ノズル１に用いるセラミックスは、機械的強度の高い安定化剤を含むジルコニアが好適である。
本実施の形態の真空吸着ノズル１（図１（ａ）参照）の吸着面２側は細長い円筒部５から構成されている。そのため、真空吸着ノズル１に用いるセラミックスの機械的強度が低いと、円筒部５が破損しやすい。よって、真空吸着ノズル１を、機械的強度の高い安定化剤を含むジルコニアセラミックスで形成すると、円筒部５が破損しにくくなる利点がある。

なお、安定化剤としては、Ｙ_２Ｏ_３（イットリア）、ＣａＯ、ＣｅＯ_２（セリア）、Ｄｙ_２Ｏ_３、Ｅｒ_２Ｏ_３、ＭｇＯ（マグネシア）等を用いることが可能である。特に、イットリウム（Ｙ）を含む化合物を安定化剤として用いると、ジルコニアの結晶相が安定して、機械的特性がさらに向上するので好ましい。ジルコニアセラミックスは、安定化剤を２〜８モル％程度含んでいれば、十分な機械的強度のジルコニアセラミックスを得ることができる。また、ジルコニアの平均結晶粒子径は３μｍ以下であるのが好ましい。ジルコニアの平均結晶粒子径が３μｍ以下であると、真空吸着ノズル１の作製や補修のために吸着面２に研削加工や鏡面加工をするとき、結晶粒子が脱落しにくい。よって、吸着面２に欠けが生じにくくなる。

さらに、本発明の真空吸着ノズル１は、特に、安定化剤を含むジルコニアを６５〜８０質量％と、導電性付与材として酸化鉄、酸化クロムおよび酸化チタンを合計で２０〜３５質量％とを含有するセラミックスから成るのが好ましい。

上述のとおり、安定化剤を含むジルコニアセラミックスは機械的強度が高いので、真空吸着ノズル１を形成するのに適している。
そして、導電性付与材として、酸化鉄、酸化クロムおよび酸化チタンを用いると、セラミックスの焼成時に、導電性付与材が粒成長することを抑制できる。よって、吸着面２を研削加工したときに、脱粒や端部の欠けを小さくすることができる。
なお、導電性付与材の粒成長抑制の機構は明らかではないが、酸化クロムおよび酸化チタンは、酸化鉄やジルコニアに含まれる不純物と化合物を生成し、この化合物は、導電性付与材の粒成長（特に、酸化鉄の粒成長）を抑制するものと考えられる。

導電性付与材の添加量が２０質量％未満であると、セラミックスの体積固有抵抗値が十分に下がらない可能性がある。また、導電性付与材の添加量が３５質量％を超えると、セラミックス中のジルコニアの含有量が減り、真空吸着ノズル１の機械的特性が低下する傾向がある。

また、導電性付与材に含まれる各成分の比率が、酸化鉄が７０〜９９．５質量％、酸化クロムが０．４〜２０質量％および酸化チタンが０．１〜１０質量％であるのが好ましい。酸化鉄の比率が７０質量％未満では、セラミックスの体積固有抵抗値を下げる効果が小さくなる。酸化鉄の比率が９９．５質量％を超えると、酸化クロムおよび酸化チタンの比率が低くなりすぎる。よって、セラミックスの焼結時に酸化鉄の粒成長を抑制できない。よって、真空吸着ノズル１の機械的特性が低下する傾向がある。

酸化チタンの比率が０．１質量％未満では、真空吸着ノズル１の表面の単斜晶結晶相の比率を十分に下げることができず、表面の加工性が低下する傾向がある。酸化チタンの比率が１０質量％を超えると、ジルコニアの粒成長が起こり、真空吸着ノズル１の機械的特性が低下する傾向がある。

酸化クロムの比率が０．４質量％未満では、焼結時に酸化鉄の粒成長を抑制できない。よって、真空吸着ノズル１の機械的特性が低下する傾向がある。酸化クロムの比率が２０質量％を超えると、酸化クロムは難焼結性のため、ジルコニアセラミックスの焼結性が悪化する。よって、緻密なジルコニアセラミックスが得られず、真空吸着ノズル１の機械的特性が低下する傾向がある。

次に、真空吸着ノズル１の製造方法を具体的に説明する。
真空吸着ノズル１を構成するセラミックスとしては、炭化珪素、アルミナ、安定化剤を含むジルコニアなど公知の材料を用いることができる。安定化剤を含むジルコニア、アルミナなどを用いる場合には、導電性付与材としては、酸化鉄、酸化コバルト、酸化クロムおよび酸化ニッケルの少なくとも１種か、又は炭化チタンや窒化チタンを含むものを用いることができる。
以下に、各材料を用いた真空吸着ノズル１の作製例を２つ説明する。

Ａ．炭化珪素セラミックスを用いた真空吸着ノズル１の作製例
＜１．原料顆粒の作製＞
炭化珪素９５質量％、焼結助剤としてアルミナ５質量％の割合で混合した原料をボールミルに投入して、所定の粒度まで粉砕してスラリーを作製する。スラリーを、スプレードライヤーを用いて噴霧乾燥して、顆粒を形成する。

＜２．ペレットの作製＞
次に、この顆粒と熱可塑性樹脂とをニーダに投入して、加熱しながら混練する。得られた混練物（坏土）をペレタイザーに投入して、インジェクション成形用のペレットを作製する。ニーダに投入する熱可塑性樹脂としては、エチレン酢酸ビニル共重合体やポリスチレンやアクリル系樹脂が適している。熱可塑性樹脂の添加量は、セラミックスの質量に対して１０〜２５質量％程度である。ニーダで混練するときの加熱温度は、１４０〜１８０℃である。また、混練の条件は、セラミックスの種類や粒度、および熱可塑性樹脂の種類に応じて適宜設定できる。

＜３．成形体の作製＞
得られたペレットをインジェクション成形機に投入し、射出成形により成形することにより、真空吸着ノズル１の成形体が得られる。得られた成形体からランナーを分離し、つぎに、成形体を脱脂する。

＜４．成形体の焼結＞
成形体を、真空雰囲気中又はアルゴンやヘリウムなどの不活性ガス雰囲気中で、最高温度を１９００〜２２００℃とし、保持時間を１〜５時間として焼結する。
なお、焼結条件は、導電性付与材によって変更すると、真空吸着ノズル１に適度な導電性を付与することができる。例えば、導電性付与材が酸化鉄、酸化コバルト、酸化クロムおよび酸化ニッケルを含む場合には、大気雰囲気中で、最高温度を１３００〜１５００℃とし、保持時間を１〜５時間とする。また、導電性付与材が炭化チタンの場合には、真空雰囲気中又は不活性ガス雰囲気中で、最高温度を１４００〜１８００℃とし、保持時間を１〜５時間とする。また、導電性付与材が窒化チタンの場合には、真空雰囲気中、不活性ガス雰囲気中、又は窒素ガス雰囲気中で、最高温度を１４００〜１８００℃とし、保持時間を１〜５時間とする。
焼結後の真空吸着ノズル１は、表面をバレル加工などで研磨する。焼結したままの真空吸着ノズル１は、表面（焼き肌面）の物性と内部の物性とが相違することがある。よって、表面を除去することにより、均質な物性の真空吸着ノズル１を得ることができる。

Ｂ．イットリア安定化ジルコニアセラミックスを用いた真空吸着ノズル１の作製例
＜１．原料顆粒の作製＞
安定化剤としてイットリアを含むジルコニア６５質量％、酸化鉄を３５質量％の割合で混合した原料をボールミルに投入して、所定の粒度まで粉砕してスラリーを作製する。スラリーを、スプレードライヤーを用いて噴霧乾燥して、顆粒を形成する。

＜２．ペレットの作製＞
次に、この顆粒と熱可塑性樹脂とをニーダに投入して、加熱しながら混練する。得られた混練物（坏土）をペレタイザーに投入して、インジェクション成形用のペレットを作製する。

＜３．成形体の作製＞
得られたペレットをインジェクション成形機に投入し、射出成形により成形することにより、真空吸着ノズル１の成形体が得られる。得られた成形体を脱脂する。

＜４．成形体の焼結＞
成形体を、大気雰囲気中で、最高温度を１３００〜１５００℃とし、保持時間を１〜５時間として焼結する。

＜試料Ｎｏ．１〜５の作製＞
炭化珪素と、焼結助剤としてアルミナと、導電性付与材としてカーボンとを含む原料（混合比率は、表１−１及び表１−２に記載）を、水を加えてボールミルで粉砕・混合してスラリーを作製した。スラリーをスプレードライヤーで噴霧乾燥し、顆粒を作製した。そして、顆粒１００質量％に対してエチレン酢酸ビニル共重合体、ポリスチレン、アクリル系樹脂を合計２０質量％加えてニーダに投入し、約１５０℃の温度に保ちながら混練して坏土を作製した。次に、得られた坏土をペレタイザーに投入してインジェクション成形用の原料となるペレットを作製した。そして、このペレットを公知のインジェクション成形機に投入し、図１に示す真空吸着用ノズル１となる成形体を作製した。

次に、これらの成形体を窒素雰囲気の乾燥機に入れて乾燥した後、アルゴン雰囲気中で、最高温度を１９００〜２２００℃とし、保持時間を１〜５時間として焼結した。得られた焼結体をバレル加工して、表面を数μｍ研磨した。その後、真空吸着ノズル１の吸着面２となる部分を平面に研削加工した。そして、円筒部５の長さが３２ｍｍ、外径が０．７ｍｍ、内径が０．４ｍｍであり、円筒部５の肉厚が０．１５ｍｍの円筒部５を有する真空吸着ノズル１を得た。

＜試料Ｎｏ．６〜１４の作製＞
アルミナと、導電性付与材として炭化チタンと、焼結助剤（マグネシア、カルシア、チタニア、ジルコニアなどを適宜選択）を含む原料（混合比率は、表１−１及び表１−２に記載）を、水を加えてボールミルで粉砕・混合してスラリーを作製した。スラリーをスプレードライヤーで噴霧乾燥し、顆粒を作製した。そして、顆粒１００質量％に対してエチレン酢酸ビニル共重合体、ポリスチレン、アクリル系樹脂を合計２０質量％加えてニーダに投入し、約１５０℃の温度に保ちながら混練して坏土を作製した。次に、得られた坏土をペレタイザーに投入してインジェクション成形用の原料となるペレットを作製した。そして、このペレットを公知のインジェクション成形機に投入し、図１に示す真空吸着用ノズル１となる成形体を作製した。

次に、これらの成形体を乾燥機に入れて乾燥した後、アルゴン雰囲気中で、最高温度を１４００〜１８００℃とし、保持時間を１〜５時間として焼結した。得られた焼結体をバレル加工して、表面を数μｍ研磨した。その後、真空吸着ノズル１の吸着面２となる部分を平面に研削加工した。そして、円筒部５の長さが３２ｍｍ、外径が０．７ｍｍ、内径が０．４ｍｍであり、円筒部５の肉厚が０．１５ｍｍの円筒部５を有する真空吸着ノズル１を得た。

＜試料Ｎｏ．１５〜２２の作製＞
安定化剤としてイットリアを３モル％含むジルコニアと、導電性付与材として酸化鉄、酸化コバルト、酸化クロム、酸化ニッケルとを含む原料（混合比率は、表１−１及び表１−２に記載）を、水を加えてボールミルで粉砕・混合してスラリーを作製した。スラリーをスプレードライヤーで噴霧乾燥し、顆粒を作製した。そして、顆粒１００質量％に対してエチレン酢酸ビニル共重合体、ポリスチレン、アクリル系樹脂を合計２０質量％加えてニーダに投入し、約１５０℃の温度に保ちながら混練して坏土を作製した。次に、得られた坏土をペレタイザーに投入してインジェクション成形用の原料となるペレットを作製した。そして、このペレットを公知のインジェクション成形機に投入し、図１に示す真空吸着用ノズル１となる成形体を作製した。

次に、これらの成形体を乾燥機に入れて乾燥した後、大気雰囲気中で、最高温度を１３００〜１５００℃とし、保持時間を１〜５時間として焼結した。得られた焼結体をバレル加工して、表面を数μｍ研磨した。その後、真空吸着ノズル１の吸着面２となる部分を平面に研削加工した。そして、円筒部５の長さが３２ｍｍ、外径が０．７ｍｍ、内径が０．４ｍｍであり、円筒部５の肉厚が０．１５ｍｍの円筒部５を有する真空吸着ノズル１を得た。

＜試料Ｎｏ．１〜２２の評価試験＞
試料Ｎｏ．１〜２２の真空吸着ノズル１の抵抗値を測定した。試験結果は、以下の表１−１及び表１−２に示す通りである。その結果、本発明の真空吸着ノズル１が１〜４、７〜１２、１６〜２１であり、本発明の範囲から外れた（すなわち、比較例の）真空吸着ノズル１が試料Ｎｏ．５、６、１３〜１５、２２であった。

試料Ｎｏ．１〜２２の真空吸着ノズル１を、実際に電子部品装着機１４に取り付けて、電子部品１５の運搬試験（電子部品１５の吹き飛びの発生の確認と、電子部品１５の静電破壊の発生の確認）を行なった。電子部品１５には、０６０３タイプ（寸法が０．６ｍｍ×０．３ｍｍ）を用いた。なお、回路基板上での電子部品１５の最小実装間隔は０．１ｍｍとした。

まず、電子部品１５の吹き飛びの発生の確認については、２０００万個の電子部品１５をダミー基板上に運搬した。運搬終了後に、ダミー基板上の電子部品１５の個数を数えて、電子部品１５の吹き飛びの個数を確認した。試験結果は、以下の表１−１及び表１−２に示す通りである。各記号の意味は、吹き飛んだ電子部品の数が３個以下のときは◎、４〜１０個のときは○、１１個以上は×である。なお、従来の真空吸着ノズル３１では、吹き飛んだ電子部品の数は約１１個である。

また、電子部品１５の静電破壊の発生の確認については、２０００万個の電子部品１５を、回路を形成したダミー基板上に運搬し、実装した。実装完了後、ダミー基板の回路に通電して、電子部品１５の静電破壊を確認した。今回の試験では、１枚のダミー基板に１００個の電子部品１５を実装して、一般的な回路の導通試験機を用いてダミー基板毎に導通試験を実施した。通電できなかったダミー基板をピックアップし、個々の電子部品１５について導通試験を実施して、静電破壊した電子部品１５の個数を数えた。試験結果は、以下の表１−１及び表１−２に示す通りである。各記号の意味は、静電破壊した電子部品の数が３個以下のときは◎、４〜１０個のときは○、１１個以上のときは×である。なお、従来の真空吸着ノズル３１では、静電破壊した電子部品の数は約１１個である。

表１−１及び表１−２に示す結果から、電子部品１５の吹き飛びの発生の確認及び静電破壊の発生の確認の両方とも、真空吸着ノズル１の抵抗値が１０^３〜１０^１１Ωであると（試料Ｎｏ．１〜４、７〜１２、１６〜２１）、良好な結果が得られた。特に、真空吸着ノズル１の抵抗値が１０^５〜１０^８Ωであると（試料Ｎｏ．１、２、９、１０、１８〜２０）は、電子部品１５の静電破壊及び吹き飛びがともに３個以下と、非常に優れた結果が得られた。

これに対して、真空吸着ノズル１の抵抗値が１０^３Ω未満であると（試料Ｎｏ．５、１３、１４、２２）、静電破壊の発生の確認の結果が悪い。また、真空吸着ノズル１の抵抗値が１０^１１Ωより大きいと（試料Ｎｏ．６、１５）、吹き飛びの発生の確認の結果が悪い。

これらの結果から、抵抗値１０^３〜１０^１１Ωを有する真空吸着ノズル１は、電子部品１５の吹き飛びと、電子部品１５の静電破壊とを抑制する効果があることがわかった。特に、真空吸着ノズル１が抵抗値１０^５〜１０^８Ωであると、その効果が高いこともわかった。

＜試料Ｎｏ．２３〜２８の作製＞
真空吸着ノズル１の吸着面２の寸法（直径）と、吸着面２の破損との関係を調べた。試験のために、吸着面２の直径が異なる真空吸着ノズル１を複数作製（試料Ｎｏ．２３〜２８）した。作製の手順は、実施例１と同様である。吸着面２は円形であり、各試料の吸着面２の直径は、下記の表２に示す通りである。なお、真空吸着ノズル１の組成は、実施例１で作製した試料Ｎｏ．１７と同様とした（表１−１及び表１−２参照）。

＜試料Ｎｏ．２３〜２８の評価試験＞
試料Ｎｏ．２３〜２８の真空吸着ノズル１を用いて、吸着面２の破損試験を行なった。真空吸着ノズル１を電子部品装着機１４に取り付けて、０６０３タイプ（寸法が０．６ｍｍ×０．３ｍｍ）の電子部品１５を３５００万個運搬した。電子部品１５の運搬個数５００万個ごとに真空吸着ノズル１の吸着面２を光学顕微鏡（倍率５０倍）で観察して、吸着面２の破損の有無を確認した。なお、回路基板上での電子部品１５の最小実装間隔は０．１ｍｍとした。試験結果は、以下の表２に示す通りである。各記号の意味は、３５００万個運搬しても吸着面２が破損しなかったものは◎、２５００万〜３０００万個の間に吸着面２の破損が発生したものは○、２０００万〜２５００万個の間に吸着面２の破損が発生したものは△、２０００万個未満で吸着面２の破損が発生したものは×とした。なお、従来の真空吸着ノズル３１では、２０００万個未満で吸着面２の破損が発生する。

表２に示す結果から、吸着面２の直径が０．７ｍｍ以下であると（試料Ｎｏ．２６〜２８）、良好な結果が得られた。特に、吸着面２の直径が０．６ｍｍ以下であると（試料Ｎｏ．２７、２８）３５００万個を運搬しても吸着面２が破損しなかった。
これに対して、吸着面２の直径が０．７ｍｍより大きいと（試料Ｎｏ．２３〜２５）、好ましい結果が得られなかった。
この結果から、０６０３タイプのように小型の電子部品１５を回路基板に運搬するには、吸着面２の直径が０．７ｍｍ以下の真空吸着ノズル１が好適であることがわかった。

真空吸着ノズル１の色と、電子部品１５の位置測定の精度との関係を調べた。
位置測定試験には、実施例１で作製した試料Ｎｏ．１７（黒色系）、Ｎｏ．１０（黒色系）及びＮｏ．１５（白色系）の真空吸着ノズル１を使用した。各試料の組成については、表１−１及び表１−２に記載されている。また、試験では、電子部品１５の代わりに黒色、青色、赤色、黄色、白色の５色のテストチップを使用した。

位置測定試験には、図２に示す電子部品装着装置２０を用いた。電子部品装着装置２０は、真空吸着ノズル１が固定された電子部品装着機１４と、テストチップの位置を解析するための測定用光学系とを備えている。測定用光学系はライト１７と、ＣＣＤカメラ１８と、ＣＣＤカメラ１８に接続された画像解析装置１９とを備えている。真空吸着ノズル１に吸着されたテストチップをライト１７で照射し、そしてテストチップをＣＣＤカメラ１８で撮影して、得られた画像を画像解析装置１９によって解析する。解析結果に基づいて、電子部品装着機１４はテストチップを回路基板の所定位置に配置する。

位置測定試験では、まず、試験用の真空吸着ノズル１を電子部品装着機１４に取り付け、テストチップを吸着した。そしてテストチップをＣＣＤカメラ１８で撮影して、ＣＣＤカメラ１８がテストチップと真空吸着ノズル１とを識別できているか（認識性）を確認した。続いて、テストチップを回路基板の所定位置に配置できるかを確認した。

真空吸着ノズル１に黒色系の試料Ｎｏ．１０、１７を使用すると、５色全てのテストチップにおいて識別性が良好であった。また、５色全てのテストチップにおいて、回路基板の所定位置に確実に配置できた。

これに対して、真空吸着ノズル１に白色系の試料Ｎｏ．１５を使用すると、白色以外の４色のテストチップでは、識別性が良好であった。白色のテストチップの場合には、テストチップと真空吸着ノズル１とのコントラストが弱いため、識別性が低下するものと考えられる。また、白色以外の４色のテストチップでは、回路基板の所定位置に確実に配置できた。

＜試料Ｎｏ．２９〜３１＞
真空吸着ノズル１を形成するセラミックスの種類と、吸着面２の破損との関係を調べた。この試験のために、実施例１の試料Ｎｏ．１０（アルミナベース）、試料Ｎｏ．２０（安定化ジルコニアベース）、及び試料Ｎｏ．２（炭化珪素ベース）と同様の真空吸着ノズル１を新たに作製し、それぞれ試料Ｎｏ．２９〜３１とした（表３参照）。吸着面２は円形であり、吸着面２の外径は０．７ｍｍとした。

＜試料Ｎｏ．２９〜３１の評価試験＞
試料Ｎｏ．２９〜３１の真空吸着ノズル１を用いて、吸着面２の破損試験を行なった。真空吸着ノズル１を電子部品装着機１４に取り付けて、０６０３タイプ（寸法が０．６ｍｍ×０．３ｍｍ）の電子部品１５を３５００万個運搬した。電子部品１５の運搬個数５００万個ごとに真空吸着ノズル１の吸着面２を光学顕微鏡（倍率５０倍）で観察して、吸着面２の破損の有無を確認した。なお、回路基板上での電子部品の最小実装間隔は０．１ｍｍとした。試験結果は、以下の表３に示す通りである。各記号の意味は、３５００万個運搬しても吸着面２が破損しなかったものは◎、２５００万〜３０００万個の間に吸着面２の破損が発生したものは○、２０００万〜２５００万個の間に吸着面２の破損が発生したものは△、２０００万個未満で吸着面２の破損が発生したものは×とした。なお、従来の真空吸着ノズル３１では、２０００万個未満で吸着面２の破損が発生する。

表３に示す結果から、試料Ｎｏ．３０（安定化ジルコニアベース）では、３５００万個を運搬しても吸着面２が破損しなかった。これに対し、試料Ｎｏ．２９（アルミナベース）と試料Ｎｏ．３１（炭化珪素ベース）では、２５００万〜３０００万個を運搬した時点で、吸着面２に破損が生じた。このことから、真空吸着ノズル１は、セラミックスとして安定化剤を含むジルコニアをベースとしたセラミックスで形成すると、機械的強度に優れた真空吸着ノズル１が得られることがわかった。この結果は、ジルコニアが、アルミナや炭化珪素よりも高靭性材料であるためだと考えられる。

＜試料Ｎｏ．３２〜６６＞
真空吸着ノズル１の吸着面２を研削加工したときの欠けの大きさを評価した。欠けが小さいと、端面７０の形状精度を高くできるので好ましい。
試験のために、表４−１〜表４−３に記載した組成を有する真空吸着ノズル１を作製した。表中の「ジルコニア」とは、安定化剤として３ｍｏｌ％のイットリアを含んでいるジルコニアを表している。試料作製の手順は、実施例１と同様である。吸着面２は円形であり、吸着面２の外径（吸着面２の直径）は０．７ｍｍとした。

＜試料Ｎｏ．３２〜６６の評価試験＞
吸着面２の研削加工には、＃３２５の電着砥石を使用した。欠けの評価方法を、図６を参照しながら説明する。真空吸着ノズル１の吸着面２の端面７０を、工場顕微鏡を用いて、倍率１００倍で測定して、欠け７１（ハッチング部分）の深さＤを調べた。試験結果は、以下の表４−１〜表４−３に示す通りである。各記号の意味は、深さＤの最大値が３０μｍ以下のものは◎、３０μｍを超えて５０μｍ以下の試料は○、５０μｍを超える試料は△である。

表４−１〜表４−３に示す結果から、試料Ｎｏ．３９〜４２、４９〜５２、５８〜６１は、欠けの深さＤが３０μｍ以下であり、最も優れていた。これらの試料は、ジルコニアを６５〜８０質量％、導電性付与材（酸化鉄、酸化クロムおよび酸化チタン）を２０〜３５質量％含んでいた。さらに、導電性付与材のうち、酸化鉄の比率が７０〜９９．５％、酸化クロムの比率が０．４〜２０％、酸化チタンの比率が０．１〜１０％であった。一般的に、欠け７１の深さが深くなる原因として、ジルコニアや酸化鉄の粒成長が考えられる。これらの試料では、各組成の混合比率が適切であったため、ジルコニアや酸化鉄の粒成長が抑制されたものと考えられる。

試料Ｎｏ．３５〜３８、４３、４４、４６〜４８、５３〜５７、６２〜６６、２、１０、２０は、深さＤが３０μｍ〜５０μｍと、良好な結果が得られた。

試料Ｎｏ．３２〜３４は、欠けの深さＤが３０μｍ以下と優れた結果が得られた。また、試料Ｎｏ．４５も、欠けの深さＤが５０μｍ以下と良好な結果が得られた。しかしながら、これらの試料では、真空吸着ノズル１の抵抗値が１０^１２Ω以上となるため、帯電の問題が生じてくるおそれがある。

高速実装を行なったときの、電子部品１５の吹き飛び及び静電破壊を調べた。試験には、実施例１で作製した試料Ｎｏ．１〜４、７〜１１、１７〜２０の真空吸着ノズル１を用いた。

実装速度は、１時間当たりに電子部品１５を運搬する個数（ＣｈｉｐＰｅｒＨｏｕｒ、以下ＣＰＨと称す）で設定した。実験では、４５００ＣＰＨ（着脱サイクル０．８秒）、７２００ＣＰＨ（着脱サイクル０．５秒）、１２０００ＣＰＨ（着脱サイクル０．３秒）、１８０００ＣＰＨ（着脱サイクル０．２秒）、２００００ＣＰＨ（着脱サイクル０．１８秒）の実装速度で行なった。

電子部品１５の吹き飛びの発生の確認については、２０００万個の電子部品１５をダミー基板上に運搬した。運搬終了後に、ダミー基板上の電子部品１５の個数を数えて、電子部品１５の吹き飛びの個数を確認した。試験結果は、以下の表５−１〜表５−３に示す通りである。各記号の意味は、吹き飛んだ電子部品の数が３個以下のときは◎、４〜１０個のときは○、１１個以上は×である。

また、電子部品１５の静電破壊の発生の確認については、２０００万個の電子部品１５を、回路を形成したダミー基板上に運搬し、実装した。実装完了後、ダミー基板の回路に通電して、電子部品１５の静電破壊を確認した。静電破壊の測定方法は、実施例１と同様に行なった。試験結果は、以下の表５−１〜表５−３に示す通りである。各記号の意味は、静電破壊した電子部品の数が３個以下のときは◎、４〜１０個のときは○、１１個以上のときは×である。

表５−１〜表５−３に示す結果から、電子部品１５の吹き飛びの発生の確認及び静電破壊の発生の確認の両方とも、真空吸着ノズル１の抵抗値が１０^３〜１０^１１Ω（試料Ｎｏ．１〜４、７〜１１、１７〜２０）であると、比較的良好な結果が得られた。特に、真空吸着ノズル１の抵抗値が１０^５〜１０^８Ω（試料Ｎｏ．１、２、９、１０、１８〜２０）であると、すべての実装速度で、非常に優れた結果が得られた。このことから、抵抗値が１０^５〜１０^８Ωの真空吸着ノズル１は、実装速度の高速化に対応できることが分かった。

なお、試料Ｎｏ．３、１１は、吸着物の吹き飛びについては、全ての実装速度において優れていた。しかしながら、これらの試料は、静電破壊については、実装速度が１２０００ＣＰＨ以上で破壊する個数が増加する傾向がある。これらの試料は、抵抗値が１０^４Ωと低めであるので、実装速度が早くなると、周囲にある静電気が帯電した部材から、真空吸着ノズル１の先端ならびに吸着された電子部品１５に放電しやすくなるためであると考えられる。

また、試料Ｎｏ．８、１７は、静電破壊については、全ての実装速度において優れていた。しかしながら、これらの試料は、吸着物の吹き飛びについては、実装速度が１８０００ＣＰＨ以上で吹き飛ぶ個数が増加する傾向がある。これらの試料は、抵抗値が１０^９Ωと高めであるので、実装速度が早くなると静電気が十分に除電できなくなり、真空吸着ノズル１と電子部品１５との間で静電気の反発力が強くなったためであると考えられる。

以上の実施例から、本発明の真空吸着ノズル１は帯電しにくいので、電子部品装着装置２０に固定して電子部品１５を運搬するときに、静電気の影響を受けにくい。そのため、真空吸着ノズル１と電子部品１５との間の静電気の反発力によって電子部品１５が吹き飛ばされることを抑制できる、という効果が確認できた。さらに、電子部品１５が放電によって静電破壊するのを抑制できる、という効果も確認できた。
さらに、真空吸着ノズル１を、安定化剤を含むジルコニアセラミックスで形成すると、吸着面２の破損を抑制できることもわかった。
また、真空吸着ノズル１の色を適宜選択することにより、電子部品１５を回路基板の所定位置に正確に装着できることが確認された。

Claims

吸着物を真空吸着する吸着面と、
前記吸着面と対向する後端面と、
前記吸着面から前記後端面に貫通した吸引孔と、を備えたセラミックスから成る真空吸着ノズルであって、
前記真空吸着ノズルの側面が、導電層で被覆されており、
前記導電層が、前記真空吸着ノズルを構成する前記セラミックスから析出した析出物から成り、
前記真空吸着ノズルは、前記吸着面と前記後端面との間を１０〜５０Ｖの範囲の印加電圧で測定した際の抵抗値が１０^５〜１０^８Ωであることを特徴とする真空吸着ノズル。
前記吸着面は、第１の方向又は該第１の方向に直交する第２の方向の少なくとも一方における最大寸法が、０．７ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の真空吸着ノズル。
前記真空吸着ノズルが、導電性付与材を含む前記セラミックスから成ることを特徴とする請求項１に記載の真空吸着ノズル。
前記導電層が、導電性付与材、又は導電性付与材を含有するセラミックスから成ることを特徴とする請求項１に記載の真空吸着ノズル。
前記真空吸着ノズルが、黒色系セラミックスから成ることを特徴とする請求項１に記載の真空吸着ノズル。
前記真空吸着ノズルが、安定化剤を含むジルコニアから成ることを特徴とする請求項１に記載の真空吸着ノズル。
前記導電性付与材が、酸化鉄、酸化コバルト、酸化クロム又は酸化ニッケルの少なくとも１種を含むことを特徴とする請求項３に記載の真空吸着ノズル。
前記導電性付与材が、酸化チタンを含むことを特徴とする請求項３に記載の真空吸着ノズル。
前記導電性付与材が、酸化亜鉛を含むことを特徴とする請求項３に記載の真空吸着ノズル。
前記真空吸着ノズルが、
安定化剤を含むジルコニアを６５〜８０質量％と、
酸化鉄、酸化クロム又は酸化チタンを２０〜３５質量％と含有するセラミックスから成ることを特徴とする請求項１又は３に記載の真空吸着ノズル。