JPH04344869A

JPH04344869A - 熱処理装置

Info

Publication number: JPH04344869A
Application number: JP14144991A
Authority: JP
Inventors: Motoi Ieda; 家田　基
Original assignee: DENKOO KK; Denkoh Co Ltd
Current assignee: DENKOO KK; Denkoh Co Ltd
Priority date: 1991-05-17
Filing date: 1991-05-17
Publication date: 1992-12-01
Anticipated expiration: 2010-05-01
Also published as: JPH0739031B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熱処理装置に関し、特
に、熱処理装置本体内を連続的に移動する被処理物に熱
処理を施す熱処理装置に関する。

【０００２】

【従来技術】熱処理装置の（例えば半田リフロー）の従
来例を図３〜図７に示す。

【０００３】図３（ａ）は、熱処理装置の概略側面図で
ある。図３（ｂ）は、図３（ａ）及び後述の図３（ｃ）
に示す熱処理装置の、装置内温度分布を概略的に表すグ
ラフである。図３（ｃ）は熱処理装置の概略平面図であ
る。

【０００４】また、図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線断面図
である。

【０００５】図５（ａ）〜（ｃ）は、熱処理装置本体内
を貫通するガイドのみを示し、その彎曲の様子を表した
概念図である。

【０００６】更に、図６はプリント基板の例を示す部分
平面図であり、図７は、プリント基板をローラーチェー
ン等の被処理物支持手段に載せた例を示す。

【０００７】図６及び図７に示すプリント基板１７に電
子部品１８をはんだ付けするための、半田リフロー等の
熱処理装置においては、プリント基板１７上に電子部品
１８を載せ、ペースト状半田（直径１５〜５０μｍφの
半田粒子をフラックスペーストに１／２　分散させたも
の。）を付着した被処理物２を、図３及び図４に示す熱
処理装置本体３中で連続的に搬送するための被処理物支
持手段である搬送用チェーン７と、これを支持するため
のガイド４が備わっている。搬送用チェーン７は、熱処
理装置架台１０上に載置された搬送用プーリー８及び駆
動用プーリー９によって動作する。なお、搬送チェーン
７は、他の無軌道機構部品であることもある。図６及び
図７において、１９はプリント配線、２０は半田（ペー
スト半田又はクリーム半田）、２１はプリント基板上に
貫通した孔を表す。

【０００８】図３及び図４に示す被処理物２は、両端を
長さ数ミリ以内（この例では３ｍｍ以内）の搬送用チェ
ーンのピン５で支持され、熱処理装置本体３の内部を移
動する。図４に示す搬送用チェーン７及びこれを支持す
るためのガイド４は、ピン５によって被処理物２の両側
縁部を支えるために対向して２本配置され、これらの一
方又は両方は、被処理物２の寸法が異なるときにも支持
が可能なように可動式となっている。（即ち、図示しな
いハンドル等を用いて図４の仮想線のように移動できる
。）

【０００９】図３に示すように、ガイド４は複数の炉内
加熱用ヒーター６を有する熱処理装置本体３を貫通して
配置され、ガイド４に支持された搬送用チェーン７は、
被処理物２を載せて熱処理装置本体３の内部を移動する
。炉内加熱用ヒータ６は、熱風ヒーター（空気又は窒素
ガス使用）及び遠赤外ヒーターが併用されている。

【００１０】図３（ｂ）は被処理物２の、熱処理装置本
体３の内部を移動する際の温度分布の１例である。この
グラフにおいて、被処理物２は炉内に入ると直ぐに昇温
され、一定の温度（例えば１５０　〜１７０　℃）に保
たれながら一定の距離を移動し、次に更に昇温されて最
高温度（Ｔｍａｘ）に達する。Ｔｍａｘは、プリント基
板１７に搭載された電子部品１８の耐熱温度以下で、し
かもはんだ付けの可能な温度（例えば２１５　〜２２０
　℃）に制御される。Ｔｍａｘに達した後、被処理物２
の温度は下降する。被処理物２の炉内通過時間は、例え
ば３〜４分である。図３（ｃ）に示すＡ１　、Ａ２　、
Ｂ１　及びＢ２　は、Ｔｍａｘ部におけるガイド４の内
側面（Ａ１　、Ａ２　）及び外側面（Ｂ１　、Ｂ２　）
を表す。

【００１１】ところで、上記の熱処理装置には以下の問
題点があった。ａ）被処理物２の幅に合わせるために、ガイト４の一方
又は両方を移動調節した場合。具体的には、図４におい
て，ガイド４を例えば仮想線の位置へ移動し、又は例え
ば仮想線の位置から実線の位置へ移動したため、両方の
ガイドの間隔Ｄが変化した場合。ｂ）被処理物２（プリント基板１７等）が多種に及ぶた
め、それらの熱容量が一定でない場合。

【００１２】上記の場合には、熱処理装置本体３の内部
の熱的条件が経時的に変化して炉内温度がＩＶ−ＩＶ線
方向で不均一になる。この結果、ステンレススチール等
の金属で構成されているガイド４は、図５の（ｂ）又は
（ｃ）に示すような熱膨張変形を起こし、被処理物支持
用のピン５が数ｍｍ以下の僅かな長さであることから、
被処理物２が搬送チェーン７から落下したり、或は圧縮
されて変形してしまうことがある。

【００１３】図５において、ＴＡ１　、ＴＡ２　、ＴＢ
１及びＴＢ２　は夫々、図４に示したガイド４のＡ１　
、Ａ２　、Ｂ１　及びＢ２　の温度を示す。ガイド４の
内側面及び外側面に温度差が無いとき、即ちＴＡ１　＝
ＴＢ１　、ＴＡ２　＝ＴＢ２　のときには、図５（ａ）
に示すようにガイド４は彎曲しない。

【００１４】しかし、前記の理由で、ガイドを移動させ
たときに温度条件が変わり、ガイド側面温度が不均一に
なったときには、図５（ｂ）のようにガイド内側面温度
が外側面温度よりも高くなって（即ちＴＡ１　＞ＴＢ１
　、ＴＡ２　＞ＴＢ２　となって）彎曲が生じガイド４
の間隔が挟まったり、或は、図５（ｃ）のようにガイド
外側面温度が内側面温度よりも高くなって（即ちＴＡ１
　＜ＴＢ１　、ＴＡ２　＜ＴＢ２　となって）ガイド４
の間隔が開いてしまうという問題があった。

【００１５】上記問題を解決するためには、従来はガイ
ド４に頑丈な部材を使用するか、或は、炉内加熱用ヒー
ター６の配置を変えるか、又はファンを備え付ける等し
て炉内均熱を図り、ガイド４の彎曲を防止しようとして
いた。しかし、各種被処理物２毎の位置関係が変わった
とき、最適条件を逐一決定することは困難であるため、
結局不十分なまま運転されていたのが現状である。

【００１６】

【発明の目的】本発明の目的は、熱処理装置本体内が均
一温度であっても、ガイドの位置条件が変わるときの不
均一な温度のために生ずるガイドの彎曲、及び彎曲を原
因として発生する被処理物の落下及び変形を防ぐ手段を
構じた、熱処理装置を提供することにある。

【００１７】

【発明の構成】即ち、本発明は、熱処理装置本体と；こ
の熱処理装置本体内を貫通するガイドと；このガイドに
案内され、前記熱処理装置本体内を移動する被処理物支
持手段とを有する熱処理装置において、前記ガイドの所
定部分を加熱するための加熱手段と、前記ガイドの複数
箇所の温度を検出する温度検出手段と、この温度検出手
段による温度検出結果に基いて前記加熱手段を作動させ
ることにより、前記ガイドの複数箇所間の温度差を小さ
くするように温度制御する温度制御手段とを有すること
を特徴とする熱処理装置を提供するものである。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。

【００１９】図１及び図２は、本発明を表す概略図であ
る。

【００２０】図１は、図３におけるＩＶ−ＩＶ線の位置
、即ち、温度がＴｍａｘ（例えば２３０　℃）である位
置の断面の一部を概略的に表した図である。熱処理装置
本体３は図示省略し、被処理物支持手段は一方のみ示し
ているが、他方の側も同様としてある。ここにおいて、
Ｔｍａｘに耐え得るコントロールヒーター１１をガイド
４の外側の外面Ｂ１　に付設する。

【００２１】コントロールヒーター１１の結線方法につ
いて述べると、Ａ１　及びＢ１　の両面に温度検出素子
１２及び１３を取付け、両者からの出力が互いに打消さ
れるように配線する。

【００２２】温度検出素子１２、１３として例えば熱電
対を採用する場合には、図１に示すように＋−、−＋の
ように直列に結線する。また、サーミスタのような抵抗
素子３２、３３を採用する場合にも、図２に示すように
ブリッジ結線を行う。

【００２３】常温時における０点調整は、例えば熱電対
を使用する場合は図１に示す電圧偏差設定器１４を接続
し常温時出力を０に設定する。また抵抗素子を用いる場
合は、図２（ａ）に示す可変抵抗ＶＲを調節することで
常温時出力を０とすることができるが（但し、Ｒ１　＝
Ｒ２　）、更に電圧偏差設定器も併用してよい。なお、
図２（ｂ）は、抵抗素子を用いる場合の抵抗ブリッジの
回路図である。上記以外の方式の温度計を採用する場合
も、温度差の検出方法は同様に行う。

【００２４】上記の温度検出法によって、Ｔｍａｘにお
けるガイド４の内側面及び外側面の温度差を検出し、こ
の温度差による偏差信号を０±ΔＶの電圧偏差設定器１
４を介して炉温制御とは別設置のＰＩＤ（比例、積分、
微分動作）コントローラー１５の入力とする。ＰＩＤコ
ントローラーの出力はコントロールヒーター１１の電力
調節回路１６の入力とし、自動温度制御回路を構成する
。

【００２５】上記の例にあっては、Ａ１　点及びＢ１　
点並びに図示省略したＡ２　点及びＢ２　点（図３（ｃ
）、図４参照）の温度を検出し、温度ＴＡ１　と温度Ｔ
Ｂ１　との差、温度ＴＡ２　とＴＢ２　との差（図５参
照）を無くすか又は僅かにするように、コントロールヒ
ーター１１を作動させている。従って、図５（ｂ）又は
同図（ｃ）に示すようなガイド両側の温度差による熱膨
張の差に起因するガイド彎曲が防止され、常に同図（ａ
）のような直線状を維持することができる。その結果、
プリント基板はローラーチェーンから外れて落下したり
、ローラーチェーンに押されて変形するようなことがな
い。また、コントロールヒーター１１の作動はＰＩＤ制
御によっているので、上記の温度制御は高精度になされ
、信頼性が高い。

【００２６】本発明は、上記以外にも色々変形すること
ができる。

【００２７】一般的に熱処理装置本体３の内部温度は、
中心部が一番高く、中心部から外れる程低くなる。この
ため、前記実施例に示した如く、ガイド４の外側面にコ
ントロールヒーター１１を取り付ける場合が多いが、逆
にガイド４の内側面に付設することも可能である。

【００２８】また、コントロールヒーター１１をガイド
４の内側面及び外側面の両面に付設することも可能であ
るが、この場合には、温度差制御のみでなく、ガイド４
の温度がＴｍａｘを超えないように制御する必要がある
。

【００２９】更に、本発明は、連続処理のほか、バッチ
タイプの熱処理装置にも適用可能であり、被処理物がプ
リント基板以外であっても良いことは言うまでもない。

【００３０】

【発明の効果】本発明は、ガイドの複数の箇所の温度を
検出し、検出された各温度の差を小さくするように制御
するので、上記の複数箇所の温度差に基く熱膨張の差に
よる前記ガイドの変形が防止される。その結果、熱処理
物は、前記ガイドに案内される被処理物支持手段から外
れたり、或はこの被処理物支持手段に挟まれて変形した
りせず、安全に移動して熱処理が施される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の熱処理装置内最高温部におけ
る概略断面図及び熱電対使用時の回路図である。

【図２】本発明の実施例の温度／抵抗変化素子使用時の
回路図の一部である。

【図３】従来例の熱処理装置側面及び平面の概略図並び
に温度分布図である。

【図４】従来例の熱処理装置本体の最高温部における概
略断面図である。

【図５】従来例のガイド彎曲の概念図である。

【図６】プリント基板の一例を示す部分断面図である。

【図７】搬送用チェーン端部に載荷されたプリント基板
の概略図である。

【符号の説明】

１　　　　熱処理装置２　　　　被処理物３　　　　熱処理装置本体４　　　　支持用ガイド５　　　　（搬送用チェーン）ピン６　　　　炉内加熱用ヒーター７　　　　搬送用チェーン８　　　　搬送用プーリー９　　　　駆動プーリー１０　　　　熱処理装置架台１１　　　　コントロールヒーター１２、１３、３２、３３　　　　温度検出素子１４　　
　　電圧偏差設定器１５　　　　ＰＩＤコントローラー１６　　　　電力調節回路１７　　　　プリント基板１８　　　　電子部品１９　　　　プリント配線２０　　　　半田２１　　　　プリント基板貫通孔

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　熱処理装置本体と；この熱処理装置本
体内を貫通するガイドと；このガイドに案内され、前記
熱処理装置本体内を移動する被処理物支持手段とを有す
る熱処理装置において、前記ガイドの所定部分を加熱す
るための加熱手段と、前記ガイドの複数箇所の温度を検
出する温度検出手段と、この温度検出手段による温度検
出結果に基いて前記加熱手段を作動させることにより、
前記ガイドの複数箇所間の温度差を小さくするように温
度制御する温度制御手段とを有することを特徴とする熱
処理装置。