JPH06174376A - 順次移動ベルト・ファーネスにおける加熱装置及び加熱方法 - Google Patents

順次移動ベルト・ファーネスにおける加熱装置及び加熱方法

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JPH06174376A
JPH06174376A JP5173609A JP17360993A JPH06174376A JP H06174376 A JPH06174376 A JP H06174376A JP 5173609 A JP5173609 A JP 5173609A JP 17360993 A JP17360993 A JP 17360993A JP H06174376 A JPH06174376 A JP H06174376A
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ウィリアム・ウェイン・オラー
Thomas Paul White
トーマス・ポール・ホワイト
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 大きな部品でも部品にかける温度を一様にし
部品内温度傾斜を最小にして熱緊張を発生させずに移動
ファーネス内で熱処理可能にすること。 【構成】 少くとも１つの物品１０を確実に転送するベ
ルト４０と、少くとも２つの加熱素子４１，４３，４
５，４７を持つヒータ２０〜３８を含む少くとも１つの
加熱ゾーン２５，３５と、該加熱ゾーンの領域に少くと
も１つのベルト４０を順次的に移動し保持し、少くとも
１つの物品が加熱素子によって希望する温度に加熱する
間そこに保持する順次モータとを含むことを特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、広くはベルト・タイ
プ、ファーネス（炉）に関し、特に、ヒータが２つの加
熱素子を含み、少くともヒータの１つの近傍において順
次ベルトを停止するベルト・タイプ・ファーネスに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】永年に亘り、電子産業は大量の部品等に
加熱を適用する際、ベルト・タイプ・ファーネスを使用
してきた。それらファーネスは、チップ結合のような適
用に対する操作においては、ベルト上に多くの部品を積
載して後、そのベルトをファーネスの加熱区域を通して
連続移動するよう動作する。
【０００３】ファーネスはベルト上の全域に一様な温度
を供給して、各個々の部分又は部品が処理中、同一温度
に達するようにするということが大変重要なことであ
る。典型的な大量部品に対する加熱の適用においては、
部品内温度傾斜があり、滞留時間が短くても、その各部
品が小さく容易に加熱されるので、決して問題とはなら
ない。これらの適用に対する総体的加熱システムは、非
常に信頼性があり、手ごろな価格となるようなところま
で発展してきた。
【０００４】ワグナーほかによる米国特許第４，５５
４，４３７号は使用者が各調理区域内の異なる最上部及
び底部の温度を選択することができる連続速度ベルト・
タイプ・トンネル・オーブンを開示している。
【０００５】ユーほかによる米国特許第４，８８６，９
５４号は高温度壁拡散ファーネス及びファーネスを開く
方法を開示している。このユーほかの特許はファーネス
の上部にある加熱素子が第１の回路に接続され、ファー
ネスの下部にある加熱素子が第２の回路に接続され、各
回路が各部の温度に応答して制御され、処理室内で一様
な温度を得ることができるということを開示している。
【０００６】マツハシほかによる米国特許第４，９５
０，８７０号は、少くとも３つのヒータを有する熱処理
装置を開示し、それらヒータの電力を独立した電源から
供給するようにして、個々のヒータの加熱温度を自由に
調節できるようにしている。その上、堅型ファーネスの
多重ヒータが加熱区域全域に一様な熱分布を達成するよ
うにしている。
【０００７】オクヤマほかによる米国特許第４，９６
６，５４７号は区分化トンネル・ファーネスを使用した
熱処理方法を開示している。ファーネスはローラ・コン
ベヤを持ち、ファーネス壁の各区分には電気抵抗加熱ワ
イヤを装備するようにした。そして、各区分のヒータは
他の区分のヒータから独立してプログラム制御されるよ
うにしている。同様に、各ゾーンのローラ・コンベヤは
プログラマブル・コントローラにより、他のゾーンのロ
ーラ・コンベヤから独立して駆動することができる。
【０００８】ラッカバイほかによる米国特許第４，９８
２，３４７号はベルト・ファーネスを通過するときに作
業物の温度輪郭の作成装置及び方法を開示している。各
ヒータはそれら自体に各分離したサーモスタットを有
し、各ヒータの温度を別々に設定することができる。そ
のため、各作業物は通路に沿ってヒータごとに異なる温
度輪郭を受けることができる。
【０００９】従来のベルト・タイプ・ファーネスに使用
する部品又は製品は、その超過時間を変更するようにし
ている。最近、ある部品は大きくなり、従来知られたフ
ァーネスでそれを処理しようとしても、大きな部品に対
し、同一タイプの処理を行うことは益々困難になってき
た。すなわち、熱容量又は温度重量の理由から、大きな
部品は急速な加熱に対して抵抗がある。
【００１０】新たな異なる材料が、部品の作成に使用さ
れると、それら新たな材料は異なる加熱方式を必要とす
るという他の要因がある。これらの論点は、更に、接近
した温度制御と小さい部品内温度傾斜という電子産業か
らの要求と混ぜ合わされて、従来のベルト・ファーネス
を限界許容のみとしてきた。
【００１１】従来のベルト・タイプ・ファーネスの製造
者は産業のニーズに応答して全く新たにグレードアップ
を施した。グレードアップのあるものはより良く効率的
なガス流の供給を含む。他のグレードアップは区分（又
はゾーン）の分離を改良した。又、他のグレードアップ
は冷却部において、より良い冷却を与えるようにした。
これらほとんどの変更は、部品又は製品は熱処理の不規
則性に対し及びその結果生じた機械的緊張に対する許容
度が小さいものであったために要求されたものである。
【００１２】大きな部品が従来のベルト・ファーネスを
通して処理された場合、その中心より周辺がより速く加
熱されるということが観測された。その温度傾斜は５０
℃又はそれ以上あるということが検出された。
【００１３】ある従来のベルト・タイプ・ファーネスの
製造者は、この問題に応答して、この問題の解決を計る
ため、それらファーネスの左、右、及び中央にトリム部
又は調節制御を施すようにした。しかし、これは部品の
左、右及び中央に熱を与えるものであるが、その部品の
先端又は尾端に対する加熱調節は行わず、その上、その
部品又は基板の前、後及び部品内温度傾斜に対する制御
は実現していない。
【００１４】以上説明した理由から大きな部品のチップ
結合及びピン・ブレーヅ（真鍮被服又は鑞付け）のよう
な処理は常に従来のベルト・タイプ・ファーネスを使用
した仕様内で処理することができるとは限らない。そし
て、これら処理される部品はこれら仕様の許容度いっぱ
いで処理されることになる。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】上記のようなチップ結
合処理は、例えば、２つの主なパラメータを特徴とす
る。このチップ結合処理は、典型的に、複数のはんだボ
ールを使用してＩＣチップを基板又は搬送体（又はキャ
リア）に結合する場合の処理である。上記パラメータの
第１は、チップ及び基板のような部品ははんだボールを
構成する合金の融点（ＭＰ）からそれより高い温度（例
えば、３０℃以上）に上げ、又融点に戻さなければなら
ないことである。又、第２は、このチップ結合処理に対
する温度の上昇及び下降は数分内に行われなければなら
ないことである。
【００１６】これは部品、製品又はキャリヤが５０mm×
５０mmサイズ範囲にある限り、ほとんどのベルト・ファ
ーネスについては問題ではない。製品又は基板が１００
mm×１００mmサイズ範囲になると問題が出てくる。それ
は、熱容量が大きいため、希望する温度に加熱し、そし
て数分で元の温度に冷却することは非常に困難であると
いうことである。その上、これら部品又はキャリアの急
速な加熱は温度傾斜を拡大することになる。これら温度
傾斜は、ある場合、５０℃又はそれ以上の大きさとな
る。
【００１７】従来のベルト・ファーネスを使用した場合
に直面するもう１つの問題は、従来のベルト・ファーネ
スにフラックス又は他の汚染物質が使用された場合、そ
れらがファーネスの壁に付着して汚染問題が発生すると
いうことである。この問題が出る理由は、従来のベルト
・ファーネスにおいては、処理ガスは最後の加熱ゾーン
の終端から入り、通常流出するファーネスのフロント又
は部品の積載端の方に流れ、そこから流出する。
【００１８】フラックス及び同様な汚染物質ははんだ付
け処理のような多くの処理において使用される。同様
に、部品が加熱されたときに部品の表面から蒸発する他
のフラックスがあり、それらはファーネスのガス流に入
り、加熱端又は加熱領域から冷却領域に流れる。これら
蒸発したフラックス及びその他の材料が冷却ファーネス
領域で凝縮され、汚染物質として集積される。
【００１９】従来のベルト・ファーネスにおいて、この
方向にガス流を持つ主な理由の１つは、ファーネスのフ
ロント又は積載端にある小さな部品を対流により加熱す
るため高温ガスを使用するからである。この方式によ
り、小さな部品に対しては一様な加熱を与えることがで
きるようになる。しかし、このファーネスの壁の汚染問
題は本発明によるファーネスには存在しない。
【００２０】本発明によるベルト・ファーネスは従来の
ベルト・タイプ・ファーネスに対する上記の問題及び他
の欠点を解決することができる。
【００２１】従って、本発明の目的は、大きな部品でも
基板薄板を最小の部品内温度傾斜で処理するベルト・タ
イプ・ファーネスを提供することである。
【００２２】本発明の他の目的は、部品を搬送し、個々
に制御される多重同心加熱素子の下にそれを停止する順
次駆動ベルト・システムを提供することである。
【００２３】本発明の更に他の目的は、最後のゾーンで
希望する温度に達するまで、各連続するゾーンにおい
て、部品を指定量だけ加熱可能にすることである。
【００２４】本発明の更に他の目的は、ベルトが各ゾー
ンに滞留する時間及び移動時間を調節可能にすることで
ある。
【００２５】本発明の更に他の目的は、加熱素子に対し
一様でない加熱を部品に与える手段を提供することであ
る。
【００２６】本発明の更に他の目的は、加熱素子に対し
一様な加熱を部品に与える手段を提供することである。
【００２７】
【課題を解決するための手段】本発明による加熱方法及
び装置は、上記の問題を解決するため、以下に示すよう
な構成を有するものとした。
【００２８】本発明による少くとも１つの構造を加熱す
る装置は、 イ）前記少くとも１つの構造を安全に移送する少くとも
１つの手段と、 ロ）前記装置内における少くとも１つの加熱ゾーンとを
含み、前記加熱ゾーンは、更に、少くとも２つの個々の
加熱素子を有する少くとも１つのヒータを含み、 ハ）前記少くとも１つの加熱ゾーンの領域において、前
記安全に移送する少くとも１つの手段を移動し及び保持
し、前記少くとも１つの構造が前記少くとも２つの加熱
素子によって加熱される間そこに保持する少くとも１つ
の手段を含む。
【００２９】本発明の他の面による少くとも１つの構造
を加熱する装置は、 イ）前記少くとも１つの構造を安全に移送する少くとも
１つのベルトと、 ロ）前記装置内における少くとも１つの加熱ゾーンとを
含み、前記加熱ゾーンは更に少くとも２つの個々の加熱
素子を有する少くとも１つのヒータを含み、 ハ）前記少くとも１つの加熱ゾーンの領域において、前
記少くとも１つのベルトを移動し及び保持し、前記少く
とも１つの構造が前記少くとも２つの加熱素子によって
希望する温度に加熱される間そこに保持する少くとも１
つの順次モータを含む。
【００３０】本発明の他の面による構造を加熱する方法
は、 イ）加熱ゾーンの近傍に前記構造を移動し保持し、 ロ）前記加熱ゾーンにおいて前記構造を加熱し、前記加
熱ゾーンは、少くとも２つの個々の加熱素子を有する少
くとも１つのヒータを含み、 ハ）前記加熱ゾーンは、基板が最小の温度傾斜を有する
方法で前記構造を加熱し、 ニ）希望する温度に達した後前記部品を次のゾーンに移
動する各工程を含む。
【００３１】
【実施例】以下、添付図面に基づき本発明の好ましい実
施例を詳細に説明する。本発明は順次駆動ベルト・シス
テムを使用し、各ゾーンにおいて複数の加熱素子を使用
する複数のゾーン・ベルト・ファーネスに関するもので
ある。
【００３２】図１は本発明の好ましい実施例による少く
とも１つの加熱ゾーンを有する順次ベルト・タイプ・フ
ァーネス５０を示す図である。この加熱ゾーンは少くと
も１つの下加熱ゾーン２５、及び（又は）少くとも１つ
の上加熱ゾーン３５、又は側部タイプ加熱ゾーン（図に
示してない）であってよい。順次的方法によりファーネ
ス加熱領域を通し、少くとも１つのベルト４０を移動す
る手段（図に示していない）がある。ＩＣチップ又は基
板のような熱処理を必要とする１以上の部品又は製品を
ベルト４０の上面に置く。
【００３３】下加熱ゾーン２５は、典型的に、個々の下
ヒータ２０，２２，２４，２６，２８のような１以上の
個々の下ヒータを有する。下加熱ゾーン２５は、又、個
々の下ヒータ５６に拡張することができる。同様に、上
加熱ゾーン３５は個々の上ヒータ３０，３２，３４，３
６，３８のような１以上の個々の上ヒータを有し、更に
上加熱ゾーン３５は個々の上ヒータ５７に拡張すること
ができる。上、下又は側部ヒータのどれも、好ましく
は、各個々のヒータが少くとも２つの同心加熱素子を持
つようにしなければならない。
【００３４】各ゾーン温度は各加熱素子における単一サ
ーモカップルのような単一温度センサ、又は単一ゾーン
温度センサを使用して判別することができる。勿論、更
に個々のゾーン素子を調節する比例装置を使用すること
もできる。これは各加熱素子に対し所定の量に比例した
電力を配分することができる。ベルト４０は、少くとも
部品又は製品１０の一部が個々のヒータの近傍で停止又
は安定するという動作を含み、各種加熱ゾーンを通過し
て部品又は製品１０を順次的に移動する。
【００３５】ファーネス５０は典型的に部品の経路に沿
って流れるガス１５を有する。ファーネス５０は、ガス
を燃焼させるために、点火媒体５２を含むアフターバー
ナ５３を持つことが好ましい。点火媒体５２は、典型的
に、水素、プロパン、天然ガス等のような１以上の可燃
性ガスの群から選ばれる。
【００３６】このガス１５はファーネス５０の積載端１
１からガス１５を導入することにより、部品がファーネ
ス５０の壁及び他の面の汚染物質を避けて、最後の加熱
ゾーン５１の方へ移動しうるようにすることができる。
ガス１５はそれを消費するよう点火媒体５２を有するア
フターバーナ５３の方に導入され、それと共に他の汚染
物質もアフターバーナ５３の中に流入される。
【００３７】図２は、図１のＡ−Ａ線に沿って除去さ
れ、本発明の一実施例により構成された典型的な個々の
ヒータを示す平面図である。ここに例として示す個々の
上ヒータ３４は好ましくは同心の加熱素子４１，４３，
４５，４７を含む。勿論、各個々の加熱素子の数はそれ
より多くても少くともよい。
【００３８】これら個々の加熱素子４１，４３，４５，
４７はそれぞれ類似の熱出力又は異なる熱出力の側面を
有する。勿論、これは各特定の適用に従って異なるかも
しれない。加熱素子４１，４３，４５，４７に対する要
求は単にそれらが部品又は製品を加熱する加熱側面を与
えて、部品内の温度傾斜を最小化するということのみで
ある。
【００３９】本実施例によるベルト・ファーネス５０は
１００mm×１００mm以上のように大きい部品を、全加熱
サイクル、すなわち、最初の又は第１の加熱ゾーンを通
して最終消滅又は“冷却”ゾーンの方へ、部品全体に亘
り１０℃より少い温度変化又は傾斜で処理することがで
きるという利点を有する。
【００４０】部品１０が最後の加熱ゾーンから最初の冷
却ゾーンの方へ移動したときに発生する高い温度傾斜の
問題は本発明を適用することによって大きく減じること
ができる。それは、部品１０は最高仕様要求まで加熱さ
れた後、そこに存在する加熱素子４１，４３，４５，４
７を使用して、類似的に“冷却”することができるとい
う事実の故である。この冷却は、後の加熱ゾーンが前の
処理ゾーンより低温であるということ、及び部品１０
は、１つのゾーンから他のゾーンに移動するときに一様
な温度傾斜を受けるということを保証することによって
与えられる。
【００４１】従来の加熱ファーネスを使用した場合にお
ける大部分の周囲加熱問題も本発明によるファーネス５
０で解決することができる。これは順次駆動システム及
び旋回ヒータの設計を使用して達成される。図１に見ら
れるように、ファーネス５０の各加熱ゾーンは複数の個
々に制御される加熱素子を有する。部品１０が“冷却”
ゾーンに入ると、部品１０の中央にはその周囲に向けら
れる熱より高い熱が与えられる。
【００４２】加熱素子の温度は、部品が加熱又は“冷
却”中部品内温度傾斜を減じるよう調節される。各連続
ゾーンは温度傾斜なく部品温度を上げ、又は下げ続ける
よう調節される。
【００４３】本発明のファーネス５０によって解決され
る他の問題は、従来のベルト・タイプ・ファーネスによ
り与える滞留時間が長いということである。ここで使用
する滞留時間とは、部品が元の温度からより高い温度に
加熱され、元の温度に戻るよう加熱及び冷却されるに要
する時間である。従来のベルト・ファーネスは製品を移
動するため、全てゆっくり一定速度で移動するベルトを
使用する。定速に移動する従来のベルト・ファーネスを
使用すると、部品は、特に加熱ゾーンにおいて、及び特
に冷却ゾーンにおいて有意な期間を消費する。
【００４４】そこで、部品の前部が冷却されると同時に
部品の後部が加熱されることになる。この加熱及び冷却
は部品内で熱伝導を引き起こし、大きな温度傾斜を発生
して部品に熱緊張を誘起する。本発明によるファーネス
によると、部品は熱サイクル処理中一様に加熱される
か、又は“冷却”され、部品全体に同一温度がかけられ
る。故に、最後の加熱ゾーンから“冷却”ゾーンまで部
品は非常に短時間で移動される。
【００４５】従来のファーネスで部品が連続移動するた
めに生じる熱緊張の問題は、本発明による順次駆動ベル
ト４０を使用することにより大きく減少することができ
る。ベルト４０は、加熱又は“冷却”ゾーンの中央で部
品１０を停止する。その加熱又は“冷却”は２以上の加
熱素子を有する１以上の上、下、又は側部ヒータによっ
て与えられる。ベルト４０は指定期間後に加速され、減
速され、部品１０を次の加熱又は“冷却”ゾーンの中央
に配置する。勿論、移動及び浸透時間はコンピュータ又
はコントローラを使用してプログラム可能である。
【００４６】１ゾーンから他のゾーンに移動するプログ
ラムは部品１０が決して一定速度に達しないようにする
べきである。例えば、１５秒のプログラム移動時間に対
しては、部品は最初７．５秒間加速され、次に７．５秒
間減速される。これは１ゾーンから他のゾーンに対する
部品１０の最も円滑可能な機械移動を提供する。
【００４７】又、部品の不均一な加熱の問題も本発明の
ファーネス５０によって解決することができる。従来の
ファーネスにおいて一様な加熱熱流が与えられたとき、
部品はその中央より周囲の方がより早く加熱される。こ
の状態は従来のベルト・ファーネスに対するのみでな
く、バッチ・オーブンに対しても見ることができる。こ
の遅いベルトの移動は部品に緊張を誘起させるような部
品内温度傾斜を与えるもう１つの状態である。
【００４８】本発明による順次ベルト４０を持つファー
ネス５０は、部品内温度傾斜の問題に対し個有な解決を
与える。その順次ベルト４０は各加熱又は“冷却”ゾー
ンの中央に部品１０を位置付けするので、部品がどこに
あるかを知ることができる。これは加熱素子の設計を部
品の周囲に対してより、その中央に対し、より多くの放
射熱流を向けうるようにすることができる。
【００４９】この加熱ゾーン又は“冷却”ゾーンは典型
的に同心加熱素子を含む。各ゾーンの個々の加熱素子
は、そのゾーンにある間、一様に部品を加熱するため、
部品全体に対して正しく放熱するよう調節することがで
きる。同様に、個々の加熱素子は、一様な又は異なる熱
の側面を与えるよう調節することができる。
【００５０】従来のファーネス内で作られる熱流の問題
は長年に亘り存在するものであった。従来のファーネス
におけるガスはマフラの加熱部から冷却部の方へ流れ
る。これは、高熱ガスがより均一に及び効率良くファー
ネス内の部品を加熱することができるようにする。
【００５１】本発明のファーネス５０について強調する
べきことはその加熱は高熱ガスで行うのではなく、放射
又は熱エネルギを与えることによって、部品に対する一
様な加熱又は“冷却”を行うということである。部品の
加熱又は“冷却”の制御は有意なそれに寄与するものと
しての放射エネルギを使用してのみ行うことができる。
本発明による処理ガス１５は、従来のものとは逆に、フ
ァーネスの入口から導入され、最後の加熱ゾーンの後か
ら出すようにすることができる。
【００５２】本発明のファーネス５０を使用した場合、
ガス１５及び蒸発フラックスは常にマフラの高温部の方
へ行き、決して部品の冷却面に凝縮する機会は与えられ
ない。これら揮発性物質が容器の排気システム内で凝縮
しないようにするため、アフターバーナ５３をファーネ
ス５０に付加することにより、残留揮発性物質を灰化す
ることができるようにした。
【００５３】本発明によるファーネスは部品の加熱及び
“冷却”中、相当温度傾斜を小さくして、従来のベルト
・ファーネスのものと比べ、滞留時間を半分にすること
ができた。その上、本発明は加熱処理の開始点からガス
を導入して、残留揮発性物質を灰化することにより、フ
ラックスの凝縮及び汚染物質の問題を解決した。この新
規なファーネスはチップ結合及びピン鑞接のような多く
の熱処理のためにそこを通す部品に対する熱量限界を取
除いた。
【００５４】本発明によるファーネスは、部品又製品が
異なる温度の加熱側面を受けることができるように、複
数の加熱ゾーンを同一温度に維持するよう変更すること
ができる。同様に、加熱ゾーンは希望する温度の加熱側
面又は“冷却”側面を与えるよう変更することができ
る。
【００５５】本発明のファーネスは、更に部品１０を冷
却するため、最後の加熱ゾーン５１の終端に従来の冷却
システムを取付けることができる。同様に、それ以上の
部品１０の処理のため、最後の加熱ゾーン５１の終端に
他の処理装置を簡単に装着又は取付けることができる。
【００５６】本発明によるファーネスは、例えば、わず
かあげると、ピン鑞接処理及びチップ結合処理のような
多種多様な処理に対して使用することができる。
【００５７】順次ベルト４０を移動する手段は、ベルト
４０を逆転可能、又はそれと同様な方法で移動しうるよ
うに変更することができる。同様に、ファーネス５０は
１以上の順次ベルト４０を持つことができ、これら順次
ベルト４０は同一又は異なる平面上におくことができ
る。
【００５８】本発明のファーネス５０は、本実施例で
は、上加熱ゾーン３５と下加熱ゾーン２５とを有するよ
う示しているが、１つの加熱ゾーンだけで機能させるよ
うにすることもできる。同様に、ファーネス５０は、フ
ァーネスの側部又は他の適当な位置に各ヒータを持つよ
うにすることができる。
【００５９】動作例 以下に示す動作例は、更に、本発明の理解を助けるため
に示すものであり、如何なる方法においても、本発明の
範囲を限定するよう意図するものではない。
【００６０】図１に示すシステムに類似するシステムを
使用し、その順次駆動ベルト４０が順次駆動モータを使
用して、部品１０を第１の加熱ゾーンに転送する。この
ゾーンにおいて、放射熱流を調節し、部品の温度を室温
から４０℃に高くする。設定期間経過後、部品は第２の
加熱ゾーンに転送され、ここで温度が４０℃から８０℃
に高められる。
【００６１】各ゾーンにおいて、設定値まで部品の温度
を高くする処理は、最後の加熱ゾーンにおいて、３２０
℃から温度を上げ、３６０℃に達するまで継続される。
勿論、各加熱ゾーンは複数の加熱素子を有するヒータを
持つ。この温度上昇処理中、部品内温度傾斜は１０℃を
越えることはまずない。
【００６２】事前設定時間経過後、部品は最初の“冷
却”ゾーンに移動し、そこで、希望する部品温度に達す
るまで、本発明により、部品の加熱に使用された処理と
同じ本発明の処理を使用して、部品の温度をゆっくり下
降させる。前述のように、本発明によるファーネスに他
の冷却方法を使用することも可能である。
【００６３】このベルトは１つのゾーンの中央から次の
ゾーンの中央まで部品を１５秒で移動する。この期間
中、ベルトは７．５秒間加速され、次の７．５秒間減速
される。これは加熱又は“冷却”処理に対し部品を正し
く位置付けすることができるようにする。そこで、ベル
トは９０秒間停止する。移動、停止、加熱、及び移動処
理は各部品又は基板を十分それぞれの加熱ゾーンに運
び、４０℃だけ部品を一様に加熱した。
【００６４】勿論、異なる適用に対し異なる移動、停
止、加熱及び移動処理を使用することもできる。部品が
異なるゾーンの間にある時間は、大幅に減じられ、高い
温度傾斜及び緊張も同様に大きく減少した。これは、
又、２分以下の滞留時間を達成する点まで滞留時間を改
善することができた。
【００６５】図３及び図４は、標準加熱側面に対する差
異を示す。図３は、従来のベルト、ファーネスを使用し
て得られた温度側面を示す。部品は従来のベルト・ファ
ーネス内で急速に加熱され、正規化することができる。
線５４は部品中央の温度をプロットし、線５８は、周囲
温度をプロットしたものである。そこに見られるよう
に、部品の角と部品の中央との間の指定時間における最
大温度傾斜はほとんどの場合、ほぼ５０℃であった。
【００６６】図４は、本発明によるファーネスを使用
し、類似部品を類似処理状態の下で処理したときに、そ
の部品に対する部品内温度傾斜は指定時間中で最高１０
℃であったことを示す。処理中、部品の中央温度は線６
４で示し、線６８は、角又は周辺端における温度のプロ
ットを示す。図４は、部品内の温度は、非常に良く均一
であり、部品の熱緊張が非常に少なかったということを
明白に示すものである。同様に、部品内の最高温度はほ
とんど同時に達成され、それによっても部品の熱緊張を
低下することができた。
【００６７】以上、本発明を特定の好ましい実施例によ
って詳細に説明したが、本発明はそれのみに限定される
ものではなく、本発明の理念の範囲内において変化変更
しうるものであることを明記する。
【００６８】
【発明の効果】本発明は、以上の説明から明らかなよう
に、同心に配置された複数の加熱素子を使用して個別的
に電力配分を調節することにより部品を一様に加熱し、
又部品を所定の使用まで加熱して後冷却するようにし
て、部品内の温度傾斜を最小にし、部品を順次的に移動
して滞留させることにより部品内温度傾斜を小さくする
と共に処理時間を短縮するようにしたことにより、又、
ガス流を逆にして汚染物質を燃焼し汚染物質による質の
低下を防止するようにしたことにより、部品等に対する
熱量限界を除去して、大きな部品等でも大きな部品内温
度傾斜による熱緊張を発生させずに最良の熱処理を行う
ことができるようにした。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好ましい実施例によるファーネスの断
面略図
【図２】図１のＡ−Ａ断面から見たファーネスの一部の
模式平面図
【図３】従来のベルト・タイプ・ファーネスを使用した
基板の典型的な加熱特性を示すグラフ図
【図４】本発明の好ましい実施例によるベルト・タイプ
・ファーネスを使用した基板の典型的な加熱特性を示す
グラフ図
【符号の説明】
１０ 部品 １１ 積載端 １５ ガス ２０，２２，２４，２６，２８，５６ 下ヒータ ２５ 下加熱ゾーン ３０，３２，３４，３６，３８，５７ 上ヒータ ３５ 上加熱ゾーン ４０ ベルト ４１，４３，４５，４７ 加熱素子 ５０ ベルト・タイプ・ファーネス ５１ 最後の加熱ゾーン ５２ 点火媒体 ５３ アフターバーナ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 トーマス・ポール・ホワイト アメリカ合衆国13695、ニューヨーク州、 ワナケナ、サウス・ショア・ロード、ピ ー・オー・ボックス97 （番地なし)

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少くとも１つの構造を加熱する装置であ
    って、 イ）前記少くとも１つの構造を確実に転送する少くとも
    １つの手段と、 ロ）前記装置において、少くとも２つの個々の加熱素子
    を持つ少くとも１つのヒータを含む少くとも１つの加熱
    ゾーンと、 ハ）前記少くとも１つの加熱ゾーンの領域に確実に転送
    する前記少くとも１つの手段を移動し及び保持し、前記
    少くとも１つの構造が前記少くとも２つの加熱素子によ
    って加熱されている間、そこに保持する少くとも１つの
    手段、とを含む構造加熱装置。
  2. 【請求項２】 前記少くとも２つの個々の加熱素子は同
    心であることを特徴とする請求項１記載の構造加熱装
    置。
  3. 【請求項３】 前記少くとも１つの構造を確実に転送す
    る前記少くとも１つの手段を移動し及び保持する前記少
    くとも１つの手段は順次モータであることを特徴とする
    請求項１記載の構造加熱装置。
  4. 【請求項４】 前記少くとも１つの構造を確実に転送す
    る前記少くとも１つの手段はベルトであることを特徴と
    する請求項１記載の構造加熱装置。
  5. 【請求項５】 前記装置は少くとも１つのアフターバー
    ナを持つことを特徴とする請求項１記載の構造加熱装
    置。
  6. 【請求項６】 前記少くとも１つのヒータは一様な加熱
    を与えることを特徴とする請求項１記載の構造加熱装
    置。
  7. 【請求項７】 前記少くとも１つのヒータは不均等な加
    熱を与えることを特徴とする請求項１記載の構造加熱装
    置。
  8. 【請求項８】 前記装置の一端に前記構造を冷却する冷
    却装置を装備することを特徴とする請求項１記載の構造
    加熱装置。
  9. 【請求項９】 少くとも１つの構造を加熱する装置であ
    って、 イ）前記少くとも１つの構造を確実に転送する少くとも
    １つのベルトと、 ロ）前記装置において、少くとも２つの個々の加熱素子
    を持つ少くとも１つのヒータを含む少くとも１つの加熱
    ゾーンと、 ハ）前記少くとも１つの加熱ゾーンの領域に前記少くと
    も１つのベルトを移動し及び保持し、前記少くとも１つ
    の構造が前記少くとも２つの加熱素子によって希望する
    温度に加熱される間そこに保持する少くとも１つの順次
    モータ、とを含む構造加熱装置。
  10. 【請求項１０】 構造を加熱する方法であって、 イ）加熱ゾーンの近傍に前記構造を移動し及び保持し、 ロ）少くとも２つの個々の加熱素子を有する少くとも１
    つのヒータを含む前記加熱ゾーンにおいて前記構造を加
    熱し、 ハ）前記加熱ゾーンは基板が最小の温度傾斜を有する方
    法で前記構造を加熱し、 ニ）希望する温度に達した後、前記構造を次のゾーンに
    移動する、各工程から成る構造加熱方法。
JP5173609A 1992-07-28 1993-06-22 順次移動ベルト・ファーネスにおける加熱装置及び加熱方法 Pending JPH06174376A (ja)

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