JPH084933B2 - 基板加熱装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、プリント基板上への電子部品の半田付けな
どにおいて用いる基板加熱装置に関するものである。

従来の技術 プリント基板（以下基板と略記する。）上への電子部
品を高密度で実装する場合の技術動向において、リフロ
ー炉を用いた素子の半田付工法が採用されつつある。リ
フロー工法は、これまでの溶融ハンダ槽に素子の載った
基板をディップするフロー工法と異なり、半田の微細粒
子とペーストとからなるクリーム状半田を、基板の所定
位置に塗布した後に素子を置き、赤外線により加熱溶融
させて半田付けするというものである。

一般的なリフロー炉を第５図に示す。一定速度νで移
動するコンベア１の上で、素子を載せた基板２は、一定
の熱量を発生し続ける発熱体３により加熱される。炉の
前半部Ａは平熱部で、通常150℃前後に基板２を暖め
る。次いでＢ部で約250℃の温度を発生させ半田付を行
い、その後ファン送風などで冷却して取り出される。

発明が解決しようとする問題点 上記の従来のリフロー工法は、基板の加熱の効率の点
から必ずしも良好とはいえず、単一またはごく少量の加
熱部により同時に多量の基板加熱を行なえることが必要
である。また基板上の素子間の熱容量の差や、その配置
の不均一性から、基板２には温度分布が生じ、場合によ
っては素子の温度が上昇しきらないために半田付ができ
ない箇所ができ、また反対に素子の中には、樹脂モール
ド部品のように、半田付けのために温度を上げ過ぎると
溶融，変形したり、熱破壊をきたす部品も存在するな
ど、同一の基板２の中に十分な加熱を要する素子と、加
熱を好まない素子とが混在しており、これらを同時に半
田付けする必要性がある。

本発明は上記の問題点を解決するもので、発熱体によ
る基板の加熱を高効率で行ない、かつ温度制御性の大幅
な向上を図ることで、生産性を高め、半田付け不良を低
減し、素子の品質を安定に保護することができる基板加
熱装置を提供することを目的とするものである。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明の基板加熱装置
は、加熱装置本体と、前記加熱装置本体内にほぼ半円筒
状で曲率中心側の面が鏡面であり、前記鏡面側を所定距
離を隔てて対向して設けた１対の反射鏡体と、前記反射
鏡体の焦点付近に配設した柱状の発熱体と、対向する１
対の前記反射鏡体の間でかつ前記発熱体の近傍で基板を
保持する基板保持部と、前記基板保持部を前記反射鏡体
に沿って移動させる基板搬送部とからなり、さらに必要
に応じて前記基板保持部と前記反射鏡体との間の空間
に、前記保持部で保持する基板にほぼ平行に近接して、
少なくとも１個の孔を有する熱線の非透過材料からなる
マスクを設けたものである。

作用 上記した構成によって、反射鏡体により焦点位置にあ
る発熱体からの輻射熱を、高効率に平行熱線として反射
して基板保持部上の基板に照射し、同時に複数庫の基板
加熱を高効率に行い、さらにマスクを適用することで、
基板上の温度分布を効果的に均一化する基板加熱を行う
ことができる。

実施例 以下本発明の一実施例について、図面を参照しながら
説明する。

第１図は、本発明の第１の実施例における基板加熱装
置を示す一部切欠き斜視図である。11は加熱装置本体、
12は基板、13は反射鏡体、14は発熱体、15は基板保持
部、16は基板搬送部、17は加熱装置本体の出入口、18は
シャッタである。加熱装置本体11の内部に、ほぼ半円筒
状の曲率を有し、その曲率中心側の面が鏡面状（以下こ
の面を鏡面という）の一対の反射鏡体13が、前記鏡面13
a同士を所定間隔を隔てて平行に互いに対向して配設さ
れ、前記反射鏡体13のほぼ焦点位置に、円柱状の発熱体
14が前記反射鏡体13の長手方向と平行に設けられてい
る。前記一対の反射鏡体13と発熱体14との間の空間にお
いて、複数個の基板12を一定間隔をもって２段に保持す
る基板保持部15が設置されており、この基板保持部15は
さらに基板搬送部16と連結されて、加熱装置本体11の長
手方向に搬送される。前記加熱装置本体11には断熱機能
が付与されており、前記基板搬送部16による搬送方向の
前後端に出入口17がそれぞれ１ケ所設けられ、さらに前
記出入口17にはシャッタ18が取付けられている。

上記の基板加熱装置について、第２図により加熱に関
する動作原理を説明する。半円筒状の前記反射鏡体13の
焦点位置に、発熱体14の中心を設置して加熱を行なう
と、特に輻射熱の形で与えられる熱線成分は、光と同様
に反射鏡体13の表面で高効率に反射され、以降平行光
（熱）線として照射される。したがって前記反射体13と
発熱体14との間に置かれ、それぞれの加熱面を反射鏡体
13の鏡面13aと対向するように配置して複数個の基板12
は、ほぼその法線方向から加熱されることになり、複数
個の基板12の加熱を同時に、しかも発熱体14の数を最少
限にして実現できることになる。また、前記反射鏡体13
で反射した後、基板12に照射されなかった熱線は、反対
側の反射鏡体13に当って再度反射されて基板13を照射す
る。したがってエネルギーの損失を最少にすることもで
きる。以上の点で、従来の炉において炉壁の外部に吸収
され、その結果不必要な炉壁の昇温をきたしていた乱反
射熱線を、効果的に再利用しているのである。前記基板
保持部15および基板搬送部16からなる、いわゆる基板搬
送系は、加熱完了した基板12の群を加熱装置本体11の外
部へ間欠的に搬出し、一方で新しい未処理の基板12の群
を加熱装置11の内部に搬入するよう動作し、高能率で基
板12の群を加熱することができる。前記出入口17に設け
られるシャッタ18は、これら基板12の群の搬出入時のみ
開放できるようになっており、加熱装置本体11の雰囲気
温度の低下や、出入口17の近傍での雰囲気温度低下を極
力抑えることができる。また、積極的に基板12の予熱を
図るためには、前記加熱装置本体11の雰囲気温度を適切
に設定するヒータなどを設けることにより、その効率を
さらに大幅に向上することができる。

第３図は本発明の第２の実施例における基板加熱装置
の概略横断面図である。なお第１図および第２図と同一
符号は同一部材を示す。この第２の実施例は、第１図お
よび第２図に示す実施例の基板加熱装置の基板保持部15
の上に保持された基板12と反射鏡体13との間に、基板12
とほぼ平行に近接してマスク19を設置している。前記マ
スク19は、発熱体14から発せられた熱線のうち、基板12
へ照射される輻射熱成分を適当に絞り調整する機能を有
し、たとえば金属板のような熱線の非透過性材料で反射
率の高いものを選択して、第４図に例示するように、大
小の孔20を設けている。前記マスク19に設ける孔20の位
置、大きさ、数などは、輻射熱量をその直下における基
板12の上の素子の熱容量、熱特性、分布密度などに応じ
て適宜調整して決定すればよい。前記マスク19を設置す
ることにより、熱容量分布を有する基板12を一様に加熱
できて、たとえば半田付け不良が著しく低減でき、かつ
熱に弱い部品を保護できて部品の損傷も少ない。

発明の効果 以上のように本発明の基板加熱装置は、最少限の発熱
体で多数の基板を同時に、かつ高効率で加熱することが
でき、しかもマスクを用いれば、熱容量分布を有する基
板を高精度に調整して加熱することができて、半田付け
不良の発生や部品の損傷を大幅に低減することができ、
異種の基板の加熱を同時に行なうことも実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例における基板加熱装置の
一部切欠き斜視図、第２図は同基板加熱装置の概略横断
面図、第３図は本発明の第２の実施例における基板加熱
装置の概略横断面図、第４図は同基板加熱装置のマスク
の斜視図、第５図は従来例における基板加熱装置の概略
横断面図である。 11……加熱装置本体、12……基板、13……反射鏡体、14
……発熱体、15……基板保持部、16……基板搬送部、17
……出入口、18……シャッタ、19……マスク。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】加熱装置本体と、前記加熱装置本体内にほ
   ぼ半円筒状で曲率中心側の面が鏡面であり、前記鏡面側
   を所定距離を隔てて対向して設けた１対の反射鏡体と、
   前記反射鏡体の焦点付近に配設した柱状の発熱体と、対
   向する１対の前記反射鏡体の間でかつ前記発熱体の近傍
   で基板を保持する基板保持部と、前記基板保持部を前記
   反射鏡体に沿って移動させる基板搬送部とからなる基板
   加熱装置。
2. 【請求項２】基板保持部と反射鏡体との間の空間には、
   前記保持部で保持する基板にほぼ平行に近接して、少な
   くとも１個の孔を有する熱線の非透過材料からなるマス
   クを設けている特許請求の範囲第１項記載の基板加熱装
   置。