專利名稱：回流焊裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種例如連續(xù)排列有多個爐體的回流焊裝置。
背景技術(shù)：
預先向電子構(gòu)件或印刷電路板供給軟釬料組合物(例如膏狀釬焊料)，并使用利用輸送機向回流焊爐中輸送電路板的回流焊裝置。軟釬料組合物含有粉末軟釬料、溶劑、焊齊U。回流焊裝置具有輸送基板的輸送機和由該輸送機供給作為被加熱物的基板的回流焊爐。回流焊爐例如通過沿從輸入ロ(入口)到輸出ロ(出口)的輸送路徑直線地排列多個爐體而構(gòu)成。多個爐體根據(jù)其功能，分為預熱部、回流焊部、冷卻部。預熱部是預熱基板的部分，回流焊部是使軟釬料熔化的加熱部。 作為被包含在預熱部及回流焊部內(nèi)的爐體的一例，具有上部爐體及下部爐體。例如通過從上部爐體向基板吹送熱風且從下部爐體向基板吹送熱風，使軟釬料組合物內(nèi)的軟釬料熔化，而將基板的電極與電子構(gòu)件焊接起來。作為回流焊裝置各部分的消耗電カ的比例的一例，加熱器的電カ是75. 2%，鼓風機及輸送機的電カ是13. 3%,用于加熱氮氣的電カ是7. 4%,用于強制地冷卻水箱的鼓風機(冷卻裝置(chiller))的電カ是4.0%。氮氣用于使爐內(nèi)的氣氛為低氧濃度而使軟釬料接合性良好。為了使氮氣處于常溫，需要用于加熱供給到爐內(nèi)的氮氣的電力。為了回流焊裝置的省電カ化，有效的做法是以絕熱材料覆蓋爐體而抑制其向外部的散熱，從而減少加熱器的電カ及加熱氮氣所需的電カ。例如在下述的專利文獻I中，記載有在以絕熱材料覆蓋爐體的情況下，變得無法進行所期望的溫度控制的問題。在專利文獻I中，未設(shè)置絕熱材料而在爐體的周圍設(shè)置通風通路，以通過利用風扇使冷卻風在通風通路流動而進行冷卻，而且，通過停止風扇不使冷卻風流動而抑制散熱的方式進行控制。其結(jié)果，進行所期望的溫度控制。在專利文獻2中，記載有在隔熱層與內(nèi)部的隔壁之間設(shè)置空氣層，通過向空氣層供給冷卻用空氣，并且向加熱部供給冷卻用氣體，對回流焊爐進行溫度控制。專利文獻I :日本特許第3535988號公報專利文獻2 日本特開2003-140885號公報如上所述，在回流焊裝置中，需要在預先設(shè)定的溫度條件下對基板進行加熱。將該溫度條件稱為溫度曲線(P rofile)。當以絕熱材料覆蓋爐體而抑制散熱時，在溫度變化較大的部位存在沒有產(chǎn)生設(shè)定的溫度變化的問題。在位于預熱部的終點的爐體與位于回流焊部的起點的爐體之間例如設(shè)定有80°C的溫度差的情況下，與回流焊部相鄰的區(qū)域的溫度過高，而僅產(chǎn)生40°C的溫度差。其結(jié)果，產(chǎn)生無法設(shè)定具有所期望的溫度變化的斜率的溫度曲線的問題。專利文獻I所述的回流焊裝置在爐壁與隔熱壁之間設(shè)有通風通路，利用風扇使冷卻風在通風通路流動。在該專利文獻I的結(jié)構(gòu)中，未設(shè)置絕熱材料，另外，由于追加消耗電カ的風扇，因此存在省電カ化不充分的問題。而且，專利文獻2所述的結(jié)構(gòu)是在變更被加熱物的種類時，快速地進行冷卻的結(jié)構(gòu)。上述專利文獻I及專利文獻2均無法解決當以絕熱材料覆蓋爐體時無法設(shè)定所期望的溫度曲線的問題。

發(fā)明內(nèi)容
因而，本發(fā)明的目的在于提供ー種在通過以絕熱材料覆蓋爐體來實現(xiàn)省電カ化的情況下、能夠解決無法進行預先設(shè)定的溫度曲線的溫度控制的問題的回流焊裝置。為了解決上述問題，本發(fā)明的回流焊裝置具有回流焊爐，其沿被加熱物的輸送路徑連續(xù)配置有多個爐體，其至少一部分由絕熱材料覆蓋；預熱部、回流焊部、冷卻部，上述預加熱部、回流焊部、冷卻部在回流焊爐中從輸送路徑的入ロ側(cè)朝向出ロ側(cè)地依次構(gòu)成；以及介質(zhì)供給路徑，其用于向包含在回流焊部內(nèi)的爐體導入被在冷卻中使用了的介 質(zhì)。優(yōu)選在與回流焊部相鄰的預熱部的爐體的冷卻中使用介質(zhì)。優(yōu)選以與同回流回流焊部相鄰的預熱部的爐體的隔壁相接觸的方式配置由導熱率比較好的材料形成的管,并使介質(zhì)在管的內(nèi)部流通,而冷卻預熱部的爐體。采用本發(fā)明，供給通過用于冷卻而變熱了的介質(zhì)，因此與供給常溫的介質(zhì)相比，能夠減少回流焊爐的加熱器的負荷，能夠抑制消耗電力。而且，由于在與回流焊部相鄰的預熱部的爐體的冷卻中使用介質(zhì)，因此即使利用絕熱材料覆蓋爐體，也能夠?qū)念A熱部向回流焊部過渡的部位的溫度差確保為預先設(shè)定的值，從而能夠按照設(shè)定進行回流焊。


圖I是表示能夠應用本發(fā)明的回流焊裝置的一例的剖視圖。圖2是表示能夠應用本發(fā)明的回流焊裝置的一例的概略圖。圖3是表示回流焊裝置的溫度曲線的一例的概略圖。圖4是向爐內(nèi)供給氮氣的回流焊裝置的一例的概略圖。圖5是在本發(fā)明的說明中所使用的概略圖。圖6是在配管的配置的說明中所使用的概略圖。圖7是表示具體的結(jié)構(gòu)的一例的剖視圖及俯視圖。圖8是表示配管的具體的例子的剖視圖。圖9是表示具體的結(jié)構(gòu)的另一例的側(cè)視圖。圖10是表示應用于設(shè)定變更時的回流焊裝置的概略的概略圖。
具體實施例方式以下，參照

本發(fā)明的實施方式。另外，以下所說明的ー實施方式是本發(fā)明優(yōu)選的具體例，雖附加有技術(shù)上優(yōu)選的各種限定，但只要沒有在以下的說明中特別記載限定本法明的主要內(nèi)容，本發(fā)明的范圍就不限定于這些實施方式?；亓骱秆b置的一例在說明本發(fā)明的ー實施方式之前，先說明能夠應用本發(fā)明的回流焊裝置。圖I表示以與輸送方向正交的面切斷爐體(預熱部及回流焊部)的情況的截面。但是，在圖I中，省略加熱室I的內(nèi)部的結(jié)構(gòu)的圖示。在加熱室I內(nèi)的上部爐體及下部爐體的相對的間隙內(nèi)，通過將在印刷電路板的兩面搭載有表面安裝用電子構(gòu)件的被加熱物放置在輸送機上而進行輸送。加熱室I內(nèi)由作為氣氛氣體的例如氮(N2)氣充滿。例如利用渦輪風扇結(jié)構(gòu)的鼓風機2及20，向作為被加熱物的印刷電路板吹送熱風。加熱室I被隔壁3覆蓋上下及左右的面。隔壁3被覆在爐體的絕熱材料4的內(nèi)表面上。在絕熱材料4的外側(cè)設(shè)有絕熱材料5。作為絕熱材料，可使用巖棉、氈等具有耐熱性的材料。另外，作為絕熱材料，并不限于2層結(jié)構(gòu)，也可以是少于2層的結(jié)構(gòu)或多于2層的結(jié)構(gòu)。而且，也可以局部地設(shè)置絕熱材料。這樣，通過利用絕熱材料4、5覆蓋爐體，加熱器的負荷減少，而且用于加熱被導入到爐內(nèi)的氮氣的電カ減少，從而能夠抑制消耗電力。
如圖2所示，通過在直線上連續(xù)排列例如12個上述的結(jié)構(gòu)的爐體而構(gòu)成回流焊爐。沿從輸入口 11到輸出ロ 12的輸送路徑，依次對各爐體標注I 12的區(qū)域編號。出ロ側(cè)的2個區(qū)域cooll及cool2是冷卻區(qū)域。將被加熱物13放置在輸送機上，從輸入口 11輸入到爐體內(nèi)。輸送機以規(guī)定速度向箭頭方向(在圖2中從左向右的方向)輸送被加熱物13，并從輸出ロ 12取出被加熱物13。上述的多個區(qū)域I 12及冷卻區(qū)域cooll、cool2按照回流焊時的溫度曲線控制被加熱物13的溫度。圖3表示溫度曲線的一例。橫軸是從被加熱物13進入爐體內(nèi)部起的經(jīng)過時間，縱軸是被加熱物13、例如安裝有電子構(gòu)件的印刷電路板的表面溫度。最初的區(qū)域I是利用加熱使溫度上升的升溫部，接下來的區(qū)間(區(qū)域2 區(qū)域9)是溫度大致恒定的預熱(preheat)部，接下來的區(qū)間(區(qū)域10 區(qū)域12)是回流焊部(主加熱部)，最后的區(qū)間(cooll、cool2)是冷卻部。升溫部是將基板從常溫加熱到預熱部(例如150°C 170°C )的時間段。預熱部是通過進行等溫加熱，而活化焊劑，去除電極、軟釬料粉的表面的氧化膜，另外，還用于消除印刷電路板的加熱不均的時間段?；亓骱覆?例如峰值溫度為220°C 240°C )是使軟釬料熔化并完成接合的時間段。在回流焊部中，需要升溫至超過軟釬料的熔化溫度的溫度。即使經(jīng)過預熱部，仍存在溫度上升的不均，因此回流焊部需要加熱至超過軟釬料的熔化溫度的溫度。最后的冷卻部是快速地冷卻印刷電路板并形成軟釬構(gòu)造的時間段。設(shè)置絕熱材料的結(jié)構(gòu)的問題點如上所述，通過利用絕熱材料覆蓋爐體，會抑制從爐體的散熱，使熱量封閉在爐體中。其結(jié)果，區(qū)域間的溫度差(溫度上升的斜率)未達到所期望的值，產(chǎn)生無法設(shè)定所期望的溫度曲線的問題。在圖3中，如虛線所示，區(qū)域2的溫度過高，從區(qū)域I到區(qū)域2之間的溫度上升的斜率過大。而且，將預熱部的終端的區(qū)域9的設(shè)定溫度設(shè)為170°C，將回流焊部的起始位置的區(qū)域10的設(shè)定溫度設(shè)為250°C。但是，如虛線所示，區(qū)域9的溫度比設(shè)定溫度高，而產(chǎn)生由預熱部所施加的加熱量比設(shè)定值多的問題。本發(fā)明就是用于解決無法設(shè)定如上述那樣所期望的曲線的問題。氮氣的導入在回流焊裝置中，通過向爐內(nèi)導入非活性氣體(具體為氮氣)而降低氧濃度，從而進行良好的軟釬焊。例如如圖4所示，在具有區(qū)域I 區(qū)域8和冷卻區(qū)域cooll及冷卻區(qū)域cool2的回流焊裝置中，區(qū)域I構(gòu)成升溫部，區(qū)域2 區(qū)域5構(gòu)成預熱部，區(qū)域6 區(qū)域8構(gòu)成回流焊部。向回流焊部的例如區(qū)域7供給氮氣。由于以常溫供給氮氣，因此在區(qū)域7中，需要比其他區(qū)域多的加熱能量，該加熱能量用于再加熱所供給的氮氣。其結(jié)果，消耗電力増加。本發(fā)明的回流焊裝置如上所述，為了解決由于設(shè)置 絕熱材料而使預熱部所施加的加熱量比設(shè)定值多的問題，利用介質(zhì)冷卻與回流焊部相鄰的預熱部的爐體的隔壁，由此，冷卻爐內(nèi)氣氛。然后，向回流焊部供給被在冷卻中使用了的介質(zhì)。介質(zhì)優(yōu)選使用與爐內(nèi)氣氛氣體相同種類的氣體，特別是介質(zhì)為氮氣時，在不打開爐體而使溫度降低的情況下是有效的。在圖4所示的回流焊裝置的例子中，如圖5所示，由于區(qū)域5是與回流焊部相鄰的爐體，因此利用氮氣冷卻區(qū)域5的隔壁，井向回流焊部的區(qū)域7供給在該冷卻中所使用了的氮氣。如圖6所示，與覆蓋區(qū)域5的爐體的加熱室I的隔壁3的外表面的一部分相接觸地設(shè)置氮氣的配管31。配管31由導熱率比較好的金屬(銅、鋁等)形成，介質(zhì)在配管31內(nèi)流動。向配管31供給來自氮氣生成裝置(未圖示)的常溫的氮氣。因而，經(jīng)由配管31進行熱交換，而吸收加熱室I的內(nèi)部的熱量。另ー方面，氮氣的溫度上升。另外，爐體由上部爐體和下部爐體構(gòu)成。上部爐體具有例如渦輪風扇結(jié)構(gòu)的鼓風機2、將加熱線多次折回而構(gòu)成的加熱器21、具有供熱風通過的許多小孔的板(蓄熱構(gòu)件)(未圖示)，通過了板的小孔的熱風從上側(cè)向被加熱物13吹送。在圖6中，箭頭表示加熱室I內(nèi)的空氣的流動。下部爐體也具有與上述上部爐體相同的結(jié)構(gòu)。即，具有鼓風機20、加熱器22、具有供熱風通過的許多小孔的板(蓄熱構(gòu)件)(未圖示)。通過了面板的小孔的熱風從下側(cè)向被加熱物13吹送。被加熱物13由輸送機25輸送。如上所述，由于在與回流焊部相鄰的預熱部的區(qū)域的爐體的隔壁3設(shè)置配管31，因此該區(qū)域的熱量會被吸收，爐內(nèi)的溫度會下降。因而，能夠解決與回流焊部相鄰的預熱部的區(qū)域的溫度過高而無法設(shè)定所期望的溫度曲線的問題。而且，由于向回流焊部供給在冷卻中使用后、結(jié)果變熱了的氮氣，因此與供給常溫的氮氣相比，使氮氣變熱所需的熱量較少，能夠減少電カ消耗。而且，也可以在與入口側(cè)的最初的區(qū)域I相鄰的區(qū)域2的爐體設(shè)置氮氣的配管，而抑制區(qū)域2的溫度過高。向回流焊部的區(qū)域7內(nèi)供給在區(qū)域2的冷卻中所使用了的氮氣。這樣，通過在區(qū)域2與區(qū)域5的各爐體的隔壁設(shè)置氮氣的配管，能夠設(shè)定所期望的溫度曲線，而且，能夠減少用于使氮氣變熱的能量。參照圖7，說明更加具體的結(jié)構(gòu)。如圖7的A所示，與回流焊部相鄰的預熱部的區(qū)域的爐體由隔壁3覆蓋，在隔壁3的外表面上被覆有絕熱材料4，在絕熱材料4的外表面上被覆有絕熱材料5。在絕熱材料4的層中以外表面與隔壁3接觸的方式設(shè)有配管31。作為絕熱材料4可使用巖棉、氈等，因此能夠?qū)⑴涔?1設(shè)在絕熱材料4的層內(nèi)。作為一例在隔壁3的兩側(cè)面和上表面上設(shè)有配管31。另外，在加熱器21與被加熱物13之間配置具有供熱風通過的許多小孔的板23，在加熱器22與被加熱物13之間配置有面板24。如圖7的B所示，在爐體的上表面上設(shè)有配管31。配管31通過彎折，以較大的面積且與隔壁3相接觸的方式形成。隔壁3與配管31的接觸面積以適當?shù)亟档驮搮^(qū)域的溫度的方式設(shè)定。
優(yōu)選配管31具有如圖8的A所示的扁平的矩形截面，且與隔壁3的接觸面積較大。也可以是如圖8的B所示的呈半圓筒形(日文かまぼこ型)的截面。此外，也可以是橢圓的截面等。隔壁3的溫度是高溫，例如能夠利用Im左右的配管31將氮氣的溫度提高+30°C +60°C左右。通過考慮冷卻效果適當設(shè)定配管31內(nèi)的氮氣的流速。如圖9所示，除了使配管31與隔壁3直接接觸的結(jié)構(gòu)以外，也可以使用板狀的冷卻塊32。冷卻塊32例如利用擠壓成形加工鋁而成。在冷卻塊32中，形成有供配管31通過的圓筒狀的中空部。如圖中那樣，在中空部配置配管31，在配管31內(nèi)流通有氮氣。其結(jié)果，冷卻塊32的整體被冷卻。冷卻塊32夾設(shè)在隔壁3的例如側(cè)面與絕熱材料4之間。冷卻塊32的表面與隔壁3的側(cè)面貼緊，冷卻爐內(nèi)的氣氛。另外，作為冷卻塊也可以使用箱狀的結(jié)構(gòu)，而在內(nèi)部配置配管31和絕熱材料。溫度曲線變更時的問題的解決在以絕熱材料覆蓋爐體的情況下，由于被保溫，因此隨著被加熱物的種類的變更，產(chǎn)生為了變更至更低的溫度的設(shè)定而花費較長時間的問題。為了解決該問題，如圖10所示，在預熱部及回流焊部的整個區(qū)域(區(qū)域I 區(qū)域8)分別設(shè)置與上述相同的配管Pl P8。配管Pl P8經(jīng)由控制閥Vl V8與氮氣生成裝置41相連接。控制閥Vl V8成為能夠利用來自控制裝置42的控制信號SCl SC8分別控制其開閉的結(jié)構(gòu)。雖未圖示，但如上所述，向回流焊部的區(qū)域供給通過了配管Pl P8的氮氣?？刂菩盘朣Cl SC8根據(jù)各區(qū)域的設(shè)定溫度或?qū)嶋H檢測到的溫度而生成。即，以使氮氣集 中地流向相對于新設(shè)定的溫度曲線的設(shè)定溫度具有最大的溫度差的區(qū)域的配管的方式控制控制閥Vl V8。另外，不需要在全部的區(qū)域設(shè)置配管。也可以在預先清楚產(chǎn)生最大的溫度差的區(qū)域的情況下，在該區(qū)域設(shè)置配管。利用這樣的控制，能夠在短時間內(nèi)進行設(shè)定變更。變形例本發(fā)明并不限定于上述的本發(fā)明的實施方式，在不脫離本發(fā)明的主要內(nèi)容的范圍內(nèi)，能夠進行各種的變形、應用。例如，在本發(fā)明中，使用了氮氣，但是也可以向爐內(nèi)供給空氣。此外，也可以使用冷卻裝置的冷卻水取代氣體。此外，在上述的說明中，通過在規(guī)定的區(qū)域設(shè)置配管，降低規(guī)定的區(qū)域的溫度。但是，為了回收焊劑，也可以在向爐內(nèi)供給被在冷卻中使用了的氮氣時使用。附圖標記說明I、加熱室；3、隔壁；4、5、絕熱材料；11、輸入口 ；12、輸出ロ ；13、被加熱物；21、22、
加熱器；25、輸送機；31、配管。
權(quán)利要求
1.ー種回流焊裝置，其特征在于，具有 回流焊爐，其沿被加熱物的輸送路徑連續(xù)配置有多個爐體，其至少一部分由絕熱材料覆蓋； 預熱部、回流焊部、冷卻部，上述預熱部、回流焊部、冷卻部在上述回流焊爐中從上述輸送路徑的入口側(cè)朝向出ロ側(cè)地依次構(gòu)成；以及 介質(zhì)供給路徑，其用于向包含在上述回流焊部內(nèi)的上述爐體導入被在冷卻中使用了的介質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的回流焊裝置，其中， 在與上述回流焊部相鄰的上述預熱部的上述爐體的冷卻中使用上述介質(zhì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的回流焊裝置，其中， 以與同上述回流焊部相鄰的上述預熱部的上述爐體的隔壁相接觸的方式配置管，并使介質(zhì)在上述管的內(nèi)部流通，而冷卻上述預熱部的上述爐體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的回流焊裝置，其中， 上述管的截面為扁平。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的回流焊裝置，其中， 在靠近上述預熱部的入口側(cè)的上述爐體的冷卻中使用上述介質(zhì)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4或5所述的回流焊裝置，其中， 上述介質(zhì)是氮氣。
全文摘要
本發(fā)明提供一種回流焊裝置，該回流焊裝置通過向爐內(nèi)供給被在冷卻中使用后、結(jié)果變熱了的介質(zhì)，能夠減少電力消耗，而且，能夠設(shè)定所期望的溫度曲線。回流焊爐沿被加熱物的輸送路徑連續(xù)配置有多個爐體，其至少一部分由絕熱材料覆蓋。從輸送路徑的入口側(cè)朝向出口側(cè)去依次構(gòu)成預熱部、回流焊部、冷卻部。向包含在回流焊部內(nèi)的爐體供給被在冷卻中使用了的介質(zhì)、例如氮氣。在與回流焊部相鄰的預熱部的區(qū)域設(shè)有配管，通過向配管內(nèi)供給介質(zhì)，冷卻該區(qū)域。
文檔編號B23K3/04GK102717163SQ201210086588
公開日2012年10月10日 申請日期2012年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月28日
發(fā)明者中野博宣, 川上武彥, 志田淳, 田森信章, 齊藤勇武, 齊藤浩司 申請人:株式會社田村制作所