CN101309771A - 回流装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种回流装置,其能够详细地调整对工件进行回流加热时的加热温度和加热时间。在炉体(11)内配设有搬送工件(W)的工件搬送传送器(12),沿着该工件搬送传送器(12),在炉体(11)内依次排列有对工件(W)进行预加热的多个预热区(13a~13e),对工件(W)进行回流加热的多个回流区(14a、14b、14c),和对工件(W)进行冷却的多个冷却区(15a、15b)。各个回流区(14a、14b、14c)在工件搬送方向上的长度比各个预热区(13a~13e)在工件搬送方向上的长度形成得短。优选各个回流区(14a、14b、14c)在搬送方向上的大小与各个预热区(13a~13e)或现有的各个回流区相比缩短到大致65%~85%。
Description
技术领域
本发明涉及回流加热所使用的回流装置。
背景技术
如图5所示,回流装置,沿着在炉体1内搬送工件W的工件搬送传送器2,在炉体1内依次排列有预热区域3、回流区域4和冷却区域5,其中,预热区域3具有对工件W进行预加热的多个预热区3a、3b、3c、3d、3e,回流区域4具有对工件W进行回流加热的多个回流区4a、4b,冷却区域5用于冷却工件W。
预热区域3的各个预热区3a、3b、3c、3d、3e与回流区域4的各个回流区4a、4b,形成为在工件搬送方向上的长度都相等(例如参照专利文献1、2、3)。
专利文献1:日本特开2001-198671号公报(第3-4页,图2)
专利文献2:日本特开2003-133718号公报(第2-3页,图1)
专利文献3:日本特开2005-175288号公报(第6-7页,图1)
近年来,从地球环境的观点出发趋于采用不使用铅的无铅软钎料,但无铅软钎料的熔点比含有铅的软钎料的高,有必要在更高的温度下进行加热。另一方面,为了确保被回流加热的基板安装部件的耐热性,有必要更精密地控制加热温度和加热时间,但在现有的回流装置中,该控制困难,特别是存在难以详细地调整回流峰值时间的问题。
发明内容
本发明就是鉴于这一点而完成的,因此其目的在于提供一种能够详细地调整对工件进行回流加热时的回流时间等温度分布的回流装置。
第一方面的发明的回流装置具备:炉体;在炉体内搬送工件的工件搬送传送器;沿着工件搬送传送器设置在炉体内并具有对工件进行预加热的多个预热区的预热区域;和沿着工件搬送传送器设置在炉体内并具有对工件进行回流加热的多个回流区的回流区域,回流区域的各个回流区在工件搬送方向上的长度,比预热区域的各个预热区在工件搬送方向上的长度形成得短。
第二方面的发明,第一方面的回流装置中的回流区域的回流区设有3个,并且,基于各自的设定温度能够设定回流区域的温度分布。
根据第一方面的发明,在回流区域内设有多个形成得与预热区域的各个预热区相比在工件搬送方向上的长度短的回流区,因此与现有技术相比能够详细地调整在这些回流区被回流加热的工件的回流峰值时间等的温度分布,通过紧凑的温度分布来缩短回流峰值时间从而能够应对弱耐热部件,此外另一方面,也能够确保为了得到充分的软钎料接合而需要的充分的回流峰值时间,能够进行多种温度分布设定。而且,不使现有装置增大就能够进行多种温度分布设定,从而能够应对较广范围的工件的性质。
根据第二方面的发明,通过分别对3个回流区进行温度控制,能够更详细地调整回流区域的温度分布,从而也能够扩大温度调整模式的变化。
附图说明
图1为表示本发明涉及的回流装置的一实施方式的示意图。
图2为表示由该回流装置加热的工件的温度分布的特性图。
图3为表示在该回流装置的回流区域被加热的工件的温度分布的特性图,(a)~(g)表示利用本发明涉及的回流区域以各种回流加热模式加热的工件的温度分布,(h)表示由现有的回流区域所加热的工件的温度分布。
图4为用于说明部件立起现象发生机理的工件剖面图。
图5为表示现有的回流装置的示意图。
符号说明
W工件
11炉体
12工件搬送传送器
13预热区域
13a、13b、13c、13d、13e(13a~13e)预热区
14回流区域
14a、14b、14c回流区
具体实施方式
以下,参照图1~图3所示的一实施方式对本发明进行详细说明。
图1表示回流装置,在炉体11内配设有搬送工件W的工件搬送传送器12,沿着该工件搬送传送器12,在炉体11内依次排列有预热区域13、回流区域14和冷却区域15,其中,预热区域13具有对工件W进行预加热的多个预热区13a、13b、13c、13d、13e(以下将这些符号记为13a~13e),回流区域14具有对工件W进行回流加热的多个回流区14a、14b、14c,冷却区域15具有对工件W进行冷却的多个冷却区15a、15b。
在预热区域13的各预热区13a~13e和回流区域14的各回流区14a、14b、14c内,夹着工件搬送传送器12在上侧和下侧分别配置有加热单元,其中,加热单元由空气循环用的鼓风机和结构体、空气加热用加热器、热风喷射用喷嘴和热风温度检测用温度传感器构成,通过工艺控制器进行温度控制。
在此,所谓“区”意味着如上述加热单元那样能够单独地对工件W的加热温度进行温度控制的范围,在预热区域13内设置有5个预热区13a~13e,在回流区域14内设置有3个回流区14a、14b、14c,在冷却区域15内设置有两个冷却区15a、15b,基于各区各自的设定温度能够设定各区域13、14、15的各温度分布。
回流区域14的各个回流区14a、14b、14c在工件搬送方向上的长度,比预热区域13的各个预热区13a~13e在工件搬送方向上的长度形成得短。
在这种情况下,优选各个回流区14a、14b、14c在搬送方向上的大小与各个预热区13a~13e或者是图5所示的现有的各个回流区4a、4b相比缩短到大致65%~85%。
例如,只要将3个回流区14a、14b、14c的全长设定为与预热区13a~13e中的两个预热区的长度,或者是图5所示的现有两个回流区4a、4b的全长相等,则能够防止回流区域14增大。
接着,对该实施方式的作用效果进行说明。
通过以一定速度驱动的工件搬送传送器12将工件W搬入到炉体11内,利用预热区域13的多个预热区13a~13e使工件温度上升至预热温度并进行维持,接着利用回流区域14的多个回流区14a、14b、14c将工件W加热到焊膏(solder paste)熔融温度以上,从而将工件W的焊膏熔融以进行回流软钎焊,最后利用冷却区域15的多个冷却区15a、15b使工件温度下降,确保软钎料接头部的强度,并通过工件搬送传送器12将工件W从炉体11内搬出。
如图2中实线所示,通过工艺控制器可进行如下控制:在预热区13a~13e控制为,将工件温度上升至一定的预热温度Tp,并且保持该预热温度Tp;在回流区14a、14b、14c控制为,例如在最初的回流区14a以维持预热温度Tp的方式进行控制,在中间的回流区14b使其从预热温度Tp上升至回流温度Tr,在最后的回流区14c以保持回流温度Tr的方式进行控制;在冷却区15a、15b控制为,强制降低工件温度。
另一方面,在图5所示的现有的回流装置中,如图2的虚线所示控制为,在前一半的回流区4a使工件温度从预热温度Tp上升至回流温度Tr,在后一半的回流区4b保持回流温度Tr,因此对于搭载有弱耐热部件的基板等工件W,暴露在回流温度Tr或其附近温度的时间过长。
工艺控制器理想地模拟各预热区13a~13e、各回流区14a、14b、14c和各冷却区15a、15b的各温度控制对象块并进行温调工艺控制,从而使连续投入工件时的温度稳定性等得以提高。
图3(a)~(g)表示由本发明涉及的回流区14a、14b、14c所加热的工件W的温度分布,图3(h)表示由现有的回流区4a、4b所加热的工件W的温度分布。焊膏使用在无铅软钎料中主流的Sn-Ag-Cu类软钎料。该焊膏熔融温度为约220℃。
图3(a)与图2所示的温度分布同样,是控制为在最初的回流区14a维持预热温度180℃,在中间的回流区14b从预热温度180℃上升至回流温度240℃,在最后的回流区14c保持回流温度240℃,由此与现有(h)相比能够容易地缩短回流加热时间。
图3(b)控制为,在最初的回流区14a和中间的回流区14b,以一定的坡度使工件温度从预热温度180℃上升至回流温度240℃,在最后的回流区14c保持回流温度240℃,由此与3(a)相比能够减缓焊膏熔融时的温度上升坡度,并且能够稍长地设定焊膏熔融状态下的回流加热时间。
图3(c)控制为,在最初的回流区14a将从预热温度180℃至焊膏熔融状态下的温度上升坡度设定得较大,在中间的回流区14b到回流温度240℃为止缓慢地上升,在最后的回流区14c保持回流温度240℃,由此与3(b)相比能够进一步将焊膏熔融状态下的回流加热时间设定得较长。
图3(d)控制为,在最初的回流区14a将从预热温度180℃起的温度上升坡度设定得较小,在中间的回流区14b将到回流温度240℃为止的温度上升坡度设定得较大,在最后的回流区14c保持回流温度240℃,由此与3(b)相比能够将焊膏熔融状态下的回流加热时间设定得较短。具有在3(a)和3(b)之间的温度上升特性。
图3(e)控制为,整个最初的回流区14a、中间的回流区14b和最后的回流区14c范围内,都以一定的坡度使工件温度从预热温度180℃上升至回流温度240℃,从而能够将软钎料熔融时的温度上升坡度设定得最缓,并且能够缩短回流峰值时间以适应热容量小的弱耐热部件工件,通过进行这样的回流加热,能够防止图4所示那样的小型部件的不均衡的回流。
即,如图4所示那样的工件W,在基板21的台肩部22、23上隔着焊膏24、25搭载有芯部件26的电极部27、28,但在该芯部件被突然回流加热的情况下,在左右的电极部27、28之间产生温度差,与一方的电极27接触的焊膏24未处于回流状态,而与另一方的电极28接触的焊膏25则处于回流状态,箭头方向的表面张力作用于该回流状态的焊膏25,并且发生芯部件26从焊膏24脱离而立起的部件立起现象、即所谓的曼哈顿(manhattan)现象,通过如3(e)那样减缓焊膏熔融时的温度上升坡度,使左右电极部27、28同等程度地升温,使与它们接触的两方的焊膏24、25同时回流,从而能够防止在小型部件上易于发生的部件立起现象那样的软钎焊不良。
图3(f),在最初的回流区14a和中间的回流区14b控制为预热温度180℃,并且仅在最后的回流区14c使工件温度从预热温度180℃上升至回流温度240℃,其后立即冷却,因此焊膏熔融状态下的回流峰值时间最短,所以特别适合对耐热性欠缺的工件W进行回流加热。
图3(g)控制为,在最初的回流区14a使工件温度从预热温度180℃上升至回流温度240℃,在中间的回流区14b和最后的回流区14c保持回流温度240℃,在热容量大的工件W方面,适于确保为了得到充分的软钎料接合而需要的充分的回流峰值时间的情况,能够确保比现有3(h)的回流峰值时间长的回流峰值时间。
如此,在回流区域14内设有与预热区域13的各个预热区13a~13e相比使在工件搬送方向上的长度形成得短的多个回流区14a、14b、14c,因此与现有技术相比能够详细地调整在这些回流区14a、14b、14c被回流加热的工件的回流峰值时间等的温度分布,例如通过紧凑的梯形或三角形的温度分布来缩短回流峰值时间从而也能够应对弱耐热部件,此外另一方面,也能够确保为了得到充分的软钎料接合而需要的充分的回流峰值时间,从而能够进行多种温度分布设定。
特别是,通过分别对3个回流区14a、14b、14c进行温度控制,与现有的具有两个回流区4a、4b的回流区域4相比能够更详细地调整回流区域14的温度分布,也能够扩大温度调整模式的变化。
而且,不使现有装置增大就能够进行多种温度分布设定,能够应对较广范围的工件的性质。
产业上的可利用性
本发明能够应用于适合使用无铅软钎料的回流软钎焊的回流装置,但也能够用于其它用途。
Claims (2)
1.一种回流装置,其特征在于,该回流装置具备:
炉体;
在炉体内搬送工件的工件搬送传送器;
沿着工件搬送传送器设置在炉体内并具有对工件进行预加热的多个预热区的预热区域;和
沿着工件搬送传送器设置在炉体内并具有对工件进行回流加热的多个回流区的回流区域,
回流区域的各个回流区在工件搬送方向上的长度,比预热区域的各个预热区在工件搬送方向上的长度形成得短。
2.如权利要求1所述的回流装置,其特征在于,
回流区域的回流区设有3个,并且,基于各自的设定温度能够设定回流区域的温度分布。
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