JP2001257461A - 熱風加熱装置及び反り測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】設置面積を小さくすることおよびプリント板の
反りが測定可能な小型熱風加熱装置の提供。 【解決手段】プリント基板２０に熱風を与えて、このプ
リント基板２０上に電子部品を半田付けするためのリフ
ロー炉筐体２１内を金属板２２によって上下に加熱筐体
２４側と恒温槽２３側とに分け、かつ加熱筐体２４を金
属板２２の下面に設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、熱風によ
り一括して電子部品をプリント基板上に半田付けする熱
風加熱炉、及びこの熱風加熱炉内で処理中のプリント基
板の反りを測定する反り測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】プリント基板の表面に電子部品を半田付
けする表面実装による実装工程がある。この実装工程で
は、リフロー炉と呼ばれる熱風加熱装置を用い、一括し
て半田を溶融させ、この後に硬化させて電子部品を実装
する方式が一般的に行われている。

【０００３】ところで、プリント基板の厚さは、近年の
製品の小形化薄型化により例えば０．６〜０．８ｍｍと
薄いものが現われている。又、基板製造方法としては、
従来のサブトラクティブ方式からビルドアップ方式とい
う新しい方法がプリント基板に使われ始めており、製品
の軽量化を実現するためにプリント基板の材料も様々な
ものに変化してきている。

【０００４】このようなプリント基板の薄型化、軽量化
のための材料の変更、高密度実装化などの理由で、リフ
ロー炉内では、プリント基板がリフロー加熱により反っ
てしまうという問題が生じている。

【０００５】一方、電子部品は、多ピン化のため大型化
する傾向にあり、そのためプリント基板の反りが大きく
なり、実装時にプリント基板の反りの影響を受け易くな
ると共に、電子部品そのものの反りも問題視されてい
る。

【０００６】このようにプリント基板に反りが発生する
ことにより電子部品がプリント基板からずれたり落下し
たりする半田付け不良や、プリント基板の反りが大きい
ために製品に組み込めなかったり、残留応力が信頼性を
低下させるなどの問題が発生している。

【０００７】又、リフロー炉を用いて電子部品を一括し
て半田付けする場合、高品質な半田付けを行うためには
温度プロファイルを制御する必要がある。リフロー炉
は、密閉性が高く断熱性に優れているが、この密閉性の
高いことの反面、炉筐体内においてプリント基板がどの
ような状態になっているかを知ることは非常に困難とな
り、温度プロファイルを制御するが不可能になってい
る。

【０００８】さらに、炉筐体内は、温度２００℃以上に
加熱されるので、プリント基板の反りを測定するための
センサを設置することも不可能である。ホットプレート
を使ってプリント基板を加熱すれば、プリント基板の周
辺を密閉する必要はないが、一般的な熱風加熱リフロー
炉とは加熱方式が相違するものとなり、ホットプレート
加熱での半田付け現象やプリント基板の反りの測定結果
には信憑性が低い。

【０００９】このような事から例えば、特開平８−２３
３５４３号公報に記載されている熱変形測定装置のよう
に、恒温槽の上面を透明板で覆い、この透明板の上方に
光学式非接触の変位計を設け、この変位計を２次元平面
内に走査して恒温槽内に設けられた被処理体と変位計と
の間の距離を逐次測定し、その測定結果から被処理体の
熱変形を測定するものがある。この装置では、恒温槽内
に試料設置板を介して被処理体を配置し、外部からの熱
風をダクトを通して恒温槽内に供給して一方向に流通さ
せ、再び別のダクトを通して恒温槽外へ排出している。

【００１０】又、被処理体の熱変形の測定は、恒温槽の
外部にｘｙ方向のステージを設置し、このステージ上に
変位計支持治具を介して変位計を恒温槽の上方に配置
し、変位計を矩形領域の各格子点に移動させて測定を行
なっている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記熱
変形測定装置の恒温槽では、外部からの熱風をダクトを
通して恒温槽内に供給し、この恒温槽内で一方向に流通
させ、再び別のダクトを通して恒温槽外へ排出している
構造のために、恒温槽の設置面積が大きくなってしま
う。

【００１２】又、被処理体の熱変形の測定は、恒温槽の
外部にｘｙ方向のステージを設置し、このステージ上に
変位計支持治具を介して変位計を恒温槽の上方に配置し
ているので、ｘｙ方向のステージを設置するためのスペ
ースが恒温槽の設置スペースの他に必要となる。このた
め、熱変形測定装置全体として大型化してしまう。

【００１３】そこで本発明は、設置面積を小さくできる
熱風加熱装置を提供することを目的とする。

【００１４】又、本発明は、小型化で炉筐体内の被処理
体の反りを測定できる反り測定装置を提供することを目
的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】請求項１記載による本発
明は、炉筐体内の下部に設けられた加熱源と、前記炉筐
体内の上部に設けられ、前記加熱源から送られてくる熱
風により被処理体に対して所定の処理を行なう恒温槽と
を具備した熱風加熱装置である。

【００１６】請求項２記載による本発明は、請求項１記
載の熱風加熱装置において、前記炉筐体内を前記上部と
前記下部とに分ける金属板を備え、この金属板の下部に
前記加熱源を設けたものである。

【００１７】請求項３記載による本発明は、請求項１記
載の熱風加熱装置において、前記炉筐体に対して非接触
の状態で設けられ、前記被処理体を前記恒温槽内に配置
する支持機構を備えたものである。

【００１８】請求項４記載による本発明は、請求項１記
載の熱風加熱装置において、前記支持機構は、前記被処
理体の高さ位置、平行度及び傾きの調整機構を備えたも
のである。

【００１９】請求項５記載による本発明は、請求項１記
載の熱風加熱装置において、前記支持機構は、前記炉筐
体に対して非接触の状態で前記炉筐体の下方から前記恒
温槽内に設けられた複数の支柱と、これら支柱によって
前記恒温槽内に支持された支持部材と、この支持部材上
に設けられ、前記被処理体を支持する熱膨張率の小さい
材質からなるガイドと、このガイドに設けられた前記被
処理体の高さ位置、平行度及び傾きの調整機構とを備え
たものである。

【００２０】請求項６記載による本発明は、請求項５記
載の熱風加熱装置において、前記支柱はモリブデンによ
り形成され、前記支持部材及び前記ガイドはセラミック
スにより形成されたものである。

【００２１】請求項７記載による本発明は、加熱源から
送られてくる熱風により被処理体に対して所定の処理を
行なう請求項１乃至６のうちいずれかに記載の熱風加熱
装置での前記被処理体の反りを測定する反り測定装置に
おいて、前記熱風加熱装置における炉筐体の上部に設け
られた耐熱性の光透過板と、この光透過板を通して前記
被処理体の反りを測定するための非接触式の変位計と、
前記熱風加熱装置を介して対向する位置にそれぞれ設け
られ、前記変位計を前記熱風加熱装置の上方で一方向に
移動するための第１のステージと、この第１のステージ
上に設けられ、前記変位計を前記一方向に対して垂直な
他方向に移動させるための第２のステージとを具備した
反り測定装置である。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。図１は熱風加熱装置及び
この装置に適用した反り測定装置の外観構成図である。
ベース１上には、熱風加熱装置としての小形リフロー炉
２が設けられている。この小形リフロー炉２の両側面側
には、それぞれＸＹ駆動用架台３、４が設けられてい
る。これらＸＹ駆動用架台３、４は、それぞれ小形リフ
ロー炉２の天井位置よりも高く、かつ小形リフロー炉２
の側面長さよりも長い長さの直方体に形成されている。
このうちＸＹ駆動用架台３に上部には、Ｙ軸ネジ式ステ
ージ（第１のステージ）５が設けられると共に、ＸＹ駆
動用架台４に上部には、レール６が設けられている。Ｙ
軸ネジ式ステージ５は、モータ５ａの回転軸に対してネ
ジ５ｂを連結したものである。これらＹ軸ネジ式ステー
ジ５とレール６とは互いに平行でＹ軸方向に設けられて
いる。

【００２３】これらＹ軸ネジ式ステージ５とレール６と
の間には、Ｘ軸ネジ式ステージ（第２のステージ）７が
架けられるようにＸ軸方向に設けられている。このＸ軸
ネジ式ステージ７は、モータ７ａの回転軸に対してネジ
７ｂを連結したものである。このＸ軸ネジ式ステージ７
とＹ軸ネジ式ステージ５と間は、Ｙ軸ネジ式ステージ５
側のネジに対してＸ軸ネジ式ステージ７側のネジが螺合
し、Ｙ軸ネジ式ステージ５側のネジの回転によりＸ軸ネ
ジ式ステージ７がＹ軸方向に移動するものとなってい
る。レール６とＸ軸ネジ式ステージ７との間は、レール
移動体８を介してＸ軸ネジ式ステージ７がレール６上を
Ｙ軸方向に移動するものとなっている。

【００２４】Ｘ軸ネジ式ステージ７には、変位計移動体
９が設けられている。これらＸ軸ネジ式ステージ７と変
位計移動体９との間は、Ｘ軸ネジ式ステージ７側のネジ
に対して変位計移動体９側のネジが螺合し、Ｘ軸ネジ式
ステージ７側のネジの回転により変位計移動体９がＸ軸
方向に移動するものとなっている。

【００２５】変位計移動体９には、レーザ変位計１０が
設けられている。このレーザ変位計１０は、小形リフロ
ー炉２内での加熱により電子部品が一括に半田付けされ
る被処理体としてのプリント基板の反りを非接触で測定
するためのものである。このレーザ変位計１０は、図２
に示すようにレーザ光Ｑａを出力し、プリント基板２０
からの反射光Ｑｂを受光してプリント基板２０の表面上
のある点の変位を測定し、その変位測定信号を出力する
機能を有している。

【００２６】ＸＹロボットコントローラ１１は、予め設
定されたプログラムに従ってＹ軸ネジ式ステージ５及び
Ｘ軸ネジ式ステージ７（ＸＹロボット）を動作制御し、
レーザ変位計１０を小形リフロー炉２の上方でＸＹ軸の
平面上で移動させる機能を有している。この場合、ＸＹ
ロボットコントローラ１１は、コンピュータ１２から発
せられる指令によって測定範囲とその測定ピッチとが設
定され、これら測定範囲と測定ピッチとに従ってＹ軸ネ
ジ式ステージ５及びＸ軸ネジ式ステージ７を動作制御す
る機能を有している。なお、コンピュータ１２に入力設
定されるレーザ変位計１０の測定範囲とその測定ピッチ
は、任意に設定変更可能となっている。

【００２７】レーザ変位計コントローラ１３は、レーザ
変位計１０を動作制御し、レーザ変位計１０から出力さ
れた変位測定信号をコンピュータ１２に送る機能を有し
ている。

【００２８】コンピュータ１２は、ＸＹロボットコント
ローラ１１からレーザ変位計１０の移動座標を受けると
共に、レーザ変位計１０から出力された変位測定信号を
レーザ変位計コントローラ１３を通して取込み、これら
レーザ変位計１０の移動座標と変位測定信号とを対応さ
せてプリント基板の反りを測定し、その測定結果をモニ
タ画面１４に表示する機能を有している。

【００２９】上記小形リフロー炉２は、プリント基板の
表面実装を行なう実装工程において、図２の構造図に示
すようにプリント基板２０の表面に電子部品を半田付け
するのに、プリント基板２０上の半田を熱風により加熱
して一括的に再溶融し、この後に硬化させてプリント基
板２０上に電子部品を実装させるものである。

【００３０】この小形リフロー炉２は、温度と時間とを
例えば４段階に設定することが可能となっており、プリ
ント基板２０の加熱条件を任意に変化させることができ
るものとなっている。

【００３１】リフロー炉筐体２１内には、その中間の高
さ位置に金属板２２が横方向に設けられている。この金
属板２２は、リフロー炉筐体２１内を上部と下部とに断
熱し、上部に恒温槽側２３を形成し、下部に加熱筐体２
４を設けるものとなっている。この金属板２２には、そ
の中央部に熱風流通用孔２５が形成されると共に、周囲
に複数の支柱用孔２６が形成されている。

【００３２】金属板２２における熱風流通用孔２５の下
面には、加熱筐体２４が設けられている。この加熱筐体
２４内には、ヒータ等の加熱源２７及び熱風送風機２８
が設けられている。熱風送風機２８は、加熱源２７で加
熱されたエアーを熱風としてリフロー炉筐体２１内の恒
温槽２３内へ送風するものである。

【００３３】リフロー炉筐体２１の下面側からは、図３
に示すように支持機構２９を構成する４本の支柱３０が
立設されている。これら支柱３０は、リフロー炉筐体２
１の外部の下方からリフロー炉筐体２１に非接触状態で
立設してもよいが、筐体の熱変形がおきても、支柱と筐
体とを接合させ、単に突き当てるだけで保持しているた
め、支持機構の変形が起きないようにされており、これ
によって小型化を実現している。これら支柱３０は、そ
れぞれ金属板２２に形成された各支柱用孔２６を通して
金属板２２の上面側の恒温槽２３内に突き出ている。な
お、各支柱用孔２６は、各支柱３０の径よりも僅かに大
きい径に形成されている。又、各支柱３０は、加工しや
すいために例えばモリブデンにより形成されている。

【００３４】これら支柱３０の上部には、板状の支持部
材３１が載せられるように設けられている。この支持部
材３１は、例えばセラミックスにより形成されている。
この支持部材３１には、例えば４か所にＸ軸方向に各調
整用長孔３２ａ〜３２ｄが形成されている。これら調整
用長孔３２ａ〜３２ｄのうち各調整用長孔３２ａと３２
ｂには棒状のガイド３３がＹ軸方向に設けられ、各調整
用長孔３２ｃと３２ｄには棒状のガイド３４がＹ軸方向
に設けられている。これらガイド３３、３４は、プリン
ト基板２０を支持するもので、加熱中での熱膨張率の小
さい例えばセラミックス材料により形成されている。そ
して、これらガイド３３、３４上には、それぞれプリン
ト基板２０の高さ位置、平行度及び傾きの調整機構（以
下、高さ・傾き調整機構）３５が設けられている。

【００３５】図４は高さ・傾き調整機構３５の構成図で
ある。支持部材３１には、第１の高さ調整部材３６が平
ワッシャ３７を介してナット３８により締め付けられて
いる。この第１の高さ調整部材３６は、一方にナット３
８と螺合するネジ部３６ａが形成され、他方にネジ込み
用の孔３６ｂが形成され、かつ支持部材３１に係止する
ための係止部３６ｃが形成されている。又、ガイド３３
には、第２の高さ調整部材３９が平ワッシャ４０及びＥ
リング４１を介して締め付けられている。この第２の高
さ調整部材３９は、一方に第１の高さ調整部材３６のネ
ジ込み用の孔３６ｂに対して螺合するネジ部３９ａが形
成されている。

【００３６】従って、第２の高さ調整部材３９を回転す
ることによりネジ部３９ａとネジ込み用の孔３６ｂとの
螺合により第２の高さ調整部材３９は、Ｚ軸方向に上下
移動するものとなっている。

【００３７】上記リフロー炉筐体２１の上面には、耐熱
性の光透過板である耐熱ガラス４２が設けられている。
この耐熱ガラス４２の大きさは、リフロー炉筐体２１の
上方すなわちレーザ変位計１０からプリント基板２０の
全面が見える程度である。

【００３８】ここで、レーザ変位計１０とプリント基板
２０との位置関係について図２を参照して説明する。上
記の如くレーザ変位計１０を熱から守るためと、小形リ
フロー炉筐体２１の炉内の温度制御を高精度に行うため
に、プリント基板２０の反りの測定は耐熱ガラス４２を
介して行うものとなっている。レーザ変位計１０とプリ
ント基板２０との距離ａは、例えば８０ｍｍ±１５ｍｍ
に設定されている。耐熱ガラス４２の下面からプリント
基板２０までの距離ｂは、例えば１５ｍｍ以上に設定さ
れている。レーザ変位計１０の測定可能範囲は例えば８
０ｍｍ±１５ｍｍであるので、その範囲内でプリント基
板２０よりもレーザ変位計１０より近い位置に耐熱ガラ
ス４２があると、この耐熱ガラス４２の位置を測定して
しまうからである。

【００３９】次に、上記の如く構成された装置の作用に
ついて説明する。

【００４０】小形リフロー炉２のリフロー炉筐体２１内
には、プリント基板２０が各ガイド３３、３４上に載置
される。なお、これらガイド３３、３４は、それぞれプ
リント基板２０の大きさに応じて各調整用長孔３２ａ〜
３２ｄに沿って移動し、これらガイド３３、３４間の間
隔が調整される。

【００４１】又、これらガイド３３、３４には、４つの
高さ・傾き調整機構３５が設けられているので、これら
高さ・傾き調整機構３５において第２の高さ調整部材３
９を回転することによりネジ部３９ａとネジ込み用の孔
３６ｂとの螺合により第２の高さ調整部材３９をＺ軸方
向に上下移動させ、プリント基板２０のＺ軸方向の高さ
位置、平行度及び傾きが調整される。このようなプリン
ト基板２０の高さ位置及び平行度が調整により、例えば
レーザ変位計１０とプリント基板２０との距離ａが例え
ば８０ｍｍ±１５ｍｍに設定され、かつ耐熱ガラス４２
の下面からプリント基板２０までの距離ｂが例えば１５
ｍｍ以上に設定される。

【００４２】プリント基板２０の設置が終了すると、加
熱源２７への通電が開始されると共に、熱風送風機２８
の運転が開始される。加熱源２７により加熱されたエア
ーは熱風送風機２８によって加熱筐体２４から熱風とな
って送風され、熱風流通用孔２５を通って加熱筐体２４
の上方の恒温槽２３に送られる。

【００４３】プリント基板加熱側に送られる。この場
合、小形リフロー炉２は、リフロー炉筐体２１内の温度
と時間とを例えば４段階のうち任意の段階に設定され、
プリント基板２０の加熱条件を任意に変化させられる。
この状態に金属板１１よりも上方の恒温槽２３内では例
えば温度が２００℃以上になり、金属板１１よりも下方
の加熱筐体２４側では、温度が低く常温となっている。

【００４４】このようなプリント基板２０への加熱中、
各ガイド３３、３４はセラミックスにより形成されてい
るので熱膨張は小さい。又、各支柱３０は、恒温槽２３
側と加熱筐体２４側とを断熱する金属板２２の各支柱用
孔２６を通して常温に近いリフロー炉筐体２１の外部に
立設されているので、各ガイド３３、３４に対する本体
の熱膨張の影響が少なくなっている。

【００４５】このような加熱状態であれば、恒温槽２３
内において、表面実装を行うプリント基板２０上の半田
を熱風により加熱して一括的に再溶融させることができ
る。この後、プリント基板２０上の半田を硬化させるこ
とにより、プリント基板２０上に電子部品を実装させる
ものとなる。

【００４６】一方、プリント基板２０への加熱中、ＸＹ
ロボットコントローラ１１は、予め設定されたプログラ
ムに従ってＹ軸ネジ式ステージ５及びＸ軸ネジ式ステー
ジ７を動作制御し、レーザ変位計１０を小形リフロー炉
２の上方でＸＹ平面上に移動させる。すなわち、Ｙ軸ネ
ジ式ステージ５の動作によって、このＹ軸ネジ式ステー
ジ５とレール６との上に載っているＸ軸ネジ式ステージ
７がＹ軸方向に移動し、かつこのＸ軸ネジ式ステージ７
上に載っている変位計移動体９がＸ軸方向に移動し、レ
ーザ変位計１０を小形リフロー炉２の上方でＸＹ平面上
に移動させる。

【００４７】この場合、ＸＹロボットコントローラ１１
は、コンピュータ１２に入力設定された任意の測定範囲
とその測定ピッチに従ってＹ軸ネジ式ステージ５及びＸ
軸ネジ式ステージ７を動作制御する。図５は測定範囲と
その測定ピッチの模式図である。

【００４８】又、ＸＹロボットコントローラ１１は、レ
ーザ変位計１０を図６に示すように複数の測定点Ｓ１，
Ｓ２，Ｓ３，…，Ｓ１１，…の測定経路のようにプリン
ト基板２０の全面に移動制御する。この測定経路であれ
ば、プリント基板２０上に形成されて穴５０及びスリッ
ト５１を回避できる。又、測定点Ｓ１からＳ２０，Ｓ２
１，Ｓ２２，…の測定経路のようにプリント基板２０の
任意の測定点に移動させることも可能である。

【００４９】このようにレーザ変位計１０が各測定点に
移動すると共に、このレーザ変位計１０は、レーザ変位
計コントローラ１３による動作制御によってレーザ光Ｑ
ａをプリント基板２０に対して出力し、かつプリント基
板２０からの反射光Ｑｂを受光してプリント基板２０の
表面上のある点の変位を測定し、その変位測定信号を出
力する。

【００５０】コンピュータ１２は、ＸＹロボットコント
ローラ１１からレーザ変位計１０の移動座標を受けると
共に、レーザ変位計１０から出力された変位測定信号を
レーザ変位計コントローラ１３を通して取込み、これら
レーザ変位計１０の移動座標と変位測定信号とを対応さ
せてプリント基板２０の反りを測定し、その測定結果を
モニタ画面１４に表示する。

【００５１】このように上記一実施の形態においては、
プリント基板２０に熱風を与えて、このプリント基板２
０上に電子部品を半田付けするためのリフロー炉筐体２
１内を金属板２２によって上下に加熱筐体２４側と恒温
槽２３側とに分け、かつ加熱筐体２４を金属板２２の下
面に設けたので、加熱筐体２４と恒温槽２３とをそれぞ
れ別々の装置として設ける場合や、これら加熱筐体２４
と恒温槽２３とを横方向に並設する場合と比較して、小
形リフロー炉２の設置面積を小さくすることができる。

【００５２】又、２本のガイド３３、３４上にプリント
基板２０を支持して小形リフロー炉２内に載置するよう
にしたので、実際のリフロー条件に近い状態でプリント
基板２０を熱風加熱できる。

【００５３】又、２本のガイド３３、３４にはそれぞれ
各高さ・傾き調整機構３５が設けられているので、プリ
ント基板２０の高さに応じて最適な位置、例えばレーザ
変位計１０の測定可能範囲内（レーザ変位計１０から例
えば８０ｍｍ±１５ｍｍ）にプリント基板２０を設置す
ることができる。さらに、プリント基板２０の平行度及
び傾きを調整できるので、事前に機械的に平行度を調整
し最小化した上でプリント基板２０の反りを測定できて
装置全体を安価にできる。なお、測定して取得された反
りのデータを２次元で並行度調整するソフトウエアは高
価である。その上、反りのデータをソフトウエアにより
加工して平行度調整すると、実際の値に対して誤差が生
じるが、事前に機械的に平行度を調整すれば、高精度な
測定が可能となる。

【００５４】又、４本の支柱３０は、リフロー炉筐体２
１の外部の下方からリフロー炉筐体２１に非接触状態で
立設されているので、小型リフロー炉２内における熱風
による熱変形の影響を受け難くなる。

【００５５】又、Ｙ軸ネジ式ステージ５及びレール６上
にＸ軸ネジ式ステージを設け、このＸ軸ネジ式ステージ
７上に変位計移動体９を介してレーザ変位計１０を設
け、このレーザ変位計１０の駆動用モータをレーザと一
体化して小形リフロー炉２の上方で移動させるようにし
たので、小型リフロー炉２及びこのリフロー炉２に適用
した反り測定装置の全体の大きさを小型化できる。例え
ば、上記特開平８−２３３５４３号公報に記載されてい
るように恒温槽の外部にｘｙ方向のステージを設置し、
このステージ上に変位計支持治具を介して変位計を恒温
槽の上方に配置する構成では、ステージを恒温槽内の被
処理体の大きさに応じた長さが必要となり、装置全体の
大きさが大きくなる。

【００５６】又、ＸＹロボットコントローラ１１によっ
てコンピュータ１２に任意の座標を入力設定すること
で、任意の測定位置にＹ軸ネジ式ステージ５及びＸ軸ネ
ジ式ステージ７を移動させるように動作制御するように
したので、プリント基板２０上に穴５０やスリット５１
などの測定できない部分があってもこれら穴５０やスリ
ット５１などの部分を回避してプリント基板２０の反り
の測定ができる。この場合、穴５０やスリット５１など
を有する基板の測定においては、この部分での測定を行
わないように、他の位置に簡易に移動設定できるので、
測定不能な部分を回避することが困難となる。さらに、
同時に複数のプリント基板２０などの被処理体の反りを
測定するのに有効である。

【００５７】さらに、小形リフロー炉２に耐熱ガラス４
２を設け、Ｙ軸ネジ式ステージ５及びＸ軸ネジ式ステー
ジ７の動作によって非接触式のレーザ変位計１０を移動
させらがら耐熱ガラス４２を通してプリント基板２０の
反りを測定するようにしたので、実際のリフロー条件に
近い熱風加熱によるプリント基板２０の反りの形状やそ
の反り量を定量的に測定できる。又、プリント基板２０
の反りの限らずプリント基板２０に実装される電子部品
の反りの形状やその反り量も同時に測定できる。これら
反りの形状やその反り量は、実際のリフロー条件に近い
熱風加熱で測定されるので信憑性の高いものである。

【００５８】このようにリフロー加熱中のプリント基板
２０や電子部品の反りの形状やその反り量が定量的に測
定できるので、設計、試作段階で製造性を考慮したプリ
ント基板３の設計や実装プロセスの実現が可能である。
すなわち、製造性の高いプリント基板２０の設計や不良
対策ができる。

【００５９】従って、近年、プリント基板２０の薄型
化、軽量化のための材料の変更、高密度実装化などの理
由で、プリント基板２０のリフロー加熱による反りが問
題になってきており、又、電子部品が多ピン化のため大
型化する傾向にあり、そのためプリント基板２０の反り
の影響を受け易くなると共に、電子部品２０そのものの
反りも問題視されている現状において、実際のリフロー
条件に近い熱風加熱でプリント基板２０や電子部品の反
りの形状やその反り量を測定でき、プリント基板２０の
反り発生による電子部品のプリント基板２０からの落
下、半田付け不良、プリント基板２０の反りが大きいた
めの製品への組み込めができない、残留応力が信頼性を
低下させるなどの問題を防止できる。

【００６０】又、各ガイド３３、３４はセラミックスで
形成されているので、プリント基板２０への加熱中でも
その熱膨張は小さくでき、プリント基板２０の反り測定
の精度を高くできる。

【００６１】各支柱３０は、モリブデンにより形成され
ているので、このモリブデンは、加工しやすくかつ安価
であり、例えば大型の支柱３０を形成するには有効であ
る。

【００６２】なお、本発明は、上記一実施の形態に限定
されるものでなく次の通りに変形してもよい。

【００６３】例えば、上記一実施の形態では、実装工程
中にあるプリント基板２０や実装される電子部品の反り
形状及びその量の測定に適用した場合について説明した
が、各種の被処理体に熱風を与えたときの反り形状及び
その量の測定に適用できることは言うまでもない。

【００６４】又、各支柱３０は、リフロー炉筐体２１の
下面及びベース１に各孔を形成し、これら孔を通して地
中に直接埋設するようにしてもよい。

【００６５】

【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、設
置面積を小さくできる熱風加熱装置を提供できる。

【００６６】又、本発明によれば、小型化で炉筐体内の
被処理体の反りを測定できる反り測定装置を提供でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる熱風加熱装置及びこの装置に適
用した反り測定装置の一実施の形態を示す外観構成図。

【図２】本発明に係わる熱風加熱装置（小形リフロー
炉）の一実施の形態における構造図。

【図３】本発明に係わる小形リフロー炉の一実施の形態
における支持機構の構成図。

【図４】本発明に係わる小形リフロー炉の一実施の形態
における高さ・傾き調整機構の構成図。

【図５】本発明に係わる反り測定装置の一実施の形態に
おけるレーザ変位計の測定範囲とその測定ピッチを示す
模式図。

【図６】本発明に係わる反り測定装置の一実施の形態に
おけるレーザ変位計の測定経路を示す模式図。

【符号の説明】

１：ベース ２：熱風加熱装置（小形リフロー炉） ３，４：ＸＹ駆動用架台 ５：Ｙ軸ネジ式ステージ（第１のステージ） ６：レール ７：Ｘ軸ネジ式ステージ（第２のステージ） ８：レール移動体 ９：変位計移動体 １０：レーザ変位計 １１：ＸＹロボットコントローラ １２：コンピュータ １３：レーザ変位計コントローラ １４：モニタ画面 ２０：プリント基板 ２１：リフロー炉筐体 ２２：金属板 ２３：恒温槽 ２４：加熱筐体 ２５：熱風流通用孔 ２６：支柱用孔 ２７：加熱源 ２８：熱風送風機 ２９：支持機構 ３０：支柱 ３１：支持部材 ３２ａ〜３２ｄ：調整用長孔 ３３，３４：ガイド ３５：高さ・傾き調整機構 ３６：第１の高さ調整部材 ３９：第２の高さ調整部材 ４２：耐熱ガラス

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ２３Ｋ 1/012 Ｂ２３Ｋ 1/012 Ｇ０１Ｂ 21/20 Ｇ０１Ｂ 21/20 Ａ // Ｇ０１Ｂ 11/255 Ｂ２３Ｋ 101:42 Ｂ２３Ｋ 101:42 Ｇ０１Ｂ 11/24 Ｍ (72)発明者 前原 洋一郎 神奈川県横浜市磯子区新磯子町33番地 株 式会社東芝生産技術センター内 Ｆターム(参考） 2F065 AA06 AA46 BB13 BB26 CC25 DD02 FF00 GG04 HH13 KK02 MM07 PP03 PP22 SS13 UU03 UU04 2F069 AA03 AA52 BB14 DD27 GG04 GG07 GG62 HH09 HH30 JJ07 KK08 MM02 MM24 MM32 QQ05 RR03 5E319 CC36 CD32 CD45 CD51

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 炉筐体内の下部に設けられた加熱源と、
   前記炉筐体内の上部に設けられ、前記加熱源から送られ
   てくる熱風により被処理体に対して所定の処理を行なう
   恒温槽と、を具備したことを特徴とする熱風加熱装置。
2. 【請求項２】 前記炉筐体内を前記上部と前記下部とに
   分ける金属板を備え、この金属板の下部に前記加熱源を
   設けたことを特徴とする請求項１記載の熱風加熱装置。
3. 【請求項３】 前記炉筐体に対して非接触の状態で設け
   られ、前記被処理体を前記恒温槽内に配置する支持機構
   を備えたことを特徴とする請求項１記載の熱風加熱装
   置。
4. 【請求項４】 前記支持機構は、前記被処理体の高さ位
   置、平行度及び傾きの調整機構を備えたことを特徴とす
   る請求項１記載の熱風加熱装置。
5. 【請求項５】 前記支持機構は、前記炉筐体に対して非
   接触の状態で前記炉筐体の下方から前記恒温槽内に設け
   られた複数の支柱と、 これら支柱によって前記恒温槽内に支持された支持部材
   と、 この支持部材上に設けられ、前記被処理体を支持する熱
   膨張率の小さい材質からなるガイドと、 このガイドに設けられた前記被処理体の高さ位置、平行
   度及び傾きの調整機構と、を備えたことを特徴とする請
   求項１記載の熱風加熱装置。
6. 【請求項６】 前記支柱はモリブデンにより形成され、
   前記支持部材及び前記ガイドはセラミックスにより形成
   されたことを特徴とする請求項５記載の熱風加熱装置。
7. 【請求項７】 加熱源から送られてくる熱風により被処
   理体に対して所定の処理を行なう請求項１乃至６のうち
   いずれかに記載の熱風加熱装置での前記被処理体の反り
   を測定する反り測定装置において、 前記熱風加熱装置における炉筐体の上部に設けられた耐
   熱性の光透過板と、 この光透過板を通して前記被処理体の反りを測定するた
   めの非接触式の変位計と、 前記熱風加熱装置を介して対向する位置にそれぞれ設け
   られ、前記変位計を前記熱風加熱装置の上方で一方向に
   移動するための第１のステージと、 この第１のステージ上に設けられ、前記変位計を前記一
   方向に対して垂直な他方向に移動させるための第２のス
   テージと、を具備したことを特徴とする反り測定装置。