JP2003188524A - Reflow apparatus - Google Patents

Reflow apparatus

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JP2003188524A
JP2003188524A JP2001382263A JP2001382263A JP2003188524A JP 2003188524 A JP2003188524 A JP 2003188524A JP 2001382263 A JP2001382263 A JP 2001382263A JP 2001382263 A JP2001382263 A JP 2001382263A JP 2003188524 A JP2003188524 A JP 2003188524A
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Japan
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substrate
processed
heating
gas
temperature
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Japanese (ja)
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Yusuke Kosaka
雄介 小坂
Tadashi Watanabe
規 渡邊
Toshihiko Sugano
敏彦 菅野
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a reflow apparatus wherein even when there are a large difference between heat capacities or heat transfers of parts to be mounted, the parts are uniformly heated for secure soldering by making use both conduction heating by hot air and direct heating by radiation energy. <P>SOLUTION: In a reflow apparatus 10 according to one embodiment, a workpiece board P held horizontally in a heating furnace section 15 can be directly heated with hot air Fa flowing in parallel to the workpiece board P produced in an air feed section 12, a gas heating section 13, and a gas rectifier section 14, additionally, the workpiece board P can be heated with radiation energy of a plurality of small-sized far infrared heaters 151 supported movable vertically by a vertical motion driving apparatus 20A above the heating furnace section 15, and with radiation energy of a lower far infrared heater 152 disposed below the workpiece substrate P at need. The temperature of the individual small-sized far infrared heaters 151 and the temperature of the lower far infrared heater 152 are controlled with a control section 19 such that they form a temperature profile of the workpiece substrate P. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電子回路基板に部
品を実装する場合に用いるリフロー装置、特にその加熱
手段の改良に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a reflow apparatus used for mounting components on an electronic circuit board, and more particularly to improvement of a heating means thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】先ず、図10乃至図14を参照しなが
ら、従来技術のリフロー装置の概略を説明する。
2. Description of the Related Art First, an outline of a conventional reflow apparatus will be described with reference to FIGS.

【0003】図10は従来技術の第1形態のリフロー装
置の概念的な構成図、図11は図10に示したリフロー
装置から送風された熱風の流れを示す略線図、図12は
従来技術のリフロー装置で被処理基板を加熱する場合の
温度プロファイル、図13は従来技術の第2形態のリフ
ロー装置の概念的な構成図、そして図14は図13に示
したリフロー装置における熱風の対流状態を示す説明図
である。
FIG. 10 is a conceptual block diagram of a reflow device according to the first embodiment of the prior art, FIG. 11 is a schematic diagram showing the flow of hot air blown from the reflow device shown in FIG. 10, and FIG. 12 is a prior art. Temperature profile when the substrate to be processed is heated by the reflow device of FIG. 13, FIG. 13 is a conceptual configuration diagram of the reflow device of the second embodiment of the prior art, and FIG. 14 is a convection state of hot air in the reflow device shown in FIG. FIG.

【0004】従来のリフロー装置50は、図10に示す
ように、プリヒートゾーンとリフローゾーンを構成する
複数に区分された加熱ゾーンに分けられ、これら複数の
加熱ゾーンに設けられた複数の加熱ユニット51と、こ
れらの加熱ユニット51間に配設され、下方に熱風を吹
き出す噴出孔52と、それらの赤外線ヒータ51と噴出
孔52との下方へ被処理基板Pを載せ、連続的に搬送す
るベルトコンベア53などが配設されて構成されてい
る。
As shown in FIG. 10, the conventional reflow apparatus 50 is divided into a plurality of heating zones which constitute a preheat zone and a reflow zone, and a plurality of heating units 51 provided in these plurality of heating zones. And a jetting hole 52 which is arranged between these heating units 51 and blows out hot air downward, and a belt conveyor which carries the substrate P to be processed below the infrared heater 51 and the jetting holes 52 and continuously conveys it. 53 and the like are arranged.

【0005】ここで被処理基板Pとは、大きさ、機能な
ど様々な電子部品や機械部品が接着材、例えば、クリー
ム半田を介して電子回路基板上に載置されている基板で
あって、そのクリーム半田を前記のリフロー装置50を
用いて加熱、溶融し、そして冷却することによって前記
の部品が電子回路基板の回路上に固定される半製品であ
る。
Here, the substrate P to be processed is a substrate on which various electronic components such as size and function and mechanical components are mounted on an electronic circuit substrate via an adhesive material, for example, cream solder, It is a semi-finished product in which the component is fixed on the circuit of the electronic circuit board by heating, melting, and cooling the cream solder by using the reflow device 50.

【0006】従って、被処理基板Pはベルトコンベア5
3により上流から各加熱ユニット51、噴出孔52の下
方を通過するにつれて徐々に加熱され、電子回路基板上
のクリーム半田は溶融され、半田付けされる。
Therefore, the substrate P to be processed is transferred to the belt conveyor 5
As it passes through the heating units 51 and the ejection holes 52 from upstream, the cream solder is gradually heated by 3, and the cream solder on the electronic circuit board is melted and soldered.

【0007】この場合、熱風は、図11に示したよう
に、噴出孔52から被処理基板Pへ流れ、熱風は被処理
基板Pに当たり、符号aで示した部分で淀み(淀み点
a)、そして、その被処理基板Pに当たった熱風は被処
理基板Pに沿って壁噴流となって流れる(壁噴流領域
b)。
In this case, as shown in FIG. 11, the hot air flows from the ejection holes 52 to the substrate P to be processed, and the hot air hits the substrate P to be processed and stagnates (stagnation point a) at the portion indicated by the symbol a. Then, the hot air hitting the substrate P to be processed flows as a wall jet along the substrate P to be processed (wall jet region b).

【0008】この時、熱伝達率は、淀み点aにおいて高
く、被処理基板Pに沿って流れている壁噴流領域bにお
いては低い現象が起き、温度のばらつきが発生する一つ
の原因と考えられている。
At this time, the heat transfer coefficient is high at the stagnation point a and low in the wall jet region b flowing along the substrate P to be processed, which is considered to be one of the causes of the temperature variation. ing.

【0009】現在、この点を改善する為、前記リフロー
装置50では、加熱ユニット51の加熱有効面積を大き
くして熱伝達率を高め、また同時に加熱時間を長くする
ことで、被処理基板Pの熱伝導により被処理基板P全体
の温度のばらつきを収束させている。この為、加熱部が
大きくなり、また加熱時間を長くなるため、装置全体が
大きく、または長くなるという問題が生じている。
At present, in order to improve this point, in the reflow apparatus 50, the heating effective area of the heating unit 51 is increased to increase the heat transfer coefficient, and at the same time, the heating time is lengthened, so that the substrate P to be processed is increased. Due to the heat conduction, the temperature variation of the entire substrate P to be processed is converged. For this reason, the heating section becomes large and the heating time becomes long, which causes a problem that the entire apparatus becomes large or long.

【0010】一方、被処理基板Pの加熱状況を、時間及
び被処理基板P上の位置による温度の変化から見てみる
と、被処理基板Pはベルトコンベア53の搬送手段によ
り連続的に装置内を移動するため、被処理基板Pでは上
流部分の温度が先に上昇し、下流部分はベルトコンベア
53のスピードの時間分、後から温度が上昇し始める現
象が発生する。また、前記上流部分での加熱による熱は
被処理基板Pの熱伝導により下流方向に伝わる。前記下
流部分では、この熱伝導で伝わった熱が加算され、上流
部分の温度よりも高くなり易く、図12に示した温度プ
ロファイルのように、被処理基板Pで温度のばらつきが
発生するという問題点が生じる。
On the other hand, when the heating condition of the substrate P to be processed is viewed from the time and the change in temperature depending on the position on the substrate P to be processed, the substrate P to be processed is continuously conveyed in the apparatus by the conveying means of the belt conveyor 53. Therefore, the temperature of the upstream portion of the substrate to be processed P first rises, and the temperature of the downstream portion begins to rise later by the speed of the belt conveyor 53. Further, the heat generated by heating in the upstream portion is transferred in the downstream direction due to the heat conduction of the substrate P to be processed. In the downstream portion, the heat transmitted by the heat conduction is added, and the temperature is likely to be higher than the temperature in the upstream portion, so that a temperature variation occurs in the substrate P to be processed as in the temperature profile shown in FIG. Dots occur.

【0011】また、前記の加熱むらを無くすためのリフ
ロー装置が特開平9−237965に開示されている。
この従来の第2形態のリフロー装置60は、図13に示
したように、第1プリヒートゾーン、第2プリヒートゾ
ーンのように複数に区分された、炉本体61の長手方向
に熱風が対流する加熱ゾーンと、リフローゾーンのよう
に炉本体61の幅方向に熱風が対流する加熱ゾーンを設
け、前者の加熱ゾーンに複数の赤外線ヒータ62を、後
者の加熱ゾーンに複数の赤外線ヒータ63を配設し、被
処理基板Pの投入口で下方に熱風を噴射する熱風吹出ノ
ズル64を配設し、そしてリフローゾーンで下方に熱風
を噴射する熱風吹出ノズル65を配設し、赤外線ヒータ
62、63及び熱風吹出ノズル64、65の下方を被処
理基板Pを搬送できるようにベルトコンベア66を配設
して構成されているものである。熱風はブロア67、6
8から送風される空気をそれぞれヒータ69、70で加
熱して生成され、熱風吹出ノズル64、65から被処理
基板Pへ吹き出される。
A reflow device for eliminating the above-mentioned uneven heating is disclosed in JP-A-9-237965.
As shown in FIG. 13, the reflow device 60 according to the second embodiment of the related art is a heating system in which hot air is convected in the longitudinal direction of the furnace body 61, which is divided into a plurality of first preheat zones and second preheat zones. A zone and a heating zone where hot air convection is provided in the width direction of the furnace body 61 like the reflow zone, a plurality of infrared heaters 62 are arranged in the former heating zone, and a plurality of infrared heaters 63 are arranged in the latter heating zone. , A hot air blowing nozzle 64 for injecting hot air downward at the inlet of the substrate P to be processed, and a hot air blowing nozzle 65 for injecting hot air downward at the reflow zone, and the infrared heaters 62, 63 and hot air. A belt conveyor 66 is arranged so that the substrate P to be processed can be conveyed below the blowing nozzles 64 and 65. Hot air blower 67,6
The air blown from 8 is generated by heating with the heaters 69 and 70, respectively, and is blown to the substrate P to be processed from the hot air blowing nozzles 64 and 65.

【0012】このように構成されたリフロー装置60で
部品を半田付けする場合には、図13及び図14に示し
たように、被処理基板Pを載置してベルトコンベア66
で第1プリヒートゾーンの上流側から水平状態で投入
し、その上方に配設されている熱風吹出ノズル64から
被処理基板Pの被加熱面に垂直に熱風Hvを吹き下ろ
し、その被処理基板Pなどに当たって生じた、炉本体6
1の長手方向に対流する熱風成分Hcで前記被加熱面を
加熱し、また、各ゾーンにおいて赤外線ヒータ62で加
熱してプリヒートし、次に、リフローゾーンに搬入して
熱風吹出ノズル65から被処理基板Pの被加熱面に垂直
に熱風Hvを吹き下ろし、被加熱面に当接して生じ、炉
本体61の幅方向に対流する熱風成分Hcで加熱し、ま
た、複数の赤外線ヒータ63で加熱してクリーム半田を
溶融している。
When soldering components with the reflow device 60 thus constructed, as shown in FIGS. 13 and 14, the substrate P to be processed is placed and the belt conveyor 66 is placed.
At the upstream side of the first preheat zone, the hot air blowing nozzle 64 disposed above the first preheat zone blows down the hot air Hv perpendicularly to the surface to be heated of the substrate P to be processed, and the substrate P to be processed P Furnace body 6 caused by hitting
1. The surface to be heated is heated by the hot air component Hc that convects in the longitudinal direction of 1 and is heated by the infrared heater 62 in each zone to be preheated, and then is carried into the reflow zone to be processed from the hot air blowing nozzle 65. The hot air Hv is blown down perpendicularly to the surface to be heated of the substrate P, is heated by the hot air component Hc that is generated by contacting the surface to be heated, and convects in the width direction of the furnace body 61, and is also heated by the plurality of infrared heaters 63. Melts the cream solder.

【0013】ところが、このリフロー装置60で利用さ
れている熱風Hcは対流であるが故に方向性が無く、従
って、直進性も弱く、そして風速がばらつき、従って、
熱伝達率がばらつく。
However, since the hot air Hc used in the reflow device 60 is convection, it has no directionality, and therefore the straightness is weak, and the wind speed varies.
The heat transfer rate varies.

【0014】このため、リフロー装置60は改良された
ものであっても、被処理基板Pの被加熱面上の温度がば
らつく一要因となり、被加熱面を均一に加熱することが
難しい。
For this reason, even if the reflow device 60 is improved, it causes a temperature variation on the surface to be heated of the substrate P to be processed, and it is difficult to uniformly heat the surface to be heated.

【0015】このような課題を解決するために、本出願
人は、本発明者等が発明した、加熱効率が向上し、熱伝
達率が均一になり、従って、被加熱面上での温度のばら
つきが極めて少ない半田付け方法及びその装置を、特願
2001−077038号を以て出願した。その発明の
半田付け装置(本明細書では「リフロー装置」と記す)
の要点を以下図を用いて説明する。
In order to solve such a problem, the present applicant has invented the present invention that the heating efficiency is improved and the heat transfer coefficient is uniform, and therefore the temperature on the surface to be heated can be improved. We applied for a soldering method and a device therefor with extremely little variation, as in Japanese Patent Application No. 2001-0777038. The soldering device of the invention (referred to as "reflow device" in this specification)
The main points will be described below with reference to the drawings.

【0016】図15は先願発明の一実施形態のリフロー
装置の斜視図、図16は図15に示したリフロー装置の
A―A線上における断面側面図、図17は図16に示し
たリフロー装置の矢印Aで示した部分の拡大断面図、図
18は図15に示した先リフロー装置における加熱炉部
の変形例の一部拡大断面図、図19は図15に示したリ
フロー装置における加熱炉部の他の変形例の一部拡大断
面図、図20は先願発明の半田付け方法に用いることが
できる一般的な温度プロファイルを示す曲線、図21は
従来技術の気体加熱部(リフロー炉)に平板を置いて熱
風を流した場合の温度・速度境界層のグラフ、そして図
22は図21に示した温度・速度境界層における平板上
の局所熱伝達率のグラフである。
FIG. 15 is a perspective view of a reflow apparatus according to one embodiment of the prior invention, FIG. 16 is a cross-sectional side view of the reflow apparatus shown in FIG. 15 taken along the line AA, and FIG. 17 is a reflow apparatus shown in FIG. 18 is an enlarged cross-sectional view of a portion indicated by an arrow A, FIG. 18 is a partially enlarged cross-sectional view of a modification of the heating furnace portion in the previous reflow apparatus shown in FIG. 15, and FIG. 19 is a heating furnace in the reflow apparatus shown in FIG. 20 is a partially enlarged cross-sectional view of another modification of the portion, FIG. 20 is a curve showing a general temperature profile that can be used in the soldering method of the prior invention, and FIG. 21 is a conventional gas heating portion (reflow furnace). FIG. 22 is a graph of the local heat transfer coefficient on the flat plate in the temperature / velocity boundary layer shown in FIG. 21, when a flat plate is placed on the plate and hot air is flowed.

【0017】図15に示した先願発明のリフロー装置8
0は、気体整流部81、気体加熱部82、加熱炉部8
3、排気部84、制御部85、熱風循環路管86、8
7、88などが一つの循環路を形成するように配設され
て構成されている。
The reflow apparatus 8 of the prior invention shown in FIG.
0 is a gas rectifying unit 81, a gas heating unit 82, a heating furnace unit 8
3, exhaust part 84, control part 85, hot-air circulation pipe 86, 8
7, 88 and the like are arranged so as to form one circulation path.

【0018】熱風循環路管86には、内部に開閉バルブ
891が装着されている気体供給管89が接続されてい
る(図16)。そしてこの気体供給管89には気体供給
源20が接続されていて、開閉バルブ891の開閉によ
り清浄な空気或いは窒素ガスのような不活性ガスを随時
供給、或いは遮断できるように構成されている。
A gas supply pipe 89 having an opening / closing valve 891 mounted therein is connected to the hot air circulation pipe 86 (FIG. 16). A gas supply source 20 is connected to the gas supply pipe 89 and is configured so that clean air or an inert gas such as nitrogen gas can be supplied or shut off at any time by opening and closing the open / close valve 891.

【0019】気体整流部81には、図16に示したよう
に、ファン811が組み込まれていて、そのファン81
1を作動することにより熱風循環路86からの気体を引
き込み、そして気体加熱部82、加熱炉部83へ後記す
る被処理基板Pの被加熱面に対して平行に、そして方向
性を持った気流(整流)として、所定の速度、風量で供
給する機能を備えている。
As shown in FIG. 16, a fan 811 is incorporated in the gas rectifying section 81, and the fan 811 is incorporated therein.
1 is operated to draw in gas from the hot air circulation path 86, and to the gas heating section 82 and the heating furnace section 83 in parallel with the heated surface of the substrate P to be processed, which will be described later, and with a directional flow. As (rectification), it has a function of supplying at a predetermined speed and air volume.

【0020】気体整流部81の下流に配設されている気
体加熱部82には、電気ヒータ821が内蔵されており
(図16)、流入する空気を所定の温度に加熱し、所定
の熱風Faを生成する。
An electric heater 821 is built in the gas heating section 82 disposed downstream of the gas rectifying section 81 (FIG. 16), and heats the inflowing air to a predetermined temperature to obtain a predetermined hot air Fa. To generate.

【0021】加熱炉部83は断面が長方形の炉壁831
で構成されており、気体加熱部82から供給された熱風
Faによって、上流から搬入されてくる被処理基板Pの
被加熱面を加熱する部分であって、その中央部の下方側
面に被処理基板Pの搬入口832が設けられており、そ
の反対側の側面には搬出口(不図示)が設けられてい
る。これらは作動中、不図示のドアで閉鎖される。ま
た、搬入口832及び搬出口には、熱風Faの通路に対
して垂直に被処理基板Pを搬入、搬出できるコンベア9
1が配設されている。そして、搬入された被処理基板P
は加熱炉部83の底部に留められる。被処理基板Pは、
図示の例では、その被加熱面を上向きにしてトレイTに
載せ、搬入するように構成されている。
The heating furnace portion 83 has a furnace wall 831 having a rectangular cross section.
And is a portion for heating the surface to be heated of the target substrate P carried in from the upstream by the hot air Fa supplied from the gas heating unit 82, and the target substrate to be processed on the lower side surface of the central portion thereof. A P carry-in port 832 is provided, and a carry-out port (not shown) is provided on the opposite side surface. These are closed by a door (not shown) during operation. Further, the conveyor 9 that can carry in and carry out the substrate P to be processed into and from the carry-in port 832 and the carry-out port is perpendicular to the passage of the hot air Fa.
1 is provided. Then, the processed substrate P that has been carried in
Are fastened to the bottom of the heating furnace section 83. The substrate P to be processed is
In the illustrated example, the surface to be heated is placed on the tray T with the surface to be heated facing upward, and the tray T is loaded.

【0022】加熱炉部83を通過する整流の熱風Fa
は、後記するように風速が制御された、被処理基板の被
加熱面に対して平行な直進性のある流れであって、乱流
になるようにする。風速が低くい場合は熱風Faは層流
となり易く、熱伝達率が乱流に比べると低くなり、前記
被加熱面を十分に加熱できなくなる。
Straightening hot air Fa passing through the heating furnace section 83
Is a straight flow having a wind velocity controlled as described later and parallel to the surface to be heated of the substrate to be processed, and is a turbulent flow. When the wind velocity is low, the hot air Fa is likely to be a laminar flow, the heat transfer coefficient is lower than that of the turbulent flow, and the heated surface cannot be sufficiently heated.

【0023】排気部84には、図16に示したように、
その底面の一部に排気口841が開けられており、その
排気口841には常時閉鎖状態の開閉弁842が装着さ
れていて、この開閉弁842を開くことにより、加熱に
利用された熱風Fbである気体の一部分を循環路から排
気し、加熱炉部83内の圧力(風量)を調節できるよう
に構成されている。また、半田付け作業を終了する場合
には、この排気口841を全開して全ての気体を排気す
る。
As shown in FIG. 16, the exhaust section 84 has
An exhaust port 841 is opened in a part of the bottom surface thereof, and an open / close valve 842 that is always closed is attached to the exhaust port 841. By opening the open / close valve 842, the hot air Fb used for heating is opened. A part of the gas is exhausted from the circulation path, and the pressure (air volume) in the heating furnace section 83 can be adjusted. When the soldering work is finished, the exhaust port 841 is fully opened to exhaust all the gas.

【0024】制御部85にはマイクロコンピュータが内
蔵されていて、そのマイクロコンピュータの制御の下に
気体整流部81のファン811の回転を制御し、送風速
度を制御する制御手段、気体加熱部82の電気ヒータ8
21の加熱温度を調節するために電気ヒータ821に通
電する電流を制御する制御手段、排気部85の開閉弁8
42の開き角度を調整し、加熱炉部83内の圧力(風
量)を加減する制御手段、気体供給管89内の開閉バル
ブ891を開閉し、気体供給源90からの気体の供給或
いはその停止を制御する制御手段、コンベア91を駆動
し、被処理基板Pの搬入、搬出を制御する制御手段など
が組み込まれている。
A microcomputer is built in the control unit 85. Under the control of the microcomputer, the rotation of the fan 811 of the gas rectifying unit 81 is controlled to control the blowing speed, and the gas heating unit 82 is controlled. Electric heater 8
Control means for controlling the current supplied to the electric heater 821 in order to adjust the heating temperature of 21, the on-off valve 8 of the exhaust part 85
The control means for adjusting the opening angle of 42 to adjust the pressure (air volume) in the heating furnace section 83 and the opening / closing valve 891 in the gas supply pipe 89 are opened and closed to supply or stop the supply of gas from the gas supply source 90. A control unit for controlling, a control unit for driving the conveyor 91 to control loading and unloading of the substrate to be processed P, and the like are incorporated.

【0025】熱風循環路管86、87、88は加熱炉部
83からの熱風Fbを気体整流部81へ帰還させる管で
あって、熱風循環路管86、87の構造は断面半円形の
管であり、熱風循環路管88の構造は断面矩形の管で形
成されている。熱風循環路管86からの気体は気体整流
部81内に装着されているファン811により引き込ま
れ、そして気体加熱部82のヒータ821に加熱されて
加熱炉部83へ送り込まれる。
The hot air circulation pipes 86, 87, 88 are pipes for returning the hot air Fb from the heating furnace portion 83 to the gas rectifying portion 81, and the hot air circulation pipes 86, 87 have a semicircular cross section. The structure of the hot air circulation pipe 88 is formed by a pipe having a rectangular cross section. The gas from the hot air circulation pipe 86 is drawn in by the fan 811 mounted in the gas rectification unit 81, heated by the heater 821 of the gas heating unit 82, and sent to the heating furnace unit 83.

【0026】次に、このように構成されたリフロー装置
80の動作を、図17をも参照して、説明する。
Next, the operation of the reflow apparatus 80 having the above-mentioned structure will be described with reference to FIG.

【0027】このリフロー装置80は、前記の従来技術
のリフロー装置で用いられている熱風のダウンフローに
より被処理基板Pを加熱するものとは異なり、被処理基
板Pの被加熱面に対し、熱風Faを平行に流して加熱を
行う。
This reflow device 80 is different from the one for heating the substrate P to be processed by the downflow of hot air used in the above-mentioned conventional reflow device, and differs from the surface to be heated of the substrate P to be heated in hot air. Fa is flown in parallel to perform heating.

【0028】先ず、制御部85の制御の下に、ファン8
11及び電気ヒータ821を作動し、開閉弁842を閉
じ、次に、開閉バルブ891を開く。そうするとファン
811の働きで気体供給源20からの清浄気体が引き込
まれ、その気体は気体供給管89及び熱風循環路管86
を介して気体整流部81へ供給される。その気体は気体
加熱部82に供給され、電気ヒータ821で加熱され
る。加熱された気体は熱風Faとして加熱炉部83へ送
り込まれる。被処理基板Pの被加熱面の加熱温度はその
上方を通過する整流熱風Faの熱によって伝達される。
First, under the control of the controller 85, the fan 8
11 and the electric heater 821 are operated, the opening / closing valve 842 is closed, and then the opening / closing valve 891 is opened. Then, the fan 811 works to draw in the clean gas from the gas supply source 20, and the gas is the gas supply pipe 89 and the hot air circulation passage pipe 86.
And is supplied to the gas rectifying unit 81 via. The gas is supplied to the gas heating unit 82 and heated by the electric heater 821. The heated gas is sent to the heating furnace section 83 as hot air Fa. The heating temperature of the surface to be heated of the substrate P to be processed is transmitted by the heat of the rectified hot air Fa passing above the surface.

【0029】加熱炉部83で被処理基板Pを加熱した熱
風Fbは熱風循環路管87で方向を変えられ、続いて熱
風循環路管88を流れて排気部84に送られ、加熱炉部
83内の圧力が一定になるように、必要に応じて、その
熱風Fbの一部が排気され、或いは半田付け終了時には
全部が排気される。排気する必要がない場合は、全量の
熱風Fbは熱風循環路管86を通じて気体整流部81、
気体加熱部82へ戻され、前記のサイクルで所定の温度
に加熱され、被加熱面に対して平行な直進性のある風
速、風量で循環させられる。
The hot air Fb which has heated the substrate P to be processed in the heating furnace section 83 is changed in direction by the hot air circulation path tube 87, then flows through the hot air circulation path tube 88 and is sent to the exhaust section 84, and the heating furnace section 83. If necessary, part of the hot air Fb is exhausted so that the internal pressure becomes constant, or all of the hot air Fb is exhausted at the end of soldering. When it is not necessary to exhaust the gas, the entire amount of the hot air Fb flows through the hot air circulation passage pipe 86, the gas rectifying unit 81,
The gas is returned to the gas heating unit 82, heated to a predetermined temperature in the above cycle, and circulated at a wind velocity and an air volume that is parallel to the surface to be heated and has a straight traveling property.

【0030】半田付けしようとする被処理基板Pは、電
子回路基板の面積自体が大小様々あり、また、それらの
回路基板上には高さ、表面積、表面の材質などが異なる
様々な部品が載置されているので、被処理基板の種類に
よってそれぞれの比熱が異なる。また、使用されている
クリーム半田によっても、加熱の温度特性を変更する必
要がある。一般的なクリーム半田を使用した場合の一般
的な温度プロファイル曲線は図20に示したような曲線
になり、このような曲線に沿った被処理基板P上の加熱
温度の管理を行う必要がある。その測定のために、テス
ト用基板Ptには、その複数の測定箇所に温度検知器で
ある熱電対、赤外線検知素子、例えば、熱電対Sを固定
しておいて行われる。
The substrate P to be soldered has various sizes of electronic circuit boards, and various parts having different heights, surface areas, surface materials, etc. are mounted on the circuit boards. Since they are placed, their specific heats differ depending on the type of substrate to be processed. Further, it is necessary to change the temperature characteristic of heating depending on the cream solder used. A general temperature profile curve when a general cream solder is used is a curve as shown in FIG. 20, and it is necessary to control the heating temperature on the substrate P to be processed along such a curve. . For the measurement, a thermocouple, which is a temperature detector, an infrared detection element, for example, a thermocouple S is fixed to the plurality of measurement points on the test substrate Pt for the measurement.

【0031】従って、加熱炉部83を通過する整流熱風
Faが所定の温度に上昇し、十分な風速、風量になった
場合に、予め、半田付けしようとする被処理基板Pと同
様に部品が載置されたテスト用基板Ptを、コンベア9
1を用いて、或いはトレイTに載せて加熱炉部83内の
所定の位置に投入し、加熱されたテスト用基板Ptの各
所の温度を熱電対Sで測定し、そのテスト用基板Ptの
測定温度が図20に示した温度プロファイル曲線に沿っ
た温度になるように、気体整流部81、気体加熱部82
を制御し、気体加熱部82から供給される熱風Faの温
度、風速、風量のデータを制御ファクターとして制御部
85のマイクロコンピュータに記憶させる。
Therefore, when the rectifying hot air Fa passing through the heating furnace portion 83 rises to a predetermined temperature and has a sufficient air velocity and air volume, the components are previously prepared in the same manner as the substrate P to be soldered. The test substrate Pt placed on the conveyor 9
1 or put on a tray T and put into a predetermined position in the heating furnace section 83, and the temperature of each portion of the heated test substrate Pt is measured by the thermocouple S, and the test substrate Pt is measured. The gas rectifying unit 81 and the gas heating unit 82 are set so that the temperature becomes the temperature along the temperature profile curve shown in FIG.
The temperature of the hot air Fa supplied from the gas heating unit 82, the wind speed, and the air volume are stored in the microcomputer of the control unit 85 as control factors.

【0032】加熱炉部83での熱風の風速は、例えば、
3〜7m/sになるようファン811の回転数を制御部
85で制御する。熱風Faの風速が速い場合は、被処理
基板上の部品がずれたり、倒れ、或いは移動するような
現象が発生する。熱風Faの温度は電気ヒータ821に
通電する電流量を調整することにより行われ、風量はフ
ァン811の回転数または排気部84の開閉弁842の
開角度を制御して行う。これらの制御は前記制御部85
の下で行われる。
The wind velocity of the hot air in the heating furnace section 83 is, for example,
The control unit 85 controls the rotation speed of the fan 811 so as to be 3 to 7 m / s. When the wind velocity of the hot air Fa is high, a phenomenon occurs such that the component on the substrate to be processed is displaced, collapsed, or moved. The temperature of the hot air Fa is adjusted by adjusting the amount of current supplied to the electric heater 821, and the amount of air is adjusted by controlling the rotational speed of the fan 811 or the opening angle of the open / close valve 842 of the exhaust unit 84. These controls are performed by the control unit 85.
Done under.

【0033】そして、被処理基板Pの被加熱面を実際に
加熱するために必要な最も適正な温度プロファイルが、
図20に示したようなものであれば、前記のようにファ
ン811の回転数、電気ヒータ821の加熱温度、開閉
弁842の開角度を制御部85内のマイクロコンピュー
タで制御される各種の制御手段を用いて制御し、同時に
それらの値をマイクロコンピュータの記憶部に記憶す
る。
Then, the most appropriate temperature profile required for actually heating the surface to be heated of the substrate P to be processed is
As shown in FIG. 20, as described above, various controls such as the rotation speed of the fan 811, the heating temperature of the electric heater 821, and the opening angle of the open / close valve 842 are controlled by the microcomputer in the control unit 85. It is controlled by means of means and at the same time those values are stored in the memory of the microcomputer.

【0034】このように、部品を半田付けしようとする
各種の被処理基板P毎に、温度プロファイルを作成し、
テストし、そのデータをマイクロコンピュータの記憶部
に記憶させた後、半田付けしようとする被処理基板Pを
コンベア91により加熱炉部83へ搬入口832から投
入し、その底部の所定の位置で保持する。そして、その
被処理基板P特有の温度プロファイルに従って、例え
ば、その温度プロファイルが図20に示したようなもの
であれば、先ず、150〜170°Cまで被加熱面の温
度を上昇させ(プリヒート)、この温度で90秒以上一
定に保って、クリーム半田を活性させる。次に、230
〜240°Cまで温度を上昇させ(メインヒート)、約
30秒以上保って半田を全て一様に溶融する。
In this way, a temperature profile is created for each of the various substrates P to be soldered with the components,
After testing and storing the data in the storage unit of the microcomputer, the substrate P to be soldered is loaded into the heating furnace unit 83 from the carry-in port 832 by the conveyor 91 and held at a predetermined position on the bottom thereof. To do. Then, according to the temperature profile peculiar to the substrate to be processed P, for example, if the temperature profile is as shown in FIG. 20, first, the temperature of the surface to be heated is raised to 150 to 170 ° C. (preheat). , Keep the temperature constant for 90 seconds or more to activate the cream solder. Next, 230
The temperature is raised to ˜240 ° C. (main heat) and kept for about 30 seconds or more to melt all the solder uniformly.

【0035】その後、その被処理基板Pをコンベアによ
り加熱炉部83の搬入口832とは反対側の搬出口(不
図示)から加熱炉部83外に搬出し、ファンなどで強制
空冷して被処理基板Pの温度を下げ、半田を凝固させ
る。このようにして載置されていた部品が半田付けされ
る。
After that, the substrate P to be processed is carried out from the carrying-out port (not shown) on the opposite side of the carrying-in port 832 of the heating furnace part 83 to the outside of the heating furnace part 83 by a conveyor, and forcedly cooled by a fan etc. The temperature of the processing substrate P is lowered and the solder is solidified. The components thus placed are soldered.

【0036】前記のように加熱炉部83から被処理基板
Pが搬出されると、次の被処理基板Pがコンベア91に
より加熱炉部83内に搬入され、前記の温度プロファイ
ルに従って同様にクリーム半田の加熱、溶融、そして冷
却を繰り返す。
When the substrate P to be processed is carried out from the heating furnace section 83 as described above, the next substrate to be processed P is carried into the heating furnace section 83 by the conveyor 91, and the cream solder is similarly subjected to the temperature profile described above. Repeat heating, melting, and cooling of.

【0037】以上説明したように本実施形態のリフロー
装置80によれば、被処理基板Pの被加熱表面に対し、
熱風Faを平行に流すため、従来技術に見受けられた熱
風のダウンフローで生じたような淀み点a及び壁噴流領
域bは発生しない。それによって被処理基板P上に対し
て均一な熱伝達を行えるため良好な加熱を行うことがで
きる。
As described above, according to the reflow apparatus 80 of this embodiment, the reheated surface of the substrate P to be processed is
Since the hot air Fa is flown in parallel, the stagnation point a and the wall jet area b unlike the conventional downflow of hot air do not occur. As a result, uniform heat transfer can be performed on the substrate P to be processed, and good heating can be performed.

【0038】[0038]

【発明が解決しようとする課題】しかし、先願発明のリ
フロー装置80は、熱風による熱伝達加熱をメインにし
ているため、加熱効率が低い。被処理基板P上に載置さ
れている各々の部品の熱容量が異なり、或いは対流加
熱、輻射加熱による熱伝達の違いがあることから各部品
を一様に加熱し難い場合がある。このような課題は、先
願発明のリフロー装置80においては、図18に示した
ように、加熱炉部83内の被処理基板Pの上方の管内面
に遠赤外線ヒータ92を固定し、併用することによって
前記の熱容量の差或いは熱伝達の差を吸収することがで
きる。
However, since the reflow device 80 of the invention of the prior application mainly uses heat transfer heating with hot air, the heating efficiency is low. It may be difficult to uniformly heat each component because the heat capacities of the respective components mounted on the substrate P to be processed are different or the heat transfer due to convection heating or radiant heating is different. In the reflow device 80 of the invention of the prior application, as shown in FIG. 18, such a problem is caused by fixing the far-infrared heater 92 to the inner surface of the tube above the substrate P to be processed in the heating furnace portion 83 and using it together. As a result, the difference in heat capacity or the difference in heat transfer can be absorbed.

【0039】しかし、近時、電子回路基板の面積が広く
なり、実装される部品も、その面積が広く、容積も大き
くなり、また、材質や熱伝導率が異なるなど様々であっ
て、これらの部品が微小な部品に混在して実装されるよ
うになっている。例えば、電解コンデンサはその表面の
材質がアルミであるため、輻射加熱に対しては部品表面
で熱を反射し、熱伝達が鈍感になる。この現象は部品が
大きくなるほど顕著になる。
However, recently, the area of the electronic circuit board is widened, and the parts to be mounted are also large in area and volume, and the materials and the thermal conductivity are different. Parts are mixed and mounted on minute parts. For example, since the material of the surface of the electrolytic capacitor is aluminum, heat is reflected on the surface of the component against radiant heating, and heat transfer becomes insensitive. This phenomenon becomes more remarkable as the size of the component increases.

【0040】従って、実装しようとする部品の大きさ、
材質などの幅が大きくなると、それらの差に基づく熱容
量の大幅な差或いは熱伝達の大幅な差は、熱風による熱
伝達加熱に加えて遠赤外線ヒーターを併用しても、被処
理基板Pへの輻射エネルギーの強度は制御できるが、そ
の分布は制御できない。即ち、部分的な輻射強度は制御
できずに、被処理基板には常に一定のエネルギー分布し
か与えられない。そのため、 1.部品配置により、熱容量の大きい部分と小さい部
分、輻射加熱され易い部分とされ難い部分などがある
と、被処理基板各部で温度上昇のばらつきが大きくな
る。特に、温度上昇が遅い熱容量の大きな部品の温度上
昇を待っていると、温度上昇が速い熱容量の小さな部品
が耐熱温度を超えてしまったり、耐熱時間をオーバーし
てしまったりして、破壊される 2.被処理基板の外周と中央とで輻射エネルギーが大き
く異なり、被処理基板の外周と中央の温度上昇のばらつ
きが大きくなる 3.被処理基板の裏面に熱容量の大きな部品(群)があ
ると、被処理基板の表裏面の熱風と被処理基板の表面か
らの遠赤外線ヒーターによる輻射加熱では足りずに、そ
の近辺の温度上昇が遅いなどという問題がある。
Therefore, the size of the component to be mounted,
When the width of the material and the like becomes large, a large difference in heat capacity or a large difference in heat transfer due to the difference between the materials is generated even if the far infrared heater is used in addition to the heat transfer heating by hot air. The intensity of radiant energy can be controlled, but its distribution cannot be controlled. That is, the partial radiation intensity cannot be controlled, and the substrate to be processed is always given a constant energy distribution. Therefore, 1. If there are a portion having a large heat capacity, a portion having a small heat capacity, a portion that is difficult to be radiantly heated, and a portion that is difficult to be radiantly heated due to the arrangement of components, the temperature rise varies widely among the respective portions of the substrate to be processed. In particular, when waiting for a temperature rise of a large heat capacity component with a slow temperature rise, a small heat capacity component with a fast temperature rise will exceed the heat resistant temperature or will exceed the heat resistant time and will be destroyed. 2. 2. Radiation energy greatly differs between the outer periphery and the center of the substrate to be processed, and the variation in temperature rise between the outer periphery and the center of the substrate to be processed becomes large. If there are parts (groups) with a large heat capacity on the back surface of the substrate to be processed, the hot air on the front and back surfaces of the substrate to be processed and the radiant heating from the surface of the substrate to be processed by the far-infrared heater will not be enough, and the temperature rise in the vicinity There is a problem such as being slow.

【0041】また、先行技術では、被処理基板と遠赤外
線ヒーターとの距離は固定されており、温度プロファイ
ルを制御する際に、遠赤外線ヒーターの温度の変更には
時間が掛かるため、大きな放射エネルギーを掛けたまま
空気流で冷却することになり、効果的なプロファイル制
御ができない。
Further, in the prior art, the distance between the substrate to be processed and the far infrared heater is fixed, and it takes time to change the temperature of the far infrared heater when controlling the temperature profile. Since it will be cooled by the air flow while it is on, effective profile control cannot be performed.

【0042】更に、先願発明では、図19に示したよう
に、加熱炉部83Bの管路上面が上流から下流に向かっ
て傾斜した傾斜炉壁831Bとし、管路断面積を下流に
向かって小さくすることで、被処理基板P上の各部の熱
伝達係数の均一化を狙っているが、図21に示したよう
に、被処理基板(平板とみなして)Pの上流端ではどう
しても速度と温度の境界層が発生してしまい、図22に
示したように、熱伝達係数の均一化としては不十分であ
る。
Further, in the prior invention, as shown in FIG. 19, the upper surface of the conduit of the heating furnace part 83B is an inclined furnace wall 831B inclined from the upstream to the downstream, and the sectional area of the conduit is directed to the downstream. By making it smaller, the heat transfer coefficient of each part on the substrate P to be processed is aimed to be uniform, but as shown in FIG. Since a boundary layer of temperature is generated, it is not sufficient to make the heat transfer coefficient uniform, as shown in FIG.

【0043】本発明はこのような課題を解決しようとす
るものであって、実装しようとする部品間に熱容量の大
差或いは熱伝達の大差があっても、熱風による熱伝達加
熱及び輻射エネルギーによる直接加熱を併用して各部品
を一様に加熱し、確実に半田付けできるリフロー装置を
得ることを目的とするものである。
The present invention is intended to solve such a problem. Even if there is a large difference in heat capacity or a large difference in heat transfer between components to be mounted, heat transfer by hot air and direct transfer by radiant energy. An object of the present invention is to obtain a reflow device which can heat each component uniformly by using heating together and can surely solder.

【0044】[0044]

【課題を解決するための手段】それ故、第1の本発明で
は、リフロー装置を、気体の供給源と、その気体を所定
の温度に加熱する気体加熱手段と、部品が載置された被
処理基板が投入された場合に、該被処理基板を所定の位
置で水平状態で保持できる被処理基板加熱手段と、その
被処理基板加熱手段内で保持された前記被処理基板の表
裏両面に対して平行に前記気体加熱手段で所定の温度に
加熱された前記気体を所定の速度の熱風として前記被処
理基板加熱手段に供給する気体整流手段と、前記被処理
基板の上方に配設され、前記被処理基板を輻射熱により
加熱するための遠赤外線ヒータと、前記熱風の温度、速
度、流量及び前記遠赤外線ヒータの輻射熱の温度を制御
する制御手段とを具備せしめて構成し、前記課題を解決
している。
Therefore, according to the first aspect of the present invention, a reflow apparatus is provided with a gas supply source, a gas heating means for heating the gas to a predetermined temperature, and an object on which parts are mounted. When a processed substrate is loaded, the processed substrate heating means capable of holding the processed substrate in a horizontal position at a predetermined position, and the front and back surfaces of the processed substrate held in the processed substrate heating means In parallel with the gas rectifying means for supplying the gas heated to a predetermined temperature by the gas heating means to the target substrate heating means as hot air at a predetermined speed, and arranged above the target substrate, A far infrared heater for heating a substrate to be processed by radiant heat, and a control means for controlling the temperature, speed, flow rate of the hot air and the radiant heat temperature of the far infrared heater, and are configured to solve the above problems. ing.

【0045】前記被処理基板の下方にも、その被処理基
板の裏面を輻射熱により加熱するための下方遠赤外線ヒ
ータを配設してもよい。そして、前記前記遠赤外線ヒー
タを複数の独立した小型遠赤外線ヒータで構成し、それ
ら小型遠赤外線ヒータの加熱温度を前記制御手段により
個別に制御することが好ましい。また、前記遠赤外線ヒ
ータは上下動駆動手段により前記被処理基板に対して上
下動させることが好ましく、その上下動駆動手段はボー
ルねじ機構で構成してもよく、リンク機構で構成するこ
とが好ましい。更にまた、前記遠赤外線ヒータの上下位
置及び又は前記下方遠赤外線ヒータと前記気体整流手段
からの前記熱風の速度を前記制御手段で制御することで
温度プロファイルを制御することができる。そして更に
また、前記遠赤外線ヒータ及び又は前記下方遠赤外線ヒ
ータが前記被処理基板に対して水平方向にずらすように
構成してもよく、そして更にまた、前記被処理基板と前
記遠赤外線ヒータとの間、及び又は前記被処理基板と前
記下方遠赤外線ヒータとの間に挿入できる遠赤外線シャ
ッターを設けても良い。
A lower far infrared heater for heating the back surface of the substrate to be processed by radiant heat may be provided below the substrate to be processed. It is preferable that the far infrared heater is composed of a plurality of independent small far infrared heaters, and the heating temperature of each of the small far infrared heaters is individually controlled by the control means. Further, it is preferable that the far-infrared heater is moved up and down with respect to the substrate to be processed by a vertical movement driving means, and the vertical movement driving means may be constituted by a ball screw mechanism or a link mechanism. . Furthermore, the temperature profile can be controlled by controlling the vertical position of the far infrared heater and / or the velocity of the hot air from the lower far infrared heater and the gas rectifying means by the control means. Furthermore, the far-infrared heater and / or the lower far-infrared heater may be configured to be displaced in the horizontal direction with respect to the substrate to be processed, and furthermore, the substrate to be processed and the far-infrared heater A far infrared shutter that can be inserted between the substrate to be processed and the lower far infrared heater may be provided.

【0046】また、第2の発明では、リフロー装置を、
気体の供給源と、その気体を所定の温度に加熱する気体
加熱手段と、部品が載置された被処理基板が投入された
場合に、該被処理基板を所定の位置で水平状態で保持で
きる被処理基板加熱手段と、その被処理基板加熱手段内
で保持された前記被処理基板の表裏両面に対して平行に
前記気体加熱手段で所定の温度に加熱された前記気体を
所定の速度の熱風として前記被処理基板加熱手段に供給
する気体整流手段と、前記被処理基板の上流側に配設さ
れ、前記被処理基板に当たる前記気体整流手段からの前
記熱風の流れを調整する整流ブロックと、前記熱風の温
度、速度及び流量を制御する制御手段とを具備せしめ
て、前記課題を解決している。
In the second invention, the reflow device is
When a gas supply source, a gas heating unit that heats the gas to a predetermined temperature, and a substrate to be processed on which components are placed are input, the substrate to be processed can be held horizontally at a predetermined position. The target substrate heating means and the gas heated to a predetermined temperature by the gas heating means in parallel to both the front and back surfaces of the target substrate held in the target substrate heating means are heated with a predetermined speed of hot air. A gas rectifying means for supplying the substrate to be processed heating means, a rectifying block arranged on the upstream side of the substrate to be processed, for adjusting the flow of the hot air from the gas rectifying means to hit the substrate to be processed, and The above problem is solved by providing a control means for controlling the temperature, speed and flow rate of the hot air.

【0047】更にまた、第3の発明では、リフロー装置
を、気体の供給源と、その気体を所定の温度に加熱する
気体加熱手段と、部品が載置された被処理基板が投入さ
れた場合に、その被処理基板を所定の位置で水平状態で
保持できる被処理基板加熱手段と、その被処理基板加熱
手段内で保持された前記被処理基板の表裏両面に対して
平行に前記気体加熱手段で所定の温度に加熱された前記
気体を所定の速度の熱風として前記被処理基板加熱手段
に供給する気体整流手段と、前記被処理基板の上方に配
設され、前記被処理基板を輻射熱により加熱するための
複数の独立した小型遠赤外線ヒータと、それら小型遠赤
外線ヒータを前記被処理基板に対して上下動させる上下
動駆動手段と、前記被処理基板の下方に配設され、前記
被処理基板の裏面を輻射熱により加熱するための下方遠
赤外線ヒータと、前記被処理基板の上流側に配設され、
前記被処理基板に当たる前記気体整流手段からの前記熱
風の流れを調整する整流ブロックと、前記熱風の温度、
速度、流量、前記複数の小型遠赤外線ヒータの上下位
置、前記個々の小型遠赤外線ヒータの加熱温度、前記下
方遠赤外線ヒータの加熱温度、前記被処理基板加熱手段
の温度プロファイルなどを制御する制御手段とを具備せ
しめて、前記課題を解決している。
Furthermore, in the third invention, the reflow device is provided with a gas supply source, a gas heating means for heating the gas to a predetermined temperature, and a substrate on which parts are placed. A substrate heating means capable of holding the substrate in a horizontal position at a predetermined position, and the gas heating means parallel to both front and back surfaces of the substrate held in the substrate heating means. A gas rectifying means for supplying the gas heated to a predetermined temperature as a hot air at a predetermined speed to the target substrate heating means, and the target substrate disposed above the target substrate and heated by the radiant heat. A plurality of independent small far-infrared heaters, a vertical movement driving means for moving the small far-infrared heaters up and down with respect to the substrate to be processed, and the substrate to be processed arranged below the substrate to be processed. Back of And lower far-infrared heater for heating by radiant heat is disposed on an upstream side of the substrate to be processed,
A rectifying block that adjusts the flow of the hot air from the gas rectifying means that hits the substrate to be processed, and the temperature of the hot air,
Control means for controlling speed, flow rate, vertical positions of the plurality of small far infrared heaters, heating temperature of each small far infrared heater, heating temperature of the lower far infrared heater, temperature profile of the substrate heating means, and the like. The above problem is solved by providing the following.

【0048】従って、前記第1の発明のリフロー装置に
よれば、遠赤外線ヒータを配設したことにより、被処理
基板に平行な熱風による熱伝達による加熱に加えて、遠
赤外線ヒータの輻射熱により被処理基板を加熱すること
ができ、必要に応じて下方遠赤外線ヒータを用いること
により、一層加熱効率を上げることができる。
Therefore, according to the reflow apparatus of the first invention, since the far infrared heater is provided, in addition to the heating by the heat transfer by the hot air parallel to the substrate to be processed, the radiant heat of the far infrared heater is also used. The substrate to be processed can be heated and, if necessary, the lower far infrared heater can be used to further improve the heating efficiency.

【0049】そしてこのリフロー装置の場合、前記遠赤
外線ヒータを複数の独立した小型遠赤外線ヒータで構成
し、それら小型遠赤外線ヒータの加熱温度を個別に制御
することにより、被処理基板に搭載されている部品の熱
容量に応じて、被処理基板が受ける輻射エネルギーの分
布を任意に制御でき、被処理基板上の温度のばらつきを
縮小できる。更に、遠赤外線ヒータを被処理基板に対し
て上下動させることにより、輻射エネルギー強度の素早
い変化が得られ、効率的な温度プロファイル制御ができ
る。その遠赤外線ヒータの上下動の駆動手段はボールね
じ機構を用いることにより、その上下位置を微細に調整
でき、リンク機構を用いることによりリフロー装置の高
さを抑えることができる。更にまた、前記遠赤外線ヒー
タ及び又は下方遠赤外線ヒータその被処理基板に対して
水平方向にずらすことにより被処理基板の全て或いは一
部分の加熱を選択的に遮断することができる。そして前
記第2のリフロー装置によれば、前記被処理基板の上流
側に整流ブロックを配設したことにより、整流手段から
の平行な熱風を制御でき、被処理基板上の局所熱伝達率
を、その被処理基板の上流と下流とで均一化でき、これ
によって温度上昇の速度を揃えられ、被処理基板の温度
のばらつきを縮小できる。
In the case of this reflow apparatus, the far infrared heater is composed of a plurality of independent small far infrared heaters, and the heating temperature of each of the small far infrared heaters is individually controlled so that the far infrared heater is mounted on the substrate to be processed. The distribution of the radiant energy received by the substrate to be processed can be arbitrarily controlled according to the heat capacity of the components present, and the variation in temperature on the substrate to be processed can be reduced. Further, by moving the far infrared heater up and down with respect to the substrate to be processed, a rapid change in the radiant energy intensity can be obtained, and efficient temperature profile control can be performed. The up-and-down position of the far-infrared heater can be finely adjusted by using a ball screw mechanism as the driving means for vertical movement, and the height of the reflow device can be suppressed by using a link mechanism. Furthermore, by heating the far infrared heater and / or the lower far infrared heater horizontally with respect to the substrate to be processed, it is possible to selectively block the heating of all or part of the substrate to be processed. Further, according to the second reflow device, by disposing the rectifying block on the upstream side of the substrate to be processed, it is possible to control the parallel hot air from the rectifying means, and to reduce the local heat transfer coefficient on the substrate to be processed. It is possible to make the upstream and downstream of the substrate to be processed uniform, which makes it possible to equalize the rate of temperature rise and reduce variations in the temperature of the substrate to be processed.

【0050】また、前記第3のリフロー装置によれば、
空気を加熱してその空気からの熱伝達による加熱と複数
の小型遠赤外線ヒータ及び下方遠赤外線ヒータからの輻
射エネルギーによる直接加熱により被処理基板の特性に
応じて効果的に高効率で加熱でき、そして被処理基板の
上流に整流ブロックを配設したことによって平行な流れ
の熱風を制御してやることで、基板上の局所熱伝達率を
基板の上流と下流でより一層均一化でき、よって温度上
昇の速度を揃えられ、基板上の温度ばらつきを縮小でき
る。
According to the third reflow apparatus,
By heating air and heat transfer from the air and direct heating by radiant energy from a plurality of small far-infrared heaters and lower far-infrared heaters, it is possible to effectively and efficiently heat according to the characteristics of the substrate to be processed, By arranging the rectifying block upstream of the substrate to be processed to control the parallel flow of hot air, the local heat transfer coefficient on the substrate can be made more uniform on the upstream side and the downstream side of the substrate, thus increasing the temperature rise. The speed can be made uniform and the temperature variation on the substrate can be reduced.

【0051】[0051]

【発明の実施の形態】以下、図1乃至図9を用いて、本
発明の一実施形態のリフロー装置を説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION A reflow apparatus according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

【0052】図1は本発明の一実施形態のリフロー装置
の概念的な構成図、図2は図1に示したリフロー装置の
加熱炉部における上方遠赤外線ヒータの配列を示す平面
図、図3は本発明のリフロー装置で一実施例の被処理基
板を加熱した場合のその被処理基板上の温度プロファイ
ルを示すグラフ、図4は従来技術のリフロー装置で一実
施例の被処理基板を加熱した場合のその被処理基板上の
温度プロファイルを示すグラフ、図5は本発明の気体加
熱部(リフロー炉)に平板を置いて熱風を流した場合の
温度・速度境界層のグラフ、図6は図5に示した温度・
速度境界層における平板上の局所熱伝達率のグラフ、図
7は被処理基板に対する各種加熱状態の輻射エネルギー
の分布を示すグラフ、図8は本発明に用いて好適な第2
実施形態の上方遠赤外線ヒータの上下動駆動装置の概念
図、そして図9は本発明に用いて好適な第3実施形態の
上方遠赤外線ヒータの上下動駆動装置の概念図である。
FIG. 1 is a conceptual configuration diagram of a reflow apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a plan view showing an array of upper far infrared heaters in a heating furnace section of the reflow apparatus shown in FIG. 1, and FIG. Is a graph showing a temperature profile on the substrate to be processed when the substrate to be processed of the embodiment is heated by the reflow device of the present invention, and FIG. 4 is a diagram illustrating a substrate to be processed of the embodiment to be heated by the conventional reflow device. 5 is a graph showing the temperature profile on the substrate to be processed in the case, FIG. 5 is a graph of the temperature / velocity boundary layer when a flat plate is placed in the gas heating unit (reflow furnace) of the present invention and hot air is flowed, and FIG. The temperature shown in 5
A graph of local heat transfer coefficient on a flat plate in the velocity boundary layer, FIG. 7 is a graph showing distribution of radiant energy in various heating states with respect to a substrate to be processed, and FIG. 8 is a second graph suitable for use in the present invention.
FIG. 9 is a conceptual diagram of a vertical movement driving device for an upper far infrared heater according to the embodiment, and FIG. 9 is a conceptual diagram of a vertical movement driving device for an upper far infrared heater according to a third preferred embodiment of the present invention.

【0053】先ず、図1を用いて本発明の一実施形態の
リフロー装置の構成を説明する。
First, the structure of a reflow apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0054】図1において、符号10は全体として本発
明のリフロー装置を指す。このリフロー装置10は、上
流から下流に向けて順に配設されている気体供給源1
1、送風部12、気体加熱部13、気体整流部14、加
熱炉部15、加熱炉部15の被処理基板支持部材153
の上流に配設されている整流ブロック16と、加熱炉部
15の排気側から加熱炉部15、気体整流部14、気体
加熱部13、送風部12の下方にわたって形成されてい
る熱風循環路部17、その一部分に設けられている排気
部18、加熱炉部15の上方に配設されている遠赤外線
ヒータの上下動駆動装置20A、制御部19、温度計測
センサー30から構成されている。これら送風部12、
気体加熱部13、気体整流部14、加熱炉部15は管体
からなり、それらの管体は、断面が同一の口径の矩形の
構造のものである。
In FIG. 1, reference numeral 10 generally indicates the reflow apparatus of the present invention. The reflow device 10 is provided with a gas supply source 1 which is sequentially arranged from upstream to downstream.
1, blower unit 12, gas heating unit 13, gas rectifying unit 14, heating furnace unit 15, substrate support member 153 to be processed of heating furnace unit 15
Baffle block 16 disposed upstream of the heating furnace part 15, and a hot air circulation passage part formed from the exhaust side of the heating furnace part 15 to the lower part of the heating furnace part 15, the gas rectifying part 14, the gas heating part 13, and the air blowing part 12. 17, an exhaust unit 18 provided in a part thereof, a vertical movement drive device 20A for a far infrared heater disposed above the heating furnace unit 15, a control unit 19, and a temperature measurement sensor 30. These blowers 12,
The gas heating unit 13, the gas rectifying unit 14, and the heating furnace unit 15 are tubular bodies, and the tubular bodies have a rectangular structure with the same cross-section.

【0055】気体供給源11は送風部12に接続されて
いて、不図示の開閉バルブの開閉により清浄な空気或い
は窒素ガスのような不活性ガスを随時供給し、或いは遮
断できるように構成されている。
The gas supply source 11 is connected to the blower unit 12 and is constructed so that clean air or an inert gas such as nitrogen gas can be supplied or shut off at any time by opening and closing an open / close valve (not shown). There is.

【0056】送風部12には、ファン(不図示)が組み
込まれていて、そのファンを作動することにより気体を
所定の速度で気体加熱部13に送る。気体加熱部13に
は電気ヒータ(不図示)が内蔵されていて、所定の温度
に気体を加熱する。加熱された気体はファンにより気体
加熱部13から気体整流部14へ送られ、加熱炉部15
に載置されている被処理基板Pに応じて管路断面内の温
度、流速が均一化され、被処理基板Pに平行な方向性を
持った熱風Faに整えられて加熱炉部15へ送られる。
A fan (not shown) is incorporated in the blower unit 12, and the gas is sent to the gas heating unit 13 at a predetermined speed by operating the fan. An electric heater (not shown) is built in the gas heating unit 13 to heat the gas to a predetermined temperature. The heated gas is sent from the gas heating unit 13 to the gas rectifying unit 14 by the fan, and the heating furnace unit 15
The temperature and flow velocity in the cross section of the conduit are made uniform according to the substrate P to be processed placed on the substrate P, and the hot air Fa having a direction parallel to the substrate P to be processed is prepared and sent to the heating furnace unit 15. To be

【0057】加熱炉部15に送り込まれた熱風Faは整
流ブロック16によって、載置されている被処理基板P
の表裏両面上の各部での熱伝達率が一定になるように制
御された流れとなる。
The hot air Fa sent to the heating furnace section 15 is rectified by the rectifying block 16 and is placed on the substrate P to be processed.
The flow is controlled so that the heat transfer coefficient in each part on both the front and back sides is constant.

【0058】加熱炉部15は、上方遠赤外線ヒータ15
1、下方遠赤外線ヒータ152、被処理基板Pを支持す
る支持部材153とから構成されている。支持部材15
3は加熱炉部15の下部管内に配設されており、被処理
基板Pの表裏両面に当たる熱風をできるだけ乱さないよ
うに支持できるように、被処理基板Pの四隅を支持する
細いピンなどで構成されている。
The heating furnace section 15 includes an upper far infrared heater 15
1, a lower far infrared heater 152, and a supporting member 153 that supports the substrate P to be processed. Support member 15
3 is arranged in the lower tube of the heating furnace unit 15 and is composed of thin pins or the like that support the four corners of the substrate P to be processed so as to support the hot air hitting the front and back surfaces of the substrate P as little as possible. Has been done.

【0059】上方遠赤外線ヒータ151は、図2に例示
したように、複数枚の小型遠赤外線ヒータで構成されて
いる。これら小型遠赤外線ヒータは、例えば、短辺の長
さLaが60mm、長辺の長さLbが120mmのパネ
ル構造のもので加熱炉部15の幅方向に4枚、そして加
熱炉部15の上流側から下流側に向けて、それぞれの列
にそれぞれ6枚、計24枚の小型遠赤外線ヒータがそれ
ぞれ5mmの隣接間隔Ga、Gbを開けてマトリックス
状に配列されている。それら小型遠赤外線ヒータに説明
の便宜上、符号151A、151B、・・・151Xを
付した。なお、以降、これらの小型遠赤外線ヒータを合
わせて「小型遠赤外線ヒータ151A・・・」と記す。
The upper far infrared heater 151 is composed of a plurality of small far infrared heaters as illustrated in FIG. These small far-infrared heaters have, for example, a panel structure having a short side length La of 60 mm and a long side length Lb of 120 mm, and have four sheets in the width direction of the heating furnace section 15, and upstream of the heating furnace section 15. From the side to the downstream side, a total of 24 small far-infrared heaters, 6 in each row, are arranged in a matrix form with adjacent gaps Ga and Gb of 5 mm. For convenience of description, these small far-infrared heaters are denoted by reference numerals 151A, 151B, ... 151X. Hereinafter, these small far infrared heaters will be collectively referred to as "small far infrared heater 151A ...".

【0060】そしてこれら複数の小型遠赤外線ヒータ1
51A・・・は支持部材153の上方に形成されている
上部管体154の開口部155に臨んで、上下動駆動装
置20Aに支持されて一平面状に配設されている。そし
て一方の下方遠赤外線ヒータ152は支持部材153の
下方の管体底辺内面に配設されている。
Then, the plurality of small far infrared heaters 1
51A ... Face the opening 155 of the upper tube 154 formed above the support member 153, are supported by the vertical movement drive device 20A, and are arranged in one plane. The one lower far-infrared heater 152 is disposed on the inner surface of the bottom side of the tube below the support member 153.

【0061】下方遠赤外線ヒータ152もまたパネル構
造の複数枚の、例えば、12枚の小型遠赤外線ヒータが
図2に示した上方遠赤外線ヒータ151の小型遠赤外線
ヒータ151A・・・と同様にマトリックス状に配列さ
れて構成されている。
The lower far-infrared heater 152 is also composed of a plurality of, for example, 12 small far-infrared heaters having a panel structure, like the small far-infrared heater 151A of the upper far-infrared heater 151 shown in FIG. It is arranged in a shape.

【0062】これら上方遠赤外線ヒータ151及び下方
遠赤外線ヒータ152を構成する個々の小型遠赤外線ヒ
ータ151A・・・は、被処理基板Pの表裏両面各部で
欲しい輻射エネルギーが得られるように後記する制御部
19によって個々に温度調整され、その温度に応じた輻
射エネルギーによって被処理基板Pを加熱する。
The individual small far-infrared heaters 151A, ..., Which constitute the upper far-infrared heater 151 and the lower far-infrared heater 152, are controlled as described below so that desired radiation energy can be obtained at both front and back sides of the substrate P to be processed. The temperature is individually adjusted by the unit 19, and the substrate P to be processed is heated by radiant energy corresponding to the temperature.

【0063】なお、被処理基板Pの温度特性によって
は、遠赤外線ヒータは前記のように複数の小型遠赤外線
ヒータ151A・・・で構成する必要はなく、一枚の遠
赤外線ヒータを用いてその被処理基板Pを輻射加熱する
ように構成してもよい。ただし、この場合も加熱温度の
調整は遠赤外線ヒータを上下動させて行うことができ
る。
Depending on the temperature characteristics of the substrate P to be processed, the far-infrared heater does not have to be composed of a plurality of small far-infrared heaters 151A as described above, but one far-infrared heater is used. The substrate P to be processed may be configured to be radiantly heated. However, also in this case, the heating temperature can be adjusted by moving the far infrared heater up and down.

【0064】制御部19には加熱炉部15内の温度或い
は被処理基板Pの温度が温度計測センサー30によって
計測されて、それらのデータがフィードバックされる。
制御部19はこれらのデータを基に、送風部12のファ
ンの回転数、気体加熱部13の温度、上方遠赤外線ヒー
タ151と下方遠赤外線ヒータ152の温度、上方遠赤
外線ヒータ151の高さを制御し、加熱しようとする被
処理基板Pの所定の温度プロファイルを実現する。
The temperature in the heating furnace section 15 or the temperature of the substrate P to be processed is measured by the temperature measuring sensor 30 and the data is fed back to the control section 19.
Based on these data, the control unit 19 determines the number of rotations of the fan of the blower unit 12, the temperature of the gas heating unit 13, the temperatures of the upper far infrared heater 151 and the lower far infrared heater 152, and the height of the upper far infrared heater 151. A predetermined temperature profile of the target substrate P to be controlled and heated is realized.

【0065】被処理基板Pはその被加熱面を上向きにし
て支持部材153に載置され、後記する加熱方法により
熱風Faと上方遠赤外線ヒータ151及び又は下方遠赤
外線ヒータ152の輻射熱の併用により加熱される。被
処理基板Pは、支持部材153にベルトコンベア(不図
示)により搬入してもよく、その被加熱面を上向きにし
てトレイ(不図示)に載せ、搬入するように構成しても
よい。
The substrate P to be processed is placed on the supporting member 153 with its surface to be heated facing upward, and heated by the combined use of hot air Fa and radiant heat of the upper far infrared heater 151 and / or the lower far infrared heater 152 by the heating method described later. To be done. The substrate P to be processed may be carried in to the support member 153 by a belt conveyor (not shown), or may be configured to be carried in by being placed on a tray (not shown) with its heated surface facing upward.

【0066】使用済みの熱風Fbは熱風循環路部17を
通じて送風部12へ帰還される。半田付け作業が全て終
了した場合は排気部18から熱風を排気する。
The used hot air Fb is returned to the air blowing section 12 through the hot air circulation path section 17. When all the soldering work is completed, hot air is exhausted from the exhaust unit 18.

【0067】なお、被処理基板Pの搬入機構、熱風循環
路部17などは本発明の要部ではないので、それらの詳
細な説明は省略する。
The substrate P carrying-in mechanism, the hot air circulation passage portion 17 and the like are not essential parts of the present invention, so detailed description thereof will be omitted.

【0068】上下動駆動装置20Aは、加熱炉部15の
上方に突出して形成されている上部管体154に加熱炉
部15の上面を覆うように固定されている四辺形の支持
基板21を基礎にして組み立てられている。この支持基
板21の、例えば、四隅に4本のシャフト22を、加熱
炉部15の両側辺部に片側2本ずつ、リニアブッシュ2
3を介して取り付け、それぞれの下端に小型遠赤外線ヒ
ータ151を支持する四辺形のヒータ支持板24が取り
付けられている。このヒータ支持板24の面積は、当然
のことながら、支持基板21の面積より若干少なく、そ
して上部管体154の内壁との間に僅かな隙間が開くよ
うな外形寸法のものである。支持基板21とヒータ支持
板24との、例えば、中央部には、1本のボールねじ2
5が取り付けられている。ボールねじ25の上端はボー
ルねじナット26を介して25支持基板21の上方に突
出しており、ボールねじ25の下端はヒータ支持板24
に固定されている。ボールねじ25の上端にはプーリー
27が固定されており、そしてこのプーリー27の近傍
の支持基板21上にモーターMが固定されていて、その
回転軸にモータープーリー28が取り付けられている。
プーリー27とモータープーリー28とにはベルト29
が掛け渡されており、モーター27を回転駆動すること
によりボールねじ25が回転し、ヒータ支持板24を上
下動させることができる。この場合、ヒータ支持板24
は4本のシャフト22に支持され、リニアブッシュ23
にガイドされて加熱炉部15の支持部材153に載置さ
れている被処理基板Pの面に対して平行に上下動する。
ヒータ支持板24の下面には、前記複数枚の小型遠赤外
線ヒータ151A・・・が取り付けられている。上下動
駆動装置20Aは以上のような機構からなり、上方遠赤
外線ヒータ151、即ち、複数枚の小型遠赤外線ヒータ
151A・・・を上下動できるように支持している。
The up-and-down drive device 20A is based on a quadrilateral support substrate 21 fixed to an upper tube 154 projecting above the heating furnace section 15 so as to cover the upper surface of the heating furnace section 15. Is assembled. For example, four shafts 22 are provided at four corners of the support substrate 21, and two shafts 22 are provided on each side of the heating furnace section 15 on each side.
A quadrilateral heater support plate 24 is attached to the lower ends of the quadrilateral heater supports 3 to support the small far-infrared heater 151. The area of the heater support plate 24 is, of course, slightly smaller than the area of the support substrate 21, and has such an external dimension that a slight gap is opened between the heater support plate 24 and the inner wall of the upper tube body 154. For example, one ball screw 2 is provided at the center of the support substrate 21 and the heater support plate 24.
5 is attached. The upper end of the ball screw 25 projects above the 25 support substrate 21 via a ball screw nut 26, and the lower end of the ball screw 25 has a heater support plate 24.
It is fixed to. A pulley 27 is fixed to the upper end of the ball screw 25, a motor M is fixed on the support substrate 21 near the pulley 27, and a motor pulley 28 is attached to its rotation shaft.
A belt 29 is provided between the pulley 27 and the motor pulley 28.
The ball screw 25 is rotated by rotating the motor 27, and the heater support plate 24 can be moved up and down. In this case, the heater support plate 24
Is supported by four shafts 22, and the linear bush 23
And is vertically moved in parallel with the surface of the substrate P to be processed placed on the support member 153 of the heating furnace unit 15.
The plurality of small far-infrared heaters 151A ... Are attached to the lower surface of the heater support plate 24. The vertical movement driving device 20A has the above-described mechanism and supports the upper far infrared heater 151, that is, a plurality of small far infrared heaters 151A so as to be vertically movable.

【0069】以上説明したように、本発明のリフロー装
置10は構成されている。
As described above, the reflow apparatus 10 of the present invention is constructed.

【0070】次に、このリフロー装置10における各部
の作用を説明する。 1.被処理基板Pの加熱 被処理基板Pの加熱は熱風Faによる熱伝達加熱と、上
方遠赤外線ヒータ151である複数枚の小型遠赤外線ヒ
ータ151A・・・と下方遠赤外線ヒータ152からの
遠赤外線の輻射エネルギーによる輻射加熱とにより加熱
される。 2.整流ブロック18による整流 一般的に、流れの中に流れに平行な平板Paがあると、
図21に示したように、平板Paの上流端から温度・速
度境界層が発生する。平板Pa上の部品のズレ、倒れが
無い範囲の流速では、層流境界層となる。この時、平板
Pa上の局所熱伝達率は図22のようになり、平板Pa
の上流と下流で大きく異なる。従って、温度上昇の速度
も大きく異なり、平板Pa上の温度のばらつきが大きく
なる。
Next, the operation of each part in the reflow apparatus 10 will be described. 1. Heating of the substrate to be processed P The heating of the substrate to be processed P is performed by heat transfer heating by the hot air Fa, and the far infrared rays from the plurality of small far infrared ray heaters 151A ... It is heated by radiant heating with radiant energy. 2. Rectification by the rectification block 18 Generally, when there is a flat plate Pa parallel to the flow in the flow,
As shown in FIG. 21, a temperature / velocity boundary layer is generated from the upstream end of the flat plate Pa. A laminar boundary layer is formed at a flow velocity in a range where there is no displacement or collapse of the components on the flat plate Pa. At this time, the local heat transfer coefficient on the flat plate Pa is as shown in FIG.
There is a big difference between upstream and downstream of. Therefore, the rate of temperature rise is also greatly different, and the variation in temperature on the flat plate Pa becomes large.

【0071】これに対し、本発明のように平板Paの上
流に整流ブロック16を置いて流れを制御すると、図5
のような速度・温度境界層を作り出すことができる。こ
の場合、平板Pa上の局所熱伝達率は、図6に示したよ
うになり、平板Paの上流と下流とで大きくは異ならな
い。従って、温度上昇の速度も大きくは変わらず、平板
Pa上の温度のばらつきが縮小する。 3.輻射エネルギーの分布制御(メイン) 複数枚の小型遠赤外線ヒータ151は、それぞれ独立し
て温度を設定することができる。各小型遠赤外線ヒータ
151A・・・の温度を同一に設定した場合は、図7A
に示したように、被処理基板Pの各部が受ける輻射エネ
ルギー分布のばらつきが大きい。しかし、各小型遠赤外
線ヒータ151の温度を適切に設定することにより、図
7Bに示したように、被処理基板Pの各部が受ける輻射
エネルギーの分布を均一化したり、或いは図7Cに示し
たように、必要な部分に強く、不要な部分に弱く、など
と輻射エネルギー分布の制御を行なうことができる。 4.輻射エネルギーの分布制御(サブ) 下方遠赤外線ヒータ152を構成する一枚一枚の小型遠
赤外線ヒータも、それぞれ独立に温度を設定することが
できる。個々の小型遠赤外線ヒータの温度を適切に設定
することにより、被処理基板Pの温度の上がり難い部分
(熱容量の大きな部品が集まっている部分など)に輻射
エネルギーを集中させ、複数の小型遠赤外線ヒータ15
1A・・・による加熱を補助して、被処理基板P全体の
温度のばらつきを縮小する機能を果たす。 5.複数の小型遠赤外線ヒータ151A・・・の上下駆
動制御 温度プロファイル上で速い温度上昇が必要な部分では、
輻射エネルギーの強度を高め、遅い温度上昇(プリヒー
ト、メインリフロー)が必要な部分では輻射エネルギー
強度を抑える必要がある。
On the other hand, when the rectifying block 16 is placed upstream of the flat plate Pa to control the flow as in the present invention, as shown in FIG.
It is possible to create a velocity / temperature boundary layer such as. In this case, the local heat transfer coefficient on the flat plate Pa is as shown in FIG. 6, and the upstream and downstream of the flat plate Pa do not differ greatly. Therefore, the rate of temperature rise does not change significantly, and the variation in temperature on the flat plate Pa is reduced. 3. Radiant energy distribution control (main) A plurality of small far-infrared heaters 151 can independently set the temperature. When the temperatures of the small far infrared heaters 151A ...
As shown in (4), the radiant energy distribution received by each part of the substrate P to be processed varies widely. However, by appropriately setting the temperature of each small far-infrared heater 151, as shown in FIG. 7B, the distribution of the radiant energy received by each part of the substrate P to be processed is made uniform, or as shown in FIG. 7C. In addition, it is possible to control the radiant energy distribution such that it is strong in necessary parts and weak in unnecessary parts. 4. Radiant Energy Distribution Control (Sub) The temperature of each small far-infrared heater that constitutes the lower far-infrared heater 152 can be independently set. By appropriately setting the temperature of each small far infrared heater, the radiant energy is concentrated in a portion where the temperature of the substrate P is difficult to rise (such as a portion where a large amount of heat capacity is gathered), and a plurality of small far infrared rays Heater 15
The function of assisting the heating by 1A ... And reducing the variation in the temperature of the entire substrate P to be processed is performed. 5. In the part where a fast temperature rise is required on the vertical drive control temperature profile of the plurality of small far-infrared heaters 151A ...
It is necessary to increase the intensity of the radiant energy and suppress the radiant energy intensity in the part where a slow temperature rise (preheat, main reflow) is required.

【0072】このために複数の小型遠赤外線ヒータ15
1A・・・を同時に上下駆動させ、輻射エネルギーの強
度を高めたい時には、被処理基板Pに近づけ、輻射エネ
ルギー強度を抑えたい時には被処理基板Pから遠ざける
ように制御する。 6.温度プロファイル制御 制御部19は、計測された気体加熱部13の炉内の温度
と被処理基板Pの温度データを基に、送風部12のファ
ンの回転数、気体加熱部13の温度、複数の小型遠赤外
線ヒータ151A・・・と下方遠赤外線ヒータ152の
小型遠赤外線ヒータのそれぞれの温度、複数の小型遠赤
外線ヒータ151A・・・の高さを制御し、処理しよう
とする被処理基板Pに最適な所定の温度プロファイルを
実現する。制御したい被処理基板Pの加熱温度は、これ
らの制御可能パラメータの内、特に送風部12のファン
の回転数と複数の小型遠赤外線ヒータ151A・・・の
高さに敏感に反応する。よって、加熱炉部15による被
処理基板Pの加熱は主としてこれら2つのパラメータに
よって温度プロファイルを制御する。
For this purpose, a plurality of small far infrared heaters 15 are used.
1A ... Are simultaneously driven up and down, and when the intensity of the radiant energy is desired to be increased, they are brought closer to the substrate P to be processed, and when the intensity of the radiant energy is desired to be suppressed, they are moved away from the substrate P to be processed. 6. The temperature profile control controller 19 is based on the measured temperature in the furnace of the gas heating unit 13 and the temperature data of the substrate P to be processed, the rotation speed of the fan of the blower unit 12, the temperature of the gas heating unit 13, and the plurality of temperatures. The temperature of each of the small far-infrared heaters 151A ... and the small far-infrared heaters 152 of the lower far-infrared heater 152, and the heights of the plurality of small far-infrared heaters 151A. Achieve optimum predetermined temperature profile. The heating temperature of the target substrate P to be controlled is sensitive to the controllable parameters, in particular, the number of rotations of the fan of the blower unit 12 and the heights of the plurality of small far-infrared heaters 151A. Therefore, the heating of the substrate P to be processed by the heating furnace unit 15 controls the temperature profile mainly by these two parameters.

【0073】次に、以下に本発明のリフロー装置10に
おける加熱炉部15の一実施例を示す。
Next, an embodiment of the heating furnace section 15 in the reflow apparatus 10 of the present invention will be shown below.

【0074】 加熱炉部15の流路の高さ : 80mm 加熱炉部15の流路の幅 :510mm 整流ブロック16の高さ : 70mm 整流ブロック16の長さ :100mm 整流ブロック16の幅 :510mm (流路幅一杯) 被処理基板Pの長さ :160mm 被処理基板Pの幅 :243mm 被処理基板Pの厚み : 1mm 被処理基板Pの流路底面からの高さ : 45mm 被処理基板Pと整流ブロック16との距離 : 45mm 被処理基板Pと上方遠赤外線ヒータ151との距離: 35mm(プロファイ ル加熱時)〜250mm(プロファイ ル水平時) このような加熱炉部15内の支持部材153上に図2に
示した被処理基板Pを載置し、上方遠赤外線ヒータ15
1である小型遠赤外線ヒータ151A・・・及び下方遠
赤外線ヒータ152の温度、そして熱風Fa温度及び速
度を下記の条件で設定し、加熱した。被処理基板Pに
は、各種の部品、例えば、チップ抵抗などの熱容量の小
さい部品、CPU(Central Prossing
Unit)のような熱容量の大きい部品などが混在し
て搭載されている。図2において符号AはCPUであ
り、符号Bはチップ抵抗器である。
Height of flow path of heating furnace part 15: 80 mm Width of flow path of heating furnace part 15: 510 mm Height of rectifying block 16: 70 mm Length of rectifying block 16: 100 mm Width of rectifying block 16: 510 mm ( Full width of flow path) Length of substrate to be processed P: 160 mm Width of substrate to be processed P: 243 mm Thickness of substrate to be processed P: 1 mm Height from bottom of flow path of substrate to be processed P: 45 mm Rectification with substrate to be processed P Distance from the block 16: 45 mm Distance between the substrate P to be processed and the upper far infrared heater 151: 35 mm (when profile heating) to 250 mm (when profile horizontal) On such a supporting member 153 in the heating furnace section 15 The target substrate P shown in FIG. 2 is placed on the upper far infrared heater 15
The temperature of the small far-infrared heater 151A ... and the lower far-infrared heater 152, and the temperature and speed of the hot air Fa, which are 1, are set under the following conditions and heated. The processed substrate P includes various parts, for example, parts having a small heat capacity such as a chip resistor and a CPU (Central Processing).
Units having a large heat capacity such as Unit) are mixedly mounted. In FIG. 2, reference numeral A is a CPU and reference numeral B is a chip resistor.

【0075】 小型遠赤外線ヒータ151A・・・の温度分布(図2に示した小型遠赤外線ヒ ータ151A、151B・・・の配列に従って): 480℃、500℃、580℃、560℃、580℃、550℃ 210℃、245℃、730℃、660℃、550℃、530℃ 220℃、360℃、400℃、500℃、550℃、550℃ 600℃、600℃、550℃、500℃、500℃、500℃ 下方遠赤外線ヒータ152の温度 :350℃ (温度分布無し) 熱風Faの温度 :150℃ 熱風Faの風速 :1m/s(プロファイル 加熱時)〜4m/s(プロファ イル水平時) このような条件下における被処理基板P上の各部品部分
の加熱温度プロファイルは図3に示したようになる。実
線は図2における部品A部分であり、点線は部品B部分
である。部品Aに対しては前記のように主に小型遠赤外
線ヒータ151I(温度730℃)からの輻射によって
加熱し、部品Bに対しては主に小型遠赤外線ヒータ15
1N(温度360℃)からの輻射によって加熱した。
Temperature distribution of the small far infrared heaters 151A ... (according to the arrangement of the small far infrared heaters 151A, 151B ... Shown in FIG. 2): 480 ° C., 500 ° C., 580 ° C., 560 ° C., 580 550 ° C 210 ° C, 245 ° C, 730 ° C, 660 ° C, 550 ° C, 530 ° C 220 ° C, 360 ° C, 400 ° C, 500 ° C, 550 ° C, 550 ° C 600 ° C, 600 ° C, 550 ° C, 500 ° C, 500 ° C, 500 ° C Temperature of lower far infrared heater 152: 350 ° C (no temperature distribution) Temperature of hot air Fa: 150 ° C Air velocity of hot air Fa: 1 m / s (when profile is heated) to 4 m / s (when profile is horizontal) The heating temperature profile of each component part on the substrate P to be processed under such conditions is as shown in FIG. The solid line is the part A part in FIG. 2, and the dotted line is the part B part. As described above, the component A is mainly heated by radiation from the small far infrared heater 151I (temperature 730 ° C.), and the component B is mainly heated by the small far infrared heater 15I.
Heated by radiation from 1 N (temperature 360 ° C.).

【0076】図3から明らかなように、被処理基板P上
の部品Aが存在する点と部品Bが存在する点における温
度のばらつき△Tは、温度測定部分の部品に熱容量に大
きな差があるにもかかわらず、5.5℃程度に収められ
ていた。因みに図10に示した従来技術のリフロー装置
50に同一の前記被処理基板Pを投入し、加熱した場合
の被処理基板P上の各部品部分の加熱温度プロファイル
を示せば、図4に示したようになる。この図4が示して
いるように、被処理基板P上の部品Aが存在する点と、
部品Bが存在する点の温度のばらつき△Tは20℃〜2
5℃と大きくばらついていた。
As is apparent from FIG. 3, the temperature variation ΔT at the point where the component A is present on the substrate P to be processed and the point where the component B is present is such that there is a large difference in the heat capacities of the components at the temperature measuring portion. Nevertheless, it was kept at about 5.5 ° C. Incidentally, the heating temperature profile of each part on the substrate P to be processed when the same substrate P to be processed is put into the reflow apparatus 50 of the prior art shown in FIG. 10 and heated is shown in FIG. Like As shown in FIG. 4, there is a part A on the substrate P to be processed,
The temperature variation ΔT at the point where the component B exists is 20 ° C. to 2
There was a large variation of 5 ° C.

【0077】複数の小型遠赤外線ヒータ151A・・・
の上下方向への駆動機構は、リンク機構を適用すること
で、ボールねじ機構による高さ方向のスペースを抑える
ことができる。リンク機構を用いた2種類の実施形態の
上下動駆動装置を図8及び図9に示す。なお、上下動駆
動装置20Aの構成部分と同一の構成部分には同一の符
号を付して説明する。
A plurality of small far infrared heaters 151A ...
By applying a link mechanism to the drive mechanism in the vertical direction, the space in the height direction due to the ball screw mechanism can be suppressed. 8 and 9 show two types of vertical motion drive devices using a link mechanism. The same components as those of the up-and-down drive unit 20A will be described with the same reference numerals.

【0078】先ず、図8を用いて、リンク機構を用いた
第2実施形態の上下動駆動装置20Bを説明する。
First, referring to FIG. 8, a vertical movement drive unit 20B of the second embodiment using a link mechanism will be described.

【0079】この上下動駆動装置20Bも、図1に示し
たように、加熱炉部15の上方に突出して形成されてい
る上部管体154に加熱炉部15の上面を覆うように固
定されている四辺形の支持基板21を基礎にして組み立
てられる。この支持基板21の、例えば、図において手
前側と向こう側に、そして支持基板21の下面の右端部
分から中央部に掛けて延在する一対のガイドレール31
が固定されている。これらのガイドレール31には、そ
れぞれ可動連結部材32がスライドできるように取り付
けられている。それらの可動連結部材32には、一対の
リンク33がそれぞれ回動自在に連結され、それらリン
ク33の他端は、ヒータ支持板24の上面の左端左右に
固定されている一対の連結子34にそれぞれ回動自在に
取り付けられている。
As shown in FIG. 1, the vertical drive unit 20B is also fixed to the upper tube body 154 formed so as to project above the heating furnace section 15 so as to cover the upper surface of the heating furnace section 15. It is assembled on the basis of a quadrilateral supporting substrate 21. For example, a pair of guide rails 31 extending from the right end portion of the lower surface of the support substrate 21 to the front side and the other side in the drawing and the central portion thereof.
Is fixed. A movable connecting member 32 is slidably attached to each of the guide rails 31. A pair of links 33 are rotatably connected to the movable connecting members 32, and the other ends of the links 33 are connected to a pair of connectors 34 fixed to the left and right ends of the upper surface of the heater support plate 24. Each is rotatably attached.

【0080】また、図において、支持基板21の下面左
端の手前と向こう側にも一対の連結子35が固定されて
おり、そして前記ガイドレール31と対向してヒータ支
持板24の上面中央部から右端部に掛け、その手前と向
こう側に一対のガイドレール36が固定されていて、そ
れぞれのガイドレール36に可動連結部材37がスライ
ド自在になるように取り付けられている。連結子35に
は一対のリンク38の一端が回動自在に連結されてお
り、それらの他端は可動連結部材39に回動自在に連結
されている。即ち、これらリンク38はリンク34と交
差し、その交差部分で連結軸39により連結されてい
る。
Further, in the figure, a pair of connectors 35 are fixed also on the front side and the other side of the left end of the lower surface of the support substrate 21, and face the guide rails 31 from the central portion of the upper surface of the heater support plate 24. A pair of guide rails 36 are fixed to the front end and the other side of the guide rail 36, and a movable connecting member 37 is slidably attached to each of the guide rails 36. One end of a pair of links 38 is rotatably connected to the connector 35, and the other ends thereof are rotatably connected to the movable connecting member 39. That is, the links 38 intersect the links 34 and are connected by the connecting shaft 39 at the intersections.

【0081】そして支持基板21の上面の手前と向こう
側に、ほぼ中央部から支持基板21の右端に掛けて延在
してボールねじ40が取り付けられている。ボールねじ
40はその一端が支持基板21の上面右端の手前側と向
こう側に固定されている軸受け41で軸支されており、
他端は支持基板21の上面中央部よりやや左側に固定さ
れているモーターMの回転軸42にカップリング43を
介して連結、支持されている。そしてそれぞれのボール
ねじ40の左端側に一対のボールねじナット44がそれ
ぞれ取り付けられている。これら一対のボールねじナッ
ト44の下端には、前記の一対の可動連結部材32が連
結されている。
A ball screw 40 is attached to the front side and the other side of the upper surface of the support substrate 21 so as to extend from substantially the center to the right end of the support substrate 21. One end of the ball screw 40 is pivotally supported by a bearing 41 fixed to the front side and the other side of the right end of the upper surface of the support substrate 21,
The other end is connected and supported via a coupling 43 to a rotation shaft 42 of a motor M fixed to the left of the center of the upper surface of the support substrate 21. A pair of ball screw nuts 44 are attached to the left end side of each ball screw 40. The pair of movable connecting members 32 are connected to the lower ends of the pair of ball screw nuts 44.

【0082】ヒータ支持板24の下面にはパネル構造の
複数の小型遠赤外線ヒータ151が固定されている。
A plurality of small far infrared heaters 151 having a panel structure are fixed to the lower surface of the heater support plate 24.

【0083】以上説明した構成の上下動駆動装置20B
は、モーターMを回転駆動させることによりボールねじ
40が回転し、その回転に従ってボールねじナット44
が、そして可動連結部材32がガイドレール31をスラ
イドしながらボールねじ40の右端に移動する。この移
動に従って、同時にリンク33が連結子34を引き上
げ、その動きに応じてリンク38が連結子35を支点に
して引き上げられ、リンク38の他端の可動連結部材3
7がガイドレール36上をスライドして、その右端に移
動する。従って、両リンク33、38に連結されている
ヒータ支持板24及び小型遠赤外線ヒータ151は2点
鎖線で示した位置まで引き上げられる。小型遠赤外線ヒ
ータ151の高さ位置は制御部19によりモーターMを
制御することにより任意の位置に調整できる。
The vertical movement drive unit 20B having the above-described structure
Causes the ball screw 40 to rotate by rotating the motor M, and the ball screw nut 44
, And the movable connecting member 32 slides on the guide rail 31 and moves to the right end of the ball screw 40. According to this movement, at the same time, the link 33 pulls up the connector 34, and according to the movement, the link 38 is pulled up with the connector 35 as a fulcrum, and the movable connecting member 3 at the other end of the link 38 is pulled up.
7 slides on the guide rail 36 and moves to the right end thereof. Therefore, the heater support plate 24 and the small far-infrared heater 151 connected to the links 33 and 38 are pulled up to the position shown by the chain double-dashed line. The height position of the small far-infrared heater 151 can be adjusted to an arbitrary position by controlling the motor M by the control unit 19.

【0084】小型遠赤外線ヒータ151を下降させる場
合には、モーターMの回転を逆転させることにより、リ
ンク33、38などを前記の移動と逆方向に移動させる
ことができ、最下位の位置までヒータ支持板24及び小
型遠赤外線ヒータ151を下降させることができる。こ
のようにして小型遠赤外線ヒータ151を矢印のように
上下動させることができる。
When the small far-infrared heater 151 is lowered, the rotation of the motor M is reversed to move the links 33, 38 and the like in the direction opposite to the above movement, and the heater is moved to the lowest position. The support plate 24 and the small far infrared heater 151 can be lowered. In this way, the small far infrared heater 151 can be moved up and down as shown by the arrow.

【0085】次に、図9を用いて本発明のリフロー装置
10に用いて好適な第3実施形態の上下動駆動装置20
Cの概略機構を説明する。
Next, referring to FIG. 9, a vertical movement drive device 20 of a third embodiment suitable for use in the reflow device 10 of the present invention.
The schematic mechanism of C will be described.

【0086】この上下動駆動装置20Cは、複数本のリ
ンクがいわゆるパンタグラフ構造で構成されている左右
2対のリンク機構45A、45Bがヒータ支持板24の
上面に固定されている支持板46に回動自在に取り付け
られており、それぞれの他端は大歯車47A、47Bに
連結されており、これら大歯車47A、47Bの内、一
方の大歯車47Aはモーター(不図示)の回転軸に固定
されている小歯車48Aに噛み合っており、他方の大歯
車47Bは小歯車48Aに噛み合っている小歯車48B
と噛み合っている。リンク機構45A、45Bの中間部
は連結棒49で連結されている。
In the vertical drive unit 20C, two pairs of left and right link mechanisms 45A and 45B in which a plurality of links are formed in a so-called pantograph structure are mounted on a support plate 46 fixed to the upper surface of the heater support plate 24. It is movably attached, and the other end of each is connected to large gears 47A and 47B. Of these large gears 47A and 47B, one large gear 47A is fixed to a rotating shaft of a motor (not shown). The small gear 48B meshes with the small gear 48A, and the other large gear 47B meshes with the small gear 48A.
Is meshing with. The intermediate portions of the link mechanisms 45A and 45B are connected by a connecting rod 49.

【0087】以上説明した構成の上下動駆動装置20C
は、モーターを時計方向に回転駆動させることにより小
歯車48Aが時計方向に回転し、この回転により小歯車
48Bは反時計方向に回転し、これらと噛み合っている
大歯車47Aは反時計方向に、大歯車47Bは時計方向
に回転し、それぞれのリンク機構45A、45Bを上方
に引き上げる。従って、この移動に従ってヒータ支持板
24及び小型遠赤外線ヒータ151も二点鎖線で示した
上方の位置に引き上げられる。
A vertical movement drive unit 20C having the above-described structure.
Rotates the motor clockwise to rotate the small gear 48A clockwise, and this rotation causes the small gear 48B to rotate counterclockwise, and the large gear 47A meshing with these rotates counterclockwise. The large gear 47B rotates clockwise and pulls up the respective link mechanisms 45A, 45B. Therefore, according to this movement, the heater support plate 24 and the small far infrared heater 151 are also pulled up to the upper position shown by the chain double-dashed line.

【0088】小型遠赤外線ヒータ151を下降させる場
合には、モーターの回転を逆転させることにより、リン
ク機構45A、45Bを下方に伸長させることができ、
最下位の位置までヒータ支持板24及び小型遠赤外線ヒ
ータ151を下降させることができる。このようにして
小型遠赤外線ヒータ151を矢印のように上下動させる
ことができる。
When the small far infrared heater 151 is lowered, the link mechanism 45A, 45B can be extended downward by reversing the rotation of the motor.
The heater support plate 24 and the small far infrared heater 151 can be lowered to the lowest position. In this way, the small far infrared heater 151 can be moved up and down as shown by the arrow.

【0089】以上の各実施形態の上下動駆動装置では、
小型遠赤外線ヒータ151を上下動させているが、下方
遠赤外線ヒータ152を被処理基板Pの特性に応じて被
処理基板Pの裏面に対して上下動させるように構成して
もよい。このように上下動させるように構成すると、輻
射エネルギーの強度をさらに大きく変化させることがで
き、温度プロファイルの制御性を更に高めることができ
る。なお、被処理基板Pの表面からの輻射エネルギーが
十分であれば、下方遠赤外線ヒータ152を外しても、
被処理基板Pの温度制御は可能である。
In the vertical movement drive device of each of the above embodiments,
Although the small far-infrared heater 151 is moved up and down, the lower far-infrared heater 152 may be moved up and down with respect to the back surface of the target substrate P according to the characteristics of the target substrate P. With such a configuration in which it is moved up and down, the intensity of the radiant energy can be further changed, and the controllability of the temperature profile can be further enhanced. If the radiant energy from the surface of the substrate P to be processed is sufficient, even if the lower far infrared heater 152 is removed,
The temperature of the substrate P to be processed can be controlled.

【0090】また、前記のように、小型遠赤外線ヒータ
151及び下方遠赤外線ヒータ152を被処理基板Pに
対して垂直に近づけたり離したりすることで輻射エネル
ギーの強度を変えることができるが、被処理基板Pに対
して水平方向にずらしても、加熱強度を変化させること
ができる。ただし、この場合は、輻射エネルギーによる
加熱はオンオフ制御になり、連続的に強度を変えること
はできない。
As described above, the intensity of the radiant energy can be changed by moving the small far-infrared heater 151 and the lower far-infrared heater 152 close to or away from the substrate P to be processed vertically. Even if it is shifted in the horizontal direction with respect to the processing substrate P, the heating intensity can be changed. However, in this case, heating by radiant energy is on / off control, and the intensity cannot be continuously changed.

【0091】更に、小型遠赤外線ヒータ151或いは下
方遠赤外線ヒータ152と被処理基板Pとの距離を変化
させて加熱温度を変化させる代わりに、遠赤外線を遮る
シャッターを被処理基板Pとの間に挿入して加熱温度を
変化させる方法もある。この場合も、輻射エネルギーに
よる加熱はオンオフ制御になり、連続的に強度を変える
ことはできない。
Further, instead of changing the heating temperature by changing the distance between the small far infrared heater 151 or the lower far infrared heater 152 and the substrate to be processed P, a shutter for blocking far infrared rays is provided between the substrate to be processed P. There is also a method of inserting and changing the heating temperature. Also in this case, the heating by the radiant energy is on / off control, and the intensity cannot be continuously changed.

【0092】[0092]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、 1.小型遠赤外線ヒータ及び又は下方遠赤外線ヒータか
らの輻射エネルギーによる被処理基板の直接加熱によ
り、気体を加熱してその気体からの熱伝達による加熱よ
りも、効率の高い加熱を行なうことができ、省エネルギ
ー化が可能となる 2.被処理基板の上流に整流ブロックを置いて熱風の流
れを制御することで、被処理基板上の局所熱伝達率を被
処理基板の上流側と下流側で均一化でき、よって温度上
昇の速度を揃えられ、被処理基板上の温度のばらつきを
縮小できる 3.被処理基板に平行に置いた遠赤外線ヒーターを複数
の小型遠赤外線ヒータで部分的に温度制御することによ
り、被処理基板が受ける輻射エネルギーの分布を任意に
制御でき、被処理基板上の温度のばらつきを縮小できる 4.被処理基板の裏面からの頼射エネルギーによって、
被処理基板の熱容量の大きな部分を補助的に加熱するこ
とで、被処理基板上の温度のばらつきを縮小することが
できる 5.遠赤外線ヒーターと基板との距離を変化させること
で、輻射エネルギーによる加熱強度の高速な変化が得ら
れ、効率的な温度プロファイルを制御することができる など、数々の優れた効果が得られる。
As described above, according to the present invention, 1. Direct heating of the substrate to be processed by radiant energy from the small far infrared heater and / or lower far infrared heater can heat the gas and heat it more efficiently than heating by heat transfer from the gas, thus saving energy. Can be realized 2. By controlling the flow of hot air by placing a rectifying block upstream of the substrate to be processed, the local heat transfer coefficient on the substrate to be processed can be made uniform on the upstream side and the downstream side of the substrate to be processed, thus increasing the rate of temperature rise. It is possible to reduce the variation of temperature on the substrate to be processed. By partially controlling the temperature of the far-infrared heater placed in parallel with the substrate to be processed with a plurality of small far-infrared heaters, the distribution of radiant energy received by the substrate to be processed can be arbitrarily controlled, and the temperature on the substrate to be processed can be controlled. Variations can be reduced 4. By the radiant energy from the back surface of the substrate to be processed,
By supplementarily heating a portion of the substrate to be processed having a large heat capacity, it is possible to reduce variations in temperature on the substrate to be processed. By changing the distance between the far-infrared heater and the substrate, the heating intensity can be rapidly changed by the radiant energy, and an efficient temperature profile can be controlled.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明の一実施形態のリフロー装置の概念的
な構成図である。
FIG. 1 is a conceptual configuration diagram of a reflow device according to an embodiment of the present invention.

【図2】 図1に示したリフロー装置の加熱炉部におけ
る上方遠赤外線ヒータの配列を示す平面図である。
FIG. 2 is a plan view showing an arrangement of upper far infrared heaters in a heating furnace section of the reflow device shown in FIG.

【図3】 本発明のリフロー装置で一実施例の被処理基
板を加熱した場合のその被処理基板上の温度プロファイ
ルを示すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing a temperature profile on a substrate to be processed when the substrate to be processed in one example is heated by the reflow apparatus of the present invention.

【図4】 従来技術のリフロー装置で一実施例の被処理
基板を加熱した場合のその被処理基板上の温度プロファ
イルを示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing a temperature profile on a target substrate when the target substrate of one example is heated by a conventional reflow apparatus.

【図5】 本発明の気体加熱部(リフロー炉)に平板を
置いて熱風を流した場合の温度・速度境界層のグラフで
ある。
FIG. 5 is a graph of a temperature / velocity boundary layer when a flat plate is placed in the gas heating unit (reflow furnace) of the present invention and hot air is blown.

【図6】 図5に示した温度・速度境界層における平板
上の局所熱伝達率のグラフである。
6 is a graph of a local heat transfer coefficient on a flat plate in the temperature / velocity boundary layer shown in FIG.

【図7】 被処理基板に対する各種加熱状態の輻射エネ
ルギーの分布を示すグラフである。
FIG. 7 is a graph showing a distribution of radiant energy in various heating states with respect to a substrate to be processed.

【図8】 本発明に用いて好適な第2実施形態の小型遠
赤外線ヒータの上下動駆動装置の概念図である。
FIG. 8 is a conceptual diagram of a vertical drive device for a small far infrared heater according to a second preferred embodiment of the present invention.

【図9】 本発明に用いて好適な第3実施形態の小型遠
赤外線ヒータの上下動駆動装置の概念図である。
FIG. 9 is a conceptual diagram of a vertical movement driving device for a small far infrared heater according to a third preferred embodiment of the present invention.

【図10】 従来技術の第1形態のリフロー装置の概念
的な構成図である。
FIG. 10 is a conceptual configuration diagram of a reflow device according to a first embodiment of the prior art.

【図11】 図10に示したリフロー装置から送風され
た熱風の流れを示す略線図である。
11 is a schematic diagram showing a flow of hot air blown from the reflow device shown in FIG.

【図12】 従来技術のリフロー装置で被処理基板を加
熱する場合の温度プロファイルである。
FIG. 12 is a temperature profile when a substrate to be processed is heated by a conventional reflow apparatus.

【図13】 従来技術の第2形態のリフロー装置の概念
的な構成図である。
FIG. 13 is a conceptual configuration diagram of a second embodiment of a reflow device of the related art.

【図14】 図13に示したリフロー装置における熱風
の対流状態を示す説明図である。
FIG. 14 is an explanatory view showing a convection state of hot air in the reflow device shown in FIG.

【図15】 先願発明の一実施形態のリフロー装置の斜
視図である。
FIG. 15 is a perspective view of a reflow device according to an embodiment of the prior invention.

【図16】 図15に示したリフロー装置のA―A線上
における断面側面図である。
16 is a cross-sectional side view of the reflow device shown in FIG. 15 taken along the line AA.

【図17】 図16に示したリフロー装置の矢印Aで示
した部分の拡大断面図である。
FIG. 17 is an enlarged cross-sectional view of a portion indicated by arrow A of the reflow device shown in FIG.

【図18】 図15に示した先リフロー装置における加
熱炉部の変形例の一部拡大断面図である。
FIG. 18 is a partially enlarged cross-sectional view of a modified example of the heating furnace section in the pre-reflow device shown in FIG.

【図19】 図15に示したリフロー装置における加熱
炉部の他の変形例の一部拡大断面図である。
FIG. 19 is a partially enlarged cross-sectional view of another modification of the heating furnace section in the reflow device shown in FIG.

【図20】 先願発明の半田付け方法に用いることがで
きる一般的な温度プロファイルを示す曲線である。
FIG. 20 is a curve showing a general temperature profile that can be used in the soldering method of the prior invention.

【図21】 従来技術の気体加熱部(リフロー炉)に平
板を置いて熱風を流した場合の温度・速度境界層のグラ
フである。
FIG. 21 is a graph of a temperature / velocity boundary layer when a flat plate is placed on a gas heating unit (reflow furnace) of the related art and hot air is flowed.

【図22】 図21に示した温度・速度境界層における
平板上の局所熱伝達率のグラフである。
22 is a graph of a local heat transfer coefficient on a flat plate in the temperature / velocity boundary layer shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…本発明の一実施形態のリフロー装置、12…送風
部、13…気体加熱部、14…気体整流部、15…加熱
炉部、151…外方遠赤外線ヒータ、151A・・・…
小型遠赤外線ヒータ、152…下方遠赤外線ヒータ、1
53…支持部材、16…整流ブロック、17…熱風循環
路部、18…排気部、19…制御部、20A…第1実施
形態の上下動駆動装置、20B…第2実施形態の上下動
駆動装置、20C…第3実施形態の上下動駆動装置、2
1…支持基板、22…シャフト、24…ヒータ支持板、
25,40…ボールねじ、30…温度計測センサー、3
1,36…ガイドレール、33,38…リンク、45
A,45B…リンク機構、47A,47B…大歯車、4
8A,48B…小歯車、Fa…熱風、P…被処理基板
10 ... Reflow device of one embodiment of the present invention, 12 ... Blower part, 13 ... Gas heating part, 14 ... Gas rectifying part, 15 ... Heating furnace part, 151 ... Outer far infrared heater, 151A ...
Small far infrared heater, 152 ... Lower far infrared heater, 1
53 ... Support member, 16 ... Straightening block, 17 ... Hot air circulation passage section, 18 ... Exhaust section, 19 ... Control section, 20A ... Vertical movement drive apparatus of the first embodiment, 20B ... Vertical movement drive apparatus of the second embodiment , 20C ... Vertical movement driving device of the third embodiment, 2
1 ... Support substrate, 22 ... Shaft, 24 ... Heater support plate,
25, 40 ... Ball screw, 30 ... Temperature measuring sensor, 3
1, 36 ... Guide rails, 33, 38 ... Links, 45
A, 45B ... Link mechanism, 47A, 47B ... Large gear, 4
8A, 48B ... small gear, Fa ... hot air, P ... substrate to be processed

フロントページの続き (72)発明者 菅野 敏彦 東京都品川区北品川6丁目7番35号ソニー 株式会社内 Fターム(参考) 5E319 AC01 BB05 CC33 CC45 CC49 CD35 GG03 Continued front page    (72) Inventor Toshihiko Sugano             Sony 6-735 Kitashinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo             Within the corporation F term (reference) 5E319 AC01 BB05 CC33 CC45 CC49                       CD35 GG03

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 気体の供給源と、 該気体を所定の温度に加熱する気体加熱手段と、 部品が載置された被処理基板が投入された場合に、該被
処理基板を所定の位置で水平状態で保持できる被処理基
板加熱手段と、 該被処理基板加熱手段内で保持された前記被処理基板の
表裏両面に対して平行に前記気体加熱手段で所定の温度
に加熱された前記気体を所定の速度の熱風として前記被
処理基板加熱手段に供給する気体整流手段と、 前記被処理基板の上方に配設され、前記被処理基板を輻
射熱により加熱するための遠赤外線ヒータと、 前記熱風の温度、速度、流量及び前記遠赤外線ヒータの
輻射熱の温度を制御する制御手段とを備えていることを
特徴とするリフロー装置。
1. A gas supply source, a gas heating means for heating the gas to a predetermined temperature, and a substrate to be processed at a predetermined position when a substrate to be processed on which components are placed is loaded. The target substrate heating means that can be held in a horizontal state, and the gas heated to a predetermined temperature by the gas heating means in parallel to both the front and back surfaces of the target substrate that is held in the target substrate heating means. A gas rectifying unit that supplies the target substrate heating unit as hot air at a predetermined speed, a far-infrared heater that is disposed above the target substrate and heats the target substrate by radiant heat, and the hot air A reflow device comprising: a control unit for controlling the temperature, the speed, the flow rate, and the temperature of the radiant heat of the far-infrared heater.
【請求項2】 前記被処理基板の下方に配設され、前記
被処理基板の裏面を輻射熱により加熱するための下方遠
赤外線ヒータを備えていることを特徴とする請求項1に
記載のリフロー装置。
2. The reflow apparatus according to claim 1, further comprising a lower far-infrared heater which is disposed below the substrate to be processed and which heats the back surface of the substrate to be processed by radiant heat. .
【請求項3】 前記遠赤外線ヒータが複数の独立した小
型遠赤外線ヒータから構成されており、該小型遠赤外線
ヒータの加熱温度が前記制御手段により個別に制御され
ることを特徴とする請求項1に記載のリフロー装置。
3. The far infrared heater is composed of a plurality of independent small far infrared heaters, and the heating temperature of the small far infrared heater is individually controlled by the control means. The reflow device described in.
【請求項4】 前記遠赤外線ヒータが前記被処理基板に
対して上下動できる上下動駆動手段で支持されているこ
とを特徴とする請求項1、請求項3に記載のリフロー装
置。
4. The reflow apparatus according to claim 1, wherein the far-infrared heater is supported by an up-and-down movement driving unit that can move up and down with respect to the substrate to be processed.
【請求項5】 前記上下動駆動手段はボールねじ機構で
構成されていることを特徴とする請求項4に記載のリフ
ロー装置。
5. The reflow apparatus according to claim 4, wherein the up-and-down movement driving means is composed of a ball screw mechanism.
【請求項6】 前記上下動駆動手段はリンク機構で構成
されていることを特徴とする請求項4に記載のリフロー
装置。
6. The reflow apparatus according to claim 4, wherein the up-and-down drive means is composed of a link mechanism.
【請求項7】 前記遠赤外線ヒータの上下位置及び又は
前記下方遠赤外線ヒータと前記気体整流手段からの前記
熱風の速度を前記制御手段で制御することで温度プロフ
ァイルを制御することを特徴とする請求項2乃至請求項
6に記載のリフロー装置。
7. The temperature profile is controlled by controlling the vertical position of the far infrared heater and / or the velocity of the hot air from the lower far infrared heater and the gas rectifying means by the control means. The reflow apparatus according to any one of claims 2 to 6.
【請求項8】 前記遠赤外線ヒータ及び又は前記下方遠
赤外線ヒータが前記被処理基板に対して水平方向にずら
すことができる支持手段で支持されていることを特徴と
する請求項1、請求項2に記載のリフロー装置。
8. The far-infrared heater and / or the lower far-infrared heater is supported by a supporting means that can be horizontally displaced with respect to the substrate to be processed. The reflow device described in.
【請求項9】 前記被処理基板と前記遠赤外線ヒータと
の間、及び又は前記被処理基板と前記下方遠赤外線ヒー
タとの間に挿入でき、遠赤外線を遮断する遠赤外線シャ
ッターを備えていることを特徴とする請求項1乃至請求
項6に記載のリフロー装置。
9. A far-infrared shutter that can be inserted between the substrate to be processed and the far-infrared heater and / or between the substrate to be processed and the lower far-infrared heater and that blocks far-infrared rays. 7. The reflow device according to claim 1, wherein
【請求項10】 気体の供給源と、 該気体を所定の温度に加熱する気体加熱手段と、 部品が載置された被処理基板が投入された場合に、該被
処理基板を所定の位置で水平状態で保持できる被処理基
板加熱手段と、 該被処理基板加熱手段内で保持された前記被処理基板の
表裏両面に対して平行に前記気体加熱手段で所定の温度
に加熱された前記気体を所定の速度の熱風として前記被
処理基板加熱手段に供給する気体整流手段と、 前記被処理基板の上流側に配設され、前記被処理基板に
当たる前記気体整流手段からの前記熱風の流れを調整す
る整流ブロックと、 前記熱風の温度、速度及び流量を制御する制御手段とを
備えていることを特徴とするリフロー装置。
10. A gas supply source, a gas heating means for heating the gas to a predetermined temperature, and a substrate to be processed at a predetermined position when a substrate to be processed on which components are placed is loaded. The target substrate heating means that can be held in a horizontal state, and the gas heated to a predetermined temperature by the gas heating means in parallel to both the front and back surfaces of the target substrate that is held in the target substrate heating means. A gas rectifying unit that supplies hot air of a predetermined speed to the substrate to be processed, and a flow of the hot air from the gas rectifying unit that is arranged upstream of the substrate to be processed and hits the substrate to be processed. A reflow apparatus comprising: a rectification block; and control means for controlling the temperature, speed and flow rate of the hot air.
【請求項11】 気体の供給源と、 該気体を所定の温度に加熱する気体加熱手段と、 部品が載置された被処理基板が投入された場合に、該被
処理基板を所定の位置で水平状態で保持できる被処理基
板加熱手段と、 該被処理基板加熱手段内で保持された前記被処理基板の
表裏両面に対して平行に前記気体加熱手段で所定の温度
に加熱された前記気体を所定の速度の熱風として前記被
処理基板加熱手段に供給する気体整流手段と、 前記被処理基板の上方に配設され、前記被処理基板を輻
射熱により加熱するための複数の独立した小型遠赤外線
ヒータと、 該小型遠赤外線ヒータを前記被処理基板に対して上下動
させる上下動駆動手段と、 前記被処理基板の下方に配設され、前記被処理基板の裏
面を輻射熱により加熱するための下方遠赤外線ヒータ
と、 前記被処理基板の上流側に配設され、前記被処理基板に
当たる前記気体整流手段からの前記熱風の流れを調整す
る整流ブロックと、 前記熱風の温度、速度、流量、前記複数の小型遠赤外線
ヒータの上下位置、前記個々の小型遠赤外線ヒータの加
熱温度、前記下方遠赤外線ヒータの加熱温度、前記被処
理基板加熱手段の温度プロファイルなどを制御する制御
手段とを備えていることを特徴とするリフロー装置。
11. A gas supply source, a gas heating means for heating the gas to a predetermined temperature, and a substrate to be processed at a predetermined position when a substrate to be processed on which components are placed is loaded. The target substrate heating means that can be held in a horizontal state, and the gas heated to a predetermined temperature by the gas heating means in parallel to both the front and back surfaces of the target substrate that is held in the target substrate heating means. A gas rectifying unit that supplies hot air of a predetermined speed to the target substrate heating unit, and a plurality of independent small far-infrared heaters that are disposed above the target substrate and that heat the target substrate by radiant heat. A vertical movement driving means for moving the small far infrared heater up and down with respect to the substrate to be processed; Infrared heater A rectifying block which is arranged on the upstream side of the substrate to be processed and which regulates the flow of the hot air from the gas rectifying means that hits the substrate to be processed; Control means for controlling the vertical position of the infrared heater, the heating temperature of each of the small far infrared heaters, the heating temperature of the lower far infrared heater, the temperature profile of the substrate heating means, and the like. Reflow equipment.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007003098A (en) * 2005-06-23 2007-01-11 Kobe Steel Ltd Heat treat furnace
CN100457349C (en) * 2007-04-09 2009-02-04 盐城市康杰机械制造有限公司 Air protecting and heating type braze welding furnace
JP2011020168A (en) * 2009-07-21 2011-02-03 Yokota Technica:Kk Reflow soldering method
JP2015009262A (en) * 2013-07-01 2015-01-19 三菱電機株式会社 Reflow device
JP2018069264A (en) * 2016-10-26 2018-05-10 株式会社タムラ製作所 Reflow device
KR20230001250A (en) * 2021-06-28 2023-01-04 브이앤씨테크 주식회사 Transfer speed control system and method in a continuous furnace for guaranteed temperature equalization

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007003098A (en) * 2005-06-23 2007-01-11 Kobe Steel Ltd Heat treat furnace
JP4583255B2 (en) * 2005-06-23 2010-11-17 株式会社神戸製鋼所 How to use heat treatment furnace
CN100457349C (en) * 2007-04-09 2009-02-04 盐城市康杰机械制造有限公司 Air protecting and heating type braze welding furnace
JP2011020168A (en) * 2009-07-21 2011-02-03 Yokota Technica:Kk Reflow soldering method
JP2015009262A (en) * 2013-07-01 2015-01-19 三菱電機株式会社 Reflow device
JP2018069264A (en) * 2016-10-26 2018-05-10 株式会社タムラ製作所 Reflow device
KR20230001250A (en) * 2021-06-28 2023-01-04 브이앤씨테크 주식회사 Transfer speed control system and method in a continuous furnace for guaranteed temperature equalization
KR102519454B1 (en) 2021-06-28 2023-04-10 브이앤씨테크 주식회사 Transfer speed control system and method in a continuous furnace for guaranteed temperature equalization

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