JP2010147112A - リフロー装置 - Google Patents

Abstract

【課題】一時的に基板が供給されない場合において、その間の消費電力量やガス消費量を大幅に低減させることが可能であるとともに、稼働状態に迅速に復帰できるリフロー装置を提供する。
【解決手段】休止モードにおいて、加熱ガス循環機構２によるガス循環速度を低下させるとともに冷却ガス循環機構３の動作を停止させる一方、前記搬送機構１１の動作を停止させ、かつ、前記基板搬出口及び基板搬入口にそれぞれ設置されたシャッタ５を閉塞する。
【選択図】図２

Description

本発明は、プリント基板等に部品をはんだ付けする際に用いるリフロー装置に関するものである。

特許文献１、２に示すようなこの種のリフロー装置は、電子装着部品等の生産ライン上に設置されるものであり、他の機器と併用される。例えば、リフロー装置に至るまでの工程としては、基板にハンダを印刷するハンダ印刷工程、ハンダが印刷された基板に電子部品（例えばＳＭＤ）を搭載する部品搭載工程などが挙げられ、これら工程を経て、リフロー装置に基板が次々搬送される。また、リフロー装置でハンダ付けされた基板は、さらにケーシングへの組み込み等の後工程を経る場合もある。

ところで、前記工程のいずれかで不具合が発生するなどしてラインが止まると、ハンダ付けすべき基板がリフロー装置に供給されなくなる場合が生じ得る。これに対し、リフロー装置を停止させてしまうと、炉内温度が低下し、この状態から温度を上昇させて稼働状態とするまでに少なくとも１〜数時間程度かかってしまうことから、従来は、基板の非供給状態がかなりの長時間続くと見積もられない限りは、リフロー装置をそのまま稼働状態に保つようにしている。
特開２００７−６７０６１号公報 特開２００３−３２４２７２号公報

しかしながら、上述した稼働状態では、炉内温度を維持するために電力を著しく消費する。さらに、炉内を不活性ガスで充満させるタイプのものでは、炉の外部に漏れ出す分量の不活性ガスを新たに供給しなければならないことから、かなりの量の不活性ガスも消費する。
かといって、リフロー装置を停止させてしまうと、上述したように次に稼働状態とするまでに長い時間がかかり、生産リードタイムの大幅なロスとなる。

本発明は、かかる問題点を鑑みてなされたものであって、その主たる目的は、ライン停止などでリフロー装置に一時的に基板が供給されない場合において、その間の消費電力量やガス消費量を大幅に低減させることが可能であるとともに、稼働状態に迅速に復帰できるリフロー装置を提供することにある。

すなわち、本発明１に係るリフロー装置は、内部空間が複数の加熱ゾーン及び１以上の冷却ゾーンに分けられた加熱炉と、基板を前記加熱炉の基板搬入口から内部空間を通過させて基板搬出口から搬出する搬送機構と、前記各加熱ゾーンにそれぞれ形成され、各加熱ゾーンでの独立した温度調節を可能とする加熱ガス循環機構と、前記冷却ゾーンに形成され、該冷却ゾーンでの独立した温度調節を可能とする冷却ガス循環機構とを具備したものである。
そして、前記基板搬出口及び基板搬入口にそれぞれ設置された開閉可能なシャッタと、稼働モード、休止モード又は停止モードに切り換えるための切換操作手段と、制御部とをさらに具備し、前記制御部が、休止モードにおいて、加熱ガス循環機構によるガス循環速度を低下させるとともに冷却ガス循環機構の動作を停止させる一方、前記搬送機構の動作を停止させ、かつ、前記各シャッタを閉塞することを特徴とする。

このようなものであれば、休止モードにおいて、冷却ゾーンでのガス循環が停止することから、冷却機能が低下する。また、加熱ゾーンでのガス循環速度を低下させているので、加熱ガスが炉内壁に接触することによる熱放散を可及的に少なくできる。さらに、炉の外部との連通口でもある基板搬出入口を閉塞することから、ここでの熱損失も防止できる。加えて、内部のガスを走行とともに炉外に持ち出し、あるいは炉外のガスを炉内に持ち込む基板搬送機構を停止させることによっても、熱損失を防止できる。したがって、低電力で炉内温度を維持できる。
さらに、基板搬出入口が閉塞されることから、内部ガスの漏れを大幅に減らすことができ、例えば、炉内を不活性ガスで充満させるタイプのものにおいて、休止モード時に新たに供給するガス量を軽減することができる。この追加供給ガスは、炉内温度を下げる原因の１つであることから、この供給量を減らせることで、電力消費の軽減効果も図れる。

また、本発明２に係るリフロー装置は、前記制御部が、休止モードにおいて、一部の加熱ガス循環機構のガス循環速度を低下させるとともに、残りの加熱ガス循環機構及び冷却ガス循環機構の動作を停止させる一方、前記搬送機構の動作を停止させ、かつ、前記各シャッタを閉塞することを特徴とする。

このようなものであれば、必要最低限のガス循環機構だけを動作させることができるので、さらに省エネルギ化を推し進めることができる。

動作させる一部のガス循環機構は、初段及び最終段の加熱ゾーンでの加熱ガス循環機構であることが好ましい。一連の加熱ゾーンの両端だけを作動させることによって、外部との熱交換を効率的に遮断でき、その内部の保温をより低い電力で達成することが可能となる。

前記加熱ゾーンから内部のガスを吸い込み、不純物除去用の冷却器を通過させて、加熱ゾーンに再度戻す不純物除去機構を更に具備するものでは、休止モードにおいて、前記不純物除去機構の動作を停止させたほうがよい。

このように構成した本発明によれば、低電力で炉内温度を維持できる休止モードが存在するので、従来、待ち時間においてフルに稼働させていた場合と比べ、大幅な省エネルギ化を実現できる。また、炉内温度は維持されているので、稼働モードに極めて短時間で復帰することができ、待ち時間において停止させた場合のように生産リードタイムが大幅に長くなってしまうこともない。さらに、例えば、炉内を不活性ガスで充満させるタイプのものにおいて、待ち時間に新たに供給するガス量を軽減することができる。この追加供給ガスは、炉内温度を下げる原因の１つであることから、この供給量を減らせることで、電力消費の軽減効果も図れる。

以下に本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態に係るリフロー装置１００の全体構成を示す模式図である。
この図１に示すように、本リフロー装置１００は、互いに異なる温度に調節可能な複数のゾーンＺ（以下、ゾーンを区別するときには、Ｚの後にかっこ書きで段数を付記する。）を水平に直列させた加熱炉１を具備しており、各ゾーンＺを基板Ｐが一定速度で通過することでハンダ付けされるように構成したものである。
なお、このリフロー装置１００は、後述するが、稼働モード、休止モード、停止モードという３状態をとることができ、以下の動作や機能説明部分において、特に断りがない場合は、稼働モードでの説明となっている。

図１において各ゾーンＺの上下中間部分に連続的に形成された符号ＡＲで示される領域が、基板Ｐの通過領域である。基板Ｐは、図２に示すように、基板搬送機構１１によって、炉１の基板搬入口１ａから炉内に入り、前記通過領域ＡＲを通って、炉１の基板搬出口１ｂから搬出される。

この搬送機構１１は、図２、図７に示すように（図１では省略してある）、プリント基板Ｐの左右辺部を載置して循環走行する平行な一対の搬送チェーン１１Ａ、１１Ｂを有したものである。

搬送チェーン１１Ａ、１１Ｂは、互いに回転自在に連結されて環状のチェーン本体を形成するチェーン要素１１ａと、前記チェーン要素１１ａから対向する搬送チェーン１に向かって延びるピン１１ｂとからなるもので、図２に示すチェーン案内レール１２Ａ、１２Ｂによって、上側に水平軌道部分が形成される。この水平軌道部分において、基板Ｐはその対向する辺部分をピン１１ｂに支持され搬送される。

また、幅サイズの異なる基板Ｐにも対応できるように、搬送チェーン１１間の離間距離は調整可能に構成してある。具体的に言えば、一方の搬送チェーン１１Ｂが、ねじ送り機構（図示しない）などによって、基板搬送方向と直交する水平方向（以下、幅方向とも言う）に移動可能に構成してあり、前記一方の搬送チェーン１１Ｂ（以下、移動搬送チェーン１１Ｂとも表記する）が、他方の搬送チェーン１１Ａ（以下、固定搬送チェーン１１Ａとも表記する）に対して接近及び離間できるようにしてある。

次にゾーンＺについて説明する。この図１では、６つのゾーンＺ（１）〜Ｚ（６）が記載されている。基板搬入口１ａから見て、１段目〜３段目のゾーンＺ（１）〜Ｚ（３）が予備加熱ゾーン、４、５段目のゾーンＺ（４）、Ｚ（５）が半田溶融の行われる本加熱ゾーンである。また、６段目のゾーンＺ（６）が冷却ゾーンである。なお、請求項における加熱ゾーンとは、予備加熱ゾーンＺ（１）〜Ｚ（３）及び本加熱ゾーンＺ（４）、Ｚ（５）のことである。

各加熱ゾーンＺ（１）〜Ｚ（５）の上下には、図３に示すように、それぞれ加熱ガス循環機構２が配備されている。

この加熱ガス循環機構２は、送風手段たるブロア２２及び熱源たる電気ヒータ２１に加え、これらを収容した収容室２３と、この収容室２３からブロア２２の動作によって導出された加熱ガスを前記加熱ゾーンＺに導く吹出経路２４と、前記ゾーンＺからガスを吸い込んで収容室２３に導く吸込経路２５とからなるものである。

収容室２３には、内部に区画壁２３ａが設けてあり、この区画壁２３ａによって、ブロア２２を収容するブロア収容室２７と、電気ヒータ２１を収容する加熱器収容室２６とが区画形成してある。そして、前記吹出経路２４の始端たるガス導出口２４ａをブロア収容室２５に、前記吸込経路２５の終端たるガス導出口２５ａを加熱器収容室２４に開口させている。

さらに、この区画壁２３ａには、前記ガス導入口２４ａとは加熱器２１を隔てて略反対側に位置する領域に、所定の大きさの連通孔Ｈを設けている。この部位に連通孔Ｈを設けているのは、収容室２３に吸い込まれたガスがヒータ２１で十分に暖められた後、ブロア２２に吸入されるようにして、ガスを効率よく加熱するためである。なお、符号２９は、不純物（フラックス）のうち、ＶＯＣと称される揮発性有機化合物を主として除去する触媒フィルタである。

前記吹出経路２４の終端は、ガス吹出口２ａとして、各加熱ゾーンＺの上面又は下面に開口させてある。このガス吹出口２ａは、例えば多数の貫通孔２ａａからなるものである。これら貫通孔２ａａは、図４にも示すように、加熱ゾーンＺの上面又は下面に嵌め込んだ矩形状（ほぼ正方形状）をなす簿板材に貫通させたものである。また、上下の貫通孔２ａａは、それぞれが鉛直方向に正対するように構成してある。

前記吸込経路２５の始端は、ガス吸込口２ｂとして、各加熱ゾーンＺの上下に開口させてある。このガス吸込口２ｂは、ガス吹出口２ａの基板進行方向とは直交する方向に隣接する両側にそれぞれ形成された帯状をなすものであり、その長さはガス吹出口２ａの辺長さとほぼ同じである。

このような構成によって、上側及び下側ガス吹出口２ａからそれぞれ吹き出したガスが、基板通過領域ＡＲに基板Ｐがある場合には基板Ｐに当たり、基板Ｐが無い場合には互いにぶつかって基板搬送方向と垂直でかつ水平方向に流れを変え、当該加熱ゾーンＺの上下のガス吸込口２ｂから吸い込まれ、収容室２３内に配置されたヒータ２１及びブロア２２を経て、再度、ガス吹出口２ａから吹き出すようにしてある。

一方、最終段の冷却ゾーンＺ（６）には、冷却ガス循環機構３が設けてある。
この冷却ガス循環機構３は、図５に示すように、ブロア３１と、このブロア３１を収容するブロア収容室３２と、このブロア収容室３２から吹き出される冷却ガスを冷却ゾーンＺ（６）に導く吹出経路３３と、冷却ゾーンＺ（６）からガスを吸い込んでブロア収容室３２に導く吸込経路３４と、この吸込経路３４上に設けた冷却器３５とを具備するものである。

吹出経路３３は、ブロア収容室３２から２つに分岐して、冷却ゾーンＺ（６）の上面及び下面にそれぞれ開口するものであり、その開口がガス吹出口３ａとなっている。このガス吹出口３ａは、前記加熱ガス循環機構２のものと同様、例えば多数の貫通孔３ａａからなるものである。そして、上下の貫通孔３ａａは、それぞれが鉛直方向に正対するように構成してある。

一方、吸込経路３４の始端たるガス吸込口３ｂは、冷却ゾーンＺ（６）の下面にのみ開口させてある。より具体的に、このガス吸込口３ｂは、下側のガス吹出口３ａの基板進行方向とは直交する方向に隣接する両側にそれぞれ形成された帯状をなすものである。

冷却器３５は、後述する冷却器４２（図６参照）とほぼ同じ構造を有するものであり、内部に図示しないフィルタを有している。

そして、例えば下側のガス吹出経路３３の内径を、上側のガス吹出経路３３の内径よりも小さくすることによって、上側ガス吹出口３ａからのガス流速（又はガス流量）が、下側ガス吹出口３ａからのガス流速（又はガス流量）よりも小さくなるようにし、基板Ｐの無い状態での基板通過領域ＡＲにおいて、ガスの流れが下方に向かうように設定している。

また、この冷却ゾーンＺ（６）でのガス循環速度を、少なくともその１つ手前の５段目のゾーンＺ（５）でのガス循環速度よりも小さくして動圧による圧力降下を抑制し、冷却ゾーンＺ（６）での圧力が５段目のゾーンＺ（５）での圧力よりも大きくなるように設定している。なお、ガス循環速度とは、ガス循環の平均速度やブロア吐出流量など、トータルとしてのガス循環速度であり、要は、前述したように、冷却ゾーンＺ（６）での圧力が５段目のゾーンＺ（５）での圧力よりも大きくなるようなガス循環速度に設定されていればよい。

なお、図１、図４に示す符号９は、ゾーンＺ間、より具体的には、隣り合うガス吹出口２ａの間に設けた矩形帯板状をなすガス分離板である。このガス分離板９は、ゾーンＺの上面及び下面から基板通過領域ＡＲに向かって上下に所定距離延出させたもので、ゾーンＺ間でのガス流通をできるだけ防止するためのものである。

このような構成によれば、各加熱及び冷却ゾーンＺにおいて、ガス吹出口２ａの左右（基板搬送方向と直交する方向に隣接する領域）にガス吸込口２ｂを設けた構成によって、ガスはその循環回転軸が基板搬送方向と合致することとなり、各ゾーンＺでのガスの流れ方向に基板搬送方向成分がほとんど含まれなくなる。したがって、ゾーンＺ間でのガスのぶつかり合いとそれによる乱流の発生を可及的に防止でき、ゾーンＺ間でのガスの混合を抑制することができる。

また、仮に混ざり合ったとしても、ガスの循環速度を、冷却ゾーンＺ（６）よりもその１つ手前のゾーンＺ（５）の方が速くなるようにして、減圧効果を発生させ、手前のゾーンＺ（５）の圧力が冷却ゾーンＺ（６）の圧力よりも低くなるようにしているため、手前のゾーンＺ（５）から冷却ゾーンＺ（６）へのガス流入を抑制できる。

このようにして、手前の加熱ゾーンＺ（５）から冷却ゾーンＺ（６）へのガス流入を可及的に防止し、そのガス流入による最終段の冷却ゾーンＺ（６）でのフラックスの顕出抑制を図っている。

一方、基板ＰがゾーンＺ間を通過して搬送されてくる場合、その基板に伴って、ある一定量のガスが手前の加熱ゾーンＺ（５）から冷却ゾーンＺ（６）へ流入してくることは避けられない。
これに対し、本実施形態では、冷却ゾーンＺ（６）の基板通過領域ＡＲにおいて、上側からのガス吹出速度の方が下側からよりも速くなるようにするとともに、下側にのみガス吸込口２ｂを設け、基板Ｐ付近にはガスの下降流が発生するように構成しているので、基板Ｐとともに流入してきたガスは、炉内壁の基板通過領域ＡＲよりも下方で顕出する。したがってそのフラックスが、基板Ｐに滴下して付着することを確実に防止できる。

さらにこのリフロー装置１００は、不純物除去機構４を有している。この不純物除去機構４は、図１、図３、図６に示すように炉内空間の所要箇所からガスを吸い込むとともに、その内部のガスに含まれる不純物を除去し、不純物除去後のガスを同一又は他の所要箇所から炉内空間に戻すものである。

より具体的には、この不純物除去機構４は、ガス流路４１と、このガス流路４１上に設けられて流通するガスを冷却するとともにガス中の不純物を液化して除去する冷却器４２と、前記冷却器４２よりも下流におけるガス流路４１上に設けられてガスを圧送するブロア４３とを具備してなる。

前記ガス流路４１の始端であるガス吸入端４ａは、図４に示すように隣り合うゾーンＺの間に開口させてある。また、ガス流路４１の終端であるガス吐出端４ｂは各加熱ガス循環機構２における吸込経路２５上及び冷却ガス循環機構３に開口させてある。これは冷却器を４２を通過して冷えたガスがまずはヒータ２１を通るようにし、直接ゾーンＺに入らないようにするためである。なお、図３は模式図のため、ガス吸入端４ａが加熱ガス循環機構２に連通しているように記載されているが、実際には図４に示す位置に設定されている。

冷却器４２は、図５に示すように、迷路状に壁体を設け、所定の流路抵抗を有するものとした上で、該壁体を、例えば水などの液体で冷却するようにした水冷式のものである。この実施形態では、冷却器４２のガス導入口４２ａ及びガス導出口４２ｂを、下側収容室２におけるガス吐出端４ｂの開口よりも下方に設けて、液化して冷却器４２内に蓄積されている不純物が、停電などの不測の場合に収容室２や基板通過領域ＡＲに戻ることを防止している。

ところで、前記ガス吸入端４ａは、全てのゾーンＺ間に開口させてあるわけではなく、ゾーン間温度が所定以上異なる部位だけである。かかる箇所にガス吸入端４ａを開口させているのは、あるゾーンＺの設定温度がその前段ゾーンＺよりも高い場合には、フラックスがハンダから気化発生することから、この気化フラックスを効果的に除去するためであり、逆の場合は、ガス中に含まれる気体状のフラックスが境界で液化又は固化する恐れがあることから、この液化又は固化フラックス（主として樹脂成分）を効果的に除去するためである。全てのゾーンＺ間にガス吸入端４ａを開口させないのは、ガスの流れが乱れ、ゾーンＺ間のガス不干渉といった効果を得ることができなくなる恐れがあるからである。

各ガス吐出端４ｂの近傍には、ガス吐出端４ｂから吐出するガス流量を調節する調節バルブ４４がそれぞれ設けてある（図５には示していない）。この調節バルブ４４は、例えば電磁弁であり、図示しない制御部によって自動制御される。この制御部は、アナログ電気回路又はＣＰＵやメモリ等からなるデジタル電気回路、又はそれらの組み合わせからなるもので、各ゾーンＺにそれぞれ設けた温度センサ（図示しない）からの出力信号を受信し、その出力信号が示す検出温度が各ゾーンＺで予め定められた設定温度に近づくように、前記各調節バルブ４４にそれぞれ駆動信号を出力して、その開度、つまり冷却器４２を通って各加熱ガス循環機構２に流入するガスの流量をそれぞれ個別に制御する。なお、予備加熱ゾーン及び本加熱ゾーンＺ（１）〜Ｚ（５）において全ての調節バルブ４４が全閉となった場合は、図１に示すように、冷却ゾーンＺ（６）の調節バルブ４４が開放され、冷却ゾーンＺ（６）に冷却されたガスが流入するように構成してある。

また、この制御部は、加熱器２１にも制御信号を送信して温度制御を行う。ところで、このように２つの制御手段（加熱器２１及び調節バルブ４４）を用いて温度制御すると、両者が競合して制御に不具合が生じる恐れがあるが、ここでは、例えば一方のみを用いて温度制御し、その温度制御の結果、一方の動作範囲が予め定めた基準範囲を超えた場合に、他方を用いて温度制御を行うようにしている。

しかしてこの実施形態では、以上の構成に加えて、図２、図７〜図９に示すように前記基板搬出口１ｂ及び基板搬入口１ａに配置された開閉可能なシャッタ５と、本装置１００を、稼働モード、休止モード、停止モードのいずれかに切り換えるための切換操作手段（図示しない）とを設けている。

シャッタ５は、搬送チェーン１１Ａ、１１Ｂ間に配置される第１シャッタ要素５１と、移動側のチェーン案内レール１２Ｂに固定された第２シャッタ要素５２とからなるものである。

第２シャッタ要素４２は、移動側のチェーン案内レール１２Ｂから外側に伸びる矩形板状をなすものであり、チェーン案内レール１２Ｂが、固定側搬送チェーン１１Ａに向かって移動しても、チェーン案内レール１２Ｂの外側に空く基板搬出入口１ａ、１ｂを閉塞できるようにしてある。

第１シャッタ要素５１は、複数の矩形板体５１１を上部レール５１２でスライド可能に懸架したものであり、各板体５１１が重合し、幅方向長さが最も小さくなる重合状態と、各板体がほとんど重合することなく並んで幅方向長さが最も長くなる展開状態との間で幅方向に拡縮可能な構造となっている。各板体５１１には、幅方向端部に爪状の係合部５１１ａ、５１１ｂが設けてあって、これらが係合することにより、隣り合う板体５１１同士が展開状態で離れることなく、かつ、重合したときに隣の板体５１１を超えて次の板体５１１の位置まで移動することがないようにしてある。この実施形態では、これら板体５１１のうち、もっとも移動搬送チェーン１１Ｂよりに位置するものに、第２シャッタ要素４２又は移動側チェーン案内レール１２Ｂに固定した係合部材を上下動可能に取り付けている。具体的には、例えば、板体５１１に上下方向に延びる長孔を設け、その長孔に第２シャッタ要素４２又は移動側チェーン案内レール１２Ｂから延出した係合部材の先端を係合させ、その係合部材の先端が長孔に沿って動くように構成している。
したがって、第１シャッタ要素５１は、幅方向には常に移動側チェーン案内レール１２Ｂの移動に合わせて拡縮する一方、上下方向には、図７に示すような上下駆動機構６により上下動し、下位置において基板搬出入口１ａ、１ｂを閉塞するとともに、上位置において基板搬出入口１ａ、１ｂを開放する。

切換操作手段は、例えば、このリフロー装置の動作設定や状態監視をするためのディスプレイタッチパネルやキーボードなどがその機能を担う。

しかして、オペレータがこの切換操作手段を使って稼働モードから休止モードに切り換えると、制御部がその信号を受信して、各部を以下のように制御する。

（１）初段の加熱ゾーンＺ（１）及び最終段の加熱ゾーンＺ（５）におけるガス循環速度の低下。
これらのゾーンＺ（１）、Ｚ（５）では、温度を直前の稼働モードの設定温度のまま、あるいは予め定められた保温温度となるように、ヒータ２１を制御する。ガス循環速度は、ブロア２２を予め定めた所定回転数まで下げて低下させる。
（２）他の加熱ゾーンＺ（２）〜Ｚ（４）における加熱ガス循環機構２の停止
これらのゾーンＺ（２）〜Ｚ（４）では、ブロア２２及びヒータ２１を停止させる。
（３）冷却ゾーンＺ（６）における冷却ガス循環機構３の停止
このゾーンＺ（６）では、ブロア３１を停止させる。
（４）搬送機構１１の停止
搬送チェーン１１Ａ、１１Ｂの循環走行を停止させる。
（５）基板搬出入口１ａ、１ｂを閉塞
前記シャッタ５によって基板搬出入口１ａ、１ｂをそれぞれ閉塞する。具体的には、図７の想像線に示すように、基板搬出入口１ａ、１ｂを閉塞しない上位置にある第１シャッタ要素５１１を、基板搬出入口１ａ、１ｂを閉塞可能な下位置（図７の実線に示す）まで、上下駆動機構６に指令を出して降ろす。このとき、第１シャッタ要素５１１は、移動側搬送チェーン１１Ｂと固定側搬送チェーン１１Ａの間に、幅方向にほぼ隙間なく入る。このことによって、搬送チェーン１１Ａ、１１Ｂ間の基板搬出入口部分を閉塞する。一方、移動側搬送チェーン１１Ｂの外側における基板搬出入口部分は前述したように第２シャッタ要素５２によって閉塞されている。
（６）不純物除去機構４の停止
前記不純物除去機構４におけるブロア４３を停止するとともに、全ての調節バルブ４４を閉塞する。

なお、前記（１）〜（６）の工程は同時に行っても良いし、任意の順番で行っても良いが、（５）及び（３）を最初に行い、他の工程をその後にすることが温度安定の観点から好ましい。

一方、この休止モードから稼働モードに切り換えてリスタートさせると、以下の（７）〜（１２）の工程が制御部によって営まれる。

（７）初段及び最終段の加熱ゾーンＺ（１）、Ｚ（５）におけるガス循環速度の復帰
（８）他の加熱ゾーンＺ（２）〜Ｚ（４）における加熱ガス循環機構２の再起動
（９）冷却ガス循環機構３の再起動
（１０）搬送機構１１の再起動
（１１）基板搬出入口１ａ、１ｂを開放
具体的には、第１シャッタ要素５１を、基板搬出入口を１ａ、１ｂ閉塞しない上位置に持ち上げる。
（１２）不純物除去機構４の再起動

なお、これらの工程は同時に行ってもよいが、順次行うとすれば、（７）、（８）の工程を先に行って、炉内温度が安定してから、他の工程を行うことが好ましい。

このように構成した本実施形態によれば、休止モードにおいて、冷却ゾーンＺ（６）でのガス循環や不純物除去機構４でのガス循環が停止することから、冷却機能が大幅に低減してほとんど作用しなくなる。また、加熱ゾーンＺ（１）〜Ｚ（５）でのガス循環速度を低下させているので、加熱ガスが炉内壁に接触することによる熱放散を可及的に少なくできる。さらに、炉１の外部との連通口でもある基板搬出入口１ａ、１ｂを閉塞することから、ここでの外部とのガス流通による放熱も防止できる。加えて、内部のガスを走行とともに炉外に持ち出し、あるいは炉外のガスを炉内に持ち込む基板搬送機構１１を停止させることによっても、熱損失を防止できる。

つまり、休止モードでは、極めて低電力で炉内温度を維持できるので、従来、待ち時間等においてフルに稼働させていた場合と比べ、大幅な省エネルギ化を実現できる。また、炉内温度は維持されているので、稼働モードに極めて短時間で復帰することができ、生産リードタイムが大幅に長くなってしまうこともない。

さらに、基板搬出入口１ａ、１ｂが閉塞されることから、内部ガスの漏れを大幅に減らすことができ、本実施形態のように、炉１内を不活性ガスで充満させるタイプのものにおいて、休止モード時に新たに供給するガス量を軽減することができ、ランニングコストの大幅な削減を図れる。この追加供給ガスは、炉内温度を下げる原因の１つであることから、この供給量を減らせることで、電力消費の軽減効果も奏する。

特にこの実施形態では、各ゾーンＺでの吹出口２ａ、３ａや吸込口２ｂ、３ｂの工夫、あるいはガス分離板９の設置等により、隣り合うゾーンＺ間でのガスの出入りを可及的に抑制できるので、保温効果が特に顕著になり、休止モードでの電力消費の大幅な軽減を図れる。
ちなみに、実験では、休止モードにおいて、稼働モードでの１／２以下の電力で炉内温度を維持できることが確認されている。

なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。例えば、ゾーンの数や加熱ガス循環機構、不純物除去機構など、各部の構成は、他の態様でも構わないし、シャッタの構造も実施形態に限定されるものではない。その他、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。

本発明の一実施形態に係るリフロー装置の模式的全体構成図。 同実施形態における基板搬出入口、搬送機構、シャッタ等を示す部分斜視図。 同実施形態における加熱ガス循環機構を、基板通過方向から視たときの内部構造を示す模式的内部構造図。 同実施形態におけるガス吹出口、ガス吸込口等を上方から視たときの構造を示す模式的内部構造図。 同実施形態における冷却ガス循環機構を、基板通過方向と直交する水平方向から視たときの内部構造を示す模式的内部構造図。 同実施形態における不純物除去機構を示す模式的構造図。 同実施形態におけるシャッタを基板通過方向と直交する水平方向から視たときの模式図。 同実施形態における第１シャッタ要素の斜視図。 同実施形態における第１シャッタ要素の側面図。

符号の説明

１００・・・リフロー装置
Ｐ・・・基板
Ｚ（１）〜Ｚ（５）・・・加熱ゾーン
Ｚ（６）・・・冷却ゾーン
１・・・加熱炉（炉）
１ａ・・・基板搬入口
１ｂ・・・基板搬出口
１１・・・搬送機構と、
２・・・加熱ガス循環機構
３・・・冷却ガス循環機構
５・・・シャッタ

Claims (4)

1. 内部空間が複数の加熱ゾーン及び１以上の冷却ゾーンに分けられた加熱炉と、
   基板を前記加熱炉の基板搬入口から搬入し、内部空間を通過させて基板搬出口から搬出する搬送機構と、
   前記各加熱ゾーンにそれぞれ形成され、各加熱ゾーンでの温度調節を可能とする加熱ガス循環機構と、
   前記冷却ゾーンに形成され、該冷却ゾーンでの温度調節を可能とする冷却ガス循環機構とを具備したリフロー装置において、
   前記基板搬出口及び基板搬入口にそれぞれ設置された開閉可能なシャッタと、
   稼働モード、休止モード又は停止モードに切り換えるための切換操作手段と、
   制御部とをさらに具備し、
   前記制御部が、休止モードにおいて、加熱ガス循環機構によるガス循環速度を低下させるとともに冷却ガス循環機構の動作を停止させる一方、前記搬送機構の動作を停止させ、かつ、前記各シャッタを閉じることを特徴とするリフロー装置。
2. 内部空間が複数の加熱ゾーン及び１以上の冷却ゾーンに分けられた加熱炉と、
   基板を前記加熱炉の基板搬入口から搬入し、内部空間を通過させて基板搬出口から搬出する搬送機構と、
   前記各加熱ゾーンにそれぞれ形成され、各加熱ゾーンでの独立した温度調節を可能とする加熱ガス循環機構と、
   前記冷却ゾーンに形成され、該冷却ゾーンでの独立した温度調節を可能とする冷却ガス循環機構とを具備したリフロー装置において、
   前記基板搬出口及び基板搬入口にそれぞれ設置された開閉可能なシャッタと、
   稼働モード、休止モード又は停止モードに切り換えるための切換操作手段と、
   制御部とをさらに具備し、
   前記制御部が、休止モードにおいて、一部の加熱ガス循環機構のガス循環速度を低下させるとともに、残りの加熱ガス循環機構及び冷却ガス循環機構の動作を停止させる一方、前記搬送機構の動作を停止させ、かつ、前記各シャッタを閉じることを特徴とするリフロー装置。
3. 前記制御部が、休止モードにおいて、前記加熱ゾーンのうち、初段及び最終段の加熱ゾーンでの加熱ガス循環機構によるガス循環速度を低下させるとともに、残りの加熱ガス循環機構の動作を停止させる請求項２記載のリフロー装置。
4. 前記加熱ゾーンから内部のガスを吸い込み、不純物除去用の冷却器を通過させて、加熱ゾーンに再度戻す不純物除去機構を更に具備してなり、
   前記制御部が、休止モードにおいて、前記不純物除去機構の動作を停止するようにしている請求項１、２又は３記載のリフロー装置。