JP3588425B2 - Infrared panel heater for heating mounting substrate and reflow furnace using the same - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、SMT(表面実装技術)ラインのリフロー炉その他の加熱装置に用いられるヒータに関する。
【0002】
【従来の技術】
SMTラインのリフロー炉においては、電子部品を実装したプリント基板やモールド樹脂がそのまま加熱されて、はんだ付けされる。このリフロー炉に用いるヒータとしては、従来、発熱体を陶器に閉じこめた構造若しくは、発熱体をセメント状のもので成型した構造の市販品が用いられてきた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来のヒータは、重く、熱容量が大きく、また高価であるという問題点があった。一方、これらのヒータに代えて軽量キャスタブル等の軽量物質の成型によるヒータ(例えばセラミックファイバーを用いたもの)を用いることも考えられるが、このような軽量のヒータは一般に、以下のような問題点がある。すなわち、プリント基板が吸収しやすい赤外線の波長は約5〜8μmであるのに対して、電子部品のチップを構成するモールド樹脂が吸収しやすい赤外線の波長は約1〜2μmである。ところが、軽量のヒータは波長約5〜8μmの赤外線を主として放射し、波長1〜2μmの赤外線をほとんど放射しない。このため、実装基板上でのモールド樹脂の分布によって、温度の上昇速度が異なることになる。その結果、実装基板上の場所によって温度にばらつきが生じて、望ましい温度プロファイルが得られない。
【0004】
上記のような従来の問題点に鑑み、本発明は、軽量低価格で、実装基板を均一に加熱することができるヒータを提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明の実装基板加熱用赤外線パネルヒータは、片面に赤外線の放射率を高めるコーティング層を有するステンレス板製のパネルと、電気絶縁物としてのマイカからなり、前記パネルの他面側に設けられる絶縁板と、前記絶縁板を介して前記パネルの他面側に設けられ、発熱体をセラミックファイバー断熱材の一表面近傍に支持するように一体的に埋設してなる軽量の構成によって波長約5〜8μmの赤外線を主として放射し、波長1〜2μmの赤外線をほとんど放射しないヒータと、前記パネル、絶縁板及びヒータを重ねた状態で収納し、前記パネルの前記片面を露出させる開口部を有するケースとを備え、前記パネルは、前記ヒータが放射した赤外線を受けて加熱され、前記ヒータからほとんど放射されない1〜2μmの波長を含む約1〜8μmの波長範囲の赤外線を略均一に放射するものである。
上記のように構成された実装基板加熱用赤外線パネルヒータにおいては、ヒータが放射した赤外線を受けて加熱されたパネルが、ヒータからほとんど放射されない1〜2μmの波長を含む約1〜8μmの波長範囲の赤外線を略均一に放射する。これにより、パネルは、プリント基板が吸収しやすい波長及び、ヒータからほとんど放射されない波長であって電子部品のモールド樹脂が吸収しやすい波長を共に含む赤外線を放射することができる。従って、当該赤外線パネルヒータをリフロー炉等に用いれば、実装基板のプリント基板及び電子部品が均一に加熱され、基板全体が均一に加熱される。
【0006】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明の一実施形態による赤外線パネルヒータ10の構成を示す分解斜視図である。また、図2は、この赤外線パネルヒータ10の縦断面図である。図1及び図2において、赤外線パネルヒータ10は、上部カバー1と下部カバー2とを弁当箱状に合わせて構成される直方体のケース内に、金属製のIR(赤外線)パネル3、絶縁板4及び5、並びに、セラミックファイバー一体成型ヒータ(以下、単にヒータという。)6をこの順に重ねた状態で収納したものである。
【0007】
上記IRパネル3はステンレス板であり、その片面すなわち図の下面に、赤外線の放射率を高めるIRコーティング層3aが形成されている。上記絶縁板4及び5は、電気絶縁物としてのマイカからなり、絶縁板4はヒータ6の下部に、一対の絶縁板5はヒータ6の両側面に、それぞれ配置される。これらの絶縁板4及び5は、それぞれ、IRパネル3及び下部カバー2との電気的絶縁のために設けられる。上記ヒータ6は、真空成型により、セラミックファイバー断熱材の一表面(下面)近傍にコイル状の発熱体6aを支持するように一体的に埋設してなるものである。なお、発熱体6aの両端部は、上部カバー1に設けた孔(図示せず)から導出される。また、上記下部カバー2の底面は矩形の開口部2aを有しており、この開口部2aからIRパネル3のIRコーティング層3aが露出する。なお、下部カバー2の下面もIRコーティングされていることが好ましい。均熱度がさらに向上するためである。プリント基板に電子部品を実装した実装基板7は、図2における赤外線パネルヒータ10の下方に配置され、加熱される。
【0008】
上記のように構成された赤外線パネルヒータ10においては、ヒータ6が放射した赤外線を受けてIRパネル3が加熱される。これにより、IRパネル3は赤外線を放射する。実装基板7は、IRパネル3から放射される赤外線によって加熱される。ヒータ6はコイル状の発熱体6aを有していることから、ヒータ6の下面の熱分布が必ずしも均一でないが、絶縁板4を介したIRパネル3によってこれが平均化され、IRパネル3の下面全体にわたって略均一な熱分布が得られる。
図3は、IRパネル3から放射される赤外線のスペクトルを示すグラフである。図に示すように、波長約1〜8μmの赤外線が略均一に放射されていることがわかる。ヒータ6は波長1〜2μmの赤外線をほとんど放射しないが、IRパネル3から放射される2次波長としてこの範囲を含む約1〜8μmの赤外線が放射されることにより、このような結果が得られる。
【0009】
このようにして赤外線パネルヒータ10から放射される赤外線のうち、波長約1〜2μmの赤外線は、主として電子部品のモールド樹脂により吸収される。また、波長約5〜8μmの赤外線は、主としてプリント基板により吸収される。従って、実装基板7は、全体として均一に加熱され、温度のばらつきが生じないので、所望の温度プロファイルが得られる。また、ヒータ6は軽量で、しかも、製作が比較的容易であることから、赤外線パネルヒータ10全体を軽量かつ安価に提供することができる。
【0010】
なお、IRパネル3と下部カバー2とを一体に形成することもできるが、熱による歪みを防止する点からは、上記実施形態のように別々の部材とすることが好ましい。また、上記のように構成された赤外線パネルヒータ10は、プリント基板のみならず、これと同様な赤外線吸収特性を有する被処理物の加熱に特に適している。従って、当該赤外線パネルヒータ10は、リフロー炉以外の加熱装置にも応用することができる。
【0011】
【発明の効果】
以上のように構成された本発明は以下の効果を奏する。
本発明の実装基板加熱用赤外線パネルヒータによれば、波長約5〜8μmの赤外線を主として放射し、波長1〜2μmの赤外線をほとんど放射しないヒータが放射した赤外線を受けてパネルが加熱され、これにより、パネルは、プリント基板が吸収しやすい約5〜8μmの波長及び、ヒータからほとんど放射されない波長であって電子部品のモールド樹脂が吸収しやすい1〜2μmの波長を共に含む赤外線を放射する。従って、当該赤外線パネルヒータをリフロー炉等に用いれば、実装基板のプリント基板及び電子部品が均一に加熱され、基板全体が均一に加熱されるので、温度プロファイルが向上する。また、ヒータは軽量で、しかも、製作が比較的容易であることから、赤外線パネルヒータ全体を軽量かつ安価に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態による赤外線パネルヒータの構成を示す分解斜視図である。
【図2】上記赤外線パネルヒータの縦断面図である。
【図3】上記赤外線パネルヒータのスペクトルを示すグラフである。
【符号の説明】
1 上部カバー
2 下部カバー
2a 開口部
3 IRパネル
3a IRコーティング層
4,5 絶縁板
6 ヒータ(セラミックファイバー一体成型ヒータ)
6a 発熱体
10 赤外線パネルヒータ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a heater used in a reflow furnace or other heating device of an SMT (Surface Mount Technology) line.
[0002]
[Prior art]
In the reflow furnace of the SMT line, the printed circuit board on which the electronic components are mounted and the mold resin are directly heated and soldered. As a heater used in the reflow furnace, a commercially available product having a structure in which a heating element is enclosed in ceramics or a structure in which the heating element is molded with a cement-like material has been used.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
The conventional heater as described above has problems that it is heavy, has a large heat capacity, and is expensive. On the other hand, instead of these heaters, it is conceivable to use a heater (for example, using a ceramic fiber) formed by molding a lightweight substance such as a lightweight castable. However, such a lightweight heater generally has the following problems. There is. That is, the wavelength of infrared light that the printed circuit board easily absorbs is about 5 to 8 μm, while the wavelength of infrared light that the mold resin forming the chip of the electronic component easily absorbs is about 1 to 2 μm. However, a lightweight heater mainly emits infrared rays having a wavelength of about 5 to 8 μm, and hardly emits infrared rays having a wavelength of 1 to 2 μm. For this reason, the temperature rising speed varies depending on the distribution of the mold resin on the mounting board. As a result, the temperature varies depending on the location on the mounting board, and a desirable temperature profile cannot be obtained.
[0004]
In view of the above-mentioned conventional problems, an object of the present invention is to provide a heater that is lightweight and inexpensive and that can uniformly heat a mounting substrate.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The mounting panel heating infrared panel heater of the present invention includes a stainless steel panel having a coating layer on one side having a coating layer for increasing the emissivity of infrared rays, and mica as an electrical insulator, and an insulation provided on the other side of the panel. a plate, provided on the other side of the panel through an insulating plate, about a wavelength depending on the configuration of the integrally embedded and ing and light so as to support the heating element on one surface near the ceramic fiber insulation material 5 A case that mainly emits infrared rays of about 8 μm and hardly emits infrared rays of a wavelength of 1 μm to 2 μm, and has an opening for storing the panel, the insulating plate and the heater in a stacked state, and exposing the one surface of the panel. with the door, before Symbol panel, the heater is heated by the infrared radiation radiated from about 1 including the wavelength of 1~2μm that is hardly radiated from the heater An infrared ray having a wavelength range of μm is to substantially uniformly radiated.
In the infrared panel heater for mounting substrate heating configured as described above, the panel heated by receiving the infrared rays emitted by the heater has a wavelength range of about 1 to 8 μm including a wavelength of 1 to 2 μm, which is hardly radiated from the heater. Irradiates the infrared rays substantially uniformly. This allows the panel to emit infrared light that includes both a wavelength that is easily absorbed by the printed circuit board and a wavelength that is hardly emitted from the heater and that is easily absorbed by the mold resin of the electronic component. Therefore, when the infrared panel heater is used in a reflow furnace or the like, the printed board and the electronic components of the mounting board are uniformly heated, and the entire board is uniformly heated.
[0006]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a configuration of an
[0007]
The
[0008]
In the
FIG. 3 is a graph showing a spectrum of infrared rays emitted from the
[0009]
Of the infrared rays radiated from the
[0010]
Although the
[0011]
【The invention's effect】
The present invention configured as described above has the following effects.
According to the mounting panel heating infrared panel heater of the present invention, the panel is heated by receiving infrared rays emitted by a heater that mainly emits infrared rays having a wavelength of about 5 to 8 μm and emits little infrared rays having a wavelength of 1 to 2 μm. Accordingly, the panel emits infrared light having a wavelength of about 5 to 8 μm, which is easily absorbed by the printed circuit board, and a wavelength of 1 to 2 μm, which is hardly emitted from the heater and easily absorbed by the molding resin of the electronic component. Therefore, if the infrared panel heater is used in a reflow oven or the like, the printed board and the electronic components of the mounting board are uniformly heated, and the entire board is uniformly heated, so that the temperature profile is improved. In addition, since the heater is lightweight and relatively easy to manufacture, it is possible to provide the entire infrared panel heater lightly and inexpensively.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded perspective view illustrating a configuration of an infrared panel heater according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the infrared panel heater.
FIG. 3 is a graph showing a spectrum of the infrared panel heater.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (2)
電気絶縁物としてのマイカからなり、前記パネルの他面側に設けられる絶縁板と、
前記絶縁板を介して前記パネルの他面側に設けられ、発熱体をセラミックファイバー断熱材の一表面近傍に支持するように一体的に埋設してなる軽量の構成によって波長約5〜8μmの赤外線を主として放射し、波長1〜2μmの赤外線をほとんど放射しないヒータと、
前記パネル、絶縁板及びヒータを重ねた状態で収納し、前記パネルの前記片面を露出させる開口部を有するケースとを備え、
前記パネルは、前記ヒータが放射した赤外線を受けて加熱され、前記ヒータからほとんど放射されない1〜2μmの波長を含む約1〜8μmの波長範囲の赤外線を略均一に放射することを特徴とする実装基板加熱用赤外線パネルヒータ。A stainless steel panel with a coating layer on one side that increases the emissivity of infrared rays,
An insulating plate made of mica as an electrical insulator, provided on the other surface side of the panel,
Through said insulating plate provided on the other surface side of the panel, heating element by the configuration of the integrally embedded and ing and light so as to support one surface near the ceramic fiber insulation material having a wavelength of about 5~8μm A heater that mainly emits infrared light and hardly emits infrared light having a wavelength of 1 to 2 μm ;
A case having an opening for storing the panel, the insulating plate and the heater in an overlapping state, and exposing the one surface of the panel ,
Before Symbol panel, the heater is heated by the infrared radiation emitted, and wherein the substantially be uniformly emits little infrared wavelength range of about 1~8μm having wavelengths 1~2μm not radiated from the heater Infrared panel heater for mounting board heating .
片面に赤外線の放射率を高めるコーティング層を有するステンレス板製のパネルと、
電気絶縁物としてのマイカからなり、前記パネルの他面側に設けられる絶縁板と、
前記絶縁板を介して前記パネルの他面側に設けられ、発熱体をセラミックファイバー断熱材の一表面近傍に支持するように一体的に埋設してなる軽量の構成によって波長約5〜8μmの赤外線を主として放射し、波長1〜2μmの赤外線をほとんど放射しないヒータと、
前記パネル、絶縁板及びヒータを重ねた状態で収納し、前記パネルの前記片面を露出させる開口部を有するケースとを備え、
前記パネルは、前記ヒータが放射した赤外線を受けて加熱され、前記ヒータからほとんど放射されない1〜2μmの波長を含む約1〜8μmの波長範囲の赤外線を略均一に放射することを特徴とするリフロー炉。In a reflow furnace in which a heating target on which electronic components are mounted is heated by an infrared panel heater and soldered, the infrared panel heater includes:
A stainless steel panel with a coating layer on one side that increases the emissivity of infrared rays,
An insulating plate made of mica as an electrical insulator, provided on the other surface side of the panel,
Through said insulating plate provided on the other surface side of the panel, heating element by the configuration of the integrally embedded and ing and light so as to support one surface near the ceramic fiber insulation material having a wavelength of about 5~8μm A heater that mainly emits infrared light and hardly emits infrared light having a wavelength of 1 to 2 μm ;
A case having an opening for storing the panel, the insulating plate and the heater in an overlapping state, and exposing the one surface of the panel ,
Before Symbol panel, the heater is heated by the infrared radiation emitted, and wherein the substantially be uniformly emits little infrared wavelength range of about 1~8μm having wavelengths 1~2μm not radiated from the heater Reflow furnace.
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