JP4978431B2 - Radiation heating device thermal uniformity adjustment structure - Google Patents

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  • Control Of Resistance Heating (AREA)

Description

本発明は、輻射加熱装置の均熱性を調整するための技術であり、詳しくは並列に並べられた輻射加熱器の位置及び反射鏡の位置を変更することで、輻射エネルギーを均等にする技術に関する。   The present invention relates to a technique for adjusting the thermal uniformity of a radiant heating device, and more particularly to a technique for equalizing radiant energy by changing the position of the radiant heaters and the position of the reflectors arranged in parallel. .

輻射加熱装置は、赤外線を被加熱物に照射することで輻射熱によって被加熱物を加熱する目的で使用される。
このヒータ用ランプを用いた輻射加熱装置は、温度に偏りが出にくいことと、真空中でも使用が可能であるというメリットがあるため、例えば半導体製造工程などではよく使われる。
特許文献1には、エネルギー線加熱装置及びその制御方法の技術が開示されている。半導体製造工程において、半導体ウェハの全面を均一に加熱維持するために、回転テーブル上に固定された加熱手段である加熱ランプを備えている。そして、加熱ランプの光軸を回転テーブルに対してそれぞれ異なる角度に取り付け、回転テーブルを回転させることで、半導体ウェハの加熱を均等に行うことができるようにした技術である。
回転テーブル上に設けられた加熱ランプは、出力を調整することが可能であり、出力を調整することで温度ムラを抑制することができる。
The radiant heating device is used for the purpose of heating an object to be heated by radiant heat by irradiating the object to be heated with infrared rays.
The radiation heating device using the heater lamp is often used in, for example, a semiconductor manufacturing process because it has a merit that the temperature is not easily biased and can be used even in a vacuum.
Patent Document 1 discloses a technology of an energy beam heating device and a control method thereof. In the semiconductor manufacturing process, a heating lamp, which is a heating means fixed on a rotary table, is provided in order to uniformly heat and maintain the entire surface of the semiconductor wafer. In this technique, the optical axes of the heating lamps are attached to the rotary table at different angles, and the rotary table is rotated to uniformly heat the semiconductor wafer.
The heating lamp provided on the rotary table can adjust the output, and temperature unevenness can be suppressed by adjusting the output.

また、特許文献2には、ウェハ加熱装置としてヒータ用のランプと被加熱体の間に凸レンズをと凹レンズを組み合わせた波板状の透明光学系を挟むことで、ウェハに当たる光を均一化しウェハを均等に加熱する技術が開示されている。
この透明光学系は、被加熱体であるウェハにあわせて円形に並んだヒータ用ランプに対応するものを用いた実施例と、直線状に並んだヒータ用ランプに対応するものを用いた別の実施例が記載されている。
Further, in Patent Document 2, as a wafer heating apparatus, a corrugated transparent optical system in which a convex lens and a concave lens are combined is sandwiched between a heater lamp and an object to be heated, so that the light hitting the wafer is made uniform. A technique for heating evenly is disclosed.
This transparent optical system is an example using one corresponding to a heater lamp arranged in a circle in accordance with a wafer to be heated, and another one using one corresponding to a heater lamp arranged in a straight line. Examples have been described.

ところで、電子部品等の接着剤、封止用ゲル等を硬化させる用途にも、輻射加熱装置を用いるケースがある。
被加熱体の形状が複雑である場合や、均等に加熱したい場合などに有利となるためだ。昇温速度が速いことも、メリットとなる。
しかし、特許文献1や特許文献2に記載されるような円形にヒータ用ランプを用いる方式では、四角いワークに対応するにはロスが大きい。したがって、輻射加熱器であるヒータ用ランプを並列に何本も並べて、製品に対応した領域を加熱する方式を採用することが考えられる。
By the way, there is a case where a radiation heating device is used for an application of curing an adhesive such as an electronic component, a sealing gel, or the like.
This is because it is advantageous when the shape of the object to be heated is complex or when it is desired to heat the object evenly. It is also an advantage that the heating rate is fast.
However, in the method using the heater lamp in a circular shape as described in Patent Document 1 and Patent Document 2, there is a large loss to cope with a square workpiece. Therefore, it is conceivable to employ a system in which a number of heater lamps, which are radiant heaters, are arranged in parallel to heat a region corresponding to a product.

特開平6−224135号公報JP-A-6-224135 特開2003−264157号公報JP 2003-264157 A

しかしながら、特許文献1及び特許文献2に開示される技術を用いる場合、以下のような課題があると考えられる。
製品につけた接着剤や封止用ゲル等を硬化する際には、均等に加熱されることが望まれるが、ヒータ用ランプを並列に並べると、ヒータ用ランプの光が重なる部分の輻射エネルギーが増幅されてしまう問題がある。
つまり、隣り合うヒータ用ランプの光が重なる部分では、ワークは2つのヒータ用ランプから照射される光によって温められることになる。したがって輻射エネルギーは合成され、ワークは必要以上に温められる可能性がある。
輻射エネルギーが合成されると、合成輻射エネルギーはヒータ用ランプ単体で照射する場合より高くなる。このため、平面的にワークを温める場合には、ヒータ用ランプの存在する場所と、ヒータ用ランプの存在しない場所、及び光が重なる場所で温度差が生じることになる。また、ヒータ用ランプからの距離によっても温度差が生じる。
However, when the techniques disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2 are used, the following problems are considered.
When curing the adhesive or sealing gel attached to the product, it is desirable to heat evenly. However, if the heater lamps are arranged in parallel, the radiation energy of the part where the light from the heater lamps overlaps will be increased. There is a problem of being amplified.
That is, in the part where the lights of the adjacent heater lamps overlap, the workpiece is heated by the light emitted from the two heater lamps. Therefore, the radiant energy is synthesized and the workpiece may be heated more than necessary.
When the radiant energy is combined, the combined radiant energy becomes higher than when the heater lamp alone is irradiated. For this reason, when the workpiece is heated in a plane, a temperature difference occurs between a place where the heater lamp exists, a place where the heater lamp does not exist, and a place where light overlaps. Further, a temperature difference also occurs depending on the distance from the heater lamp.

ワークの理想的な加熱温度は、ワークに取り付けられた半導体素子や、接着して取り付ける樹脂部品などによる上限温度の要求や、接着剤の封止用ゲルの硬化温度による下限温度の要求により決定される。そして、要求される温度領域が狭い場合には、温度差が生じることは好ましくない。
特許文献1に示されるようにヒータ用ランプを異なる角度に取り付け回転テーブルで回転させることは、前述した通り矩形のワークに用いるにはエネルギーロスが大きくなってしまうと言う問題がある。
また、特許文献2に示されるような透明光学系を用いて、均熱化することも考えられるが、透明光学系のレンズを製作するにあたり、細かい修正部分はトライ&エラーが必要となり、コスト的に見合わないと考えられる。
The ideal heating temperature of a workpiece is determined by the requirement for the upper limit temperature due to the semiconductor element attached to the workpiece, the resin parts to be bonded and the like, and the lower limit temperature requirement due to the curing temperature of the adhesive sealing gel. The And when the temperature range requested | required is narrow, it is not preferable that a temperature difference arises.
As described in Patent Document 1, mounting the heater lamps at different angles and rotating them with the rotary table has a problem that energy loss increases when used for a rectangular workpiece as described above.
In addition, it is conceivable to use a transparent optical system such as that disclosed in Patent Document 2 to equalize the temperature, but when manufacturing a lens for a transparent optical system, fine corrections require trial and error, which is costly. It seems that it is not suitable for.

そこで、本発明はこのような課題を解決するために、安価に輻射エネルギーを調整可能な輻射加熱装置の均熱性調整構造を提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a heat uniformity adjusting structure of a radiant heating device capable of adjusting radiant energy at low cost in order to solve such problems.

前記目的を達成するために、本発明による輻射加熱装置の均熱性調整構造は以下のような特徴を有する。
(1)加熱対象物の方向に光を反射する反射鏡を備えた複数の輻射加熱器が並列に配置された輻射加熱装置の均熱性を高める輻射加熱装置の均熱性調整構造において、
前記複数の反射鏡が回転軸をそれぞれ備え、前記輻射加熱器を中心に回動し、それぞれ任意の角度で固定可能であること
前記複数の輻射加熱器が、前記加熱対象物に対して近接又は離間する方向に、前記反射鏡と共にそれぞれ移動可能な構成であること、
を特徴とする。
In order to achieve the above object, the heat equalization adjusting structure of the radiant heating device according to the present invention has the following characteristics.
(1) In the thermal uniformity adjustment structure of the radiant heating device that improves the thermal uniformity of the radiant heating device in which a plurality of radiant heaters including a reflecting mirror that reflects light in the direction of the heating object is arranged in parallel,
Said plurality of reflecting mirrors each comprise a rotational axis, rotates around the radiant heater, respectively fixable at any angle,
The plurality of radiant heaters are configured to be movable together with the reflecting mirror in a direction approaching or separating from the heating object,
It is characterized by.

)(1)に記載の輻射加熱装置の均熱性調整構造において、
複数の前記輻射加熱器のうち、第1の輻射加熱器の隣に配置される第2の輻射加熱器を、前記第1の輻射加熱器から遠ざける方向或いは近接する方向に、前記反射鏡と共に移動可能な構成であることを特徴とする。
( 2 ) In the heat uniformity adjusting structure of the radiation heating device according to (1 ) ,
Among the plurality of radiant heaters, a second radiant heater arranged next to the first radiant heater is moved together with the reflecting mirror in a direction away from or closer to the first radiant heater. It is a possible configuration.

このような特徴を有する本発明による輻射加熱装置の均熱性調整構造により、以下のような作用、効果が得られる。
まず、(1)に記載される発明は、加熱対象物の方向に光を反射する反射鏡を備えた複数の輻射加熱器が並列に配置された輻射加熱装置の均熱性を高める輻射加熱装置の均熱性調整構造において、前記複数の反射鏡が回転軸をそれぞれ備え、前記輻射加熱器を中心に回動し、それぞれ任意の角度で固定可能である。
例えば、輻射加熱器として3本のヒータ用ランプが並列に並べられていた場合、中央はそのままで、左右のヒータ用ランプの反射鏡を外側に向けることで、中央のヒータ用ランプの光が左右のヒータ用ランプの光と重なり合い、加熱対象物に届く輻射エネルギーが増幅しにくいように調整することが可能である。
The following functions and effects can be obtained by the heat uniformity adjusting structure of the radiant heating device according to the present invention having such characteristics.
First, the invention described in (1) is a radiant heating device that improves the thermal uniformity of a radiant heating device in which a plurality of radiant heaters including a reflecting mirror that reflects light in the direction of a heating object is arranged in parallel. in thermal uniformity adjustment structure comprises said plurality of reflector rotation axes, respectively, and rotates around the radiant heater, respectively fixable at any angle.
For example, when three heater lamps are arranged in parallel as a radiant heater, the light from the center heater lamp is left and right by turning the reflecting mirrors of the left and right heater lamps outward without leaving the center. It is possible to adjust so that the radiant energy reaching the object to be heated is hard to be amplified by overlapping with the light of the heater lamp.

反射鏡は輻射加熱器を中心に回転し、任意の位置で固定することが可能であるので、容易に調整が可能であり、特許文献2のように専用のレンズを必要としないため、コスト的に安価に調整可能となる。
また、輻射加熱器の出力によって輻射エネルギーの状態が異なるが、反射鏡を調整し任意の角度で固定が可能であるので、加熱対象物の変更などにより輻射加熱器の出力が変更するような場合でも対応することができる。
Since the reflecting mirror rotates around the radiation heater and can be fixed at an arbitrary position, it can be easily adjusted and does not require a dedicated lens as in Patent Document 2, which is costly. Can be adjusted at low cost.
In addition, although the state of radiant energy varies depending on the output of the radiant heater, it is possible to adjust the reflector and fix it at an arbitrary angle, so the output of the radiant heater changes due to changes in the heating object, etc. But we can respond.

また、(1)に記載される発明は、前記複数の輻射加熱器が、前記加熱対象物に対して近接又は離間する方向に、前記反射鏡と共にそれぞれ移動可能な構成である。
また、()に記載される発明は、(1)に記載の輻射加熱装置の均熱性調整構造において、複数の輻射加熱器のうち、第1の輻射加熱器の隣に配置される第2の輻射加熱器を、第1の輻射加熱器から遠ざける方向或いは近接する方向に、反射鏡と共に移動可能な構成である。
このように、個々の輻射加熱器を反射鏡と共に加熱対象物に対して近接離間する方向、及び平行移動する方向に移動することが可能な構成となっているので、加熱対象物に届く輻射エネルギーが増幅しないように細かな調整が可能である。
Moreover, the invention described in (1) is a configuration in which the plurality of radiant heaters can move together with the reflecting mirror in a direction in which the plurality of radiant heaters approach or separate from the object to be heated.
In addition, the invention described in ( 2 ) is a second aspect of the radiation uniformity adjusting structure for the radiant heating device described in (1 ), wherein the second radiant heater is disposed next to the first radiant heater among the plurality of radiant heaters. This radiation heater can be moved together with the reflecting mirror in a direction away from or close to the first radiation heater.
In this way, the individual radiant heaters can be moved together with the reflector in the direction of approaching and separating from the object to be heated, and in the direction of parallel movement, so that the radiation energy reaching the object to be heated is reached. Can be finely adjusted so as not to amplify.

次に、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
図1に、輻射加熱装置10の構成について模式的に表した平面図を示す。また、図2に、輻射加熱装置10の構成を模式的に表した側面断面図を示す。
輻射加熱装置10は、ヒータ用ランプ11と反射鏡12を備えている。
ヒータ用ランプ11は、輻射加熱器であり、ハロゲンヒーターやカーボンヒーターなどを用いて赤外線を被加熱体であるワーク20に照射することで、ワーク20を加熱することが可能である。このヒータ用ランプ11の出力は任意に変更可能である。
なお、輻射加熱装置10に備えられるヒータ用ランプ11は、第1ヒータ用ランプ11a、第2ヒータ用ランプ11b、第3ヒータ用ランプ11c、第4ヒータ用ランプ11d、第5ヒータ用ランプ11eの5つである。便宜上、第1ヒータ用ランプ11a乃至第5ヒータ用ランプ11eと呼ぶが、特に断り無くヒータ用ランプ11と記述する場合は、第1ヒータ用ランプ11a乃至第5ヒータ用ランプ11eのいずれか、或いは全体を指しているものとする。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a plan view schematically showing the configuration of the radiant heating device 10. FIG. 2 is a side sectional view schematically showing the configuration of the radiation heating apparatus 10.
The radiant heating device 10 includes a heater lamp 11 and a reflecting mirror 12.
The heater lamp 11 is a radiant heater, and can heat the workpiece 20 by irradiating the workpiece 20 as a heated body with infrared rays using a halogen heater, a carbon heater, or the like. The output of the heater lamp 11 can be arbitrarily changed.
The heater lamp 11 provided in the radiant heating device 10 includes a first heater lamp 11a, a second heater lamp 11b, a third heater lamp 11c, a fourth heater lamp 11d, and a fifth heater lamp 11e. There are five. For convenience, the lamps are referred to as the first heater lamp 11a to the fifth heater lamp 11e. When the heater lamp 11 is described without particular notice, any one of the first heater lamp 11a to the fifth heater lamp 11e, or It is assumed that it points to the whole.

輻射加熱装置10に備えられる反射鏡12は、ヒータ用ランプ11を囲むように半円状に鏡面が形成されている。反射鏡12の鏡面には、例えばバフ研磨したステンレス材等が用いられ、その表面には金が蒸着され、反射率の向上を図っている。
図3にヒータ用ランプ11及び反射鏡12を拡大した模式図を示す。
反射鏡12はヒータ用ランプ11のほぼ中央に回転軸Cを持ち、θ軸方向に回転可能な機構を備えている。また任意の位置に固定可能な機構を備えている。よって、反射鏡12はヒータ用ランプ11を中心に回転可能であり、任意の位置に固定ができる。
また、ヒータ用ランプ11及び反射鏡12は、個々にワーク20に近接、離間する方向、及びワーク20に対して平行に移動する方向に調整可能である。
The reflecting mirror 12 provided in the radiation heating device 10 has a semicircular mirror surface so as to surround the heater lamp 11. The mirror surface of the reflecting mirror 12 is made of, for example, buffed stainless steel or the like, and gold is vapor-deposited on the surface thereof to improve the reflectance.
FIG. 3 shows an enlarged schematic diagram of the heater lamp 11 and the reflecting mirror 12.
The reflecting mirror 12 has a rotation axis C at substantially the center of the heater lamp 11 and includes a mechanism that can rotate in the θ-axis direction. It also has a mechanism that can be fixed at an arbitrary position. Therefore, the reflecting mirror 12 can rotate around the heater lamp 11 and can be fixed at an arbitrary position.
Further, the heater lamp 11 and the reflecting mirror 12 can be individually adjusted in the direction of approaching and separating from the workpiece 20 and the direction of moving parallel to the workpiece 20.

よって、ヒータ用ランプ11がワーク20に近接及び離間する方向であるZ軸方向に、ヒータ用ランプ11及び反射鏡12を共に移動させ、任意の位置に固定が可能である。
また、ヒータ用ランプ11がワーク20に対して平行に移動する方向であるY軸方向に、ヒータ用ランプ11及び反射鏡12が共に移動させ、任意の位置に調整が可能である。
移動機構に関しては特に限定するものではないが、例えば台形ネジを組み合わせてZ軸及びY軸方向に移動可能としても良いし、サーボモータを利用したスライド機構を用いても良い。
Therefore, the heater lamp 11 and the reflecting mirror 12 can be moved together in the Z-axis direction, which is the direction in which the heater lamp 11 approaches and separates from the workpiece 20, and can be fixed at an arbitrary position.
Further, the heater lamp 11 and the reflecting mirror 12 can be moved together in the Y-axis direction, which is the direction in which the heater lamp 11 moves in parallel to the workpiece 20, and can be adjusted to an arbitrary position.
The moving mechanism is not particularly limited. For example, a trapezoidal screw may be combined to be movable in the Z-axis and Y-axis directions, or a slide mechanism using a servo motor may be used.

ワーク20は、アルミニウム合金製のインバータ部品であり、表面に半導体部品などを実装している。この表面に塗布される接着剤や封止用ゲルは、輻射加熱装置10によって赤外線を照射することで硬化する。表面に塗布した接着剤によって樹脂部品を接着している。
ワーク20は、搬送装置であるローラコンベア14によって搬送され、ヒータ用ランプ11が並ぶ所定の位置に停止した後、加熱される。
治具13は、窓15を備えており、ヒータ用ランプ11とワーク20を隔離している。ヒータ用ランプ11の備えられる部屋には、窒素などが封入されており、外部からゴミが入らないように密閉されている。
The work 20 is an inverter component made of an aluminum alloy, and a semiconductor component or the like is mounted on the surface thereof. The adhesive or sealing gel applied to the surface is cured by irradiating infrared rays with the radiant heating device 10. Resin parts are bonded by an adhesive applied to the surface.
The workpiece 20 is conveyed by the roller conveyor 14 as a conveying device, and is heated after being stopped at a predetermined position where the heater lamps 11 are arranged.
The jig 13 includes a window 15 and separates the heater lamp 11 and the workpiece 20. The room in which the heater lamp 11 is provided is filled with nitrogen or the like, and is sealed so that dust does not enter from the outside.

本実施形態の輻射加熱装置10は上記構成であるので、以下に説明するような作用を示す。
図4に、輻射加熱装置10がワーク20に与える輻射エネルギーの、図1のAA断面での分布を示す。また、図5に、輻射加熱装置10がワーク20に与える輻射エネルギーの、図1の矢視Bの分布を示す。
横軸は位置を示し、縦軸は輻射エネルギーの量を表している。ワーク20は輻射エネルギーによって加熱されるため、ヒータ用ランプ11によってワーク20に赤外線を照射した直後は、そのまま温度のムラとして現れると考えて差し支えない。実際に、照射エネルギー量の測定は、ワーク20に温度測定素子を取り付け、ワーク20の温度を直接測定することで計測している。
なお、図4及び図5に示す一点鎖線は、ワーク20の幅を示している。したがって一点鎖線で挟まれる領域がワーク20の幅であり、ワーク20に合成輻射エネルギーEが照射される領域ということになる。
Since the radiant heating device 10 of the present embodiment has the above-described configuration, the following operation is exhibited.
FIG. 4 shows the distribution of the radiant energy given to the workpiece 20 by the radiant heating device 10 in the AA cross section of FIG. FIG. 5 shows the distribution of the radiant energy given to the workpiece 20 by the radiant heating device 10 as viewed in the direction of arrow B in FIG.
The horizontal axis indicates the position, and the vertical axis indicates the amount of radiant energy. Since the workpiece 20 is heated by radiant energy, it may be assumed that immediately after the workpiece 20 is irradiated with infrared rays by the heater lamp 11, it appears as an uneven temperature. Actually, the irradiation energy amount is measured by attaching a temperature measuring element to the workpiece 20 and directly measuring the temperature of the workpiece 20.
4 and 5 indicate the width of the workpiece 20. Therefore, the area sandwiched by the alternate long and short dash line is the width of the work 20 and is the area where the combined radiation energy E is applied to the work 20.

輻射加熱装置10の所定の位置にワーク20が搬送され、ヒータ用ランプ11によって加熱を開始する。
この際に、単純に第1ヒータ用ランプ11a乃至第5ヒータ用ランプ11eを等間隔に並べただけだと、図1の矢視Bの方向は、ほぼ均等に輻射エネルギーがワーク20に与えられる。第1ヒータ用ランプ11aからは第1輻射曲線e1が、第2ヒータ用ランプ11bからは第2輻射曲線e2が、第3ヒータ用ランプ11cからは第3輻射曲酸e3が、第4ヒータ用ランプ11dからは第4輻射曲線e4が、第5ヒータ用ランプ11eからは第5輻射曲線e5が示すエネルギーをワーク20に与えることになる。
The workpiece 20 is conveyed to a predetermined position of the radiant heating device 10, and heating is started by the heater lamp 11.
At this time, if the first heater lamp 11a to the fifth heater lamp 11e are simply arranged at equal intervals, the radiant energy is given to the workpiece 20 almost equally in the direction of arrow B in FIG. . The first radiation curve e1 from the first heater lamp 11a, the second radiation curve e2 from the second heater lamp 11b, the third radiation acid e3 from the third heater lamp 11c, and the fourth heater The fourth radiation curve e4 from the lamp 11d and the energy indicated by the fifth radiation curve e5 from the fifth heater lamp 11e are given to the workpiece 20.

第1ヒータ用ランプ11a乃至第5ヒータ用ランプ11eに与える第1輻射曲線e1乃至第5輻射曲線e5は、それぞれの輻射エネルギーを仮想的に示す曲線である。ヒータ用ランプ11と反射鏡12を用いてワーク20を加熱する場合、ワーク20はヒータ用ランプ11から直接照射される光(赤外線)と、反射鏡12によって反射される光とによって温められることになる。このため、ヒータ用ランプ11自身が影となり、ヒータ用ランプ11の直上部分は加熱されにくい。したがって、図4に示す第1輻射曲線e1乃至第5輻射曲線e5に示すように、ヒータ用ランプ11の中央あたりが凹んだ曲線となる。
しかし、実際には第1輻射曲線e1乃至第5輻射曲線e5が合成された合成輻射エネルギーEがワーク20に与えられる輻射エネルギーの総和となる。
つまり、図4の合成輻射エネルギーEに示すように、第3ヒータ用ランプ11c辺りでピークができてしまう。
したがって、合成輻射エネルギーEは、中央に位置する第3ヒータ用ランプ11cの部分が最も高くなり、第2ヒータ用ランプ11b及び第4ヒータ用ランプ11dの部分がやや低く、第1ヒータ用ランプ11a及び第5ヒータ用ランプ11eの部分が低くなる。
The first radiation curve e1 to the fifth radiation curve e5 given to the first heater lamp 11a to the fifth heater lamp 11e are curves that virtually indicate the respective radiation energies. When the workpiece 20 is heated using the heater lamp 11 and the reflecting mirror 12, the workpiece 20 is heated by the light (infrared ray) directly irradiated from the heater lamp 11 and the light reflected by the reflecting mirror 12. Become. For this reason, the heater lamp 11 itself becomes a shadow, and the portion directly above the heater lamp 11 is hardly heated. Therefore, as shown in the first radiation curve e1 to the fifth radiation curve e5 shown in FIG. 4, the center of the heater lamp 11 is a concave curve.
However, actually, the combined radiation energy E obtained by combining the first radiation curve e1 to the fifth radiation curve e5 is the sum of the radiation energy given to the workpiece 20.
That is, as shown in the combined radiation energy E of FIG. 4, a peak is generated around the third heater lamp 11c.
Accordingly, the combined radiation energy E is highest at the third heater lamp 11c located at the center, the second heater lamp 11b and the fourth heater lamp 11d are slightly lower, and the first heater lamp 11a. And the portion of the fifth heater lamp 11e is lowered.

しかし、ワーク20に塗布される接着剤や封止用ゲルは120℃以上の温度が必要であるのに対し、ワーク20に接着する樹脂部品の下限温度は150℃に設定されている。このため、ワーク20の要求する温度領域は120℃以上150℃以下となる。
すなわち、合成輻射エネルギーEの差を30℃以内に抑えることが望ましい。
ヒータ用ランプ11の配列を図2に示すような状態である場合、矢視Bの方向は図5に示すようにほぼ均一となるが、AA断面方向は図4に示すようにピークが発生する。
出願人の実験では、ヒータ用ランプ11の出力を同じとした場合、この温度差は60℃程度にもなる。したがって、上限を合わせると下限を割ってしまうため、接着剤や封止用ゲルが固まらない部分ができる虞がある。また、下限を合わせると上限を超えてしまうため、樹脂部品が熱によって変形する虞がある。
However, the adhesive or sealing gel applied to the workpiece 20 requires a temperature of 120 ° C. or higher, whereas the lower limit temperature of the resin component bonded to the workpiece 20 is set to 150 ° C. For this reason, the temperature range which the workpiece | work 20 requires is 120 degreeC or more and 150 degrees C or less.
That is, it is desirable to suppress the difference in the combined radiation energy E within 30 ° C.
When the arrangement of the heater lamps 11 is as shown in FIG. 2, the direction of arrow B is substantially uniform as shown in FIG. 5, but a peak occurs in the AA cross-sectional direction as shown in FIG. .
In the applicant's experiment, when the output of the heater lamp 11 is the same, this temperature difference is about 60 ° C. Therefore, when the upper limit is matched, the lower limit is broken, and there is a possibility that a portion where the adhesive or the sealing gel does not harden is formed. Further, if the lower limit is combined, the upper limit is exceeded, so that the resin component may be deformed by heat.

このため、ヒータ用ランプ11及び反射鏡12を調整して、合成輻射エネルギーEの分布をできるだけフラットになるように調整を行う。
図6に、輻射加熱装置10の調整例を示した側面図を示す。図2に対応する。なお、図面は部分的に省略している。また、図7に、輻射加熱装置10の合成輻射エネルギーEを示す。図4に対応している。
ヒータ用ランプ11の位置について、図6に示すようにヒータ用ランプ11の位置を調整する。すなわち、第1ヒータ用ランプ11aはθ軸方向左側に傾け、第2ヒータ用ランプ11bはθ軸方向左側に傾けてZ軸方向下側に移動する。第3ヒータ用ランプ11cはZ軸方向下側に移動させる。第4ヒータ用ランプ11dは、θ軸方向右側に傾けてZ軸方向下側に移動する。第5ヒータ用ランプ11eはθ軸方向右側に傾ける。
For this reason, the heater lamp 11 and the reflecting mirror 12 are adjusted so that the distribution of the combined radiation energy E is as flat as possible.
In FIG. 6, the side view which showed the example of adjustment of the radiation heating apparatus 10 is shown. This corresponds to FIG. The drawings are partially omitted. Moreover, the synthetic radiation energy E of the radiation heating apparatus 10 is shown in FIG. This corresponds to FIG.
The position of the heater lamp 11 is adjusted as shown in FIG. That is, the first heater lamp 11a is inclined leftward in the θ-axis direction, and the second heater lamp 11b is inclined leftward in the θ-axis direction and moved downward in the Z-axis direction. The third heater lamp 11c is moved downward in the Z-axis direction. The fourth heater lamp 11d is inclined rightward in the θ-axis direction and moves downward in the Z-axis direction. The fifth heater lamp 11e is tilted to the right in the θ-axis direction.

このように移動させて、図7に示すように合成輻射エネルギーEが均等になるように調整を行う。必要に応じてヒータ用ランプ11の出力を調整しても良い。
出願人は、図4に示す状態で合成輻射エネルギーEの差が60℃あったのに対し、図7に示す状態では合成輻射エネルギーEの差が15℃程度にまで抑えることが可能であることを確認している。これにより、輻射加熱装置10によって上限及び下限を満足したワーク20の加熱が可能になる。
更にY軸方向への調整や、ヒータ用ランプ11の出力の調整を組み合わせることで最適化を図り、温度差を小さくすることが期待できる。
It moves in this way, and it adjusts so that the synthetic radiation energy E may become equal as shown in FIG. The output of the heater lamp 11 may be adjusted as necessary.
The applicant can reduce the difference in the combined radiation energy E to about 15 ° C. in the state shown in FIG. 7 while the difference in the combined radiation energy E was 60 ° C. in the state shown in FIG. Have confirmed. Thereby, the workpiece | work 20 which satisfy | filled the upper limit and the minimum with the radiation heating apparatus 10 is attained.
Furthermore, optimization can be achieved by combining the adjustment in the Y-axis direction and the adjustment of the output of the heater lamp 11, and it can be expected to reduce the temperature difference.

本実施形態では、上述するような構成及び作用を示すので、以下に説明するような効果が得られる。
まず第1に、温度差を小さくすることが可能である点が挙げられる。
ワーク20の方向に光を反射する反射鏡12を備えた複数のヒータ用ランプ11が並列に配置された輻射加熱装置10の均熱性を高める輻射加熱装置10の均熱性調整構造において、反射鏡12が回転軸Cを備え、反射鏡12がヒータ用ランプ11を中心に回動し、任意の角度で固定可能であるので、ヒータ用ランプ11から出る光を重なり合うことで輻射エネルギーが増幅しにくいように調整することが可能である。
例えば、輻射加熱器として3本のヒータ用ランプ11が並列に並べられていた場合、中央はそのままで、左右のヒータ用ランプ11の反射鏡12を外側に向けることで、中央のヒータ用ランプ11の光が左右のヒータ用ランプ11の光と重なり合い、ワーク20に届く輻射エネルギーが増幅しないように調整することが可能である。
反射鏡12はヒータ用ランプ11を中心に回転し、任意の位置で固定することが可能であるので、容易に調整が可能であり、特許文献2のように専用のレンズを必要としないため、コスト的に安価に調整可能となる。
In the present embodiment, since the above-described configuration and operation are shown, the effects described below can be obtained.
First, the temperature difference can be reduced.
In the thermal uniformity adjustment structure of the radiant heating device 10 that improves the thermal uniformity of the radiant heating device 10 in which a plurality of heater lamps 11 each having a reflecting mirror 12 that reflects light in the direction of the workpiece 20 are arranged in parallel, the reflective mirror 12 Has a rotation axis C, and the reflecting mirror 12 rotates around the heater lamp 11 and can be fixed at an arbitrary angle. Therefore, it is difficult to amplify the radiation energy by overlapping the light emitted from the heater lamp 11. It is possible to adjust to.
For example, when three heater lamps 11 are arranged in parallel as a radiant heater, the center heater lamp 11 is left by directing the reflecting mirrors 12 of the left and right heater lamps 11 to the outside without changing the center. Can be adjusted so that the radiant energy reaching the workpiece 20 is not amplified by overlapping the light of the left and right heater lamps 11.
Since the reflecting mirror 12 rotates around the heater lamp 11 and can be fixed at an arbitrary position, it can be easily adjusted and does not require a dedicated lens as in Patent Document 2. Adjustment is possible at low cost.

また、ヒータ用ランプ11が、ワーク20に対して近接又は離間する方向に、反射鏡12と共に移動可能な構成であり、例えば第3ヒータ用ランプ11cの隣に配置される第2ヒータ用ランプ11bを、第3ヒータ用ランプ11cから遠ざける方向或いは近接する方向に、反射鏡12と共に移動可能な構成であるので、ヒータ用ランプ11を中心に反射鏡12を回転させるだけでは調整しきれない場合にも対応し、さらに細かいヒータ用ランプ11の位置調整を行うことで、ワーク20に与える合成輻射エネルギーEの均一化を図り、ワーク20の均熱性を高めることに貢献する。   Further, the heater lamp 11 is configured to be movable together with the reflecting mirror 12 in a direction in which the heater lamp 11 approaches or separates from the workpiece 20, and for example, a second heater lamp 11b disposed next to the third heater lamp 11c. Can be moved together with the reflecting mirror 12 in a direction away from or closer to the third heater lamp 11c, so that it cannot be adjusted by simply rotating the reflecting mirror 12 around the heater lamp 11. In addition, by further finely adjusting the position of the heater lamp 11, the composite radiation energy E given to the work 20 can be made uniform, and the heat uniformity of the work 20 can be improved.

前述した通り、ワーク20の要求する温度領域は、接着剤や封止用ゲルが硬化する接着剤硬化温度以上でかつワーク20の上面に接着する樹脂部品等が要求する耐熱温度以下である必要があるので、120℃以上150℃以下を要求されている。すなわち、温度差は30℃以内に収めなければならない。
本実施形態で、ヒータ用ランプ11及び反射鏡12の位置を、θ軸方向、Y軸方向、及びZ軸方向で最適化することで、温度差15℃以内に調整することが可能となり、ワーク20に与える温度ムラを抑えることが可能となる。
As described above, the temperature range required by the workpiece 20 needs to be equal to or higher than the adhesive curing temperature at which the adhesive or the sealing gel is cured and equal to or lower than the heat resistance temperature required by the resin component or the like that adheres to the upper surface of the workpiece 20. Therefore, it is required to be 120 ° C. or higher and 150 ° C. or lower. That is, the temperature difference must be within 30 ° C.
In this embodiment, by optimizing the positions of the heater lamp 11 and the reflecting mirror 12 in the θ-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction, it becomes possible to adjust the temperature difference within 15 ° C. The temperature unevenness given to 20 can be suppressed.

また第2に、安価に調整することが可能である点が挙げられる。
ヒータ用ランプ11及び反射鏡12に調整機構を設けることは、特許文献2に示されるように専用の光学系レンズを形成するよりも安価に済ますことが可能である。
ワーク20を加熱する温度が変化すれば、ヒータ用ランプ11の位置及び角度は変える必要があり、ワーク20の大きさによっても合成輻射エネルギーEを増やす必要に迫られる場合がある。ワーク20の体積が大きくなれば、合成輻射エネルギーEを増やさないと所定時間内に必要な温度を実現できないためである。
したがって、ワーク20が切り替わる場合には、特許文献2のように専用の光学系レンズを用いる場合と比べて更にコストパフォーマンスが良い。Y軸、Z軸及びθ軸調整を自動化すれば、調整工数も削減できる。
Secondly, it can be adjusted at low cost.
Providing an adjustment mechanism for the heater lamp 11 and the reflecting mirror 12 can be cheaper than forming a dedicated optical lens as disclosed in Patent Document 2.
If the temperature at which the workpiece 20 is heated changes, the position and angle of the heater lamp 11 need to be changed, and the composite radiation energy E may need to be increased depending on the size of the workpiece 20. This is because if the volume of the workpiece 20 is increased, a necessary temperature cannot be achieved within a predetermined time unless the synthetic radiant energy E is increased.
Therefore, when the workpiece 20 is switched, the cost performance is further improved as compared with the case of using a dedicated optical lens as in Patent Document 2. If the Y-axis, Z-axis, and θ-axis adjustments are automated, the number of adjustment steps can be reduced.

以上、本実施形態に則して発明を説明したが、この発明は前記実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で構成の一部を適宜変更することにより実施することもできる。
例えば、ヒータ用ランプ11の本数や反射鏡12の形状、及び材質などは、適宜変更して構わない。
また、本実施形態ではワーク20の要求温度を120以上で150以下としているが、この温度は適宜変更して構わない。
また、加熱対象として半導体素子や樹脂部品が接着されるワーク20としているが、接着剤や封止用ゲル以外にも、ハンダ付けなどに用いることを妨げない。
Although the invention has been described according to the present embodiment, the invention is not limited to the embodiment, and by appropriately changing a part of the configuration without departing from the spirit of the invention. It can also be implemented.
For example, the number of heater lamps 11 and the shape and material of the reflecting mirror 12 may be appropriately changed.
Further, in the present embodiment, the required temperature of the workpiece 20 is 120 or more and 150 or less, but this temperature may be changed as appropriate.
Moreover, although it is set as the workpiece | work 20 to which a semiconductor element and a resin component are adhere | attached as a heating object, it does not prevent using it for soldering etc. besides an adhesive agent or the gel for sealing.

本実施形態の、輻射加熱装置10の構成について模式的に表した平面図を示している。The top view which represented typically about the structure of the radiation heating apparatus 10 of this embodiment is shown. 本実施形態の、輻射加熱装置10の構成を模式的に表した側面断面図を示している。Side surface sectional drawing which represented typically the structure of the radiation heating apparatus 10 of this embodiment is shown. 本実施形態の、ヒータ用ランプ11及び反射鏡12を拡大した模式図を示している。The schematic diagram which expanded the lamp | ramp 11 for heaters and the reflective mirror 12 of this embodiment is shown. 本実施形態の、輻射加熱装置10がワーク20に与える輻射エネルギーの、図1のAA断面での分布を示している。The distribution in the AA cross section of FIG. 1 of the radiant energy which the radiation heating apparatus 10 of this embodiment gives to the workpiece | work 20 is shown. 本実施形態の、輻射加熱装置10がワーク20に与える輻射エネルギーの、図1の矢視Bの分布を示している。The distribution of the radiant energy given to the workpiece 20 by the radiant heating device 10 according to the present embodiment is indicated by an arrow B in FIG. 本実施形態の、輻射加熱装置10の調整例を示した側面図を簡略化して示している。The side view which showed the example of adjustment of the radiation heating apparatus 10 of this embodiment is simplified and shown. 本実施形態の、輻射加熱装置10の合成輻射エネルギーEを示している。The synthetic radiation energy E of the radiation heating apparatus 10 of this embodiment is shown.

符号の説明Explanation of symbols

10 輻射加熱装置
11 ヒータ用ランプ
11a 第1ヒータ用ランプ
11b 第2ヒータ用ランプ
11c 第3ヒータ用ランプ
11d 第4ヒータ用ランプ
11e 第5ヒータ用ランプ
12 反射鏡
13 治具
14 ローラコンベア
15 窓
20 ワーク
E 合成輻射エネルギー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Radiation heating apparatus 11 Heater lamp 11a 1st heater lamp 11b 2nd heater lamp 11c 3rd heater lamp 11d 4th heater lamp 11e 5th heater lamp 12 Reflector 13 Jig 14 Roller conveyor 15 Window 20 Work E Synthetic radiation energy

Claims (2)

加熱対象物の方向に光を反射する反射鏡を備えた複数の輻射加熱器が並列に配置された輻射加熱装置の均熱性を高める輻射加熱装置の均熱性調整構造において、
前記複数の反射鏡が回転軸をそれぞれ備え、前記輻射加熱器を中心に回動し、それぞれ任意の角度で固定可能であること
前記複数の輻射加熱器が、前記加熱対象物に対して近接又は離間する方向に、前記反射鏡と共にそれぞれ移動可能な構成であること、
を特徴とする輻射加熱装置の均熱性調整構造。
In the thermal uniformity adjustment structure of the radiant heating device that improves the thermal uniformity of the radiant heating device in which a plurality of radiant heaters equipped with reflecting mirrors that reflect light in the direction of the heating object are arranged in parallel,
Said plurality of reflecting mirrors each comprise a rotational axis, rotates around the radiant heater, respectively fixable at any angle,
The plurality of radiant heaters are configured to be movable together with the reflecting mirror in a direction approaching or separating from the heating object,
The soaking uniformity adjustment structure of the radiant heating device.
請求項1に記載の輻射加熱装置の均熱性調整構造において、
複数の前記輻射加熱器のうち、第1の輻射加熱器の隣に配置される第2の輻射加熱器を、前記第1の輻射加熱器から遠ざける方向或いは近接する方向に、前記反射鏡と共に移動可能な構成であることを特徴とする輻射加熱装置の均熱性調整構造。
In the heat uniformity adjusting structure of the radiant heating device according to claim 1 ,
Among the plurality of radiant heaters, a second radiant heater arranged next to the first radiant heater is moved together with the reflecting mirror in a direction away from or closer to the first radiant heater. A heat uniformity adjusting structure for a radiant heating device, characterized in that the structure is possible.
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