JPH05104279A - 光加熱装置 - Google Patents

光加熱装置

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JPH05104279A
JPH05104279A JP3265851A JP26585191A JPH05104279A JP H05104279 A JPH05104279 A JP H05104279A JP 3265851 A JP3265851 A JP 3265851A JP 26585191 A JP26585191 A JP 26585191A JP H05104279 A JPH05104279 A JP H05104279A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 キセノンランプなどの発光部の集光部を被加
熱物に照射する光加熱装置において照射される被加熱物
の周辺の酸素濃度を低下させ、加熱中に発生する酸化作
用に起因するはんだ付け不良を減少させ、かつ、はんだ
付けの作業能率も向上させることを目的とする。 【構成】 光を集光する楕円反射鏡2,集光レンズ7を
用いて被加熱物5を加熱,溶融する周辺に、ガスボンベ
11,ガスレギュレータ12,ガスバルブ13,ガスノ
ズル10よりなる酸素濃度が5%以下のシールドガスの
供給手段、さらにシールドガスの供給経路にガス温度調
整器14を備えた構成により、光照射中に発生する酸化
作用に起因するはんだ付け不良を減少でき、しかもガス
温度調整器14によりシールドガスの温度を高めること
で、被加熱物5を予熱して作業能率を向上できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、発光部からの光を集光
することによって、局部加熱を可能にした光加熱装置で
あって、局部はんだ付けを自動化し、情報,通信機器,
各種電子制御機器,電子部品,伝送部品,半導体などの
製造工程において使用される光加熱装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、発光部にキセノンランプ、あるい
は、YAGレーザ発振器を用い、発光部からの光を集光
後、直接被加熱物を照射、あるいは、光ファイバー等の
光伝送手段を介して後、集光させて被加熱物を照射す
る、光加熱装置は非接触局部加熱装置として広く使用さ
れ始めている。
【0003】以下、従来の光加熱装置について説明す
る。図4および図5に示すように、キセノンランプ等の
発光ランプ1の発光部は楕円反射鏡2の第1焦点3に位
置するように調整される。楕円反射鏡2の第2焦点4に
被加熱物5を位置させても光加熱装置として十分機能す
るが、照射部周辺に配置された電子部品等への影響を考
慮し、図4に示した例では光伝送手段として光ファイバ
ー6が用いられている。光ファイバー6の受光端の中央
部は、楕円反射鏡2の第2焦点4の位置にくるよう取付
金具(図示せず)で固定され、集光レンズ7は光ファイ
バー6の出射端より出射した光を集光する光学レンズ系
が組み込まれている。電源回路8は、発光ランプ1への
入力電流を調節し、被加熱物5に照射する光強度を制御
する。
【0004】上記構成において、発光ランプ1を点灯す
れば、発光ランプ1は設定された電流により発光し、集
光レンズ7により集光された光が照射され、被加熱物5
を加熱できる。
【0005】図5に示した例では光ファイバー6などの
光伝送手段を用いず、楕円反射鏡2により第2焦点に集
光される光の集光経路に光学系手段17を配設し、光の
集光形状を線状に変換し、被加熱物5の形状に適したも
のとしている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の光加
熱装置では、被加熱物5は大気中で加熱,溶融されるこ
とになり、大気中の酸素の酸化作用を受けることにな
る。
【0007】たとえば、被加熱物5が電子部品の取付脚
で、取付脚とプリント箔の間に塗布されたはんだペース
トとともに加熱され、はんだペーストが溶融することに
より電子部品がプリント箔にはんだ付けされる場合、取
付脚とプリント箔のはんだ濡れ不良やはんだボールの発
生の大きな原因となり、とくに、プリント板の洗浄にフ
ロン等の溶剤を使わず、無洗浄化をはかるため、はんだ
ペースト中のフラックス残渣を少なくした場合、大気中
で加熱,溶融すると、濡れ性が劣り、はんだボールの発
生数が多くなりフロン等の溶剤を廃止する上での問題点
となっていた。
【0008】また、光加熱装置は、使用形態として、プ
リント板にほとんどの部品が実装された後、後付け部品
のはんだ付けに用いられることが多く、この場合もはん
だボールが発生するという問題点を有していた。
【0009】また、加熱施工時間を短縮するためには、
照射する光強度を高くする必要があるが、光強度が強す
ぎるとはんだボールが発生しやすくなるため、被加熱物
の予熱が不可欠となり、予熱装置が別途必要になりコス
ト高になるという問題点も有していた。
【0010】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、被加熱物の加熱時における酸化作用を防止してはん
だ濡れ不良やはんだボールのない優れた品質で、プリン
ト板の無洗浄化への対応も容易となり、予熱効果により
作業効率を良くした光加熱装置を提供することを目的と
する。
【0011】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の光加熱装置は、発光部の光の集光部を有する
集光手段を備え、集光部の近傍に位置させた被加熱物に
集光した光を照射して、被加熱物を加熱,溶融する光加
熱装置で被加熱物の周辺の雰囲気の酸素濃度を5%以下
とする窒素ガス等の不活性ガスまたは水素を5%含有し
た窒素ガス等の還元性ガスであるシールドガスの供給手
段を備えた構成、またシールドガスの供給経路に、ガス
温度調整器を配設した構成としたものである。
【0012】
【作用】この構成により、被加熱物の加熱,溶融部分の
酸化作用が防止されることとなり、また被加熱物がすで
に酸化作用を受けていても酸化物を除去でき、加熱施工
を良好な条件で行うこととなる。
【0013】さらに、予熱効果で作業効率を良くするこ
ととなる。
【0014】
【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
しながら説明する。
【0015】本発明の一実施例を示す図1および図2で
は、従来例と同一部品に同一番号を付して説明は省略す
る。
【0016】図1に示すように、発光ランプ1の光は楕
円反射鏡2で集光され、開閉式のシャッター9を経て集
光位置に置かれた光ファイバー6に入射する。集光レン
ズ7の周囲に取り付けられたガスノズル10には、ガス
ボンベ11より、ガスレギュレータ12,ガスバルブ1
3,ガス温度調整器14を経てシールドガスの送給経路
がつながり、ガスノズル10の出口より流出するシール
ドガスが被加熱物5のはんだ付け部をシールドできるよ
うに構成されている。
【0017】ガス温度調整器14は、シールドガスを加
熱し、被加熱物5を予熱し、加熱,溶融の作業能率を向
上させる目的で使用されている。
【0018】タイマー回路15は、照射スイッチ16の
状態に応じて、ガスバルブ13とシャッター9を開閉動
作させ、光照射時間と、シールドガスの流出時間の時間
タイミングを調節する。
【0019】以上のように構成された光加熱装置につい
て、以下その動作を説明する。楕円反射鏡2で集光され
た発光ランプ1の光はシャッター9の開閉で制御され、
シャッター9が開のとき、光ファイバー6に入射し、集
光レンズ7より集光した光が被加熱物5のはんだ付け部
に照射される。また、ガスバルブ15が開のとき、ガス
ノズル10の出口より、ガスボンベ11,ガスレギュレ
ータ12,ガスバルブ13,ガス温度調整器14を経て
シールドガスが流出し、被加熱物5のはんだ付け部をシ
ールドする。ガス温度調整器14は、温度調節が可能な
発熱体で構成され、シールドガスは発熱体の周辺を通過
するとき加熱される。
【0020】照射スイッチ16が照射状態となれば、タ
イマー回路15はガスバルブ13を開き、シールドガス
がガスノズル10より放出させ、タイマー回路15にプ
リセットされた時間をおいて、シャッター9を開く。こ
のため、ガス温度調整器14で加熱されたシールドガス
が、被加熱物5のはんだ付け部に流れ、はんだ付け部周
辺の酸素濃度を低下させた後、はんだ付け処理が行われ
る。このとき、シールドガスの温度が、ガス温度調整器
14により高温になっておれば、はんだ付け部の予熱も
同時に行うことができる。シールドガスには窒素ガス、
水素を5%含有した窒素ガスのいずれも使用できる。
【0021】図3に示すように、はんだ付け部の周辺の
雰囲気は、シールドガスの窒素流量が15リットル/分
で、ガスノズル10と被加熱物5との距離が10mm以内
で、照射点から約5mm以内の範囲内では、酸素濃度を1
00PPM程度に低下させることができ、良好なシール
ド効果が得られることがわかる。
【0022】図2に示した例は、発光部にYAGレーザ
発振器18を使用し、ガスノズル10をサイドノズル式
としたもので、レーザー光の照射タイミングとシールド
ガスのシールドタイミングは図1で示した発光部に発光
ランプ1を使用したものと同じである。
【0023】以上のように、本実施例によれば、はんだ
付け部の周辺をシールドガスでシールドすることによ
り、酸素濃度を5%以下に低下させて、はんだ付け時に
進行する酸化作用を防止でき、酸化作用に起因して発生
するはんだ付け部の濡れ不良,はんだボールの発生を防
止でき、プリント板の無洗浄化を目的とし、フラックス
残渣を少なくしたはんだペーストも使用することができ
る。
【0024】さらに、ガス温度調整器14を使用し、シ
ールドガスを加熱して用いることにより、はんだ付け部
を予熱し、作業能率を向上させることができる。
【0025】
【発明の効果】以上の実施例の説明からも明らかなよう
に本発明は、被加熱物の周辺の雰囲気の酸素濃度を5%
以下とするシールドガスの供給手段を備えた構成によ
り、被加熱物の加熱時における酸化作用を防止して酸化
作用に起因するはんだ濡れ不良やはんだボールの発生が
ない優れた品質で、プリント板の無洗浄化への対応も容
易となり、かつシールドガスの温度を上げて使用するこ
とによる予熱効果で作業効率を良くした優れた光加熱装
置を実現できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の光加熱装置の概念を示す正
面略図
【図2】本発明の他の実施例の光加熱装置の要部の正面
略図
【図3】本発明の一実施例の光加熱装置のはんだ付け周
辺部の窒素ガスによるシールド効果をガスノズルと被加
熱物の距離別に窒素ガスの照射点からの距離による酸素
濃度で示したグラフ
【図4】従来の光加熱装置の概念を示す正面略図
【図5】従来の他の光加熱装置の概念を示す正面略図
【符号の説明】
1 発光ランプ 2 楕円反射鏡 7 集光レンズ 10 ガスノズル 11 ガスボンベ 14 ガス温度調整器

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 キセノンランプまたはYAGレーザ発振
    器などの発光部と、前記発光部の光の集光部を有する集
    光手段を備え、前記集光部の近傍に位置させた被加熱物
    に集光した光を照射して、前記被加熱物を加熱,溶融す
    る光加熱装置であって、前記被加熱物の周辺の雰囲気の
    酸素濃度を5%以下とするシールドガスの供給手段を備
    えた光加熱装置。
  2. 【請求項2】 シールドガスは、窒素ガス等の不活性ガ
    スである請求項1記載の光加熱装置。
  3. 【請求項3】 シールドガスは、水素を5%含有した窒
    素ガス等の還元性ガスである請求項1記載の光加熱装
    置。
  4. 【請求項4】 シールドガスの供給手段のシールドガス
    の供給経路に、ガス温度調整器を配設した請求項1,2
    または3記載の光加熱装置。
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