JPH09159369A

JPH09159369A - 熱処理炉

Info

Publication number: JPH09159369A
Application number: JP34494295A
Authority: JP
Inventors: Minoru Yoshida; 稔吉田; Masayuki Suzuki; 雅行鈴木; Yoshihiko Misawa; 義彦三沢; Keiji Saeki; 啓二佐伯; Akira Kabeshita; 朗壁下
Original assignee: Kokusai Electric Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Kokusai Electric Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1995-12-05
Filing date: 1995-12-05
Publication date: 1997-06-20

Abstract

(57)【要約】【課題】占有床面積の小さな熱処理炉を提供する。【解決手段】往路（復路）炉芯２１０（２２０）の外側
に熱風発生ユニット３１０（３２０）を設け、往路（復
路）炉芯２１０（２２０）の内側に吸込部４１０（４２
０）を設ける。トレー１００は、往路炉芯２１０の下に
運ばれ、基板２０が搭載され、往路炉芯２１０の下から
順次積み重ねられて往路炉芯２１０内を上方に間欠的に
移動し、炉芯部上部２３０内で往路炉芯２１０から復路
炉芯２２０の上部に移し替えられ、復路炉芯２２０の上
から順次積み重ねられて復路炉芯２２０内を下方に間欠
的に移動し、復路炉芯２２０の下まで運ばれ、基板２０
が取り出され、復路炉芯２２０の下から往路炉芯２１０
の下まで移し替えられる。トレー１００は無限軌道様に
炉芯部２００を上下方向に移動し、トレー１００に搭載
した基板２０が順次連続的に熱処理される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は熱処理炉に関し、特
に、高密度チップ部品実装における各種樹脂製封止剤、
接着剤、導電ペースト等の熱硬化（キュア）および半田
リフローに供する熱処理炉に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の熱処理炉においては、赤
外線または熱風を加熱源とし所定の温度分布を持った水
平炉（横型炉）の中を、適切な搬送機構、例えば、耐熱
コンベアベルトに被熱処理基板を載せ、熱処理炉の始点
から終点まで基板を移動させて熱処理する構造が一般的
であった。

【０００３】図６は、このような横型熱処理炉８０の一
例を示す断面図であり、その長手方向の温度分布も併せ
て示してある。

【０００４】この横型熱処理炉８０には、被熱処理基板
２０を搭載して横型熱処理炉の長手方向に基板２０を移
動させる耐熱コンベアベルト９０が設けられ、耐熱コン
ベアベルト上部にはフード８５が設けられている。フー
ド８５の上部中央には風の流入口８７が設けられ、フー
ド８５の内部には、所定の形状、間隔で設けられた多数
の孔８６を有する仕切板８４が設けられている。フード
８５と仕切板８４との間の空間にはヒータ８１が設けら
れている。風の流入口８７からこの空間に風８２が流入
し、ヒータ８１によって加熱されて熱風８３となり、仕
切板８４の孔８６から下方に向かって流出し、耐熱コン
ベアベルト９０上の基板２０を加熱する。ヒータ８１に
は、長手方向の位置Ｓ₀ 〜Ｓ₅ に、それぞれ端子８１０
〜８１５が設けられ、端子８１０〜８１５間においてそ
れぞれ電力が供給されるように構成されている。熱処理
炉８０内は、その長手方向において複数の温度ゾーンに
分割されており、各ゾーンの温度分布は、端子８１０〜
８１５間にそれぞれ供給される電力と、各ゾーンを流れ
る風８２の流量とにより決定される。位置Ｓ₀ 〜Ｓ₁ 間
は、室温から温度Ｔ₁ までの昇温ゾーンであり、位置Ｓ
₁ 〜Ｓ₂ 間は温度Ｔ₁ の均熱ゾーンであり、位置Ｓ₂ 〜
Ｓ₃ 間は、温度Ｔ₁ から温度Ｔ₂ までの昇温ゾーンであ
り、位置Ｓ₃ 〜Ｓ₄ 間は温度Ｔ₂ の均熱ゾーンであり、
位置Ｓ₄ 〜Ｓ₅ 間は温度Ｔ₂ から室温までの降温ゾーン
である。耐熱コンベアベルト９０で基板２０を位置Ｓ₀
から位置Ｓ₅ まで搬送することによって、基板２０は、
まず室温から温度Ｔ₁ まで昇温され、その後所定の時間
温度Ｔ₁ に保たれ、その後温度Ｔ₁ からＴ₂ まで昇温さ
れ、その後所定の時間温度Ｔ₂ に保たれ、その後温度Ｔ
₂ から室温まで降温される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このような横型熱処理
炉８０は、その長手方向に基板２０を耐熱コンベアベル
ト９０で搬送して熱処理を行うので、温度分布、処理時
間長、基板サイズ、生産性等の点を考慮した大きな炉長
Ｓが必要であった。従って、熱処理炉が大きな床面積を
占め、床面積当たりの生産性が悪く、また、建屋設置費
を高めており、その結果、従来の熱処理炉を使用して製
造した製品のコストがその分高いものとなっていた。

【０００６】従って、本発明の目的は占有床面積の小さ
な熱処理炉を提供することにある。

【課題を解決するための手段】本発明によれば、鉛直方
向に熱処理のための所定の温度分布を有し、被熱処理物
を鉛直方向に移動可能な被熱処理物移動手段を備えたこ
とを特徴とする熱処理炉が提供される。このように鉛直
方向に温度分布を設け、被処理基板を鉛直方向に移動可
能にすれば占有床面積が小さくなる。

【０００７】被熱処理物移動手段が、好ましくは、被熱
処理物を搭載可能なトレーを鉛直方向に順次積層し、積
層された複数のトレーを鉛直方向に移動させる手段であ
る。

【０００８】また、本発明の熱処理炉は、好ましくは、
積層された複数のトレーを鉛直方向に収容可能でありそ
の内部を積層された複数のトレーが鉛直方向に移動可能
な炉芯を有し、この炉芯の第１の側面から炉芯内に熱風
を吹き込み可能な第１の熱風発生ユニットを備える。

【０００９】そして、好ましくは、この熱風発生ユニッ
トが、ブロアと、ヒータと、ダンパとを備える。

【００１０】また、本発明の熱処理炉は、炉芯内に吹き
込まれた熱風を、炉芯の第１の側面と対向する第２の側
面から吸い込み可能な吸込部をさらに備えることが好ま
しい。

【００１１】吸込部に吸い込まれた熱風を熱風発生ユニ
ット内に循環可能なダクトをさらに備えることが好まし
く、省エネルギー構造の熱処理炉が提供される。

【００１２】被熱処理物が基板であり、トレーが基板を
水平に搭載可能なトレーであり、熱風発生ユニットが炉
芯内に熱風を水平方向に吹き込み可能な熱風発生ユニッ
トであることが好ましい。このようにすれば、炉芯内を
流れる上昇気流を抑制できると共に、熱風の水平方向の
流れに対する抵抗が小さくなり、鉛直方向に温度分布が
形成しやすくなる。

【００１３】また、トレーが水平方向の底板を有し、基
板をトレーの高さのほぼ中間位置に搭載可能なトレーで
あることが好ましい。このようにすれば、炉芯内を流れ
る上昇気流をさらに抑制できると共に、熱風の水平方向
の流れに対する抵抗も小さくなり、鉛直方向に温度分布
が形成しやすくなる。また、基板の上下における熱風の
水平方向の流れも基板の上下で差が小さくなり、その結
果、基板を上下面から均一に熱処理できるようになる。

【００１４】また、被熱処理物移動手段が、被熱処理物
を搭載可能なトレーを鉛直方向に下から順次積層し、積
層された複数のトレーを鉛直方向上方に移動させる第１
の鉛直方向移動手段と、被熱処理物を搭載可能なトレー
を鉛直方向に上から順次積層し、積層された複数のトレ
ーを鉛直方向下方に移動させる第２の鉛直方向移動手段
と、第１の鉛直方向移動手段の上端のトレーを第２の鉛
直方向移動手段の上端に移動させる上部トレー移し替え
機構と、第２の鉛直方向移動手段の下端のトレーを第１
の鉛直方向移動手段の下端に移動させる下部トレー移し
替え機構とを有し、熱処理のための所定の温度分布が、
第１の鉛直方向移動手段によって移動する被熱処理物を
第１の熱処理可能な第１の鉛直方向の温度分布と、第２
の鉛直方向移動手段によって移動する被熱処理物を第２
の熱処理可能な第２の鉛直方向の温度分布であることが
好ましい。

【００１５】このようにすれば、トレーの無限軌道様な
動きが達成でき、処理の連続性も実現できて、生産性の
高い連続処理炉が実現できる。

【００１６】また、本発明によれば、積層された複数の
トレーを鉛直方向に収容可能でありその内部を前記積層
された複数のトレーが鉛直方向に移動可能な第１および
第２の炉芯と、前記第１の炉芯の第１の側面から前記第
１の炉芯内に熱風を吹き込み可能な第１の熱風発生ユニ
ットと、前記第２の炉芯の第２の側面から前記第２の炉
芯内に熱風を吹き込み可能な第２の熱風発生ユニット
と、基板を水平に搭載可能なトレーを前記第１の炉芯内
において鉛直方向に下から順次積層し、積層された複数
のトレーを鉛直方向上方に移動させる第１の鉛直方向移
動手段と、前記基板を水平に搭載可能なトレーを前記第
２の炉芯内において鉛直方向に上から順次積層し、積層
された複数のトレーを鉛直方向下方に移動させる第２の
鉛直方向移動手段と、前記第１の鉛直方向移動手段の上
端のトレーを前記第２の鉛直方向移動手段の上端に移動
させる上部トレー移し替え機構と、前記第２の鉛直方向
移動手段の下端のトレーを前記第１の鉛直方向移動手段
の下端に移動させる下部トレー移し替え機構と、を備え
たことを特徴とする熱処理炉が提供される。

【００１７】このようにすれば、鉛直方向に往復の温度
分布が設けられ、被処理基板も鉛直方向に移動可能にな
るので占有床面積が小さくなる。また、第１および第２
の炉芯内を流れる上昇気流を抑制できると共に、熱風の
水平方向の流れに対する抵抗が小さくなり、鉛直方向に
温度分布が形成しやすくなる。さらに、トレーの無限軌
道様な動きが達成でき、処理の連続性も実現できて、生
産性の高い連続処理炉が実現できる。

【００１８】第１の鉛直方向移動手段および第２の鉛直
方向移動手段が、好ましくは、積層された複数のトレー
を支持可能な積重ねトレー支持機構と、積層された複数
のトレーを上下移動可能なトレー上下機構とをそれぞれ
備えている。

【００１９】また、好ましくは、トレーが受け部と受け
部間の逃げ部とを有し、積重ねトレー支持機構、上部ト
レー移し替え機構および下部トレー移し替え機構が、受
け部においてトレーを支持可能な支持部をそれぞれ備
え、積重ねトレー支持機構、上部トレー移し替え機構お
よび下部トレー移し替え機構のいずれか一つが水平移動
することにより支持部が逃げ部に移動可能であり、支持
部が逃げ部に位置している場合には、トレーが、積重ね
トレー支持機構、上部トレー移し替え機構および下部ト
レー移し替え機構の前記いずれか一つを鉛直方向に通過
可能である。

【００２０】このようなトレーの形状とすることによ
り、積重ねトレー支持機構、上部トレー移し替え機構お
よび下部トレー移し替え機構とトレーとの整合性が容易
にとれ、これら各機構の構造が簡素化され、また、各機
構の移動機構も簡素化される。

【００２１】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。

【００２２】図１は、本発明の一実施の形態の熱処理炉
を説明するための断面図である。図２Ａは、本発明の一
実施の形態の熱処理炉を説明するための平面図であり、
図２Ｂは図２ＡのＸＸ線断面図である。

【００２３】図１、図２Ａ、Ｂに示すように、本実施の
形態の熱処理炉１０は、高密度チップ部品実装基板２０
の熱処理炉であり、炉芯部２００と、その両側の熱風発
生ユニット３１０、３２０とを備えている。炉芯部２０
０は、往路炉芯２１０と、復路炉芯２２０と、炉芯部上
部２３０とにより構成されている。往路炉芯２１０は鉛
直方向に設けられ、その下端は解放され、上端は炉芯部
上部２３０と連通している。復路炉芯２２０は鉛直方向
に設けられその下端は解放され、上端は炉芯部上部２３
０と連通している。往路炉芯２１０の外側には熱風発生
ユニット３１０が取り付けられ、復路炉芯２２０の外側
には熱風発生ユニット３２０が取り付けられている。往
路炉芯２１０の内側には吸込部４１０が設けられ、復路
炉芯２２０の内側には吸込部４２０が設けられている。

【００２４】熱風発生ユニット３１０はフード３１９を
備え、フード３１９内にはヒータ３３０が設けられてい
る。ヒータ３３０の下端Ｓ₀ には端子３３１が設けら
れ、上端には端子３３３が設けられ、途中の位置Ｓ₁ に
は端子３３２が設けられている。フード３１９の外側の
側部には流入口３１２が設けられ、流入口３１２には、
耐熱ブロア５１０がパイプ３１１を介して取り付けられ
ている。熱風発生ユニット３１０の内側には鉛直方向に
所定の間隔でルーバ３１４が設けられており、ルーバ３
１４間が熱風の吹出口３１６となる。ヒータ３３０と吹
出口３１６との間には鉛直方向に複数のダンパ３１３が
所定の間隔および所定の角度で設けられており、熱風５
１１の流量および方向を調整している。

【００２５】熱風発生ユニット３２０はフード３２９を
備え、フード３２９内にはヒータ３４０が設けられてい
る。ヒータ３４０の下端Ｓ₅ には端子３４１が設けら
れ、上端には端子３４５が設けられ、途中の位置Ｓ₂ 、
Ｓ₃ 、Ｓ₄ には端子３４４、３４３、３４２がそれぞれ
設けられている。フード３２９の外側の側部には流入口
３２２が設けられ、流入口３２２には、耐熱ブロア５２
０がパイプ３２１を介して取り付けられている。熱風発
生ユニット３２０の内側には鉛直方向に所定の間隔でル
ーバ３２４が設けられており、ルーバ３２４間が熱風の
吹出口３２６となっている。ヒータ３４０と吹出口３２
６との間にはダンパ３２３が所定の間隔および所定の角
度で設けられており、熱風の流量および方向を調整して
いる。

【００２６】往路炉芯２１０と吸入部４１０との間には
鉛直方向に所定の間隔でルーバ４１２が設けられてお
り、ルーバ４１２間が熱風の吸込口４１３となってい
る。吸入部４１０には吸込口４１１が設けられ、吸込口
４１１と耐熱ブロア５１０との間にはダクト６１０が連
通して設けられている。このように、ダクト６１０を介
して吸入部４１０から耐熱ブロア５１０に熱風を戻すこ
とによって熱風循環系５００を構成しており、省エネル
ギーが図られている。

【００２７】復路炉芯２２０と吸入部４２０との間には
鉛直方向に所定の間隔でルーバ４２２が設けられてお
り、ルーバ４２２間が熱風の吸込口４２３となってい
る。吸入部４２０には吸込口４２１が設けられ、吸込口
４２１と耐熱ブロア５２０との間にはダクト６２０が連
通して設けられている。復路においても、ダクト６２０
を介して吸入部４２０から耐熱ブロア５２０に熱風を戻
すことによって熱風循環系を構成しており、省エネルギ
ーが図られている。

【００２８】往路炉芯２１０内には耐熱性のトレー１０
０が鉛直方向に積み重ねられている。積み重ねられたト
レー１００を支持するための積重ねトレー支持機構７３
０が往路炉芯２１０および熱風発生ユニット３１０の下
に、水平方向に移動可能に設けられている。積み重ねら
れたトレー１００を上下するためのトレー上下機構７５
０が、往路炉芯２１０の下に、鉛直方向に移動可能に設
けられている。

【００２９】復路炉芯２２０内には耐熱性のトレー１０
０が鉛直方向に積み重ねられている。積み重ねられたト
レー１００を支持するための積重ねトレー支持機構７４
０が復路炉芯２２０および熱風発生ユニット３２０の下
に、水平方向に移動可能に設けられている。積み重ねら
れたトレー１００を上下するためのトレー上下機構７６
０が、往路炉芯２２０の下に、鉛直方向に移動可能に設
けられている。

【００３０】往路炉芯２１０および復路炉芯２２０の上
には上部トレー移し替え機構７１０が水平方向に移動可
能に設けられている。往路炉芯２１０および復路炉芯２
２０の下には下部トレー移し替え機構７２０が水平方向
に移動可能に設けられている。

【００３１】トレー１００は、下部トレー移し替え機構
７２０により往路炉芯２１０の下に運ばれ、そこでトレ
ー１００に基板２０が搭載され、その後、積重ねトレー
支持機構７３０とトレー上下機構７５０により往路炉芯
２１０の下から順次積み重ねられて往路炉芯２１０内を
鉛直方向上方に間欠的に移動し、炉芯部上部２３０内に
まで運ばれてきたトレー１００は、上部トレー移し替え
機構７１０により往路炉芯２１０から復路炉芯２２０の
上部に移し替えられる（トレーの流れ１９１参照。）。
復路炉芯２２０において、トレー１００は、その後、積
重ねトレー支持機構７４０とトレー上下機構７６０によ
り復路炉芯２２０の上から順次積み重ねられて復路炉芯
２２０内を鉛直方向下方に間欠的に移動し、復路炉芯２
２０の下まで運ばれて、そこでトレー１００から基板２
０が取り出され、その後、下部トレー移し替え機構７２
０により復路炉芯２２０の下から往路炉芯２１０の下ま
で移し替えられる（トレーの流れ１９２参照。）。この
ようにして、トレーは無限軌道様に炉芯部２００を上下
方向に移動し、トレー１００に搭載した基板２０が順次
連続的に熱処理される。

【００３２】図３は、トレー１００を説明するための斜
視図である。図３に示すように、トレー１００は底板１
１０とその両側の側部１２０、１２０’とを備えてい
る。側部１２０、１２０’には側板１２１、１２１’が
底板１１０と垂直にそれぞれ設けられている。側部１２
０の前後両側は断面がコの字状に形成されており、側部
１２０の前方には、受け部１２３とそれに対応する突出
部１２５が設けられており、後方には、受け部１２４と
それに対応する突出部１２６が設けられている。受け部
１２３と受け部１２４との間および突出部１２５と突出
部１２６との間の空間は逃げ部１２７となっている。側
部１２０’も側部１２０と同じ構造となっている。すな
わち、側部１２０’の前後両側も断面がコの字状に形成
されており、側部１２０’の前方には、受け部１２３’
とそれに対応する突出部１２５’が設けられており、後
方には、受け部１２４’とそれに対応する突出部（図示
せず。）が設けられている。受け部間および突出部間の
空間は逃げ部１２７’となっている。

【００３３】図３は、このような構成のトレー１００
が、往路炉芯２１０内に順次積み重ねられた状態を示し
ている。トレー１００の積み重ねは側部１２０、１２
０’同士を積み重ねることにより行うのでトレーの積み
重ね重量に耐えることができる。この積み重ねの際に
は、上側のトレー１００の側板１２１、１２１’は、下
側のトレー１００の側板１２１、１２１’上にそれぞれ
積み重ねられ、上側のトレー１００の突出部１２５、１
２６、１２５’等は下側のトレー１００の受け部１２
３、１２４、１２３’等の上にそれぞれ積み重ねられ
る。

【００３４】側板１２１、１２１’にはその鉛直方向の
ほぼ中央に基板支持部１２２、１２２’がそれぞれ設け
られている。基板支持部１２２、１２２’上には基板２
０が搭載される。基板２０が搭載されると、基板２０が
搭載されたトレー１００の底板１１０と基板２０との間
には空間１３０が形成され、基板２０が搭載されたトレ
ー１００の直上のトレー１００の底板１１０と基板２０
との間には空間１４０が形成される。空間１３０、１４
０の前方および後方は解放されており、例えば、熱風発
生ユニット３１０の吹出口３１６より吹き出された熱風
は、空間１３０、１４０内を水平方向に流れて、吸込口
４１３に吸い込まれる。このように、基板の下側の空間
１３０および上側の空間１４０の両方を熱風が水平方向
に流れるので、基板２０が効率よく加熱される。

【００３５】このように、基板２０を搭載したトレー１
００を鉛直方向に積み重ねることにより上記空間１３
０、１４０が形成されるので、水平方向からの熱風流に
対して非常に小さい抵抗となり、基板を加熱する熱風が
効率よく水平方向に流れるが、基板２０を搭載していな
いトレー１００があっても、その場合には、上下のトレ
ー１００の底板１１０間に形成される空間を熱風が水平
方向に流れるので、やはり、熱風が効率よく水平方向に
流れる。

【００３６】本実施の形態の熱処理炉１０は、基本的に
は縦型炉であり、温度の高い気体は炉芯部２００の上部
に集中し、鉛直方向に必要な温度分布を形成することが
難しいのではと懸念されるが、本実施の形態の熱処理炉
１０では、鉛直方向に積み重ねたトレー１００と水平方
向の熱風流を持つ炉１０との組み合わせによりこの問題
を解決している。すなわち、積み重ねられたトレー１０
０は風の整流板と同様の働きをする。トレー１００を積
み重ねることによって、例えば、往路炉芯２１０内の鉛
直方向の流れには抵抗が高くなって上昇気流を抑制する
ことができると共に、水平方向の流れに対しては、上述
のように、抵抗が小さくなる。従って、水平方向に往路
炉芯２１０内に吹き出す熱風の鉛直方向での温度や流量
を制御することにより鉛直方向における温度分布は容易
に制御できる。

【００３７】図３に示すようにトレー１００が積み重ね
られて鉛直方向に移動する往路炉芯２１０は、トレー１
００の平面図への投影形状を多少大きくした断面形状を
有する角管形となっており、この炉芯構造によっても上
昇気流を抑制している。さらに積み重ねたトレー１００
のガイドも兼ねている。

【００３８】なお、上記説明では、往路炉芯２１０内を
例にとって説明したが、復路２２０内においても同様で
ある。

【００３９】このように、往路炉芯２１０、復路炉芯２
２０内においては、鉛直方向の流れが抑制され、熱風は
水平方向に効率よく流れるから、熱風発生ユニット３１
０、３２０から往路炉芯２１０、復路炉芯２２０内に水
平方向に吹出口３１６、３２６から熱風をそれぞれ吹き
込み、その吹き込む熱風の鉛直方向での温度や流量を制
御することにより鉛直方向における温度分布が容易に制
御できる。

【００４０】本実施の形態の熱処理炉１０では、図１、
図２Ｂに示すように、鉛直方向において複数の温度ゾー
ンに分割されており、各ゾーンの温度分布は、端子３３
１〜３４１間にそれぞれ供給される電力と、各ゾーンを
流れる熱風５１１等の流量とにより決定される。位置Ｓ
₀ 〜Ｓ₁ 間は、室温から温度Ｔ₁ までの昇温ゾーンであ
り、位置Ｓ₁ 〜Ｓ₂ 間は温度Ｔ₁ の均熱ゾーンであり、
位置Ｓ₂ 〜Ｓ₃ 間は、温度Ｔ₁ から温度Ｔ₂ までの昇温
ゾーンであり、位置Ｓ₃ 〜Ｓ₄ 間は温度Ｔ₂ の均熱ゾー
ンであり、位置Ｓ₄ 〜Ｓ₅ 間は温度Ｔ₂ から室温までの
降温ゾーンである。なお、炉芯部上部２３０にはヒータ
は設けられていないが、往路炉芯２１０の上端および復
路炉芯の上端と連通しており、温度Ｔ₁ に保たれてい
る。基板２０を搭載したトレー１００を積み重ね往路炉
芯２１０内を鉛直方向上方に移動させ、往路炉芯２１０
の上端で復路炉芯２２０の上端に移し替え、復路炉芯２
２０内を鉛直方向下方に移動させることにより、基板２
０は、まず室温から温度Ｔ₁まで昇温され、その後所定
の時間温度Ｔ₁ に保たれ、その後温度Ｔ₁ からＴ₂ まで
昇温され、その後所定の時間温度Ｔ₂ に保たれ、その後
温度Ｔ₂ から室温まで降温される。

【００４１】このような鉛直方向の温度分布の達成を容
易にするために、熱風発生ユニット３１０、３２０内に
は、さらに、ダンパ３１３、３２３、ルーバ３１４、３
２４がそれぞれ設けられており、耐熱ブロア５１０、５
２０から供給される熱風の流れ方向や流量を制御してい
る。さらに、往路炉芯２１０と吸込部４１０との間にも
ルーバ４１２を設け、復路炉芯２２０と吸込部４２０と
の間にもルーバ４２２を設けて、それぞれ、ルーバ４１
２間の吸込口４１３、ルーバ４２２間の吸込口４２３か
ら熱風を吸い込むようにして、熱風の流量と流れ方向を
制御している。また、往路炉芯２１０からの熱風を吸い
込む吸込口４１０と復路炉芯２２０からの熱風を吸い込
む吸込口４２０とを別個のものとして、往路と復路の温
度を独立して制御しやすくしている。

【００４２】このように、本実施の形態の熱処理炉１０
においては、従来の水平方向の所定の温度分布を鉛直方
向に折りたたみ、鉛直方向において所定の温度分布を達
成しているから、占有床面積が小さくなっている。ま
た、上記のように基板を搭載するトレーを無限軌道様に
しているから、処理の連続性が実現でき、生産性の高い
連続処理炉が実現されている。

【００４３】なお、本実施の形態では、基板２０の搭載
や取り出しは、往路炉芯２１０および復路炉芯２２０の
下であって、下部トレー移し替え機構７２０が設けられ
ている高さとほぼ同じ高さで行うが、この高さを、製造
ラインを構成する他の装置の基板搬送高さと同レベルに
している。

【００４４】図４は、本実施の形態で使用する下部トレ
ー移し替え機構７２０を説明するための斜視図である。
図４に示すように、下部トレー移し替え機構７２０は、
支持用アーム７２１、７２１’と、基部７２４とエアー
シリンダー７２５とを備えている。支持用アーム７２
１、７２１’は、基部７２４によってエアーシリンダー
７２５と連設されて、エアーシリンダー７２５によって
水平方向に往復移動可能とされている。支持用アーム７
２１は支持部７２２と７２３とを備え、支持用アーム７
２１’は支持部７２２’と７２３’とを備えている。

【００４５】一方、図３に示すように、トレー１００の
側部１２０には、受け部１２３、１２４が設けられ、受
け部１２３、１２４間には逃げ部１２７が設けられてい
る。トレー１００の側部１２０’には、受け部１２
３’、１２４’が設けられ、受け部１２３’、１２４’
間には逃げ部１２７’が設けられている。従って、エア
ーシリンダー７２５によって、支持用アーム７２１、７
２１’を前方Ａに水平に移動させ、支持部７２２、７２
３、７２２’および７２３’を受け部１２４、１２３、
１２４’および１２３’の直下の空間にそれぞれ位置せ
しめ、その後、トレー１００を鉛直方向下方にトレー上
下機構７５０（７６０）により移動させることにより、
受け部１２４、１２３、１２４’および１２３’を支持
部７２２、７２３、７２２’および７２３’によって支
持することができ、その結果、トレー１００を下部トレ
ー移し替え機構７２０で支持できるようになる。また、
この状態で、トレー１００をトレー上下機構７５０（７
６０）で上方に移動させると、受け部１２４、１２３、
１２４’および１２３’が支持部７２２、７２３、７２
２’および７２３’から離れ、下部トレー移し替え機構
７２０を水平方向に移動可能となる。その後、エアーシ
リンダー７２５によって、支持用アーム７２１、７２
１’を後方Ｂに水平に移動させ、支持部７２２、７２
２’を逃げ部１２７、１２７’にそれぞれ位置せしめ、
支持部７２３、７２３’をトレー１００の手前側のトレ
ー１００が存在しない空間に位置せしめることによっ
て、下部トレー移し替え機構７２０がトレー１００から
逃げることができるので、トレー１００がトレー上下機
構７５０（７６０）によって、鉛直方向に移動可能とな
る。なお、ここでは、下部トレー移し替え機構７２０を
例にとって説明したが、上部トレー移し替え機構７１
０、積重ねトレー支持機構７３０、７４０も同様の構造
であり、トレー１００との間の関係も同様である。

【００４６】このように、トレー１００の側部１２０に
受け部１２３、１２４を設け、受け部１２３、１２４間
には逃げ部１２７を設け、側部１２０’に受け部１２
３’、１２４’を設け、受け部１２３’、１２４’間に
は逃げ部１２７’を設けることにより、下部トレー移し
替え機構７２０、上部トレー移し替え機構７１０、積重
ねトレー支持機構７３０、７４０とトレー１００との整
合性が容易に図られ、これら各機構の構造が簡素化され
ている。すなわち、各機構に図４に示したような支持部
７２２、７２３（７２２’、７２３’）を持つ支持アー
ム７２１（７２１’）を設けるだけで、支持部７２２、
７２２（７２２’、７２３’）が受け部１２４、１２３
（１２４’、１２３’）の位置にあれば、各機構の機能
が出せ、支持部７２２（７２２’）が逃げ部１２７（１
２７’）の位置にあり、支持部７２３（７２３’）がト
レー１００の外側にあれば、各機構がトレーから離れ
て、トレーが各機構と接触せずに鉛直方向上下に移動で
きるようになる。また、このような支持アーム７２１
（７２１’）の移動は水平方向の一方向の往復運動のみ
で行うことができ、その移動機構も簡単なものとなって
いる。

【００４７】図５は、本実施の形態の熱処理炉１０にお
けるトレー１００の動きを説明するための断面図であ
り、往路炉心２１０内のトレー１００の動きを例にとっ
ている。動作１から動作５の順に動作を繰り返すことで
往路におけるトレー１００の移動動作は構成されるが、
復路側は、動作５から動作１の順に動作を繰り返すこと
でトレー１００の移動動作が構成される。なお、これら
の各動作を連続かつ同期させて行うことにより、トレー
１００の無限軌道様の動きが達成できる。また、動作１
の状態が、往路において基板２０をトレー１００に搭載
するポイントであり、動作５の状態が、復路において基
板２０をトレー１００から取り出すポイントとなる。な
お、基板２０のトレー１００への搭載やトレー１００か
らの取り出しはこの技術分野で通常使用される適切な機
構で行うことができる。

【００４８】まず、往路の動作を説明する。

【００４９】動作１においては、トレー１００（Ｆ）が
下部トレー移し替え機構７２０により往路炉芯２１０の
下に運ばれ、そこでトレー１００に基板２０が搭載され
る。トレー１００（Ｂ）〜トレー１００（Ｅ）は積み重
ねられており、積重ねトレー支持機構７３０によって支
持されている。トレー１００（Ｄ）の直上のトレーから
トレー１００（Ｂ）までが炉中範囲にある。最上部のト
レー１００（Ａ）は上部トレー移し替え機構７１０によ
って支持されている。

【００５０】次に、動作２において、トレー１００
（Ａ）は、上部トレー移し替え機構７１０により復路炉
芯２２０の上部に移し替えられる。トレー１００（Ｆ）
はトレー上下機構７５０により鉛直方向上方に持ち上げ
られ、下部トレー移し替え機構７２０の支持から外され
る。

【００５１】次に、動作３において、下部トレー移し替
え機構７２０は復路側に水平移動する。また、トレー１
００（Ｆ）がトレー上下機構７５０によって鉛直方向上
方にさらに持ち上げられトレー１００（Ｅ）と接触し、
その後もトレー上下機構７５０がトレー１００（Ｂ）か
らトレー１００（Ｆ）までの積重ねを持ち上げ続け、ト
レー１００（Ｅ）を積重ねトレー支持機構７３０の支持
から外す。

【００５２】次に、動作４において、積重ねトレー支持
機構７３０が水平方向に移動し、トレー１００から逃げ
る。そして、トレー上下機構７５０がトレー１００
（Ｂ）からトレー１００（Ｆ）までの積重ねを持ち上げ
続け、トレー１００（Ｂ）の受け部が上部トレー移し替
え機構７１０よりも上に位置するとともに、トレー１０
０（Ｆ）の受け部が積重ねトレー支持機構７３０よりも
上に位置するようにする。

【００５３】次に、動作５において、積重ねトレー支持
機構７３０が水平方向に移動し、トレー１００（Ｆ）の
支持のために戻り、トレー上下機構７５０が鉛直方向下
方に下がり、トレー１００（Ｃ）からトレー１００
（Ｆ）までの積重ねが積重ねトレー支持機構７３０によ
って支持されるようにすると共に、トレー１００（Ｂ）
が上部トレー移し替え機構７１０によって支持されるよ
うにする。そして、下部トレー移し替え機構７２０によ
り復路から空トレーを往路側に移動させて動作１の状態
に戻り、以下動作１から動作５までの動作を繰り返す。

【００５４】復路おいては、まず、動作５において、ト
レー１００（Ｃ）からトレー１００（Ｆ）までの積重ね
が積重ねトレー支持機構７４０によって支持されている
と共に、トレー１００（Ｂ）が上部トレー移し替え機構
７１０によって支持されている。そして、下部トレー移
し替え機構７２０により復路から空トレーを往路側に移
動させる。

【００５５】その後、動作４において、トレー上下機構
７６０が鉛直方向上方に上がり、トレー上下機構７６０
がトレー１００（Ｃ）からトレー１００（Ｆ）までの積
重ねを持ち上げ、トレー１００（Ｃ）がトレー１００
（Ｂ）と接触し、その後もトレー上下機構７６０がトレ
ー１００（Ｂ）からトレー１００（Ｆ）までの積重ねを
持ち上げ続け、トレー１００（Ｂ）の受け部が上部トレ
ー移し替え機構７１０よりも上に位置するとともに、ト
レー１００（Ｆ）の受け部が積重ねトレー支持機構７４
０よりも上に位置するようにし、トレー１００（Ｆ）を
積重ねトレー支持機構７４０の支持から外す。そして、
上部トレー移し替え機構７１０が往路に水平移動し、積
重ねトレー支持機構７４０がトレー１００（Ｆ）から逃
げる。

【００５６】その後、動作３において、トレー上下機構
７６０がトレー１００（Ｂ）からトレー１００（Ｆ）ま
での積重ねを鉛直方向下方に降ろし、積重ねトレー支持
機構７４０がトレー１００（Ｅ）の受け部と突出部との
間に位置するようにする。一方で下部トレー移し替え機
構７２０が往路から復路に水平移動してくるが、トレー
１００（Ｆ）を逃げた位置とする。

【００５７】その後、動作２において、積重ねトレー支
持機構７４０を水平移動し、トレー１００（Ｅ）の支持
の位置とする。その後、トレー上下機構７６０がトレー
１００（Ｂ）からトレー１００（Ｆ）までの積重ねを鉛
直方向下方に降ろし続け、トレー１００（Ｅ）の受け部
が積重ねトレー支持機構７４０によって支持されるよう
にして、積重ねトレー支持機構７４０によってトレー１
００（Ｂ）からトレー１００（Ｅ）までの積重ねを支持
するようにする。その後、トレー１００（Ｆ）のみを搭
載したトレー上下機構７６０がさらに下降を続け、下部
トレー移し替え機構７２０がトレー１００（Ｆ）の受け
部と突出部との間に位置するようにする。

【００５８】その後、動作１において、下部トレー移し
替え機構７２０を支持位置まで水平移動し、その後、ト
レー１００（Ｆ）のみを搭載したトレー上下機構７６０
がさらに下降を続け、トレー１００（Ｆ）の受け部を下
部トレー移し替え機構７２０によって支持すると共に、
往路側から上部トレー移し替え機構７１０の水平移動に
よってトレー１００（Ａ）が復路側に移動する。そし
て、トレー１００（Ｆ）から基板２０を取り出し、その
後、下部トレー移し替え機構７２０により復路から空ト
レーを往路側に移動させて動作５の状態に戻り、以下動
作５から動作１までの動作を繰り返す。

【００５９】

【発明の効果】本発明においては、鉛直方向に熱処理の
ための所定の温度分布を有し、被熱処理物を鉛直方向に
移動可能な被熱処理物移動手段を備えているから、占有
床面積が小さくなる。

【００６０】また、本発明において、積層された複数の
トレーを鉛直方向に収容可能でありその内部を積層され
た複数のトレーが鉛直方向に移動可能な第１および第２
の炉芯と、第１の炉芯の第１の側面から第１の炉芯内に
熱風を吹き込み可能な第１の熱風発生ユニットと、第２
の炉芯の第２の側面から第２の炉芯内に熱風を吹き込み
可能な第２の熱風発生ユニットと、基板を水平に搭載可
能なトレーを第１の炉芯内において鉛直方向に下から順
次積層し、積層された複数のトレーを鉛直方向上方に移
動させる第１の鉛直方向移動手段と、基板を水平に搭載
可能なトレーを第２の炉芯内において鉛直方向に上から
順次積層し、積層された複数のトレーを鉛直方向下方に
移動させる第２の鉛直方向移動手段と、第１の鉛直方向
移動手段の上端のトレーを第２の鉛直方向移動手段の上
端に移動させる上部トレー移し替え機構と、第２の鉛直
方向移動手段の下端のトレーを第１の鉛直方向移動手段
の下端に移動させる下部トレー移し替え機構とを備える
ことにより、鉛直方向に往復の温度分布が設けられ、被
処理基板も鉛直方向に移動可能になるので占有床面積が
小さくなる。また、第１および第２の炉芯内を流れる上
昇気流を抑制できると共に、熱風の水平方向の流れに対
する抵抗が小さくなり、鉛直方向に温度分布が形成しや
すくなる。さらに、トレーの無限軌道様な動きが達成で
き、処理の連続性も実現できて、生産性の高い連続処理
炉が実現できる。

【００６１】上記のように占有床面積が小さくなると、
床面積当たりの生産性が増大するばかりではなく、長大
化するチップ部品実装ラインの物理的縮小化が可能とな
り、建屋費用の低減やラインレイアウトにも利点が多
く、また、実装基板コストも低減される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態の熱処理炉を説明するた
めの断面図である。

【図２】本発明の一実施の形態の熱処理炉を説明するた
めの図であり、図２Ａは平面図、図２Ｂは図２ＡのＸＸ
線断面図である。

【図３】本発明の一実施の形態の熱処理炉に使用するト
レーを説明するための斜視図である。

【図４】本発明の一実施の形態の熱処理炉に使用するト
レー移し替え機構を説明するための斜視図である。

【図５】本発明の一実施の形態の熱処理炉におけるトレ
ーの動きを説明するための断面図である。

【図６】従来の熱処理炉の断面図である。

【符号の説明】

１０…熱処理炉２０…基板８０…横型熱処理炉８１…ヒータ８２…風８３…熱風８４…整流板８５…フード８６…孔８７…流入口９０…耐熱コンベアベルト１００…トレー１１０…底板１２０、１２０’…側部１２１…側板１２２、１２２’…基板支持部１２３、１２４、１２３’、１２４’…受け部１２５、１２６、１２５’…突出部１２７…逃げ部１３０、１４０…空間１９１、１９２…トレーの流れ２００…炉芯部２１０…往路炉芯２２０…復路炉芯２３０…炉芯部上部３１０、３２０…熱風発生ユニット３１１、３２１…パイプ３１２、３２２…流入口３１３、３２３…ダンパ３１４、３２４…ルーバ３１６、３２６…吹出口３１９、３２９…フード３３０、３４０…ヒータ３３１〜３３３、３４１〜３４５…端子４１０、４２０…吸込部４１１、４２１…吸込口４１２、４２２…ルーバ４１３、４２３…吸込口５００…熱風循環系５１０、５２０…耐熱ブロア５１１…熱風６１０、６２０…ダクト７１０…上部トレー移し替え機構７２０…下部トレー移し替え機構７２１、７２１’…支持用アーム７２２、７２３、７２２’、７２３’…支持部７２４…基部７２５…エアーシリンダー７３０、７４０…積重ねトレー支持機構７５０、７６０…トレー上下機構８１０〜８１５…端子

フロントページの続き (72)発明者鈴木雅行東京都中野区東中野三丁目14番20号国際電気株式会社内 (72)発明者三沢義彦大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者佐伯啓二大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者壁下朗大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】鉛直方向に熱処理のための所定の温度分布
を有し、被熱処理物を鉛直方向に移動可能な被熱処理物
移動手段を備えたことを特徴とする熱処理炉。
【請求項２】前記被熱処理物移動手段が、前記被熱処理
物を搭載可能なトレーを鉛直方向に順次積層し、積層さ
れた複数のトレーを鉛直方向に移動させる手段であるこ
とを特徴とする請求項１記載の熱処理炉。
【請求項３】前記積層された複数のトレーを鉛直方向に
収容可能でありその内部を前記積層された複数のトレー
が鉛直方向に移動可能な炉芯を有し、前記炉芯の第１の
側面から前記炉芯内に熱風を吹き込み可能な第１の熱風
発生ユニットを備えたことを特徴とする請求項２記載の
熱処理炉。
【請求項４】前記熱風発生ユニットが、ブロアと、ヒー
タと、ダンパを備えることを特徴とする請求項３記載の
熱処理炉。
【請求項５】前記炉芯内に吹き込まれた前記熱風を前記
炉芯の前記第１の側面と対向する第２の側面から吸い込
み可能な吸込部をさらに備えることを特徴とする請求項
３または４記載の熱処理炉。
【請求項６】前記吸込部に吸い込まれた熱風を前記熱風
発生ユニット内に循環可能なダクトをさらに備えること
を特徴とする請求項５記載の熱処理炉。
【請求項７】前記被熱処理物が基板であり、前記トレー
が前記基板を水平に搭載可能なトレーであり、前記熱風
発生ユニットが前記炉芯内に前記熱風を水平方向に吹き
込み可能な熱風発生ユニットである請求項３乃至６記載
の熱処理炉。
【請求項８】前記トレーが水平方向の底板を有し、前記
基板を前記トレーの高さのほぼ中間位置に搭載可能なト
レーである請求項７記載の熱処理炉。
【請求項９】前記被熱処理物移動手段が、前記被熱処理物を搭載可能なトレーを鉛直方向に下から
順次積層し、積層された複数のトレーを鉛直方向上方に
移動させる第１の鉛直方向移動手段と、前記被熱処理物を搭載可能なトレーを鉛直方向に上から
順次積層し、積層された複数のトレーを鉛直方向下方に
移動させる第２の鉛直方向移動手段と、前記第１の鉛直方向移動手段の上端のトレーを前記第２
の鉛直方向移動手段の上端に移動させる上部トレー移し
替え機構と、前記第２の鉛直方向移動手段の下端のトレーを前記第１
の鉛直方向移動手段の下端に移動させる下部トレー移し
替え機構とを有し、前記熱処理のための所定の温度分布が、前記第１の鉛直方向移動手段によって移動する前記被熱
処理物を第１の熱処理可能な第１の鉛直方向の温度分布
と、前記第２の鉛直方向移動手段によって移動する前記被熱
処理物を第２の熱処理可能な第２の鉛直方向の温度分布
である、ことを特徴とする請求項１記載の熱処理炉。
【請求項１０】積層された複数のトレーを鉛直方向に収
容可能でありその内部を前記積層された複数のトレーが
鉛直方向に移動可能な第１および第２の炉芯と、前記第１の炉芯の第１の側面から前記第１の炉芯内に熱
風を吹き込み可能な第１の熱風発生ユニットと、前記第２の炉芯の第２の側面から前記第２の炉芯内に熱
風を吹き込み可能な第２の熱風発生ユニットと、基板を水平に搭載可能なトレーを前記第１の炉芯内にお
いて鉛直方向に下から順次積層し、積層された複数のト
レーを鉛直方向上方に移動させる第１の鉛直方向移動手
段と、前記基板を水平に搭載可能なトレーを前記第２の炉芯内
において鉛直方向に上から順次積層し、積層された複数
のトレーを鉛直方向下方に移動させる第２の鉛直方向移
動手段と、前記第１の鉛直方向移動手段の上端のトレーを前記第２
の鉛直方向移動手段の上端に移動させる上部トレー移し
替え機構と、前記第２の鉛直方向移動手段の下端のトレーを前記第１
の鉛直方向移動手段の下端に移動させる下部トレー移し
替え機構と、を備えたことを特徴とする熱処理炉。
【請求項１１】前記第１の鉛直方向移動手段および前記
第２の鉛直方向移動手段が、積層された複数のトレーを支持可能な積重ねトレー支持
機構と、積層された複数のトレーを上下移動可能なトレー上下機
構と、をそれぞれ備えていることを特徴とする請求項１０また
は１１記載の熱処理炉。
【請求項１２】前記トレーが受け部と前記受け部間の逃
げ部とを有し、前記積重ねトレー支持機構、前記上部トレー移し替え機
構および前記下部トレー移し替え機構が、前記受け部に
おいて前記トレーを支持可能な支持部をそれぞれ備え、
前記積重ねトレー支持機構、前記上部トレー移し替え機
構および前記下部トレー移し替え機構のいずれか一つが
水平移動することにより前記支持部が前記逃げ部に移動
可能であり、前記支持部が前記逃げ部に位置している場
合には前記トレーが前記積重ねトレー支持機構、前記上
部トレー移し替え機構および前記下部トレー移し替え機
構の前記いずれか一つを鉛直方向に通過可能であること
を特徴とする請求項１１記載の熱処理炉。