JPS62292265A - 光ビ−ム式加熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ３、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 本発明はフラットパック部品などのリード列を有する部
品を非接触で加熱してプリント板面にはんだ付けする光
ビーム式加熱装置に係り、とくにリード列の幅方向を制
約してリード列を一括加熱するのに好適な光ビーム式加
熱装置に関する。

〔従来の技術〕

従来の光ビーム式加熱装置はたとえば％開昭４７−１２
７０９号公報に記載されている如く、水平形赤外線ラン
プに楕円柱状の反射鏡を取付け、その集光を特別な制御
手段を使用することなく主として広い面積を加熱したも
のが提案されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前記従来技術は、一般に使用されるＰｂ　−Ｓｎ共晶は
んだ（融点１８３°Ｃ）の溶融に必要な光線の強度を得
るための手段として採用されているもので、その理由は
つぎによるものである。

すなわち、（１）口径を可能な限り大きくする。（２）
離心率を小さくして光源（第１焦点）と集光部（第２焦
点）との距離を短かくする。（５）ランプのフィラメン
ト径を小さくして集光密度を高めるなどの幾何的手段が
とられる。また（４）フィラメントのパワーを高めるた
めに巻きピッチを小さくする。

（５）反射凹面の反射率を高めるための研磨、（６）金
めに効率良（集めるための手段であって、一般的に使用
されているものである０ しかるに、前記従来技術を水平状ノ・ロゲンランプと欄
内面からなる柱状の反射鏡とからなる光学系にてほぼ矩
形状の集光焦点面に関して目的とするフラットパックＬ
ＳＩのリード列を一括して加熱する場合に実施した場合
にはつぎに述べる如き問題がある。

すなわち、第４図（ａ）（ｂ）は薄形のレジンモールド
フラットパックＬＳＩ（以下Ｐ　Ｐ　Ｐ　（（フラット
プラスチックパッケージ（Ｆｌａｔ　Ｐｌａｓｔｉｃ　
Ｐａｃｋａｇｅ）の略））という〕とプリント板への実
装状態を示す。

第４図（ａ）に示す如く、ＰＰＰのはんだ付けすべきリ
ード部１はその長さが１〜３ｔｍ程度に形成され、プリ
ント板２の電極３にはんだペーストなどのはんだ４を介
して位置決めされている。光ビーム（図示せず）は前記
リード部１の長さと同一あるいは最大でも電極突出部５
を加えた長さとして２〜４１１１１程度に集光焦点の矩
形像を形成する必要がある。その理由はプリント板の高
密度実装化の要求から前記ＰＰＰに隣接する部品のはん
だ付は部を加熱しないようにするためである。

また、第４図（ｂ）に示す如（ＰＰＰのリード部が多数
のリードの列１ａにて形成されている場合、リード列１
ａの長Ｌ１とリードのはんだ付は部の長さＬ２とに対応
した光学的矩形像６の長さＬｓとｌ［Ｌｓとは何らかの
手段により制約あるいは可変しなければならないし、か
つ集光面の光エネルギーが前記はんだ４を溶かすのに十
分な大きさにしなければならない。これに加えて他の部
品たとえばアルミニウム電解コンデンサなどのように背
の高い部品が付近にある場合を考慮すると、反射鏡とプ
リント板の間隔は少なくともさらに背の高い部品で規制
される。

このような実用上の要請を考慮した場合には、従来技術
では前記の如く集光面のエネルギ効率化のための各種手
段をすべて理想的に採用することは実際上困難である。

とくに前記（１）口径を可能な限り大きくするを採用し
た場合には装置を小形化することが困難である。また同
一の反射鏡のもとで前記（２）離心率を小さくして光源
と集光部との距離を縮めることになる。ＰＰＰとプリン
ト板との距離は実用１少なくとも２０鴎以上必要である
。最も重要なことは前記（３）ランプのフィラメント径
を小さくして集光密度を高めるにはフィラメントの径が
実用上２　ｍｌ程度に限定されることである。その理由
は、フィラメント用として一般的なタンズクステン、モ
リブデン線とこれらをコイル上に成形するさいの制約と
、このコイルの寿命とにより定められるからである。

このように有限径のフィラメントを光源とする欄内反射
鏡に発生する各種の問題点は前記の光学的矩形像６を縮
小化する上で最も制約となる。その理由は第５図に示す
如く、欄内柱状反射鏡７の第１焦点７ａとフィラメント
８の軸心とを一致するように調整することは当然である
が、前記フィラメント８の外周部から発して前記第１焦
点７ａからずれた光源の反射光９ａ、？ｂが障害になる
からである。すなわち、反射鏡頂点に近い側のフィラメ
ント８の外周からの反射光９　ａ　＊　９　ｂは第２焦
点７ｂより光学軸に関して遠い距離で交わり、−１反射
鏡７の外縁部の反射鏡１０ａ、１０ｂは第２焦点７ｂに
交わるなど有限寸法の光源においては疑似的な第２焦点
７ｂｌ、、か存在しない。

加熱用の集光ユニットとしてこれを利用するには、理想
的な第２焦点７ｂ面を使用するが、その集光密度分布は
前記光学的矩形像６の幅方向について第７図に示す外側
の分布曲線１１が得られるように据部分を有する分布と
なる。なお第７図は縦軸に集光密度←）を横軸に光軸か
らの距離（−にしたときの欄内柱状反射鏡の第２焦点面
に詔ける光学的矩形状焦点の幅方向の分布曲線を示す。

前記第７図に示す外側の分布曲線１１の据部分は前記ｗ
、５図について述べた光路解析から明らかなように欄内
反射鏡７の頂点部に近い面からの反射光９ａ、９ｂによ
るものであって前記光学的矩形像６を縮小化する目的か
らして障害となる。

そこで前記反射光９ａ＋　９ｂを除去するため、従来は
第５図に示す如く、スリン）　１２ａ　、　１２ｂによ
る集光ビームの成形が使用されている。

しかるに前記スリン）　１２ａ　、　　１２ｂによる集
光ビ−ムの成形方法は、反射鏡７の外縁部の有用な反射
光１０ａ、１０ｂも迩ることになって集光面近傍に設置
しない限り前記の目的を達成することが困難である。

本発明の目的は前記従来技術の問題点を解決し、リード
部を局部的に加熱して隣接する他の部品への悪影響を防
止可能とする元ビーム式加熱装置を提供することにある
。

〔問題点を解決するための手段〕

前記の目的はフィラメントを有するランプと、夫々異な
る位置の焦点位置を互いに共有し、積重するように配置
された複数個の楕円柱状反射鏡とを設け、かつ前記ラン
プ上の楕円柱状反射鏡の周辺部の最大倍率と集光用焦点
側の欄内柱反射鏡の頂点部における最大倍率とが略一致
するように構成することにより達成される。

〔作用〕

本発明の原理について第６図により説明する。

第６図に示す如く、１個のフィラメントを有するランプ
１５と２個の凹面反射鏡１４．１５とから構成されてい
る。前記の２個の凹面反射鏡１４．１５は夫々異なる位
置に第１焦点１６（前記ランプ１３のフィラメントの中
心位置と一致する位ｉｔ）および第２焦点１７（集光部
）を有するとともにこれら２個の焦点１６．１７を互い
に共有している。また前記ランプ１３上の一方の凹面反
射鏡１４はその径が小さく周辺部１４ａのみで構成され
、集光用焦点側の他方の凹面反射鏡１５はその径が大き
く頂点＠１５ａのみで構成されている。さらに前記２個
の凹面反射鏡１４゜１５は夫々最も素材の悪い個所とし
て一方の凹面反射鏡１４の周辺部１４ａと他方の凹面反
射＊１５の頂点部１５ａを選定し、これら両部１４ａ　
、　１５ａにおける倍率が略一致するように積重されて
いる。

本発明による光ビーム式加熱装置の原理は前記の如く構
成されているから、第２焦点１７に詔ける他方の凹面反
射鏡１５からの反射光１９の巾方向の拡がりを小さくか
つ一方の凹面反射鏡１４からの反射光１８の巾と略一致
させることができ、これによってその集光密度分布曲線
は第７図に符号２０にて示す如く中央部の集光密度が低
下することなく裾部・　７　・ 分を除去することができる。

したがって前記従来技術の問題点を解決しＰＰＰのリー
ド部のみに光学的矩形像を形成することができ隣接部品
への悪影響を防止することができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を示す第１図について説明する
。

同図に示す如く、一方の凹面反射鏡１４と他方の凹面反
射鏡１５とは１体的に固定され、前記一方の凹面反射鏡
１４の第１焦点１６とフィラメントの中心位置とが一致
する如くランプ１３を設け、前記他方の凹面反射鏡１５
の第２焦点１７と一致する位置にプリント板２を設置し
ている。また前記一方の凹面反射鏡１４の周辺部１４ａ
と他方の凹面反射鏡１５の頂点部１５ａにおける両凹面
反射鏡１４．１５の倍率が同一になるように形成されて
いる。

而して本願発明者は、実験を行なうため、前記他方の凹
面反射鏡１５の下面とプリント板２との距離Ｌｓを５０
１１１とし、一方の凹面反射鏡１４の周辺部１４ａと他
方の凹面反射鏡１５の頂点部１５ａとにおけ・　８　・ る内反射鏡１４．１５の倍率を２倍とした。また前記ラ
ンプ１３のフィラメント径を市販ランプについてその製
作の難易性およびランプ１３の寿命などから判断して略
２■とした。

したがって第２焦点１７に結像させる光学的矩形像の幅
は最小４鰭を目標としている。

さらに前記他方の凹面反射鏡１５の頂点部１５ａの口径
りを５０１１ｍとしたが、これは凹面反射鏡１５の肉厚
およびカバー（１ｇ示せず）の取付方法などの実用上の
寸法を考慮したものである。

前記のように構成された光ビーム式加熱装置により実験
した結果、第３図に符号２１に示す如く、他方の凹面反
射鏡１５の前記の寸法関係と同様な熱電対出力を得られ
た。すなわち、本実験によって得られた熱電対出力２１
は従来技術の熱電対出力２２に比較してピーク値の低下
が小さく、集光密度分布の両側を縮小することができた
。

つぎに本発明の他の一実施例を示す鵜２図について説明
する。　　′ 第２図においては、一方の凹面反射鏡１４の周辺部１４
ａと他方の凹面反射鏡１５の頂点部１５ａとにあける両
反射８１４．１５の倍率を１５倍とし、集光部光学的矩
形像の幅を５１１１Ｋに縮小することを試みた。

なお、ランプ１３のフィラメント径は２闘より縮小する
ことが困難と考えられるため、前記集光部光学的矩形像
の幅３１１ｍを得るには他方の凹面反射鏡１５の焦点距
離Ｌｓを５０１ｉｔとしなければならないが、この値は
実用上域下限に近いと考えられる。また集光効率を高め
るため、他方の凹面反射鏡１５の頂点部１５ａの口径り
を１００ｍ１ｔとした。

前記のように構成された光ビーム式加熱装置により実験
した結果、第３図に符号２３に示す如き熱電対出力が得
られた。すなわち、前記第１の実施例よりもさらに集光
密度分布の両側を縮小することができた。

なお、前記の実施例においては、水平形ハロゲンランプ
を用いた欄内柱状凹面反射鏡の場合であるが、これに限
定されるものでなく、たとえば垂直形ハロゲンランプを
光源した欄内弧状反射鏡を使用した場合においても適用
できる。

〔発明の効果〕

以上述べた如く本発明によれば、欄内系反射鏡を用いた
集光部の集光密度分布を狭めて裾部分の広がりを防止す
ることができるので、リード部を局部的に加熱すること
ができ、隣接する他の部品への悪影譬を防止することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す光ビーム式加熱装置の
要部断面図、第２図は本発明の他の一実施例を示す光ビ
ーム式加熱装置の要部断面図、第３図は本発明および従
来技術の熱電対出方分布図、第４図（ａ）はフラットバ
ックＬＳＩリードのはんだ付部分を示す断面図、第４図
（ｂ）はフラットバックＬＳＩ９−ド列と光学的矩形像
との関係を示す平面図、第５図は従来の欄内柱状反射鏡
の集光光路を示す説明図、第６図は本発明による光ビー
ム式加熱装置の原理を説明するための説明図、第７図は
本発明および従来技術の欄内柱状反射鏡の第２焦点にお
ける集光密度分布曲線図である０１３・・・ランプ　　
　　　１４．１５・・・凹面反射鏡１６・・・第１焦点
　　　　１７・・・第２焦点１８、１９・・・反射光　
　　２０・・・集光密度分布曲線２１・・・本発明によ
る熱電対出力曲線２２・・・従来技術の熱電対出力曲線 曽゛−ｉすｔＴｈ　ｇ　　幻　　π 第６図 第７図 先軸カ０距難冗ｃｍｒｎ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、フィラメントを有するランプと、夫々異なる位置の
   焦点位置を互いに共有し、積重するように配置された複
   数個の楕円柱状反射鏡とを設け、かつ前記ランプ上の楕
   円柱状反射鏡の周辺部の最大倍率と集光用焦点側の楕円
   柱反射鏡の頂点部の最大倍率とが略一致するように構成
   したことを特徴とする光ビーム式加熱装置。