JPS63986A - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は，加熱装置に係り、特に電子部品の両側に配列
されたリード列を同時に加熱し、基板にはんだ付けする
ために好適な加熱装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、棒状光源と反射鏡を用いた加熱装置には、例えば
特開昭４７−１２７０９号公報に記載されている技術が
ある。この従来技術では、水平形赤外線ランプに楕円弧
状の反射鏡を取り付け，主として広い面積を加熱するよ
うにしている。しかし、この従来技術は耐熱性の低い電
子部品のはんだ付けに対しては特に配慮されていなかっ
た。

また，他の従来技術として，特開昭５９−２９４９５号
公報に記載されている技術がある。この従来技術では、
反射板、水平光源、半円柱レンズを用いた集光装置を２
台用いて、２本の矩形状焦点を作るようにしている。し
かしながら、この従来技術は装置の小型，簡素化につい
ては配慮されていない。

さらに、従来より楕円柱鏡と水平光源からなる加熱装置
を２台用い，フラットパック型部品のリード列に光を矩
形状に集光させ、その輻射エネルギーにより，２辺のリ
ード列を同時にはんだ付けする技術が検討されており、
その概要を第５図に示す。

この第５図に示す加熱装置では、基板１上にはんだ付け
すべき電子部品２の雨側に配列されたりード３ａ，３ｂ
列に対応させて、加熱ユニットＡ，　Ｂが設置されてい
る．前記加熱ユニットＡ，Ｂは、棒状光源４ａ，　４ｂ
と、反射鏡５ａ，５ｂとを備えている．前記反射Ｊｌｉ
５ａ，５ｂには、半楕円柱状の反射面６ａ，６ｂが形成
されている。前記反射′ｌＩｔ５ａ，５ｂの反射面６ａ
，６ｂは、棒状光源４ａ，　４ｂから発する光をリード
３ａ，　３ｂ列に矩形状に集光させ、この矩形状に集光
されたビーム７ａ，７ｂによりリード３ａ，３ｂ列を同
時に加熱し、はんだ付けし得るようにしている。

なお、第５図中、８ａ，　８ｂは反射鏡の反射面におけ
る棒状光源に近い部分、９は反射鏡の口径，１０は反射
鏡の焦点距離，１１は基板と加熱ユニット間の距離、１
２は基板の垂線、１３は各反射面における棒状光源に近
い部分からの反射光を示す。

そして、この第５図に示す加熱装置をフラットパック型
部品のはんだ付けに用いる場合、実用上、次のような点
が要求されている。

（１）半楕円柱状の反射面６ａ，６ｂにより集光された
ビーム７ａ，　７ｂは、はんだを溶融するために十分な
エネルギーを持ち、照射時間５秒以内程度で、はんだを
リフローすること。

（２）基板１上には，コンデンサ、抵抗等の他の部品が
フラットバック型部品と隣接した状態で混載されている
ことを考慮し、基板１と反射鏡５ａ，Ｓｂ間の距離１１
を２０１ｍ取ること。

（３）装置全体を可能な限り小型化すること。

前述の要求を半楕円柱状の反射面６ａ，６ｂを持った反
射鏡５ａ，　５ｂと、棒状光源４ａ，４ｂにハロゲンラ
ンプを用いた加熱装置により実現する場合、前記（１）
の項目を満たす集光エネルギーを得るため、一般に次の
ような手段が採られている。

■　反射鏡５ａ，５ｂの口径９を大きくする。

■　離心率を小さくし、光源（第１焦点）と集光部（第
２焦点）との距離を短くする。

■　棒状光源４ａ，　４ｂとしてのハロゲンランプのフ
ィラメント巻線径を小さくし、集光性を良くする， ■　ハロゲンランプのフィラメント巻線ピッチを小さく
し、単位長さ当たりの出方を増加させる．前記■〜■の
うちで、■，■の手段はハロゲンランプの特性によって
決まり，環状のタングステン材をフィラメントに用いる
限りにおいては，ランプ寿命等を考慮すると、フィラメ
ント巻線径は２ｍ程度に限られ、そのピッチも限られる
。

また、前記■，■の手段では反射ｉ５ａ，　５ｂの口径
９を大きくし、かつ基板１と棒状光源４ａ，　４ｂを近
づければよい。しかし、実用上の要求である前記（２）
，（３）の項目により、反射鏡５ａ，　５ｂの口径９お
よび基板１と棒状光源４ａ，４ｂの距離に限界があり、
その形状はおのずから決定される。したがって、前記（
１）〜（３）の項目を満たすためには、第５図に示す加
熱装置において，反射鏡５ａ，　５ｂの口径９は５０ｍ
、焦点距踵１０は５０＋ｍ＋程度となり、反射鏡５ａ，
　５ｂ同士の干渉を避けるため、光軸は基板１の垂，１
！１２に対して３０゜程度傾斜させて，２台の加熱ユニ
ットＡ，Ｂを配置することになる。このため、装置全体
が大型化する。

また、この第５図に示す加熱装置の場合、棒状光源４ａ
，　４ｂとしてのハロゲンランプのフィラメント巻線の
外周部からの発光は、反射鏡５ａ，５ｂの反射面６ａ，
６ｂにおける棒状光源４ａ，　４ｂに近い部分８ａ，８
ｂでの反射光１３のように、基板１上で大きな広がりを
持ち、集光性が悪く、リード３ａ，３ｂ列以外の部分に
も照射されてしまう。

前記第５図に示す加熱装置と、本発明加熱装置の集光特
性を第６図に示す。この第６図中，１４は第５図に示す
加熱装置の集光分布曲線、４５は本発明にかかる加熱装
置の集光分布曲線である。

この第６図に示す集光分布曲１ｉ１４から分かるように
，第５図に示す従来の加熱装置では矩形状集光の幅方向
における裾野が広くなる。このことは、電子部品２のリ
ード３ａ，　３ｂ列以外の部分をも加熱してしまうこと
を意味する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで，前記特開昭４７−１２７０９号公報に示され
ている従来技術では、主として広い面積を加熱するよう
になっている。したがって，この従来技術は耐熱性が２
３０℃，１０秒程度の加熱しか保証されていないレジン
モールドのフラットパック型部品をはんだ付けするため
の加熱には適さない。

また，前記特開昭５９−２９４９５号公報に示されてい
る従来技術は，反射鏡と、水平光源と、半円柱レンズを
用いた集光装置を２台並列に設置している．したがって
、この従来技術は装置全体が大型化する問題゜がある。

そして、第５図に示す従来技術の場合も、それぞれ棒状
光源と，反射鏡とを備えた加熱ユニットを２台設置しな
ければならず、しかも反射鏡同士の干渉を避けるため，
基板の垂線に対して３０＠程度傾斜させて配置しなけれ
ばならない。したがって、この従来技術も装置全体が大
型化する問題がある。さらに，第５図に示す従来技術で
は反射鏡で反射された反射光の広がりが大きく，集光性
が悪いため、電子部品のリード列以外の部分をも加熱し
てしまう。このため，この従来技術もフラットパック型
部品のごとく、耐熱性の低い電子部品のはんだ付けのた
めの加熱には適さない．本発明の目的は，前記従来技一
の問題を解決し，フラットパック型部品の両側のリード
列を同時に、かつリード列のみを的確に加熱でき、しか
も装置全体の小型，簡素化を図り得る加熱装置を提供す
ることにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、単一の棒状光源をはさんで、２個の反射鏡
を対向させて設置し、両反射鏡の内側に、前記棒状光源
から離れた設定位置に棒状光源と平行な２本の細い矩形
状の焦点を結び得る曲面の反射面を形成したことにより
、達成される。

〔作　用〕

本発明では、単一の棒状光源から発する光は棒状光源の
両側に設置さ九た反射鏡の反射面で反射され、前記棒状
光源から離れた設定位置に、２本の細い矩形状に集光さ
れる。これにより，電子部品の両側のリード列を同時に
加熱することができる． さらに、本発明では単一の棒状光源をはさんで２個の反
射鏡を設置し、両反射鏡の内側に反射面を形成している
ので、雨反射鏡間の口径を大きく取ることができる。そ
の結果、基板に対して反射鏡を近づけて設置することが
できるため、反射鏡の反射面における棒状光源に近い部
分からの反射光の広がりを小さくすることができる。し
たがって，リード列にのみ的確に集光させ、加熱するこ
とができるので、耐熱性が低いフラットバック型部品の
はんだ付けにも，有効に適用することができる。

また、本発明では単一の棒状光源と，その両側に設置さ
れた２個の反射鏡とで構成されているので，装置全体の
小型，簡素化を図ることができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面により説明する。

第１図は本発明にかかる加熱装置の一実施例の要部を示
す概念図、第２図は加熱装置全体の縦断正面図，第３図
は第２図の一部破断側面図、第４図は作用説明図、第６
図は第５図に示す従来の加熱装置と、本発明にかかる加
熱装置について、集光特性を比較して示す図である。

これら第１図〜第４図に示す実施例の加熱装置では、第
２図および第３図に示すように、ベースフレーム１６に
ブラケット１７が取り付けられている。

前記ブラケット１７は、ボールねじ（図示せず）等によ
り昇降操作されるようになっている。前記ブラケット１
７には、中空の回転軸１８が取り付けられている。

前記回転軸１８は，第２図に示すように、ブラケット■
７に取り付けられたロータリアクチュエータ１９と，こ
れに取り付けられたギア２０と、回転軸１８に取り付け
られかつ前記ギア２０にかみ合わされたギア２１とを通
じて、例えば９０゜ずつインデックス回転操作されるよ
うになっている。前記回転軸１８の下端部には、第２図
，第３図に示すように、回転フレーム２２が取り付けら
れている。

前記回転フレーム２２には、第２図，第３図に示すよう
に、単一の棒状光源２３と，２個の反射鏡２６ａ，　２
６ｂと、２個のマスク；３２ａ，　３２ｂとが設けられ
ている。

前記棒状光源２３は、第２図に示すように，回転フレー
ム２２に取り付けられたサポート２４ａ，　２４ｂに支
持されている．また、棒状光源２３は電極２５ａ，２５
ｂに接続されている。この棒状光源２３には、例えばハ
ロゲンランプが用いられる。

前記反射鏡２６ａ，　２６ｂは、第２図に示すように、
回動腕２８ａ，　２８ｂを介して回転フレーム２２内に
配置され、また第１図，第３図および第４図に示すよう
に、棒状光源２３をはさんで、対向させて設置されてい
る。両反射鏡２６ａ，　２６ｂの内側には、反射面２７
ａ，　２７ｂが形成されている。雨反射面２７ａ，　２
７ｂは，楕円柱の１／４に相当する曲面に形成されてい
て，第１図，第３図から分かるように、両反射面２７ａ
，２７ｂを合わせると，楕円柱の１／２の形状になるよ
うに形成されている．前記反射面２７ａ，　２７ｂは，
第１図，第３図および第４図から分かるように、設定位
置としての基板１上の電子部品２のリード３ａ，３ｂ列
上に、棒状光源２３と平行な２本の細い矩形状の焦点を
結ぶようになっている．さらに、前記反射＠２６ａ，　
２６ｂは第２図に示すように、回転フレーム２２に取り
付けられたモータ２９ａ，　２９ｂと、これに取り付け
られたピニオン３０ａ，　３０ｂと、回動腕２８ａ，２
８ｂに形成されかつ前記ピニオン３０ａ，　３０ｂにか
み合わされたギア３１ａ，　３ｌｂとを通じて、第３図
および第４図に示すように、棒状光源２３の中心部を回
転中心として回転可能に設けられており，リード３ａ，
３ｂ列の間隔に合わせて、反射面２７ａ，　２７ｂの焦
点位置を調整し得るようになっている。

前記マスク３２ａ，　３２ｂは，第２図，第３図に示す
ように、回転フレーム２２の下端部に摺動可能に設置さ
れている。両マスク３２ａ，　３２ｂは，第３図に示す
ように、ブラケット１７に取り付けられたモータ３３と
、これに取り付けられたシーブ３４と、このシーブ３４
に巻き付けられた２本のワイヤ３５ａ，　３５ｂとを通
じて開度が調整され、これにより反射鏡２６ａ，２６ｂ
の反射面２７ａ，　２７ｂの矩形状の焦点の長さを調整
し得るようになっている． 前記回転フレーム２２の内部から基板１に向かって，第
２図および第３図に示すように，プッシャ３６が設けら
れている．このプッシャ３６は、前記回転軸１８の上端
部に結合された支持台３７上に取り付けられた流体圧シ
リンダ３８と、これに嵌挿されかつ回転軸１８に挿通さ
れたロッド３９と、このロッド３９の下端部に接続され
た連結部材４０とを通じて昇降操作され、下降時に基板
１上の電子部品２を抑えるようになっている。

なお、第４図中、４１ａ，　４ｌｂは反射鏡の反射面に
おける棒状光源に近い部分，４２は二つの反射鏡間の口
径，４３は基板と反射鏡間の距離、４４は各反射面にお
ける棒状光源に近い部分からの反射光を示す。また，第
６図中、４５は本発明にかがる加熱装置の集光分布曲線
を示す。

前記実施例の加熱装置は、次のように操作され、作用す
る． すなわち、基板１にはんだ付けすべき電子部品２のリー
ド３ａ，３ｂ列の高さ位置に合わせて，棒状光源２３と
反射鏡２６ａ　，　２６ｂの高さ位置を調整する。

この調整は、ボールねじ等によりブラケット１７を昇降
させ、回転軸１８および回転フレーム２２を一緒に昇降
させ，棒状光源２３と反射鏡２６ａ，　２６ｂとを、他
の付属部材と一緒に昇降させることによって行う。

また，リード３ａ，３ｂ列の所定位置に正確に焦点を結
ぶように、反射１１２６ａ，　２６ｂの角度を調整する
。

この調整は、回転フレーム２２に取り付けられたモータ
２９ａ，　２９ｂを順方向または逆方向に回転させ、ピ
ニオン３０ａ，　３０ｂ、ギア３１ａ，　３ｌｂおよび
回動腕２８ａ，　２８ｂを介して、第３図および第４図
に示すように、反射ｊｌ２６ａ，　２６ｂを棒状光源２
３の中心部を回転中心として互いに寄り合う方向または
遠ざかる方向に回転させることによって行う。

さらに，リード３ａ，３ｂ列の長さに合せて、反射鏡２
６ａ，　２６ｂの反射面２７ａ，　２７ｂの矩形状の焦
点の長さを調整する。この調整は，ブラケット１７に取
り付けられたモータ３３を順方向または逆方向に回転さ
せ，シーブ３４およびワイヤ３５ａ，　３５ｂを通じて
マスク３２ａ，　３２ｂを互いに寄り合う方向または遠
ざかる方向に摺動させ、マスク３２ａ，　３２ｂの開度
を調整することによって行う。

前述のごとく、各部材を調整したうえで、回転軸１８の
上端部に結合された支持台３７に取り付けられている流
体圧シリンダ３８を作動させ、ロッド３９および連結部
材４０を通じてプッシャ３６を下降させ，このプッシャ
３６により電子部品２を抑える。

続いて、電極２５ａ，　２５ｂを通じて棒状光源２３に
点弧する。この棒状光源２３から発する光は，棒状光源
２３の両側の反射鏡２６ａ，　２６ｂの反射面２７ａ，
　２７ｂにより反射され，第１図〜第４図に示すように
、電子部品２の両側のりード３ａ，３ｂ列に集光される
。

そして，この実施例では次の理由により、集光性を向上
させることができる。

つまり、この実施例では反射鏡２６ａ，　２６ｂの内側
に，楕円柱の１７４に相当する曲面の反射面２７ａ，２
７ｂを形成し、両反射鏡２６ａ，　２６ｂを単一の棒状
光源２３の両側に設置している。したがって，第４図か
ら分かるように，二つの反射Ｊｉｌ２６ａ，　２６ｂ間
の口径４２を大きく取ることが可能となる。これに伴い
、基板１に反射鏡２６ａ　，　２６ｂを近づけて配置す
ることができ、基板１と反射１１２６ａ，　２６ｂ間の
距離４３を短くすることができる。その結果、第４図に
示すように、反射面２７ａ，　２７ｂにおける棒状光源
２３に近い部分４１ａ，　４ｌｂからの反射光４４の広
がりを小さくすることができる。これにより，第６図に
示す集光分布曲！ｌ４５から分かるように、集光の裾野
の広がりを小さくし、リード３ａ，３ｂ列の所定位置に
、細い矩形状に正確に集光させることができ、したがっ
てリード３ａ，３ｂ列の所定位置以外の部分への光の照
射を防ぐことができる。

前述のごとく、両反射鏡２６ａ，　２６ｂの反射面２７
ａ，２７ｂによりリード３ａ，３ｂ列の所定位置に集光
され，この集光されたビームの持つエネルギーによりリ
ード３ａ，３ｂ列が同時に加熱され、基板１にはんだ付
けされる． しかも、この実施例ではりード３ａ，　３ｂ列の所定位
置にのみ細い矩形状に集光させ、電子部品２の他の部分
への光の照射を回避し得るので、耐熱性の低いフラット
パック型部品に対しても，有効に適用することができる
。

基板１にリード３ａ，３ｂをはんだ付けした後，棒状光
源２３を消弧し、ついでプッシャ３６を上昇させ、次の
電子部品のはんだ付けに備える． また，例えば四角形の部品本体の４辺にリードが配列さ
れている電子部品の場合には，対向する２辺のリード列
をはんだ付けした後、ブラケットｌ７に取り付けられて
いるロータリアクチュエータ１９を回転させる。このロ
ータリアクチュエータ１９を回転させることにより、ギ
ア２０．　２１および回転軸１８を介して回転フレーム
２２を９０＃インデックス回転させ、棒状光源２３と反
射鏡２６ａ，　２６ｂとこれらの付属部材とを相対位置
を変えずに９０”回転させる。

ついで、前述の要領により対向する残りの２辺のリード
列を同時に加熱し、はんだ付けする。

なお，この実施例では六角形の部品本体や八角形の部品
本体の各辺にリード列が設けられている電子部品にも適
用できる。

また，この実施例ではブラケット１７を昇降操作し，回
転軸ｌ８および回転フレーム２２を介して棒状光源２３
と反射ｊｌ２６ａ，　２６ｂとこれらの付属部材とを一
緒に昇降させ、焦点合わせを行い得るようにしている。

これにより、基板１の厚さや、基板１の垂線方向のセッ
ト位置が異なるような場合にも、基板１に載置された電
子部品２のリード３ａ，３ｂ列に焦点が合うように、正
確に調整することができる。したがって，基板１の厚さ
や，基板１のセット位置が異なっていても、その基板１
上の電子部品２のリード３ａ，３ｂに対して正確に集光
させ、加熱することができる。

さらに、この実施例では両反射鏡２６ａ，　２６ｂを、
棒状光源２３の中心部を回転中心として回転させ得るよ
うに構成しているので，棒状光源２３と平行な２本の焦
点間の間隔を変えることができる。したがって、異なる
間隔のリード列に対しても，正確に集光させ、加熱する
ことができる。

また、本発明にかかる加熱装置をロボットや、移動，位
置決め手段を備えた装置に取り付けることによって、電
子部品の自動はんだ付け装置を構成することも可能であ
る。

〔発明の効果〕

以上説明した本発明によれば，単一の棒状光源をはさん
で、２個の反射鏡を対向させて設置し、両反射鏡の内側
に、前記棒状光源から離れた設定位置に棒状光源と平行
な２本の細い矩形状の焦点を結び得る曲面の反射面を形
成しているので，電子部品の両側のリード列を同時に加
熱し、はんだ付けし得る効果がある。

さらに、本発明によれば、単一の棒状光源をはさんで２
個の反射鏡を設置し、両反射鏡の内側に反射面を形成し
ているので，両反射鏡間の口径を大きく取ることができ
る。その結果、基板に対して反射鏡を近づけて設置する
ことができるため、反射鏡の反射面における棒状光源に
近い部分からの反射光の広がりを小さくすることができ
、これによりリード列にのみ的確に集光させ，加熱する
ことができるので、耐熱性が低いフラットパック型部品
のはんだ付けに、有効に適用し得る効果がある。

また、本発明によれば，単一の棒状光源と，その両側に
設置された２個の反射鏡とで構成しているので，装置全
体の小型，簡素化を図り得る効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる加熱装置の一実施例の要部を示
す概念図、第２図は加熱装置全体の縦断正面図，第３図
は第２図の一部破断側面図、第４図は作用説明図、第５
図は従来技術の加熱装置を示す概念図、第６図は第５図
に示す従来の加熱装置と、本発明にかかる加熱装置につ
いて、集光特性を比較して示す図である。 １・・・基板，２・・・電子部品，　３ａ，　３ｂ・・
・リード，１６・・・ベースフレーム，１７・・・ブラ
ケット，１８・・・回転軸，１９・・・棒状光源および
反射鏡用のロータリアクチュエータ，２２・・・回転フ
レーム，２３・・・棒状光源，２５ａ，２５ｂ−・・電
極，　２６ａ，　２６ｂ−反射ｆｉ，　２７ａ，　２７
ｂ−反射面，　２９ａ，　２９ｂ・・・反射鏡用のモー
タ，　３２ａ，　３２ｂ・・・マスク，３３・・・マス
ク用のモータ，３６・・・プッシャ，３８・・・プッシ
ャ用の流体圧シリンダ，４２・・・反射鏡間の口径，４
３・・・基板と反射鏡間の距離。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、単一の棒状光源をはさんで、２個の反射鏡を対向さ
   せて設置し、両反射鏡の内側に、前記棒状光源から離れ
   た設定位置に棒状光源と平行な２本の細い矩形状の焦点
   を結び得る曲面の反射面を形成したことを特徴とする加
   熱装置。 ２、特許請求の範囲第１項において、前記両反射鏡を、
   棒状光源に回転中心をおいて回転可能に設けたことを特
   徴とする加熱装置。 ３、特許請求の範囲第１項において、前記両反射鏡を、
   棒状光源の軸方向と直交する垂直方向に、移動可能に設
   けたことを特徴とする加熱装置。 ４、特許請求の範囲第１項において、前記棒状光源と両
   反射鏡とを、相対位置を変えずに、棒状光源の軸方向の
   中心を通る垂線を回転中心としてインデックス回転し得
   るように構成したことを特徴とする加熱装置。