KR101660622B1 - 납땜 장치 및 납땜 제품의 제조방법 - Google Patents

Abstract

짧은 사이클 타임으로 효율 좋게 워크를 납땜할 수 있는 우수한 납땜 장치 및 납땜 제품의 제조방법을 제공한다. 납땜 장치는, 납땜할 워크를 열방사에 의해 가열하는 열방사 히터와, 납땜한 워크를 냉각하는, 열방사 히터를 사이에 끼워 배치되며, 대기 위치와 냉각 위치와의 사이를 이동하는 2개의 냉각기로서, 2개의 냉각기의 사이에 끼운 열방사 히터를 설치하는 오목부를 형성한 냉각기를 구비하며, 냉각기는, 열방사 히터가 워크를 가열하는 동안, 열방사 히터가 오목부로부터 돌출한 상태가 되도록 워크로부터 이간하여 대기하는 대기 위치로 이동 가능하게 구성되고, 냉각기가 워크를 냉각할 때에는, 대기 위치로부터 냉각 위치로 이동 가능하게 구성된다.

Description

납땜 장치 및 납땜 제품의 제조방법{SOLDERING APPARATUS AND METHOD FOR MANUFACTURING SOLDERED PRODUCT}

본 발명은, 납땜 장치 및 납땜 제품의 제조방법에 관한 것이고, 보다 상세하게는, 워크(Workpiece)(전자 부품, 땜납 접합부 및 기판)를 가열 및 냉각하여 납땜하는 납땜 장치 및 납땜 제품의 제조방법에 관한 것이다.

납땜(땜납 접합부의 열처리)은 가열(프로세스)과 냉각(프로세스)으로 대별된다. 종래의 납땜 장치 및 납땜 방법으로서, 워크를 가열하는 열전도 히터를 내장한, 워크의 하측 전체면에 접촉하는 열판으로 워크를 가열하는 한편으로, 열판의 하측 전체면에 접촉하고, 또 이간 가능하게 설치된 냉각대(Cooling stand)에서 열판을 사이에 두고 워크를 냉각하는 납땜 장치 및 납땜 방법이 알려져 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).

일본 특허 제 3409679호 공보　(예를 들면, 도 1 참조)

그렇지만, 종래의 납땜 장치 및 납땜 방법(특허 문헌 1도 1 참조)에서는, 워크를 가열하는 열전도 히터는 열용량이 큰 열판을 사이에 두고 워크를 가열하도록 설치되어 있었다. 마찬가지로 워크를 냉각하는 냉각대는 가열된 열용량이 큰 열판을 사이에 두고 워크를 냉각하도록 설치되어 있었다. 이 때문에, 종래의 납땜 장치 및 납땜 방법은, 큰 열용량을 가지는 열판을 가열 및 냉각하기 위한 시간을 납땜 할 때마다 필요로 하는 것이었다. 이 열판을 가열 및 냉각하기 위한 시간은 워크의 납땜에 필요로 하는 시간(사이클 타임)을 증대하는 것이었다. 납땜 장치 및 납땜 방법에 있어서는, 사이클 타임이 짧은 우수한 납땜을 실현하는 것이 요구되고 있다.

본 발명은 이 과제를 감안하여 이루어진 것이며, 짧은 사이클 타임으로 효율 좋게 워크를 납땜할 수 있는 우수한 납땜 장치 및 납땜 제품의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기의 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 제 1의 형태에 따른 납땜 장치는, 예를 들면, 도 1 및 도 2에 나타내는 납땜 장치(100)로서, 납땜할 워크(1)를 열방사에 의해 가열하는 열방사 히터(10)와; 납땜한 워크(1)를 냉각하는, 열방사 히터(10)를 사이에 끼워 배치되고, 대기 위치(Standby position)와 냉각 위치와의 사이를 이동하는 2개의 냉각기(20a)로서, 2개의 냉각기(20a)의 사이에 끼운 열방사 히터(10)를 설치할 오목부(21)를 형성한 냉각기(20a)를 구비하며; 냉각기(20a)는, 열방사 히터(10)가 워크(1)를 가열하는 동안, 열방사 히터(10)가 오목부(21)로부터 돌출한 상태가 되도록 워크(1)로부터 이간하여 대기하는 대기 위치로 이동 가능하게 구성되고, 냉각기(20a)가 워크(1)를 냉각하는 경우에는, 대기 위치로부터 냉각 위치로 이동 가능하게 구성되어 있다(도 3(a) 참조).

이와 같이 구성하면, 종래의 열판을 구비하는 납땜 장치(예를 들면, 특허 문헌 1의 도 1 참조)와는 달리, 열용량이 큰 열판을 설치하지 않아도 된다. 이 때문에, 워크를 효율 좋게 가열할 수 있기 때문에, 보다 신속히 땜납 접합부를 가열할 수 있다. 또, 열방사 히터에 의해 가열된 워크의 피가열부(땜납 접합부)를 열방사 히터를 사이에 끼워 배치된 냉각기로 효율 좋게 냉각할 수 있다. 냉각기가 「열방사 히터를 사이에 끼우고」 배치된다는 것은, 열방사 히터를 중심으로 하여 적어도 두 이상의 외측의 위치에 냉각기가 서로 대향하여 배치되는 것을 말하고, 열방사 히터를 냉각기로 둘러싸는 경우를 포함한다. 이 때문에, 납땜에 필요로 하는 시간(사이클 타임)이 짧은 우수한 납땜 장치를 제공할 수 있다. 워크의 가열은 열방사 히터가 냉각기의 오목부로부터 돌출한 가열 상태로 행할 수 있다. 또, 냉각기에 의한 워크의 냉각은 열방사 히터가 냉각기의 오목부에 매몰한 냉각 상태로 행할 수 있다. 열방사 히터를 냉각기의 오목부에 매몰시킴으로써 열방사 히터로부터 워크에의 여열(Residual heat)에 의한 영향을 억제하여 냉각 효율을 높일 수 있다. 따라서, 납땜 장치가 구비되는 제어장치는, 냉각기를 대기 위치로 이동하고, 또는, 냉각 위치로 이동함으로써, 워크의 냉각을 제어할 수 있다. 워크의 가열 및 냉각기에 의한 워크 냉각의 제어는 가열 상태와 냉각 상태를 조합함으로써 행할 수 있다.

또, 본 발명의 제 2의 형태에 따른 납땜 장치는, 본 발명의 제 1의 형태에 따른 납땜 장치에 있어서, 예를 들면, 도 3(A)에 나타내는 바와 같이, 열방사 히터(10)와 냉각기(20a)와의 사이에 설치된, 열방사 히터(10)로부터의 방사열을 차단하는 열차단 수단(12, 22)을 구비한다.

이와 같이 구성하면, 열방사 히터로부터 냉각기로의 열방사를 차단할 수 있기 때문에, 열방사 히터와 냉각기를 보다 근접하여 설치할 수 있다. 이 때문에, 효율 좋게 가열 및 냉각을 행할 수 있는 사이클 타임이 짧은 우수한 납땜 장치를 제공할 수 있다.

또, 본 발명의 제 3의 형태에 따른 납땜 장치는, 본 발명의 제 1 또는 제 2의 형태에 따른 납땜 장치에 있어서, 예를 들면, 도 1 및 도 2(A)에 나타내는 바와 같이, 열방사 히터(10)와 냉각기(20a)를 각각 복수 구비한다. 더욱 구체적으로는, 2개의 냉각기(20a)의 사이에 끼운 열방사 히터(10)를 복수 구비한다.

이와 같이 구성하면, 납땜하는 워크가 복수 존재하는 경우, 납땜하는 워크가 복수의 땜납 접합부를 가지는 경우, 또는 납땜하는 워크의 폭이 큰 경우에도, 납땜하는 워크의 땜납 접합부에 대하여 복수의 열방사 히터 및 냉각기를 각각 근접하여 배치할 수 있기 때문에, 효율 좋게 가열 및 냉각하여 납땜할 수 있다. 이 때문에, 효율 좋게 가열 및 냉각을 행할 수 있는 사이클 타임이 짧은 우수한 납땜 장치를 제공할 수 있다.

또, 본 발명의 제 4의 형태에 따른 납땜 장치는, 본 발명의 제 1 내지 제 3의 형태 중 어느 하나의 형태에 따른 납땜 장치에 있어서, 예를 들면, 도 2(A)에 나타내는 바와 같이, 열방사 히터(10)와 냉각기(20a)를 기밀하게 포위하는 밀폐 챔버(120)를 구비한다.

이와 같이 구성하면, 밀폐 챔버 내에서 납땜할 수 있기 때문에, 납땜을 저해하는 산소를 밀폐 챔버 내로부터 진공 펌프로 배기하고, 및/또는 밀폐 챔버 내를 불활성 가스(예를 들면, 질소, 아르곤) 퍼지 혹은 환원 가스(예를 들면, 수소, 포름산) 퍼지함으로써 산소를 배제하여 납땜할 수 있다. 이 때문에, 밀폐 챔버를 구비하는 납땜 장치에서 이용하는 땜납에는 환원제로서 작용하는 플럭스를 배합하지 않아도 납땜의 분위기를 제어하여 땜납 표면에 형성되는 산화막의 영향을 억제할 수 있기 때문에, 산화막(및 플럭스)에 저해되지 않는 더욱 신뢰성이 높은 납땜을 행할 수 있다. 또, 플럭스를 배합하지 않은 땜납을 이용하여 납땜을 행하는 경우에는, 납땜 후의 플럭스 세정 프로세스를 제외할 수 있기 때문에, 전자 부품 실장 공정 전체의 사이클 타임을 단축할 수 있다.

또, 본 발명의 제 5의 형태에 따른 납땜 장치는, 본 발명의 제 1 내지 제 4의 형태 중 어느 하나의 형태에 따른 납땜 장치에 있어서, 예를 들면, 도 2(B)에 나타내는 바와 같이, 냉각기(20a)의 이동을 가이드 하는 가이드 포스트(23)와, 냉각기(20a)가 일체적으로 접속된 냉각 기초부(20b)와, 냉각기(20a)를 냉각하는 냉매를 공급하는 냉매 공급 장치(150)를 구비하고, 냉각 기초부(20b) 및 가이드 포스트(23)의 내부에는 냉매 유로(25)가 설치되며, 가이드 포스트(23)를 통하여 냉각 기초부(20b)에 냉매를 순환시켜 냉각기(20a)를 냉각하도록 구성된다.

이와 같이 구성하면, 냉각기가 일체적으로 접속된 냉각 기초부 및 가이드 포스트의 내부에 냉매 공급 장치에 의하여 냉매를 순환할 수 있다. 이 때문에, 대기 위치와 냉각 위치와의 사이를 이동하는 냉각기를 냉매에 의하여 냉각할 수 있다. 또, 납땜 장치가 밀폐 챔버를 구비하는 경우로서, 냉매 공급 장치를 밀폐 챔버 외에 배치하는 경우에는, 냉각기의 열을 밀폐 챔버 외로 배열(Exhausting heat)하여 효율 좋게 냉각기를 냉각할 수 있다.

또, 본 발명의 제 6의 형태에 따른 납땜 장치는, 본 발명의 제 1 내지 제 5의 형태 중 어느 하나의 형태에 따른 납땜 장치에 있어서, 예를 들면, 도 2에 나타내는 바와 같이, 워크(1)의 방사 온도를 측정하는 방사 온도계(40)와, 방사 온도계(40)에 의해 측정한 워크(1)의 방사 온도에 기초하여 열방사 히터(10)에 의한 워크(1)의 가열 및 냉각기(20a)에 의한 워크(1)의 냉각을 제어하는 제어장치(50)를 구비한다.

이와 같이 구성하면, 방사 온도계에 의해 측정한 워크의 방사 온도에 기초하여, 제어장치에 의해 워크의 적절한 가열/냉각의 제어를 행할 수 있기 때문에, 워크의 여분의 가열/냉각에 필요로 하는 시간을 삭감하고, 높은 납땜의 품질(신뢰성)을 유지하면서, 한층 더 사이클 타임의 단축을 실현할 수 있다.

또, 본 발명의 제 7의 형태에 따른 납땜 장치는, 본 발명의 제 1 내지 제 6의 형태 중 어느 하나의 형태에 따른 납땜 장치에 있어서, 예를 들면, 도 6에 나타내는 바와 같이, 냉각기(20a)에서의 냉각 후에 워크(1)를 더 냉각하는 2차 냉각장치(30)를 구비한다.

이와 같이 구성하면, 냉각기에서 땜납의 응고점 이하의 온도로 땜납을 냉각(1차 냉각)하여 전자 부품을 기판에 고정한 후에, 워크를 2차 냉각장치까지 반송하여, 2차 냉각장치에서 땜납을 상온(대기 온도)으로까지 냉각(2차 냉각)할 수 있다. 1차 냉각된 워크에서는, 납땜된 전자 부품이 반송에 의하여 기판으로부터 어긋나 버리는 일이 없다. 이와 같이, 1차 냉각과 2차 냉각의 2 단계로 나누어 워크를 냉각하는 경우에는, 납땜의 사이클 타임(워크의 냉각에 필요로 하는 크리티컬 패스(Critical path))을 더욱 단축할 수 있다.

또, 본 발명의 제 8 형태에 따른 납땜 제품의 제조방법은, 본 발명의 제 1 내지 제 7 형태 중 어느 하나의 형태에 따른 납땜 장치를 이용한 납땜 제품의 제조방법에 있어서, 예를 들면, 도 7에 나타내는 바와 같이, 납땜 장치에 납땜할 워크(1)를 장전하는 스텝(STEP1)과, 납땜장치를 이용하여 워크(1)를 납땜하는 스텝(STEP2)을 구비한다.

이와 같이 구성하면, 짧은 사이클 타임으로 납땜할 수 있는 우수한 납땜 장치를 이용하여 고품질의 납땜 제품을 효율 좋게 제조할 수 있다.

본 발명에 의한 납땜 장치 및 납땜 제품의 제조방법에 의하면, 짧은 사이클 타임으로 효율 좋게 워크를 납땜할 수 있는 우수한 납땜 장치 및 납땜 제품의 제조방법을 제공할 수 있다.

도 1은, 본 발명의 제 1의 실시형태에 따른 납땜 장치의 가열/냉각 처리부의 예를 나타내는 도면이다. 도 1(A)는 가열시의 가열/냉각 처리부의 예를 나타내는 도면이고, 도 1(B)는 냉각시의 가열/냉각 처리부의 예를 나타내는 도면이다.
도 2는, 본 발명의 제 1의 실시형태에 따른 납땜 장치의 예를 나타내는 도면이다. 도 2(A)는 가열시의 납땜 장치의 예를 나타내는 도면이고, 도 2(B)는 냉각시의 납땜 장치의 예를 나타내는 도면이다.
도 3은, 본 발명의 제 1의 실시형태 및 다른 실시형태에 따른 납땜 장치가 구비되는 열방사 히터 및 냉각기의 예를 확대하여 나타내는 확대도이다. 도 3(A)는 본 발명의 제 1의 실시형태에 따른 직선 형상으로 설치된 열방사 히터 및 냉각기의 예를 나타내는 도면이고, 도 3(B)는 본 발명 외 실시형태에 따른 원호 형상으로 설치된 열방사 히터 및 원기둥 형상과 원통 형상으로 설치된 냉각기의 예를 나타내는 도면이다.
도 4는, 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 납땜 장치가 구비되는 열방사 히터 및 냉각기의 예를 확대하여 나타내는 확대도이다. 도 4(A)는 또 다른 실시형태에 따른 직선 형상으로 설치된 열방사 히터 및 냉각기로서 설치된 냉각 가스 스프레이 노즐의 예를 나타내는 도면이고, 도 4(B)는 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 구 형상으로 설치된 열방사 히터 및 원통 형상으로 설치된 냉각기의 예를 나타내는 도면이다.
도 5는, 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 캐리어 플레이트(Carrier plate)를 구비하는 납땜 장치의 가열/냉각 처리부의 예를 나타내는 도면이다. 도 5(A)는 가열시의 가열/냉각 처리부의 예를 나타내는 도면이며, 도 5(B)는 냉각시의 가열/냉각 처리부의 예를 나타내는 도면이다.
도 6은, 본 발명의 제 2의 실시형태에 따른 2차 냉각장치를 구비하는 납땜 장치의 예를 나타내는 도면이다.
도 7은, 본 발명의 제 3의 실시형태에 따른 납땜 제품의 제조방법을 나타내는 플로우 차트이다.

이 출원은, 일본에서 2012년 4월 25일에 출원된 일본 특허출원 2012-099967호에 기초하고 있고, 그 내용은 본 출원의 내용으로서, 그 일부를 형성한다. 본 발명은 이하의 상세한 설명에 의해 한층 더 완전하게 이해할 수 있을 것이다. 본 발명의 추가 응용범위는, 이하의 상세한 설명에 의해 분명질 것이다. 그렇지만, 상세한 설명 및 특정의 실례는, 본 발명의 바람직한 실시형태이며, 설명의 목적을 위해서만 기재되어 있는 것이다. 이 상세한 설명으로부터, 여러 가지의 변경, 개변이, 본 발명의 정신과 범위 내에서, 당업자에게 있어서 분명하기 때문이다. 출원인은, 기재된 실시형태의 어느 것도 공중에게 헌상하는 의도는 없고, 개변, 대체안 중, 특허 청구의 범위 내에 문언상 포함되지 않을지도 모르는 것도, 균등론 하에서의 발명의 일부로 한다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태에 대하여 설명한다. 한편, 각 도에 있어서 서로 동일 또는 상당하는 부재에는 동일 혹은 유사한 부호를 달고, 중복한 설명은 생략한다. 또, 본 발명은, 이하의 실시형태로 제한되는 것은 아니다.

도 1을 참조하여, 본 발명의 제 1의 실시형태에 따른 납땜 장치(100)(도 2 참조)의 가열/냉각 처리부를 설명한다. 도 1은 지면 안측으로부터 지면 앞측을 향하는 납땜 장치(100)에서의 워크(1)의 반송 라인(110L)의 반송 방향으로 납땜 장치(100)의 가열/냉각 처리부를 보는 도면이다.

워크(1)는 회전하는 복수의 반송 롤러(110) 상에 얹혀지고, 반송 라인(110L) 상을 도시된 납땜 위치(가열/냉각 처리부)까지 반송되도록 설치되어 있다.

납땜 장치(100)(도 2 참조)는, 전자 부품(2)과 기판(3)을 땜납 접합부(4)에서 납땜하고 워크(1)를 납땜하는 열처리 장치(가열/냉각장치)이다. 전자 부품(2)은, 반도체 패키지 외에, 표면 실장형의 칩 저항기, 칩 콘덴서 등, 납땜하여 기판(3)에 고정/도통되는 전자 부품의 전반을 말한다.

납땜 장치(100)(도 2 참조)는 워크(1)를 가열하는 복수의 열방사 히터(10)를 구비한다. 열방사 히터(10)는 워크(1)의 기판(3) 이면(하면)으로부터 워크(1)의 전체를 직접 가열하여 납땜하도록 설치되어 있다. 즉, 전자 부품(2)과 비교하여 비교적 열용량이 큰 기판(3) 이면의 표면(피가열면)을 직접 가열하여 기판(3)의 피가열면의 온도를 상승시키는 동시에, 기판(3)으로부터 기판(3)과 비교하여 비교적 열용량이 작은 전자 부품(2)까지를 땜납 접합부(4)를 통하여 기판(3)의 피가열면으로서의 이면으로부터의 열전도에 의하여 가열하도록 설치되어 있다. 이 때문에, 열방사 히터(10)는, 단시간에 효율 좋게 워크(1)를 가열하는 것이 가능할 뿐만 아니라, 기판(3), 전자 부품(2) 및 땜납 접합부(4)의 어느 것에도 가열 부족이 생기지 않고 워크(1) 전체를 가열할 수 있기 때문에, 전자 부품(2)과 기판(3)과의 사이에서의 땜납 접합부(4)의 적합한 젖음과 접합(도통)을 확보하여 신뢰성이 높은 납땜을 실현할 수 있다.

종래의 납땜 장치(특허 문헌 1의 도 1 참조)에 있어서, 진공 중에서 열판을 워크에 접촉(맞닿음)시켜 열전도에 의해 워크를 가열하는 경우에는, 워크의 열변형(열로 휨) 등에 기인하여 생기는 워크와 열판과의 사이의 불완전한 접촉부(비접촉부)에 진공이 개재됨으로써 워크의 가열(워크와 열판과의 사이의 열전도)이 저해되는 경우가 있었다. 이것에 대하여, 본 실시 형태의 열방사 히터(10)에서는, 후에 상술하는 바와 같이, 밀폐 챔버(120)(도 2 참조) 내의 진공 중에서 워크(1)를 가열하는 경우에도, 열방사에 의해 워크(1)의 피가열부로서의 피가열면을 직접 가열할 수 있기 때문에, 진공이 개재됨으로써 워크(1)의 가열이 방해되는 것은 아니다. 또, 본 실시의 형태와 같이, 워크(1) 기판(3)의 이면(본 실시의 형태에서는 하면)으로부터 열방사 히터(10)로 가열하는 경우에는, 전자 부품(2)을 통하여 가열하지 않기 때문에, 전자 부품(2)이 열에 약한 전자 부품인 경우에도, 전자 부품(2)에 가열에 의한 손상을 주지 않고 납땜을 행할 수 있다.

납땜 장치(100)(도 2 참조)가 구비되는 냉각기(20a)는, 납땜된 워크(1)에 접촉(맞닿음)하여 열전도로 냉각하는 복수의 구리제의 냉각판(20a)으로서 설치되어 있다. 냉각판(20a)은, 소정의 두께를 가지는 평판으로 형성되고, 두께 방향이 수평 방향을 향하도록 배치된다. 바꾸어 말하면 표면과 이면이 수평 방향을 향하여 배치된다. 상기 평판은 표면과 이면에 직교하는 하나의 단면이 수평으로 배치되고, 냉각판(20a)의 상단면을 형성하고 있다. 상단면의 반대측 하단(면)은, 냉각 기초부(20b)에 일체적으로 접속하고 있다. 상기 상단면이 워크(1)에 접촉하고 열전도에 의해 워크(1)를 냉각한다. 소정의 두께는, 납땜의 대상이 되는 워크(1) 사이즈에 따라 적절히 정한다. 또, 사용하는 열방사 히터(10)의 사이에 적절히 배치할 수 있도록, 소정의 두께는, 예를 들면, 복수가 배치된 열방사 히터(10)의 배치 간격의 0.2배 내지 0.6배로 한다. 바람직하게는 0.3배 내지 0.5배로 하면 좋다.

냉각판(20a)의 상단면은, 도 1(A)에 나타내는 가열시에 있어서 열방사 히터(10)가 워크(1)를 가열하는 동안, 냉각판(20a)이 워크(1)로부터 이간하여 대기하는 이간 위치(대기 위치)에 구동되도록 설치되어 있다. 한편, 도 1(B)에 나타내는 냉각시에는, 냉각판(20a)이 워크(1)와 접촉하는 냉각 위치에 구동되도록 설치되어 있다. 냉각판(20a)은, 가이드 장치로서의 가이드 포스트(23)에 가이드 되고, 구동장치로서의 에어 실린더(24)(도 2(B) 참조)에 의해 구동되며 이간 위치와 냉각 위치와의 사이를 왕복 구동(이동)되도록 설치되어 있다.

도 1(B)에 나타내는 바와 같이, 냉각판(20a)은 워크(1)를 반송 라인(110L)으로부터 약간 리프트 업 하여(들어올려) 냉각하도록 설치되어 있다. 이와 같이 설치하는 경우에는, 냉각판(20a)과 워크(1)를 확실히 접촉시켜 효율이 좋은 열전도에 의한 냉각을 실현할 수 있다. 본 실시의 형태에서는, 복수의 냉각판(20a)이 냉각 기초부(20b)에 조립되고, 복수의 냉각판(20a)과 냉각 기초부(20b)가 냉각장치(20)의 주요부를 구성하도록 설치되어 있다. 냉각판(20a) 및 냉각판(20a)이 조립되는 냉각 기초부(20b)는, 열전도율이 높은 재료, 예를 들면, 구리, 구리합금에 의해 설치되는 것이 바람직하다. 냉각장치(20)는 냉각 기초부(20b)에 형성된 끼워 맞춤 홈(도시하지 않음) 내에 냉각판으로서의 구리 판(20a)을 끼워넣어(끼워 맞춤하여) 설치하는 것으로 해도 좋고, 혹은, 한 덩어리의 구리제의 블록으로부터 복수의 냉각판(20a) 및 냉각 기초부(20b)를 깊은 홈 가공에 의해 일체로서 깎아내어 설치하는 것으로 해도 좋다.

냉각 기초부(20b)(및 가이드 포스트(23))의 내부에는, 냉매 유로(25)가 설치되고, 냉매 유로(25) 내를 냉매 공급 장치(150)(도 2(B) 참조)에 의하여 일정 유량이 되도록 제어된 냉각수가 순환되어 냉각이 행해진다. 냉매 유로(25)는 냉각판(20a)의 워크(1)와의 접촉부 근방, 바람직하게는 냉각판(20a) 내에까지 설치하는 것으로 해도 좋다. 냉매 유로(25) 내를 흐르는 냉각수로 냉각판(20a)을 냉각하는 경우에는, 냉매 공급 장치(150)의 토출량(냉각수의 유량)을 변경하여 제어함으로써, 혹은 냉각수의 온도를 변경함으로써 냉각판(20a)의 냉각 효율을 자유롭게 변경하여 제어할 수 있다. 혹은 냉각수의 공급/정지의 전환에 의하여 냉각 효율을 변경하여 제어하는 것으로 해도 좋다. 한편, 냉각판(20a)을 냉각하기 위한 냉매는, 냉각수 외, 임의의 액체 또는 기체를 이용할 수 있다.

냉각기로서의 냉각판(20a)은, 열방사 히터(10)를 사이에 끼우고 배치되어 있다. 열방사 히터(10)를 사이에 끼우도록 배치되는 냉각기로서의 냉각판(20a)에 대해서는, 후에 도 3(A)에 나타내는 확대도를 참조하여 상세하게 설명한다.

냉각판(20a)은, 워크(1)에 대하여 열방사 히터(10)와 같은 측, 본 실시의 형태에서는 하측에 배치되어 있다. 이 때문에, 냉각판(20a)은, 열방사 히터(10)가 열방사하여 가열한 워크(1)의 피가열면에 접촉하여 냉각을 행하도록 설치되어 있다. 즉, 냉각판(20a)은, 열방사 히터(10)에 의한 워크(1)의 피가열면측으로부터(가열시와는 역방향의 전열방향으로) 워크(1)의 냉각을 행하도록 설치되어 있다. 열방사 히터(10)에 의한 워크(1)의 가열(온도상승)은, 먼저, 워크(1)의 열방사 히터(10)에 대면하는 피가열면의 표면에서 행해지며, 계속하여, 가열된 워크(1)의 피가열면의 표면으로부터 서서히 워크(1) 내부를 향하여 열전도(전열)가 행해져 워크(1) 전체가 가열된다. 이 가열시의 전열방향과는 역방향의 전열방향이 되도록, 열방사 히터(10)에 의해 가장 높은 온도로 가열(온도상승)된 워크(1)의 피가열면측으로부터 냉각판(20a)을 워크(1)에 맞닿음(접촉)시켜 워크(1)의 피가열면으로부터 냉각판(20a)으로 열을 흡수하여 냉각하도록 설치함으로써, 효율 좋게 워크(1)를 냉각할 수 있다. 이 경우에는, 냉각판(20a)에 의한 워크(1)의 냉각에 있어서, 열방사 히터(10)에 의한 워크(1)의 가열시와 동일한 전열방향을 향하는 워크(1)의 내부를 향한 더욱이 열전도와 열확산이 생기지 않는다. 이들의 이유로부터, 본 실시 형태의 냉각판(20a)은 열방사 히터(10)로 가열된 워크(1)를 높은 냉각 효율로 냉각하므로, 납땜의 사이클 타임을 단축할 수 있다.

납땜 장치(100)(도 2 참조)에서는, 종래의 열판을 구비하는 납땜 장치와는 달라, 열용량이 큰 열판을 사이에 둔 대열량의 냉각을 행하지 않아도 좋다. 납땜 장치(100)에서는, 종래의 열판과 비교하여 열용량이 작은 워크(1)를 효율 좋게 직접 냉각할 수 있다. 이러한 납땜 장치(100)의 가열 및 냉각 효율에 있어서의 우위성은, 납땜의 사이클 타임의 단축뿐만 아니라, 납땜 장치(100)의 소형화를 아울러 실현되는 효과도 가져온다.

종래의 납땜 장치에서는 열판의 설치 및 열판을 사이에 둔 대용량의 가열 및 냉각을 행하기 때문에, 소형화가 곤란했다. 한편, 일반적으로, 납땜 장치에서는, 대량생산의 목적으로, 혹은, 요즈음의 다품종 소량생산 경향에 대응하는 목적으로, 한정된 공장 바닥 면적 내에 의해 많은 납땜 장치를 늘어놓아 설치하는 것을 가능하게 하는, 납땜 장치의 소형화가 요구되고 있다. 효율 좋게 워크(1)의 가열 및 냉각을 행할 수 있는 본 실시 형태의 납땜 장치(100)(도 2 참조)에서는, 종래 이용되고 있는 열판 및 대용량의 가열/냉각장치를 구비하지 않아도 좋기 때문에, 납땜 장치의 전체를 소형화할 수 있다. 이와 같이, 워크의 가열 및 냉각의 효율화에 의한 납땜 장치의 사이클 타임의 단축과 납땜 장치의 소형화와는 밀접한 관련을 가지고 있다.

열방사 히터(10) 및 열방사 히터(10)를 사이에 끼우도록 배치된 냉각기로서의 냉각판(20a)은 워크(1)의 전자 부품(2)(땜납 접합부(4))에 위치 맞춤하여 배치해도 좋다. 열방사 히터(10)는 땜납 접합부(4)에 맞추어 단수만을 설치하는 것으로 해도 좋고, 혹은 복수의 열방사 히터(10)를 설치하는 것으로 해도 좋다. 도시하는 가열/냉각 처리부는 8개의 열방사 히터(10)와 9매의 냉각판(20a)을 구비한다. 한편, 예를 들면, 1개의 열방사 히터(10)와 열방사 히터(10)를 사이에 끼우는 2매의 냉각판(20a)을 1조의 가열/냉각 유닛으로서 설치하고, 납땜하는 워크(1)의 땜납 접합부(4)의 배치에 맞추어 이 가열/냉각 유닛을 위치를 맞출 수 있게 배치하는 것으로 해도 좋다. 마찬가지로, 복수의 땜납 접합부(4)를 가지는 워크(1)에 대하여 복수의 가열/냉각 유닛을 복수의 땜납 접합부(4)의 배치에 맞추어 위치 결정하여 효율 좋게 납땜하는 것으로 해도 좋다. 가열/냉각 유닛의 배치 및 위치 결정은 동일 생산 품종의 소정의 생산 롯트(생산 수량 단위) 마다 재편성 또는 조정을 행하는 것으로 해도 좋다.

도시하는 9매의 냉각판(20a) 양단의 냉각판(20a)에는, 냉각 위치에서 냉각판(20a)이 워크 기판(3)의 소정의 냉각 영역에 정확하게 접촉하는 것을 확실하게 하기 위한 가이드 핀(26)이 설치되어 있다. 이와 같이 설치하는 경우에는, 가이드 핀(26)은 냉각판(20a)이 대기 위치로부터 냉각 위치로 구동될 때에 기판(3)에 설치된 위치 결정구멍(3a) 내에 끼워 넣음으로써 기판(3)을 위치 조정(이동)하여 냉각판(20a)과 워크(1)를 상대적으로 위치 결정할 수 있다. 이 때문에, 냉각판(20a)은 워크(1)의 땜납 접합부(4)에 대하여 정확하게 위치 맞춤 되어 워크(1)의 소정의 냉각 영역에 접촉할 수 있기 때문에, 효율 좋게 워크(1)를 냉각할 수 있다.

마찬가지로, 도시하는 가열/냉각 처리부의 냉각판(20a)과 대향하는 위치에는, 전자 부품(2) 및 기판(3)에 근접 또는 접촉하여 워크(1)를 냉각판(20a)에 대하여 상대적으로 위치 결정하는 가이드 블록(60)이 설치되어 있다. 이 경우에도, 가이드 블록(60)에 의하여 워크(1)를 냉각판(20a)에 대하여 정확하게 위치 결정할 수 있기 때문에, 효율 좋게 워크(1)를 냉각할 수 있다. 가이드 블록(60)은 냉각판(20a)과 마찬가지로, 가이드 포스트(61)(도 2(B) 참조)에 의해 가이드 되고, 에어 실린더(62)(도 2(B) 참조)에 의해 구동되어 워크(1)에 접촉 및 이간할 수 있도록 설치되어 있다. 또, 냉각 기초부(20b) 및 가이드 포스트(23)와 마찬가지로, 가이드 블록(60) 및 가이드 포스트(61)의 내부에는 냉매 유로(도시하지 않음)가 설치되며, 냉매 유로 내에 냉각수가 순환되고 있다. 이 때문에, 가이드 블록(60)에서도 아울러 워크(1)를 냉각할 수 있기 때문에, 더욱 효율 좋게 워크(1)를 냉각할 수 있다. 즉, 가이드 블록(60)은 보조 냉각기로서도 이용된다.

도 2(A)를 참조하여, 본 실시 형태의 납땜 장치(100)에 대하여 더 설명한다. 납땜 장치(100)는, 플럭스(환원제)가 첨가되어 있지 않은 땜납을 이용하여 납땜을 행하는 경우에 대비하여 가열 히터(10) 및 냉각기로서의 냉각판(20a)을 포함하는 가열/냉각 처리부(열처리부)의 전체를 기밀하게 시일하여 바깥 공기로부터 차단하는 밀폐 챔버(120)를 구비하고 있다. 또, 워크(1)의 반송 라인(110L)의 입구 및 출구에는, 반송 라인(110L)과 직교하는 방향(연직 방향)으로 왕복 구동되어 밀폐 챔버(120) 내를 시일/진공 파괴하는 게이트 밸브(122)(도 6 참조)가 설치되어 있다.

도 2(B)를 참조하여, 납땜 장치(100)의 구동에 대하여 설명한다. 납땜 장치(100)는, 냉각판(20a)(및 냉각 기초부(20b))을 냉각 위치와 대기 위치(이간 위치)와의 사이에서 왕복 구동하는 에어 실린더(24)와 에어 실린더(24)에 의한 냉각판(20a)의 구동을 가이드 하는 가이드 포스트(23)를 구비하고 있다. 또, 납땜 장치(100)는, 상술한 가이드 블록(60)을 워크에 접촉/이간하도록 구동하는 에어 실린더(62)와 에어 실린더(62)에 의한 가이드 블록(60)의 구동을 가이드하는 가이드 포스트(61)를 구비하고 있다. 가이드 포스트(23, 61), 에어 실린더(24, 62)의 가동부 외, 상술한 게이트 밸브(122)(도 6 참조)의 가동부에는, 밀폐 챔버(120)를 기밀하게 시일하기 위한 시일 부재(예를 들면, O링 시일 등)가 설치되어, 밀폐 챔버(120) 내를 기밀하게 유지할 수 있다. 또, 납땜 장치(100)에는 장치의 구동 상태 및 열처리 되는 워크 상태를 제조자가 밀폐 챔버(120) 밖에서 시각에 의하여 확인하기 위한 석영 유리제의 시인창(Viewing window, 123)이 복수 설치되어 있다. 시인창(123)도 밀폐 챔버(120) 내를 기밀하게 유지하도록 시일하여 설치되어 있다.

납땜 장치(100)는 밀폐 챔버(120) 내를 대기압보다 낮은 압력(예를 들면, 약 50 내지 1000mTorr 정도)이 되도록 흡인하는 1의 급배기구(121)에 접속된 진공 펌프(130)를 더 구비하고 있다. 또, 진공 펌프(130)에 의해 밀폐 챔버(120) 내를 배기한 후에, 밀폐 챔버(120) 내에 환원 가스(예를 들면, 수소, 포름산 등)를 공급하여 밀폐 챔버(120) 내를 환원 가스로 채우는 다른 급배기구(121)에 접속된 가스 공급 펌프(140)를 구비하고 있다. 이와 같이 설치하는 경우에는, 밀폐 챔버(120) 내에 존재하여 땜납 표면에 산화막을 형성함으로써 신뢰성이 높은 납땜을 저해하는 산소(공기)를 진공 펌프(130)로 배기함과 함께, 가스 공급 펌프(140)에 의해 공급되는 환원 가스로 땜납 표면에 형성된 산화막을 환원/제거하여 납땜을 행할 수 있다. 이 때문에, 납땜 장치(100)는, 환원제로서의 플럭스를 첨가하지 않은 땜납을 이용하여 신뢰성이 높은 납땜을 행할 수 있다. 즉, 납땜 장치(100)를 진공 솔더(Vacuum solding unit)로서 설치할 수 있다.

이와 같이 밀폐 챔버(120) 내의 분위기를 환원 가스(예를 들면, 수소, 포름산 등)의 분위기로 치환하여 납땜을 행하는 경우에는, 환원제로서의 플럭스를 첨가한 땜납을 이용하지 않아도 땜납 표면에 생긴 산화막을 환원하여 제거할 수 있는 동시에, 산화막이 생기지 않고 신뢰성이 높은 납땜을 행할 수 있다. 또, 플럭스가 첨가되어 있지 않은 땜납을 이용할 수 있기 때문에, 납땜 후 플럭스의 세정 공정을 불필요로 할 수 있는 동시에, 플럭스의 존재에 의해 납땜의 신뢰성(품질)이 저하되어 버리지 않는 우수한 납땜을 행할 수 있다. 납땜 후의 플럭스 세정 프로세스(도시하지 않음)가 불필요한 경우에는, 전자 부품 실장 공정의 전체(도시하지 않음)의 사이클 타임을 단축할 수 있는 동시에, 전자 부품 실장 공정의 전체를 소형화할 수 있다.

납땜 장치(100)는, 워크의 방사 온도를 측정하는 방사 온도계(40)를 구비하고 있다. 또, 방사 온도계(40)에 의한 워크의 방사 온도의 측정치에 기초하여 워크의 열방사 히터(10)(도 2(A) 참조)에 의한 가열 및 냉각판(20a)에 의한 냉각을 제어하는 제어장치(50)를 구비하고 있다. 이와 같이 설치하는 경우에는, 실제로 측정된 워크의 방사 온도에 기초하여 워크의 가열 및 냉각을 제어하고 납땜을 행할 수 있기 때문에, 워크를 과잉으로 가열 및/또는 냉각하는 시간의 발생을 억제하여 더욱 사이클 타임을 단축할 수 있다. 또, 워크가 적절한 온도까지 가열 및 냉각된 것을 실제의 방사 온도의 측정에 기초하여 확인할 수 있기 때문에, 신뢰성이 높은 고품질의 납땜을 실현할 수 있다. 본 실시의 형태에서는, 냉각기(20a)의 대기 위치로의 이동, 또는, 냉각 위치로의 이동은, 에어 실린더(24)(도 2(B) 참조)를 구동함으로써 행한다. 제어장치(50)는, 에어 실린더(24) 구동의 ON, OFF를 하고, 또는 에어 실린더(24) 구동에 의한 냉각기(20a)의 이동량을 조절한다.

납땜 장치(100)는 효율 좋게 가열 및 냉각을 행할 수 있기 때문에, 종래의 납땜 장치와 비교하여 보다 제어성 좋게 납땜을 행할 수 있다. 예를 들면, 보다 신속하게 워크를 가열하는 경우에도, 워크의 열변형(열로 휨)에 맞추도록, 혹은 워크의 열변형의 납땜의 품질(신뢰성)에의 영향을 억제하도록, 수의의 온도 상승 패턴(Optional temperature increasing pattern)으로, 예를 들면, 워크의 피가열부의 온도가 대수 곡선(Logarithmic curve)을 따라서 상승하도록 가열을 제어하는 것으로 해도 좋다. 또, 수의의 온도 하강 패턴으로, 예를 들면, 워크의 피냉각부의 온도가 분수 함수를 따라서 강하하여 상온에 점점 가까워지도록 냉각을 제어하는 것으로 해도 좋다.

도 3의 확대도를 참조하여, 열방사 히터 및 냉각판의 구체적인 예를 더 상세하게 설명한다. 도 3(A)에 나타내는 본 실시 형태의 열방사 히터(10)는, 할로겐 히터로서 설치되어 있다. 즉, 열방사 히터(10)는, 텅스텐제의 열방사 필라멘트에 의해 설치된 열방사부(11)를 석영 유리에 의해 설치된 열방사부 밀폐관(13)으로 덮고, 열방사부 밀폐관(13) 내에 불활성 가스(예를 들면, 질소, 아르곤 등)와 할로겐 가스(예를 들면, 요오드, 브롬 등)를 봉입하여 설치되어 있다.

열방사 히터(10)를 할로겐 히터로서 설치하는 경우에는, 할로겐과 텅스텐과의 사이의 할로겐 사이클에 의하여 열방사 히터(10)는 급속한 승하강 온도에 견딜수 있기 때문에, 통전 후 몇 초로 텅스텐 필라멘트(열방사부(11))의 온도를 섭씨 2700도를 넘는 고온으로 할 수 있다. 이 때문에, 열방사 히터(10)는 고온으로 된 열방사부(11)로부터의 열방사에 의하여 대면하는 워크를 급속히 가열할 수 있다. 마찬가지로, 열방사 히터(10)는 할로겐 사이클에 의하여 텅스텐 필라멘트의 수명을 충분히 길게 유지할 수 있다. 이 때문에, 워크의 급속한 가열이 가능함과 함께 경제 생산성이 높은 우수한 열방사 히터(10)를 실현할 수 있다.

할로겐 히터로서 설치된 열방사 히터(10)는 열방사(근적외선 파장 영역(약 0.75㎛ 내지 약 4㎛)으로부터 원적외선 파장 영역(약 4㎛ 내지 약 1 mm)까지의 넓은 파장 영역의 적외선 방사를 포함)하여 열방사 히터(10)에 대면하는 워크를 워크로부터 이간하여 고정된 열방사 히터(10)의 가열 위치로부터 직접 가열할 수 있다. 열방사 히터(10)는, 예를 들면, 섭씨 220도 내지 섭씨 400도까지 땜납 접합부를 가열함으로써, 땜납의 융점 이상으로 땜납 접합부를 가열하여 워크를 납땜할 수 있다. 예를 들면, 납성분이 많은 땜납을 이용한 땜납 접합부의 경우에는, 땜납 접합부의 가열 온도를 섭씨 300도 정도로 할 수 있다.

열방사 히터(10)는, 직선 형상(봉 형상)으로 설치되어 있다. 열방사 히터(10)로부터의 열방사 분포(열방사량)는, 예를 들면, 텅스텐 필라멘트(열방사부(11))의 소밀 분포(Coarse and fine distribution)를 변경함으로써 원하는 열방사 분포로 하여 실현될 수 있다. 본 실시의 형태에서는, 고온으로 되기 쉬운 열방사 히터(10)의 중앙부에서 필라멘트의 밀도가 낮고(Coarse), 양단부에서는 필라멘트의 밀도가 높아지도록(Fine) 필라멘트의 감는 수가 변경되어 설치되어 있다. 이와 같이 설치됨으로써, 땜납 접합부의 질량(열용량), 표면적 및 납땜의 요구 품질(예를 들면, 신뢰성이 높음) 등에 따라, 열방사 히터(10)로부터의 열방사 분포(열방사량)를 변경하고, 예를 들면, 워크 전체를 균열화 하여 가열하도록 설치할 수 있다. 한편, 반대로, 열방사 히터(10)로부터의 열방사 분포(열방사량)를, 워크의 임의의 일부 땜납 접합부만을 집중적으로 가열하는 열방사 분포(열방사량)가 되도록 설치할 수도 있다.

열방사 히터(10)는, 열차단 수단(12)을 구비한다. 열차단 수단(12)은, 본 실시의 형태에서는, 열방사 히터(10)의 열방사부(11)(텅스텐 필라멘트)를 포위하는 열방사부 밀폐관(13)(석영 유리관)의 내면 또는 외면의 납땜하는 워크에 대향하지 않는 측의 부분에 위치하는 경면(Mirror surface)으로서 설치되어 있다. 열차단 수단으로서의 경면(12)은, 석영 유리제의 열방사부 밀폐관(13)에 부분적으로 크롬을 진공 증착(도금)함으로써 설치할 수 있다. 경면은 크롬(도금)을 대신하여 지르코늄(도금)에 의해 설치하는 것으로 해도 좋다. 납땜하는 워크에 대향하지 않는 열방사 히터(10) 부분을 경면(12)으로서 설치함으로써, 납땜하는 워크를 향하여 방사되는 열방사를 더욱 증대할 수 있다. 이 경우에는, 더욱 효율 좋게 워크를 가열할 수 있다.

본 실시의 형태에서는, 열방사 히터(10)를 복수(도시에서는 2매)의 냉각기로서의 냉각판(20a)으로 사이에 끼우도록 배치하여 냉각판(20a)이 설치되어 있다. 즉, 1개의 원통 형상으로 설치된 석영 유리관(13)으로 그 외주가 형성된 열방사 히터(10)를 중심으로 하여 반경 방향 외측의 2개소의 위치에 2매의 냉각판(20a)이 서로 평행하게 대향하여 배치되어 있다. 또 열방사 히터(10)와 냉각판(20a)은, 워크의 피가열면을 따라서 교대로 배열되어 있다. 바꾸어 말하면, 열방사 히터(10) 및 냉각판(20a)의 각각은, 서로 간섭하지 않고, 워크에 대면하여 배치되어 있다. 여기에서는, 2매의 냉각판(20a)은 서로 평행하게 대향하여 배치하는 것으로서 도시되어 있지만, 서로 간섭하지 않고, 또 효율이 좋은 냉각을 행할 수 있는 한, 낮은 평행도가 허용된다. 이와 같이 설치됨으로써, 열방사 히터(10)로 가열된 워크의 피가열 부분을 복수의 냉각 영역에서 사이에 끼워(2매의 냉각판(20a)으로 사이에 끼운 위치에서) 냉각할 수 있다. 피가열 부분을 사이에 끼워 냉각하는 경우에는, 일반적으로 가장 온도가 높다고 생각되는 피가열 부분의 중심부로부터 주변부를 향하여 열을 옮기는 동시에, 적어도 두 개의 대향하는 방향으로 분리하여 설치된 복수의 냉각 영역으로 분산하여 열을 옮겨(즉, 열을 분산함과 함께 확산하여) 냉각할 수 있기 때문에, 효율 좋게 워크를 냉각할 수 있다.

또, 본 실시의 형태에서는, 열방사 히터(10)를 사이에 끼우도록 배치된 2매의 냉각판(20a)의 사이에 형성되는(냉각장치(20)(도 1 참조)의) 오목부(21) 내에 열방사 히터(10)가 매몰되도록 설치되어 있다. 매몰된다는 것은, 특히 도 1(B)에 나타내는 바와 같이 냉각판(20a)이 냉각 위치에 구동되었을 때의 열방사 히터(10) 상태를 가리키지만, 냉각판(20a)이 도 1(A)에 나타내는 대기 위치(이간 위치)에 있는, 열방사 히터(10)로 워크를 가열하는 가열 상태에서는, 열방사 히터(10)는 오목부(21)로부터 어느 정도 돌출한 상태라도 좋다. 어느 정도 돌출한다는 것은, 냉각판(20a)이 대기 위치로 하강한 결과, 열방사 히터(10)가 돌출한 상태로 되는 것을 말한다. 이와 같이 열방사 히터(10)를 복수의 냉각판(20a)에 의해 형성된 오목부(21) 내로 매몰되도록 설치하는 경우에는, 워크의 피가열부에 근접하여 냉각판(20a)을 설치할 수 있을 뿐만 아니라, 가열/냉각 열처리부의 공간절약을 실현하여 납땜 장치를 적합하게 소형화할 수 있다. 이와 같이, 냉각기(20a)는 열방사 히터(10)와는 독립하여 이동 가능하다.

도 3(A)에 나타내는 냉각판(20a)의 열차단 수단으로서의 경면(22)은, 복수의 냉각판(20a)에 의해 형성된(냉각장치(20)(도 1 참조)의) 오목부(홈)(21) 내의 전체면에 니켈 도금을 실시함으로써 설치되어 있다. 이와 같이 오목부(21) 내의 전체면을 경면으로 하는 경우에는, 상술한 열방사 히터(10)의 열방사부 밀폐관(13)(석영 유리관)에 설치된 열차단 수단으로서의 경면(12)과 오목부(21) 내의 표면에 설치된 열차단 수단으로서의 경면(22)과의 이중의 경면(12, 22)에 의하여 열방사 히터(10)의 열방사를 반사할 수 있다. 이 때문에, 경면(12, 22)에 의한 열반사 효율을 더 향상시킬 수 있기 때문에, 열방사 히터(10)의 열방사를 더욱 효율 좋게 워크 가열에 이용할 수 있다.

한편, 본 실시 형태의 열차단 수단으로서의 경면(12, 22)은 열방사 히터(10)와 냉각판(20a)과의 양쪽에 설치된 것으로 설명했지만, 다른 실시형태에서는, 경면(12)과 경면(22)의 어느 한쪽은 설치되지 않아도 좋다. 단, 열방사 히터(10)에 경면(12)을 설치하면, 방사열의 확산을 보다 효과적으로 막을 수 있다. 냉각판(20a)(오목부(21) 내)에 경면(22)을 설치하면, 냉열 방사(방사열의 흡수)를 막을 수 있기 때문에, 냉각 효율을 높일 수 있다. 또 다른 실시형태에서는, 열방사 히터(10)에 대향하지 않은 냉각판(20a)의 표면(예를 들면, 도 2에 나타내는 9매의 냉각판(20a) 양단의 냉각판(20a)의 바깥쪽을 향한(밀폐 챔버(120)의 내면에 면함) 표면)에는 경면(22)을 설치하지 않아도 좋다. 단, 열방사 히터(10)에 대향하지 않는 냉각판(20a)의 표면에도 경면(22)을 설치하면, 열방사 히터(10)에 대향하지 않는 냉각판(20a)의 표면으로부터 외부에의 냉열 방사를 막을 수 있다. 또, 본 실시 형태에서는 냉각판(20a)의 상단면에는 경면이 형성되어 있지 않다. 본 장치에서는, 워크의 냉각시에 워크에 접촉하는 상단면이, 워크나 상단면의 미묘한 요철에 의해, 완전히 접촉하지 않고 약간 빈틈이 생겨, 열전도에 의한 열전달을 충분히 기대할 수 없을 때가 있다. 이러한 때라도, 냉각판(20a)의 상단면에 경면을 형성하지 않는 구성에서는, 냉열 방사에 의한 열전달을 행하기 쉽다. 한편, 상단면에 경면을 형성해도 좋다. 그 경우는, 열방사 히터(10)에 의해 워크가 가열되고 있을 때, 냉각판(20a)의 상단면으로부터의 방사열의 흡수를 억제할 수 있다.

또, 본 실시 형태의 열차단 수단(12, 22)은 경면으로서 설치되어 있는 것으로 설명했지만, 다른 실시형태에서는, 열차단 수단(12, 22)을 경면으로서 설치하지 않고, 보다 간단하고 쉽게 세라믹스 등의 단열재를 배치하여 열방사 히터(10)와 냉각판(20a)과의 사이의 단열을 실현하는 것으로 해도 좋다. 열차단 수단(12, 22)을 단열재로 설치하면, 진공 중이 아닌, 기체 분위기 중에서 열전달을 억제하는 이점이 있다. 이 경우에는, 열차단 수단(12, 22)을 경면으로서 설치하는 경우와 같이, 경면에서의 열반사를 복수의 냉각판(20a)에 의해 형성되는(냉각장치(20)(도 1 참조)의) 오목부(홈)(21)의 개구면을 통과시켜 워크를 향하여 방사하지 않아도 좋다. 즉, 열차단 수단(12)과 열차단 수단(22)과의 사이를 통과시켜 반사된 열방사를 워크를 향하여 방사하기 위한 빈틈(개구)을 설치하지 않아도 좋기 때문에, 단열재로 설치된 열차단 수단(12, 22)을 밀착시키고, 또는 일체로서 설치할 수 있다. 이 경우에는, 열방사 히터(10) 및 냉각판(20a)을 밀착하여 설치된, 또는 일체로서 설치된 열차단 수단(12, 22)을 사이에 끼워 보다 근접하여 배치할 수 있다. 이와 같이, 열차단 수단(12, 22)을 단열재로 설치하는 경우에는, 냉각판(20a)을 워크의 피가열부에 의해 근접 배치할 수 있는 동시에, 가열/냉각 열처리부를 보다 소형으로 설치할 수 있다.

또, 본 실시의 형태에서는, 복수의 냉각판(20a)에 의해 형성되는(냉각장치(20)(도 1 참조)의) 오목부(21)의 홈 내에 니켈 도금을 실시하여 열차단 수단(22)을 경면에 설치하는 것이라고 설명했지만, 다른 실시형태에서는, (냉각장치(20)의) 오목부(21)의 홈 내를 정밀 연삭가공에 의해 깎아내어 경면(가공 경면)을 설치함으로써 열차단 수단(22)으로 하는 것으로 해도 좋다.

또, 본 실시 형태의 열방사 히터(10)는 할로겐 히터로서 설치되어 있는 것으로 설명했지만, 다른 실시형태에서는, 열방사 히터(10)를 불활성 가스중에 탄소섬유 필라멘트를 봉입한 카본 히터로서 설치하는 것으로 해도 좋다. 이 경우에는, 물의 흡수스펙트럼의 피크(파장 약 3㎛)에 가까운 파장 약 2㎛ 내지 약 4㎛의 파장 영역의 적외선을 보다 많이 방사할 수 있다. 이 때문에, 워크가 수분을 포함하는 경우에는(반도체 패키지 등의 전자 부품 및 기판은 통상, 약간의 흡습성을 가짐), 카본 히터로서 설치된 열방사 히터(10)는 워크가 포함하는 수분을 통하여 워크를 적합하게 가열하여 효율 좋게 워크를 가열할 수 있다. 또, 다른 실시형태에서는, 열방사 히터(10)를 공기중에 니크롬 필라멘트를 봉입한 니크롬선 히터로서 설치하는 것으로 해도 좋다. 이 경우에는, 보다 간단하고 쉽게 열방사 히터(10)를 설치할 수 있다.

또, 본 실시 형태의 열방사 히터(10)는 봉 형상으로 설치되어 있는 것으로 설명했지만, 다른 실시형태에서는, 예를 들면, 도 3(B)에 나타내는 바와 같이, 열방사 히터(10a)를 원호형상(원주 형상)으로 설치됨과 함께, 냉각판(20c)을 원기둥 형상 및 원통 형상으로 설치하는 것으로 해도 좋다. 이 경우에도, 원호형상의 열방사 히터(10a)를 원기둥 형상과 원통 형상의 냉각판(20c)으로 사이에 끼우도록 배치할 수 있기 때문에, 원기둥 형상 및 원통 형상으로 설치된 냉각판(20c)으로 원호 형상으로 설치된 열방사 히터(10a)에 의해 가열된 워크를 효율 좋게 냉각할 수 있다. 이와 같이, 열방사 히터 및 냉각판은 워크의 땜납 접합부의 형상 및 배치에 맞추어 임의의 형상으로 설치할 수 있다.

도 4를 참조하여, 열방사 히터 및 냉각기의 다른 조합을 설명한다. 이상의 실시형태에서는, 냉각기로서의 냉각판(20a)에 의해 열전도로 워크의 냉각을 행하는 것으로 설명했지만, 다른 실시형태에서는, 예를 들면, 도 4(A)에 나타내는 바와 같이, 워크에 냉각 가스를 분무하여 냉각하는 냉각 가스 스프레이 노즐(20d)을 냉각기로서 설치해도 좋다. 이 경우에도, 복수의(도시의 경우에서는 2개의) 냉각 가스 스프레이 노즐(20d)로 열방사 히터(10)를 사이에 끼우도록 배치할 수 있기 때문에, 워크의 피가열부의 열을 복수 방향으로 분산하여 효율 좋게 워크를 냉각할 수 있다. 냉각 가스는 전형적으로는 공기이지만, 불활성 가스(예를 들면, 질소, 아르곤 등) 혹은 환원성 가스(예를 들면, 수소, 포름산 등)를 이용해도 좋다. 이것은 특히 밀폐 챔버(120)(도 2 참조) 내에 가스를 공급하여 납땜을 행하는 실시형태로 이용하기 쉽다.

한편, 납땜을 진공 중에서 행하는 실시형태의 경우에는, 게이트 밸브(122)(도 6 참조)를 여는 것으로 밀폐 챔버(120)(도 2 참조) 내를 진공 파괴한 후에 냉각 가스 스프레이 노즐(20d)로부터 워크에의 냉각 가스의 분사를 개시하는 것으로 해도 좋다. 혹은, 냉각 가스 스프레이 노즐(20d)로부터 워크로 냉각 가스를 분무함으로써 밀폐 챔버(120) 내를 진공 파괴하는 것으로 해도 좋다. 냉각 가스 스프레이 노즐(20d)로부터 워크로 냉각 가스를 분무함으로써 밀폐 챔버(120) 내를 진공 파괴하는 경우에는, 밀폐 챔버(120) 내의 진공 파괴에 필요로 하는 시간을 워크의 냉각을 위해서 이용할 수 있다. 한편, 게이트 밸브(122)를 열어 밀폐 챔버(120)가 진공 파괴된 후에 대기중에서 냉각 가스 스프레이 노즐(20d)로부터 워크로 냉각 가스를 분무하여 냉각을 행하는 경우에는, 냉각 가스와 대기와의 혼합 및 대류와, 냉각 가스 및 대기를 통한 워크로부터 밀폐 챔버(120) 등의 납땜 장치의 다른 구조 부재에의 열전도 및 열 확산에 의해 효율 좋게 워크를 냉각할 수 있다.

한편, 본 실시의 형태에서는, 복수의 냉각판(20a)이 형성하는(냉각장치(20)(도 1 참조)의) 오목부(홈)(21) 내에 열방사 히터(10)를 매몰하여 설치하는 것으로 설명했지만, 다른 실시형태에 있어서, 냉각 가스 스프레이 노즐(20d)을 냉각기로서 설치하는 경우에는, 복수의(도시의 경우에는 2개의) 냉각 가스 스프레이 노즐(20d)에 의해 형성되는 오목부 내에 도시와 같이 열방사 히터(10)를 마찬가지로 매몰하여 설치하는 것으로 해도 좋다.

또, 본 실시 형태의 열방사 히터(10)는 봉 형상으로 설치되어 있는 것으로 설명했지만, 다른 실시형태에서는, 예를 들면, 도 4(B)에 나타내는 바와 같이, 열방사 히터(10b)를 구 형상의 할로겐 히터로서 설치하고, 구 형상으로 설치된 열방사 히터(10b)의 외주를 통형상으로서의 원통 형상으로 설치된 냉각기로서의 냉각통(20e)으로 둘러싸도록 설치되는 것으로 해도 좋다. 이 경우에도, 열방사 히터(10b)를 중심으로 하여 반경 방향의 적어도 2곳 이상의 외측의 위치(이 경우에는, 전체 둘레)에 냉각기로서의 냉각통(20e)이 서로 대향하여 배치되어 있다고 볼 수 있다. 즉, 열방사 히터(10b)를 냉각기로서의 냉각통(20e)으로 사이에 끼워(둘러싸서) 배치되어 있다. 이 때문에, 열방사 히터(10b)에 가열된 워크의 피가열부를 냉각통(20e)으로 전체 둘레(전체 방위)로부터 완전히 둘러싸고 냉각할 수 있기 때문에, 보다 많은 방향(방위)으로 워크의 피가열부의 열을 분산하여 더욱 효율 좋게 워크를 냉각할 수 있다.

또, 본 실시 형태의 냉각판(20a)은 대기 위치와 냉각 위치와의 사이를 에어 실린더(24)(도 2(B) 참조)에 의해 구동되어 이동하는 것으로 설명했지만, 다른 실시형태에서는, 냉각판(20a)을 냉각 위치에 고정하여 이동하지 않도록 설치하는 것으로 해도 좋다. 즉, 냉각판(20a)은 열방사 히터(10)에 의한 워크의 가열 중에도 대기 위치(이간 위치)로 후퇴되지 않고 냉각 위치에 고정된 채로 된다. 이 경우에는, 워크의 반송 라인(110L)(도 1(B) 참조)을 횡단하여 돌출하게 되는 상술한 가이드 핀(26)(도 1(B) 참조)을 냉각판(20a)에 설치하지 않고, 그 대신에 상술한 가이드 블록(60)(도 1(B) 참조)을 이용하여 워크를 위치 결정하도록 설치할 수 있다. 이와 같이 설치하면, 열방사 히터(10)에 의한 워크의 가열 종료 후에 냉각판(20a)을 워크에 접촉하도록 이동(구동)하지 않기 때문에, 워크의 가열 종료로부터 냉각 개시까지의 시간(냉각판(20a)의 이동 시간)을 짧게 설치할 수 있다. 이 때문에, 납땜의 사이클 타임을 더욱 단축할 수 있다.

또, 이와 같이 설치하는 경우에는, 워크의 가열/냉각을 더욱 마음대로 제어하여 납땜을 행할 수 있다. 예를 들면, 진공 중(혹은 대기압 이하의 분위기 가스 중)에서 납땜을 행하는 경우에는, 대기 중에서 납땜을 행하는 경우에 비해, 분위기 가스의 대류가 생기지 않고, 또, 열전도율(냉각판(20a)과 워크의 사이의 열전달 계수)이 감소하기 때문에, 가열시에 워크의 온도가 너무 상승한(오버슈트(Overshoot)한) 경우에, 냉각판(20a)을 이용하여 워크를 적당한 온도로 제어하는 것이 어려워진다. 이러한 경우에도, 냉각판(20a)을 냉각 위치에 고정하여 설치하는 경우에는, 냉각판(20a)을 이동하지 않고, 신속히 냉각을 개시할 수 있기 때문에, 워크의 적절한 온도 제어(고속 온도 제어)를 실현할 수 있다. 냉각판(20a)에 의한 냉각은 열방사 히터(10)에 의한 워크의 가열 종료 후에 개시하는 것이 전형적이지만, 예를 들면, 진공 중에서 납땜을 행하는 경우, 워크의 냉각에 장시간을 필요로 하는 경우, 혹은, 더욱 냉각 시간을 단축하고 싶은 경우에는, 냉각판(20a)에 의한 냉각을 열방사 히터(10)에 의한 워크의 가열 종료 이전에 개시하는 것으로 해도 좋다.

또, 냉각판(20a)을 냉각 위치에 고정하여 설치하는 경우에 있어서, 복수의 냉각판(20a)이 형성하는(냉각장치(20)(도 1 참조)의) 오목부(홈)(21)의 내면의 전체를 경면(열차단 수단(22))으로서 설치함과 함께, 오목부(21) 내에 열방사 히터(10)를 매몰하여 설치하는 것으로 해도 좋다. 이 경우에는, 오목부(21) 내에 매몰하여 설치된 열방사 히터(10)에 의한 열방사의 모두를 오목부(21) 내의 경면(열차단 수단(22))에 의해 반사하여 오목부(21)의 개구면에 집중시킬 수 있다. 이 때문에, 열방사 히터(10)로부터 방사된 방사열의 전부를 냉각판(20a)에 접촉하여 오목부(21)의 개구면을 막는 워크의 피가열부(피가열부는 땜납 접합부에 위치 맞춤 되어 있음)에 집중하여 방사할 수 있다. 이 때문에, 열방사 히터(10)는 워크의 소정의 피가열부(땜납 접합부)를 집중하여 효율 좋게 가열할 수 있다. 이와 같이, 냉각판(20a)을 냉각 위치에 고정하여 설치하는 경우에는, 더욱 효율 좋게 워크의 가열을 행할 수 있기 때문에, 납땜의 사이클 타임을 더욱 단축할 수 있다.

또, 본 실시의 형태에서는, 예를 들면 도 2에 나타내는 바와 같이, 납땜 장치(100)가 밀폐 챔버(120)를 구비하는 것으로 설명했지만, 다른 실시형태에 있어서, 플럭스(환원제)가 첨가된 땜납을 이용하여 납땜을 행하는 경우에는, 납땜 장치는 밀폐 챔버(120)를 구비하지 않아도 좋다.

또, 본 실시의 형태에서는, 밀폐 챔버(120) 내를 환원 가스 분위기로 치환하여 납땜을 행하는 것으로 설명했지만, 다른 실시형태에서는, 환원 가스 분위기를 대신하여, 불활성 가스(예를 들면, 질소, 아르곤 등)의 분위기로 밀폐 챔버(120) 내를 치환하여 동일하게 산소를 배제함으로써 신뢰성이 높은 납땜을 행하는 것으로 해도 좋다.

또, 본 실시의 형태에서는, 예를 들면 도 2(B)에 나타내는 바와 같이, 진공 펌프(130)로 밀폐 챔버(120) 내를 배기하여 납땜을 행하는 것으로 설명했지만, 다른 실시형태에서는, 진공 펌프(130)를 1의 급배기구(121)에 접속하지 않고, 예를 들면, 1의 급배기구(121) 내의 한쪽을 대기로 개방한 상태로, 다른 급배기구(121)로부터 가스 공급 펌프(140)를 이용하여 환원 가스 또는 불활성 가스를 밀폐 챔버(120) 내로 계속 공급하는 것으로 해도 좋다. 이 경우에는, 밀폐 챔버(120) 내의 공기를 환원 가스 또는 불활성 가스로 배출(퍼지)할 수 있기 때문에, 보다 간단하고 쉬운 장치 구성으로 산소(공기)의 대부분을 배제하여 신뢰성이 높은 납땜을 행할 수 있다.

혹은, 반대로, 가스 공급 펌프(140)를 이용하여 환원 가스 또는 불활성 가스를 공급하지 않고, 진공 펌프(130)로 밀폐 챔버(120) 내의 공기를 배기한 상태로, 납땜을 행하는 것으로 해도 좋다. 이 경우에도, 산소에 의한 납땜의 품질에의 영향을 억제하고, 보다 간단하고 쉬운 장치 구성으로 신뢰성이 높은 납땜을 행할 수 있다.

또, 본 실시의 형태에서는, 예를 들면 도 1에 나타내는 바와 같이, 열방사 히터(10) 및 냉각판(20a)은 워크 기판(3)의 이면측으로부터 워크를 가열 및 냉각하는 것으로 설명했지만, 다른 실시형태에서는, 전자 부품(2)에 가열에 의한 손상이 생기지 않는 한도에서, 열방사 히터(10) 및 냉각판(20a)은 워크의 전자 부품(2)의 상면측으로부터 가열 및 냉각을 행하도록 설치하는 것으로 해도 좋다. 이 경우에는 전자 부품(2)의 상면을 열방사에 의하여 가열하여 열용량이 작은 전자 부품(2) 내를 통한 열전도(전열)에 의해 땜납 접합부(4)를 신속히 가열하여 납땜할 수 있기 때문에, 보다 단시간에 효율 좋게 워크를 가열 및 냉각할 수 있다.

또, 본 실시의 형태에서는, 예를 들면 도 1에 나타내는 바와 같이, 열방사 히터(10)만으로 워크의 가열을 행하는 것으로 설명했지만, 또 다른 실시형태에서는, 열방사 히터(10)에 의한 워크의 가열을 보조하기 위해서, 예를 들면, 열방사 히터(10)에 의한 가열 방향과는 반대측의 방향(대향하는 방향)으로부터 워크로 열풍을 분무하는 열풍 가열 히터(도시하지 않음)를 아울러 설치하고, 열방사 히터(10)에 의한 가열을 보조하는 것으로 해도 좋다. 이 경우에는, 보다 신속히 워크를 가열할 수 있는 것 외에, 워크를 양면으로부터 가열함으로써, 워크의 열변형(열로 휨)을 막고, 신뢰성이 높은 납땜을 행할 수 있다.

또, 본 실시의 형태에서는, 예를 들면 도 2에 나타내는 바와 같이, 납땜 장치(100)는 방사 온도계(40)에 의한 워크(1)의 방사 온도의 측정치에 기초하여 제어장치(50)로 열방사 히터(10)에 의한 워크(1)의 가열 및 냉각판(20a)에 의한 워크(1)의 냉각을 수시 제어하면서 납땜을 행하는 것으로 설명했다. 그렇지만, 이것에 한정되지 않고, 다른 실시형태에서는, 납땜 장치는 시험 운전 또는 셋업 운전시에 방사 온도계(40)를 구비하여 적절한 가열/냉각 방법을 파악하여 제어장치(50)에 기록하고, 통상의 생산 운전시에는 방사 온도계(40)를 납땜 장치로부터 떼어내어, 제어장치(50)에 의해 기록된 적절한 가열/냉각 방법을 재현하도록 제어장치(50)가 납땜 장치를 제어하는 것으로 해도 좋다. 또 다른 실시형태에서는, 납땜 장치는 방사 온도계(40)를 구비하지 않고, 이전의 생산 실적에 기초하여 파악된 적절한 가열/냉각 방법을 재현하도록 제어장치(50)가 납땜 장치를 제어하는 것으로 해도 좋다. 예를 들면, 제어장치(50)는, 실험적 또는 통계적으로 파악된 적절한 가열/냉각 시간, 혹은 가열/냉각 출력을 재현하도록 납땜 장치를 제어하는 것으로 해도 좋다.

도 5를 참조하여, 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 캐리어 플레이트(5)를 구비하는 납땜 장치를 설명한다. 또 다른 실시형태에 있어서, 납땜 장치는, 납땜의 병렬처리를 가능하게 하기 때문에, 복수의 워크(1)를 늘어놓고 얹어놓아 반송하는 캐리어 플레이트(또는 베이스 플레이트)(5)를 더 구비하는 것으로 해도 좋다. 이 경우에는, 복수의 워크(1)를 병렬하여 동시에 납땜할 수 있기 때문에, 납땜 장치의 생산성을 더욱 향상시킬 수 있다. 즉, 진공 흡인 등의 분위기 변경을 행하는 경우 등에서는 특히 효과가 현저하지만, 워크(1)를 단체(Single)로 개별로 납땜하는 경우와 비교하여, 납땜하는 워크(1)의 1개당 사이클 타임을 단축하는 효과를 얻을 수 있다. 또, 납땜의 병렬처리에 의한 공간 절약화에 의해 납땜 장치를 소형화하는 효과를 얻을 수도 있다.

이 실시형태의 납땜 장치가 구비하는 캐리어 플레이트(5)는, 워크(1)의 땜납 결합부(4)에 열방사 히터(10), 냉각판(20a), 가이드 블록(60)(각 도 1 참조)이 액세스할 수 있도록, 캐리어 플레이트(5)의 이들의 열처리부에 대응하는 대응 부위에 개구창(구멍)(6)이 형성되어서 설치되어 있다. 이 때문에, 열방사 히터(10)에 의한 워크(1)의 가열 및 냉각판(20a)에 의한 워크(1)의 냉각은 캐리어 플레이트(5)에 의하여 방해되는 것은 없다. 이 때문에, 이 실시형태의 납땜 장치는, 캐리어 플레이트(5)를 통하지 않고 워크(1)를 열방사 히터(10) 및 냉각판(20a)으로 직접 가열 및 냉각할 수 있다.

한편, 캐리어 플레이트(5)에는 상술한 열처리부에 대응하는 개구창(구멍)(6) 이외에, 마찬가지로, 가이드 핀(26)(도 1 참조) 등의 다른 부품과의 간섭을 피하기 위한 개구창(구멍)을 형성할 수 있다. 또, 캐리어 플레이트(5)가 충분히 얇게 설치되어, 캐리어 플레이트(5)에 충분한 크기의 개구창(6)이 형성되어 있는 것 등에 의해, 캐리어 플레이트(5)의 열 용량의 삭감이 충분히 달성되어 있는 경우에는, 개구창(6)이 형성된 캐리어 플레이트(5)를 열방사 히터(10) 및 냉각판(20a)(각 도 1 참조)과 워크(1)와의 사이에 둔 상태로 워크(1)의 가열 및 냉각을 행하는 것으로 해도 좋다. 혹은, 다른 실시형태에서는, 개구창(구멍)(6)을 형성하지 않은 캐리어 플레이트(5)를 이용하는 것으로 해도 좋다. 이 경우의 캐리어 플레이트(5)의 열용량은 충분히 작은 것으로서, 열전도 및 열 확산에 의해 열방사 히터(10)의 열이 워크(1) 전체에 신속히 널리 퍼지기에 충분한 정도의 두께로 하면 좋다.

도 6의 측면 배치도를 참조하여, 본 발명의 제 2의 실시형태에 따른 2차 냉각장치(30)를 구비하는 납땜 장치(101)를 설명한다. 납땜된 워크(1)의 냉각은, 냉각판(20a)(냉각장치(20))에 의해 땜납의 응고점 이하의 온도(예를 들면, 섭씨 300도 이하의 온도)로 땜납 접합부를 냉각하여 전자 부품을 기판에 고정하는 1차 냉각(STEP2B)(도 7 참조)과 2차 냉각장치(30)에 의해 땜납 접합부를 상온(대기 온도)으로까지 냉각하는 2차 냉각(STEP2E)(도 7 참조)으로 나누어 행하는 것으로 해도 좋다.

1차 냉각된 워크(1)에서는, 납땜된 전자 부품이 워크(1)의 반송에 의하여 기판으로부터 어긋나 버리는 일이 없다. 이 때문에, 냉각판(20a)(냉각장치(20))에서 1차 냉각(STEP2B)(도 7 참조)된 워크(1)를 게이트 밸브(122)를 사이에 끼워 인접하여 설치된 2차 냉각장치(30)까지 반송 라인(110L) 상을 반송하여 2차 냉각( STEP2E)(도 7 참조)함으로써, 1차 냉각(STEP2B)과 2차 냉각(STEP2E)의 2 단계로 나누어 동시에 워크의 냉각을 행하도록 설치할 수 있다. 이 경우에는, 2 단계의 냉각을 병렬하여 행할 수 있기 때문에, 납땜의 사이클 타임(워크(1)의 냉각에 필요로 하는 시간/크리티컬 패스)을 더욱 단축할 수 있다.

본 실시 형태의 납땜 장치(101)와 같이, 1차 냉각(STEP2B)(도 7 참조)은 밀폐 챔버(120) 내에서 행하도록 설치되고, 2차 냉각(STEP2E)(도 7 참조)은 대기 중에서 행하도록 설치되는 것으로 해도 좋다. 이 경우에는, 시일 부재 등을 이용한 기밀 구조는 불필요해지기 때문에, 2차 냉각장치(30)를 더욱 간단하고 쉽게 설치할 수 있다. 2차 냉각장치(30)를 간단하고 쉽게 설치함으로써 생기는 납땜 장치(101) 내의 스페이스를 2차 냉각장치(30)의 냉각 능력(냉각 열용량)의 향상으로 돌림으로써 더욱 짧은 사이클 타임으로의 납땜을 실현할 수도 있다. 한편, 또 다른 실시형태에서는, 밀폐 챔버(120) 내에 2차 냉각장치(30)를 설치하는 것으로 해도 좋다. 이 경우에는, 밀폐 챔버(120) 내의 진공 파괴(또는 대기에의 개방)를 행하지 않고(즉, 게이트 밸브(122)를 열어 워크(1)를 게이트 밸브(122)를 통과시켜 반송하지 않고) 워크(1)를 냉각판(20a)(냉각장치(20))으로부터 2차 냉각장치(30)로 반송하여 냉각할 수 있기 때문에, 보다 신속히 2차 냉각(STEP2E)을 개시할 수 있다.

도 7의 플로우 차트를 참조하여, 본 발명의 제 3의 실시형태에 따른 납땜 제품의 제조방법을 설명한다. 납땜 제품의 제조방법은, 납땜 장치(예를 들면, 도 2에 나타내는 납땜 장치(100))에 납땜하는 워크(1)를 장전하는 스텝(STEP1)과, 납땜 장치를 이용하여 워크(1)를 납땜하는 스텝(STEP2)을 구비한다. 한편, 납땜 장치에 납땜하는 워크를 장전하는 스텝(STEP1)은, 납땜 장치에 납땜할 워크(1)를 공급하는 스텝(STEP1A)과, 공급된 워크(1)를 납땜 장치의 열처리 위치까지 반송하는 스텝(STEP1B)과, 밀폐 챔버(120)를 시일(밀폐)하는 스텝(STEP1C)과, 밀폐 챔버(120) 내로부터 산소를 배기하는 스텝(STEP1D)과, 땜납 표면의 산화막을 환원하여 제거하는 스텝(STEP1E)을 가지는 것으로 해도 좋다.

또, 납땜 장치(예를 들면, 도 2에 나타내는 납땜 장치(100))를 이용하여 납땜하는 스텝(STEP2)은, 열방사 히터(10)로 워크(1)를 가열하는 스텝(STEP2A)과, 열방사 히터(10)를 사이에 끼워 배치된 냉각판(20a)(냉각장치(20)(도 6 참조))으로 납땜된 워크(1)의 땜납 접합부(4)를 응고점 이하의 온도까지 1차 냉각하는 스텝(STEP2B)과, 밀폐 챔버(120) 내를 진공 파괴하는 스텝(STEP2C)과, 1차 냉각(STEP2B)된 워크(1)를 2차 냉각장치(30)(도 6 참조)까지 반송하는 스텝(STEP2D)과, 1차 냉각(STEP2B)된 워크(1)를 2차 냉각장치(30)로 상온(대기 온도)까지 2차 냉각하는 스텝(STEP2E)을 가지는 것으로 해도 좋다.

본 발명의 설명에 관련하여(특히 이하의 청구항에 관련하여) 이용되는 명사 및 동일한 지시어의 사용은, 본 명세서 중에서 특히 지적하거나, 분명하게 문맥과 모순되거나 하지 않는 한, 단수 및 복수 양쪽에 미치는 것으로 해석된다. 어구 「구비한다」, 「가진다」, 「포함한다」 및 「함유한다」는, 특별히 언급이 없는 한, 오픈 엔드 텀(Open-ended term)(즉 「~를 포함하지만 한정되지 않는다」이라고 하는 의미)으로서 해석된다. 본 명세서 중의 수치 범위의 자세한 설명은, 본 명세서 중에서 특히 지적하지 않는 한, 단지 그 범위 내에 해당하는 각 값을 개개로 언급하기 위한 대략 기법으로서의 역할을 완수하는 것만을 의도하고 있고, 각 값은, 본 명세서중에서 개개로 열거된 바와 같이, 명세서에 넣어진다. 본 명세서 중에서 설명되는 모든 방법은, 본 명세서 중에서 특히 지적하거나, 분명하게 문맥과 모순되거나 하지않는 한, 모든 적절한 순서로 행할 수 있다. 본 명세서 중에서 사용하는 모든 예 또는 예시적인 표현(예를 들면 「등」)은, 특별히 주장하지 않는 한, 단지 본 발명을 보다 잘 설명하는 것만을 의도하고, 본 발명의 범위에 대한 제한을 마련하는 것은 아니다. 명세서 중의 어떠한 표현도, 청구항에 기재되지 않은 요소를, 본 발명의 실시에 불가결인 것으로서 나타내는 것으로는 해석되지 않는 것으로 한다.

본 명세서 중에서는, 본 발명을 실시하기 위해 본 발명자가 알고 있는 최선의 형태를 포함하고, 본 발명의 바람직한 실시형태에 대하여 설명하고 있다. 당업자에게 있어서는, 상기 설명을 읽으면, 이들의 바람직한 실시형태의 변형이 분명해질 것이다. 본 발명자는, 숙련자가 적당히 이러한 변형을 적용하는 것을 기대하고 있고, 본 명세서 중에서 구체적으로 설명되는 이외 방법으로 본 발명이 실시되는 것을 예정하고 있다. 따라서 본 발명은, 준거법으로 허가되어 있는 바와 같이, 본 명세서에 첨부된 청구항에 기재 내용의 수정 및 균등물을 모두 포함한다. 또한, 본 명세서 중에서 특히 지적하거나, 분명하게 문맥과 모순되거나 하지 않는 한, 모든 변형에 있어서의 상기 요소의 어떤 조합도 본 발명에 포함된다.

1: 워크 2: 전자 부품
3: 기판 3a: 위치 결정구멍(기판)
4: 땜납 접합부 5: 캐리어 플레이트/베이스 플레이트
6: 개구창(캐리어 플레이트) 10: 열방사 히터
10a: 열방사 히터 10b: 열방사 히터
11: 열방사부(열방사 필라멘트) 12: 열차단 수단(경면)
13: 열방사부 밀폐관(석영 유리관) 20: 냉각장치
20a: 냉각판 20b: 냉각 기초부
20c: 냉각판 20d: 냉각 가스 스프레이 노즐
20e: 냉각통 21: 홈부(오목부)
22: 열차단 수단(경면) 23: 가이드 포스트(냉각판 구동용)
24: 에어 실린더(냉각판 구동용) 25: 냉매 유로
26: 가이드 핀 30: 2차 냉각장치
31: 가이드 포스트(2차 냉각장치 구동용)
32: 에어 실린더(2차 냉각장치 구동용)
40: 방사 온도계
50: 제어장치
60: 가이드 블록(대향 냉각기)
61: 가이드 포스트(가이드 블록 구동용)
62: 에어 실린더(가이드 블록 구동용)
100: 납땜 장치 101: 납땜 장치
110: 반송 롤러 110L: 반송 라인
120: 밀폐 챔버 121: 급배기구
122: 게이트 밸브 123: 시인창
130: 진공 펌프 140: 가스 공급 펌프
150: 냉매 공급 장치

Claims (13)

1. 납땜할 워크를 열방사에 의해 가열하는 열방사 히터와,
   상기 납땜한 워크를 냉각하는, 상기 열방사 히터를 사이에 끼워 배치되며, 대기 위치(Standby position)와 냉각 위치와의 사이를 이동하는 2개의 냉각기로서, 상기 2개의 냉각기의 사이에 끼운 열방사 히터를 설치할 오목부를 형성한 냉각기를 구비하며,
   상기 냉각기는, 상기 납땜한 워크에 접촉(당접)하여 열전도로서 냉각하고,
   상기 냉각기는, 상기 열방사 히터가 상기 워크를 가열하는 동안, 상기 열방사 히터가 상기 오목부로부터 돌출한 상태가 되도록 상기 워크로부터 이간하여 대기하는 상기 대기 위치로 이동 가능하게 구성되고, 상기 돌출한 상태는 상기 냉각기의 이동에 의해 발생하며, 상기 냉각기가 워크를 냉각할 경우에는, 상기 대기 위치로부터 상기 냉각 위치로 이동 가능하게 구성되어 있는 납땜 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 열방사 히터와 상기 냉각기와의 사이에 설치된, 상기 열방사 히터로부터의 방사열을 차단하는 열차단 수단을 구비하는 납땜 장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 2개의 냉각기의 사이에 끼운 열방사 히터를 복수 구비하는 납땜 장치.
4. 제 2 항에 있어서,
   상기 2개의 냉각기의 사이에 끼운 열방사 히터를 복수 구비하는 납땜 장치.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 열방사 히터와 상기 냉각기를 기밀하게 포위하는 밀폐 챔버를 구비하는, 납땜 장치.
6. 제 2 항에 있어서,
   상기 열방사 히터와 상기 냉각기를 기밀하게 포위하는 밀폐 챔버를 구비하는, 납땜 장치.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 냉각기의 이동을 가이드하는 가이드 포스트와,
   상기 냉각기가 일체적으로 접속된 냉각 기초부와,
   상기 냉각기를 냉각하는 냉매를 공급하는 냉매 공급 장치를 구비하고,
   상기 냉각 기초부 및 상기 가이드 포스트의 내부에는 냉매 유로가 설치되며, 상기 가이드 포스트를 통하여 상기 냉각 기초부에 상기 냉매를 순환시켜 상기 냉각기를 냉각하는 납땜 장치.
8. 제 2 항에 있어서,
   상기 냉각기의 이동을 가이드하는 가이드 포스트와,
   상기 냉각기가 일체적으로 접속된 냉각 기초부와,
   상기 냉각기를 냉각하는 냉매를 공급하는 냉매 공급 장치를 구비하고,
   상기 냉각 기초부 및 상기 가이드 포스트의 내부에는 냉매 유로가 설치되며, 상기 가이드 포스트를 통하여 상기 냉각 기초부에 상기 냉매를 순환시켜 상기 냉각기를 냉각하는 납땜 장치.
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 워크의 방사 온도를 측정하는 방사 온도계와,
   상기 방사 온도계에 의해 측정한 상기 워크의 방사 온도에 기초하여 상기 열방사 히터에 의한 상기 워크의 가열 및 상기 냉각기에 의한 상기 워크의 냉각을 제어하는 제어장치를 구비하는 납땜 장치.
10. 제 2 항에 있어서,
    상기 워크의 방사 온도를 측정하는 방사 온도계와,
    상기 방사 온도계에 의해 측정한 상기 워크의 방사 온도에 기초하여 상기 열방사 히터에 의한 상기 워크의 가열 및 상기 냉각기에 의한 상기 워크의 냉각을 제어하는 제어장치를 구비하는 납땜 장치.
11. 제 1 항에 있어서,
    상기 냉각기에서의 냉각 후에 상기 워크를 더 냉각하는 2차 냉각장치를 구비하는 납땜 장치.
12. 제 2 항에 있어서,
    상기 냉각기에서의 냉각 후에 상기 워크를 더 냉각하는 2차 냉각장치를 구비하는 납땜 장치.
13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 기재된 납땜 장치에 상기 납땜할 워크를 장전하는 스텝과,
    상기 납땜 장치를 이용하여 워크를 납땜하는 스텝을 구비하는 납땜 제품의 제조방법.

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