KR20150060934A

KR20150060934A - 열처리 장치

Info

Publication number: KR20150060934A
Application number: KR1020157010835A
Authority: KR
Inventors: 히로시 아카마; 유타카 마쯔모토; 마사미 구로다; 히로노부 니시무라
Original assignee: 오리진 일렉트릭 캄파니 리미티드
Priority date: 2012-09-27
Filing date: 2013-09-06
Publication date: 2015-06-03
Also published as: EP2902147A1; KR101766557B1; JP5858891B2; EP2902147B1; EP2902147A4; CN104640661B; WO2014050508A1; HK1207334A1; CN104640661A; JP2014067655A; US9579740B2; US20150246405A1

Abstract

열방사 히터의 장착 기구 및 실링 기구의 축직각 방향의 투영 면적을 감소시켜 챔버의 용적을 줄인 열처리 장치를 제공한다. 열처리 장치는, 열처리 대상의 작업물을 수용하는 챔버로서, 내부를 외부로부터 구분하는 격벽을 가지는 챔버와; 격벽을 관통하여 마련된 열방사 히터를 구비하고; 열방사 히터는, 연장부의 외주면에 배치되는 실링 링로서, 연장부의 외주면에 내주면이 접촉하여 챔버의 내부를 외부로부터 기밀하게 실링하는 실링 링과; 유리관의 축 방향에 열방사부와 실링 링의 사이에 배치되어서 실링 링을 열방사부로부터 열차폐하는 열차폐판으로서, 연장부를 따른 내주면이 형성된 열차폐판을 구비한다.

Description

열처리 장치{HEAT-PROCESSING DEVICE}

본 발명은, 작업물을 열처리하는 열처리 장치에 관한 것으로, 특히, 챔버내에서 작업물를 가열하여 열처리하는 열처리 장치에 관한 것이다.

종래, 도 6에 나타낸 바와 같이, 워크(200)를 둘러싸서 기밀(氣密)하게 밀폐한 챔버(310)를 관통하는 유리관(301)을 마련한 가열 장치(300)가 알려져 있다. 이 장치에서는, 챔버(310)와 유리관(301)의 사이를 밀봉 부재(304)로 밀폐하고, 밀봉 부재(304)에 대응하는 영역의 유리관(301)의 표면에 적외선 반사막(301a)을 형성하고 있다. 또한, 유리관(301)의 내부에 냉각풍(330)을 유통시킴과 함께 필라멘트 램프(320)를 배치하고 있다(특허 문헌 1, 예를 들면 청구항 1 및 도 2 참조).

일본 특허 출원 공개 공보 제2011-190511호(예를 들면, 청구항 1, 도 2 참조) 일본 특허 출원 공개 공보 제2009-88105호

그러나, 종래의 가열 장치(300)에서는, 유리관(301) 및 밀봉 부재(304)의 축직각 방향의 투영 면적이 크게 되고, 챔버(310)의 용적이 크게 되어 있었다. 이 때문에, 챔버내의 분위기의 조정에 필요로 하는 시간이 길어져서, 생산성이 높은 우수한 가열 장치가 될 수 없었다. 본 발명은 이들 과제에 비추어서 이루어진 것으로, 열방사 히터의 장착 기구 및 실링 기구의 축직각 방향의 투영 면적을 감소시켜 챔버의 용적을 줄이는 열처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기의 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 제1의 형태에 관한 열처리 장치는, 예를 들면, 도 1, 도 2의 A 및 도 2의 B에 나타내는 열처리 장치(100)로서, 열처리 대상의 작업물(200)를 수용하는 챔버(10)로서, 챔버의 내부를 외부로부터 차단하는 격벽(10a)을 갖는 챔버(10)와; 격벽(10a)을 관통하여 마련된 열방사 히터(20)를 구비하며; 열방사 히터(20)는, 작업물(200)를 가열하는 열을 방사하는 열방사부(2)와, 열방사부(2)를 덮는 원통 형상의 유리관(1)으로서, 열방사부(2)의 축 방향에 따른 외측을 지나 연장된 연장부(3)를 갖는 유리관(1)을 가지며; 또한 연장부(3)의 외주면(3a)에 배치되는 실링 링(4)으로서, 연장부(3)의 외주면(3a)에 내주면(4a)이 접촉하여 챔버(10)의 내부를 외부로부터 기밀하게 실링하는 실링 링(4)과; 유리관(1)의 축 방향에서 열방사부(2)와 실링 링(4)의 사이에 배치되어서 실링 링(4)을 열방사부(2)로부터 열차폐하는 열차폐판(5)으로서, 연장부(3)를 따른 내주면(5d)이 형성된 열차폐판(5)을 구비한다.

이와 같이 구성할 때, 열방사 히터를 챔버내에 기밀하게 실링(밀폐)하는 열방사 히터의 실링 기구(실링 링)의 축직각 방향의 투영 면적을 종래의 열방사 히터의 실링 기구와 비교하여 작게 마련할 수 있다. 이 때문에, 동일 출력의 열방사 히터를 보다 작게 마련된 챔버내에 수용한 높은 분위기 조정 효율을 갖는 생산성이 높은 우수한 열처리 장치를 실현할 수 있다. 또한, 인접하는 열방사 히터를 복수 마련하는 경우에도, 그것들을 보다 밀집하여 배치할 수 있다. 이 때문에, 높은 가열 효율을 가지는 우수한 열처리 장치를 실현할 수 있다.

또한, 본 발명의 제2의 형태에 관한 열처리 장치는, 본 발명의 제1의 형태에 관한 열처리 장치(100)에 있어서, 예를 들면, 도 1 및 도 2의 B에 나타낸 바와 같이, 열차폐판(5)을 홀딩하는 냉각 블록(30)으로서, 연장부(3)를 덮고, 유리관(1)의 축 방향으로 챔버(10) 격벽의 외측까지 연장되는 냉각 블록(30)을 구비하고; 실링 링(4)의 외주면(4b)은 냉각 블록(30)에 접촉하여 기밀하게 실링하도록 구성된다.

이와 같이 구성할 때, 열차폐판과 실링 링을 냉각 블록으로 효율 좋게 냉각할 수 있다. 이 때문에, 열방사부와 실링 링을 이격하는 간격, 및 열방사부와 열차폐판을 이격하는 간격을 작게 마련할 수 있기 때문에, 열방사 히터의 실링 기구를 축 방향에대해 작게 마련할 수 있다. 이 때문에, 챔버가 작게 마련된 우수한 열처리 장치를 실현할 수 있다.

또한, 본 발명의 제3의 형태에 관한 열처리 장치는, 본 발명의 제2의 형태에 관한 열처리 장치(100)에 있어서, 예를 들면, 도 1에 나타낸 바와 같이, 냉각 블록(30)을 냉각하는 냉각 매체 순환 장치(40e)를 구비한다.

이와 같이 구성할 때, 냉각 블록을 개재하여 냉각 매체(예를 들면, 물, 공기)에 의해 실링 링 및 열차폐판을 더 효율 좋게 냉각할 수 있기 때문에, 열방사부와 실링 링을 이격하는 간격, 및 열방사부와 열차폐판을 이격하는 간격을 더 작게 마련할 수 있다. 이 때문에, 열방사 히터의 실링 기구를 축 방향으로 더 작게 마련할 수 있기 때문에, 챔버가 더 작게 마련된 우수한 열처리 장치를 실현할 수 있다.

또한, 본 발명의 제4의 형태에 관한 열처리 장치는, 본 발명의 제2 또는 제3의 형태에 관한 열처리 장치(100)에 있어서, 예를 들면, 도 3의 A에 나타낸 바와 같이, 워크(200)(도 1 참조)에 대해서 열방사 히터(20)를 정해진 위치로 위치 결정하는, 냉각 블록(30)이 관통하는 관통 구멍(40a)을 갖는 스페이서 블록(40)을 더 구비하며; 스페이서 블록(40)은 관통 구멍(40a)보다 큰 개구 면적을 가지는 챔버(10)의 격벽(10a)에 마련된 관통 개구(10b)를 기밀하게 막으면서 장착되도록 구성되며; 냉각 블록(30)과 스페이서 블록(40)은 기밀하게 실링되어 장착되도록 구성된다.

이와 같이 구성할 때, 열방사 히터가 작업물을 가열하기 위해서 적합한 임의의 위치에 열방사 히터를 덮어서 지지하는 냉각 블록이 관통하기 위한 스페이서 블록의 관통 구멍을 배치하여 효율 좋게 작업물을 가열할 수 있다. 또한, 그 한편, 챔버의 격벽에 마련된 관통 개구를 스페이서 블록으로 기밀하게 막을 수 있다. 이 때문에, 다른 열방사 히터의 배치마다 전용의 챔버를 마련하는 일 없이, 작업물을 가열하기 위한 적합한 임의의 위치로 열방사 히터를 배치할 수 있다. 또한, 신속 용이하게 열방사 히터의 배치를 변경할 수 있다. 이 때문에, 보다 다양한 워크를 효율 좋게 열처리 할 수 있는 생산성이 높은 우수한 열처리 장치를 실현할 수 있다.

또한, 본 발명의 제5의 형태에 관한 열처리 장치는, 본 발명의 제1의 형태에 관한 열처리 장치(100)에 있어서, 예를 들면, 도 4에 나타낸 바와 같이, 작업물(200, 도 1 참조)에 대해서 열방사 히터(20)를 정해진 위치에 위치 결정하여 장착하는 관통 구멍(40a)을 가지는 스페이서 블록(40)을 구비하고; 스페이서 블록(40)은 관통 구멍(40a)보다 큰 개구 면적을 가지는 챔버(10)의 격벽(10a)에 마련된 관통 개구(10b)를 기밀하게 막으면서 장착되도록 구성되고; 실링 링(4, 도 2의 B 참조)의 외주면(4b, 도 2의 B 참조)은 관통 구멍(40a)의 내주면(40b)에 접촉하여 기밀하게 실링하도록 구성된다.

이와 같이 구성할 때, 냉각 블록을 구비하지 않는 경우에도, 제4의 형태에 관한 열처리 장치와 동일하게, 스페이서 블록의 임의의 위치에 마련된 관통 구멍에 열방사 히터를 배치하여 효율 좋게 작업물을 열처리 할 수 있다. 이 때문에, 다른 열방사 히터의 배치마다 전용의 챔버를 마련하는 일 없이, 작업물을 가열하기 위해서 적합한 임의의 위치로 열방사 히터를 배치할 수 있다. 또한, 신속 용이하게 열방사 히터의 배치를 변경할 수 있다. 이 때문에, 보다 다양한 작업물을 효율 좋게 열처리 할 수 있는 생산성이 높은 우수한 열처리 장치를 실현할 수 있다.

또한, 본 발명의 제6의 형태에 관한 열처리 장치는, 본 발명의 제1 내지 제 5의 형태의 어느 하나의 형태에 관한 열처리 장치(100)에 있어서, 예를 들면, 도 2의 A에 나타낸 바와 같이, 열차폐판(5)은, 링 형상으로 형성되되, 링을 반경 방향의 분할면(5e)에서 복수로 분할함에 따른 복수 부품(5a, 5b)으로 마련된다.

이와 같이 마련할 때, 단부가 편평하게 눌려서 겹쳐져서 폭이 넓어진 열방사 히터에 열차폐판을 장착하는 경우에도, 분할된 열차폐판을 열방사 히터의 축직각 방향에서 용이하게 조립할 수 있다. 이 때, 폭이 넓어진 유리관의 축 방향의 단부를 일체로 마련된 열차폐판이 가지는 관통 구멍내에 관통시켜서 조립하는 일이 없게 된다. 또한, 열차폐판은 복수 부품으로 분할되어 마련되어 있기 때문에, 복수의 분할된 열차폐판을 각각 유리관의 연장부의 외주면에 내주면을 따르도록 하여 조립할 수 있다. 이와 같이 분할된 열차폐판에 의해서, 실링 링을 축 방향으로 열차폐하여 실링 링의 온도 상승을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 제7의 형태에 관한 열처리 장치는, 본 발명의 제2 내지 제 4의 형태의 어느 하나의 형태에 관한 열처리 장치(100)에 있어서, 예를 들면, 도 5에 나타낸 바와 같이, 열차폐판(5, 예를 들면 도 1 참조)과 냉각 블록(30, 예를 들면 도 1 참조)은 일체의 부품(30e)으로 마련된다.

이와 같이 마련할 때, 열차폐판과 냉각 블록을 일체로 마련하는 것으로서, 열전도를 향상하여 더 효율 좋게 냉각할 수 있기 때문에, 열방사부와 실링 링을 이격하는 간격, 및 열방사부와 열차폐판을 이격하는 간격을 더 작게 마련할 수 있다. 이 때문에, 열방사 히터의 실링 기구를 축 방향으로 더 작게 마련할 수 있기 때문에, 챔버가 더 작게 마련된 우수한 열처리 장치를 실현할 수 있다.

본 발명에 의한 열처리 장치에 의하면, 열방사 히터의 장착 기구 및 실링 기구의 축직각 방향의 투영 면적을 감소시켜 챔버의 용적을 줄인 열처리 장치를 제공할 수 있다.

도 1은, 본 발명의 제1의 실시형태에 관한 열처리 장치의 예를 나타내는 정면 단면도이다. 도에서는 예시하는 열처리 장치 및 워크의 길이 방향의 중간 부분을 2개의 파선(波線)에 의해 절단한 것과 같이 하여 생략하여 나타내고 있다. 또한, 열방사 히터의 유리관과 백색 세라믹 도료를 일부 파단하여 나타내고 있다.
도 2의 A 내지 도 2의 C는, 본 발명의 제1의 실시형태에 관한 열처리 장치의 예를 나타내는 확대 설명도이며, 도 2의 A는 열차폐판을 열방사 히터의 축 방향의 내측에서 본 도이며, 도 2의 B는, 조정측 냉각 블록의 확대 정면 단면도이며, 도 2의 C는, 열방사 히터를 축 방향의 외측에서 본 도이다.
도 3의 A 및 도 3의 B는, 본 발명의 제1의 실시형태에 관한 열처리 장치의 예를 나타내는 사시도이다. 도 3의 A는, 열방사 히터, 냉각 블록 및 스페이서 블록을 챔버 격벽에 조립한 상태를 나타내는 도이며, 도 3의 B는, 열방사 히터, 냉각 블록 및 스페이서 블록을 챔버 격벽으로부터 떼어낸 상태에서 챔버 격벽의 관통 개구를 나타내는 도이다.
도 4는, 본 발명의 다른 실시형태에 관한 열처리 장치의 예를 나타내는 사시도이다.
도 5는, 본 발명의 제2의 실시형태에 관한 열처리 장치의 예를 나타내는 정면 단면도이다. 도에서는 예시하는 열처리 장치 및 워크의 길이 방향의 중간 부분을 2개의 파선에 의해 절단한 것과 같이 하여 생략하여 나타내고 있다. 또한, 열방사 히터의 유리관과 백색 세라믹 도료를 일부 파단하여 나타내고 있다.
도 6은, 종래의 가열 장치를 나타내는 정면 단면도이다. 도에서는 종래의 가열 장치 및 워크의 길이 방향의 중간 부분을 2개의 파선에 의해 절단한 것과 같이 하여 생략하여 나타내고 있다.
이 출원은, 일본에서 2012년 9월 27일에 출원된 일본 특허 출원 2012-213435호에 근거하고 있고, 그 내용은 본 출원의 내용으로서 그 일부를 형성한다. 본 발명은 이하의 상세한 설명에 의해 더 완전하게 이해할 수 있을 것이다. 본 발명의 또 다른 응용범위는, 이하의 상세한 설명에 의해 명백해질 것이다. 그러나, 상세한 설명 및 특정의 실제예는, 본 발명의 바람직한 실시형태이며, 설명의 목적을 위한 것만으로 기재되어 있는 것이다. 이 상세한 설명으로부터, 여러가지 변경, 개변(改變)이, 본 발명의 정신과 범위 내에서, 당업자에 있어서 명백하기 때문이다. 출원인은, 기재된 실시형태의 어느 것도 공중(公衆)에 헌납하려는 의도는 없고, 개변, 대체안 중, 특허 청구의 범위내에 문언상 포함되지 않을지도 모르는 것도, 균등론 아래에서의 발명의 일부로 한다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태에 대해서 설명한다. 또한 각 도에 있어서 서로 동일 또는 상당하는 부재에는 동일 혹은 유사한 부호를 부여하고, 중복된 설명은 생략한다. 또한, 본 발명은, 이하의 실시형태로 제한되는 것은 아니다.

도 1을 참조하여, 본 발명의 제1의 실시형태에 관한 열처리 장치로서의 납땜 장치(100)를 설명한다. 도 1에 나타내는 본 실시의 형태의 납땜 장치(100)는, 챔버(10) 내의 분위기를 환원 가스 분위기로 치환하여, 작업물로서의 회로 기판(200)을 높은 신뢰성으로 납땜하는 장치로서 마련된다. 회로 기판(200)은, 기판과 전자 부품을 포함하여 구성되고, 전자 부품은 기판 상에 배치되어 있다. 전자 부품끼리, 또는 전자 부품과 도선은 납땜된다. 이것을 이하에서는 단순하게 「회로 기판(200)을 납땜한다」라고 말하는 경우가 있다. 환원 가스 분위기내에서 회로 기판(200)을 납땜하는 경우에는, 땜납 접합면의 표면에 산화막이 형성되는 것을 방지함과 함께, 형성된 산화막을 환원 제거하여 신뢰성이 높은 납땜을 수행할 수 있다.

또한, 본 실시의 형태에서는, 조건에 따라서 납땜을 저해할 가능성도 있는 플럭스(환원제)를 땜납에 첨가하지 않아도 땜납 접합면의 산화막을 제거할 수 있다. 플럭스를 땜납에 첨가하지 않는 경우에는, 더 신뢰성이 높은 납땜을 행할 수 있다. 또한, 플럭스를 땜납에 첨가하지 않는 경우에는, 납땜 후에 회로 기판(200)을 세정하여 플럭스를 제거하는 플럭스 세정 공정이 불필요한 것으로부터, 효율 좋게 생산성이 높은 납땜을 수행할 수 있다.

본 실시의 형태의 납땜 장치(100)에서는, 먼저, 밀폐한 챔버(10) 내의 공기를 진공 펌프(미도시)로 대기압보다 낮은 압력(예를 들면, 약 50 내지 1000 mTorr 정도)이 되도록 흡입하여 배기한다. 계속하여, 챔버(10)내에 환원 가스로서의 수소 가스를 주입하여 챔버(10)내의 분위기를 조정한다. 그 후, 분위기가 조정된 챔버(10)내에서 회로 기판(200)을 가열하여 납땜한다.

납땜 장치(100)는, 회로 기판(200)을 열방사에 의해 가열하는 열방사 히터로서의 할로겐 히터(20)를 구비한다. 본 실시의 형태의 납땜 장치(100)에서는, 복수의 할로겐 히터(열방사 히터, 20)가 동일 평면상에 평행하게 나열 배치되어 있다(도 3의 A 참조). 이와 같이 마련하는 것으로서, 이후에 상세히 기술하는 할로겐 히터(20)를 실링하는 실링 기구를 소형화할 수 있다는 각별한 효과를 누적하여 납땜 장치(100)의 챔버(10)를 대폭 소형화할 수 있게 된다.

할로겐 히터(20)는, 열방사부로서의 텅스텐제의 열방사 코일부(2)를 석영 유리에 의해 마련된 원통 형상의 유리관(1)으로 덮어서 마련된다. 유리관(1)내에는, 불활성 가스(예를 들면, 질소, 아르곤 등)와 할로겐 가스(예를 들면, 요오드, 브롬 등)가 봉입되어 있다. 할로겐 히터(20)에서는, 할로겐과 텅스텐 사이의 할로겐 사이클에 의해서 급속한 승강온이 가능하므로, 통전 후 수초로 열방사 코일부(2)의 온도를 섭씨 2700도를 초과하는 고온으로 할 수 있다. 이 때문에, 할로겐 히터(20)는 고온이 된 열방사 코일부(2)로부터의 열방사에 의해서 대면하는 회로 기판(200)을 급속히 가열할 수 있다. 또한, 할로겐 히터(20)는 할로겐 사이클에 의해서 텅스텐 코일의 수명을 충분히 길게 유지할 수 있다. 이 때문에, 작업물로서의 회로 기판의 급속한 가열이 가능함과 함께 경제 생산성이 높은 우수한 열방사 히터를 실현할 수 있다.

할로겐 히터(20)는 열방사(근적외선 파장 영역(약 0.75μm 내지 약 4μm)으로부터 원적외선 파장 영역(약 4μm 내지 약 1 mm)까지의 넓은 파장 영역의 적외선 방사를 포함한다)하여 할로겐 히터(20)에 대면하는 회로 기판(200)을 가열할 수 있다. 할로겐 히터(20)는, 회로 기판(200)으로부터 이격되어 고정되어 있지만, 그 위치로부터 직접 가열할 수 있다. 할로겐 히터(20)는, 예를 들면, 섭씨 220도 내지 섭씨 400도까지 땜납 접합부를 가열하는 것에 의해서, 땜납의 융점 이상으로 땜납 접합부를 가열하여 회로 기판(200)을 납땜할 수 있다. 예를 들면, 납성분이 많은 땜납을 이용한 땜납 접합부의 경우에는, 땜납 접합부의 가열 온도를 섭씨 300도 정도로 할 수 있다.

할로겐 히터(20)는, 도시한 바와 같이 직선 형상(봉 형상)으로 마련되어 있다. 할로겐 히터(20)로부터의 열방사 분포(열방사량)는, 예를 들면, 텅스텐 코일부(열방사부)(2)의 성김과 빽빽함(疏密, 소밀)의 분포를 변경하는 것으로서, 원하는 열방사 분포를 실현할 수 있다. 본 실시의 형태에서는, 고온이 되기 쉬운 할로겐 히터(20)의 중앙부에서 코일의 밀도가 낮고(성김, 미도시), 양단부에서는 코일의 밀도가 높아지도록(빽빽함) 코일의 감김수가 변경된다. 이와 같이 마련하는 것에 의해, 땜납 접합부의 질량(열용량), 표면적 및 납땜의 요구 품질(예를 들면, 신뢰성이 높음) 등에 대응하여, 할로겐 히터(20)로부터의 열방사 분포(열방사량)를 변경하여, 예를 들면, 회로 기판(200)의 전체를 균열화(均熱化)로 가열할 수 있다. 한편, 반대로, 할로겐 히터(20)로부터의 열방사 분포(열방사량)를, 회로 기판(200)의 임의의 일부의 땜납 접합부만을 집중적으로 가열하는 열방사 분포(열방사량)가 되도록 마련할 수도 있다.

본 실시의 형태에서, 회로 기판(200)은 도시한 바와 같이 할로겐 히터(20)의 상방에 배치되고, 할로겐 히터(20)는, 회로 기판(200)을 하방으로부터 가열하도록 마련된다. 또한, 회로 기판(200)은 회로 기판을 지지하는 지지대에 탑재하여, 챔버(10)내에 배치해도 좋다. 지지대는, 내열성과 전열성을 가지는 재질로 마련된다. 지지대를 개재하여 회로 기판(200)을 열방사에 의해 가열하면, 할로겐 히터(20)로부터의 열방사를 지지대에서 균열화하여 회로 기판(200)을 가열 편차 없이 균등하게 가열할 수 있다. 또한, 할로겐 히터(20)의 텅스텐 코일부(2)를 포위하는 유리관(1)의 표면으로서, 회로 기판(200)과 대향하지 않는 유리관(1)의 반 둘레면의 외측 표면에는, 회로 기판(200)과 대향하지 않는 방향으로 방사되는 열방사를 회로 기판(200)을 향하여 반사하기 위하여 백색의 세라믹 도료(1a)가 도포된다. 이와 같이, 납땜하는 회로 기판(200)에 대향하지 않는 할로겐 히터(20)의 부분을 반사면(1a)으로서 마련하는 것으로서, 납땜하는 회로 기판(200)을 향하여 방사되는 열방사를 더 증대시킬 수 있다. 이 경우에는, 더 효율 좋게 회로 기판(200)을 가열할 수 있다.

할로겐 히터(20)의 열방사부로서의 텅스텐 코일부(2)를 포위하는 원통 형상의 유리관(1)에는, 텅스텐 코일부(2)의 축 방향을 따른 외측을 지나 연장된 연장부(3)가 마련된다. 연장부(3)내에는, 텅스텐 와이어가 직선 형상으로 마련되어 있다. 코일 형상으로 감겨짐에 의해서 대열량으로 저항 가열하는 열방사를 없도록 하기 위해서이다. 이와 같이 연장부(3)내의 텅스텐 와이어를 텅스텐 코일부(2)와는 다르게 마련할 수 있고, 연장부(3)에서는 도전선(텅스텐 와이어)으로부터의 열방사를 텅스텐 코일부(2)의 열방사보다 현저하게 낮아지도록 마련할 수 있다. 이 때문에, 연장부(3)에서는, 유리관(1)의 외주면(3a)의 온도를 텅스텐 코일부(2)를 포위하는 유리관(1)의 외주면의 온도보다 낮은 온도로 할 수 있다.

또한, 연장부(3)는 텅스텐 코일부(2)로부터 축 방향으로 연장되어서 마련된다. 이 때문에, 텅스텐 코일부(2)의 축 방향을 따른 외측을 지남에 따라서, 연장부(3)는, 텅스텐 코일부(2)를 포위하는 유리관(1)으로부터 이격된다. 이 때문에, 연장부(3)는, 텅스텐 코일부(2)를 포위하는 유리관(1)으로부터의 열전도를 받기 어려워진다. 또한, 텅스텐 코일부(2)의 축 방향에 따른 외측을 지남에 따라서, 연장부(3)는, 텅스텐 코일부(2)와 대향하지 않게 되어(오프셋 하여), 텅스텐 코일로부터의 열방사를 받기 어려워진다. 이 때문에, 연장부(3)에서는, 열방사 및 열전도에 의한 온도 상승이 발생되기 어려워진다.

이에 더하여, 할로겐 히터(20)는, 챔버(10)의 내부를 외부로부터 구분하는 격벽(10a)을 관통하여 마련된다. 이 때, 할로겐 히터(20)의 양단부가 챔버의 격벽(10a)을 관통하고 있다. 더 설명하자면, 이후에 상세히 기술하는 유리관(1)의 연장부(3)의 실링 링인 O 링(4)보다 외측은, 대기측에 있고, 대기에 개방된 챔버(10)의 외측으로 연장되어 있게 된다. 이 때문에, 대기에 개방된 할로겐 히터(20)의 양단부로부터 대기에의 열확산이 생기기 때문에, 연장부(3)의 외주면(3a)의 온도를 더 하강시킬 수 있다. 또한, 이와 같이 마련하는 것으로, 할로겐 히터(20)의 양단부에 위치하는 전극, 단자부를 챔버(10)의 외측에 마련할 수 있다. 이 때문에, 할로겐 히터(20)의 전극, 단자부가 반복하여 가열 및 감압되는 것에 의해서 손모(損耗, wearing)되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 챔버(10)내에 할로겐 히터(20)의 양단부를 수납하지 않기 때문에, 챔버(10)를 할로겐 히터(20)의 축 방향으로 작게 마련할 수 있다.

유리관(1)의 연장부(3)에는, 연장부(3)의 외주면(3a)에 내주면(4a, 도 2의 B 참조)이 접촉하여 챔버(10)의 내부를 외부로부터 기밀하게 실링(밀봉)하는 실링 링로서의 O 링(4)이 배치된다. O 링(4)은, 원형의 단면과 평면 형상을 가지고, 내열성을 가지는 탄성 재료(예를 들면, 불소 고무인 바이톤(등록상표))로 마련된다. O 링(4)의 내주면(4a)은 할로겐 히터(20)의 유리관(1)의 외주면(3a)에 직접 접촉하여 챔버의 격벽(10a)을 관통하는 할로겐 히터(20)를 기밀하게 실링하도록 마련된다. 따라서, O 링(4)의 외주(4b)(도 2의 B 참조)의 직경을 작게 마련할 수 있다. 이 때문에, 할로겐 히터(20)의 실링 기구의 축직각 방향의 투영 면적을 작게 마련할 수 있다.

또한, 텅스텐 코일부(2)와 O 링(4)의 사이의 할로겐 히터(20)의 축 방향의 위치에는, 열차폐판(5)이 마련된다. 열차폐판(5)은, 텅스텐 코일부(2)로부터 O 링(4)을 향해서 할로겐 히터(20)의 축 방향으로 행해지는 열방사를 막아서 O 링(4)의 온도 상승을 방지한다. 열차폐판(5)의 내주면(5d)(도 2의 A 참조)은 유리관(1)의 연장부(3)의 외주면(3a)을 따라서 형성되어 있기 때문에, 효과적으로 할로겐 히터(20)의 축 방향에 있어서의 열방사를 차폐할 수 있다. 이 때문에, 할로겐 히터(20)의 축 방향에 있어서, O 링(4)을 텅스텐 코일부(2)에 접근시켜서 배치할 수 있기 때문에, 본 실시의 형태의 납땜 장치(100)의 챔버(10)의 내용적을 작게 마련할 수 있다.

본 실시의 형태에 나타낸 바와 같이, 열차폐판(5)은 O 링(4)으로부터 이격하여 배치하는 것으로, 열차폐판(5)으로부터 O 링(4)에 직접 열전도가 생기지 않도록 마련하는 것이 바람직하다. 또한, 열차폐판(5)과 O 링(4)을 다른 열전도를 방해하는 부품(혹은 열전도율을 저하시키는 복수의 불연속면(열전달면))을 사이에 두도록 배치하는 것으로 열전도가 생기기 어렵도록 마련하는 것이 바람직하다. 그러나, 이후에 상세히 기술하는 바와 같이, 열차폐판(5)에 의한 열반사에 의한 열차폐, 혹은 열흡수 및 냉각에 의한 열차폐가 충분히 기능하고 있는 경우에는, 열차폐판(5)과 O 링(4)을 직접 접촉시켜서 마련하는 것으로도 좋다.

열차폐판(5)은 단열성, 내열성이 우수한 스테인리스강으로 마련된다. 열차폐판(5)을 단열성이 우수한 스테인리스강으로 마련하는 경우에는, 적절하게 O 링(4)을 열차폐할 수 있다. 또한, 열차폐판(5)의 적어도 할로겐 히터(20)의 축 방향에 면하는 반사면(5c, 도 2의 A 참조)에는 기재(基材)로서의 스테인리스강보다 반사율의 높은 재료로 표면 처리를 실시하는 것이 바람직하다. 전형적으로는, 스테인리스강의 표면에 니켈 도금 또는 크롬 도금을 실시할 수 있다. 이와 같이 하면, 반사면(5c)의 반사율을 향상할 수 있다. 이와 같이 마련하는 것으로, 텅스텐 코일부(2)로부터의 축 방향의 열방사를 반사하여 O 링(4)을 할로겐 히터(20)의 축 방향으로 열차폐할 수 있다.

상술한 바와 같이, O 링(4)은 유리관(1)의 연장부(3)에 배치되는 것에 의해 위치 관계에 근거하여(이간 및 오프셋 되어서) 텅스텐 코일부(2)로부터 열차폐되어 있다. 또한, 열차폐판(5)에 의해서 텅스텐 코일부(2)로부터의 할로겐 히터(20)의 축 방향에 있어서의 열방사를 차단하는 것으로, 보다 효과적으로 O 링(4)을 열차폐할 수 있다. 본 실시의 형태의 납땜 장치(100)에 있어서, O 링(4)을 배치하는 유리관(1)의 연장부(3)의 외주면(3a)의 온도를 섭씨 약 150도 이하로 할 수 있는 것이 본원 발명자에 의해서 확인되고 있다. 이 때문에, 유리관(1)의 연장부(3)의 외주면(3a)상에 직접 O 링(4)을 마련해도 O 링(4)이 열파괴되어 버리는 일이 없고, 할로겐 히터(20)의 실링 기구를 축직각 방향으로 작게 마련할 수 있다. 이 때문에, 동일한 할로겐 히터(20)를 수용하는 납땜 장치(100)의 챔버(10)의 내용적을 작게 마련할 수 있기 때문에, 높은 분위기 조정 효율을 가지는 생산성이 높은 우수한 납땜 장치를 실현할 수 있다.

상술한 바와 같이, 종래의 가열 장치(300)(도 6 참조)에 있어서도 챔버(310, 도 6 참조)의 내용적을 가능한 한 작게 마련하는 것은 다양한 방법에 의해 시도되어 왔다. 그러나, 기밀하게 실링하기 위한 실링 기구를 소형화하는 것은 곤란했다. 무리하게 소형화하면, 실링 기구가 열파괴되어 버리기 때문이다. 또한, 필라멘트 램프(320)의 실링 기구를 소형화할 수 없는 것은 가열 장치(300)의 챔버(310)의 내용적을 소형화하지 못하는 것의 최대의 요인이 되어 있었다. 본원발명에 관한 열처리 장치로서의 납땜 장치(100)는 이 과제를 해결하고 있다. 또한, 본 실시의 형태의 납땜 장치(100)와 같이 복수의 할로겐 히터(20)를 인접시켜서 배치하여 마련하는(예를 들면, 도 3의 A 참조) 것에 의해, 복수의 할로겐 히터(20)를 보다 밀집시켜서 배치할 수 있다. 이 때문에, 회로 기판(200)에 대해서 높은 가열 효율(가열 밀도)을 가지는 생산성이 높은 우수한 납땜 장치를 실현할 수 있다.

또한, 본 실시의 형태의 납땜 장치(100)는, 열차폐판(5)을 홀딩함과 함께, 유리관(1)의 연장부(3)를 덮고, 유리관(1)의 축 방향으로 챔버의 격벽(10a)의 외측에까지 연장되는 냉각 블록(30)을 구비하고 있다. 냉각 블록(30)은 열용량(질량)이 크고, 챔버 격벽(10a)의 외측에까지 연장되어 있다. 또한, O 링(4)의 외주면(4b)(도 2의 B 참조)은, 냉각 블록(30)에 접촉하여 기밀하게 실링하도록 마련되어 있다. 이 때문에, 냉각 블록(30)은 O 링(4)을 적절하게 냉각할 수 있다. 동일하게, 열차폐판(5)은 냉각 블록(30)에 직접 나사 체결하여 고정되어 있다. 이 때문에, 냉각 블록(30)은 열차폐판(5) 및 O 링(4)을 동시에 냉각할 수 있다. 또한, 냉각 블록(30)은 단열성이 우수한 스테인리스강에 의해 마련된다. 이 때문에, 챔버(10)의 내부로부터의 다양한 반사 경로를 통한 열방사(열반사)를 차단하여, 냉각 블록(30)에 의해 덮인 유리관(1)의 연장부(3) 및 O 링(4)을 더 적절하게 열차폐할 수 있다.

이와 같이 냉각 블록(30)에 의해서 열차폐판(5) 및 O 링(4)을 냉각하는 것으로써, 열차폐판(5) 및 O 링(4)을 할로겐 히터(20)의 축 방향에 있어서 텅스텐 코일부(2)에 더 접근시켜서 배치할 수 있기 때문에, 할로겐 히터의 실링 기구를 축 방향으로 작게 마련할 수 있다. 이 때문에, 챔버(10)의 내용적을 더 작게 마련한 높은 분위기 조정 효율을 가져서 생산성이 높은 우수한 납땜 장치(100)를 마련할 수 있다.

또한, 냉각 블록(30)은 냉각 블록(30)을 냉각하는 냉각 매체로서의 냉각수를 순환시키는 냉각 매체 순환 장치(40e)를 이용하여 강제 냉각되도록 마련되어 있다. 냉각 블록(30)은, 이후에 상세히 기술하는 스페이서 블록(40)이 가지는 관통 구멍(40a)(도 3의 A 참조) 내에 조립할 수 있음과 함께, 관통 구멍(40a)의 내경(40b)에 대해서 밀폐 실링(30a, 30b)을 이용하여 기밀하게 실링하여 장착되어 있다. 이 때문에, 스페이서 블록(40)에 마련된 냉매 유로(40d)내를 냉각 매체 순환 장치(40e)에 의해서 냉각수가 순환하는 것으로써, 냉각 블록(30)을 강제 냉각할 수 있다.

냉각 블록(30)을 강제 냉각하는 경우에는, 냉각 블록(30)을 자연 냉각하는 경우와 비교하여 더 효율 좋게 열차폐판(5) 및 O 링(4)을 냉각 또는 열차폐할 수 있다. 이 때문에, 열차폐판(5) 및 O 링(4)을 할로겐 히터(20)의 축 방향에 있어서 텅스텐 코일부(2)에 더 접근시켜서 배치할 수 있기 때문에, 할로겐 히터의 실링 기구를 축 방향으로 더 작게 마련할 수 있다. 이 때문에, 챔버(10)의 내용적을 더 작게 마련한 높은 분위기 조정 효율을 가져서 생산성이 높은 우수한 납땜 장치(100)를 마련할 수 있다.

도 2의 A 내지 도 2의 C를 참조하여, 본 실시의 형태의 열처리 장치로서의 납땜 장치(100)를 상세하게 설명한다. 도 2의 A는, 열차폐판(5)을 할로겐 히터의 축 방향의 내측(챔버(10)내)에서 보고 나타낸다. 열차폐판(5)은 전체적으로 링 형상으로 형성되어 있는데, 분할면(5e)에서 제1의 분할 부품(5a)과 제2의 분할 부품(5b)으로 2 분할되어서 마련되어 있다. 본 실시의 형태의 할로겐 히터(20)는 유리관(1)내에 기능성 가스로서의 할로겐 가스 등을 봉입하여 마련되어 있다. 이 때문에, 할로겐 히터(20)의 원통 형상의 유리관(1)의 축 방향의 단부는 열간(熱間, hot)으로 편평하게 눌려서 겹쳐져서, 평탄부(3b)(도 2의 B 참조)를 형성하고 있다. 평탄부(3b)는, 할로겐 히터(20)의 원통 외경의 직경보다 큰 폭을 가지고 있다. 이 때문에, 열차폐판(5)을 2 분할한 부품(5a, 5b)에 의해서 마련하는 것으로, 평탄부(3b)를 가지는 유리관(1)의 연장부(3)의 외주면(3a)에 열차폐판(5a, 5b)의 내주면(5d)을 따르게 하여 조립할 수 있다. 이와 같이 분할된 열차폐판(5a, 5b)에 의해서, O 링(4)을 축 방향으로 열차폐하여 O 링(4)의 온도 상승을 방지할 수 있다. 열차폐판(5)은, 전형적으로는 2 분할하여 마련할 수 있지만, 3 분할, 4 분할 등, 다른 임의의 분할수에 의해 분할하는 것이라도 좋다.

또한, 유리관(1)은 반드시 일정한 굵기(직경)로 제조할 수 있다고는 할 수 없다. O 링(4)은 탄성을 가지는 것이므로 별로 문제는 되지 않지만, 금속판의 열차폐판(5)은 유리관(1)의 굵기(직경)의 편차가 문제로 될 수 있다. 열차폐판(5)의 내주면(5d)을 유리관(1)의 외주면(3a)을 따르게 하기 위해서, 도시한 바와 같이, 먼저, 열차폐판(5)의 내주면(5d)의 내주 지름을 유리관(1)의 직경의 편차로서 있을 수 있는 최대의 내주 지름으로 만들고, 다음에, 현물의 유리관(1)의 외경에 대응하여 반할(半割)면(분할면(5e))을 삭제하여 반할면으로부터의 내주면의 깊이를 조정하면 좋다. 또한, 열차폐판(5)을 유리관(1)의 제작 오차의 범위내에서 여러 종류 준비하여 선택하여 이용해도 좋다.

도 2의 B는, 도 1에 나타내는 2개의 냉각 블록(30) 중, 조정측의 냉각 블록(30-1)을 확대하여 나타낸다. 냉각 블록(30-1)은, 밀폐 실링(30b)에 의해서 실링 되고, 조정판(30c)에 의해 장착 위치가 조정되어서 스페이서 블록(40-1)에 장착된다. 다른 쪽의 밀폐 실링(30a)(도 1 참조)에 의해서 실링되는 고정측의 냉각 블록(30-2)은 조정판(30c)을 가지는 일 없이 스페이서 블록(40-2)에 고정되어서 조립될 수 있다. 또한, 조정측과 고정측을 특별히 구별하지 않을 때는 단순히 냉각 블록(30), 스페이서 블록(40)이라고 말한다. 또한, 밀폐 실링(30a, 30b)은, 상술의 O 링(4)와 동일하게, 내열성을 가지는 탄성 재료(예를 들면, 불소 고무인 바이톤(등록상표))로 각각 마련할 수 있다.

여기서, 할로겐 히터(20)의 유리관(1)은 열간 가공에 의해 성형되고, 내부에 불활성 가스 등이 충전된 상태에서 평탄부(3b)가 밀봉되어서 마련되기 때문에, 반드시 직관(直管)으로서 정밀도 좋게 제조할 수 있는 것은 아니다. 이 때문에, 유리관(1)의 굽음 등에 기인하는 장착 위치의 변동(제조 오차)을 흡수하는 기구를 마련하는 것이 바람직하다. 본 실시의 형태에서는, 한 쪽의 고정측의 냉각 블록(30-2)의 장착 위치를 기준으로 하여, 다른 쪽의 조정측의 냉각 블록(30-1)의 장착 위치를 조정한다. 이 때문에, 조정측의 냉각 블록(30-1)을 장착하는 스페이서 블록(40-1)의 관통 구멍(40a)의 내경은, 조립되는 냉각 블록(30-1)의 외경보다 조정폭의 분만큼 크게 마련된다. 한편, 조정판(30c)에 마련된 냉각 블록(30-1)을 장착하기 위한 장착 구멍은 조정폭을 포함하지 않고 냉각 블록(30-1)의 외경과 거의 일치하여 끼워맞춰지는 크기로 마련된다.

여기서 거의 일치는, 충분히 무리없이 끼워맞춰지도록 일치되는 것을 말한다. 바꾸어 말하면, 상기 조정폭과 비교하여 충분히 작은 간극으로 무리없이 끼워맞춰지는 정도의 일치이다. 이 때문에, 조정판(30c)은 냉각 블록(30-1)과 거의 간극없이 끼워맞춰지는 한편, 끼워맞춰진 냉각 블록(30-1)과 조정판(30c)을 스페이서 블록(40-1)에 대해서 이동하여 위치 조정하여 장착할 수 있다. 그리고 우선 조정판(30c)을 스페이서 블록(40-1)에 2개의 볼트로 나사 체결하여 위치 결정한 후에, 냉각 블록(30-1)을 스페이서 블록(40-1)에 4개의 볼트로 기밀성을 가지도록 확실하게 더 조이면 좋다. 나사(볼트) 체결의 체결 마진도 적절하게 이용하여 위치 조정을 행할 수 있다. 이와 같이, 유리관(1)의 굽음 등에 맞춰서 장착 위치를 위치 조정하는 조정 기구(조정판(30c))를 마련하는 경우에는, 유리관(1)에 무리한 힘이 가해져서 장착되는 일이 없다. 이 때문에, 유리관(1)이 파손해 버리는 것이나, 실링에 무리한 힘이 걸리는 것에 의해서 기밀성을 잃어버리는 것을 막을 수 있다.

또한, 본 실시의 형태에서는, O 링(4)에 걸리는 외력을 균등한 외력으로 하여 기밀성 좋게 실링이 더 행해지도록, O 링(4)을 할로겐 히터(20)의 축 방향으로 협지하는 축 방향의 내측과 외측에는, 2매의 백업 링(4c)이 조립되어 있다. 이 때문에, O 링(4)의 변형량이 균등한 변형량이 되도록 마련되어 있다. 이와 같이 2매의 백업 링(4c)으로 O 링(4)을 축 방향 상 사이에 두고 가압하는 것으로, O 링(4)에 의한 유리관(1)과 냉각 블록(30)의 사이의 실링을 기밀성이 높은 것으로 할 수 있다. 또한, 백업 링(4c)은 열차폐판(5a, 5b)과 함께 냉각 블록(30)에 나사 체결되도록 마련되어 있기 때문에, 백업 링(4c)의 두께를 변경하는 것으로 백업 링(4c)이 O 링(4)을 사이에 두고 가압하는 힘을 임의로 조정할 수 있다. 이 때문에, O 링(4)에 의한 실링의 기밀성을 임의로 조정할 수 있다. 여기서, 백업 링(4c)은 열차폐판과 동일하게 반할링(半割)으로 해도 좋지만, 탄력성이 풍부한 편할(片割)링(간극이 없는 C링)으로 하여 마련하고, 축 방향으로 눌러서 넓히는 것에 의해, 유리관(1)에 조립해도 좋다.

도 2의 C는, 열방사 히터로서의 할로겐 히터(20)를 할로겐 히터의 축 방향의 외측(챔버(10) 바깥)에서 보고 나타낸다. 상술의 조정측의 냉각 블록(30-1)과 조정판(30c)과는 독립하여 나사 체결 및 해제를 할 수 있도록 마련되어 있다. 이 때문에, 상술한 바와 같이, 먼저, 조정판(30c)을 스페이서 블록(40-1)에 나사 체결하고, 계속하여 냉각 블록(30-1)을 스페이서 블록(40-1)에 나사 체결하는 것으로, 할로겐 히터(20)의 축직각 방향으로 외력을 가하는 일 없이 할로겐 히터(20)를 장착할 수 있다. 또한, 할로겐 히터(20)가 그 축 방향으로 이동해 버리는 일이 없도록, 할로겐 히터(20)의 축 방향의 외측으로부터 누름판(30d)을 냉각 블록(30-1)에 나사 체결하여 할로겐 히터(20)를 장착하고 있다.

도 3의 A 및 도 3의 B를 참조하여, 본 발명의 제1의 실시형태에 관한 열처리 장치로서의 납땜 장치(100)를 설명한다. 도 3의 A는, 본 실시의 형태의 납땜 장치(100)의 열방사 히터로서의 할로겐 히터(20)의 장착 기구를 나타낸다. 상술한 바와 같이, 냉각 블록(30)은 밀폐 실링(30a, 30b, 도 1 참조)로 스페이서 블록(40)의 관통 구멍(40a)(도 2의 B 참조) 내에 기밀하게 실링하여 고정되어 있다. 또한, 이 냉각 블록(30)이 장착된 스페이서 블록(40)은, 챔버의 격벽(10a)에 마련된 관통 개구(10b)(도 3의 B 참조)를 밀폐 실링(40c, 도 1 참조)로 기밀하게 막아서 챔버(10)에 장착된다. 밀폐 실링(40c)은, 상술의 O 링(4)과 동일하게, 내열성을 가지는 탄성 재료(예를 들면, 불소 고무인 바이톤(등록상표))로 마련할 수 있다. 이와 같이 마련하는 것에 의해, 열처리 대상의 회로 기판(200, 도 1 참조)이 복수 종류 존재하는 경우에, 회로 기판(200)의 종류에 대응하여 스페이서 블록(40)을 복수 종류 준비하여 교환할 수 있다. 할로겐 히터(20)는 냉각 블록(30)에 장착되고 또한 스페이서 블록(40)의 관통 구멍(40a)내에 장착된다. 이 때문에, 회로 기판(200)을 가장 효율 좋게 가열할 수 있는 위치에 관통 구멍(40a)을 배치하는 것으로, 할로겐 히터(20)를 임의의 장착 위치에 배치할 수 있다.

이와 같이 마련하는 경우에는, 그 교환이 곤란한 챔버의 격벽(10a)에 할로겐 히터(20)를 직접 장착하는 경우와 비교하여, 회로 기판(200)에 대응한 가장 적절한 가열 위치에 할로겐 히터(20)를 배치하는 것이 용이해진다. 또한, 열처리 대상의 회로 기판(200)의 종류의 변경에 대응하여 단시간에 할로겐 히터(20)의 배치를 변경하는 것이 가능해진다. 이 때문에, 납땜 장치(100)를, 다양한 회로 기판(200)을 효율 좋게 납땜할 수 있는 생산성이 높은 우수한 납땜 장치로서 마련할 수 있다. 또한, 챔버의 격벽(10a) 및 스페이서 블록(40)은 단열성이 높은 스테인리스강으로 마련된다. 이와 같이 마련하는 경우에는, 챔버(10)내를 기밀하게 실링하는 것이 가능할 뿐만 아니라, 챔버(10)의 내측과 외측을 단열하여 효율이 좋은 납땜을 행할 수 있다.

이상으로 나타낸 바와 같이, 본 실시의 형태의 납땜 장치(100)는, 할로겐 히터(20)의 축직각 방향의 투영 면적이 작게 마련되어 있다. 여기서 축직각 방향의 투영 면적이란, 특히, 도면 중 상방으로부터 본 투영 면적이다. 즉, 복수의 할로겐 히터(20)를 나열한 본 실시의 형태의 구성의 경우, 상기 나열한 평면에 수직의 방향에서 본 할로겐 히터(20)의 실링 기구를 포함한 복수의 할로겐 히터 조립체의 투영 면적이다. 여기서, 할로겐 히터 조립체는 O 링(4, 도 1 참조) 및 열차폐판(5, 도 1 참조)을 포함하여 구성된다. 또한, 이것에 더하여, 도면 중 정면에서 본, 그 실링 기구를 포함하는 할로겐 히터 조립체의 투영 면적도 작게 마련되어 있다. 또한, 할로겐 히터(20)의 O 링(4)이 할로겐 히터의 축 방향의 내측에 텅스텐 코일부(2)(도 1 참조)에 근접하여 마련되어 있다. 이 때문에, 납땜 장치(100)의 챔버(10)의 내용적이 작게 마련되고, 납땜 장치(100)는, 높은 분위기 조정 효율을 가지는 생산성이 높은 우수한 납땜 장치로서 마련되어 있다. 예를 들면, 납땜 장치(100)의 챔버(10)내를 진공으로 치환할 때까지 필요로 하는 시간을 종래의 납땜 장치와 비교하면, 진공 치환 시간의 4할을 삭감할 수 있는 극히 큰 효과를 가지는 것이 본원 발명자에 의해서 확인되고 있다.

본 실시의 형태의 납땜 장치(100)는, 복수의 할로겐 히터(20)를 인접시켜서 마련하는 경우에도, 복수의 할로겐 히터(20)를 보다 근접시켜서 마련할 수 있다. 이 때문에, 높은 열방사 밀도로 효율 좋게 회로 기판(200)을 가열할 수 있고, 가열 효율이 높은 것에 의해 생산성이 높은 우수한 납땜 장치로서 마련되어 있다. 또한, 복수 종류의 회로 기판(200)을 납땜하는 경우에도, 회로 기판(200)에 대응하여 마련된 스페이서 블록(40)을 수시 교환하여 할로겐 히터(20)의 배치를 단시간에 변경할 수 있다. 이 때문에, 다양한 회로 기판(200)을 효율 좋게 열처리 할 수 있는 생산성이 높은 우수한 납땜 장치로서 마련되어 있다.

도 4를 참조하여, 본 발명의 다른 실시형태에 관한 열처리 장치로서의 납땜 장치(100)를 설명한다. 다른 실시형태에서는, 상술의 냉각 블록(30)(도 3의 A 참조)과 스페이서 블록(40)을 일체로 하여 마련하는 것으로 해도 좋다. 이 경우에는, 상술의 열차폐판(5)(도 1 참조)은 직접 스페이서 블록(40)의 내측(챔버(10) 안)에 나사 체결하여 고정하고, O 링(4)(도 1 참조)의 외주면(4b)(도 2의 B 참조)은 직접 스페이서 블록(40)의 관통 구멍(40a)에 접촉하여 실링하도록 마련할 수 있다. 이 실시형태는, 할로겐 히터(20)의 양단부에 상술의 평탄부(3b)(도 2의 B 참조)가 형성되지 않는 경우에 적용하기 쉽다. 이 경우에는 보다 용이하게 납땜 장치(100)를 마련할 수 있다.

도 5를 참조하여, 본 발명의 제2의 실시형태에 관한 열처리 장치로서의 납땜 장치(100a)를 설명한다. 납땜 장치(100a)는, 열차폐판(5)(도 1 참조)과 냉각 블록(30)(도 1 참조)이 일체가 된 냉각 블록(30e)으로서 마련되어 있는 것 외에는, 본 발명의 제1의 실시형태의 납땜 장치(100)와 동일하게 마련된다. 따라서 본 실시의 형태에서는, 냉각 블록(30e)에 대해서만 설명한다. 냉각 블록(30e)은 할로겐 히터(20)를 포위하는 관통 구멍의 내면에 O 링(4)을 조립하기 위한 내홈이 가공되어서 마련되어 있다. O 링(4)은 냉각 블록(30e) 내홈의 안에 조립되어서 할로겐 히터(20)의 축 방향에 면하는 냉각 블록(30e)의 열차폐판부(30f)에 의해서 열차폐되어 있다. 이 때문에, 상술의 열차폐판(5)의 경우와 동일하게 O 링(4)을 적절하게 열차폐할 수 있다. 한편, 상술의 별체로 마련된 열차폐판(5) 및 냉각 블록(30)의 경우와 비교하여, 일체로 마련된 냉각 블록(30e)은 효율 좋게 열전도를 행하여 할로겐 히터의 축 방향에 면하는 열차폐판부(30f)를 냉각할 수 있다. 이 때문에, 본 실시의 형태의 납땜 장치(100a)는 상술의 제1의 실시형태의 납땜 장치(100)보다 할로겐 히터(20)의 축 방향 상 더 내측의 위치(텅스텐 코일부(2)에 근접한 위치)에 O 링(4)을 마련할 수 있다.

이 때문에, 본 실시의 형태의 납땜 장치(100a)에서는, 챔버의 내용적을 더 작게 마련할 수 있다. 이것에 의해 납땜 장치(100a)를 높은 분위기 조정 효율을 가지는 우수한 납땜 장치로서 마련할 수 있다. 또한, 이 실시형태도, 할로겐 히터(20)의 양단부에 상술의 평탄부(3b)(도 2의 B 참조)가 형성되지 않는 경우에 적용하기 쉽다. 또한, 납땜 장치(100a)는, 제1의 실시형태의 납땜 장치(100)(도 1 참조)의 냉각 블록(30-1)(도 1 참조)과 동일하게 냉각 블록(30e-1)의 장착 위치의 조정 기구를 가진다. 이 때문에, O 링(4)에 할로겐 히터(20)의 장착을 위한 외력이 작용하는 것을 방지할 수 있고, 기밀성이 높은 챔버(10)의 실링을 행할 수 있다. 이 때문에 납땜 장치(100a)를 생산 신뢰성이 높고 O 링(4)의 보수를 위한 생산 경제성이 우수한 획기적인 납땜 장치로서 마련할 수 있다.

또한, 상술의 실시형태의 납땜 장치에서는, 챔버(10)내를 환원 가스 분위기로 치환하여 납땜을 행하는 것으로 설명했지만, 다른 실시형태에서는, 단지 챔버(10)내의 공기를 진공 펌프로 배기하여 납땜을 행하는 것으로 해도 좋다. 이 경우에는, 보다 용이하게 땜납 접합면의 산화막의 형성을 방지하여 납땜을 행할 수 있다. 혹은, 또 다른 실시형태에서는, 수소 가스 대신에 포름산 가스를 환원 가스로서 이용하여 납땜을 행하는 것으로 해도 좋다. 이 경우에도, 동일하게 땜납 접합면에 형성된 산화막을 제거하여 신뢰성이 높은 납땜을 행할 수 있다.

또한, 상술의 실시형태의 납땜 장치에서는, 복수의 열방사 히터로서의 할로겐 히터(20)를 동일 평면상에 평행하게 나열하여 배치하는 것으로 설명했지만, 다른 실시형태에서는, 납땜 장치는 하나의 할로겐 히터(20)만을 구비하는 것으로 해도 좋다. 이 경우에도, 동일하게 할로겐 히터를 실링하는 실링 기구를 소형화하는 것으로 납땜 장치의 챔버의 내용적을 작게 마련할 수 있기 때문에, 분위기 조정 효율이 높은 우수한 납땜 장치를 실현할 수 있다. 또한, 상술의 실시형태의 납땜 장치에서는, 회로 기판(200)을 할로겐 히터(20)의 상방에 배치하는 것으로, 하방으로부터 회로 기판(200)을 가열하는 것으로 설명했다. 그러나, 다른 실시형태에서는, 회로 기판(200)을 할로겐 히터(20)의 하방에 배치하여, 회로 기판(200)을 상방으로부터 직접 할로겐 히터(20)로 가열하는 것으로 해도 좋다. 이 경우에는, 회로 기판(200)을 직접 가열할 수 있기 때문에, 가열 효율이 좋은 납땜 장치로 할 수 있다. 또한, 회로 기판(200)을 지지하는 경우의 지지대는, 내열성과 전열성을 가지는 임의의 재료, 예를 들면, 스테인리스강, 구리(구리 합금), 알루미늄(알루미늄 합금), 세라믹 등으로 마련하는 것으로 해도 좋다. 스테인리스강은, 내열성이 우수하고 산화되기 어려운 이점이 있다. 구리, 알루미늄 등은, 스테인리스강보다 열전도율이 높기 때문에, 효율 좋게 회로 기판(200)을 가열할 수 있다. 또한, 탄소강이라도 좋다. 지지대를 할로겐 히터(20)의 하방에 배치하는 경우는, 열전도율에 구애될 필요가 없기 때문에, 내열성이 높은 석영 등으로 이루어지는 세라믹으로 해도 좋다.

또한, 상술의 실시형태의 열방사 히터는 할로겐 히터(20)에 의해 마련되어 있는 것으로 설명했지만, 다른 실시형태에서는, 열방사 히터를 불활성 가스중에 탄소섬유 필라멘트를 봉입한 카본 히터(20)에 의해 마련하는 것으로 해도 좋다. 이 경우에는, 물의 흡수 스펙트럼의 피크(파장 약 3μm)에 가까운 파장 약 2μm 내지 약 4μm의 파장 영역의 적외선을 보다 많이 방사할 수 있다. 전형적으로는, 작업물로서의 회로 기판(200)은 약간의 수분을 포함한다(반도체 패키지 등의 전자 부품 및 기판은 통상, 약간의 흡습성을 가진다). 이 때문에, 열방사 히터로서의 카본 히터(20)는 회로 기판(200)이 포함되는 수분을 통하여 회로 기판(200)을 효율 좋게 가열할 수 있다. 그리고 수분을 신속히 제외시킬 수 있다. 또한, 또 다른 실시형태에서는, 열방사 히터는 공기중에 니크롬 필라멘트를 봉입한 니크롬선 히터에 의해 마련하는 것으로 해도 좋다. 이 경우에는, 보다 간단하고 쉽게 열방사 히터를 마련할 수 있다.

또한, 상술의 실시형태의 할로겐 히터(20)의 텅스텐 코일부(2, 도 1 참조)를 포위하는 유리관(1, 도 1 참조)의 반둘레면의 외측의 표면에는, 회로 기판(200)(도 1 참조)과 대향하지 않는 방향으로 방사되는 열방사를 회로 기판(200)을 향해서 반사하는 백색의 세라믹 도료가 도포된 반사면(1a, 도 1 참조)이 마련되는 것으로 설명했다. 그러나 다른 실시형태에서는, 텅스텐 코일부(2)를 포위하는 유리관(1)의 반둘레면에 마련되는 반사면(1a)은, 석영 유리제의 유리관(1)에 부분적으로 반사율 및 내열성이 높은 다른 재료, 예를 들면, 크롬을 진공 증착(도금)하는 것으로써 마련하는 것으로 해도 좋다. 혹은, 또 다른 실시형태에서는, 반사면(1a)은 크롬(도금) 대신에 동일하게 반사율 및 내열성이 높은 지르코늄(도금)에 의해 마련하는 것으로 해도 좋다.

또한, 상술의 실시형태의 O 링(4) 및 밀폐 실링(30a, 30b, 40c, 각 도 1 참조)은, 내열성을 가지는 불소 고무로 마련하는 것으로 설명했지만, 다른 실시형태에서는, O 링(4) 및 밀폐 실링(30a, 30b, 40c)을 바람직한 기밀성 및 내열성을 가지는 합성 고무(예를 들면, 실리콘 고무)로 마련하는 것으로 해도 좋다.

또한, 상술의 실시형태의 열차폐판(5, 도 1 참조) 및 냉각 블록(30, 30e)은 단열성이 우수한 스테인리스강으로 마련되는 것으로 설명했지만, 냉각 블록(30, 30e)의 냉각(강제 냉각)이 충분히 행해지는 경우에는, 열차폐판(5) 및 냉각 블록(30, 30e)은 열전도율이 높은 알루미늄 합금으로 마련하는 것으로 해도 좋다. 이 경우에는, 열차폐판(5) 및 냉각 블록(30, 30e)이 효율 좋게 열흡수, 열전달을 행하는 것에 의해, O 링(4, 도 1 참조)을 열차폐할 수 있다. 또한, 상술의 실시형태의 열차폐판(5)의 반사면(5c, 도 2의 A 참조)에는 반사율을 향상시키기 위해서 니켈 도금 또는 크롬 도금이 실시되는 것으로 설명했지만, 다른 실시형태에서는, 열차폐판(5)의 반사면(5c)에는 금속 도금을 실시하지 않고, 대신에 반사면(5c)을 연마 가공에 의한 경면 마무리에 의해 마련하는 것으로 해도 좋다. 이 경우에는, 보다 용이하게 반사면(5c)을 마련할 수 있다.

또한, 상술의 실시형태의 냉각 매체 순환 장치(40e, 도 1 참조)는 냉매로서의 물을 스페이서 블록(40)에 마련된 냉매 유로(40d, 도 1 참조) 내에 순환시키는 것으로 설명했지만, 다른 실시형태에서는, 냉각 매체 순환 장치(40e)는 물 대신에 공기를 순환하여 냉각 블록(30)을 냉각하는 것으로 해도 좋다. 이 경우에는, 오염되기 어렵고, 취급하기 쉬운 냉각 매체 순환 장치(40e)로 할 수 있다.

이상으로 설명한 실시형태에서는, 열처리 장치는 납땜 장치인 것으로서 설명했지만, 다른 실시형태에서는, 열처리 장치는, 작업물을 가열하여 열처리를 행하는 임의의 열처리 장치로서 마련할 수 있다. 예를 들면, 열처리 장치는, 반도체 집적회로의 제조, PVD, CVD 피막의 형성 등의 목적으로 챔버 내의 특정 분위기하에서 작업물을 열처리하는 열처리 장치로서 마련할 수 있다.

본 명세서 중에서 인용하는 간행물, 특허 출원 및 특허를 포함하는 모든 문헌을, 각 문헌을 각각에 구체적으로 표시하고, 참조하여 넣는 것과, 또한, 그 내용의 모든 것을 여기서 기술하는 것과 동일한 정도로, 여기서 참조하여 넣는다.

본 발명의 설명에 관련하여(특히 이하의 청구항에 관련하여) 이용되는 명사 및 동일한 지시어의 사용은, 본 명세서 중에서 특별히 지적하거나, 명백하게 문맥과 모순되거나 하지 않는 한, 단수 및 복수의 양쪽 모두에 미치는 것으로 해석된다. 어구 「구비한다」, 「가진다」, 「포함한다」 및 「포함한다」는, 특별히 언급이 없는 한, 오픈엔드 텀(open-end term, 즉 「~ 를 포함하나 이에 한정되지 않는다」는 의미)로서 해석된다. 본 명세서 중의 수치 범위의 구체적 진술(具陳)은, 본 명세서 중에서 특별히 지적하지 않는 한, 단순히 그 범위내에 해당하는 각 값을 각각에 언급하기 위한 약기법으로서의 역할을 하는 것만을 의도하고 있고, 각 값은, 본 명세서 중에서 각각에 열거된 바와 같이, 명세서에 넣어진다. 본 명세서 중에서 설명되는 모든 방법은, 본 명세서 중에서 특별히 지적하거나, 명백하게 문맥과 모순되거나 하지 않는 한, 모든 적절한 순서대로 행할 수 있다. 본 명세서 중에서 사용하는 모든 예 또는 예시적인 표현(예를 들면 「등」)은, 특별히 주장하지 않는 한, 단순히 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 불가결한 것으로 하여 나타내는 것으로는 해석되지 않는 것으로 한다.

본 명세서 중에서는, 본 발명을 실시하기 위하여 본 발명자가 알고 있는 최선의 형태를 포함하고, 본 발명의 바람직한 실시형태에 대해서 설명하고 있다. 당업자에게 있어서는, 상기 설명을 읽으면, 이들 바람직한 실시형태의 변형이 명백해질 것이다. 본 발명자는, 숙련자가 적당하게 이러한 변형을 적용하는 것을 기대하고 있고, 본 명세서 중에서 구체적으로 설명되는 이외의 방법으로 본 발명이 실시 되는 것을 예정하고 있다. 따라서 본 발명은, 준거법으로 허용되는 바와 같이, 본 명세서에 첨부된 청구항에 기재된 내용의 수정 및 균등물을 모두 포함한다. 또한, 본 명세서 중에서 특별히 지적하거나, 명백하게 문맥과 모순되거나 하지 않는 한, 모든 변형에 있어서의 상기 요소의 어느 조합도 본 발명에 포함된다.

1: 유리관
1a: 백색 세라믹 도료(반사면)
2: 텅스텐 코일부(열방사부)
3: 연장부
3a: 외주면
3b: 평탄부
4: O 링(실링 링)
4a: 내주면
4b: 외주면
4c: 백업 링
5: 열차폐판
5a: 제1의 분할 부품
5b: 제2의 분할 부품
5c: 반사면
5d: 내주면
5e: 분할면
10: 챔버
10a: 격벽
10b: 관통 개구
20: 할로겐 히터(열방사 히터)
30: 냉각 블록
30-1: 조정측 냉각 블록
30-2: 고정측 냉각 블록
30a: 밀폐 실링
30b: 밀폐 실링
30c: 조정판
30d: 누름판
30e: 냉각 블록
30f: 열차폐판부
40: 스페이서 블록
40-1: 조정측 스페이서 블록
40-2: 고정측 스페이서 블록
40a: 관통 구멍
40b: 내주면
40c: 밀폐 실링
40d: 냉매 유로
40e: 냉각 매체 순환 장치
100: 납땜 장치(열처리 장치)
100a: 납땜 장치(열처리 장치)
200: 전자 부품을 탑재한 회로 기판(작업물)
300: 가열 장치
301: 유리관
301a: 적외선 반사막
304: 밀봉 부재
320: 필라멘트 램프
330: 냉각풍

Claims

열처리 대상의 작업물을 수용하는 챔버로서, 상기 챔버의 내부를 외부와 차단하는 격벽을 갖는 챔버와;
상기 격벽을 관통하여 마련된 열방사 히터를 구비하며,
상기 열방사 히터는, 상기 작업물을 가열하는 열을 방사하는 열방사부와, 상기 열방사부를 덮는 원통 형상의 유리관으로서, 상기 열방사부의 축 방향에 따른 외측을 지나 연장된 연장부를 갖는 유리관을 가지며,
또한, 상기 연장부의 외주면에 배치되는 실링 링으로서, 상기 연장부의 외주면에 내주면이 접촉하여 상기 챔버의 내부를 외부에 대해 기밀하게 실링하는 실링 링과;
상기 유리관의 축 방향에서 상기 열방사부와 상기 실링 링의 사이에 배치되며 상기 실링 링을 상기 열방사부로부터 열차폐하는 열차폐판으로서, 상기 연장부를 따른 내주면이 형성된 열차폐판을 구비하는 열처리 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 열차폐판을 홀딩하는 냉각 블록으로서, 상기 연장부를 덮으면서 상기 유리관의 축 방향에 따른 상기 챔버 격벽의 외측까지 연장되는 냉각 블록을 구비하며,
상기 실링 링의 외주면은 상기 냉각 블록에 접촉하여 기밀하게 실링하도록 구성되는 열처리 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 냉각 블록을 냉각시키는 냉각 매체 순환 장치를 구비하는 열처리 장치.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 작업물에 대해 상기 열방사 히터를 정해진 위치로 위치 결정하는 상기 냉각 블록이 관통하는 관통 구멍을 갖는 스페이서 블록을 더 구비하며,
상기 스페이서 블록은 상기 관통 구멍보다 큰 개구 면적을 갖는 상기 챔버의 격벽에 마련된 관통 개구를 기밀하게 막으면서 장착되도록 구성되고;
상기 냉각 블록과 상기 스페이서 블록은 기밀하게 실링되어 장착되도록 구성되는 열처리 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 작업물에 대해서 상기 열방사 히터를 정해진 위치로 위치 결정하여 장착시키는 관통 구멍을 갖는 스페이서 블록을 구비하며,
상기 스페이서 블록은 상기 관통 구멍보다 큰 개구 면적을 갖는 상기 챔버의 격벽에 마련된 관통 개구를 기밀하게 막으면서 장착되도록 구성되며,
상기 실링 링의 외주면은 상기 관통 구멍의 내주면에 접촉되어 기밀하게 실링하도록 구성되는 열처리 장치.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 열차폐판은 링 형상으로 형성되되, 상기 링을 반경 방향의 분할면에서 복수로 분할함에 따른 복수의 부품으로 마련되는 열처리 장치.
제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 열차폐판 및 상기 냉각 블록은 일체의 부품으로서 마련되는 열처리 장치.