TW201524646A - 軟焊裝置及真空軟焊方法 - Google Patents

Abstract

可維持腔體內在被指定之真空壓力，同時在真空壓力被調整到最佳之腔體內，可進行軟焊處理之軟焊裝置，如第4圖所示，係包括：腔體40，在真空環境下，可軟焊處理工件1；操作部21，輸入設定腔體40內的真空壓力；幫浦23，將腔體40內抽真空；壓力偵知器24，檢出腔體40內的壓力；以及控制部61，用於調整依據自壓力偵知器24輸出之腔體40內的壓力檢出資訊S24而被設定之真空壓力，同時使被設定之真空壓力保持既定時間。

Description

軟焊裝置及真空軟焊方法

本發明係關於一種可適用在當載置表面組裝用零件等到基板上的既定位置，以軟焊處理該零件與基板時，包括自真空熔融狀態之軟焊材脫泡及脫氣空孔之功能之真空回焊爐上之軟焊裝置及真空軟焊方法。

自先前以來，當利用功率元件或功率模組組裝等之大電流元件的回焊組裝工序時，藉通常之熱風(大氣)回焊處理產生之氣泡被視為問題，而被要求較少產生氣泡之工法。

第13A圖及第13B圖係表示先前例之熱風回焊例之工序圖。第13A圖所示之軟膏軟焊材8，係被塗佈在基板5的焊墊電極4上者。軟膏軟焊材8係加入助焊劑到軟焊材的粉末中，使其有適度的黏度者，其中，其係藉網版印刷機(Screen Printer)透過罩體，被塗佈在基板5的焊墊電極4上。

在此先前之熱風回焊中，軟膏軟焊材8被熱回焊處理，當軟焊材成為熔融狀態時，在其內部產生氣泡2。此氣泡2係當熔融之軟焊材(熔融軟焊材7)被冷卻而固化時，有殘留在其內部之問題。

關於產生氣泡，係將軟膏軟焊材8塗佈在基板5的焊墊電極4上，在未搭載電子零件之狀態下，進行熱風(大

氣)回焊處理之狀態，以第13A圖及第13B圖做示意性的說明。第13B圖所示之軟焊材3係在使第13A圖所示之軟膏軟焊材8熱回焊處理後，熔融軟焊材7藉表面張力，冷卻成球狀而成固化狀態。圖中的白色圓形係氣泡2的部分，非本意地被產生在熔融軟焊材7內，在冷卻固化後，也殘留在軟焊材3內。氣泡2係在功率元件等之中，導致熱傳效果減少及散熱惡化。

關於上述減少氣泡之產生，係在專利文獻1開示有一種包括真空排氣功能之軟焊裝置(真空回焊裝置)。當依據此軟焊裝置時，其包括排氣閥、真空幫浦及處理槽，在基板被搬入處理槽內，該基板的焊墊電極上的軟焊材熔融之狀態下，打開排氣閥，驅動抽真空幫浦，使處理槽的內部真空排氣。當做到如此之真空狀態時，在軟焊材熔融中，殘存在軟焊材內之氣泡可藉脫泡效果被去除。

【先行技術文獻】 【專利文獻】

【專利文獻1】日本特開平09-314322號公報

當依據先前例之真空回焊裝置時，如專利文獻1所見，當進行軟焊工序時，使腔體(處理槽)內成真空狀態。此時，起動抽真空幫浦以達到真空狀態，但是在先前方式中，係採用設定真空處理時間，僅在該被設定之真空處理時間，一心一意地持續作動抽真空幫浦之方法。

因此，藉抽真空，連續性改變氣泡被脫泡及脫氣 之真空度，所以，脫泡及脫氣激烈地進行。結果，在熔融軟焊材7中之氣泡2被脫泡及脫氣之過程中，隨著被吸引到軟焊材表面，其與其他氣泡2合體而慢慢變大。集結成較大之氣泡2爆裂，其成為產生助焊劑飛濺及軟焊材飛散之原因。

為解決上述課題，申請專利範圍第1項所述之軟焊裝置係包括：腔體，在真空環境下，可軟焊處理工件；操作部，輸入設定前述腔體內的真空壓力；幫浦，將前述腔體內抽真空；檢出部，檢出前述腔體內的壓力；以及控制部，用於調整依據自前述檢出部輸出之前述腔體內的壓力檢出資訊而被設定之真空壓力，同時使被設定之真空壓力保持既定時間。

申請專利範圍第2項所述之軟焊裝置，係在申請專利範圍第1項中，藉前述操作部被輸入設定之真空壓力，係一個或複數個。

申請專利範圍第3項所述之軟焊裝置，係在申請專利範圍第1或2項中，其包括供給惰性氣體或活性氣體之至少一者到前述腔體內之氣體供給部，前述控制部係調整前述氣體自前述氣體供給部，往前述腔體內之流入量。

申請專利範圍第4項所述之軟焊裝置，係在申請專利範圍第3項中，前述控制部係當使被設定之前述真空壓力保持既定時間時，依據來自前述檢出部之腔體內的壓力檢出資訊，控制使得維持前述幫浦在既定轉速，同時控制前述氣體的往前述腔體內之流入量，使得被設定之前述真空壓力保持既定時間。

申請專利範圍第5項所述之軟焊裝置，係在申請專利範圍第3項中，前述控制部係當使被設定之前述真空壓力保持既定時間時，依據來自前述檢出部之腔體內的壓力檢出資訊，控制使得前述氣體的往前述腔體內之流入量成為一定，同時控制前述幫浦的轉速，使得被設定之前述真空壓力保持既定時間。

申請專利範圍第6項所述之軟焊裝置，係在申請專利範圍第1或5項中任一項中，其包括在前述工件被投入到前述腔體內之前，加熱該工件到既定溫度之加熱部。

申請專利範圍第7項所述之軟焊裝置，係在申請專利範圍第6項中，其包括當前述工件被投入前述腔體內後，使投入腔體內之前，被加熱到既定溫度之工件，保持在既定溫度之加熱部。

申請專利範圍第8項所述之真空軟焊方法係包括：輸入設定在真空環境下，可軟焊處理工件之腔體內的真空壓力之工序；使被設定前述真空壓力之前述腔體內抽真空之工序；檢出該腔體內的壓力之工序；依據前述腔體內的壓力檢出資訊及被設定之真空壓力，調整該腔體內的真空壓力之工序；使被設定之前述真空壓力保持既定時間之工序；以及在前述真空壓力被調整後之前述腔體內，進行軟焊處理之工序。

申請專利範圍第9項所述之軟焊方法，係在申請專利範圍第8項中，其包括：輸入設定一個或複數個前述腔體內的真空壓力之工序；以及使被設定之各被輸入之前述真空壓力，分別保持既定時間之工序。

申請專利範圍第10項所述之軟焊方法，係在申請專利範圍第8或9項之任一項中，其包括在前述工件被投入前述腔體內之前，加熱工件至既定溫度之工序。

申請專利範圍第11項所述之軟焊方法，係在申請專利範圍第10項中，其包括當前述工件被投入前述腔體內後，使投入腔體內之前，被加熱到既定溫度之工件，保持在既定溫度之加熱工序。

當依據本發明之軟焊裝置及真空軟焊方法時，其包括朝向依據腔體內的壓力檢出資訊而被設定之真空壓力，調整腔體內的真空壓力，同時，使被設定之真空壓力保持既定時間之控制部。

藉此構成，可維持腔體內在被指定之真空壓力，所以，可在真空壓力被調整到最佳之腔體內，進行軟焊處理。到達目標壓力之熔融狀態下之軟焊材的氣泡2，係被抽真空到一定壓力，藉此，其慢慢地脫泡及脫氣，因此，可防止助焊劑飛濺或軟焊材飛散等，在被設定之真空壓力下，可進行氣泡較少之高品質真空軟焊處理。而且，藉真空處理時間=工件‧單位小節待機時間之設定，可在抽真空之中途階段，指定當作目標之真空壓力(以下稱做目標壓力)而進行減壓，可進行在最佳之真空壓力下之真空軟焊處理。在此所謂工件‧單位小節待機時間，係在工件僅被小節搬運單位搬運距離(節距)之處所，工件停留之時間。

10‧‧‧本體部

11‧‧‧搬入口

12‧‧‧搬出口

13‧‧‧搬運部

16‧‧‧搬運通路

17,27‧‧‧固定柱

18,28‧‧‧移動柱

20‧‧‧預備加熱部(加熱部)

21‧‧‧操作部

23‧‧‧幫浦

24‧‧‧壓力偵知器

25‧‧‧開放閥

26‧‧‧到達偵知器

29‧‧‧氣體供給部

30‧‧‧正式加熱部(加熱部)

40‧‧‧腔體

41‧‧‧容器

42‧‧‧基座

43‧‧‧升降機構

44‧‧‧面板加熱器(加熱部)

45,46‧‧‧固定柱(支撐部)

47‧‧‧銷體

48‧‧‧密封構件

50‧‧‧冷卻部

100‧‧‧真空回焊爐

第1圖係表示做為本發明實施形態之真空回焊爐100的構成例之剖面圖。

第2圖係表示腔體40的構成例之立體圖。

第3A圖係表示軟焊材3的真空脫氣例(其一)之剖面之工序圖。

第3B圖係表示軟焊材3的真空脫氣例(其二)之剖面之工序圖。

第4圖係表示真空回焊爐100的控制系統的構成例之方塊圖。

第5圖係表示搬運部13的構成例之剖面圖。

第6A圖係表示工件1的搬運例(其一)之剖面圖。

第6B圖係表示工件1的搬運例(其二)之剖面圖。

第7A圖係表示工件1的搬運例(其三)之剖面圖。

第7B圖係表示工件1的搬運例(其四)之剖面圖。

第8A圖係表示工件1的搬運例(其五)之剖面圖。

第8B圖係表示工件1的搬運例(其六)之剖面圖。

第9圖係表示腔體40的控制例之曲線圖。

第10圖係表示真空回焊爐100的溫度曲線之曲線圖。

第11圖係表示真空回焊爐100的控制例(其一)之流程圖。

第12圖係表示真空回焊爐100的控制例(其二)之流程圖。

第13A圖係表示先前例之熱風回焊例(其一)之工序圖。

第13B圖係表示先前例之熱風回焊例(其二)之工序圖。

本發明係為解決這種課題所研發出者，其目的在於提供一種可維持腔體內在被指定之真空壓力經過既定時間，同時在真空壓力被調整到最佳之腔體內，可進行軟焊處理之軟焊裝置及真空軟焊方法。

以下，一邊參照圖面，一邊說明本發明實施形態之軟焊裝置及真空軟焊方法。第1圖所示之真空回焊爐100係構成軟焊裝置一例者，例如當使功率元件或功率模組組裝等之表面組裝用之零件，載置在印刷基板的既定位置上，軟焊處理該零件及印刷基板時，使得在真空中，進行脫泡及脫氣處理。軟焊處理之對象係印刷基板或軟焊材被覆零件、其他及半導體晶圓等，以下總稱為工件1。

真空回焊爐100包括本體部10。本體部10係構成隔焰爐，例如本體部10在中間層包括搬運通路16，將此搬運通路16當作基準，本體部10被分割成未圖示之隔焰上部及隔焰下部，在深處側包括鉸鏈機構，隔焰上部係開蓋，使得可目視點檢搬運通路16。

本體部10的一邊側設有搬入口11，另一邊側設有搬出口12。在搬入口11與搬出口12間之搬運通路16設有搬運部13，搬運部13在本例之情形中，係被使用行走柱式之搬運機構70(參照第5圖~第8B圖)。當依據此搬運機構70時，可藉既定之搬運速度小節運送工件1。

在本體部10內，自搬入口11依序配置有預備加熱部20、正式加熱部30、腔體40及冷卻部50，工件1係被小節搬運，使得通過上述構件而到達搬出口12。

預備加熱部20及正式加熱部30係構成加熱部的一例，加熱部採用熱風循環加熱方式。預備加熱部20包括四個預備加熱區I~IV，為使工件1到達既定溫度(例如260℃)，而慢慢加熱(150-160-170-180℃左右)。預備加熱區I~IV被配置於搬運通路16的上下。在鄰近預備加熱部20之位置配設有正式加熱部30，使得在工件1被投入腔體40內前，該工件1加熱到260℃左右。

在鄰接正式加熱部30之位置配設有腔體40，腔體40係在對工件1軟焊處理時，在真空環境下，進行脫泡及脫氣處理者。第2圖所示之腔體40係包括容器41、基座42及升降機構43，其表示容器41自基座42離開，而在上方的既定位置停止之狀態。以下，將容器41的停止位置，稱做原來位置Hp。原來位置Hp係容器41在基座42上，自成為基準之位置至高度h之位置。高度h係只要係當自正式加熱部30往基座42上搬入工件1時，不成為障礙之高度即可。

容器41係包括底面開放型的筐體構造，例如使不銹鋼製之箱狀體顛倒而配置成蓋狀者。容器41的內部係空洞(空間)。容器41係藉升降機構43上下移動。在此，將工件1的搬運方向當作x方向，將直交此搬運方向之方向當作y方向，將與x，y方向直交之方向當作z方向時，在真空處理時，容器41係在z方向上下移動。

在容器41的下方配置有基座42，在基座42的下方配置有升降機構43。在升降機構43使用有油壓驅動式之壓缸或空氣驅動式之壓缸等。

基座42係包括比容器41的底面大小還要寬之平面及既定厚度。基座42係在容器41的底面端部抵接之位置，包括氣密用密封構件48。密封構件48被要求耐熱性，所以，例如使用氟系墊片。

在基座42的上表面的概略中央部設有排氣口201。在基座42的內部，一邊係連接在排氣口201，另一邊配設有連通到排氣用的連接口202之排氣管(未圖示)。連接口202係例如將工件1的搬運方向當作基準，被安裝在成為其左側或右側的一邊之基座42的側面上。連接口202被連接在第4圖所示之電磁閥22。

又，在基座42的上表面的既定位置設有氣體供給口203。在基座42的內部，一邊係連接到氣體供給口203，另一邊配設有連通到氣體供給用之連接口204上之氣體管(未圖示)。連接口204係例如被安裝在直交基座42的連接口204之基座42的另一側面上。連接口204被連接在第4圖所示之開放閥25。

又，在容器41的天花板面設有面板加熱器44。面板加熱器44係構成加熱部的一例，其使工件1加熱保持在既定溫度(260℃附近)。此加熱係為了在工件1被投入腔體40內後，也維持投入該腔體40內前之由正式加熱部30所造成之既定溫度。面板加熱器44的加熱方式，係遠紅外線輻射面板方式。面板加熱器44並不侷限於容器41的天花板面，也可以設於基座42的側邊。

在基座42的上表面的兩側的既定位置，設有一對固定柱45，46。固定柱45，46係構成搬運部13的一例，例如 固定柱45係被配設在基座42的上表面的左側端，固定柱46係被配設在其右側端，使得在腔體40內支撐工件1的兩側。 固定柱45，46係由板狀塊體構成，在板狀塊體的上表面設有圓錐頭部狀之複數銷體47。在此例中，銷體47係每四個成一群，以既定之配置節距並列。以既定之配置節距並列，係因為對應複數長度之工件1，使得可無障礙地支撐該工件1。

在此，參照第3A圖及第3B圖，說明軟焊材3的真空脫氣例。在此例中，工件1係在印刷配線板或半導體晶圓等，尤其在功率元件用途之基板5上，形成焊墊電極4，在此焊墊電極4形成軟焊材3之情形。基板5的尺寸係例如寬度×長度=250mm×300mm左右。而且，本例的焊墊電極4的尺寸係5mm×5mm左右。

第3A圖係軟焊材3尚未固化之熔融軟焊材7之狀態。圖中的白色形狀(圓形或橢圓形等)係氣孔2的部分，其係在熔融軟焊材7內，不預期產生之空氣積留。氣泡2隨著腔體40內的真空壓力變低(真空度變高)，熔融軟焊材7內的空氣集中，其形狀成長變大。

氣泡2係在抽真空處理中，被往外部拉開，該氣泡2與軟焊邊界面成為產生壓力差之狀態。熔融軟焊材7內的氣泡2係往外部脫出(被脫泡及脫氣)。

第3B圖所示之軟焊材3，係容器41內的壓力到達目標壓力後之熔融狀態。在本發明中，如下所述，在到達事先設定之目標壓力後，進行控制使得此目標壓力維持既定時間。如此一來，到達目標壓力之熔融狀態之軟焊材的氣泡2，藉一 定壓力之抽真空，慢慢被脫泡及脫氣，所以，可避免先前產生之氣泡2爆裂，而助焊劑飛濺或軟焊材飛散之情形。在外表面附近，係僅殘留較小的氣泡。在此狀態下，冷卻工件1。藉此，在焊墊電極4上，可形成氣泡2減少之軟焊材3。

接著，參照第4圖，說明真空回焊爐100的控制系統之構成例。當依據第4圖所示之真空回焊爐100的控制系統時，為了控制預備加熱部20、正式加熱部30、腔體40、冷卻部50及搬運機構70，其包括操作部21、電磁閥22、幫浦23、壓力偵知器24、開放閥25、到達偵知器26、升降機構43、面板加熱器44及控制單元60。控制單元60包括控制部61或記憶體部62及時序產生部63等。

操作部21係被連接在控制單元60，輸入腔體40內的真空壓力或真空壓力維持時間等，以設定到控制部61者。操作部21係使用液晶顯示面板或數字鍵盤等。藉操作部21輸入設定之真空壓力係一個或複數個。例如被設定真空脫泡及脫氣處理時之第1目標壓力P1或第2目標壓力P2。第1目標壓力P1或第2目標壓力P2之設定，係用於設定真空壓力，以進行真空軟焊處理。第1目標壓力P1或第2目標壓力P2，係成為操作數據D21，被輸入到控制部61。當然，在操作部21設有未圖示之”起動按鍵”，其對控制部61指示”起動”。

搬運機構70係被設於搬運部13，同時被連接到控制單元60。搬運控制訊號S13係自控制單元60被輸入到搬運機構70。搬運控制訊號S13係動作移動柱18，28，以小節進給(參照第5圖~第8圖)工件1之訊號。

預備加熱部20被連接到控制單元60。預備加熱控制訊號S20係自控制單元60被輸入到預備加熱部20。預備加熱控制訊號S20係動作預備加熱部20的加熱器或風扇等，為使工件1到達既定溫度(例如260℃)，而控制四個預備加熱區I~IV之訊號。

正式加熱部30被連接到控制單元60。正式加熱控制訊號S30係自控制單元60被輸入到正式加熱部30。正式加熱控制訊號S30係動作正式加熱部30的加熱器或風扇等，以加熱工件1到260℃之訊號。

升降機構43係被連接到控制單元60。升降控制訊號S43係自控制單元60被輸入到升降機構43。升降控制訊號S43係用於升降容器41之訊號。

面板加熱器44係被連接到控制單元60。加熱器控制訊號S44係自控制單元60被輸入到面板加熱器44。加熱器控制訊號S44係使密閉狀態之容器41內，維持在既定溫度之訊號。

電磁閥22係被連接到控制單元60。電磁閥22使用真空控制用之節流閥。電磁閥控制訊號S22係自控制單元60被輸入到電磁閥22。電磁閥控制訊號S22係用於控制電磁閥22的閥開度之訊號。

幫浦23係被連接到控制單元60。幫浦23係使用迴轉式(鼓風機)或往復式(活塞)等之真空幫浦。幫浦控制訊號S23係自控制單元60被輸入到幫浦23。幫浦控制訊號S23係用於控制幫浦23的輸出之訊號。

控制單元60連接有到達偵知器26。到達偵知器 26係在脫泡及脫氣處理時，產生到達檢出訊號S26。到達檢出訊號S26係表示工件1是否到達腔體40內之訊號，自到達偵知器26往控制單元60被輸出。到達偵知器26係使用反射型或透過型之光學偵知器。

在控制單元60連接有壓力偵知器24。壓力偵知器24係構成檢出部的一例，在脫泡及脫氣處理時，產生壓力檢出訊號S24。壓力檢出訊號S24係表示腔體40內的壓力之訊號，自壓力偵知器24往控制單元60被輸出。壓力偵知器24係使用隔膜真空計、熱電偶真空計、皮拉尼真空計或北寧真空計等。

開放閥25的一邊被連接到第2圖所示之基座42的連接口204，另一邊被連接到未圖示之氮氣鋼瓶或氫氣鋼瓶等之氣體供給部29。氣體供給部29包括未圖示之比例電磁閥。氣體供給部29只要係可供給氮氣(惰性氣體)及氫氣(還原用之活性氣體)之至少一者到腔體40內即可。比例電磁閥係調整氮氣或氫氣等之流入量。開放閥控制訊號S25係自控制單元60被輸出到開放閥25。開放閥控制訊號S25係用於控制開放閥25之訊號。

開放閥25係例如使用包括初期開放閥及主開放閥者。初期開放閥係包括既定之口徑，其口徑小於主開放閥。初期開放閥係在抑制使氣體往腔體40之流入量較少時，或者，主開放閥的前段動作時使用。主開放閥係大於初期開放閥的口徑，與初期開放閥相比較下，其使氣體的流入量通過較多。藉控制開放閥25，可使腔體40內在真空減壓中，調整到多階段之目標壓力(Pa)。

冷卻部50被連接到控制單元60。冷卻控制訊號S50係自控制單元60被輸出到冷卻部50。冷卻控制訊號S50係用於控制熱交換器或風扇等之訊號。冷卻部50的冷卻方式係渦輪風扇(氮氣環境氣體)。

控制單元60包括控制部61、記憶體部62及時序產生部63。控制單元60也包括未圖示之類比‧數位轉換器或震動產生器等。控制部61連接有記憶體部62，其記憶有控制數據D62。控制數據D62係用於控制預備加熱部20、電磁閥22、幫浦23、開放閥25、正式加熱部30、升降機構43、面板加熱器44、冷卻部50及搬運機構70之數據。記憶體部62使用讀取專用記憶體(Read Only Memory：ROM)、隨機寫入讀出記憶體(Random Access Memory：RAM)或硬碟記憶體(Hard Disk Drive：HDD)等。

控制部61係依據壓力檢出訊號S24調整真空壓力，同時控制電磁閥22、幫浦23及開放閥25，使得真空壓力保持既定時間。控制部61使用中央處理裝置(Central Processing Unit：CPU)。

例如控制部61係當使被設定之真空壓力保持既定時間時，依據壓力檢出訊號S24，控制使得幫浦23維持在既定轉速，同時控制氣體流入腔體40內之流入量，使得被設定之真空壓力保持既定時間。此時，控制部61係控制開放閥25，使得調整氣體的流入量。其係為了使腔體40內，以被設定之真空壓力，保持既定時間。藉此控制，可使腔體40內，維持在被設定之真空壓力。藉此，可使熔融軟焊材7內的氣泡2慢慢地脫氣及脫泡。因此，可防止氣泡2爆裂，而助焊劑飛濺或 軟焊材飛散等。

又，當控制部61使被設定之真空壓力保持既定時間時，依據壓力檢出訊號S24，控制使得氣體往腔體40內之流入量為一定，同時控制幫浦23的轉速，使得被設定之真空壓力保持既定時間。藉此控制，可使腔體40內，維持在被指定之真空壓力。藉此，可使熔融軟焊材7內的氣泡2慢慢地脫氣及脫泡。可進行氣泡2較少之高品質的真空軟焊處理。

在控制部61除了連接有記憶體部62，也連接有時序產生部63。時序產生部63係輸入得自未圖示之震動產生器之基準時鐘訊號及來自控制部61之控制指令，以產生上述預備加熱控制訊號S20、電磁閥控制訊號S22、開放閥控制訊號S25、正式加熱控制訊號S30、升降控制訊號S43、加熱器控制訊號S44、冷卻控制訊號S50及搬運控制訊號S70。

接著，參照第5圖~第9圖，說明搬運機構70的構成例、工件1的搬運例(其一~其六)及腔體40的控制例。在第5圖中，行走柱式的搬運機構70，包括固定柱17，27及移動柱18，28。移動柱18，28的進給節距係例如400mm左右。在此，將腔體40當作基準，將工件1被搬入之側當作搬入側，將工件1被搬出之側當作搬出側。搬入側的固定柱17，係被設於第1圖所示之預備加熱部20及正式加熱部30，搬出側的固定柱27被設於冷卻部50。

固定柱17，27係在工件1的搬運通路16的兩側，各設有一對。移動柱18，28係動作(參照圖中的(1)~(4)：行走)使得相對於兩側的固定柱17，27而言，分別上下及左 右移動。在圖中，編號a係移動柱18，28的各原來位置Hp。移動柱18，28係在搬入側及搬出側分別獨立驅動。

例如搬入側的移動柱18係以軌跡(1)，往垂直方向(a→b)上升，自固定柱17(固定柱45)收取工件1。接著，在載置有工件1之狀態下，以軌跡(2)在水平方向(b→c)移動，以軌跡(3)在垂直方向(c→d)下降，載置工件1在固定柱17(固定柱45)後，移動柱18以軌跡(4)在水平方向(d→a)移動，再回到原來位置Hp。如此一來，依序小節進給工件1。

又，搬出側的移動柱28係以軌跡(1)，在水平方向(a→b)移動。接著，以軌跡(2)往垂直方向(b→c)上升。藉此，移動柱28自固定柱45(固定柱27)收取工件1。而且，在載置有工件1之狀態下，以軌跡(3)在水平方向(c→d)移動。之後，以軌跡(4)往垂直方向(d→a)下降，在載置工件1到固定柱27後，回到原來位置Hp。如此一來，以既定之搬運速度依序小節進給(在紙面上係自右側往左側，依序搬運工件1)工件1。

〔工件搬出時之動作〕

在第5圖所示之固定柱45，(46：參照第2圖)上，載置有工件1，容器41係在不阻礙搬運部13的搬運動作之位置停止。將此位置當作腔體40的原來位置Hp，在此，使容器41待機。當將這些動作當作前提，使第5圖所示之固定柱45上的工件1，自腔體40搬出時，在第6A圖中，移動柱28係以軌跡(1)在水平方向(a→b)移動，之後，以軌跡(2)往垂直方向(b→c)上升，自基座42上的固定柱45接收工件1。此時，移動柱28係自固定柱45的下方，提起工件1再接受。

之後，在第6B圖中，移動柱28係以軌跡(3)捧起工件1以在水平方向(c→d)移動，以軌跡(4)往垂直方向(d→a)下降。藉此，可使自腔體40接收之工件1交給冷卻部50。之後，移動柱28在搬出側的原來位置Hp=a待機。

〔工件搬入時之動作〕

而且，在第7A圖中，移動柱18在搬入側，以軌跡(1)往垂直方向(a→b)上升，藉該移動柱18上升，自正式加熱部30的固定柱17接收工件1。之後，移動柱18以軌跡(2)在水平方向(b→c)上移動，而且，以軌跡(3)往垂直方向(c→d)下降。藉移動柱18下降，使得載置工件1往基座42上的固定柱45。

之後，在第7B圖中，移動柱18係以軌跡(4)在水平方向(d→a)上移動，回到搬入側的原來位置Hp=a。藉此，移動柱18係在腔體40的搬入側待機，轉移到次一工件1的搬入(小節進給)。

另外，在第8A圖中，當移動柱18自腔體40離開時，升降機構43在腔體40動作，容器41自原來位置Hp下降。由未圖示之升降機構43所做之下降即告結束，容器41成為壓入基座42之狀態。此時，第2圖所示之容器41的底部端邊抵接在密封構件48。藉此，容器41內成為密閉狀態。之後，使腔體40抽真空。

〔密閉室做成時之動作〕

當容器41內成為密閉空間後，藉幫浦23進行抽真空處理。在此，參照第9圖以說明腔體40的控制例。在此例中，係例舉設定第1目標壓力P1與第2目標壓力P2，以抽真空腔體40之情形。在第9圖中，縱軸係容器41內的真空壓力〔Pa〕 (壓力)，橫軸係關於真空脫泡及脫氣處理之時間，抽出真空回焊處理的一連串的動作時間中的時刻t5~t6〔sec〕以表示之。圖中的粗彎折曲線係表示腔體40的真空壓力控制特性之曲線(真空壓力控制曲線)。

在此例中，係設定第1目標壓力P1，使第2圖所示之容器41內，在時刻t51~t52自大氣壓(約10萬Pa)抽真空(減壓)到第1目標壓力P1。P1係例如5萬Pa。時刻t51係減壓開始時刻，時刻t52係第1目標壓力P1的達成時刻。之後，自時刻t52到t53，使容器41內的真空壓力維持在第1目標壓力P1。圖中的T1的真空壓力維持時間(期間：設定減壓時間)，係自時刻t53扣除t52之時間。

真空壓力維持時間T1係當例如將自減壓開始至真空破壞之指定時間當作60秒時，T1=10秒左右。而且，設定第2目標壓力P2，在自時刻t53至t54，使容器41內的真空壓力，抽真空(減壓)到第2目標壓力P2。P2係例如1000Pa。時刻t53係減壓再開始時刻，時刻t54係第2目標壓力P2的達成時刻。之後，在自時刻t54至t55，使容器41內的真空壓力維持在第2目標壓力P2。

圖中的T2係第2真空壓力維持時間(設定減壓時間)，係自時刻t55扣除t54之時間。真空壓力維持時間T2係例如T2=15秒左右。而且，在時刻t55，開始破壞容器41的真空狀態，在自時刻t55至t56，使容器41內回復到大氣壓力。時刻t55係真空破壞時刻，時刻t56係真空破壞結束時刻。

藉此，可在指定時間內的減壓中，設定任意之真 空壓力維持時間T1，T2，及調整腔體40的真空壓力，到多階段之第1目標壓力P1及第2目標壓力P2以減壓。

而且，可自真空破壞回到大氣壓力之過程中，進行用於使本發明之被設定之真空壓力保持既定時間之控制。例如也可以當自真空破壞轉移時之第2目標壓力P2，提高壓力到第1目標壓力P1時，設定中間壓力P12。例如在時刻t551設定中間壓力P12，直到時刻t552，維持該中間壓力P12。自時刻t552扣除t551後之時間，成為真空破壞時之真空壓力維持時間T3。之後，在時刻t552再設定第1目標壓力P1，在時刻t556維持第1目標壓力P1。真空破壞時之第1目標壓力P1的真空壓力維持時間成為T4。真空壓力維持時間T4係自時刻t56扣除t553後之時間。也可以經過真空壓力維持時間T4後，亦即在自時刻t56至t6，使容器41內回復到大氣壓力。

藉此，在真空壓力破壞時，也可多階段地設定目標壓力P12，P1等，以提高壓力。因此，在構成真空時及破壞真空時，皆可使工件1在期望之溫度及目標之真空壓力，進行真空脫氣軟焊處理。如此一來，經過階段以進行減壓及升壓，藉此，可防止助焊劑飛濺及軟焊材飛散。

〔密閉室開放時之動作〕

當真空脫泡及脫氣處理結束時，動作升降機構43，以自第8圖的(A)所示之基座42分開容器41。此時，在被基座42壓入後之容器41的底部端邊，自密封構件48分離。如第8圖的(B)所示，藉容器41自基座42分離，容器41內成為開放空間。藉此，構成真空回焊爐100，可設定維持各階段之目標 壓力P1，P2，P12等之時間，使得可構築可調整其真空壓力維持時間之真空軟焊系統。

接著，關於本發明之真空軟焊方法，參照上述工件1的小節進給及第10圖~第12圖，說明真空回焊爐100的控制例。第10圖係真空回焊爐100的溫度曲線圖。在第10圖中，縱軸係預備加熱區I~IV、正式加熱區V、真空脫氣區VI及冷卻區VII的溫度〔℃〕，橫軸係表示經過時刻t1~t6〔秒〕。圖中的粗線的曲線係真空回焊爐100的爐內溫度特性。

第11圖及第12圖所示之流程圖，係將工件1當作基準之控制例，在腔體40的搬入側與搬運側，也同時處理其他工件1，但是，為容易瞭解說明，而注目該腔體40的前後的一個工件1的動作以說明之。

當依據此例的真空軟焊方法時，在真空環境下，軟焊處理工件1時，設定下列控制條件。

i.以操作部21設定複數個真空壓力(目標壓力P1或P2等)，及保持各真空壓力之既定時間(真空壓力維持時間T1或T2等)。

ii.在工件1被投入腔體40內前，加熱工件1至既定溫度。

iii.在工件1被投入腔體40內後，保持工件1被投入腔體40內前之既定溫度。

使這些為真空軟焊處理的控制條件，在第11圖所示之步驟ST1(工序)中，控制部61執行初期設定。在此初期設定，係使用操作部21，對於控制部61輸入腔體40內的真空壓力的數值，設定第1目標壓力P1及第2目標壓力P2。又， 也設定真空壓力維持時間T1及T2。而且，關於腔體40內的真空壓力的設定，並不侷限於第1目標壓力P1及第2目標壓力P2兩者，可以輸入複數個目標值，也可以目標壓力係一個。 第1目標壓力P1或第2目標壓力P2等，係成為操作數據D21而被輸出到控制部61。

在步驟ST2中，控制部61係使啟動待機。啟動的指示係藉操作者下壓被設於操作部21之啟動按鍵等而被進行。在步驟ST2中，當控制部61被指示啟動時，轉移到步驟ST3，控制部61執行搬運機構70的驅動控制。此時，搬運機構70係自控制單元60輸入搬運控制訊號S13，依據該搬運控制訊號S13以動作移動柱18，28，小節進給工件1(參照第6A圖~第8B圖)。

在步驟ST4，控制部61對於工件1執行預備加熱處理。此時，預備加熱部20係自控制單元60輸入預備加熱控制訊號S20，依據該預備加熱控制訊號S20動作四個預備加熱區I~IV，為了使工件1到達既定溫度(例如260℃)而慢慢加熱(150℃→160℃→170℃→180℃左右)。

例如在預備加熱區I中，於第10圖所示之溫度曲線中，使爐內自時刻t0~t1，自常溫加熱到130℃附近。預備加熱區II係使爐內自時刻t1~t2，自130℃加熱到160℃附近。預備加熱區III係使爐內自時刻t2~t3，加熱至溫度160℃~170℃附近。預備加熱區VI係使爐內自時刻t3~t4，加熱至溫度170℃~180℃附近。

在步驟ST5中，控制部61對於工件1執行正式加 熱處理。此時，正式加熱部30自控制單元60輸入正式加熱控制訊號S30，依據該正式加熱控制訊號S30動作正式加熱部30的加熱器或風扇等，加熱工件1到260℃。當依據第10圖所示之溫度曲線時，正式加熱區V係使爐內自時刻t4~t5，加熱到溫度180℃~240℃附近。

在步驟ST6中，控制部61係對於工件1執行真空脫泡及脫氣處理。此時，當藉搬運機構70而工件1被搬入(參照第7B圖)基座42上時，到達偵知器26係檢出工件1到達腔體40內，以輸出到達檢出訊號S26到控制單元60。

當藉此例之真空脫泡及脫氣處理時，轉移到第12圖所示之副程序，在步驟ST61，控制部61判別是否接收工件1到基座42上。此時，控制部61自到達偵知器26輸入到達檢出訊號S26，判別工件1有無到達。當未獲得表示工件1到達之到達檢出訊號S26時，依原樣待機。

當獲得表示工件1到達之到達檢出訊號S26後，轉移到步驟ST62，控制部61執行腔體40之下降控制。升降機構43自控制單元60輸入升降控制訊號S43，以動作未圖示之壓缸等，使容器41為密閉狀態。

又，面板加熱器44係自控制單元60輸入加熱器控制訊號S44，依據該加熱器控制訊號S44，使工件1的溫度維持在260℃。在此例中，於第10圖所示之真空脫氣區VI中，使容器41內自時刻t5~t6，維持在溫度235℃~240℃附近。

之後，在步驟ST63中，控制部61開始腔體40內的抽真空處理。在此抽真空處理中，開放閥自控制單元60輸 入開放閥控制訊號S25，初期開放閥及主開放閥皆成為「全閉」。又，電磁閥22係自控制單元60輸入電磁閥控制訊號S22，依據該電磁閥控制訊號S22，驅動閥開度成為「全開」。

而且，在步驟ST64中，控制部61係控制電磁閥22及幫浦23，使腔體40內抽真空，以達到必須之被設定之第1目標壓力P1。幫浦23係在閥開度成為「全開」前後，自控制單元60輸入幫浦控制訊號S23，依據該幫浦控制訊號S23，使腔體40內抽真空。例如幫浦23係動作使得以一定之吸入量，抽出容器41內的空氣。

之後，在步驟ST65中，控制部61判別腔體40內的真空壓力，是否到達第1目標壓力P1。此時，壓力偵知器24係檢出腔體40內的壓力，以使壓力檢出訊號S24(壓力檢出資訊)輸出到控制單元60。在控制單元60中，控制部61係自壓力檢出訊號S24檢出(驗證)腔體40內的真空壓力。例如自訊號強度(使電流值或電壓值等成為二值化之資訊)運算壓力，或者，參照事先載入訊號強度與檢出壓力之關係到ROM等之表格。

當真空壓力未到達第1目標壓力P1時，轉移到步驟ST66，控制部61繼續腔體40內的抽真空處理。在此抽真空繼續處理中，依據腔體40內的壓力檢出訊號S24及被設定之真空壓力，調整該腔體40內的真空壓力。例如控制電磁閥22或開放閥25，使得依據訊號強度之演算壓力值與檢出壓力沒有差異。

當腔體40內的真空壓力變低時，開放閥25輸入開放閥控制訊號S25，依據開放閥控制訊號S25，動作初期開放閥或主開放閥等，使得供給氮氣或氫氣等到腔體40內。

當真空壓力到達第1目標壓力P1後，在步驟ST67中，控制部61使第1目標壓力P1僅維持既定時間(真空壓力維持時間T1等)。在此，控制部61係使電磁閥22成為閥開度=「全閉」，或者，關閉開放閥25，以在真空壓力維持時間T1及第1目標壓力P1下，保持腔體40內的真空壓力。是否經過真空壓力維持時間T1，係例如在時刻t52啟動計時器，進行時間資訊的比較一致等，以檢出時間結束，藉此以判斷之。當腔體40內的真空壓力降低時，使閥開度=「全開」以抽真空。

之後，當經過真空壓力維持時間T1時，在步驟ST68中，控制部61係設定第2目標壓力P2到電磁閥22、幫浦23及開放閥25，以再度開始腔體40內的抽真空。開放閥25係初期開放閥及主開放閥皆成為「全閉」。

而且，在步驟ST69中，控制部61判別腔體40內的真空壓力是否已經到達第2目標壓力P2。此時，壓力偵知器24檢出腔體40內的壓力，輸出壓力檢出訊號S24到控制單元60。在控制單元60中，控制部61由壓力檢出訊號S24，檢出腔體40內的真空壓力。判斷基準係如在步驟ST65說明過者。

當真空壓力未到達第2目標壓力P2時，轉移到步驟ST70，控制部61繼續腔體40內的抽真空。在此抽真空繼續處理中，係依據腔體40內的壓力檢出訊號S24及被設定之真空壓力，調整該腔體40內的真空壓力。關於此時之調整方法，係如在步驟ST67中說明過者。

當真空壓力到達第2目標壓力P2後，在步驟ST71中，控制部61使第2目標壓力P2維持既定時間(真空壓力維持 時間T2等)。在此，控制部61係調整電磁閥22及開放閥25，以在真空壓力維持時間T2及第2目標壓力P2下，保持腔體40內的真空壓力。真空壓力維持時間T2係在真空處理時間=工件‧單位小節待機時間之設定中，使小節搬運無障礙地，在真空處理時間內，可維持第2目標壓力P2之最大限度可設定時間。當工件‧單位小節待機時間較短時，該真空回焊爐的吞吐量會提高。

而且，在步驟ST72中，控制部61判別真空脫氣是否已經結束。此時之判斷基準，係比較在真空壓力到達第2目標壓力P2後，同時被啟動之計時器(未圖示)所輸出之經過時間值Tx與真空壓力維持時間T2，藉檢出Tx是否等於T2以進行之。當Tx<T2時，繼續監視。藉此監視，可進行使腔體40內的真空壓力在指定時間內及保持在一定氣壓下之軟焊(去除空孔)處理(真空脫泡及脫氣處理)。

當Tx=T2時，結束監視以轉移到步驟ST73，控制部61開始腔體40內的真空破壞。在此真空破壞中，係例如停止幫浦23，再動作開放閥25，供給氮氣到腔體40內，提高容器41內的真空壓力。當然，也可以多階段地設定目標壓力P12及P1等以提高壓力(參照第9圖的波線特性)。

當腔體40內的真空壓力成為大氣壓時，轉移到步驟ST74，控制部61控制升降機構43，使得上升容器41。在升降機構43中，係自控制單元60輸入升降控制訊號S43，依據該升降控制訊號S43，動作未圖示之壓缸等，以使容器41為開放狀態。

而且，在步驟ST75中，控制部61執行工件搬出處理。搬運機構70係自控制單元60輸入搬運控制訊號S70， 依據該搬運控制訊號S70動作移動柱28，以小節進給工件1(參照第6A圖)。

之後，在步驟ST76中，控制部61係對應工件1是否自基座42上往冷卻部50搬運而分歧控制。當工件1尚未自基座42上往冷卻部50搬運時，回到步驟ST75，繼續工件1的搬出處理。使得當工件1藉搬運機構70自基座42上被搬出時，下一工件1被往基座42上搬入。

當工件1往冷卻部50輸送時，回到主程序的步驟ST6，自步驟ST6轉移到步驟ST7。在步驟ST7中，控制部61執行工件1的冷卻處理。此時，冷卻部50自控制單元60輸入冷卻控制訊號S50，依據該冷卻控制訊號S50動作熱交換器或風扇等，以使工件1冷卻至常溫附近。在第10圖所示之冷卻區VII中，使爐內自時刻t6至t7，冷卻至溫度235℃~常溫附近。藉此，可使工件在期望溫度進行真空脫氣軟焊處理，期望溫度在此例中係260℃。

而且，在步驟ST8中，控制部61係控制搬運機構70，使得自冷卻部50往外部搬出工件1(參照第6A圖及第6B圖)。 之後，在步驟ST9中，控制部61執行全部工件1的真空軟焊處理是否已經結束之判斷。當全部工件1的真空軟焊處理尚未結束時，回到步驟ST3，繼續其加熱處理、其真空脫泡‧脫氣處理及其冷卻處理。當全部工件1的真空軟焊處理已經結束，則結束控制。

如此一來，當依據做為實施形態之真空回焊爐100時，其係包括用於依據腔體40內的壓力檢出訊號S24，調整腔體40內的真空壓力往被設定之真空壓力，同時使被設定之真空壓力保持既定時間之控制部61。

藉此構成，可使腔體40內，多階段且僅任意時間內，定壓維持在被指定之真空壓力，所以，可在真空壓力被調整到最佳之腔體40內，進行軟焊處理。

當依據本發明之真空軟焊方法時，在真空軟焊工序中，一邊以幫浦23減壓腔體40，一邊隨時監視腔體40內的壓力，藉對應狀況而適量混入氮氣等惰性氣體之回饋控制，可在腔體40內實現一定之真空壓力(壓力一定調整機構)。藉此，變得可防止助焊劑飛濺或軟焊材飛散等，在被設定之真空壓力下，可進行氣泡2較少之高品質之真空軟焊處理。

而且，當連動副程序的步驟ST75與主程序的步驟ST8之控制時，也可以省略該步驟ST8之控制。可減輕控制部61中之對工件1之搬運控制。

在上述例中，係說明過當多階段調整腔體40內的真空壓力時，依據腔體40內的壓力檢出訊號S24，朝向被指定之真空壓力，回饋控制開放閥25之方法，但是，本發明並不侷限於此。也可以採取依據壓力檢出訊號S24，限制幫浦23的迴轉量，以達成一定真空壓力之回饋控制方法。

又，也可以不使腔體40內以一定之速度減壓，任意變更(可變)減壓速度，以防止助焊劑或軟焊材等的飛濺之方法。而且，也可以採取混入氮氣以外之氣體，以達成一定真空壓力之方法。即使藉這些方法，也可以維持腔體40內在指定之真空壓力(氣壓)。

如此一來，依據組裝之工件1或諸條件，可適宜設定真空壓之設定及保持被設定之真空壓力之時間等。例如當將工 件1依據單位小節待機時間而停留在預備加熱區I，II，III，IV之時間，及停留在正式加熱區V之時間，分別當作TA，將停留在腔體40中之真空脫氣區VI之時間當作TB，將停留在冷卻區VII之時間當作TC時，被設定成TC≦TB≦TA之關係(參照第9圖)。當保持此關係時，在工件‧小節搬運及真空脫泡‧脫氣處理中，可不伴隨衝撞等之控制破綻地，進行真空脫泡‧脫氣處理。

而且，也可以使控制部61包括修正運算功能，以對於藉操作部21而被設定之腔體40內的真空壓力或真空壓力維持時間等，實施修正運算到工件1的單位小節待機時間等，以避免上述控制破綻。

又，在第9圖中，於實線所示之真空控制特性中，θ1，θ2係真空構成時的真空壓力控制曲線的傾斜，θ3~θ5係真空破壞時的真空壓力控制曲線的傾斜。這些傾斜θ1~θ5係可藉控制幫浦23的輸出或開放閥25的閥開度以調整(改變)之。因此，關於工件‧小節搬運及真空脫泡及脫氣處理，可設定最佳的條件，所以，可提高該真空回焊爐的吞吐量。

【產業上之利用可能性】

本發明非常適用於當使表面組裝用的零件等，載置在基板上的既定位置，以軟焊處理該零件與基板時，包括使真空熔融狀態之軟焊材脫氣之功能之真空回焊爐。

1‧‧‧工件

10‧‧‧本體部

11‧‧‧搬入口

12‧‧‧搬出口

13‧‧‧搬運部

16‧‧‧搬運通路

20‧‧‧預備加熱部

30‧‧‧正式加熱部

40‧‧‧腔體

41‧‧‧容器

42‧‧‧基座

43‧‧‧升降機構

44‧‧‧面板加熱器

50‧‧‧冷卻部

100‧‧‧真空回焊爐

Claims (11)

1. 一種軟焊裝置，包括：腔體，在真空環境下，可軟焊處理工件；操作部，輸入設定前述腔體內的真空壓力；幫浦，將前述腔體內抽真空；檢出部，檢出前述腔體內的壓力；以及控制部，用於調整依據自前述檢出部輸出之腔體內的壓力檢出資訊而被設定之真空壓力，同時使被設定之真空壓力保持既定時間。
2. 如申請專利範圍第1項所述之軟焊裝置，其中，藉前述操作部被輸入設定之真空壓力，係一個或複數個。
3. 如申請專利範圍第1或2項所述之軟焊裝置，其中，其包括供給惰性氣體或活性氣體之至少一者到前述腔體內之氣體供給部，前述控制部係調整前述氣體自前述氣體供給部，往前述腔體內之流入量。
4. 如申請專利範圍第3項所述之軟焊裝置，其中，前述控制部係當使被設定之前述真空壓力保持既定時間時，依據來自前述檢出部之腔體內的壓力檢出資訊，控制使得維持前述幫浦在既定轉速，同時控制前述氣體之往前述腔體內之流入量，使得被設定之前述真空壓力保持既定時間。
5. 如申請專利範圍第3項所述之軟焊裝置，其中，前述控制部係當使被設定之前述真空壓力保持既定時間時， 依據來自前述檢出部之腔體內的壓力檢出資訊，控制使得前述氣體之往前述腔體內之流入量成為一定，同時控制前述幫浦的轉速，使得被設定之前述真空壓力保持既定時間。
6. 如申請專利範圍第1至5項中任一項所述之軟焊裝置，其中，其包括在前述工件被投入到前述腔體內之前，加熱該工件到既定溫度之加熱部。
7. 如申請專利範圍第6項所述之軟焊裝置，其中，其包括當前述工件被投入前述腔體內後，使投入腔體內之前，被加熱到既定溫度之工件，保持在既定溫度之加熱部。
8. 一種真空軟焊方法，包括：輸入設定在真空環境下，可軟焊處理工件之腔體內的真空壓力之工序；使被設定前述真空壓力之前述腔體內抽真空之工序；檢出該腔體內的壓力之工序；依據前述腔體內的壓力檢出資訊及被設定之真空壓力，調整該腔體內的真空壓力之工序；使被設定之前述真空壓力保持既定時間之工序；以及在前述真空壓力被調整後之前述腔體內，進行軟焊處理之工序。
9. 如申請專利範圍第8項所述之真空軟焊方法，其中，其包括：輸入設定一個或複數個前述腔體內的真空壓力之工序；以及 使被設定之各被輸入之前述真空壓力，分別保持既定時間之工序。
10. 如申請專利範圍第8或9項中任一項所述之真空軟焊方法，其中，其包括在前述工件被投入前述腔體內之前，加熱工件至既定溫度之工序。
11. 如申請專利範圍第10項所述之真空軟焊方法，其中，其包括當前述工件被投入前述腔體內之後，使投入腔體內之前，被加熱到既定溫度之工件，保持在既定溫度之加熱工序。