專利名稱：回流裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及回流加熱所使用的回流裝置。
背景技術(shù)：
如圖5所示，回流裝置，沿著在爐體l內(nèi)搬送工件W的工件搬送傳
送器2，在爐體1內(nèi)依次排列有預(yù)熱區(qū)域3、回流區(qū)域4和冷卻區(qū)域5， 其中，預(yù)熱區(qū)域3具有對工件W進(jìn)行預(yù)加熱的多個(gè)預(yù)熱區(qū)3a、 3b、 3c、 3d、 3e，回流區(qū)域4具有對工件W進(jìn)行回流加熱的多個(gè)回流區(qū)4a、 4b， 冷卻區(qū)域5用于冷卻工件W。
預(yù)熱區(qū)域3的各個(gè)預(yù)熱區(qū)3a、 3b、 3c、 3d、 3e與回流區(qū)域4的各個(gè) 回流區(qū)4a、 4b，形成為在工件搬送方向上的長度都相等(例如參照專利 文獻(xiàn)1、 2、 3)。
專利文獻(xiàn)l:日本特開2001-198671號公報(bào)(第3-4頁，圖2) 專利文獻(xiàn)2:日本特開2003-133718號公報(bào)(第2-3頁，圖l) 專利文獻(xiàn)3:日本特開2005-175288號公報(bào)(第6-7頁，圖l) 近年來，從地球環(huán)境的觀點(diǎn)出發(fā)趨于采用不使用鉛的無鉛軟釬料， 但無鉛軟釬料的熔點(diǎn)比含有鉛的軟釬料的高，有必要在更高的溫度下進(jìn) 行加熱。另一方面，為了確保被回流加熱的基板安裝部件的耐熱性，有 必要更精密地控制加熱溫度和加熱時(shí)間，但在現(xiàn)有的回流裝置中，該控 制困難，特別是存在難以詳細(xì)地調(diào)整回流峰值時(shí)間的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是鑒于這一點(diǎn)而完成的，因此其目的在于提供一種能夠詳 細(xì)地調(diào)整對工件進(jìn)行回流加熱時(shí)的回流時(shí)間等溫度分布的回流裝置。
第一方面的發(fā)明的回流裝置具備爐體；在爐體內(nèi)搬送工件的工件搬送傳送器；沿著工件搬送傳送器設(shè)置在爐體內(nèi)并具有對工件進(jìn)行預(yù)加 熱的多個(gè)預(yù)熱區(qū)的預(yù)熱區(qū)域；和沿著工件搬送傳送器設(shè)置在爐體內(nèi)并具 有對工件進(jìn)行回流加熱的多個(gè)回流區(qū)的回流區(qū)域，回流區(qū)域的各個(gè)回流 區(qū)在工件搬送方向上的長度，比預(yù)熱區(qū)域的各個(gè)預(yù)熱區(qū)在工件搬送方向 上的長度形成得短。
第二方面的發(fā)明，第一方面的回流裝置中的回流區(qū)域的回流區(qū)設(shè)有 3個(gè)，并且，基于各自的設(shè)定溫度能夠設(shè)定回流區(qū)域的溫度分布。
根據(jù)第一方面的發(fā)明，在回流區(qū)域內(nèi)設(shè)有多個(gè)形成得與預(yù)熱區(qū)域的 各個(gè)預(yù)熱區(qū)相比在工件搬送方向上的長度短的回流區(qū)，因此與現(xiàn)有技術(shù) 相比能夠詳細(xì)地調(diào)整在這些回流區(qū)被回流加熱的工件的回流峰值時(shí)間等 的溫度分布，通過緊湊的溫度分布來縮短回流峰值時(shí)間從而能夠應(yīng)對弱 耐熱部件，此外另一方面，也能夠確保為了得到充分的軟釬料接合而需 要的充分的回流峰值時(shí)間，能夠進(jìn)行多種溫度分布設(shè)定。而且，不使現(xiàn) 有裝置增大就能夠進(jìn)行多種溫度分布設(shè)定，從而能夠應(yīng)對較廣范圍的工 件的性質(zhì)。
根據(jù)第二方面的發(fā)明，通過分別對3個(gè)回流區(qū)進(jìn)行溫度控制，能夠更 詳細(xì)地調(diào)整回流區(qū)域的溫度分布，從而也能夠擴(kuò)大溫度調(diào)整模式的變化。


圖1為表示本發(fā)明涉及的回流裝置的一實(shí)施方式的示意圖。 圖2為表示由該回流裝置加熱的工件的溫度分布的特性圖。 圖3為表示在該回流裝置的回流區(qū)域被加熱的工件的溫度分布的特 性圖，(a) (g)表示利用本發(fā)明涉及的回流區(qū)域以各種回流加熱模式 加熱的工件的溫度分布，(h)表示由現(xiàn)有的回流區(qū)域所加熱的工件的溫 度分布。
圖4為用于說明部件立起現(xiàn)象發(fā)生機(jī)理的工件剖面圖。 圖5為表示現(xiàn)有的回流裝置的示意圖。 符號說明 W工件11爐體
12工件搬送傳送器 13預(yù)熱區(qū)域
13a、 13b、 13c、 13d、 13e (13a 13e) 預(yù)熱區(qū)
14 回流區(qū)域
14a、 14b、 14c 回流區(qū)
具體實(shí)施例方式
以下，參照圖1 圖3所示的一實(shí)施方式對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。 圖1表示回流裝置，在爐體11內(nèi)配設(shè)有搬送工件W的工件搬送傳 送器12，沿著該工件搬送傳送器12，在爐體11內(nèi)依次排列有預(yù)熱區(qū)域 13、回流區(qū)域14和冷卻區(qū)域15，其中，預(yù)熱區(qū)域13具有對工件W進(jìn)行 預(yù)加熱的多個(gè)預(yù)熱區(qū)13a、 13b、 13c、 13d、 13e(以下將這些符號記為13a 13e)，回流區(qū)域14具有對工件W進(jìn)行回流加熱的多個(gè)回流區(qū)14a、 14b、 14c，冷卻區(qū)域15具有對工件W進(jìn)行冷卻的多個(gè)冷卻區(qū)15a、 15b。
在預(yù)熱區(qū)域13的各預(yù)熱區(qū)13a 13e和回流區(qū)域14的各回流區(qū)14a、 14b、 14c內(nèi)，夾著工件搬送傳送器12在上側(cè)和下側(cè)分別配置有加熱單元， 其中，加熱單元由空氣循環(huán)用的鼓風(fēng)機(jī)和結(jié)構(gòu)體、空氣加熱用加熱器、 熱風(fēng)噴射用噴嘴和熱風(fēng)溫度檢測用溫度傳感器構(gòu)成，通過工藝控制器進(jìn) 行溫度控制。
在此，所謂"區(qū)"意味著如上述加熱單元那樣能夠單獨(dú)地對工件W 的加熱溫度進(jìn)行溫度控制的范圍，在預(yù)熱區(qū)域13內(nèi)設(shè)置有5個(gè)預(yù)熱區(qū) 13a 13e，在回流區(qū)域14內(nèi)設(shè)置有3個(gè)回流區(qū)14a、 14b、 14c，在冷卻 區(qū)域15內(nèi)設(shè)置有兩個(gè)冷卻區(qū)15a、 15b，基于各區(qū)各自的設(shè)定溫度能夠設(shè) 定各區(qū)域13、 14、 15的各溫度分布。
回流區(qū)域14的各個(gè)回流區(qū)14a、 14b、 14c在工件搬送方向上的長度， 比預(yù)熱區(qū)域13的各個(gè)預(yù)熱區(qū)13a 13e在工件搬送方向上的長度形成得 短。
在這種情況下，優(yōu)選各個(gè)回流區(qū)14a、 14b、 14c在搬送方向上的大小與各個(gè)預(yù)熱區(qū)13a 13e或者是圖5所示的現(xiàn)有的各個(gè)回流區(qū)4a、 4b 相比縮短到大致65% 85%。
例如，只要將3個(gè)回流區(qū)14a、 14b、 14c的全長設(shè)定為與預(yù)熱區(qū)13a 13e中的兩個(gè)預(yù)熱區(qū)的長度，或者是圖5所示的現(xiàn)有兩個(gè)回流區(qū)4a、 4b 的全長相等，則能夠防止回流區(qū)域14增大。
接著，對該實(shí)施方式的作用效果進(jìn)行說明。
通過以一定速度驅(qū)動(dòng)的工件搬送傳送器12將工件W搬入到爐體11 內(nèi)，利用預(yù)熱區(qū)域13的多個(gè)預(yù)熱區(qū)13a 13e使工件溫度上升至預(yù)熱溫 度并進(jìn)行維持，接著利用回流區(qū)域14的多個(gè)回流區(qū)14a、 14b、 14c將工 件W加熱到焊膏(solderpaste)熔融溫度以上，從而將工件W的焊膏熔 融以進(jìn)行回流軟釬焊，最后利用冷卻區(qū)域15的多個(gè)冷卻區(qū)15a、 15b使 工件溫度下降，確保軟釬料接頭部的強(qiáng)度，并通過工件搬送傳送器12將 工件W從爐體ll內(nèi)搬出。
如圖2中實(shí)線所示，通過工藝控制器可進(jìn)行如下控制在預(yù)熱區(qū) 13a 13e控制為，將工件溫度上升至一定的預(yù)熱溫度Tp，并且保持該預(yù) 熱溫度Tp;在回流區(qū)14a、 14b、 14c控制為，例如在最初的回流區(qū)14a 以維持預(yù)熱溫度Tp的方式進(jìn)行控制，在中間的回流區(qū)14b使其從預(yù)熱溫 度Tp上升至回流溫度Tr，在最后的回流區(qū)14c以保持回流溫度Tr的方 式進(jìn)行控制；在冷卻區(qū)15a、 15b控制為，強(qiáng)制降低工件溫度。
另一方面，在圖5所示的現(xiàn)有的回流裝置中，如圖2的虛線所示控 制為，在前一半的回流區(qū)4a使工件溫度從預(yù)熱溫度Tp上升至回流溫度 Tr，在后一半的回流區(qū)4b保持回流溫度Tr，因此對于搭載有弱耐熱部件 的基板等工件W，暴露在回流溫度Tr或其附近溫度的時(shí)間過長。
工藝控制器理想地模擬各預(yù)熱區(qū)13a 13e、各回流區(qū)14a、 14b、 14c 和各冷卻區(qū)15a、 15b的各溫度控制對象塊并進(jìn)行溫調(diào)工藝控制，從而使 連續(xù)投入工件時(shí)的溫度穩(wěn)定性等得以提高。
圖3 (a) (g)表示由本發(fā)明涉及的回流區(qū)14a、 14b、 14c所加熱 的工件W的溫度分布，圖3 (h)表示由現(xiàn)有的回流區(qū)4a、 4b所加熱的 工件W的溫度分布。焊膏使用在無鉛軟釬料中主流的Sn-Ag-Oi類軟釬料。該焊膏熔融溫度為約220'C。
圖3 (a)與圖2所示的溫度分布同樣，是控制為在最初的回流區(qū)14a 維持預(yù)熱溫度180°C，在中間的回流區(qū)14b從預(yù)熱溫度18(TC上升至回流 溫度24(TC，在最后的回流區(qū)14c保持回流溫度24(TC，由此與現(xiàn)有(h) 相比能夠容易地縮短回流加熱時(shí)間。
圖3 (b)控制為，在最初的回流區(qū)14a和中間的回流區(qū)14b，以一 定的坡度使工件溫度從預(yù)熱溫度18(TC上升至回流溫度24(TC，在最后的 回流區(qū)14c保持回流溫度24(TC，由此與3 (a)相比能夠減緩焊膏熔融時(shí) 的溫度上升坡度，并且能夠稍長地設(shè)定焊膏熔融狀態(tài)下的回流加熱時(shí)間。
圖3 (c)控制為，在最初的回流區(qū)14a將從預(yù)熱溫度180'C至焊膏 熔融狀態(tài)下的溫度上升坡度設(shè)定得較大，在中間的回流區(qū)14b到回流溫 度24(TC為止緩慢地上升，在最后的回流區(qū)14c保持回流溫度240。C，由 此與3(b)相比能夠進(jìn)一步將焊膏熔融狀態(tài)下的回流加熱時(shí)間設(shè)定得較長。
圖3 (d)控制為，在最初的回流區(qū)14a將從預(yù)熱溫度18(TC起的溫 度上升坡度設(shè)定得較小，在中間的回流區(qū)14b將到回流溫度24(TC為止的 溫度上升坡度設(shè)定得較大，在最后的回流區(qū)14c保持回流溫度240。C，由 此與3 (b)相比能夠?qū)⒑父嗳廴跔顟B(tài)下的回流加熱時(shí)間設(shè)定得較短。具 有在3 (a)和3 (b)之間的溫度上升特性。
圖3 (e)控制為，整個(gè)最初的回流區(qū)14a、中間的回流區(qū)14b和最 后的回流區(qū)14c范圍內(nèi)，都以一定的坡度使工件溫度從預(yù)熱溫度180'C上 升至回流溫度240°C，從而能夠?qū)④涒F料熔融時(shí)的溫度上升坡度設(shè)定得最 緩，并且能夠縮短回流峰值時(shí)間以適應(yīng)熱容量小的弱耐熱部件工件，通 過進(jìn)行這樣的回流加熱，能夠防止圖4所示那樣的小型部件的不均衡的 回流。
艮P，如圖4所示那樣的工件W，在基板21的臺(tái)肩部22、 23上隔著 焊膏24、 25搭載有芯部件26的電極部27、 28，但在該芯部件被突然回 流加熱的情況下，在左右的電極部27、 28之間產(chǎn)生溫度差，與一方的電 極27接觸的焊膏24未處于回流狀態(tài)，而與另一方的電極28接觸的焊膏 25則處于回流狀態(tài)，箭頭方向的表面張力作用于該回流狀態(tài)的焊膏25，并且發(fā)生芯部件26從焊膏24脫離而立起的部件立起現(xiàn)象、即所謂的曼 哈頓(manhattan)現(xiàn)象，通過如3 (e)那樣減緩焊膏熔融時(shí)的溫度上升 坡度，使左右電極部27、 28同等程度地升溫，使與它們接觸的兩方的焊 膏24、 25同時(shí)回流，從而能夠防止在小型部件上易于發(fā)生的部件立起現(xiàn) 象那樣的軟釬焊不良。
圖3 (f)，在最初的回流區(qū)14a和中間的回流區(qū)14b控制為預(yù)熱溫度 180°C，并且僅在最后的回流區(qū)14c使工件溫度從預(yù)熱溫度18(TC上升至 回流溫度240。C，其后立即冷卻，因此焊膏熔融狀態(tài)下的回流峰值時(shí)間最 短，所以特別適合對耐熱性欠缺的工件W進(jìn)行回流加熱。
圖3 (g)控制為，在最初的回流區(qū)14a使工件溫度從預(yù)熱溫度180°C 上升至回流溫度240°C，在中間的回流區(qū)14b和最后的回流區(qū)14c保持回 流溫度24(TC，在熱容量大的工件W方面，適于確保為了得到充分的軟 釬料接合而需要的充分的回流峰值時(shí)間的情況，能夠確保比現(xiàn)有3 (h) 的回流峰值時(shí)間長的回流峰值時(shí)間。
如此，在回流區(qū)域14內(nèi)設(shè)有與預(yù)熱區(qū)域13的各個(gè)預(yù)熱區(qū)13a 13e 相比使在工件搬送方向上的長度形成得短的多個(gè)回流區(qū)14a、 14b、 14c， 因此與現(xiàn)有技術(shù)相比能夠詳細(xì)地調(diào)整在這些回流區(qū)14a、 14b、 14c被回 流加熱的工件的回流峰值時(shí)間等的溫度分布，例如通過緊湊的梯形或三 角形的溫度分布來縮短回流峰值時(shí)間從而也能夠應(yīng)對弱耐熱部件，此外 另一方面，也能夠確保為了得到充分的軟釬料接合而需要的充分的回流 峰值時(shí)間，從而能夠進(jìn)行多種溫度分布設(shè)定。
特別是，通過分別對3個(gè)回流區(qū)14a、 14b、 14c進(jìn)行溫度控制，與 現(xiàn)有的具有兩個(gè)回流區(qū)4a、 4b的回流區(qū)域4相比能夠更詳細(xì)地調(diào)整回流 區(qū)域14的溫度分布，也能夠擴(kuò)大溫度調(diào)整模式的變化。
而且，不使現(xiàn)有裝置增大就能夠進(jìn)行多種溫度分布設(shè)定，能夠應(yīng)對 較廣范圍的工件的性質(zhì)。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性
本發(fā)明能夠應(yīng)用于適合使用無鉛軟釬料的回流軟釬焊的回流裝置， 但也能夠用于其它用途。
權(quán)利要求
1.一種回流裝置，其特征在于，該回流裝置具備爐體；在爐體內(nèi)搬送工件的工件搬送傳送器；沿著工件搬送傳送器設(shè)置在爐體內(nèi)并具有對工件進(jìn)行預(yù)加熱的多個(gè)預(yù)熱區(qū)的預(yù)熱區(qū)域；和沿著工件搬送傳送器設(shè)置在爐體內(nèi)并具有對工件進(jìn)行回流加熱的多個(gè)回流區(qū)的回流區(qū)域，回流區(qū)域的各個(gè)回流區(qū)在工件搬送方向上的長度，比預(yù)熱區(qū)域的各個(gè)預(yù)熱區(qū)在工件搬送方向上的長度形成得短。
2. 如權(quán)利要求1所述的回流裝置，其特征在于， 回流區(qū)域的回流區(qū)設(shè)有3個(gè)，并且，基于各自的設(shè)定溫度能夠設(shè)定回流區(qū)域的溫度分布。
全文摘要
本發(fā)明提供一種回流裝置，其能夠詳細(xì)地調(diào)整對工件進(jìn)行回流加熱時(shí)的加熱溫度和加熱時(shí)間。在爐體(11)內(nèi)配設(shè)有搬送工件(W)的工件搬送傳送器(12)，沿著該工件搬送傳送器(12)，在爐體(11)內(nèi)依次排列有對工件(W)進(jìn)行預(yù)加熱的多個(gè)預(yù)熱區(qū)(13a～13e)，對工件(W)進(jìn)行回流加熱的多個(gè)回流區(qū)(14a、14b、14c)，和對工件(W)進(jìn)行冷卻的多個(gè)冷卻區(qū)(15a、15b)。各個(gè)回流區(qū)(14a、14b、14c)在工件搬送方向上的長度比各個(gè)預(yù)熱區(qū)(13a～13e)在工件搬送方向上的長度形成得短。優(yōu)選各個(gè)回流區(qū)(14a、14b、14c)在搬送方向上的大小與各個(gè)預(yù)熱區(qū)(13a～13e)或現(xiàn)有的各個(gè)回流區(qū)相比縮短到大致65％～85％。
文檔編號B23K31/02GK101309771SQ200680042868
公開日2008年11月19日 申請日期2006年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月6日
發(fā)明者山下文弘, 川上武彥, 松久正一郎 申請人:株式會(huì)社田村制作所;株式會(huì)社田村Fa系統(tǒng)