(57)【要約】【課題】予備加熱、本加熱及び冷却を行うことにより、基板へのハンダ付を行う加熱炉において、装置全体をコンパクトに形成可能であって、且つ構成も簡略化された加熱炉を提供することを課題とする。【解決手段】単一の作業スペース９を形成し、加熱装置３８を、昇降機構によって昇降される基板Ｂの直下又は直上に設け、作業スペース９内において、予備加熱手段による予備加熱と、本加熱手段による本加熱と、冷却手段による冷却とを、この順番で行うにあたり、予備加熱手段は、加熱装置から予め定めた所定間隔離した予備加熱位置に基板Ｂを昇降させて予備加熱を行い、本加熱手段は、加熱装置に接近した本加熱位置に基板Ｂを昇降させて本加熱を行い、冷却手段は、加熱装置３８から離れた冷却位置に基板を昇降させて冷却を行う。【選択図】図２
2014049524.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面のハンダが溶融しない温度で基板（Ｂ）を予備加熱する予備加熱手段と、該予備加熱後に上記ハンダが溶融する温度で基板（Ｂ）を本加熱する本加熱手段と、該本加熱後に上記ハンダが凝固する温度で基板（Ｂ）を冷却させる冷却手段とを有し、基板（Ｂ）を昇降させる昇降機構（３７）を備え、昇降機構（３７）による基板（Ｂ）の昇降によって、予備加熱手段による予備加熱と、本加熱手段による本加熱と、冷却手段による冷却処理とを切換え、基板（Ｂ）表面のハンダ付けを行うハンダ付用加熱炉において、単一の作業スペース（９）を形成し、加熱装置（３８）を、昇降機構（３７）によって昇降される基板（Ｂ）の直下又は直上に設け、予備加熱手段は、作業スペース（９）内において加熱装置から予め定めた所定間隔離した予備加熱位置に基板（Ｂ）を昇降させて予備加熱を行い、本加熱手段は、作業スペース（９）内において予備加熱位置よりも加熱装置（３８）に接近した本加熱位置に基板（Ｂ）を昇降させて本加熱を行い、冷却手段は、作業スペース（９）内において本加熱位置よりも加熱装置（３８）から離れた冷却位置に基板を昇降させて冷却を行う加熱炉。
【請求項２】
加熱装置（３８）が基板（Ｂ）に沿って対向するホットプレートであり、本加熱位置において基板（Ｂ）をホットプレート（３８）に近接または接触させてなる請求項１に記載の加熱炉。
【請求項３】
作業スペース（９）内に不活性ガスまたは還元ガスを導入する導入孔（３８ｂ）を、ホットプレート（３８）における基板（Ｂ）との対向面に形成した請求項２に記載の加熱炉。
【請求項４】
本加熱位置にある基板（Ｂ）と、ホットプレート（３８）の上記対向面との間に上記不活性ガスまたは還元ガスの流動を許容するクリアランス（Ｓ）が形成されるように該本加熱位置を設定した請求項３に記載の加熱炉。
【請求項５】
加熱された状態の不活性ガスまたは還元ガスが作業スペース（９）内に導入される請求項３又は４の何れかに記載の加熱炉。
【請求項６】
ホットプレート（３８）を基板（Ｂ）の直下に配置し、前記昇降機構（３７）は、ホットプレート（３８）に上下動可能に挿通された上下方向の複数の昇降ピン（４３）と、ホットプレート（３８）の下方に配置され且つ前記複数の昇降ピン（４３）を連結して一体で上下動させる連結体（４２）と、連結体（４２）を昇降させるアクチュエータ（４４）とを備え、昇降ピン（４３）の上端側で基板（Ｂ）を支持する請求項１乃至５の何れかに記載の加熱炉。
【請求項７】
昇降ピン（４３）を、小型用の基板（Ｂ）を支持するグループと、大型用の基板（Ｂ）を支持するグループとにグループ分けしてなる請求項６に記載の加熱炉。
【請求項８】
加熱装置（３８）を、昇降される基板（Ｂ）の真下側に配置し、該基板（Ｂ）の真上側に、該加熱装置（３８）とは別に、輻射熱によって基板（Ｂ）を加熱する加熱装置（３９）を設けた請求項１乃至７の何れかに記載の加熱炉。
【請求項９】
昇降される基板（Ｂ）の真上側に冷却風を下方に向かって流出させる冷却装置（４１）を配置した請求項８に記載の加熱炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、基板へのハンダ付を行う加熱炉に関する。
【背景技術】
【０００２】
表面のハンダが溶融しない温度で基板を予備加熱する予備加熱手段と、該予備加熱後に上記ハンダが溶融する温度で基板を本加熱する本加熱手段と、該本加熱後に上記ハンダが凝固する温度で基板を冷却させる冷却手段とを有する加熱炉が従来公知である（例えば特許文献１参照）。
しかしながら、この加熱炉では、予備加熱用の予備加熱室と、本加熱用の本加熱室と、冷却用の冷却室とが各別に形成されているため、装置が大掛かりになり、製造コストが増加するという問題がある。
【０００３】
このため、単一の作業室（作業スペース）を形成し、作業室内で基板を昇降させる昇降機構を備え、昇降機構による基板の昇降によって、予備加熱手段による予備加熱と、本加熱手段による本加熱と、冷却手段による冷却とを切換え、基板表面のハンダ付を行う特許文献２に示す加熱炉が開発され、公知になっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第２８５２４５６号公報
【特許文献２】特開２００２−１４４０７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献２の加熱炉は、単一の作業室によって、予備加熱、本加熱及び冷却を行うので、特許文献１のような予備加熱室と本加熱室と冷却室とを各別に設けた加熱炉と比較すれば、装置の構成が簡略化される。
しかし、作業室内に、予備加熱スペースと、本加熱スペースと、冷却スペースとが互いの範囲が重ならないように個別に形成され、予備加熱スペースの外周に沿って形成された筒状のヒータと、本加熱スペースの外周に沿って形成された筒状のヒータと、冷却スペースの外周に沿って形成された筒状のウォータジャケットとが各別に設けられているため、作業室が上下方向に長くなるとともに、全体の構成も依然として複雑である。
【０００６】
本発明は、予備加熱、本加熱及び冷却を行うことにより、基板へのハンダ付を行う加熱炉において、装置全体をコンパクトに形成可能であって、且つ構成も簡略化された加熱炉を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、第１に、表面のハンダが溶融しない温度で基板Ｂを予備加熱する予備加熱手段と、該予備加熱後に上記ハンダが溶融する温度で基板Ｂを本加熱する本加熱手段と、該本加熱後に上記ハンダが凝固する温度で基板Ｂを冷却させる冷却手段とを有し、基板Ｂを昇降させる昇降機構３７を備え、昇降機構３７による基板Ｂの昇降によって、予備加熱手段による予備加熱と、本加熱手段による本加熱と、冷却手段による冷却処理とを切換え、基板Ｂ表面のハンダ付を行うハンダ付用加熱炉において、単一の作業スペース９を形成し、加熱装置３８を、昇降機構３７によって昇降される基板Ｂの直下又は直上に設け、予備加熱手段は、作業スペース９内において加熱装置３８から予め定めた所定間隔離した予備加熱位置に基板Ｂを昇降させて予備加熱を行い、本加熱手段は、作業スペース９内において予備加熱位置よりも加熱装置に接近した本加熱位置に基板Ｂを昇降させて本加熱を行い、冷却手段は、作業スペース９内において本加熱位置よりも加熱装置３８から離れた冷却位置に基板Ｂを昇降させて冷却を行うことを特徴としている。
【０００８】
第２に、加熱装置３８が基板Ｂに沿って対向するホットプレートであり、本加熱位置において基板Ｂをホットプレート３８に近接または接触させてなることを特徴としている。
【０００９】
第３に、作業スペース９内に不活性ガスまたは還元ガスを導入する導入孔３８ｂを、ホットプレート３８における基板Ｂとの対向面に形成したことを特徴としている。
【００１０】
第４に、本加熱位置にある基板Ｂと、ホットプレート３８の上記対向面との間に上記不活性ガスまたは還元ガスの流動を許容するクリアランスＳが形成されるように該本加熱位置を設定したことを特徴としている。
【００１１】
第５に、加熱された状態の不活性ガスまたは還元ガスが作業スペース９内に導入されることを特徴としている。
【００１２】
第６に、ホットプレート３８を基板Ｂの直下に配置し、前記昇降機構３７は、ホットプレート３８に上下動可能に挿通された上下方向の複数の昇降ピン４３と、ホットプレート３８の下方に配置され且つ前記複数の昇降ピン４３を連結して一体で上下動させる連結体４２と、連結体４２を昇降させるアクチュエータ４４とを備え、昇降ピン４３の上端側で基板Ｂを支持することを特徴としている。
【００１３】
第７に、昇降ピン４３を、小型用の基板Ｂを支持するグループと、大型用の基板Ｂを支持するグループとにグループ分けしてなることを特徴としている。
【００１４】
第８に、加熱装置３８を、昇降される基板Ｂの真下側に配置し、該基板Ｂの真上側に、該加熱装置（３８）とは別に、輻射熱によって基板（Ｂ）を加熱する加熱装置３９を設けたことを特徴としている。
【００１５】
第９に、昇降される基板Ｂの真上側に冷却風を下方に向かって流出させる冷却装置４１を配置したことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１６】
上記構成によれば、単一の作業スペースを形成し、加熱装置を、昇降機構によって昇降される基板の直上又は直下に設け、予備加熱手段は、作業スペース内において加熱装置から予め定めた所定間隔離した予備加熱位置に基板を昇降させて予備加熱を行い、本加熱手段は、作業スペース内において予備加熱位置よりも加熱装置に接近した本加熱位置に基板を昇降させて本加熱を行い、冷却手段は、作業スペース内において本加熱位置よりも加熱装置から離れた冷却位置に基板を昇降させて冷却を行うため、予備加熱用のスペースと、本加熱用のスペースと、冷却用のスペースとを、上記作業スペース内に各別に形成する必要がなく、装置全体をコンパクト化できるとともに、加熱装置によって予備加熱と本加熱の両方を行わせることも可能となるため、構成も簡略化できる。
【００１７】
また、加熱装置が基板に沿って対向するホットプレートであり、本加熱位置において基板をホットプレートに近接または接触させてなるものによれば、基板の昇降によって、予備加熱と本加熱の切換をより確実に行うことが可能になる。
【００１８】
また、作業スペース内に不活性ガスまたは還元ガスを導入する導入孔を、ホットプレートにおける基板との対向面に形成したものによれば、不活性ガス又は還元ガスによって、高品質、且つ効率的なハンダ付作業が可能になるとともに、不活性ガス又は還元ガスを導入する導入孔を形成する部材を別途設ける必要がなく、構成も簡略化される。
【００１９】
さらに、本加熱位置にある基板と、ホットプレートの上記対向面との間に上記不活性ガスまたは還元ガスの流動を許容するクリアランスが形成されるように該本加熱位置を設定したものによれば、基板全体を不活性ガスまたは還元ガスが包み込むような状態になり、上記構成がさらに顕著になる。
【００２０】
なお、加熱された状態の不活性ガスまたは還元ガスが作業スペース内に導入されるものによれば、不活性ガスまたは還元ガスが基板を加熱する機能も発揮し、基板の効率的な加熱が促進される。
【００２１】
また、ホットプレートを基板の直下に配置し、前記昇降機構は、ホットプレートに上下動可能に挿通された上下方向の複数の昇降ピンと、ホットプレートの下方に配置され且つ前記複数の昇降ピンを連結して一体で上下動させる連結体と、連結体を昇降させるアクチュエータとを備え、昇降ピンの上端側で基板を支持するものによれば、昇降機構への熱伝導を最小限に抑制した状態で、基板を均一に加熱させることが可能になる他、連結体をホットプレートの下方側に配置したため、基板を、ホットプレートに近づけることが容易になる。
【００２２】
また、昇降ピンを、小型用の基板を支持するグループと、大型用の基板を支持するグループとにグループ分けしてなるものによれば、１つの昇降機構で、サイズの異なる基板を支持可能になるため、汎用性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】（Ａ），（Ｂ）は本発明を適用したハンダ付用加熱炉の正面図及び側面図である。
【図２】図１のハンダ付用加熱炉の要部正面図である。
【図３】図１のハンダ付用加熱炉の要部平面図である。
【図４】ホットプレート及び昇降機構の平面図である。
【図５】ホットプレートの平断面図である。
【図６】図４のＡ−Ａ断面図である。
【図７】作業室の要部側断面図である。
【図８】制御部のブロック図である。
【図９】制御部が行うリフローハンダ付の処理手順を示すフロー図である。
【図１０】基板の温度の経時変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図１（Ａ），（Ｂ）は本発明を適用したハンダ付用加熱炉の正面図及び側面図であり、図２，図３は、図１のハンダ付用加熱炉の要部正面図及び要部平面図である。ハンダ付用加熱炉１は、片側半部が基板Ｂに対してハンダ付作業を行う作業部２になり、もう片側半部が作業部２に基板Ｂを搬入するとともに作業部２の基板Ｂを取出して冷却する搬送部３になる。このハンダ付用加熱炉１は、作業部２内においてリフローハンダ溶融を行う。具体的には、シリコンウェハや金属基板やセラミック基板等の基板Ｂ上に位置決め載置されたハンダを溶融させることにより、基板Ｂへのハンダ付を行う。このハンダ付には、基板Ｂのハンダボール等のハンダを余裕させてハンダバンプを形成する作業や、電子部品の基板Ｂへのハンダ付作業等が含まれる。
【００２５】
搬送部３は、作業部２に向かって搬送経路を形成する搬送装置４と、搬送装置４によって搬送されていた基板Ｂが載置される水平な冷却プレートである載置台６と、載置台６の上面側の基板Ｂを作業部２側に搬入するとともに作業部２側の基板Ｂを載置台６の上面側に搬出する搬入・搬出装置７と、搬送部３側の上方全体を覆う搬送側カバー８とを備えている。
【００２６】
作業部２は、内部に作業室（作業スペース）９が形成された直方体状の作業ボックス１１と、作業ボックス１１をハンダ付用加熱炉１のメインフレーム１ａ側に支持する作業側フレーム２ａと、作業ボックス１１の上方全体を覆う作業側カバー１２とを備えている。
【００２７】
上記搬送側カバー８及び作業側カバー１２は、それぞれ自身の後端部が、上下回動自在にメインフレーム１ａ側に連結され、搬送側カバー８の上下回動によって、搬送部３内が開閉され、作業側カバー１２の上下回動によって、作業部２側が開閉される。
【００２８】
上記作業ボックス１１は、下側半部の固定側分割体１３と、上側半部の可動側分割体１４とを別体で備え、固定側分割体１３と可動側分割体１４の後端部同士がヒンジ等の連結具１６によって回動自在に連結されており、可動側分割体１４が固定側分割体１３に対して、上下回動することにより、作業室９が開閉される。
【００２９】
この可動側分割体１４は、上述した作業側カバー１２とは別の上下回動し、先に作業側カバー１２を開けた後、可動側分割体１４を開けると、作業室９が開けられる。ちなみに、作業側カバー１２は、伸縮するガススプリング１７によって、開作動側に付勢され、この作業側カバー１２は、解除可能に閉状態でロックされる。
【００３０】
また、作業ボックス１１の搬送部３側面には開口部１１ａが形成され、この開口部１１ａを介して、作業室９内への基板Ｂの搬入が行われるとともに、作業室９からの基板Ｂの搬出も行われ、この開口部１１ａ側には開閉装置１８が設けられている。
【００３１】
開閉装置１８は、閉塞板１９と、該閉塞板１９を移動可能に作業ボックス１１側に支持する支持機構２１と、閉塞板１９を支持機構２１により移動作動させる開閉アクチュエータ２２とを有している。開閉アクチュエータ２２によって、閉塞板１９が、開口部１１ａを閉塞する閉塞位置と、開放する開放位置との何れかに切換作動される。ちなみに、作業室９でのリフローハンダ付の作業中は、作業室９の上方側は可動側分割体１４によって閉じられるとともに、閉塞板１９によって開口部１１ａが閉塞された状態になる。
【００３２】
上記搬送装置４は起立して互いに平行に対向する左右一対の前後方向に延びるサイドフレーム２３，２３と、各サイドフレーム２３の左右内側の側面に回転自在に支持された複数のプーリ２４と、各サイドフレーム２３の左右内側の側面に配置された側面視で環状の搬送ベルト２６とを備えている。
【００３３】
サイドフレーム２３はメインフレーム１ａ側に設置されるとともに、左右の搬送ベルト２６，２６は、近い側のサイドフレーム２３側に支持された複数のプーリ２４に掛け回され、この左右の搬送ベルト２６の上面間に架渡された状態で、基板Ｂが作業部２に向かって搬送される。
【００３４】
上記載置台６は、搬送ベルト２６の搬送下流側半部に配置形成され、且つメインフレーム１ａ側に設置されている。この載置台６は、搬送幅中央側の水平な中央プレート２７と、該中央プレート２７の両脇側にそれぞれ配された一対の水平な端側プレート２８，２８とを有しており、中央プレート２７と各端側プレート２８との間には、帯状の移動スペース２９が形成されている。
【００３５】
また、各端側プレート２８上面の移動スペース２９寄り部分には、搬送方向に延びる収容溝２８ａが凹設され、この収容溝２８ａ内に搬送ベルト２６の搬送下流側半分の上側部位を収容することが可能になる。上述した搬送装置４は、サイドフレーム２３，２３を含めた全体が昇降駆動可能にメインフレーム１ａに支持されている。この搬送装置４を上昇させた場合、搬送ベルト２６が収容溝２８ａから上方に変位した状態なる一方で、搬送装置４を下方させた場合、搬送ベルト２６が収容溝２８ａ内に収められた状態になる。
【００３６】
このため、搬送装置４が上昇した状態で、左右一対の搬送ベルト２６，２６によって載置台６側まで搬送された基板Ｂは、搬送装置４を下降駆動させて各搬送ベルト２６の上述した部分を対応する収容溝２８ａに収容することにより、載置台６のマーク位置６ａ，６ｂに載置される。上昇した搬送ベルト２６，２６上又は載置台６上に手置きする場合は、載置台６に示された上記マーク６ａ，６ｂに沿って基板Ｂを載置する。ちなみに、マーク６ａは小さいサイズの基板Ｂである小型基板Ｂ１を載置する載置位置を示し、マーク６ｂは大きいサイズの基板Ｂである大型基板Ｂ２を載置する載置位置を示している。
【００３７】
さらに、この載置台６は、図示しない水冷等の冷却手段によって冷却されるため、載置台６上に載置された基板Ｂは冷却される。具体的には、作業ボックス１１でハンダ付作業が完了し、外部に取出された基板２は、まだ高温であり、手で触れることができないため、載置台６上で、基板２を手で触れる温度まで急速冷却させる。
【００３８】
上記搬入・搬出装置７は、側面視逆Ｌ字状に形成されて作業部２側に延びるプレート状の左右一対のトランスファ３１，３１と、トランスファ３１が搬送方向に移動可能に支持された支持台３２と、支持台３２をメインフレーム１ａに昇降自在に支持する支持部材３３と、トランスファ３１を支持台３２に対して搬送方向に移動駆動させる搬送アクチュエータ３４と、支持台３２を昇降させる昇降アクチュエータ３６とを備え、この２つのアクチュエータ３４，３６によって、一対のトランスファ３１，３１が一体的に搬送方向及び上下方向に移動駆動される。
【００３９】
左右のトランスファ３１，３１は、それぞれ、上述した左右の移動スペース２９，２９を介して、載置台６の上面よりも下方位置と、載置台６の真上側であって且つ上昇した搬送ベルト２６よりも上方位置との間を移動可能になり、この移動スペース２９を上下にすり抜けるトランスファ３１の上下移動によって、載置台６上又は搬送ベルト２６．２６上の基板Ｂを左右一対のトランスファ３１，３１が受取ることが可能になるとともに、左右のトランスファ３１，３１の間に架渡された基板Ｂを載置台６上又は左右の搬送ベルト２６，２６上に載置することも可能になる。そして、このトランスファ３１によって、載置台６側の基板Ｂを作業室９に搬入するとともに、作業室９内の基板Ｂを載置台６側に搬出する。
【００４０】
続いて、図２乃至図７に基づいて作業部２の構成について詳述する。図４は、ホットプレート及び昇降機構の平面図であり、図５は、ホットプレートの平断面図であり、図６は、図４のＡ−Ａ断面図であり、図７は、作業室の要部側断面図である。作業部２は、上述した作業ボックス１１、作業側フレーム２ａ及び作業側カバー１２の他、作業室９内の基板Ｂを昇降させる昇降機構３７と、この昇降機構３７によって昇降される基板Ｂの直下に配置されて基板Ｂを加熱する水平なホットプレート（加熱装置）３８と、昇降機構３７によって昇降される基板Ｂの直上に配置されて基板Ｂを加熱する赤外線ヒータ（加熱装置）３９と、赤外線ヒータ３９側に配置された冷却装置４１とを備えている。
【００４１】
上記昇降機構３７は、作業ボックス１１の直下に配置された水平な連結板（連結体）４２と、連結板４２から真上側に一体的に突設された複数の昇降ピン４３と、連結板４２を作業ボックス１１に対して昇降させる昇降シリンダ（アクチュエータ）４４とを備えている。
【００４２】
連結板４２は、ホットプレート３８の下方（さらに具体的には作業ボックス１１の直下）に位置して全ての昇降ピン４３を互いに連結して一体的に昇降させる。また、昇降ピン４３は、連結板４２側に取付けられる上下方向に延びる支持スリーブ４３ａと、支持スリーブ４３ａと同一軸心となり且つ支持スリーブ４３ａから上方に突出するピン本体４３ｂとを有している。この昇降ピン４３は、作業ボックス１１の床面側を上下に貫通するとともに、ホットプレート３８に穿設された上下方向の挿通孔３８ａに軸方向に移動自在に挿通される。
【００４３】
そして、昇降シリンダ４４によって、昇降ピン４３を上昇させると、昇降ピン４３の上部がホットプレート３８の上面から上方に突出した状態になる一方で、昇降ピン４３を下降させると、昇降ピン４３の上部が挿通孔３８ａ内、すなわちホットプレート３８内にほぼ収まった状態になる。
【００４４】
上記ホットプレート３８は抵抗熱やその他の手段によって加熱される水平な厚板状部材であり、このホットプレート３８は自身の温度によって基板Ｂを加熱するため、基板Ｂを効率的に加熱するには、ホットプレート３８の基板Ｂとの対向面である上面に、該基板Ｂを接触又は近接（本例では近接）させる必要がある。このホットプレート３８の上面の中心寄りには、多角形状（図示する例では、正八角形状）の設置溝４６が形成され、この設置溝４６よりも内側部分が、基板Ｂと接触又は近接して該基板Ｂに熱を伝導させる熱伝導面４７になる。
【００４５】
この熱伝導面４７には、上述した挿通孔３８ａが穿設されている他、複数の固定ピン４８が上方に一体的に突設されている。
【００４６】
複数の挿通孔３８ａ及び昇降ピン４３は、平面視で、熱伝導面４７の中央を中心とする仮想の円（可動側小径円Ｃ１ａ）の円周上に位置する小型用可動側グループ（グループ）と、可動側小径円Ｃ１ａと同一中心となるとともに可動側小径円Ｃ１ａよりも径が大きい仮想の円（可動側大径円Ｃ２ａ）の円周上に位置する大型用可動側グループ（グループ）とにグループ分けされる。
【００４７】
ちなみに、昇降ピン４３及び挿通孔３８ａは、可動側小径円Ｃ１ａ及び可動側大径円Ｃ２ａ上にそれぞれ等間隔毎（具体的には１／３周毎）に配置形成され、可動側小径円Ｃ１ａの昇降ピン４３及び挿通孔３８ａと、可動側大径円Ｃ２ａの昇降ピン４３及び挿通孔３８ａとの位相は互いに上記等間隔の半分の間隔分（具体的には１／６周囲分）ずらされている。
【００４８】
また、複数の固定ピン４８も、平面視で、可動側小径円Ｃ１ａ及び可動側大径円Ｃ２ａと同一中心であるとともに可動側小径円Ｃ１ａよりも大きく且つ可動側大径円Ｃ２ａよりも径が小さい仮想の円（固定側小径円Ｃ１ｂ）の円周上に位置する小型用固定側グループ（グループ）と、可動側小径円Ｃ１ａ及び可動側大径円Ｃ２ａと同一中心であるとともに可動側大径円Ｃ２ａよりも径が若干大きい仮想の円（固定側大径円Ｃ２ｂ）の円周上に位置する大型用固定側グループ（グループ）とにグループ分けされる。
【００４９】
ちなみに、固定ピン４８は、固定側小径円Ｃ１ｂ及び固定側大径円Ｃ２ｂ上にそれぞれ等間隔毎（具体的には１／４周毎）に配置形成され、固定側小径円Ｃ１ｂの固定ピン４８と、固定側大径径円の固定ピン４８との位相は互いに上記等間隔の半分の間隔分（具体的には１／８周囲分）ずらされている。
【００５０】
基板Ｂが小型（図示する例では８インチの小型基板Ｂ１）の場合には、小型用可動側グループの複数の昇降ピン４３上端で該小型基板Ｂ１を水平に支持する。この小型基板Ｂ１の周縁は、平面視で、大型用可動側グループの昇降ピン４３よりも中心寄りに位置している。一方、基板Ｂが大型（図示する例では１２インチの大型基板Ｂ２）の場合には、大型用可動側グループの複数の昇降ピン４３上端で該大型基板Ｂ２を水平に支持する。この大型基板Ｂ２の周縁は、平面視で、設置溝４６よりも中央寄りに位置している。
【００５１】
このように、基板Ｂを水平に支持するため、小型用可動側グループを構成する複数の昇降ピン４３は、上端高さが互いに同一に設定されるとともに、大型用可動側グループを構成する複数の昇降ピン４３は、上端高さが互いに同一に設定される。
【００５２】
この他、大型用可動側グループの昇降ピン４３の上端高さは、小型用可動側グループの昇降ピン４３の上端高さよりも、所定高Δｈだけ高く設定されている。この所定高Δｈによって、大型用可動側グループの昇降ピン４３に支持された大型基板Ｂ２の下面側に、小型用可動側グループの昇降ピン４３の上端側が接触して該大型基板Ｂ２が不安定になることが防止される。
【００５３】
固定ピン４８は、昇降ピン４３の上部が挿通孔３８ａ内にほぼ収容された状態でも、基板Ｂが熱伝導面４７に非接触になるように機能する。言換えると、この固定ピン４８は、昇降ピン４３が最下降した場合でも、基板Ｂがホットプレート３８に接触することを防止する部材として機能している。ちなみに、固定ピン４８の上端高さは全てほぼ同一に設定されるか、或いは、大型用固定側グループの固定ピン４８の上端高さを全て同一に設定するとともに、小型用固定側グループの固定ピン４８の上端高さも全て同一に設定し、且つ大型用固定側グループの固定ピン４８の上端高さよりも小型用固定側グループの固定ピン４８の上端高さを低く設定してもよい。
【００５４】
以上のような固定ピン４８と昇降ピン４３との配置構成及び高さ設定によって、サイズの異なる方形状や円形等（図示する例では円形）の基板Ｂに対して、１つのホットプレート３８で対応可能になり、汎用性が向上する。そして、この昇降ピン４３によって、基板Ｂとホットプレート３８との間の隙間を調整できる。このため、加熱等で反り等が生じて非水平な状態の基板Ｂを、ホットプレート３８に対して非接触な状態で保持させることが可能になり、均一な加熱が容易になる。
【００５５】
また、ホットプレート３８の基板Ｂとの対向面である上面には、全体に亘り、作業室９内にガスを導入する小さな導入孔３８ｂが縦横に並べられた状態で複数穿設され、これを言換えると、複数の導入孔３８ｂが並べられて導入列Ｌが形成され、この導入列Ｌが互いに平行な状態で列方向と直交する方向に複数並べられている。
【００５６】
ホットプレート３８における各導入列Ｌの直下には、該導入列Ｌと平行に直線状に延びる流路４９が形成され、各導入孔３８ｂは上下方向に形成されて直下の流路４９と連通している。この流路４９は、両端とも閉塞端になる。
【００５７】
ホットプレート３８における流路４９の中間部の直下には、平面視で各流路４９と交差（具体的には直交）する方向に水平に延びる直線状の供給路５１が形成され、この供給路５１は各流路４９と連通口５１ａを介して連通している。この供給路５１の両端部には、下方に開放された供給口５１ｂ，５１ｂがそれぞれ形成され、この供給口５１ｂ，５１ｂに供給用の図示しない配管が接続される。
【００５８】
この供給路５１の各供給口５１ｂから注入されて流路４９内に流入したガスは、導入孔３８ｂから作業室９内に噴出される。この他にもホットプレート３８には、水平な孔や上下方向の孔が複数形成され、この各種の孔が、ガス（具体的には不活性ガスまたは還元ガス）の供給用の流路、或いはホットプレート３８を抵抗熱等によって加熱する発熱体を収容するスペースとして、利用される。
【００５９】
設置溝４６の各辺には、直方体状のガス供給装置５２が嵌合収容された状態で設置され、この複数のガス供給装置５２によって、ホットプレート３８の四方が囲繞された状態になる。このガス供給装置５２の上面の熱伝導面４７側縁部は該熱伝導面４７に向かって下降傾斜した傾斜面が形成される一方で、熱伝導面４７の設置溝４６側縁部も該設置溝４６に向かって下降傾斜した傾斜面が形成される。
【００６０】
各ガス供給装置５２の傾斜面には、ガスを作業室９内に噴射する噴出孔５２ａが複数穿設されている。ちなみに、ガスの噴射方向は、上記傾斜面に対して垂直方向に設定される。言換えると、各ガス供給装置５２は、熱伝導面４７に向かって斜め上方にガスを噴出するように構成されている。
【００６１】
このようにして、噴出孔５２ａからは、ホットプレート３８の導入孔３８ｂと同様に、不活性ガスや還元ガスを噴出し、この噴出ガスは、上記噴出方向の設定によって、導入孔３８ｂから噴出されたガスを、平面視で、ホットプレート３８の中央側にガイドするように作用するため、これらの噴出ガスが基板Ｂの表裏面を包み込む状態になる（図７参照）。
【００６２】
さらに、このガス供給装置５２へのガス供給経路について説明すると、上記供給路５１と平行に形成されたガス供給路５０が形成され、このガス供給路５０の両端寄り部分には、上下方向に延びる供給口５０ａ，５０ａが穿設され、この供給口５１ａの下方が開放されており、この開放端にガス供給用の配管が接続される。
【００６３】
一方、ホットプレート３８には、ガス供給装置５２毎に上方開放されたガス孔３８ｃが穿設され、このガス孔３８ｃからのガスがガス供給装置５２に供給される。ガス供給炉５０内に流入したガスは、直接的にガス孔３８ｃからガス供給装置５２に導入されるか、或いは、一または複数の流路５５を介して、ガス孔３８ｃからガス供給装置５２に導入される。
【００６４】
上記赤外線ヒータ３９は、搬入・搬出方向に対して直交する方向に形成され、該赤外線ヒータ３９が搬入・搬出方向に複数配列配置されている。この各赤外線ヒータ３９からの輻射熱によって、真下側に位置する基板Ｂが補助的に加熱される。
【００６５】
上記冷却装置４１は、赤外線ヒータ３９と平行な方向に形成され、隣接する赤外線ヒータ３９間に１個づつ設置されている。言換えると、冷却装置４１と赤外線ヒータ３９が交互に並列配置されている。この冷却装置４１はひし形の断面を有し、該冷却装置４１の斜め下方を向いた一対の各面には、気体を噴射する噴射口４１ａが並列されて複数設置されている。
【００６６】
ちなみに、ホットプレート３８、ガス供給装置５２又は冷却装置４１からの不活性ガスや還元ガスや冷却用エア等の気体を注入することによって、密閉された作業室９内の圧力は上昇するが、所定以上には圧力が上昇しないように、作業室９の天井側には一又は複数の図示しない排気用スリットが設けられ、高圧時は、このスリットから作業室９内のガスが外部に排気される。この他、この排気用スリットからは、ハンダ付中に発生したフラックスガス（排煙）等も排出され、これらの排気された気体は、排気ダクト側に効率よく放出される。
【００６７】
以上のように構成されたハンダ付用加熱炉１では、開閉装置１８によって閉塞板１９を開放位置に切換えて開口部１１ａを開放状態とするとともに、昇降機構３７によって全昇降ピン４３を下降作動させて下方に位置させた状態とし、搬入・搬出装置７の左右のトランスファ３１，３１は、基板Ｂを架渡し状態で保持し、作業室９内に基板Ｂを導入する。ちなみに、トランスファ３１，３１に受渡す基板Ｂは、載置台６上に載置してもよいが、本例では載置台６よりも上昇した搬送ベルト２６，２６上に載置される。
【００６８】
そして、左右のトランスファ３１，３１によって基板Ｂを作業室９に導入している状態で、昇降機構３７によって、昇降ピン４３を上昇させると、左右のトランスファ３１，３１から昇降ピン４３が浮上り、トランスファ３１から基板Ｂへの受渡が行われる。この後、搬入・搬出装置７のトランスファ３１を作業室９内から引抜き、開閉装置１８によって閉塞板１９を閉塞位置に切換えて開口部１１ａを閉塞状態とすることにより、基板Ｂへの加熱が可能な状態になり、この際、基板Ｂはホットプレート３８の熱伝導面４７と平行に対向した状態になる。
【００６９】
最初に、基板Ｂを予備的に加熱する予備加熱処理（予備加熱手段）を行う。この予備加熱処理では、昇降機構３７によって、基板Ｂを、熱伝導面４７から所定距離離れた高い位置にある予備加熱範囲（予備加熱位置）まで上昇（昇降）させる。予備加熱範囲に位置する基板Ｂは、ホットプレート３８からの熱では直接的には加熱されないが、赤外線ヒータ３９からの輻射熱によって加熱される。この予備加熱範囲内で高い位置に上昇するほど、赤外線ヒータ３９からの輻射熱の温度は上昇し、基板Ｂの表面温度もこれに伴って上昇する。
【００７０】
このようにして、作業室９内において、基板Ｂを予備加熱範囲内に上昇（昇降）させ、赤外線ヒータ３９による輻射熱によって、基板Ｂ上のハンダを溶融させない温度で、該基板Ｂが加熱され、結果、ハンダ内に含まれる、或いはハンダボール下にあるフラックス液を活性化（酸化還元）させる。この予備加熱時には、導入孔３８ｂ又は噴出孔５２ａの一方又は両方から、還元ガス又は窒素ガスやギ酸ガス等の不活性ガスが作業室９内に導入される。ホットプレート３８から導入されるガスと、ガス供給装置５２から導入されるガスとは、同一種類であり、このガスは加熱された状態で、作業室９内に注入され、作業室９内にガス雰囲気が形成される。
【００７１】
続いて、基板Ｂを本加熱する本加熱処理（本加熱手段）を行う。この本加熱処理では、昇降機構３７によって、基板Ｂを、上記予備加熱範囲よりも熱伝導面４７（ホットプレート３８の上面）に近づき熱伝導面４７に非接触状態で接近する本加熱範囲（本加熱位置）にまで下降（昇降）させる。本加熱範囲に位置する基板Ｂは、ホットプレート３８に近接し、直接的な熱伝導に近い状態で、急速に加熱される。
【００７２】
このようにして、作業室９内において、基板Ｂを本加熱範囲内に下降させ、作業室９内のホットプレート３８による本加熱によって、基板Ｂ上のハンダが溶融する温度にまで、該基板Ｂが加熱される。この本加熱時にも、導入孔３８ｂ又は噴射孔５２ａの一方又は両方から、還元ガス又は窒素ガスやギ酸ガス等の不活性ガスが作業室９内に導入される。ホットプレート３８から導入されるガスと、ガス供給装置５２から導入されるガスとも、同一種類であり、このガスは加熱された状態で、作業室９内に注入される。
【００７３】
本加熱時、基板Ｂはホットプレート３８に接触しないため、急激な加熱によって基板Ｂが破損するヒートショックを効率的に防止できる。また、本加熱範囲にある基板Ｂとホットプレート３８の熱伝導面４７との間には、ガスの流動を許容するクリアランスＳが形成される。このクリアランスＳを介して、ホットプレート３８の導入孔３８ｂから噴出されたガスが基板Ｂの表裏面を取囲むように流動するため、ガス雰囲気形成の効果がさらに高まる。ちなみに、ガス雰囲気形成の効果としては、例えば、窒素ガス等の不活性ガスや還元ガスを用いる場合には、ハンダ接合性が向上する他、高温ガスが上記輻射熱と相互作用して、基板Ｂを斑なく均一に加熱できるという効果がある。
【００７４】
最後に、基板Ｂを冷却する冷却処理（内部冷却処理，冷却手段）を行う。この冷却処理では、昇降機構３７によって、基板Ｂを、熱伝導面４７から所定距離高く且つ冷却装置４１に近づいた冷却範囲（冷却位置）に上昇（昇降）させる。この冷却範囲は、上述した予備加熱範囲と近いか、或いは一部で重複している。
【００７５】
作業室９内において上記のように基板Ｂを冷却範囲内に昇降させ、冷却装置４１から基板Ｂ側に向かって下方に噴射される冷却用のエア又は窒素等の気体によって、該基板Ｂを冷却させ、基板Ｂ上で溶融したハンダを凝固させ、加熱によるリフローハンダ付（具体的には、バンプ形状や電子部品のハンダ付）の作業を完了させる。
【００７６】
このようにして、リフローハンダ付が完了すると、開閉装置１８によって閉塞板１９を開放位置に切換えて開口部１１ａを開放状態とするとともに、昇降機構３７によって全昇降ピン４３を上昇させ、基板Ｂを持ち上げた状態で待機させる。トランスファ３１，３１を開口部１１から作業室１１ａ内に差込み、この後、昇降ピン４３を下降させることにより、ホットプレート３８から浮いた基板Ｂを、左右のトランスファ３１，３１の間に載置し、これによって、昇降機構３７から搬入・搬出装置７に基板Ｂを受渡す。そして、搬入・搬出装置７は、トランスファ３１，３１によって、基板Ｂを作業室９内から搬出し、載置台６上に基板Ｂを載置させる。載置台６は、載置された基板Ｂを冷却（外部冷却処理）し、作業者が触れられる温度まで基板Ｂを冷却する。
【００７７】
以上のような予備加熱処理→本加熱処理→冷却処理の手順によって、基板Ｂのリフローハンダ付を行うことにより、基板Ｂのハンダ付を省スペースで効率的且つ高品質に行うことが可能になる。ちなみに、上述のようなリフローハンダ付作業は、具体的には、マイコン等からなる制御部５３（図８参照）によって行う。
【００７８】
次に、図８乃至図１０に基づいて、制御部５３によるリフローハンダ付の処理手順の一例について説明する。なお、上述の説明と重複する部分については説明を省略する。
【００７９】
図８は、制御部のブロック図であり、図９は、制御部が行うリフローハンダ付の処理手順を示すフロー図であり、図１０は、基板の温度の経時変化を示すグラフである。制御部５３の入力側には、基板Ｂや作業室９等の温度を検出するセンサ等からなる温度検出手段５４と、基板Ｂのホットプレート３８の熱伝導面４７からの高さを検出する昇降高さ検出手段５６とが接続されている。
【００８０】
一方、制御部５３の出力側には、昇降シリンダ４４を駆動させて昇降ピン４３を昇降駆動させる昇降機構制御手段５７と、熱伝導面４７を含むホットプレート３８の温度を制御する第１加熱制御手段（加熱制御手段）５８と、赤外線ヒータ３９の温度を制御する第２加熱制御手段（加熱制御手段）５９と、ガス供給装置５２の噴射孔５２ａから作業室９内へのガス注入の有無を切換る制御電磁弁等からなる雰囲気用流量制御手段６１と、ホットプレート３８の導入孔３８ｂから作業室９内へのガス注入量の有無を切換る制御電磁弁等からなるホットプレート側流量制御手段６２と、冷却装置４１から作業室９内への冷却用気体の注入量の有無を切換る制御電磁弁等からなる冷却用流量制御手段６３とが接続されている。
【００８１】
ちなみに、昇降シリンダ４４は自身に内蔵されたステッピングモータによって伸縮作動され、ステッピングモータは入力されるパルスの数によって駆動量が調整される。すなわち、昇降機構制御手段５７を介して入力されるパルス信号のパルス数によって、昇降シリンダ４４の伸縮長さ（すなわち、基板Ｂの昇降高さ）が制御される。このため、基板Ｂの昇降高さのフィードバック制御を行うことは必ずしも必要無く、昇降高さ検出手段５６は、省略してもよい。
【００８２】
制御部５３は、リフローハンダ付時、上述した通り予備加熱処理→本加熱処理→冷却処理の順に処理を進める。言換えると、制御部５３には、予備加熱手段と、本加熱手段と、冷却手段とを有し、これらの手段を順次実行していく。
【００８３】
予備加熱手段では、予備加熱を行う時間と、赤外線ヒータ３９の温度と、ホットプレート３８の温度と、ホットプレート３８からのガスの噴出量と、ガス供給装置５２からのガスの噴出量と、冷却装置４１からの冷却用気体の噴出量と、昇降機構３７によって制御される熱伝導面４７からの基板Ｂの相対高さとを、一例として、下記表１に示すように設定している。この際の作業室９の酸素濃度は同表に示すようになり、ホットプレート３８及びガス供給装置５２から供給されるガスの温度は、ホットプレート３８の温度と同一に設定され、ホットプレート３８から供給されるガスの圧力は０．１Ｍｐａに設定され、ガス供給装置５２から供給されるガスの圧力は０．３Ｍｐａに設定され、基板Ｂの高さは、温度の調整のために、赤外線ヒータ３９と接近した任意の高さまで上昇される。
【００８４】
【表１】
2014049524.tif 000003
【００８５】
本加熱手段では、本加熱を行う時間と、赤外線ヒータ３９の温度と、ホットプレート３８の温度と、ホットプレート３８からのガスの噴出量と、ガス供給装置５２からのガスの噴出量と、冷却装置４１からの冷却用気体の噴出量と、昇降機構３７によって制御される熱伝導面４７からの基板Ｂの相対高さとを、一例として、下記表２に示すように設定している。この際の作業室９の酸素濃度は同表に示すようになり、ホットプレート３８及びガス供給装置５２から供給されるガスの温度は、ホットプレート３８の温度と同一に設定され、ホットプレート３８から供給されるガスの圧力は０．１Ｍｐａに設定され、ガス供給装置５２から供給されるガスの圧力は０．３Ｍｐａに設定され、基板Ｂの高さは、温度の調整のために、ホットプレート３８に近接した高さまで下降される。
【００８６】
【表２】
2014049524.tif 000004
【００８７】
冷却手段では、冷却を行う時間と、ホットプレート３８の温度と、冷却装置４１からの冷却用気体の噴出量と、昇降機構３７によって制御される熱伝導面４７からの基板Ｂの相対高さとを、一例として、下記表３に示すように設定している。この際の作業室９の酸素濃度は同表に示すようになり、冷却装置４１から供給される冷却用気体の圧力は０．４Ｍｐａに設定されている。この時、赤外線ヒータ３９はＯＦＦさせるが、ホットプレート３８は、次の基板Ｂの処理効率を考慮してＯＮ状態で保持する。
【００８８】
【表３】
2014049524.tif 000005
【００８９】
上記設定値は一例であるが、ホットプレート３８及び赤外線ヒータ３９の温度を変化させることなく、基板Ｂの昇降によって、基板Ｂの加熱温度を制御できる。なお、基板Ｂの温度変化は、図１０に示すようになり、予備加及び本加熱時には、目標温度に向かって急激に加熱した後は、温度上昇が緩やかになるように温度制御し、これによって狭い作業室９内でも迅速的且つ効率的なハンダ付を行うことが可能になる。
【００９０】
なお、図９のフロー図では、予備加熱、本加熱及び冷却の他、トランスファ３１，３１による作業室９への基板Ｂの「搬入」と、基板Ｂの「取出し」と、載置台６上での基板Ｂの「外部冷却」も含めて、処理手順を示している。
【００９１】
次に、本発明の変形例について、上述と異なる点を説明する。
【００９２】
上述した例では、昇降機構３７によって昇降される基板Ｂの真上側に赤外線ヒータ３９を配置するとともに真下側にホットプレート３８を配置しているが、赤外線ヒータ３９とホットプレート３８の上下位置関係を逆にしてもよい。この場合には、赤外線ヒータ３９から上方に放射される輻射熱によって該基板Ｂを加熱し、ホットプレート３８の基板Ｂとの対向面となる下面に熱伝導面４７が形成され、赤外線ヒータ３９を避けるように昇降機構３７が設置される。
【００９３】
また、基板Ｂの種類や熱容量によっては、基板Ｂを熱伝導面４７に接触させて本加熱を行ってもよい。この場合には、ヒートショックを防止する手段としての固定ピン４８は設けない。更に、ホットプレート３８に密着して載置された基板Ｂによって、ホットプレート３８上の導入孔３８ｂが塞がれるため、この場合には、他の箇所（具体的には、ガス供給装置５２）のガス供給量を増加させる。
【００９４】
さらに、赤外線ヒート３９を省いて、ホットプレート３８によって、基板Ｂへの予備加熱及び本加熱を行ってもよいし、或いは、ホットプレート３８を省いて、基板Ｂの上下にそれぞれ配置した赤外線ヒート３９によって、基板Ｂへの予備加熱及び本加熱を行ってもよい。
【符号の説明】
【００９５】
９  作業室（作業スペース
３７  昇降機構
３８  ホットプレート（加熱装置）
３８ｂ  導入孔
３９  赤外線ヒータ（補助加熱装置）
４１  冷却装置
４２  連結板（連結体）
４３  昇降ピン
４４  昇降シリンダ（アクチュエータ）
Ｂ  基板（ウェハ，シリコンウェハ）
Ｓ  クリアランス
【図１】
2014049524.tif 000006
【図２】
2014049524.tif 000007
【図３】
2014049524.tif 000008
【図４】
2014049524.tif 000009
【図５】
2014049524.tif 000010
【図６】
2014049524.tif 000011
【図７】
2014049524.tif 000012
【図８】
2014049524.tif 000013
【図９】
2014049524.tif 000014
【図１０】
2014049524.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成24年11月16日(2012.11.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面のハンダが溶融しない温度で基板（Ｂ）を予備加熱する予備加熱手段と、該予備加熱後に上記ハンダが溶融する温度で基板（Ｂ）を本加熱する本加熱手段と、該本加熱後に上記ハンダが凝固する温度で基板（Ｂ）を冷却させる冷却手段とを有し、基板（Ｂ）を昇降させる昇降機構（３７）を備え、昇降機構（３７）による基板（Ｂ）の昇降によって、予備加熱手段による予備加熱と、本加熱手段による本加熱と、冷却手段による冷却処理とを切換え、基板（Ｂ）表面のハンダ付けを行うハンダ付用加熱炉において、単一の作業スペース（９）を形成し、加熱装置（３８）を、昇降機構（３７）によって昇降される基板（Ｂ）の直下又は直上に設け、予備加熱手段は、作業スペース（９）内において加熱装置から予め定めた所定間隔離した予備加熱位置に基板（Ｂ）を昇降させて予備加熱を行い、本加熱手段は、作業スペース（９）内において予備加熱位置よりも加熱装置（３８）に接近した本加熱位置に基板（Ｂ）を昇降させて本加熱を行い、冷却手段は、作業スペース（９）内において本加熱位置よりも加熱装置（３８）から離れた冷却位置に基板を昇降させて冷却を行うように構成され、加熱装置（３８）が基板（Ｂ）に沿って対向するホットプレートであり、作業スペース（９）内に不活性ガスまたは還元ガスを導入する導入孔（３８ｂ）を、ホットプレート（３８）における基板（Ｂ）との対向面に形成し、本加熱位置を、基板（Ｂ）がホットプレート（３８）に近接する位置とすることにより、本加熱位置にある基板（Ｂ）と、ホットプレート（３８）の上記対向面との間に上記不活性ガスまたは還元ガスの流動を許容するクリアランス（Ｓ）が形成される加熱炉。
【請求項２】
加熱された状態の不活性ガスまたは還元ガスが作業スペース（９）内に導入される請求項１に記載の加熱炉。
【請求項３】
表面のハンダが溶融しない温度で基板（Ｂ）を予備加熱する予備加熱手段と、該予備加熱後に上記ハンダが溶融する温度で基板（Ｂ）を本加熱する本加熱手段と、該本加熱後に上記ハンダが凝固する温度で基板（Ｂ）を冷却させる冷却手段とを有し、基板（Ｂ）を昇降させる昇降機構（３７）を備え、昇降機構（３７）による基板（Ｂ）の昇降によって、予備加熱手段による予備加熱と、本加熱手段による本加熱と、冷却手段による冷却処理とを切換え、基板（Ｂ）表面のハンダ付けを行うハンダ付用加熱炉において、単一の作業スペース（９）を形成し、加熱装置（３８）を、昇降機構（３７）によって昇降される基板（Ｂ）の直下又は直上に設け、予備加熱手段は、作業スペース（９）内において加熱装置から予め定めた所定間隔離した予備加熱位置に基板（Ｂ）を昇降させて予備加熱を行い、本加熱手段は、作業スペース（９）内において予備加熱位置よりも加熱装置（３８）に接近した本加熱位置に基板（Ｂ）を昇降させて本加熱を行い、冷却手段は、作業スペース（９）内において本加熱位置よりも加熱装置（３８）から離れた冷却位置に基板を昇降させて冷却を行うように構成され、ホットプレート（３８）を基板（Ｂ）の直下に配置し、前記昇降機構（３７）は、ホットプレート（３８）に上下動可能に挿通された上下方向の複数の昇降ピン（４３）と、ホットプレート（３８）の下方に配置され且つ前記複数の昇降ピン（４３）を連結して一体で上下動させる連結体（４２）と、連結体（４２）を昇降させるアクチュエータ（４４）とを備え、昇降ピン（４３）の上端側で基板（Ｂ）を支持する加熱炉。
【請求項４】
昇降ピン（４３）を、小型用の基板（Ｂ）を支持するグループと、大型用の基板（Ｂ）を支持するグループとにグループ分けしてなる請求項３に記載の加熱炉。
【請求項５】
表面のハンダが溶融しない温度で基板（Ｂ）を予備加熱する予備加熱手段と、該予備加熱後に上記ハンダが溶融する温度で基板（Ｂ）を本加熱する本加熱手段と、該本加熱後に上記ハンダが凝固する温度で基板（Ｂ）を冷却させる冷却手段とを有し、基板（Ｂ）を昇降させる昇降機構（３７）を備え、昇降機構（３７）による基板（Ｂ）の昇降によって、予備加熱手段による予備加熱と、本加熱手段による本加熱と、冷却手段による冷却処理とを切換え、基板（Ｂ）表面のハンダ付けを行うハンダ付用加熱炉において、単一の作業スペース（９）を形成し、加熱装置（３８）を、昇降機構（３７）によって昇降される基板（Ｂ）の直下又は直上に設け、予備加熱手段は、作業スペース（９）内において加熱装置から予め定めた所定間隔離した予備加熱位置に基板（Ｂ）を昇降させて予備加熱を行い、本加熱手段は、作業スペース（９）内において予備加熱位置よりも加熱装置（３８）に接近した本加熱位置に基板（Ｂ）を昇降させて本加熱を行い、冷却手段は、作業スペース（９）内において本加熱位置よりも加熱装置（３８）から離れた冷却位置に基板を昇降させて冷却を行うように構成され、加熱装置（３８）を、昇降される基板（Ｂ）の真下側に配置し、該基板（Ｂ）の真上側に、該加熱装置（３８）とは別に、輻射熱によって基板（Ｂ）を加熱する加熱装置（３９）を設けた加熱炉。
【請求項６】
昇降される基板（Ｂ）の真上側に冷却風を下方に向かって流出させる冷却装置（４１）を配置した請求項５に記載の加熱炉。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、基板へのハンダ付を行う加熱炉に関する。
【背景技術】
【０００２】
表面のハンダが溶融しない温度で基板を予備加熱する予備加熱手段と、該予備加熱後に上記ハンダが溶融する温度で基板を本加熱する本加熱手段と、該本加熱後に上記ハンダが凝固する温度で基板を冷却させる冷却手段とを有する加熱炉が従来公知である（例えば特許文献１参照）。
しかしながら、この加熱炉では、予備加熱用の予備加熱室と、本加熱用の本加熱室と、冷却用の冷却室とが各別に形成されているため、装置が大掛かりになり、製造コストが増加するという問題がある。
【０００３】
このため、単一の作業室（作業スペース）を形成し、作業室内で基板を昇降させる昇降機構を備え、昇降機構による基板の昇降によって、予備加熱手段による予備加熱と、本加熱手段による本加熱と、冷却手段による冷却とを切換え、基板表面のハンダ付を行う特許文献２に示す加熱炉が開発され、公知になっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第２８５２４５６号公報
【特許文献２】特開２００２−１４４０７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献２の加熱炉は、単一の作業室によって、予備加熱、本加熱及び冷却を行うので、特許文献１のような予備加熱室と本加熱室と冷却室とを各別に設けた加熱炉と比較すれば、装置の構成が簡略化される。
しかし、作業室内に、予備加熱スペースと、本加熱スペースと、冷却スペースとが互いの範囲が重ならないように個別に形成され、予備加熱スペースの外周に沿って形成された筒状のヒータと、本加熱スペースの外周に沿って形成された筒状のヒータと、冷却スペースの外周に沿って形成された筒状のウォータジャケットとが各別に設けられているため、作業室が上下方向に長くなるとともに、全体の構成も依然として複雑である。
【０００６】
本発明は、予備加熱、本加熱及び冷却を行うことにより、基板へのハンダ付を行う加熱炉において、装置全体をコンパクトに形成可能であって、且つ構成も簡略化された加熱炉を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、第１に、表面のハンダが溶融しない温度で基板Ｂを予備加熱する予備加熱手段と、該予備加熱後に上記ハンダが溶融する温度で基板Ｂを本加熱する本加熱手段と、該本加熱後に上記ハンダが凝固する温度で基板Ｂを冷却させる冷却手段とを有し、基板Ｂを昇降させる昇降機構３７を備え、昇降機構３７による基板Ｂの昇降によって、予備加熱手段による予備加熱と、本加熱手段による本加熱と、冷却手段による冷却処理とを切換え、基板Ｂ表面のハンダ付を行うハンダ付用加熱炉において、単一の作業スペース９を形成し、加熱装置３８を、昇降機構３７によって昇降される基板Ｂの直下又は直上に設け、予備加熱手段は、作業スペース９内において加熱装置３８から予め定めた所定間隔離した予備加熱位置に基板Ｂを昇降させて予備加熱を行い、本加熱手段は、作業スペース９内において予備加熱位置よりも加熱装置に接近した本加熱位置に基板Ｂを昇降させて本加熱を行い、冷却手段は、作業スペース９内において本加熱位置よりも加熱装置３８から離れた冷却位置に基板Ｂを昇降させて冷却を行うように構成され、加熱装置３８が基板Ｂに沿って対向するホットプレートであり、作業スペース９内に不活性ガスまたは還元ガスを導入する導入孔３８ｂを、ホットプレート３８における基板Ｂとの対向面に形成し、本加熱位置を、基板Ｂがホットプレート３８に近接する位置とすることにより、本加熱位置にある基板Ｂと、ホットプレート３８の上記対向面との間に上記不活性ガスまたは還元ガスの流動を許容するクリアランスＳが形成されることを特徴としている。
【０００８】
第２に、加熱された状態の不活性ガスまたは還元ガスが作業スペース９内に導入されることを特徴としている。
【０００９】
第３に、表面のハンダが溶融しない温度で基板Ｂを予備加熱する予備加熱手段と、該予備加熱後に上記ハンダが溶融する温度で基板Ｂを本加熱する本加熱手段と、該本加熱後に上記ハンダが凝固する温度で基板Ｂを冷却させる冷却手段とを有し、基板Ｂを昇降させる昇降機構３７を備え、昇降機構３７による基板Ｂの昇降によって、予備加熱手段による予備加熱と、本加熱手段による本加熱と、冷却手段による冷却処理とを切換え、基板Ｂ表面のハンダ付を行うハンダ付用加熱炉において、単一の作業スペース９を形成し、加熱装置３８を、昇降機構３７によって昇降される基板Ｂの直下又は直上に設け、予備加熱手段は、作業スペース９内において加熱装置３８から予め定めた所定間隔離した予備加熱位置に基板Ｂを昇降させて予備加熱を行い、本加熱手段は、作業スペース９内において予備加熱位置よりも加熱装置に接近した本加熱位置に基板Ｂを昇降させて本加熱を行い、冷却手段は、作業スペース９内において本加熱位置よりも加熱装置３８から離れた冷却位置に基板Ｂを昇降させて冷却を行うように構成され、ホットプレート３８を基板Ｂの直下に配置し、前記昇降機構３７は、ホットプレート３８に上下動可能に挿通された上下方向の複数の昇降ピン４３と、ホットプレート３８の下方に配置され且つ前記複数の昇降ピン４３を連結して一体で上下動させる連結体４２と、連結体４２を昇降させるアクチュエータ４４とを備え、昇降ピン４３の上端側で基板Ｂを支持することを特徴としている。
【００１０】
第４に、昇降ピン４３を、小型用の基板Ｂを支持するグループと、大型用の基板Ｂを支持するグループとにグループ分けしてなることを特徴としている。
【００１１】
第５に、表面のハンダが溶融しない温度で基板Ｂを予備加熱する予備加熱手段と、該予備加熱後に上記ハンダが溶融する温度で基板Ｂを本加熱する本加熱手段と、該本加熱後に上記ハンダが凝固する温度で基板Ｂを冷却させる冷却手段とを有し、基板Ｂを昇降させる昇降機構３７を備え、昇降機構３７による基板Ｂの昇降によって、予備加熱手段による予備加熱と、本加熱手段による本加熱と、冷却手段による冷却処理とを切換え、基板Ｂ表面のハンダ付を行うハンダ付用加熱炉において、単一の作業スペース９を形成し、加熱装置３８を、昇降機構３７によって昇降される基板Ｂの直下又は直上に設け、予備加熱手段は、作業スペース９内において加熱装置３８から予め定めた所定間隔離した予備加熱位置に基板Ｂを昇降させて予備加熱を行い、本加熱手段は、作業スペース９内において予備加熱位置よりも加熱装置に接近した本加熱位置に基板Ｂを昇降させて本加熱を行い、冷却手段は、作業スペース９内において本加熱位置よりも加熱装置３８から離れた冷却位置に基板Ｂを昇降させて冷却を行うように構成され、加熱装置３８を、昇降される基板Ｂの真下側に配置し、該基板Ｂの真上側に、該加熱装置３８とは別に、輻射熱によって基板Ｂを加熱する加熱装置３９を設けたことを特徴としている。
【００１２】
第６に、昇降される基板Ｂの真上側に冷却風を下方に向かって流出させる冷却装置４１を配置したことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
上記構成によれば、単一の作業スペースを形成し、加熱装置を、昇降機構によって昇降される基板の直上又は直下に設け、予備加熱手段は、作業スペース内において加熱装置から予め定めた所定間隔離した予備加熱位置に基板を昇降させて予備加熱を行い、本加熱手段は、作業スペース内において予備加熱位置よりも加熱装置に接近した本加熱位置に基板を昇降させて本加熱を行い、冷却手段は、作業スペース内において本加熱位置よりも加熱装置から離れた冷却位置に基板を昇降させて冷却を行うため、予備加熱用のスペースと、本加熱用のスペースと、冷却用のスペースとを、上記作業スペース内に各別に形成する必要がなく、装置全体をコンパクト化できるとともに、加熱装置によって予備加熱と本加熱の両方を行わせることも可能となるため、構成も簡略化できる。
【００１４】
また、加熱装置が基板に沿って対向するホットプレートであり、本加熱位置において基板をホットプレートに近接または接触させてなるものによれば、基板の昇降によって、予備加熱と本加熱の切換をより確実に行うことが可能になる。
【００１５】
また、作業スペース内に不活性ガスまたは還元ガスを導入する導入孔を、ホットプレートにおける基板との対向面に形成したものによれば、不活性ガス又は還元ガスによって、高品質、且つ効率的なハンダ付作業が可能になるとともに、不活性ガス又は還元ガスを導入する導入孔を形成する部材を別途設ける必要がなく、構成も簡略化される。
【００１６】
さらに、本加熱位置にある基板と、ホットプレートの上記対向面との間に上記不活性ガスまたは還元ガスの流動を許容するクリアランスが形成されるように該本加熱位置を設定したものによれば、基板全体を不活性ガスまたは還元ガスが包み込むような状態になり、上記構成がさらに顕著になる。
【００１７】
なお、加熱された状態の不活性ガスまたは還元ガスが作業スペース内に導入されるものによれば、不活性ガスまたは還元ガスが基板を加熱する機能も発揮し、基板の効率的な加熱が促進される。
【００１８】
また、ホットプレートを基板の直下に配置し、前記昇降機構は、ホットプレートに上下動可能に挿通された上下方向の複数の昇降ピンと、ホットプレートの下方に配置され且つ前記複数の昇降ピンを連結して一体で上下動させる連結体と、連結体を昇降させるアクチュエータとを備え、昇降ピンの上端側で基板を支持するものによれば、昇降機構への熱伝導を最小限に抑制した状態で、基板を均一に加熱させることが可能になる他、連結体をホットプレートの下方側に配置したため、基板を、ホットプレートに近づけることが容易になる。
【００１９】
また、昇降ピンを、小型用の基板を支持するグループと、大型用の基板を支持するグループとにグループ分けしてなるものによれば、１つの昇降機構で、サイズの異なる基板を支持可能になるため、汎用性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】（Ａ），（Ｂ）は本発明を適用したハンダ付用加熱炉の正面図及び側面図である。
【図２】図１のハンダ付用加熱炉の要部正面図である。
【図３】図１のハンダ付用加熱炉の要部平面図である。
【図４】ホットプレート及び昇降機構の平面図である。
【図５】ホットプレートの平断面図である。
【図６】図４のＡ−Ａ断面図である。
【図７】作業室の要部側断面図である。
【図８】制御部のブロック図である。
【図９】制御部が行うリフローハンダ付の処理手順を示すフロー図である。
【図１０】基板の温度の経時変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１（Ａ），（Ｂ）は本発明を適用したハンダ付用加熱炉の正面図及び側面図であり、図２，図３は、図１のハンダ付用加熱炉の要部正面図及び要部平面図である。ハンダ付用加熱炉１は、片側半部が基板Ｂに対してハンダ付作業を行う作業部２になり、もう片側半部が作業部２に基板Ｂを搬入するとともに作業部２の基板Ｂを取出して冷却する搬送部３になる。このハンダ付用加熱炉１は、作業部２内においてリフローハンダ溶融を行う。具体的には、シリコンウェハや金属基板やセラミック基板等の基板Ｂ上に位置決め載置されたハンダを溶融させることにより、基板Ｂへのハンダ付を行う。このハンダ付には、基板Ｂのハンダボール等のハンダを余裕させてハンダバンプを形成する作業や、電子部品の基板Ｂへのハンダ付作業等が含まれる。
【００２２】
搬送部３は、作業部２に向かって搬送経路を形成する搬送装置４と、搬送装置４によって搬送されていた基板Ｂが載置される水平な冷却プレートである載置台６と、載置台６の上面側の基板Ｂを作業部２側に搬入するとともに作業部２側の基板Ｂを載置台６の上面側に搬出する搬入・搬出装置７と、搬送部３側の上方全体を覆う搬送側カバー８とを備えている。
【００２３】
作業部２は、内部に作業室（作業スペース）９が形成された直方体状の作業ボックス１１と、作業ボックス１１をハンダ付用加熱炉１のメインフレーム１ａ側に支持する作業側フレーム２ａと、作業ボックス１１の上方全体を覆う作業側カバー１２とを備えている。
【００２４】
上記搬送側カバー８及び作業側カバー１２は、それぞれ自身の後端部が、上下回動自在にメインフレーム１ａ側に連結され、搬送側カバー８の上下回動によって、搬送部３内が開閉され、作業側カバー１２の上下回動によって、作業部２側が開閉される。
【００２５】
上記作業ボックス１１は、下側半部の固定側分割体１３と、上側半部の可動側分割体１４とを別体で備え、固定側分割体１３と可動側分割体１４の後端部同士がヒンジ等の連結具１６によって回動自在に連結されており、可動側分割体１４が固定側分割体１３に対して、上下回動することにより、作業室９が開閉される。
【００２６】
この可動側分割体１４は、上述した作業側カバー１２とは別の上下回動し、先に作業側カバー１２を開けた後、可動側分割体１４を開けると、作業室９が開けられる。ちなみに、作業側カバー１２は、伸縮するガススプリング１７によって、開作動側に付勢され、この作業側カバー１２は、解除可能に閉状態でロックされる。
【００２７】
また、作業ボックス１１の搬送部３側面には開口部１１ａが形成され、この開口部１１ａを介して、作業室９内への基板Ｂの搬入が行われるとともに、作業室９からの基板Ｂの搬出も行われ、この開口部１１ａ側には開閉装置１８が設けられている。
【００２８】
開閉装置１８は、閉塞板１９と、該閉塞板１９を移動可能に作業ボックス１１側に支持する支持機構２１と、閉塞板１９を支持機構２１により移動作動させる開閉アクチュエータ２２とを有している。開閉アクチュエータ２２によって、閉塞板１９が、開口部１１ａを閉塞する閉塞位置と、開放する開放位置との何れかに切換作動される。ちなみに、作業室９でのリフローハンダ付の作業中は、作業室９の上方側は可動側分割体１４によって閉じられるとともに、閉塞板１９によって開口部１１ａが閉塞された状態になる。
【００２９】
上記搬送装置４は起立して互いに平行に対向する左右一対の前後方向に延びるサイドフレーム２３，２３と、各サイドフレーム２３の左右内側の側面に回転自在に支持された複数のプーリ２４と、各サイドフレーム２３の左右内側の側面に配置された側面視で環状の搬送ベルト２６とを備えている。
【００３０】
サイドフレーム２３はメインフレーム１ａ側に設置されるとともに、左右の搬送ベルト２６，２６は、近い側のサイドフレーム２３側に支持された複数のプーリ２４に掛け回され、この左右の搬送ベルト２６の上面間に架渡された状態で、基板Ｂが作業部２に向かって搬送される。
【００３１】
上記載置台６は、搬送ベルト２６の搬送下流側半部に配置形成され、且つメインフレーム１ａ側に設置されている。この載置台６は、搬送幅中央側の水平な中央プレート２７と、該中央プレート２７の両脇側にそれぞれ配された一対の水平な端側プレート２８，２８とを有しており、中央プレート２７と各端側プレート２８との間には、帯状の移動スペース２９が形成されている。
【００３２】
また、各端側プレート２８上面の移動スペース２９寄り部分には、搬送方向に延びる収容溝２８ａが凹設され、この収容溝２８ａ内に搬送ベルト２６の搬送下流側半分の上側部位を収容することが可能になる。上述した搬送装置４は、サイドフレーム２３，２３を含めた全体が昇降駆動可能にメインフレーム１ａに支持されている。この搬送装置４を上昇させた場合、搬送ベルト２６が収容溝２８ａから上方に変位した状態なる一方で、搬送装置４を下方させた場合、搬送ベルト２６が収容溝２８ａ内に収められた状態になる。
【００３３】
このため、搬送装置４が上昇した状態で、左右一対の搬送ベルト２６，２６によって載置台６側まで搬送された基板Ｂは、搬送装置４を下降駆動させて各搬送ベルト２６の上述した部分を対応する収容溝２８ａに収容することにより、載置台６のマーク位置６ａ，６ｂに載置される。上昇した搬送ベルト２６，２６上又は載置台６上に手置きする場合は、載置台６に示された上記マーク６ａ，６ｂに沿って基板Ｂを載置する。ちなみに、マーク６ａは小さいサイズの基板Ｂである小型基板Ｂ１を載置する載置位置を示し、マーク６ｂは大きいサイズの基板Ｂである大型基板Ｂ２を載置する載置位置を示している。
【００３４】
さらに、この載置台６は、図示しない水冷等の冷却手段によって冷却されるため、載置台６上に載置された基板Ｂは冷却される。具体的には、作業ボックス１１でハンダ付作業が完了し、外部に取出された基板２は、まだ高温であり、手で触れることができないため、載置台６上で、基板２を手で触れる温度まで急速冷却させる。
【００３５】
上記搬入・搬出装置７は、側面視逆Ｌ字状に形成されて作業部２側に延びるプレート状の左右一対のトランスファ３１，３１と、トランスファ３１が搬送方向に移動可能に支持された支持台３２と、支持台３２をメインフレーム１ａに昇降自在に支持する支持部材３３と、トランスファ３１を支持台３２に対して搬送方向に移動駆動させる搬送アクチュエータ３４と、支持台３２を昇降させる昇降アクチュエータ３６とを備え、この２つのアクチュエータ３４，３６によって、一対のトランスファ３１，３１が一体的に搬送方向及び上下方向に移動駆動される。
【００３６】
左右のトランスファ３１，３１は、それぞれ、上述した左右の移動スペース２９，２９を介して、載置台６の上面よりも下方位置と、載置台６の真上側であって且つ上昇した搬送ベルト２６よりも上方位置との間を移動可能になり、この移動スペース２９を上下にすり抜けるトランスファ３１の上下移動によって、載置台６上又は搬送ベルト２６．２６上の基板Ｂを左右一対のトランスファ３１，３１が受取ることが可能になるとともに、左右のトランスファ３１，３１の間に架渡された基板Ｂを載置台６上又は左右の搬送ベルト２６，２６上に載置することも可能になる。そして、このトランスファ３１によって、載置台６側の基板Ｂを作業室９に搬入するとともに、作業室９内の基板Ｂを載置台６側に搬出する。
【００３７】
続いて、図２乃至図７に基づいて作業部２の構成について詳述する。図４は、ホットプレート及び昇降機構の平面図であり、図５は、ホットプレートの平断面図であり、図６は、図４のＡ−Ａ断面図であり、図７は、作業室の要部側断面図である。作業部２は、上述した作業ボックス１１、作業側フレーム２ａ及び作業側カバー１２の他、作業室９内の基板Ｂを昇降させる昇降機構３７と、この昇降機構３７によって昇降される基板Ｂの直下に配置されて基板Ｂを加熱する水平なホットプレート（加熱装置）３８と、昇降機構３７によって昇降される基板Ｂの直上に配置されて基板Ｂを加熱する赤外線ヒータ（加熱装置）３９と、赤外線ヒータ３９側に配置された冷却装置４１とを備えている。
【００３８】
上記昇降機構３７は、作業ボックス１１の直下に配置された水平な連結板（連結体）４２と、連結板４２から真上側に一体的に突設された複数の昇降ピン４３と、連結板４２を作業ボックス１１に対して昇降させる昇降シリンダ（アクチュエータ）４４とを備えている。
【００３９】
連結板４２は、ホットプレート３８の下方（さらに具体的には作業ボックス１１の直下）に位置して全ての昇降ピン４３を互いに連結して一体的に昇降させる。また、昇降ピン４３は、連結板４２側に取付けられる上下方向に延びる支持スリーブ４３ａと、支持スリーブ４３ａと同一軸心となり且つ支持スリーブ４３ａから上方に突出するピン本体４３ｂとを有している。この昇降ピン４３は、作業ボックス１１の床面側を上下に貫通するとともに、ホットプレート３８に穿設された上下方向の挿通孔３８ａに軸方向に移動自在に挿通される。
【００４０】
そして、昇降シリンダ４４によって、昇降ピン４３を上昇させると、昇降ピン４３の上部がホットプレート３８の上面から上方に突出した状態になる一方で、昇降ピン４３を下降させると、昇降ピン４３の上部が挿通孔３８ａ内、すなわちホットプレート３８内にほぼ収まった状態になる。
【００４１】
上記ホットプレート３８は抵抗熱やその他の手段によって加熱される水平な厚板状部材であり、このホットプレート３８は自身の温度によって基板Ｂを加熱するため、基板Ｂを効率的に加熱するには、ホットプレート３８の基板Ｂとの対向面である上面に、該基板Ｂを接触又は近接（本例では近接）させる必要がある。このホットプレート３８の上面の中心寄りには、多角形状（図示する例では、正八角形状）の設置溝４６が形成され、この設置溝４６よりも内側部分が、基板Ｂと接触又は近接して該基板Ｂに熱を伝導させる熱伝導面４７になる。
【００４２】
この熱伝導面４７には、上述した挿通孔３８ａが穿設されている他、複数の固定ピン４８が上方に一体的に突設されている。
【００４３】
複数の挿通孔３８ａ及び昇降ピン４３は、平面視で、熱伝導面４７の中央を中心とする仮想の円（可動側小径円Ｃ１ａ）の円周上に位置する小型用可動側グループ（グループ）と、可動側小径円Ｃ１ａと同一中心となるとともに可動側小径円Ｃ１ａよりも径が大きい仮想の円（可動側大径円Ｃ２ａ）の円周上に位置する大型用可動側グループ（グループ）とにグループ分けされる。
【００４４】
ちなみに、昇降ピン４３及び挿通孔３８ａは、可動側小径円Ｃ１ａ及び可動側大径円Ｃ２ａ上にそれぞれ等間隔毎（具体的には１／３周毎）に配置形成され、可動側小径円Ｃ１ａの昇降ピン４３及び挿通孔３８ａと、可動側大径円Ｃ２ａの昇降ピン４３及び挿通孔３８ａとの位相は互いに上記等間隔の半分の間隔分（具体的には１／６周囲分）ずらされている。
【００４５】
また、複数の固定ピン４８も、平面視で、可動側小径円Ｃ１ａ及び可動側大径円Ｃ２ａと同一中心であるとともに可動側小径円Ｃ１ａよりも大きく且つ可動側大径円Ｃ２ａよりも径が小さい仮想の円（固定側小径円Ｃ１ｂ）の円周上に位置する小型用固定側グループ（グループ）と、可動側小径円Ｃ１ａ及び可動側大径円Ｃ２ａと同一中心であるとともに可動側大径円Ｃ２ａよりも径が若干大きい仮想の円（固定側大径円Ｃ２ｂ）の円周上に位置する大型用固定側グループ（グループ）とにグループ分けされる。
【００４６】
ちなみに、固定ピン４８は、固定側小径円Ｃ１ｂ及び固定側大径円Ｃ２ｂ上にそれぞれ等間隔毎（具体的には１／４周毎）に配置形成され、固定側小径円Ｃ１ｂの固定ピン４８と、固定側大径径円の固定ピン４８との位相は互いに上記等間隔の半分の間隔分（具体的には１／８周囲分）ずらされている。
【００４７】
基板Ｂが小型（図示する例では８インチの小型基板Ｂ１）の場合には、小型用可動側グループの複数の昇降ピン４３上端で該小型基板Ｂ１を水平に支持する。この小型基板Ｂ１の周縁は、平面視で、大型用可動側グループの昇降ピン４３よりも中心寄りに位置している。一方、基板Ｂが大型（図示する例では１２インチの大型基板Ｂ２）の場合には、大型用可動側グループの複数の昇降ピン４３上端で該大型基板Ｂ２を水平に支持する。この大型基板Ｂ２の周縁は、平面視で、設置溝４６よりも中央寄りに位置している。
【００４８】
このように、基板Ｂを水平に支持するため、小型用可動側グループを構成する複数の昇降ピン４３は、上端高さが互いに同一に設定されるとともに、大型用可動側グループを構成する複数の昇降ピン４３は、上端高さが互いに同一に設定される。
【００４９】
この他、大型用可動側グループの昇降ピン４３の上端高さは、小型用可動側グループの昇降ピン４３の上端高さよりも、所定高Δｈだけ高く設定されている。この所定高Δｈによって、大型用可動側グループの昇降ピン４３に支持された大型基板Ｂ２の下面側に、小型用可動側グループの昇降ピン４３の上端側が接触して該大型基板Ｂ２が不安定になることが防止される。
【００５０】
固定ピン４８は、昇降ピン４３の上部が挿通孔３８ａ内にほぼ収容された状態でも、基板Ｂが熱伝導面４７に非接触になるように機能する。言換えると、この固定ピン４８は、昇降ピン４３が最下降した場合でも、基板Ｂがホットプレート３８に接触することを防止する部材として機能している。ちなみに、固定ピン４８の上端高さは全てほぼ同一に設定されるか、或いは、大型用固定側グループの固定ピン４８の上端高さを全て同一に設定するとともに、小型用固定側グループの固定ピン４８の上端高さも全て同一に設定し、且つ大型用固定側グループの固定ピン４８の上端高さよりも小型用固定側グループの固定ピン４８の上端高さを低く設定してもよい。
【００５１】
以上のような固定ピン４８と昇降ピン４３との配置構成及び高さ設定によって、サイズの異なる方形状や円形等（図示する例では円形）の基板Ｂに対して、１つのホットプレート３８で対応可能になり、汎用性が向上する。そして、この昇降ピン４３によって、基板Ｂとホットプレート３８との間の隙間を調整できる。このため、加熱等で反り等が生じて非水平な状態の基板Ｂを、ホットプレート３８に対して非接触な状態で保持させることが可能になり、均一な加熱が容易になる。
【００５２】
また、ホットプレート３８の基板Ｂとの対向面である上面には、全体に亘り、作業室９内にガスを導入する小さな導入孔３８ｂが縦横に並べられた状態で複数穿設され、これを言換えると、複数の導入孔３８ｂが並べられて導入列Ｌが形成され、この導入列Ｌが互いに平行な状態で列方向と直交する方向に複数並べられている。
【００５３】
ホットプレート３８における各導入列Ｌの直下には、該導入列Ｌと平行に直線状に延びる流路４９が形成され、各導入孔３８ｂは上下方向に形成されて直下の流路４９と連通している。この流路４９は、両端とも閉塞端になる。
【００５４】
ホットプレート３８における流路４９の中間部の直下には、平面視で各流路４９と交差（具体的には直交）する方向に水平に延びる直線状の供給路５１が形成され、この供給路５１は各流路４９と連通口５１ａを介して連通している。この供給路５１の両端部には、下方に開放された供給口５１ｂ，５１ｂがそれぞれ形成され、この供給口５１ｂ，５１ｂに供給用の図示しない配管が接続される。
【００５５】
この供給路５１の各供給口５１ｂから注入されて流路４９内に流入したガスは、導入孔３８ｂから作業室９内に噴出される。この他にもホットプレート３８には、水平な孔や上下方向の孔が複数形成され、この各種の孔が、ガス（具体的には不活性ガスまたは還元ガス）の供給用の流路、或いはホットプレート３８を抵抗熱等によって加熱する発熱体を収容するスペースとして、利用される。
【００５６】
設置溝４６の各辺には、直方体状のガス供給装置５２が嵌合収容された状態で設置され、この複数のガス供給装置５２によって、ホットプレート３８の四方が囲繞された状態になる。このガス供給装置５２の上面の熱伝導面４７側縁部は該熱伝導面４７に向かって下降傾斜した傾斜面が形成される一方で、熱伝導面４７の設置溝４６側縁部も該設置溝４６に向かって下降傾斜した傾斜面が形成される。
【００５７】
各ガス供給装置５２の傾斜面には、ガスを作業室９内に噴射する噴出孔５２ａが複数穿設されている。ちなみに、ガスの噴射方向は、上記傾斜面に対して垂直方向に設定される。言換えると、各ガス供給装置５２は、熱伝導面４７に向かって斜め上方にガスを噴出するように構成されている。
【００５８】
このようにして、噴出孔５２ａからは、ホットプレート３８の導入孔３８ｂと同様に、不活性ガスや還元ガスを噴出し、この噴出ガスは、上記噴出方向の設定によって、導入孔３８ｂから噴出されたガスを、平面視で、ホットプレート３８の中央側にガイドするように作用するため、これらの噴出ガスが基板Ｂの表裏面を包み込む状態になる（図７参照）。
【００５９】
さらに、このガス供給装置５２へのガス供給経路について説明すると、上記供給路５１と平行に形成されたガス供給路５０が形成され、このガス供給路５０の両端寄り部分には、上下方向に延びる供給口５０ａ，５０ａが穿設され、この供給口５１ａの下方が開放されており、この開放端にガス供給用の配管が接続される。
【００６０】
一方、ホットプレート３８には、ガス供給装置５２毎に上方開放されたガス孔３８ｃが穿設され、このガス孔３８ｃからのガスがガス供給装置５２に供給される。ガス供給炉５０内に流入したガスは、直接的にガス孔３８ｃからガス供給装置５２に導入されるか、或いは、一または複数の流路５５を介して、ガス孔３８ｃからガス供給装置５２に導入される。
【００６１】
上記赤外線ヒータ３９は、搬入・搬出方向に対して直交する方向に形成され、該赤外線ヒータ３９が搬入・搬出方向に複数配列配置されている。この各赤外線ヒータ３９からの輻射熱によって、真下側に位置する基板Ｂが補助的に加熱される。
【００６２】
上記冷却装置４１は、赤外線ヒータ３９と平行な方向に形成され、隣接する赤外線ヒータ３９間に１個づつ設置されている。言換えると、冷却装置４１と赤外線ヒータ３９が交互に並列配置されている。この冷却装置４１はひし形の断面を有し、該冷却装置４１の斜め下方を向いた一対の各面には、気体を噴射する噴射口４１ａが並列されて複数設置されている。
【００６３】
ちなみに、ホットプレート３８、ガス供給装置５２又は冷却装置４１からの不活性ガスや還元ガスや冷却用エア等の気体を注入することによって、密閉された作業室９内の圧力は上昇するが、所定以上には圧力が上昇しないように、作業室９の天井側には一又は複数の図示しない排気用スリットが設けられ、高圧時は、このスリットから作業室９内のガスが外部に排気される。この他、この排気用スリットからは、ハンダ付中に発生したフラックスガス（排煙）等も排出され、これらの排気された気体は、排気ダクト側に効率よく放出される。
【００６４】
以上のように構成されたハンダ付用加熱炉１では、開閉装置１８によって閉塞板１９を開放位置に切換えて開口部１１ａを開放状態とするとともに、昇降機構３７によって全昇降ピン４３を下降作動させて下方に位置させた状態とし、搬入・搬出装置７の左右のトランスファ３１，３１は、基板Ｂを架渡し状態で保持し、作業室９内に基板Ｂを導入する。ちなみに、トランスファ３１，３１に受渡す基板Ｂは、載置台６上に載置してもよいが、本例では載置台６よりも上昇した搬送ベルト２６，２６上に載置される。
【００６５】
そして、左右のトランスファ３１，３１によって基板Ｂを作業室９に導入している状態で、昇降機構３７によって、昇降ピン４３を上昇させると、左右のトランスファ３１，３１から昇降ピン４３が浮上り、トランスファ３１から基板Ｂへの受渡が行われる。この後、搬入・搬出装置７のトランスファ３１を作業室９内から引抜き、開閉装置１８によって閉塞板１９を閉塞位置に切換えて開口部１１ａを閉塞状態とすることにより、基板Ｂへの加熱が可能な状態になり、この際、基板Ｂはホットプレート３８の熱伝導面４７と平行に対向した状態になる。
【００６６】
最初に、基板Ｂを予備的に加熱する予備加熱処理（予備加熱手段）を行う。この予備加熱処理では、昇降機構３７によって、基板Ｂを、熱伝導面４７から所定距離離れた高い位置にある予備加熱範囲（予備加熱位置）まで上昇（昇降）させる。予備加熱範囲に位置する基板Ｂは、ホットプレート３８からの熱では直接的には加熱されないが、赤外線ヒータ３９からの輻射熱によって加熱される。この予備加熱範囲内で高い位置に上昇するほど、赤外線ヒータ３９からの輻射熱の温度は上昇し、基板Ｂの表面温度もこれに伴って上昇する。
【００６７】
このようにして、作業室９内において、基板Ｂを予備加熱範囲内に上昇（昇降）させ、赤外線ヒータ３９による輻射熱によって、基板Ｂ上のハンダを溶融させない温度で、該基板Ｂが加熱され、結果、ハンダ内に含まれる、或いはハンダボール下にあるフラックス液を活性化（酸化還元）させる。この予備加熱時には、導入孔３８ｂ又は噴出孔５２ａの一方又は両方から、還元ガス又は窒素ガスやギ酸ガス等の不活性ガスが作業室９内に導入される。ホットプレート３８から導入されるガスと、ガス供給装置５２から導入されるガスとは、同一種類であり、このガスは加熱された状態で、作業室９内に注入され、作業室９内にガス雰囲気が形成される。
【００６８】
続いて、基板Ｂを本加熱する本加熱処理（本加熱手段）を行う。この本加熱処理では、昇降機構３７によって、基板Ｂを、上記予備加熱範囲よりも熱伝導面４７（ホットプレート３８の上面）に近づき熱伝導面４７に非接触状態で接近する本加熱範囲（本加熱位置）にまで下降（昇降）させる。本加熱範囲に位置する基板Ｂは、ホットプレート３８に近接し、直接的な熱伝導に近い状態で、急速に加熱される。
【００６９】
このようにして、作業室９内において、基板Ｂを本加熱範囲内に下降させ、作業室９内のホットプレート３８による本加熱によって、基板Ｂ上のハンダが溶融する温度にまで、該基板Ｂが加熱される。この本加熱時にも、導入孔３８ｂ又は噴射孔５２ａの一方又は両方から、還元ガス又は窒素ガスやギ酸ガス等の不活性ガスが作業室９内に導入される。ホットプレート３８から導入されるガスと、ガス供給装置５２から導入されるガスとも、同一種類であり、このガスは加熱された状態で、作業室９内に注入される。
【００７０】
本加熱時、基板Ｂはホットプレート３８に接触しないため、急激な加熱によって基板Ｂが破損するヒートショックを効率的に防止できる。また、本加熱範囲にある基板Ｂとホットプレート３８の熱伝導面４７との間には、ガスの流動を許容するクリアランスＳが形成される。このクリアランスＳを介して、ホットプレート３８の導入孔３８ｂから噴出されたガスが基板Ｂの表裏面を取囲むように流動するため、ガス雰囲気形成の効果がさらに高まる。ちなみに、ガス雰囲気形成の効果としては、例えば、窒素ガス等の不活性ガスや還元ガスを用いる場合には、ハンダ接合性が向上する他、高温ガスが上記輻射熱と相互作用して、基板Ｂを斑なく均一に加熱できるという効果がある。
【００７１】
最後に、基板Ｂを冷却する冷却処理（内部冷却処理，冷却手段）を行う。この冷却処理では、昇降機構３７によって、基板Ｂを、熱伝導面４７から所定距離高く且つ冷却装置４１に近づいた冷却範囲（冷却位置）に上昇（昇降）させる。この冷却範囲は、上述した予備加熱範囲と近いか、或いは一部で重複している。
【００７２】
作業室９内において上記のように基板Ｂを冷却範囲内に昇降させ、冷却装置４１から基板Ｂ側に向かって下方に噴射される冷却用のエア又は窒素等の気体によって、該基板Ｂを冷却させ、基板Ｂ上で溶融したハンダを凝固させ、加熱によるリフローハンダ付（具体的には、バンプ形状や電子部品のハンダ付）の作業を完了させる。
【００７３】
このようにして、リフローハンダ付が完了すると、開閉装置１８によって閉塞板１９を開放位置に切換えて開口部１１ａを開放状態とするとともに、昇降機構３７によって全昇降ピン４３を上昇させ、基板Ｂを持ち上げた状態で待機させる。トランスファ３１，３１を開口部１１から作業室１１ａ内に差込み、この後、昇降ピン４３を下降させることにより、ホットプレート３８から浮いた基板Ｂを、左右のトランスファ３１，３１の間に載置し、これによって、昇降機構３７から搬入・搬出装置７に基板Ｂを受渡す。そして、搬入・搬出装置７は、トランスファ３１，３１によって、基板Ｂを作業室９内から搬出し、載置台６上に基板Ｂを載置させる。載置台６は、載置された基板Ｂを冷却（外部冷却処理）し、作業者が触れられる温度まで基板Ｂを冷却する。
【００７４】
以上のような予備加熱処理→本加熱処理→冷却処理の手順によって、基板Ｂのリフローハンダ付を行うことにより、基板Ｂのハンダ付を省スペースで効率的且つ高品質に行うことが可能になる。ちなみに、上述のようなリフローハンダ付作業は、具体的には、マイコン等からなる制御部５３（図８参照）によって行う。
【００７５】
次に、図８乃至図１０に基づいて、制御部５３によるリフローハンダ付の処理手順の一例について説明する。なお、上述の説明と重複する部分については説明を省略する。
【００７６】
図８は、制御部のブロック図であり、図９は、制御部が行うリフローハンダ付の処理手順を示すフロー図であり、図１０は、基板の温度の経時変化を示すグラフである。制御部５３の入力側には、基板Ｂや作業室９等の温度を検出するセンサ等からなる温度検出手段５４と、基板Ｂのホットプレート３８の熱伝導面４７からの高さを検出する昇降高さ検出手段５６とが接続されている。
【００７７】
一方、制御部５３の出力側には、昇降シリンダ４４を駆動させて昇降ピン４３を昇降駆動させる昇降機構制御手段５７と、熱伝導面４７を含むホットプレート３８の温度を制御する第１加熱制御手段（加熱制御手段）５８と、赤外線ヒータ３９の温度を制御する第２加熱制御手段（加熱制御手段）５９と、ガス供給装置５２の噴射孔５２ａから作業室９内へのガス注入の有無を切換る制御電磁弁等からなる雰囲気用流量制御手段６１と、ホットプレート３８の導入孔３８ｂから作業室９内へのガス注入量の有無を切換る制御電磁弁等からなるホットプレート側流量制御手段６２と、冷却装置４１から作業室９内への冷却用気体の注入量の有無を切換る制御電磁弁等からなる冷却用流量制御手段６３とが接続されている。
【００７８】
ちなみに、昇降シリンダ４４は自身に内蔵されたステッピングモータによって伸縮作動され、ステッピングモータは入力されるパルスの数によって駆動量が調整される。すなわち、昇降機構制御手段５７を介して入力されるパルス信号のパルス数によって、昇降シリンダ４４の伸縮長さ（すなわち、基板Ｂの昇降高さ）が制御される。このため、基板Ｂの昇降高さのフィードバック制御を行うことは必ずしも必要無く、昇降高さ検出手段５６は、省略してもよい。
【００７９】
制御部５３は、リフローハンダ付時、上述した通り予備加熱処理→本加熱処理→冷却処理の順に処理を進める。言換えると、制御部５３には、予備加熱手段と、本加熱手段と、冷却手段とを有し、これらの手段を順次実行していく。
【００８０】
予備加熱手段では、予備加熱を行う時間と、赤外線ヒータ３９の温度と、ホットプレート３８の温度と、ホットプレート３８からのガスの噴出量と、ガス供給装置５２からのガスの噴出量と、冷却装置４１からの冷却用気体の噴出量と、昇降機構３７によって制御される熱伝導面４７からの基板Ｂの相対高さとを、一例として、下記表１に示すように設定している。この際の作業室９の酸素濃度は同表に示すようになり、ホットプレート３８及びガス供給装置５２から供給されるガスの温度は、ホットプレート３８の温度と同一に設定され、ホットプレート３８から供給されるガスの圧力は０．１Ｍｐａに設定され、ガス供給装置５２から供給されるガスの圧力は０．３Ｍｐａに設定され、基板Ｂの高さは、温度の調整のために、赤外線ヒータ３９と接近した任意の高さまで上昇される。
【００８１】
【表１】
2014049524.tif 000016
【００８２】
本加熱手段では、本加熱を行う時間と、赤外線ヒータ３９の温度と、ホットプレート３８の温度と、ホットプレート３８からのガスの噴出量と、ガス供給装置５２からのガスの噴出量と、冷却装置４１からの冷却用気体の噴出量と、昇降機構３７によって制御される熱伝導面４７からの基板Ｂの相対高さとを、一例として、下記表２に示すように設定している。この際の作業室９の酸素濃度は同表に示すようになり、ホットプレート３８及びガス供給装置５２から供給されるガスの温度は、ホットプレート３８の温度と同一に設定され、ホットプレート３８から供給されるガスの圧力は０．１Ｍｐａに設定され、ガス供給装置５２から供給されるガスの圧力は０．３Ｍｐａに設定され、基板Ｂの高さは、温度の調整のために、ホットプレート３８に近接した高さまで下降される。
【００８３】
【表２】
2014049524.tif 000017
【００８４】
冷却手段では、冷却を行う時間と、ホットプレート３８の温度と、冷却装置４１からの冷却用気体の噴出量と、昇降機構３７によって制御される熱伝導面４７からの基板Ｂの相対高さとを、一例として、下記表３に示すように設定している。この際の作業室９の酸素濃度は同表に示すようになり、冷却装置４１から供給される冷却用気体の圧力は０．４Ｍｐａに設定されている。この時、赤外線ヒータ３９はＯＦＦさせるが、ホットプレート３８は、次の基板Ｂの処理効率を考慮してＯＮ状態で保持する。
【００８５】
【表３】
2014049524.tif 000018
【００８６】
上記設定値は一例であるが、ホットプレート３８及び赤外線ヒータ３９の温度を変化させることなく、基板Ｂの昇降によって、基板Ｂの加熱温度を制御できる。なお、基板Ｂの温度変化は、図１０に示すようになり、予備加及び本加熱時には、目標温度に向かって急激に加熱した後は、温度上昇が緩やかになるように温度制御し、これによって狭い作業室９内でも迅速的且つ効率的なハンダ付を行うことが可能になる。
【００８７】
なお、図９のフロー図では、予備加熱、本加熱及び冷却の他、トランスファ３１，３１による作業室９への基板Ｂの「搬入」と、基板Ｂの「取出し」と、載置台６上での基板Ｂの「外部冷却」も含めて、処理手順を示している。
【００８８】
次に、本発明の変形例について、上述と異なる点を説明する。
【００８９】
上述した例では、昇降機構３７によって昇降される基板Ｂの真上側に赤外線ヒータ３９を配置するとともに真下側にホットプレート３８を配置しているが、赤外線ヒータ３９とホットプレート３８の上下位置関係を逆にしてもよい。この場合には、赤外線ヒータ３９から上方に放射される輻射熱によって該基板Ｂを加熱し、ホットプレート３８の基板Ｂとの対向面となる下面に熱伝導面４７が形成され、赤外線ヒータ３９を避けるように昇降機構３７が設置される。
【００９０】
また、基板Ｂの種類や熱容量によっては、基板Ｂを熱伝導面４７に接触させて本加熱を行ってもよい。この場合には、ヒートショックを防止する手段としての固定ピン４８は設けない。更に、ホットプレート３８に密着して載置された基板Ｂによって、ホットプレート３８上の導入孔３８ｂが塞がれるため、この場合には、他の箇所（具体的には、ガス供給装置５２）のガス供給量を増加させる。
【００９１】
さらに、赤外線ヒート３９を省いて、ホットプレート３８によって、基板Ｂへの予備加熱及び本加熱を行ってもよいし、或いは、ホットプレート３８を省いて、基板Ｂの上下にそれぞれ配置した赤外線ヒート３９によって、基板Ｂへの予備加熱及び本加熱を行ってもよい。
【符号の説明】
【００９２】
９  作業室（作業スペース
３７  昇降機構
３８  ホットプレート（加熱装置）
３８ｂ  導入孔
３９  赤外線ヒータ（補助加熱装置）
４１  冷却装置
４２  連結板（連結体）
４３  昇降ピン
４４  昇降シリンダ（アクチュエータ）
Ｂ  基板（ウェハ，シリコンウェハ）
Ｓ  クリアランス