(57)【要約】  【課題】ワークへの加熱力を高めることができるリフロー装置を提供する。  【解決手段】ワークＷをリフロー加熱する炉体10と、炉体10の内部に炉体内雰囲気ガスの熱容量を増加させる熱容量増加媒体を供給する熱容量増加媒体供給手段26とを具備している。熱容量増加媒体は、炉体10内の設定温度より低い沸点を有する液体である。熱容量増加媒体供給手段26は、熱容量増加媒体をパルス噴射により定量供給するか、またはワークＷがプリヒート用の加熱室15からリフロー用の加熱室16に移動したときにリフロー用の加熱室16のみへ熱容量増加媒体を供給する。  【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークをリフロー加熱する炉体と、
炉体の内部に炉体内雰囲気ガスの熱容量を増加させる熱容量増加媒体を供給する熱容量増加媒体供給手段と
を具備したことを特徴とするリフロー装置。
【請求項２】
熱容量増加媒体は、炉体内の設定温度より低い沸点を有する液体である
ことを特徴とする請求項１記載のリフロー装置。
【請求項３】
熱容量増加媒体供給手段は、熱容量増加媒体をパルス噴射により定量供給する
ことを特徴とする請求項１または２記載のリフロー装置。
【請求項４】
炉体は、
ワークを予加熱するプリヒート用の加熱室と、
ワークをリフロー加熱するリフロー用の加熱室とを備え、
熱容量増加媒体供給手段は、
ワークがプリヒート用の加熱室からリフロー用の加熱室に移動したときにリフロー用の加熱室のみへ熱容量増加媒体を供給する
ことを特徴とする請求項１または２記載のリフロー装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークを炉体内の高温雰囲気でリフロー加熱するリフロー装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のリフロー装置において、リフロー運転中の炉体内に注入されるガスは、窒素ガスまたはエアであり、これらの窒素ガスとエアとを個別に、または同時に炉体内に供給することで、炉体内の雰囲気ガス中の残留酸素濃度を制御するようにしている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特許第３４２０２８３号公報（第３頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
一方、炉体内に供給された窒素ガスは、炉体内の雰囲気ガス温度に影響を与えることはなく、炉体内雰囲気ガスの温度制御は、内部のヒータへの通電量により制御しているが、炉体内の雰囲気ガス温度の降下を抑えることが容易でないため、十分なワークへの加熱力を安定的に確保することが難しい。
【０００４】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、ワークへの加熱力を高めることができるリフロー装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１記載の発明は、ワークをリフロー加熱する炉体と、炉体の内部に炉体内雰囲気ガスの熱容量を増加させる熱容量増加媒体を供給する熱容量増加媒体供給手段とを具備したリフロー装置であり、そして、エアリフローまたは窒素リフローなどの加熱炉内に、エアや窒素ガスとともに、または個別に、ガス熱容量増加媒体を投入して、炉体内雰囲気ガスの熱容量を上げることで、ワークへの加熱力を高め、また、炉体内雰囲気ガスの温度降下を抑える。
【０００６】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のリフロー装置における熱容量増加媒体を、炉体内の設定温度より低い沸点を有する液体としたものであり、そして、熱容量増加媒体として、炉体内の設定温度より低い沸点の液体を用いることで、熱容量増加媒体が炉体内で液化することを防止する。
【０００７】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載のリフロー装置における熱容量増加媒体供給手段が、熱容量増加媒体をパルス噴射により定量供給するものであり、そして、熱容量増加媒体をパルス噴射により定量供給するので、パルス間隔の制御により熱容量増加媒体の流量調整が容易である。
【０００８】
請求項４記載の発明は、請求項１または２記載のリフロー装置における炉体が、ワークを予加熱するプリヒート用の加熱室と、ワークをリフロー加熱するリフロー用の加熱室とを備え、熱容量増加媒体供給手段は、ワークがプリヒート用の加熱室からリフロー用の加熱室に移動したときにリフロー用の加熱室のみへ熱容量増加媒体を供給するものであり、そして、ワークがプリヒート用の加熱室からリフロー用の加熱室に移動したときに、リフロー用の加熱室のみの熱容量を、ワーク加熱時のみ効率良く上げる。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１記載の発明によれば、エアリフローまたは窒素リフローなどの加熱炉内に、エアや窒素ガスとともに、または個別に、ガス熱容量増加媒体を投入して、炉体内雰囲気ガスの熱容量を上げることで、ワークへの加熱力を高めることができ、また、炉体内雰囲気ガスの温度降下を抑えることができる。
【００１０】
請求項２記載の発明によれば、熱容量増加媒体として、炉体内の設定温度より低い沸点の液体を用いることで、熱容量増加媒体が炉体内で液化することを防止できる。
【００１１】
請求項３記載の発明によれば、熱容量増加媒体をパルス噴射により定量供給するので、パルス間隔の制御により熱容量増加媒体の流量調整を容易にできる。
【００１２】
請求項４記載の発明によれば、ワークがプリヒート用の加熱室からリフロー用の加熱室に移動したときに、リフロー用の加熱室のみの熱容量を、ワーク加熱時のみ効率良く上げることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を、図１に示される一実施の形態、図２に示される他の実施の形態を参照して、詳細に説明する。
【００１４】
図１は窒素リフロー装置を示し、炉体10内にプリヒート用の加熱室11，12，13，14，15およびリフロー用の加熱室16，17が区画形成され、これらの加熱室11〜17内には、ヒータ18およびファン19がそれぞれ設けられ、ヒータ18により加熱された炉体内雰囲気ガスがファン19により循環される。
【００１５】
また、炉体10のワーク搬出側には冷却部20が連続的に設置され、この冷却部20には複数の冷却室21，22が設置され、これらの冷却室21，22内にはワーク冷却用の冷却ファン23が設けられている。
【００１６】
炉体10および冷却部20内には、ワークＷを搬送するコンベヤ24が各加熱室11〜17および冷却室21，22を貫通して設けられている。ワークＷは、基板上に電子部品が実装されたものであり、それらの間にはソルダペーストが塗布されている。
【００１７】
この窒素リフロー装置の炉体10には、窒素ガスと微量のエアとを混入するための配管25と、炉体10内の酸素濃度を検出して表示する酸素濃度計（図示せず）とが接続され、そして、炉体10内は、不活性ガスである窒素ガスと微量のエアとが混合された低酸素濃度の不活性雰囲気ガスで満たされている。
【００１８】
炉体10の外部には、炉体内雰囲気ガスの熱容量を増加させる熱容量増加媒体を炉体内雰囲気ガス中に添加供給する熱容量増加媒体供給手段26が設けられている。
【００１９】
熱容量増加媒体は、例えば、イソプロピルアルコール（沸点80℃）、水（沸点100℃）、気相式はんだ付け用不活性液体（例えば、フッ素系不活性溶剤フロリナート（米国スリーエム社の登録商標）、沸点210〜235℃）などの加温された液体を用いる。
【００２０】
これらの熱容量増加媒体は、いずれも炉体10内の設定温度より低い沸点を有する液体であり、このような液体を選択することで、これらの熱容量増加媒体が炉体10内で液化することを防止する。
【００２１】
また、熱容量増加媒体供給手段26は、熱容量増加媒体を直接、または窒素ガスとともに、またはエアとともに、または窒素ガスおよびエアとともに、炉体10内の特にリフロー用の加熱室16に供給するものである。
【００２２】
この熱容量増加媒体供給手段26によって熱容量増加媒体を炉体内雰囲気ガス中に添加する方法は、コントローラ27によって制御されるパルス噴射により定量供給するか、または、リフロー用の加熱室16にワーク検知用のセンサ28を設け、このセンサ28によりワークＷがプリヒート用の加熱室15からリフロー用の加熱室16に移動するタイミングを見計らって、リフロー用の加熱室16のみへ熱容量増加媒体を供給すると良い。
【００２３】
具体的な供給方法としては、例えば、ファン19の吸込口に対して配管25の先端に設けられたノズルより熱容量増加媒体を噴霧すると良い。
【００２４】
そして、この窒素リフロー装置の炉体10内に、エアや窒素ガスとともに、または個別に、ガス熱容量増加媒体を投入することで、炉体内雰囲気ガスの比熱を高め、炉体内雰囲気ガスの熱容量を上げることができる。これにより、ワークＷへの加熱力を高めることができ、また、炉体内雰囲気ガスの温度降下を抑えることができる。
【００２５】
また、熱容量増加媒体の添加方法として、熱容量増加媒体をパルス噴射により定量供給する場合は、パルス間隔の制御により熱容量増加媒体の流量調整を容易にできる。
【００２６】
さらに、熱容量増加媒体の添加方法として、プリヒート用の加熱室15からリフロー用の加熱室16に移動したワークＷを検出する毎に、リフロー用の加熱室16のみに熱容量増加媒体を添加する場合は、リフロー用の加熱室16のみの熱容量を、ワーク加熱時のみ効率良く上げることができる。
【００２７】
また、炉体内雰囲気ガスの熱容量を上げることで、ワークＷのピーク温度の均一化を図れ、加熱温度差が小さくなる。さらに、ワーク温度が設定温度に到達しやすく、ヒータ18による設定温度の低温化が可能であり、例えば設定温度を270℃から250℃へ引下げても、同一の加熱力が得られる。さらに、ファン19による風速を低速化でき、例えば、風速８ｍ／秒を風速５ｍ／秒としても同一の加熱力が得られる。
【００２８】
次に、図２は、エアリフロー装置を示し、炉体10内にプリヒート用の加熱室11，12，13，14，15およびリフロー用の加熱室16，17が区画形成され、これらの加熱室11〜17内には、ヒータ18およびファン19がそれぞれ設けられ、ヒータ18により加熱された炉体内雰囲気ガスがファン19により循環される点は、図１に示された窒素リフロー装置と同様であるが、このエアリフロー装置では、炉体10のワーク搬出側の外部に、ワーク冷却用の冷却ファン23が配置されている点で、窒素リフロー装置と異なる。
【００２９】
また、炉体10の外部には、炉体内雰囲気ガスの熱容量を増加させる熱容量増加媒体を炉体内雰囲気ガス中に添加供給する熱容量増加媒体供給手段26が設けられている。
【００３０】
熱容量増加媒体は、水（沸点100℃）、気相式はんだ付け用不活性液体（沸点210〜235℃）などの加温された液体を用いる。
【００３１】
これらの熱容量増加媒体は、いずれも炉体内の設定温度より低い沸点を有する液体であり、これらの熱容量増加媒体が炉体内で液化することを防止する。
【００３２】
また、熱容量増加媒体供給手段26は、熱容量増加媒体を直接、または炉体10内にエアを供給するための配管25を用いて、炉体内の特にリフロー用の加熱室16に供給するものである。
【００３３】
この熱容量増加媒体供給手段26によって熱容量増加媒体を炉体内雰囲気ガス中に添加する方法は、コントローラ27によって制御されるパルス噴射により定量供給するか、または、リフロー用の加熱室16にワーク検知用のセンサ28を設け、このセンサ28によりワークＷがプリヒート用の加熱室15からリフロー用の加熱室16に移動するタイミングを見計らって、リフロー用の加熱室16のみへ熱容量増加媒体を供給すると良い。
【００３４】
具体的な供給方法としては、例えば、ファン19の吸込口に対して配管25の先端に設けられたノズルより熱容量増加媒体を噴霧すると良い。
【００３５】
そして、このエアリフロー装置の炉体10内に、エアとともに、または個別に、熱容量増加媒体を投入することで、炉体内雰囲気ガスの比熱を高め、炉体内雰囲気ガスの熱容量を上げることができる。これにより、ワークＷへの加熱力を高めることができ、また、炉体内雰囲気ガスの温度降下を抑えることができる。
【００３６】
また、熱容量増加媒体の添加方法として、熱容量増加媒体をパルス噴射により定量供給する場合は、パルス間隔の制御により熱容量増加媒体の流量調整を容易にできる。
【００３７】
さらに、熱容量増加媒体の添加方法として、プリヒート用の加熱室15からリフロー用の加熱室16に移動したワークＷを検出する毎に、リフロー用の加熱室16のみに熱容量増加媒体を添加する場合は、リフロー用の加熱室16のみの熱容量を、ワーク加熱時のみ効率良く上げることができる。
【００３８】
また、炉体内雰囲気ガスの熱容量を上げることで、ワークＷのピーク温度の均一化を図れ、加熱温度差が小さくなる。さらに、ワーク温度が設定温度に到達しやすく、ヒータ18による設定温度の低温化が可能であり、例えば設定温度を270℃から250℃へ引下げても、同一の加熱力が得られる。さらに、ファン19による風速を低速化でき、例えば、風速８ｍ／秒を風速５ｍ／秒としても同一の加熱力が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明に係るリフロー装置の一実施の形態を示す断面図である。
【図２】本発明に係るリフロー装置の他の実施の形態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
Ｗ    ワーク
10    炉体
15    プリヒート用の加熱室
16    リフロー用の加熱室
26    熱容量増加媒体供給手段
【図１】
2005294561.tif 000003
【図２】
2005294561.tif 000004