(57)【要約】【課題】簡単な構造で安定した加熱を行うことができるとともに、消費電力を抑制することのできる加熱装置を提供することを目的とする。【解決手段】加熱装置は、第１の加熱板１と、第１の加熱板１とは所定の距離離間して対向するように配置され、複数の穴５が形成された第２の加熱板２と、第２の加熱板２の面２ａから所定の距離離間して配置されるハロゲンヒータ３とを備えている。加熱装置は、加熱対象物４を第１の加熱板１と第２の加熱板２との間に介在させ、当該加熱対象物４を加熱する。【選択図】図１
2007120930.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の加熱板と、
前記第１の加熱板とは所定の距離離間して対向するように配置され、複数の穴が形成された第２の加熱板と、
前記第２の加熱板における前記第１の加熱板と対向する面とは反対の面から所定の距離離間して配置され、赤外線を放射する加熱手段と、
を有し、加熱対象物を前記第１の加熱板と前記第２の加熱板との間に介在させ、当該加熱対象物を加熱することを特徴とする加熱装置。
【請求項２】
前記第１の加熱板および前記第２の加熱板のそれぞれの前記加熱手段に近い側の表面は、熱吸収性を高める黒色化処理が施されている
ことを特徴とする請求項１記載の加熱装置。
【請求項３】
前記加熱手段は、ハロゲンヒータまたはカーボンヒータである
ことを特徴とする請求項１または２記載の加熱装置。
【請求項４】
前記加熱対象物は、Ｃｕ（銅）で形成された基材の周囲にＳｎ（錫）メッキが施された導線であって、第１の温度で焼鈍処理が施された導線であり、
前記焼鈍処理された導線に対し、前記基材上にＣｕ３Ｓｎ１（銅−錫系）の合金層が形成されるとともに当該合金層上にＣｕ６Ｓｎ５（銅−錫系）の合金層が形成されるべく第２の温度で焼鈍処理を行う
ことを特徴とする請求項１、２または３記載の加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、赤外線放射を用いた加熱手段を備えた加熱装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
加熱装置は、溶解、溶融、樹脂コーティング、半導体製造における熱処理（アニール）、焼鈍などの目的で使用される。
【０００３】
たとえば金属メッキが施され圧延加工された導線に対し、加熱装置を使用して焼鈍処理が施される。これは、圧延されたことに起因して硬度化になった導線を焼鈍することにより軟化させるためである。
【０００４】
なお、焼鈍処理を行う加熱装置としては、特許文献１に記載された加熱装置が知られている。
【特許文献１】特開２００５−４８２１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、例えば焼鈍処理のように一定期間（連続して処理を実行するための時間）、所定の温度を維持して加熱するような加熱装置においては、低消費電力でしかも安定した加熱が行えることが好ましい。
【０００６】
しかしながら、現在、低消費電力でしかも安定した加熱が行える加熱装置は提案もまた実現もされていないのが実情である。
【０００７】
そこで、本発明は、簡単な構造で安定した加熱を行うことができるとともに、消費電力を抑制することのできる加熱装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の本発明の加熱装置は、第１の加熱板と、前記第１の加熱板とは所定の距離離間して対向するように配置され、複数の穴が形成された第２の加熱板と、前記第２の加熱板における前記第１の加熱板と対向する面とは反対の面から所定の距離離間して配置され、赤外線を放射する加熱手段と、を有し、加熱対象物を前記第１の加熱板と前記第２の加熱板との間に介在させ、当該加熱対象物を加熱することを特徴とする。
【０００９】
これにより、第２の加熱板は、加熱手段から放射された赤外線により加熱され、第１の加熱板は、加熱された第２の加熱板から放熱された熱と、第２の加熱板に形成された複数の穴を通過した加熱手段から放射された赤外線とによって加熱され、さらに、加熱対象物は、第２の加熱板に形成された複数の穴を通過した加熱手段から放射された赤外線の一部または全部と、加熱された第１の加熱板および第２の加熱板から放熱された熱とによって加熱されるので、加熱対象物に対し安定した加熱を行うことができる。また、加熱手段は、第１の加熱板側には設けることなく、第２の加熱板側にのみ設ければよいので、構造が簡単で消費電力を抑制することができる。このようなことから、簡単な構造で安定した加熱を行うことができるとともに、消費電力を抑制することができる。
【００１０】
請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載の発明の構成に加えて、前記第１の加熱板および前記第２の加熱板のそれぞれの前記加熱手段に近い側の表面は、熱吸収性を高める黒色化処理が施されていることを特徴とする。
【００１１】
これにより、第１の加熱板および第２の加熱板は、黒色化処理が施されていない場合と比較して熱吸収性が高まり、結果的に、迅速にかつ加熱板全体に亘って均等に加熱されるので、加熱対象物に対し、より一層、安定した加熱を行うことができる。
【００１２】
請求項３に記載の本発明は、請求項１または２記載の発明の構成に加えて、前記加熱手段は、ハロゲンヒータまたはカーボンヒータであることを特徴とする。
【００１３】
このように赤外線を放射する加熱手段にハロゲンヒータやカーボンヒータを適用することにより、加熱装置自体のコストを抑制することができる。
【００１４】
請求項４に記載の本発明は、請求項１、２または３記載の発明の構成に加えて、前記加熱対象物は、Ｃｕ（銅）で形成された基材の周囲にＳｎ（錫）メッキが施された導線であって、第１の温度で焼鈍処理が施された導線であり、前記焼鈍処理された導線に対し、前記基材上にＣｕ３Ｓｎ１（銅−錫系）の合金層が形成されるとともに当該合金層上にＣｕ６Ｓｎ５（銅−錫系）の合金層が形成されるべく第２の温度で焼鈍処理を行うことを特徴とする。
【００１５】
これにより、加熱対象物における基材の周囲に施されたＳｎメッキ（Ｓｎ層）の下部より、第１の合金層と第２の合金層とを拡散生成させることができ、かつＳｎ層を薄膜化させることができるので、加熱対象物の表面の硬度を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、第１の加熱板と第２の加熱板との間に介在される加熱対象物は、第２の加熱板側にのみ設けられた加熱手段から放射される赤外線と、第１の加熱板および第２の加熱板から放熱される熱とによって、安定して加熱されることになるので、簡単な構造で安定した加熱を行うことができるとともに、消費電力を抑制することができるという有効な効果が得られる。
【００１７】
また、本発明によれば、第１の加熱板および第２の加熱板は、黒色化処理が施されていない場合と比較して熱吸収性が高まり、結果的に、迅速にかつ加熱板全体に亘って均等に加熱されるので、加熱対象物に対し、より一層、安定した加熱を行うことができるという有効な効果が得られる。
【００１８】
さらに、本発明によれば、加熱対象物における基材の周囲に施されたＳｎメッキ（Ｓｎ層）の下部より、第１の合金層と第２の合金層とを拡散生成させることができ、かつＳｎ層を薄膜化させることができるので、加熱対象物の表面の硬度を向上させることができるという有効な効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面を参照しつつさらに具体的に説明する。ここで、添付図面において同一の部材には同一の符号を付しており、また、重複した説明は省略されている。なお、ここでの説明は本発明が実施される最良の形態であることから、本発明は当該形態に限定されるものではない。
【００２０】
（実施の形態）
【００２１】
図１は本発明の加熱装置の原理を説明する図、図２は本実施の形態に係る加熱装置を説明する斜視図、図３は図２において蓋部を装置本体側に閉じた状態におけるＡ−Ａ断面を示す断面図、図４は図３のＢ方向から見た加熱装置を説明する図、図５は本実施の形態に係る加熱処理が施された加熱対象物の構造を説明する図である。
【００２２】
本発明の加熱装置の原理について、図１を参照して説明する。
【００２３】
加熱装置は、図１（ａ）に示すように、第１の加熱板１と、この第１の加熱板１とは所定の距離離間して対向するように配置され、複数の穴が形成された第２の加熱板２と、この第２の加熱板２における第１の加熱板１と対向する面とは反対の面２ａから所定の距離離間して配置されるハロゲンヒータ（加熱手段）３とを備えている。そして、第１の加熱板１と第２の加熱板２との間に、加熱対象物４が介在される。
【００２４】
また、第１の加熱板１および第２の加熱板２はともに材質は例えば鉄で、厚さは例えば約１ｍｍであり、さらに第１の加熱板１は図１（ｂ）に示すように穴は形成されいないが、第２の加熱板２は図１（ｃ）に示すように複数の穴５がその加熱板全体に亘ってかつ均等に形成されている。
【００２５】
このように第２の加熱板２に複数の穴５を形成することにより、ハロゲンヒータ３から放射される赤外線（特に近赤外線）を、複数の穴５を通して第１の加熱板１の一方の面１ａに照射させ、この第１の加熱板１を加熱させることができる。
【００２６】
さらに、第１の加熱板１および第２の加熱板２それぞれのハロゲンヒータ３に近い側の面（表面）、すなわち第１の加熱板１の表面１ａおよび第２の加熱板２の表面２ａは、それぞれ熱的特性を高める所定の処理、詳しくは熱吸収性を高める黒色化処理が施されている。これに対し、第１の加熱板１の表面１ａとは反対側の面および第２の加熱板２の表面２ａとは反対側の面には、この黒色化処理は施されていない。なお、黒色化処理としては、例えば黒色クロムめっき、など「めっき」が挙げられる。
【００２７】
このように第１の加熱板１の表面１ａおよび第２の加熱板２の表面２ａに黒色化処理を施すようにするのは、次の理由からである。
【００２８】
すなわち、第２の加熱板２の表面２ａに形成される黒色化による膜（黒色皮膜）には、ハロゲンヒータ３から放射された近赤外線が照射されるので、その表面２ａは、黒色化処理が施されていない場合と比較して熱吸収性が高まり、結果的に、第２の加熱板２は迅速にかつ加熱板全体に亘って均等に加熱される。
【００２９】
一方、第１の加熱板１の表面１ａに形成される黒色化による膜（黒色皮膜）には、第２の加熱板２に形成された複数の穴５を通過したハロゲンヒータ３から放射された近赤外線が到達するとともに、ハロゲンヒータ３からの近赤外線が照射されたことに起因して加熱した第２の加熱板２から放熱された熱が到達するので、その表面１ａは、黒色化処理が施されていない場合と比較して熱吸収性が高まり、その結果、第１の加熱板１は、ハロゲンヒータ３に対し第２の加熱板２よりも所定の距離離間した位置に存在するものの、上記第２の加熱板２の場合と同様に、迅速にかつ加熱板全体に亘って均等に加熱される。
【００３０】
このように、第１および第２の加熱板１，２に対し、熱吸収性を高めさせて効率良く熱を吸収させ、安定した熱量（熱エネルギー）を保有させるために、それらの加熱板の表面（近赤外線あるいは熱を受ける面）に黒色化処理を施すようにしている。
【００３１】
ところで、第１の加熱板１と第２の加熱板２との間に介在する加熱対象物４にも、第２の加熱板２に形成された複数の穴５を通過したハロゲンヒータ３から放射された近赤外線が到達する。
【００３２】
したがって、第１の加熱板１と第２の加熱板２間の加熱対象物４に対しては、上述したように、ハロゲンヒータ３からの近赤外線と、加熱板全体に亘って均等に加熱された第１の加熱板１および第２の加熱板２のそれぞれから放出された熱（熱エネルギー）とによって、安定した加熱を行うことができる。
【００３３】
これにより、加熱対象物４における第１の加熱板１および第２の加熱板２と対向する面（両側の面）が均等に加熱され、結果的に、加熱対象物４全体か均等に加熱される。
【００３４】
本実施の形態では、ハロゲンヒータ３は、第１の加熱板１側には設けることなく、第２の加熱板２側にのみ設ければよいので、加熱装置の構造が簡単で消費電力を抑制することができる。
【００３５】
また、第１の加熱板１および第２の加熱板２は、黒色化処理が施されていない場合と比較して熱吸収性が高まり、結果的に、迅速にかつ加熱板全体に亘って均等に加熱されるので、加熱対象物４に対し、より一層、安定した加熱を行うことができる。
【００３６】
図２は、本実施の形態に係る加熱装置を説明する斜視図を示している。なお、図２において、図１に示した構成要素と同様の機能を果たす部分に同一の符号を付している。
【００３７】
図２に示すように、加熱装置１０は、ハロゲンヒータ３（図２には図示せず）および第２の加熱板２を有する装置本体２０と第１の加熱板１を有する蓋部３０とを備えている。
【００３８】
蓋部３０は、一方の側面部３３の端部３３ａが、装置本体２０の一方の側面部２３の端部２３ａに回動自在に支障されているとともに、他方の側面部３４の端部３４ａは、この蓋部３０が閉じられたときに、装置本体２０の他方の側面部２４の端部２４ａと密着されるようになっている。
【００３９】
なお、蓋部３０には、操作者（作業員）がこの蓋部３０を開閉するときに保持するための取手部（図示せず）が設けられている。
【００４０】
図２において蓋部３０の端部３３ａを中心にして蓋部３０を装置本体２０側に閉じた状態におけるＡ−Ａ断面を図３に示し、図３のＢ方向から見た加熱装置を説明する図を図４に示す。なお、図３において、符号１０１で示される部分は第１の加熱板１に形成された黒色皮膜であり、１０２で示される部分は第２の加熱板２に形成された黒色皮膜である。
【００４１】
図２および図３に示すように、装置本体２０においては、側面部２１，２２にはそれぞれ凹部２１ａ，２２ａが形成されている。これらの凹部２１ａ，２２ａの底部２１ｂ、２２ｂの位置と同等あるいはこの位置よりも低い位置に、上述した第２の加熱板２の表面２ａとは反対側の面（表面）が存在するように、この第２の加熱板２が装置本体２０に配設されている。
【００４２】
ハロゲンランプ３ａと反射ミラー３ｂとを有する複数（この例では４個）のハロゲンヒータ３は、その長手方向が装置本体２０の側面部２１，２２の長手方向（幅方向）とは略平行に並設され、かつ第２の加熱板２よりも下方に位置するように配設されている。反射ミラー３ｂは、ハロゲンランプ３ａから放射され入射する近赤外線を第２の加熱板２に向けて反射させる。
【００４３】
ところで、蓋部３０の端部３３ａを中心にして蓋部３０を装置本体２０側に閉じたときは、蓋部３０と装置本体２０とは、加熱装置１０における長手方向の両側の部位は密着された状態になるものの、加熱装置１０における幅方向の両側の部位（凹部２１ａ，２２ａを含む部位）は、図３に示すように開口部２５および開口部２６（図４参照）が形成された状態となる。
【００４４】
また、蓋部３０の端部３３ａを中心にして蓋部３０を装置本体２０側に閉じた場合においては、第１の加熱板１の表面１ａと第２の加熱板２の表面２ａとは反対側の面（表面）とは、所定の距離（図４に示す距離Ｓ）離間した状態になっている。
【００４５】
すなわち、加熱装置１０においては、開口部２５、第１の加熱板１と第２の加熱板２との間に形成される空間および開口部２６によって、加熱装置１０の長手方向に沿って流通路が形成される。
【００４６】
本実施の形態では、加熱対象物４は、Ｃｕ（銅）で形成された基材の周囲にＳｎ（錫）メッキが施された導線（導体）であって、第１の温度（例えば４００〜５００℃）で焼鈍処理（例えば第１の温度で０．１〜０．３秒間加熱）が施された導線（導体）である。ここでは、Ｓｎメッキのメッキ厚は、例えば０．７μｍに設定されている。
【００４７】
また、上述した加熱装置１０では、第１の温度で焼鈍処理された導線（導体）に対し、基材上にＣｕ３Ｓｎ１（銅−錫系）の第１の合金層が形成されるとともに当該第１の合金層上にＣｕ６Ｓｎ５（銅−錫系）の第２の合金層が形成されるべく第２の温度で焼鈍処理を行うようになっている。
【００４８】
この第２の温度での焼鈍処理（つまり２回目の焼鈍処理）においては、導線（加熱対象物４）を２７０〜２８０℃の温度で５〜１０ｓｅｃ（秒）の時間だけ加熱し、この加熱時間が終了した後、導線（加熱対象物４）を自然冷却するなど徐冷する。
【００４９】
かかる構成の加熱装置１０では、図３に示すように、上述した流通路上に単数または複数の加熱対象物４を通過させることにより、当該加熱対象物４を加熱するようにしている。ここで、例えば５本や１０本など複数の導線つまり加熱対象物４を同時に焼鈍するときは、複数の加熱対象物４が並行で、かつ当該並行する複数の加熱対象物４が加熱装置１０の側面部２１，２２の凹部２１ａ，２２ａそれぞれの底部２１ｂ、２２ｂと略平行となるように、複数の加熱対象物４を加熱装置１０の上述した流通路上を通過させるようにする。
【００５０】
なお、本実施の形態では、焼鈍処理（２回目の焼鈍処理）は温度２７０〜２８０℃および時間５〜１０ｓｅｃに基づいて実施するようにしているが、これら加熱温度および加熱時間は例示に過ぎず、上記第１の合金層と上記第２の合金層とが拡散生成される条件を満足する加熱温度および加熱時間を採用することができる。例えば、加熱温度２６０℃で加熱時間２０ｓｅｃに設定することも可能である。
【００５１】
このようにして加熱された加熱対象物４としての導線はフレキシブルフラットケーブルに使用される導体（以下、ＦＦＣ用導体とおいう）となる。このＦＦＣ用導体の構造について、図５を参照して説明する。
【００５２】
なお、図５（ａ）はＦＦＣ用導体を示す斜視図、図５（ｂ）は図５（ａ）の要部Ｃを拡大した断面図である。
【００５３】
ＦＦＣ用導体は、図５（ａ）に示すように平角軟銅線（Ｃｕ）の材質で形成された基材（平角導体）４−１を有しており、しかも、図５（ｂ）に示すように、Ｃｕ（銅）の基材（平角導体）４−１上にＣｕ３Ｓｎ１（銅−錫系）の第１の合金層４−２が形成されているとともに、当該第１の合金層４−２上にＣｕ６Ｓｎ５（銅−錫系）の第２の合金層４−３が形成され、さらに第２の合金層４−３上に純Ｓｎ（錫）の表面層４−４が形成されている。
【００５４】
すなわち、第１の合金層４−２と第２の合金層４−３とが拡散生成され、この拡散生成により純Ｓｎメッキ膜（Ｓｎ層）の薄膜化が進行し、表面層１３が形成される。そのため、ＦＦＣ用導体の表面硬度が高くなり、ＦＦＣ用導体の表面（導体表面）の応力変形を軽減することができる。これによりＦＦＣ用導体でのウイスカー（メッキ被膜表面に発生したヒゲ状の結晶生成物）を抑制することができる。
【００５５】
なお、本実施の形態では、第１の合金層４−２、第２の合金層４−３および表面層４−４の合計の厚さＤは０．７μｍに設定されている。この厚さＤ０．７μｍは、Ｃｕ（銅）で形成された基材の周囲に施されるＳｎメッキの予め規定したメッキ厚（０．７μｍ）に相当する。
【００５６】
また、以上の説明においては、赤外線を放射する加熱手段としてハロゲンヒータ３を適用した場合が説明されているが、例えばカーボン（炭素系発熱体）を用いたカーボンヒータなど、赤外線（近赤外線、中赤外線、遠赤外線）の放射により加熱を行うことができるものであれば、種々のものを加熱手段として適用することができる。
【００５７】
なお、加熱手段として、広く市販されているハロゲンヒータやカーボンヒータを適用すれば、加熱装置自体のコストを抑制することが可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明は、第１の加熱板と複数の穴が形成された第２の加熱板との間に介在する加熱対象物を、これらの加熱板からの熱および加熱手段からの赤外線により加熱する加熱装置であって、焼鈍処理以外の所定の処理の目的で加熱する加熱装置にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の加熱装置の原理を説明する図である。
【図２】実施の形態に係る加熱装置を説明する斜視図である。
【図３】図２において蓋部を装置本体側に閉じた状態におけるＡ−Ａ断面を示す断面図である。
【図４】図３のＢ方向から見た加熱装置を説明する図である。
【図５】実施の形態に係る加熱処理が施された加熱対象物の構造を説明する図である。
【符号の説明】
【００６０】
１    第１の加熱板
２    第２の加熱板
３    ハロゲンヒータ（加熱手段）
３ａ    ハロゲンランプ
３ｂ    反射ミラー
４    加熱対象物
５    第２の加熱板に形成された穴
１０    加熱装置
２０    装置本体
２１ａ，２２ａ    凹部
２５，２６    開口部
３０    蓋部
１０１    第１の加熱板に形成された黒色皮膜
１０２    第２の加熱板に形成された黒色皮膜
４−１    基材（Ｃｕ）
４−２    第１の合金層（Ｃｕ３Ｓｎ１）
４−３    第２の合金層（Ｃｕ６Ｓｎ５）
４−４    表面層（Ｓｎ層）
【図１】
2007120930.tif 000003
【図２】
2007120930.tif 000004
【図３】
2007120930.tif 000005
【図４】
2007120930.tif 000006
【図５】
2007120930.tif 000007