(57)【要約】【課題】気中および液体中においても不具合なく良好にリフロー処理を行うことが可能な誘導加熱装置および誘導加熱方法を提供することを目的とする。【解決手段】本発明にかかる誘導加熱装置２００の構成は、誘導加熱によって対象物を加熱する誘導加熱装置において、中空に巻回したコイル２１０と、巻回したコイル２１０の内側に挿通するように着脱可能なコア２２０とを備えていることを特徴とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘導加熱によって対象物を加熱する誘導加熱装置において、
中空に巻回したコイルと、
巻回した前記コイルの内側に挿通するように着脱可能なコアとを備えていることを特徴とする誘導加熱装置。
【請求項２】
前記コアの対物面は、加熱する対象物の形状に応じた傾斜面または凹凸面であることを特徴とする請求項１に記載の誘導加熱装置。
【請求項３】
前記コアの対物面は、対象物のうち加熱を要する位置が突出していることを特徴とする請求項１に記載の誘導加熱装置。
【請求項４】
誘導加熱によって対象物を加熱する誘導加熱方法において、
中空に巻回したコイルと、巻回した前記コイルの内側に挿通するように着脱可能なコアとを備える誘導加熱装置を用いて、
対象物の形状または対象物のうち加熱を要する位置に応じた形状のコアに交換して加熱を行うことを特徴とする誘導加熱方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、誘導加熱によって対象物を加熱する誘導加熱装置および誘導加熱方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電気素子やＩＣチップ、端子やコネクタなどの電子部品には、回路へのハンダ付けおよび酸化腐食からの保護のために、金属部分の表面に錫や錫合金めっき（ハンダめっき）等の皮膜が形成されている。しかし近年、溶出した鉛の環境への負荷を考慮して、業界全体で鉛を使用しない鉛フリー化が推進されている。
【０００３】
しかしながら、鉛を使用しない錫合金からなる皮膜には、ウィスカ（Whisker：ホイスカともいわれる）と呼ばれるひげ状結晶が析出し、回路のショート（短絡）を招くおそれがある。このウィスカの発生はめっき層および基体の残留応力が原因の一つと考えられることから、熱処理によって残留応力を除去する手法、いわゆるリフロー処理を行う手法が開発されている。
【０００４】
リフロー処理の際に金属製の対象物を加熱する手法として誘導加熱処理の普及が進んでいる。厳密にはリフロー処理に用いられるものではないが、例えば特許文献１では、誘導加熱用のワークコイルと、金属部材に対応して交換することができるようにワークコイルに着脱可能に取付固定された磁性体からなるコアとを備える誘導加熱装置が開示されている。特許文献１によれば、ワークコイルの段替えをすることなく、形状等の異なる金属部材金属部材に対応した誘電加熱を行うことができるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２３５４７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１では、コイルの外側にコアをかぶせるような形態である。このため、コイルからの放熱が起こりにくく、その熱がコアの内側にこもってしまい、コアの高温状態が長時間続いてしまう。一般に、コアはガス中で使用する場合には、コーティングが施されているが、高温状態が長時間続くとコーティングが変質してしまい、錆や腐食が生じるおそれがある。
【０００７】
また、めっき皮膜を形成する際のリフロー処理は、気中（ガス中）だけでなく液体中（溶液中）においても行うことが想定される。特許文献１のような構造であると、液体中でリフロー処理を行う場合にコアの内部に液体が残存しやすいため、コイルやコアの腐食の原因となる。
【０００８】
本発明は、このような課題に鑑み、気中および液体中においても不具合なく良好にリフロー処理を行うことが可能な誘導加熱装置および誘導加熱方法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】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明にかかる誘導加熱装置の代表的な構成は、誘導加熱によって対象物を加熱する誘導加熱装置において、中空に巻回したコイルと、巻回したコイルの内側に挿通するように着脱可能なコアとを備えていることを特徴とする。
【００１０】
上記構成によれば、中空に巻回したコイルの内側にコアが配置される。これにより、コイルの熱を気中または液体中に効率的に放熱することができる。したがって、コアのコーティングの変質を抑制し、損傷を防ぐことが可能となる。またコイルが中空であり、その内側にコアが配置されるため、液体が残存しやすい空間が存在しない。これにより、液体中でのリフロー処理時におけるコアの腐食を防止することができる。したがって、気中および液体中においても不具合なく良好にリフロー処理を行うことが可能である。
【００１１】
上記コアの対物面は、加熱する対象物の形状に応じた傾斜面または凹凸面であるとよい。これにより、複雑な形状の対象物を良好に加熱することが可能となる。
【００１２】
上記コアの対物面は、対象物のうち加熱を要する位置が突出しているとよい。これにより、フープ状の対象物のうち、加熱が必要な箇所のみを効率的にリフロー処理することが可能となる。
【００１３】
上記課題を解決するために、本発明にかかる誘導加熱方法の代表的な構成は、誘導加熱によって対象物を加熱する誘導加熱方法において、中空に巻回したコイルと、巻回したコイルの内側に挿通するように着脱可能なコアとを備える誘導加熱装置を用いて、対象物の形状または対象物のうち加熱を要する位置に応じた形状のコアに交換して加熱を行うことを特徴とする。上述した誘導加熱装置における技術的思想に対応する構成要素やその説明は、当該誘導加熱方法にも適用可能である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、気中および液体中においても不具合なく良好にリフロー処理を行うことが可能な誘導加熱装置および誘導加熱方法を提供することがとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本実施形態の誘導加熱方法を適用する金属部品を説明する図である。
【図２】図１に示す金属部品の製造工程について説明する図である。
【図３】本実施形態にかかる誘導加熱装置を説明する図である。
【図４】誘導加熱装置の全体斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００１７】
（金属部品）
図１は、本実施形態の誘導加熱方法を適用する金属部品１００を説明する図である。図１（ａ）は金属部品１００の平面図であり、図１（ｂ）は金属部品１００のＡ−Ａ断面図である。図１に例示するように、本実施形態の誘導加熱方法は、フープ状の金属部品１００（フープ材）に適用される。フープ材とは、帯状の薄い平板や、かかる平板をプレス加工した加工品がリール状に巻き取られた条材である。
【００１８】
図１（ｂ）に示すように、本実施形態の金属部品１００は、基体１０２、およびその表面にフープめっきによって形成されためっき皮膜１０４ａ・１０４ｂを含んで構成される。基体１０２としては、例えば銅を例示することができ、他にも銅合金、鉄等の他の金属やその合金などを好適に用いることができる。めっき皮膜１０４ａ・１０４ｂとしては、例えば銅めっきや錫めっきを例示することができるが、他の金属によるめっき皮膜を用いてもよい。
【００１９】
なお、本実施形態では、基体１０２の表面にめっき皮膜１０４ａ・１０４ｂを形成した金属部品１００を例示したが、これに限定するものではない。本実施形態の誘導加熱方法は、めっき皮膜を形成していない金属部材、すなわち基体のみの金属部材にも適用することが可能である。また本実施形態の金属部品１００では、基体１０２上に２層のめっき皮膜１０４ａ・１０４ｂが形成されているが、この数においても限定されず、めっき皮膜の数は適宜変更することが可能である。
【００２０】
図１（ａ）に示すように、フープ状の金属部品１００には、所定間隔ごとに切欠１０６が形成されている。本実施形態では、フープ状の金属部品１００のうち、切欠１０６の内側の略Ｔ字状の片１０８が製品として用いられる。
【００２１】
図２は、図１に示す金属部品１００の製造工程について説明する図である。フープめっきにより皮膜１０４ａ・１０４ｂ（図１参照）が形成される場合、基体１０２は、図２に示すように、上流側に配置された送りリール１１２によって送り出され、連続的に行われるめっき処理等を経て金属部品１００となり、かかる金属部品１００は下流側に配置された巻取りリール１１４によって巻き取られる。
【００２２】
送りリール１１２によって送り出された基体１０２は、前処理として、油脂成分を取り除く脱脂工程や、研磨を行うブラスト工程等を経た後に、めっき装置１１６において、めっき皮膜１０４ａ（銅めっきを例示）やめっき皮膜１０４ｂ（錫めっきを例示）を形成するめっき工程が順に行われる。そして、めっき後の基体１０２である金属部品１００は、本実施形態の誘導加熱装置２００に送り出される。
【００２３】
図３は、本実施形態にかかる誘導加熱装置２００を説明する図である。図３（ａ）は誘導加熱装置２００の正面側（金属部品１００と対向する側）の平面図であり、図３（ｂ）は誘導加熱装置２００の背面側（金属部品１００と対向しない側）の平面図であり、図３（ｃ）は図３（ａ）の断面図である。図４は、誘導加熱装置２００の全体斜視図である。なお、以下、誘導加熱装置２００について詳述しながら、本実施形態の誘導加熱方法についても併せて説明する。
【００２４】
本実施形態の誘導加熱装置２００は、誘導加熱によって対象物である金属部品１００を加熱する。図３（ａ）および（ｃ）に示すように、本実施形態の誘導加熱装置２００は、コイル２１０およびコア２２０を含んで構成される。図３（ａ）に示すように、本実施形態の誘導加熱装置２００では、コイル２１０は中空に巻回されていて、コイル２１０の端部２１２ａ・２１２ｂは、電源（不図示）に接続されている。
【００２５】
そして、コイル２１０の内側には、その中空部分に挿通されるように、着脱可能なコア２２０が配置される。コイル２１０の中空部分に配置されたコア２２０は、図３（ｂ）および図３（ｃ）に示すように、その背面側から装着される固定具２３０によってコイル２１０に固定される。固定具２３０の例としては、耐熱性樹脂によって形成したスナップフィットを挙げることができる。
【００２６】
図３（ｃ）および図４に示すように、金属部品１００は、１対に配置された誘導加熱装置２００の間に配置される。そして、電源からコイル２１０に高周波の交流電力が供給されると、コイル２１０の周囲に磁場が形成される。その磁場が、金属部品１００の基体１０２（図１参照）に印加されると、電磁誘導により基体１０２に渦電流が流れ、誘導加熱によって基体１０２が発熱する。基体１０２が発熱すると、その熱がめっき皮膜１０４ａ・１０４ｂに伝わり、めっき皮膜１０４ａ・１０４ｂが加熱される。これにより、金属部品１００はコイル２１０の誘導加熱を利用して加熱されることとなる。
【００２７】
このとき、本実施形態の誘導加熱装置２００では、コア２２０は、中空に巻回したコイル２１０の内側に配置されているため、コイル２１０の熱は気中や液体中に効率的に放熱される。これにより、コア２２０のコーティングの変質を抑制し、損傷を防止することができる。またコイル２１０が中空であり、その内側にコア２２０が配置されることにより、コイル２１０内への液体の残存が生じにくい。したがって、液体中でのリフロー処理時におけるコア２２０の腐食を防止することができる。故に、本実施形態の誘導加熱装置２００によれば、気中および液体中においても不具合なく良好にリフロー処理を行うことが可能である。
【００２８】
また図２（ｃ）に示すように、本実施形態の誘導加熱装置２００では、コア２２０の対物面２２２が、対象物である金属部品１００のうち、加熱を要する領域、すなわち切欠１０６の内側の片１０８（図１参照）に対応する位置が突出している。これにより、フープ状の金属部品（対象物）のうち、加熱が必要な箇所のみを効率的にリフロー処理することが可能となる。
【００２９】
なお、本実施形態では、コア２２０の対物面２２２を対象物の形状に応じて突出させる構成を例示したが、これに限定するものではない。例えば、対象物である金属部品１００のうち、加熱を要する領域が突出していたり傾斜していたりする場合には、コア２２０の対物面２２２を、対象物の形状に応じた傾斜面または凹凸面とするとよい。これにより、複雑な形状の対象物であっても良好に加熱（リフロー処理）することが可能となる。
【００３０】
そして、上述したように対象物の形状または対象物のうち加熱を要する位置に応じた形状のコアを用意しておくことにより、対象物に応じたコアに交換するだけで様々な形状の対象物を加熱することができる。このとき、特に本実施形態では、図２（ｃ）に示すように、固定具２３０を外してコア２２０をコイル２１０から外し、異なるコア２２０をコイル２１０の中空部分に配置して固定具２３０で留めるだけで交換作業が終了する。したがって、交換作業を容易としつつ、上述した利点を得ることが可能となる。
【００３１】
ここで本実施形態では、図４に示すように、誘導加熱装置２００は、その両側をそれぞれ支持板２５０によって支持されている。詳細には、支持板２５０には長穴２５２が設けられていて、この長穴２５２に挿通されたネジ２６０によって誘導加熱装置２００が支持板２５０に固定されている。長穴２５２は金属部品１００に対して離接する方向に長くなっている。これにより、長穴２５２の長さの範囲内で誘導加熱装置２００と金属部品１００との距離を調節することができ、位置決めの自由度を高めることが可能となる。
【００３２】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明は、誘導加熱によって対象物を加熱する誘導加熱装置および誘導加熱方法として利用することができる。
【符号の説明】
【００３４】
１００…金属部品、１０２…基体、１０４ａ…皮膜、１０４ｂ…皮膜、１０６…切欠、１０８…片、１１２…送りリール、１１４…巻取りリール、１１６…装置、２００…誘導加熱装置、２１０…コイル、２１２ａ…端部、２１２ｂ…端部、２２０…コア、２２２…対物面、２３０…固定具、２５０…支持板、２５２…長穴
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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