(57)【要約】【課題】アルミ等の非磁性かつ低抵抗な材質を多く含む対象物の場合であっても，半田付け温度域まで効率よく昇温できる半田付け用加熱装置およびその方法を提供すること。【解決手段】本発明の半田付け用加熱装置は，整合バリアブルトランス１０と，整合バリアブルトランス１０の１次側コイル１１に変動電圧を印加する１次側回路と，整合バリアブルトランス１０の２次側コイル１２に接続された２次側回路と，２次側回路に設けられた加熱コイル１５および共振コンデンサ１９と，加熱コイル１５内に半田付け対象物を導入するスライダとを有している。この半田付け用加熱装置において，整合バリアブルトランス１０の調整によりインピーダンス整合を取りつつ，整合バリアブルトランス１０の１次側コイル１１に変動電圧を印加することにより，加熱コイル１５内の半田付け対象物を誘導加熱により加熱して半田付けする。【選択図】図１
2009119510.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非磁性材料を含む半田付け対象物を誘導加熱により加熱して半田を溶融させて半田付けする半田付け用加熱装置において，
巻数比が可変であるバリアブルトランスと，
前記バリアブルトランスの１次側コイルに変動電圧を印加する１次側回路と，
前記バリアブルトランスの２次側コイルに接続された２次側回路と，
前記２次側回路に設けられた加熱コイルと，
前記２次側回路と前記１次側回路とのいずれか一方に設けられた共振コンデンサと，
前記加熱コイル内への半田付け対象物の搬入および搬出を行う移送部材とを有することを特徴とする半田付け用加熱装置。
【請求項２】
請求項１に記載の半田付け用加熱装置において，
前記移送部材の少なくとも一部と前記加熱コイルとを収納する加熱炉を有し，
前記加熱炉の炉壁に，半田付け対象物を炉内へ出し入れするための開口が形成されており，
前記開口を開閉するゲートが前記開口に臨んで設けられていることを特徴とする半田付け用加熱装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の半田付け用加熱装置において，
前記共振コンデンサが，前記２次側回路に，前記加熱コイルと直列に配置されていることを特徴とする半田付け用加熱装置。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の半田付け用加熱装置において，
前記共振コンデンサが，前記１次側回路に，前記バリアブルトランスの１次側コイルと直列に配置されていることを特徴とする半田付け用加熱装置。
【請求項５】
請求項３または請求項４に記載の半田付け用加熱装置において，
前記共振コンデンサが，互いに並列に配置された複数のコンデンサと，それらの複数のコンデンサの少なくとも一部に対して直列に配置されたスイッチとにより構成されていることを特徴とする半田付け用加熱装置。
【請求項６】
請求項３または請求項４に記載の半田付け装置において，
前記共振コンデンサが，互いに直列に配置された複数のコンデンサと，それらの複数のコンデンサの少なくとも一部に対して並列に配置されたスイッチとにより構成されていることを特徴とする半田付け用加熱装置。
【請求項７】
非磁性材料を含む半田付け対象物を誘導加熱により加熱して半田を溶融させて半田付けする半田付け用加熱方法において，
巻数比が可変であるバリアブルトランスと，
前記バリアブルトランスの１次側コイルに変動電圧を印加する１次側回路と，
前記バリアブルトランスの２次側コイルに接続された２次側回路と，
前記２次側回路に設けられた加熱コイルと，
前記２次側回路と前記１次側回路とのいずれか一方に設けられた共振コンデンサとを用い，
前記加熱コイル内に半田付け対象物を導入し，
前記バリアブルトランスの調整により，前記バリアブルトランスと前記加熱コイルとのインピーダンス整合を取りつつ，前記バリアブルトランスの１次側コイルに変動電圧を印加することにより，半田付け対象物の誘導加熱を行うことを特徴とする半田付け用加熱方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，半田付け対象物を誘導加熱により加熱して半田付けする半田付け用加熱装置およびその方法に関する。さらに詳細には，半田付け対象物が鉄のような磁性体を多く含むかアルミのような非磁性体を多く含むかにかかわらず，効率よく対象物を加熱して半田付けできる半田付け用加熱装置およびその方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から，電磁誘導を利用した誘導加熱による加熱装置が種々知られている。例えば，金属の熱処理用のものとして特許文献１，調理用のものとして特許文献２，特許文献３などがある。
【特許文献１】特開平１０−２２３３６３号公報
【特許文献２】特開２００１−６８２６０号公報
【特許文献３】特開２００６−３３１９６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら，誘導加熱を電子技術分野における電子部品の半田付けに利用しようとすると，次のような問題があった。これらの電子部品においては，基板などの構造体の主要部分としてアルミなどを用いている場合がある。一方，そもそも誘導加熱は，アルミのような非磁性で低抵抗の素材を加熱することはあまり得意ではない。このため，電子部品の半田付けのための加熱は，誘導加熱では必ずしも適切に行うことができなかった。
【０００４】
なお，特許文献２，３では加熱対象物の例としてアルミを挙げている。しかし，これらの文献では主として調理用途を対象としており，目標とする温度レベルがさほど高くない。半田付け用途の場合には調理用途よりも目標温度がかなり高いので，これらの文献の技術では対応できない。また，誘導加熱により鉄を昇温させ，これを介して間接的にアルミを加熱することも考えられる。しかしそれでは，直接的に加熱する場合と比して昇温スピードが大きく劣る。
【０００５】
このようにアルミ等の場合に誘導加熱がしにくい原因はやはり，その抵抗の低さにある。アルミ自体が非常に低抵抗であるために，加熱コイル中に対象物があってもなくても，２次側回路の抵抗値があまり違わないのである。このために，あまり大電力をかけることができない。対象物の有無による抵抗値の差をなるべく大きく確保するためには，対象物と加熱コイルの巻き線とをなるべく近づける必要がある。しかし半田付け用途の場合には，搬送機構を備える必要もあり限界がある。
【０００６】
本発明は，前記した従来の誘導加熱技術が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは，非磁性材料を多く含む対象物の場合であっても，半田付け温度域まで効率よく昇温できる半田付け用加熱装置およびその方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この課題の解決を目的としてなされた本発明の半田付け用加熱装置は，非磁性材料を含む半田付け対象物を誘導加熱により加熱して半田を溶融させて半田付けする装置であって，巻数比が可変であるバリアブルトランスと，バリアブルトランスの１次側コイルに変動電圧を印加する１次側回路と，バリアブルトランスの２次側コイルに接続された２次側回路と，２次側回路に設けられた加熱コイルと，２次側回路と１次側回路とのいずれか一方に設けられた共振コンデンサと，加熱コイル内への半田付け対象物の搬入および搬出を行う移送部材とを有している。
【０００８】
また，本発明の半田付け用加熱方法では，巻数比が可変であるバリアブルトランスと，バリアブルトランスの１次側コイルに変動電圧を印加する１次側回路と，バリアブルトランスの２次側コイルに接続された２次側回路と，２次側回路に設けられた加熱コイルと，２次側回路と１次側回路とのいずれか一方に設けられた共振コンデンサとを用い，加熱コイル内に非磁性材料を含む半田付け対象物を導入し，バリアブルトランスの調整により，バリアブルトランスと加熱コイルとのインピーダンス整合を取りつつ，バリアブルトランスの１次側コイルに変動電圧を印加することにより，半田付け対象物を誘導加熱により加熱して半田を溶融させて半田付けする。
【０００９】
本発明では基本的に，バリアブルトランスの１次側コイルに変動電圧を印加することにより，その２次側回路に電流を流す。この電流が加熱コイルにも流れることで，加熱コイル内の対象物が誘導加熱により加熱される。この熱により半田付けがなされる。ここで，バリアブルトランスの調整により，対象物を内部に置いた状態での加熱コイルに対するインピーダンス整合が取られる。このことと共振コンデンサの共振により，対象物が非磁性材料を多く含むものであっても，必要な電流を無理なく供給して昇温させることができる。
【００１０】
本発明の半田付け用加熱装置においては，移送部材の少なくとも一部と加熱コイルとを収納する加熱炉を有し，加熱炉の炉壁に，半田付け対象物を炉内へ出し入れするための開口が形成されており，開口を開閉するゲートが開口に臨んで設けられていることが望ましい。本発明における共振コンデンサは，２次側回路に設けられる場合には，加熱コイルと直列に配置される。１次側回路に設けられる場合には，バリアブルトランスの１次側コイルと直列に配置される。
【００１１】
本発明における共振コンデンサは，互いに並列に配置された複数のコンデンサと，それらの複数のコンデンサの少なくとも一部に対して直列に配置されたスイッチとにより構成される可変型のものであることが望ましい。または，互いに直列に配置された複数のコンデンサと，それらの複数のコンデンサの少なくとも一部に対して並列に配置されたスイッチとにより構成されるものであってもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば，非磁性材料を多く含む対象物の場合であっても，半田付け温度域まで効率よく昇温できる半田付け用加熱装置およびその方法が提供されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下，本発明を具体化した最良の形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態の半田付け用加熱装置の回路構成を図１に示す。この回路は，整合バリアブルトランス１０と，スイッチング素子１３，１４と，加熱コイル１５とを有している。整合バリアブルトランス１０は，１次側コイル１１と２次側コイル１２とを有している。このうちの２次側コイル１２は，有効ターン数が可変のものである。これにより整合バリアブルトランス１０は，巻数比が可変となっている。この回路はさらに，平滑コンデンサ１６，１７，１８と，共振コンデンサ１９と，入力端子２０，２１とを有している。
【００１４】
図１の回路において，入力端子２０に繋がるライン２４と，入力端子２１に繋がるライン２５との間には，平滑コンデンサ１６と，スイッチング素子１３，１４の組と，平滑コンデンサ１７，１８の組とが並列に配置されている。これらのうち平滑コンデンサ１６が入力端子２０，２１に最も近く，平滑コンデンサ１７，１８の組が入力端子２０，２１から最も遠い。スイッチング素子１３，１４の組がその中間に位置している。
【００１５】
スイッチング素子１３，１４の組および平滑コンデンサ１７，１８の組は，それぞれ，直列接続されている。スイッチング素子１３，１４間のノード２２と平滑コンデンサ１７，１８間のノード２３との間には，整合バリアブルトランス１０の１次側コイル１１が接続されている。以上が１次側回路を構成している。整合バリアブルトランス１０の２次側コイル１２に対しては，加熱コイル１５と共振コンデンサ１９とが直列に接続され，２次側回路をなしている。図１の回路では，２次側回路にて共振がなされる。
【００１６】
入力端子２０，２１には，２００〜３００Ｖ程度の直流電圧が印加される。入力端子２０が高電位側で入力端子２１が低電位側である。ここでは，２８２Ｖの交流電圧を整流した電圧が印加されるものとする。それでも，実際にスイッチング素子１３，１４の組の両端に掛かる電圧は，かなり平滑化された電圧となる。平滑コンデンサ１６，１７，１８により平滑されるからである。むろん，直流そのものを印加してもよい。
【００１７】
スイッチング素子１３，１４は，数百ｋＨｚ〜数ＭＨｚ程度の高周波であって，２次側回路の共振周波数に一致する周波数の制御信号により交互にオンオフ操作される。そのため，スイッチング素子１３，１４の間のノード２２の電位は，スイッチング信号の周波数に従って反復的に高電位と低電位とのいずれかに切り替えられる。一方，平滑コンデンサ１７，１８の間のノード２３の電位は安定している。このため整合バリアブルトランス１０の１次側コイル１１には，スイッチング信号の周波数と同じ周波数の交流電圧Ｖ１が印加される。これにより整合バリアブルトランス１０の１次側コイル１１には，交流電流Ｉ１が流れる。
【００１８】
これにより整合バリアブルトランス１０の２次側コイル１２には，交流電圧Ｖ２が発生する。これにより２次側回路には，交流電流ＩＬが流れる。この電流ＩＬが加熱コイル１５に流れることにより，対象物の誘導加熱がなされる。ここで整合バリアブルトランス１０は，２次側回路に大電流を流すように降圧を行っている。その方が加熱コイル１５での誘導加熱に有利だからである。このため，１次側コイル１１の巻き数が２次側コイル１２の巻き数より多い。よって，電流ＩＬが電流Ｉ１より大きく，電圧Ｖ２は電圧Ｖ１より低い。なお，整合バリアブルトランス１０の可変機能により，後述するように加熱コイル１５の内部の対象物に応じた調整ができる。
【００１９】
また，図１中では共振コンデンサ１９を可変コンデンサ（トリマコンデンサ）の記号で示したが，実際には複数のコンデンサとスイッチとの組み合わせを使用した方がよい。複数のコンデンサの配置は，並列でも直列でもよい。最も好ましいのは，図２に示すものである。図２のコンデンサ群は，第１コンデンサ群６０と第２コンデンサ群６１とを直列に配置したものである。そして，第２コンデンサ群６１と並列に，バイパススイッチ６２が配置されている。バイパススイッチ６２の開閉により，第１コンデンサ群６０のみが機能する状態と，第１コンデンサ群６０と第２コンデンサ群６１との直列接続として機能する状態とを切り替えられるようになっている。
【００２０】
また，第１コンデンサ群６０および第２コンデンサ群６１はそれぞれ，多数の単位コンデンサを並列に配置するとともに，各単位コンデンサに直列にスイッチを設けたものである。これらのスイッチの操作により，コンデンサ群全体としての容量を変更できるようになっている。
【００２１】
次に，本形態の半田付け用加熱装置の機械的構成を，図３により説明する。図３は，本形態の半田付け用加熱装置の加熱炉の斜視図である。図３の加熱炉は，第１室３１と，第２室３２と，第３室３３とを有している。第１室３１は，半田付け対象物（基板，半田，回路部品）の出し入れを行う場所である。第１室３１の炉壁にはこの出し入れのための開口４３（図４参照）が形成されている。そして，この開口４３を開閉するためのゲート４０が，開口４３臨んで設けられている。さらに，ゲート４０を矢印Ｅの方向に昇降させる昇降部材５０が設けられている。昇降部材５０は，その上部に押さえ部５１を有している。押さえ部５１は，ゲート４０を第１室３１の炉壁の外面に押圧し，開口４３を密閉するものである。
【００２２】
第１室３１に対する半田付け対象物の出し入れは，ゲート４０を昇降部材５０で下降させて開口４３を開いた状態で，矢印Ａの方向に行われる。第２室３２は，半田付け対象物の加熱を行う場所である。このために第２室３２には，図１の回路図に示した加熱コイル１５が収納されている。第３室３３は，半田付け対象物を第１室３１と第２室３２との間で移動させる移送部材を収納する場所である。第１室３１と第２室３２とは，連通口３４で繋がっている。同様に第２室３２と第３室３３とは，連通口３５で繋がっている。
【００２３】
第２室３２の加熱コイル１５の両端は，調整ボックス５２に接続されている。調整ボックス５２には，図１に示した回路のうち加熱コイル１５を除く部分が収納されている。なお，加熱コイル１５の両端の通電コードが第２室３２の炉壁を貫通する箇所は，第２室３２の真空遮蔽構造を保つようにシールされている。調整ボックス５２の入力端子２１，２２に，電源および制御盤５３が接続されている。また，第２室３２には，図外のサーキュレータから冷却水Ｆを供給して循環させることができるようになっている。これにより，加熱コイル１５を冷却できるようになっている。また，連通口３４，３５のそれぞれにゲートバルブを設け，連通口３４，３５を開閉可能としてもよい。
【００２４】
第３室３３の中には移送部材として，駆動軸３６と，連結部材３７とが設けられている。駆動軸３６の先端が，連結部材３７の中央部に取り付けられている。また，連結部材３７の両端には，駆動軸３６とは逆側に，２本のスライダ棒３８，３８が取り付けられている。スライダ棒３８，３８は，第２室３２を経由して第１室３１に達している。すなわちスライダ棒３８，３８は，連通口３５および連通口３４を貫通して配置されている。そしてスライダ棒３８，３８は，第２室３２では加熱コイル１５の中を通っている。さらに，スライダ棒３８，３８における，図３中で第１室３１内の箇所には，ワーク載置板３９が取り付けられている。ワーク載置板３９は，図３中では，ゲート４０の正面付近に位置している。ワーク載置板３９はむろん，半田付け対象物を載置するための板である。
【００２５】
また，駆動軸３６は，第３室３３の図３中左上方のスライダ駆動機構３０により，矢印Ｂの方向に進退移動するようになっている。これとともに，連結部材３７およびスライダ棒３８，３８，そしてワーク載置板３９も矢印Ｂの方向に進退移動する。この動きにより，第１室３１でワーク載置板３９の上に載せられた対象物を，第２室３２の加熱コイル１５の中に引き入れ，また第１室３１へ戻すことができる。対象物を加熱コイル１５内に引き入れた状態では，連結部材３７が矢印Ｃの指す辺りに位置することになる。スライダ駆動機構は公知のいかなるものでもよい。移送部材には，駆動軸３６および連結部材３７の他，スライダ駆動機構３０，スライダ棒３８，ワーク載置板３９が含まれる。
【００２６】
なお，図３では第１室３１，第２室３２，第３室３３とも上方が開口しているかのように描かれているが，これは説明上のわかりやすさのためである。実際にはむろん，第１室３１，第２室３２，第３室３３とも，上方が蓋体で塞がれており，内部が密閉空間とされている。さらに，第１室３１，第２室３２，第３室３３にはそれぞれ，適切な真空排気手段や雰囲気ガス供給手段が接続されている。これにより第１室３１，第２室３２，第３室３３の内部は，真空引き（Ｐ）や雰囲気置換（Ｇ）ができるようになっている。
【００２７】
また，図３には示していないが第２室３２には，加熱コイル１５内の温度を検知する温度センサ４１が，図５に示すように設けられている。むろん温度センサ４１は，ワーク載置板３９やその上のワークＷと干渉しないように配置されている。
【００２８】
そして本形態の半田付け用加熱装置は，コントローラ４２を有している。コントローラ４２は，スイッチング素子１３，１４のオンオフ操作や整合バリアブルトランス１０，共振コンデンサ１９の可変操作を行うものである。コントローラ４２は，温度センサ４１の出力信号を受けるようになっている。これによりコントローラ４２は，加熱コイル１５の中のワークＷを所望の温度まで昇温させる制御を行うことができる。コントローラ４２はこの他，ゲート４０の開閉動作，駆動軸３６の移動動作，第１室３１，第２室３２，第３室３３の排気，給気動作などの制御も行う。コントローラ４２は，電源および制御盤５３に内蔵されている。
【００２９】
本形態の半田付け用加熱装置での対象物の半田付けは，次の手順で行う。まず，第１室３１のゲート４０を開き，そこからワークＷを第１室３１の中に入れる。ワークＷは例えば，第１の部材（基板等）と第２の部材（電子部品等）とを，半田箔を間に挟み込んで重ね合わせたものである。ワークＷは，ワーク載置板３９の上に載置される。そしてゲート４０を閉じ，駆動軸３６によりワークＷを第２室３２の中まで移動させる。
【００３０】
この状態で，誘導加熱による半田の溶融を行う。ここからの半田付けプロセスにおける，第２室３２の内部（以下，「室内」という）の温度および圧力を，図６に示す。図６では，実線で温度（左の縦軸）を，破線で圧力（右の縦軸）を，それぞれ示している。図６に示すように，このプロセスは，「ロード・ロック」，「還元処理」，「溶融処理」，「冷却処理」の４段階からなる。
【００３１】
「ロード・ロック」は，雰囲気中の酸素ガスを除去する工程である。この工程では，昇温はまだせず常温のままである。この工程では，真空引きし，それから窒素ガスを大気圧まで充填することを何度か繰り返す。これにより，雰囲気中に残留している酸素ガスを可能な限り減少させるのである。最後には窒素ガスと水素ガスとの混合ガスで室内を充填し，還元雰囲気とする。
【００３２】
「還元処理」は，ワークＷの表面を還元して酸化物膜を除去する工程である。ここでは主として，半田付けされる箇所の酸化物膜を除去し，溶融半田に対する濡れ性をよくする。そのため，窒素ガスと水素ガスとの混合雰囲気のまま，室内を昇温しかつ減圧させていく。ここでの昇温はむろん，加熱コイル１５での誘導加熱による。これにより２１０℃程度の予熱温度までワークＷを昇温させる。この温度に達したとき，室内圧力はほぼ真空に近くなっている。この，予熱温度かつ減圧下の状態で，６０〜１８０秒程度保持する。これにより，半田付けされる箇所の酸化物膜が除去され，溶融半田に対する濡れ性がよくなる。
【００３３】
その後に「溶融処理」を行う。「溶融処理」に入ったらワークＷを，予熱温度から，３５０℃程度の溶融温度まで昇温させる。この時点では，圧力に関しては減圧したままとしておく。この，溶融温度かつ減圧下の状態で，３０〜６０秒程度保持する。そして，室内に窒素ガスを導入して大気圧とする。この，溶融温度かつ大気圧の状態で，１２０〜２４０秒程度保持する。これにより，ワークＷの中の半田を溶融させて接合するのである。
【００３４】
その後に「冷却処理」を行う。「冷却処理」では，加熱コイル１５への通電を止めて，ワークＷの温度を下げる。このとき室内は，窒素雰囲気の大気圧のままとしておく。新たな窒素ガスを流して排熱させるようにすれば温度の低下がその分速い。こうしてワークＷの温度が３５℃程度の常温まで下がったら，半田付けは完了である。その後，半田付け後のワークＷを第２室３２から第１室３１へ移動させ，そしてゲート４０を開いてワークＷを取り出せばよい。
【００３５】
ここで，「還元処理」や「溶融処理」においてワークＷを急速に昇温させるためには，加熱コイル１５に大電流を流す必要がある。そのためには，加熱コイル１５と，整合バリアブルトランス１０の２次側コイル１２との間でインピーダンス整合が取られている必要がある。しかしながら加熱コイル１５のインピーダンスは，その内部に置かれたワークＷの有無や種類により異なる。
【００３６】
これに対し本形態の半田付け用加熱装置では，整合バリアブルトランス１０の可変機能により対処できる。すなわち，整合バリアブルトランス１０の２次側コイル１２の有効ターン数の調整により，２次側コイル１２のインピーダンスを，内部にワークＷが置かれた状態での加熱コイル１５のインピーダンスに合わせることができる。これにより，加熱コイル１５での誘導加熱での発熱量を最大にすることができる。本形態の半田付け用加熱装置ではまた，２次側回路に共振コンデンサ１９を設けている。これによる共振作用も，加熱コイル１５への交流の大電流の印加に貢献している。
【００３７】
また，可変コンデンサである共振コンデンサ１９は，次のように操作される。一般的に，コンデンサの対応可能電流（以下，耐電流という）や耐圧は，そのコンデンサの仕様により決まっている。
【００３８】
２次側回路に必要とされる電流ＩＬの値は，ワークＷの種類に応じて，電源の能力の範囲内で決まる。ワークＷが低抵抗な金属（アルミ等）を多く含む，つまりその金属を主たる成分とする場合，必要な電流ＩＬは大きい。図２中の個々の単位コンデンサの耐電流が２Ａで必要な電流ＩＬが１００Ａだとすれば，第１コンデンサ群６０や第２コンデンサ群６１における単位コンデンサの個数は，最低５０個が必要である。一方，ワークＷが高抵抗な金属（鉄等）を多く含む，つまりその金属を主たる成分とする場合，必要な電流ＩＬは小さい。その場合には，電流ＩＬの値に応じて，単位コンデンサのうち必要な個数のみをスイッチでオンしておけばよい。
【００３９】
また，共振コンデンサ１９に掛かる電圧ＶＣは，次式で与えられる。
ＶＣ ＝ （１／ω・Ｃ・Ｒ）・Ｅ    （１）
ω：周波数
Ｃ：共振コンデンサ１９の容量
Ｒ：２次回路の直流抵抗
Ｅ：２次回路における整合バリアブルトランス１０の起電力
【００４０】
ここで「Ｒ」は，加熱コイル１５内のワークＷにより左右される。Ｒは，ワークＷが非磁性体低を多く含む場合には小さく，ワークＷが磁性体を多く含む場合には大きい。よって，ワークＷがアルミ等を主体とする場合には，Ｒが小さいためにＶＣは高電圧となる。個々の単位コンデンサの耐圧が１０００ＶでＶＣが１５００Ｖである場合には，図２中のバイパススイッチ６２を開いて，第１コンデンサ群６０と第２コンデンサ群６１との直列接続の状態とする。ＶＣが１０００Ｖ以内である場合には，バイパススイッチ６２を閉じておいてもよい。一般的には，図１のような１次側共振を用いる回路の場合のＶＣは，後述する２次側共振の場合のＶＣよりは低い。
【００４１】
付言するに，加熱コイル１５に掛かる電圧ＶＬは，次式で与えられる。
ＶＬ ＝ （ω・Ｌ／Ｒ）・Ｅ    （２）
Ｌ：ワークＷを内部においた状態での加熱コイル１５のインダクタンス
ここで，共振状態では（１）式および（２）式の右辺中の括弧内に示される因子が互いに等しいため，ＶＣ ＝ ＶＬである。
【００４２】
上記のようにして本形態の半田付け用加熱装置では，ワークＷの主要部分がアルミ等の，低抵抗かつ非磁性で誘導加熱しにくいものであったとしても，半田の溶融温度まで急速な加熱を行うことができる。アルミの他に，銅や銅ニッケル合金がワークＷの主要部分であった場合でも同様である。これにより，図６中の「還元処理」における常温から予熱温度への昇温過程や，「溶融処理」における予熱温度から溶融温度への昇温過程において，５〜１０℃／秒程度の昇温速度を得ることができる。また，このような加熱の効率の良さが，温度の制御性の良さにも繋がっている。このために，予熱温度あるいは溶融温度での保持過程における温度変動を±５℃以内に抑えることができる。
【００４３】
なお，上記の共振は，２次側回路で行う代わりに，１次側回路で行ってもよい。その場合には，図１の回路に代えて，図７に示すような，１次側に共振コンデンサ２６，２７を配置した構成の回路を用いればよい。１次側共振の場合には，加熱コイル１５と整合バリアブルトランス１０との全体を１次側回路から見たインダクタンスと，共振コンデンサ２６，２７の合計の容量値とで共振させる。
【００４４】
１次側共振を用いることのメリットとして，共振コンデンサ２６，２７の必要な耐電流が小さくて済むことが挙げられる。１次側回路の電流（図７中のＩ１）が小さくても，整合バリアブルトランス１０の巻線比により，２次側回路に大電流ＩＬを流せるからである。このため，図２中の第１コンデンサ群６０や第２コンデンサ群６１において，単位コンデンサの個数が少なくて済む。反面，ＶＣは高くなるので，それに対応した耐圧を持つ共振コンデンサ２６，２７とする必要がある。
【００４５】
以上詳細に説明したように本形態では，１次側回路から２次側回路への電圧変換を行うトランスとして，２次側の有効ターン数が可変である整合バリアブルトランス１０を用いている。これにより，対象物の種類にかかわらず，その対象物を中に置いた状態での加熱コイル１５の実効的なインピーダンスに対して整合した状態で電流印加ができる。また，共振コンデンサ１９を設けている。これらにより誘導加熱の効率を上げている。こうして，低抵抗かつ非磁性の対象物であっても，半田付け温度程度までは十分に急速に加熱できる半田付け用加熱装置およびその方法が実現されている。
【００４６】
なお，本実施の形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。例えば，入力端子２０，２１には直流そのものを印加してもかまわない。また，図１の回路の構成については，整合トランスが可変であることと，どこかに共振コンデンサを有することさえ満たしていれば，他の部分は別の構成であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】実施の形態に係る半田付け用加熱装置の回路構成を示す回路図である。
【図２】共振コンデンサの構成を示す回路図である。
【図３】実施の形態に係る半田付け用加熱装置の装置構成を示す斜視図である。
【図４】加熱炉の開口を示す斜視図である。
【図５】実施の形態に係る半田付け用加熱装置における制御系を示すブロック図である。
【図６】実施の形態に係る半田付け用加熱装置による半田付けプロセス例を示すタイミングチャートである。
【図７】実施の形態の変形例に係る半田付け用加熱装置の回路構成を示す回路図である。
【符号の説明】
【００４８】
１０              整合バリアブルトランス
１１              １次側コイル
１２              ２次側コイル
１３，１４        スイッチング素子
１５              加熱コイル
１６，１７，１８  平滑コンデンサ
１９              共振コンデンサ
３６              駆動軸
３７              連結部材
３８              スライダ棒
３９              ワーク載置板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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