專利名稱：軟釬焊方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種將元件軟釬焊在電路板上的方法及其裝置。
背景技術(shù)：
首先，參照圖8及11對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的逆流裝置的結(jié)構(gòu)進(jìn)行概略說明。
圖8是現(xiàn)有技術(shù)的第1實(shí)施例的逆流裝置的示意的結(jié)構(gòu)圖，圖9表示從圖8所示的逆流裝置進(jìn)行送風(fēng)的熱風(fēng)的流動(dòng)的簡圖，圖10是由現(xiàn)有技術(shù)的逆流爐加熱被處理基板時(shí)的溫度分布圖，圖11是現(xiàn)有技術(shù)的第2實(shí)施例的逆流裝置的示意的結(jié)構(gòu)圖，圖12是對(duì)圖11所示的逆流裝置中的熱風(fēng)的對(duì)流狀態(tài)進(jìn)行說明的視圖。
現(xiàn)有技術(shù)的逆流爐50，如圖8所示，由多個(gè)加熱單元51、向下方吹出熱風(fēng)的噴出孔52、以及鏈?zhǔn)捷斔推?3等設(shè)置構(gòu)成，其中多個(gè)加熱單元51分在被區(qū)分成多個(gè)的構(gòu)成預(yù)加熱區(qū)域和逆流區(qū)域中且設(shè)置于所述多個(gè)加熱區(qū)；噴出孔52配置在這些加熱單元51之間；鏈?zhǔn)捷斔推?3載置被處理基板P，并朝向遠(yuǎn)紅外線加熱器51及噴出孔52的下方連續(xù)地進(jìn)行輸送。
這里，被處理基板P是將各種尺寸的電子元件及機(jī)械元件通過乳脂狀的軟釬焊料而載置在回路基板上的基板，是通過使用前述的逆流爐50將該乳脂狀的軟釬焊料加熱、溶融、冷卻而將前述的元件固定在基板的回路上的半成品。
因此，被處理基板P由鏈?zhǔn)捷斔推?3隨著從上游經(jīng)過各加熱單元51、噴出孔52的下方而徐徐加熱，使回路基板上的乳脂狀的軟釬焊料溶融而進(jìn)行軟釬焊。
這種情況下，熱風(fēng)如圖9所示，從噴出孔52流向被處理基板P，熱風(fēng)與被處理基板P接觸，在由符號(hào)a表示的部分滯流(滯流點(diǎn)a)，而且，與該被處理基板P接觸的熱風(fēng)沿著被處理基板P形成壁噴流并進(jìn)行流動(dòng)(壁噴流區(qū)域b)。
這時(shí)，發(fā)生熱傳遞率在滯流點(diǎn)a較高、在沿被處理基板P流動(dòng)的壁噴流區(qū)域b較低的現(xiàn)象，這是產(chǎn)生溫度偏差的一個(gè)原因。
現(xiàn)在，為了改善這一點(diǎn)，在前述逆流裝置50中，通過增大加熱裝置51的加熱有效面積來提高熱傳遞率、同時(shí)延長加熱時(shí)間以借助于被處理基板P的熱傳導(dǎo)而減小被處理基板P的整體溫度偏差。為此，由于加熱部的尺寸加大，且延長了加熱時(shí)間，產(chǎn)生的問題是裝置整體尺寸變大，且時(shí)間較長。
從時(shí)間、以及被處理基板P上的不同位置的溫度變化來觀察被處理基板P的加熱狀態(tài)時(shí)，由于被處理基板P由鏈?zhǔn)捷斔推?3的輸送機(jī)構(gòu)連續(xù)地移動(dòng)到裝置內(nèi)，在被處理基板P上，會(huì)產(chǎn)生這樣的現(xiàn)象，即上游部分的溫度先上升，下游部分的溫度根據(jù)鏈?zhǔn)捷斔推?3速度所對(duì)應(yīng)時(shí)間隨后上升。另外，前述上游部分的加熱通過被處理基板P的熱傳導(dǎo)可以將熱向下游方向傳遞。在前述下游部分，累加這種熱傳導(dǎo)傳遞的熱量后容易比上游部分的溫度高，如圖10的溫度分布所示，會(huì)產(chǎn)生在被處理基板P上產(chǎn)生溫度偏差的問題。
另外，為了消除前述的加熱不均勻，特開平9-237965中提出了一種逆流爐60。該現(xiàn)有技術(shù)的第2實(shí)施例的逆流爐60如圖11所示，設(shè)有被區(qū)分成多個(gè)第1預(yù)加熱區(qū)、第2預(yù)加熱區(qū)的、熱風(fēng)沿爐本體61的長度方向?qū)α鞯募訜釁^(qū)域以及象逆流區(qū)域那樣沿爐本體61的寬度方向使熱風(fēng)對(duì)流的加熱區(qū)域。在前者的加熱區(qū)設(shè)置多個(gè)紅外線加熱器62，在后者的加熱區(qū)設(shè)置多個(gè)紅外線加熱器63。在被處理基板P的送入口設(shè)置向下方噴射熱風(fēng)的熱風(fēng)噴嘴64，在逆流區(qū)域設(shè)置向下方噴射熱風(fēng)的熱風(fēng)噴嘴65，被處理基板P由鏈?zhǔn)捷斔推?6輸送，經(jīng)過紅外線加熱器62、63及熱風(fēng)噴嘴64、65的下方。熱風(fēng)為將鼓風(fēng)機(jī)67、68送出的空氣分別經(jīng)加熱器69、70加熱而產(chǎn)生的，并由熱風(fēng)噴嘴64、65向被處理基板P吹出。
用這樣結(jié)構(gòu)的逆流爐60焊接元件時(shí)，如圖11及圖12所示，用鏈?zhǔn)捷斔推?6載置被處理基板P并從第1預(yù)加熱區(qū)的上游側(cè)以水平狀態(tài)送入，由配置在其上方的熱風(fēng)噴嘴64將熱風(fēng)Hv垂直地向下吹向被處理基板P的被加熱面，與該被處理基板P等產(chǎn)生接觸、沿爐本體61的長度方向?qū)α鞯臒犸L(fēng)部分Hc將前述被加熱面加熱，并由多個(gè)紅外線加熱器62加熱而進(jìn)行預(yù)熱，然后，送入逆流區(qū)域，由熱風(fēng)噴嘴65向被處理基板P的被加熱面垂直地向下吹熱風(fēng)Hv，與被加熱面產(chǎn)生接觸，通過沿爐本體61的寬度方向?qū)α鞯臒犸L(fēng)部分Hc進(jìn)行加熱，并且用多個(gè)紅外線加熱器63進(jìn)行加熱，將乳脂狀的軟釬焊料溶融。
發(fā)明要解決的問題在此，在該逆流裝置60中，所使用的熱風(fēng)hc是對(duì)流的，因而無方向性，直線行進(jìn)性較差，且風(fēng)速波動(dòng)，因此熱傳遞率不穩(wěn)定。
因此，這種改進(jìn)的逆流爐60也會(huì)導(dǎo)致被處理基板P的被加熱面上的溫度產(chǎn)生偏差，難以均勻地對(duì)被加熱面進(jìn)行加熱。
本發(fā)明就是要解決這樣的問題，提高加熱效率，使熱傳導(dǎo)率均勻，因此，本發(fā)明的目的是提供一種被加熱面上的溫度偏差極小的軟釬焊方法及其裝置。
解決問題的手段因此，權(quán)利要求1所述的發(fā)明是采用一種軟釬焊方法來解決上述課題的，該方法為使控制為規(guī)定溫度及規(guī)定速度的熱風(fēng)，平行于使用乳脂狀軟釬焊料載置元件的被處理基板的被加熱面地進(jìn)行供給，當(dāng)所述被加熱面的所述乳脂狀軟釬焊料溶融、冷卻，將所述元件軟釬焊在所述被處理基板上。
權(quán)利要求2所述的發(fā)明是采用一種軟釬焊方法來解決上述課題的，該方法為把使用乳脂狀軟釬焊料載置元件的被處理基板停留在軟釬焊料熔融機(jī)構(gòu)內(nèi)的規(guī)定位置處，為了在該軟釬焊溶融機(jī)構(gòu)內(nèi)獲得規(guī)定的溫度分布，按照預(yù)熱及主要加熱所需要的規(guī)定溫度及時(shí)間來進(jìn)行控制的熱風(fēng)，以規(guī)定的速度平行于所述被處理基板的被加熱面地進(jìn)行控制、供給，對(duì)所述被加熱面的所述乳脂狀軟釬焊料進(jìn)行加熱，熔融后將所述被處理基板從所述軟釬焊溶融機(jī)構(gòu)內(nèi)取出，使溶融的軟釬焊料冷卻，將所述元件軟釬焊在所述被處理基板上。
權(quán)利要求3所述的發(fā)明是使軟釬焊裝置具有如下結(jié)構(gòu)來解決上述課題的，該裝置中包括清潔氣體供給源；將該清潔氣體加熱到規(guī)定溫度的氣體加熱機(jī)構(gòu)；將通過乳脂狀軟釬焊料載置元件的被處理基板送入、并可以在規(guī)定位置以水平狀態(tài)保持著的軟釬焊溶融機(jī)構(gòu)；將平行于保持在該軟釬焊溶融機(jī)構(gòu)內(nèi)的所述被處理基板的被加熱面、通過所述氣體加熱機(jī)構(gòu)加熱到規(guī)定溫度的所述氣體作為具有規(guī)定速度及直線行進(jìn)性的熱風(fēng)向所述軟釬焊溶融機(jī)構(gòu)進(jìn)行供給的氣體整流機(jī)構(gòu)；控制熱風(fēng)的溫度速度及流量的控制機(jī)構(gòu)。
權(quán)利要求4所述的發(fā)明是采用一種軟釬焊方法來解決上述課題的，該方法為首先用軟釬焊裝置對(duì)被處理基板進(jìn)行軟釬焊，該裝置中包括清潔氣體供給源；將該清潔氣體加熱到規(guī)定溫度的氣體加熱機(jī)構(gòu)；將通過乳脂狀軟釬焊料載置元件的被處理基板送入、并可以在規(guī)定位置以水平狀態(tài)保持著的軟釬焊溶融機(jī)構(gòu)；將平行于保持在該軟釬焊溶融機(jī)構(gòu)內(nèi)的所述被處理基板的被加熱面、通過所述氣體加熱機(jī)構(gòu)加熱到規(guī)定溫度的所述氣體作為具有規(guī)定速度及直線行進(jìn)性的熱風(fēng)向所述軟釬焊溶融機(jī)構(gòu)進(jìn)行供給的氣體整流機(jī)構(gòu)；控制熱風(fēng)的溫度、速度及流量的控制機(jī)構(gòu)，然后準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)用基板，該基板上通過相同的乳脂狀軟釬焊料載置有與借助于乳脂狀軟釬焊料載置于所述被處理基板上的元件等同的元件、并在主要部位配置多個(gè)溫度檢測器，在所述軟釬焊溶融機(jī)構(gòu)內(nèi)的規(guī)定位置以水平狀態(tài)保持該實(shí)驗(yàn)用基板，按照預(yù)熱及主要加熱所需要的規(guī)定溫度及時(shí)間控制的熱風(fēng)，以規(guī)定的速度平行于所述實(shí)驗(yàn)用基板的被加熱面地進(jìn)行控制、供給，以使得在該軟釬焊溶融機(jī)構(gòu)內(nèi)獲得規(guī)定的溫度分布，用所述溫度檢測器檢測預(yù)熱及主要加熱所需要的規(guī)定的溫度數(shù)據(jù)，將該數(shù)據(jù)記憶在所述控制機(jī)構(gòu)內(nèi)，之后，把要軟釬焊的被處理基板以水平狀態(tài)停留并保持在所述軟釬焊料熔融機(jī)構(gòu)內(nèi)的所述規(guī)定位置，在所述控制機(jī)構(gòu)根據(jù)所述數(shù)據(jù)的控制下，利用通過控制所述氣體加熱機(jī)構(gòu)、所述氣體整流機(jī)構(gòu)所獲得的平行于所述被處理基板的被加熱面的具有規(guī)定的速度及直線行進(jìn)性的熱風(fēng)，加熱所述被加熱面的所述乳脂狀軟釬焊料，溶融后將所述被處理基板從所述軟釬焊料熔融機(jī)構(gòu)中取出并對(duì)溶融的軟釬焊料進(jìn)行冷卻，將所述元件軟釬焊在所述被處理基板上。
權(quán)利要求5所述的發(fā)明的特征在于，權(quán)利要求3所述的軟釬焊裝置由所述氣體加熱機(jī)構(gòu)、所述軟釬焊溶融機(jī)構(gòu)、將熱風(fēng)通過所述氣體加熱機(jī)構(gòu)的封閉管路結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求6所述的發(fā)明的特征在于，在權(quán)利要求5所述的軟釬焊裝置中，在軟釬焊溶融機(jī)構(gòu)內(nèi)保持的所述被處理基板的所述規(guī)定位置的管路的上面形成有從所述熱風(fēng)的上游朝向下游側(cè)變低的傾斜面。
權(quán)利要求7所述的發(fā)明的特征在于，在權(quán)利要求5所述的軟釬焊裝置中，在所述軟釬焊溶融機(jī)構(gòu)內(nèi)的所述被處理基板所在的管路上游側(cè)一部分的上面，形成有可以排出部分通過所述管路的所述熱風(fēng)的開關(guān)風(fēng)門。
權(quán)利要求8所述的發(fā)明的特征在于，在權(quán)利要求5所述的軟釬焊裝置中，在形成所述軟釬焊溶融機(jī)構(gòu)的所述傾斜面的管路前方的上面，形成有可以排出部分通過所述管路的所述熱風(fēng)的開關(guān)風(fēng)門。
權(quán)利要求9所述的發(fā)明的特征在于，在權(quán)利要求3所述的軟釬焊裝置中，在所述軟釬焊溶融機(jī)構(gòu)內(nèi)的所述被處理基板的上方設(shè)置有遠(yuǎn)紅外線加熱器。
權(quán)利要求10所述的發(fā)明的特征在于，在權(quán)利要求5所述的軟釬焊裝置中，在所述封閉管路的返回通路的下游側(cè)設(shè)置有排氣機(jī)構(gòu)。
按照權(quán)利要求1所述的發(fā)明，在被加熱面上可以以控制成規(guī)定溫度及規(guī)定速度的熱風(fēng)進(jìn)行均勻的熱傳遞，也可以總是均勻地加熱被處理基板。
按照權(quán)利要求2所述的發(fā)明，可以使被處理基板停留在加熱爐內(nèi)的規(guī)定的位置，全面同時(shí)地對(duì)其被加熱面進(jìn)行加熱，使乳脂狀軟釬焊料均勻地加熱、溶融。
按照權(quán)利要求3所述的發(fā)明，可以形成平行于被處理基板的被加熱面、控制成規(guī)定溫度及速度、具有明確的直線行進(jìn)性的熱風(fēng)。
按照權(quán)利要求4所述的發(fā)明，可以根據(jù)適應(yīng)于各種被處理基板特有的溫度分布的溫度分布來加熱、溶融將要軟釬焊被處理基板的乳脂狀軟釬焊料、然后將其冷卻以對(duì)元件進(jìn)行軟釬焊。
按照權(quán)利要求5所述的發(fā)明，除了權(quán)利要求3所述的作用外，用于加熱被處理基板的被加熱面的熱風(fēng)可以返回到氣體加熱機(jī)構(gòu)再次利用，因此可以節(jié)約熱能及氣體。
按照權(quán)利要求6所述的發(fā)明，除了權(quán)利要求5所述的作用外，還可以對(duì)要在軟釬焊溶融機(jī)構(gòu)內(nèi)加熱的所述被處理基板的被加熱面全面同時(shí)地以同一熱傳遞率進(jìn)行加熱，可以使乳脂狀軟釬焊料均勻地加熱、溶融。
按照權(quán)利要求7所述的發(fā)明，除了權(quán)利要求5所述的作用外，還可以利用開關(guān)風(fēng)門的開啟度對(duì)軟釬焊溶融機(jī)構(gòu)內(nèi)的熱風(fēng)的風(fēng)量進(jìn)行調(diào)整。
按照權(quán)利要求8所述的發(fā)明，除了權(quán)利要求5所述的作用外，還可以對(duì)要在軟釬焊溶融機(jī)構(gòu)內(nèi)加熱的所述被處理基板的被加熱面全面同時(shí)地以同一熱傳遞率進(jìn)行加熱，也可以利用開關(guān)風(fēng)門的開啟度對(duì)軟釬焊溶融機(jī)構(gòu)內(nèi)的熱風(fēng)的風(fēng)量進(jìn)行調(diào)整，使全部乳脂狀軟釬焊料同時(shí)均勻地加熱、溶融。
按照權(quán)利要求9所述的發(fā)明，除了權(quán)利要求3所述的作用外，載置在被處理基板上的各種元件的熱容量不同、可以通過對(duì)流加熱、輻射加熱來吸收熱傳遞的差異，防止產(chǎn)生熱偏差。
按照權(quán)利要求10所述的發(fā)明，除了權(quán)利要求5所述的作用外，還可以通過調(diào)整排氣機(jī)構(gòu)的排氣口的開啟，來調(diào)整封閉管路內(nèi)的壓力。
附圖的簡單說明圖1是本發(fā)明第1實(shí)施例的軟釬焊裝置的透視圖；圖2是圖1所示的軟釬焊裝置的A-A線的斷面?zhèn)纫晥D；圖3是圖2所示的軟釬焊裝置的箭頭A示出部分的放大的斷面視圖；
圖4是本發(fā)明第2實(shí)施例的軟釬焊裝置的局部放大斷面視圖；圖5是本發(fā)明第3實(shí)施例的軟釬焊裝置的局部放大斷面視圖；圖6是本發(fā)明第4實(shí)施例的軟釬焊裝置的局部放大斷面視圖；圖7是可以使用本發(fā)明的軟釬焊方法的一般的溫度分布曲線；圖8是現(xiàn)有技術(shù)的第1實(shí)施例的逆流裝置的示意的結(jié)構(gòu)圖；圖9表示從圖8所示的逆流裝置進(jìn)行送風(fēng)的熱風(fēng)的流動(dòng)的簡圖；圖10是由現(xiàn)有技術(shù)的逆流爐加熱被處理基板時(shí)的溫度分布圖；圖11是現(xiàn)有技術(shù)的第2實(shí)施例的逆流裝置的示意的結(jié)構(gòu)圖；圖12是對(duì)圖11所示的逆流裝置中的熱風(fēng)的對(duì)流狀態(tài)進(jìn)行說明的視圖。
發(fā)明的實(shí)施形式以下，用


本發(fā)明的軟釬焊方法及其裝置。
圖1是本發(fā)明第1實(shí)施例的軟釬焊裝置的透視圖，圖2是圖1所示的軟釬焊裝置的A-A線的斷面?zhèn)纫晥D，圖3是圖2所示的軟釬焊裝置的箭頭A示出部分的放大的斷面視圖、圖4是本發(fā)明第2實(shí)施例的軟釬焊裝置的局部放大斷面視圖，圖5是本發(fā)明第3實(shí)施例的軟釬焊裝置的局部放大斷面視圖，圖6是本發(fā)明第4實(shí)施例的軟釬焊裝置的局部放大斷面視圖，圖7是可以使用本發(fā)明的軟釬焊方法的一般的溫度分布曲線。
圖1中，符號(hào)10A指作為整體的本發(fā)明第1實(shí)施例的軟釬焊裝置。該軟釬焊裝置10A由氣體整流部11、氣體加熱部12、加熱爐部13、排氣部14、控制部15、熱風(fēng)循環(huán)通路管道16、17、18等配置構(gòu)成，形成一個(gè)循環(huán)通路。
熱風(fēng)循環(huán)通路管道16上連接有氣體供給管19，其內(nèi)部安裝著閥191。氣體供給管19與氣體供給源20連接，開關(guān)閥191的開關(guān)使?jié)崈舻目諝饣蛳竦@樣的惰性氣體能夠隨時(shí)供給，或阻斷供給。
氣體整流部11，如圖2所示，具有西洛可風(fēng)風(fēng)扇111，通過西洛可風(fēng)風(fēng)扇111動(dòng)作，可以引入來自熱風(fēng)循環(huán)通路16的氣體，例如空氣(以下用“空氣”進(jìn)行說明)，然后對(duì)氣流進(jìn)行整流以具有方向性，即向著氣體加熱部12、以及從氣體加熱部12向著加熱爐部分13并平行于后述的被處理基板P的被加熱面，以規(guī)定的速度、風(fēng)量進(jìn)行供給。
配置在氣體整流部11下游的氣體加熱部12，如圖2所示，具有電加熱器121，流入的空氣被加熱到規(guī)定的溫度，形成熱風(fēng)Fa。
加熱爐部分13由斷面為長方形的爐壁131構(gòu)成，是通過氣體加熱部12供給的熱風(fēng)對(duì)輸送來的被處理基板P的被加熱面進(jìn)行加熱的機(jī)構(gòu)部分，其中央部下方的側(cè)面上設(shè)有被處理基板P的送入口132，其相反側(cè)的側(cè)面上設(shè)有送出口(未圖示)。在工作過程中，它們由未圖示的門封閉。另外，在送入口132及送出口，配設(shè)有可以相對(duì)熱風(fēng)通路垂直地送入、送出被處理基板P的輸送器21。因此，送入的被處理基板P停留在加熱爐部分13的底部。被處理基板P的被加熱面朝上，例如可載置在托架T上進(jìn)行輸送。
通過加熱爐部分13的熱風(fēng)Fa為被控制成后述的風(fēng)速、與被處理基板的被加熱面平行的直線行進(jìn)的氣流，并構(gòu)成紊流，風(fēng)速低時(shí)Fa容易構(gòu)成層流，熱傳遞率比紊流低，前述被加熱面不能充分加熱。
在前述排氣部14上，如圖2所示，排氣口141開設(shè)在其底面的一部分上，此排氣口141中安裝有呈常閉鎖狀態(tài)的開關(guān)閥142，該開關(guān)閥142打開時(shí)，加熱中所用熱風(fēng)的氣體的一部分可以從循環(huán)通路排氣，以調(diào)節(jié)加熱爐部分13內(nèi)的壓力(風(fēng)量)。另外，在軟釬焊作業(yè)完成時(shí)，該排氣口141全部打開排出所有的氣體。
控制部15內(nèi)組裝有如下控制機(jī)構(gòu)內(nèi)設(shè)微型計(jì)算機(jī)、在該微型計(jì)算機(jī)的控制下控制氣體整流部11的西洛可風(fēng)風(fēng)扇111的旋轉(zhuǎn)，并對(duì)送風(fēng)速度進(jìn)行控制的控制機(jī)構(gòu)；為調(diào)節(jié)氣體加熱部12的電加熱器121的加熱溫度，對(duì)加熱器121的通電電流進(jìn)行控制的控制機(jī)構(gòu)；調(diào)整排氣部15的開關(guān)閥142的開啟角度、增加或降低加熱爐13內(nèi)的壓力(風(fēng)量)的控制機(jī)構(gòu)；開關(guān)氣體供給管19內(nèi)的開關(guān)閥191、供給或停止來自氣體供給源20的氣體的控制機(jī)構(gòu)；驅(qū)動(dòng)輸送器21、對(duì)送入送出被處理基板P進(jìn)行控制的控制機(jī)構(gòu)。
熱風(fēng)循環(huán)通路管道16、17、18是使來自加熱爐部分13的熱風(fēng)返回到氣體整流部11的管道，熱風(fēng)循環(huán)通路管道16、17是斷面呈半圓形的管道，熱風(fēng)循環(huán)通路管道18是斷面呈矩形的管道，但是，這些管道例如也可用同一口徑的一根柔性管構(gòu)成，此構(gòu)造并無限定。主要是形成可以使熱風(fēng)平穩(wěn)順暢地循環(huán)的返回回路即可。
來自熱風(fēng)循環(huán)通路管道16的氣體，例如空氣，由安裝在氣體整流部11內(nèi)的西洛可風(fēng)風(fēng)扇111送入，由氣體加熱部12的加熱器121加熱后送入加熱爐部分13。
下面，參照圖3說明上述結(jié)構(gòu)的第1實(shí)施例的軟釬焊裝置10A的動(dòng)作。
該軟釬焊裝置10A與通過現(xiàn)有技術(shù)的逆流裝置采用熱風(fēng)向下流動(dòng)來加熱被處理基板P不同，是使熱風(fēng)相對(duì)被處理基板P的被加熱面平行地流動(dòng)來進(jìn)行加熱的。
首先，在控制部15的控制下，西洛可風(fēng)風(fēng)扇111及電加熱器121動(dòng)作，開關(guān)閥142關(guān)閉，然后，開關(guān)閥191打開。西洛可風(fēng)風(fēng)扇111的動(dòng)作使來自氣體供給源20的潔凈空氣或氮?dú)獗凰腿?，該氣體通過氣體供給管19及熱風(fēng)循環(huán)通路管道16供給到氣體整流部11。該氣體供給到氣體加熱部12，由電加熱器121加熱。加熱的氣體作為熱風(fēng)Fa送到加熱爐部分13。被處理基板P的被加熱面的溫度是通過其上方的熱風(fēng)Fa進(jìn)行熱傳遞的。
由加熱爐部分13對(duì)被處理基板P進(jìn)行加熱的熱風(fēng)Fb通過熱風(fēng)循環(huán)通路管道17改變方向，接著流過熱風(fēng)循環(huán)通路管道18、送入排氣部14，當(dāng)加熱爐部分13內(nèi)的壓力達(dá)到一定時(shí)，可以根據(jù)需要排出部分熱風(fēng)Fb，或者在軟釬焊結(jié)束時(shí)全部將其排出。不需要排氣時(shí)，全部熱風(fēng)Fb通過熱風(fēng)循環(huán)通路管道16返回到氣體整流部11及氣體加熱部12，通過前述循環(huán)達(dá)到規(guī)定的溫度后，以平行于被加熱面直線行進(jìn)的風(fēng)速、風(fēng)量進(jìn)行循環(huán)。
就軟釬焊的被處理基板來說，由于回路基板的面積本身有各種尺寸，在這些回路的基板上還需要載置高度、表面積、表面材質(zhì)不同的各種部件，根據(jù)被處理基板的種類，它們的比熱不同。另外，所使用的乳脂狀軟釬焊料，也必須要改變其加熱的溫度特性。使用一般的軟釬焊焊料時(shí)的一般的溫度分布曲線為圖7所示的曲線，需要進(jìn)行沿著這樣的曲線的被處理基板P上的加熱溫度管理。為了這種測定，在試驗(yàn)用基板Pt上，在這些多個(gè)的測定場所中固定有作為溫度檢測器的熱電對(duì)、紅外線檢測原件，例如熱電偶S。
從而，通過加熱爐部13的熱風(fēng)Fa上升到規(guī)定的溫度，在具有充分的風(fēng)速、風(fēng)量的情況下，預(yù)先將載置有與準(zhǔn)備軟釬焊的的被處理基板P同樣的部件的試驗(yàn)用基板Pt用輸送器21或托架T輸送，投入到加熱爐部13內(nèi)的規(guī)定位置，由熱電偶測定加熱了的試驗(yàn)用基板Pt的各處溫度，控制氣體整流部11、氣體加熱部12，使該試驗(yàn)用基板Pt的測定溫度為沒圖7所示的溫度分布曲線的溫度，進(jìn)行將從氣體加熱部供給的熱風(fēng)Fa的溫度、風(fēng)速、風(fēng)量的數(shù)據(jù)作為要素記憶于控制部15的微機(jī)內(nèi)的作業(yè)。
加熱爐部13中的熱風(fēng)的風(fēng)速通過控制部15控制西洛可風(fēng)風(fēng)扇，使其為例如3～7m/s。在熱風(fēng)風(fēng)速快的場合，發(fā)生被處理基板上的部件偏移、倒下或移動(dòng)。熱風(fēng)Fa的溫度通過電氣加熱器121上通電的電流量來進(jìn)行調(diào)整，風(fēng)量通過西洛可風(fēng)風(fēng)扇的回轉(zhuǎn)數(shù)或排氣部14的開關(guān)閥142的開角度來進(jìn)行控制。這些控制由前述控制部15來進(jìn)行。
并且，為了使用于實(shí)際地加熱被處理基板P的被加熱面所必要的最合適的溫度分布如圖7所示，使用將前述的西洛可風(fēng)風(fēng)扇的回轉(zhuǎn)數(shù)、電氣加熱器的加熱溫度、開閉閥142的開角度由控制部15內(nèi)的微機(jī)控制的各種控制裝置來控制，同時(shí)將這種值記憶在微機(jī)的控制部中。
這樣，在每個(gè)要將部件軟纖焊的各種被處理基板P中，作成溫度分布，進(jìn)行試驗(yàn)，將這些數(shù)據(jù)記憶于微機(jī)的記憶部中后，軟釬焊的被處理基板P由輸送器21從送入口132送入加熱爐部分13，并保持在其底部的規(guī)定位置處。因此，按照該被處理基板特有的溫度分布圖，例如，其溫度分布如圖7所示，首先，在150～170℃，使被加熱面的溫度上升(預(yù)熱)，保持約60～90秒，使乳脂狀軟釬焊料活化。然后，再使溫度上升到230～240℃(主要加熱)，保持約30秒以上后使軟釬焊焊料全部溶融。
然后，該被處理基板P由輸送器從加熱爐部分13的送入口132及與該送入口132的相反側(cè)的送出口(未圖示)輸送到加熱爐部分13的外面，由風(fēng)扇等強(qiáng)制空冷，使被處理基板P的溫度下降、軟釬焊焊料凝固。這樣，載置的部件被軟釬焊。
如上所述，被處理基板P被送出加熱爐部分13后，后面的被處理基板P由輸送器21送入加熱爐部分13內(nèi)，并按照前述的溫度分，反復(fù)進(jìn)行布乳脂狀軟釬焊焊料的加熱、溶融、然后冷卻。
如上所述，利用本實(shí)施例的軟釬焊裝置10A，由于可以使熱風(fēng)Fa相對(duì)被處理基板P的被加熱表面平行地流動(dòng)，不會(huì)出現(xiàn)從現(xiàn)有技術(shù)中所看到的由于熱風(fēng)向下流動(dòng)而產(chǎn)生的滯流點(diǎn)及壁噴流區(qū)域。由于可以相對(duì)被處理基板進(jìn)行均勻的熱傳遞，熱傳遞的溫度偏差較小。
另外，按照本發(fā)明，由于對(duì)被處理基板P進(jìn)行加熱的方法，或者由于在固定的場所同時(shí)對(duì)整個(gè)被加熱面進(jìn)行預(yù)熱、主要加熱，不會(huì)使上游側(cè)先加熱、下游側(cè)后加熱，因此可以減少溫度偏差，使被處理基板上的溫度比較容易控制。
此外，按照本發(fā)明，在加熱爐部分13內(nèi)，利用作為加熱被處理基板的媒體的熱風(fēng)Fa，但由于該熱風(fēng)Fb再次返回到氣體加熱部12，進(jìn)入氣體加熱部12的電加熱器121的不僅是常溫的空氣、而是送入約200℃的高溫空氣，因此可以使電力消費(fèi)大幅削減。此外，使用氮?dú)?隋性氣體)時(shí)也一樣，再次通過氣體整流部11、向氣體加熱部12環(huán)流，借助這種再利用，可以大幅度削減氮?dú)獾南牧俊?br> 在熱風(fēng)Fa的風(fēng)速快時(shí)，被處理基板上的元件偏移、倒下，或移動(dòng)。除了發(fā)生這種不良現(xiàn)象之外，風(fēng)速較大的熱風(fēng)Fa經(jīng)過被處理基板P上時(shí)，使被處理基板P的上游側(cè)的溫度變高，下游側(cè)變低。這在加熱爐部分13內(nèi)會(huì)產(chǎn)生管路阻抗，使風(fēng)速降低，熱傳遞率也降低，以及構(gòu)成熱傳遞率由于被處理基板P上的溫度界面層擴(kuò)張而引起熱傳遞率降低的原因。
這里，為了在被處理基板P的被加熱面上進(jìn)行均勻的熱傳遞，本發(fā)明者等對(duì)第1實(shí)施例的軟釬焊裝置10A進(jìn)行了改進(jìn)，發(fā)明了如圖4所示的第2實(shí)施例的軟釬焊裝置10B。該軟釬焊裝置10B中的加熱爐部分13B，將使熱風(fēng)Fa通過被處理基板P上的管爐的上面設(shè)置成從上游朝向下游傾斜的傾斜爐壁131B，這樣，通過減小管路斷面面積可以使熱風(fēng)Fa的風(fēng)速均勻，此外，通過使溫度界面層為較為穩(wěn)定的區(qū)域，可以使被處理基板P的熱傳遞均勻。即，通過使箭頭A部的斷面面積小于箭頭B部的斷面面積，可以使該處的熱風(fēng)Fa的風(fēng)速與箭頭B部的相同，箭頭A部、B部熱傳遞率也相同。
如前所述，被加熱面上的溫度為以150～170℃約預(yù)熱60～90秒，然后以230～240℃主加熱30秒以上。因此，就象在實(shí)驗(yàn)用基板Pt的溫度測定時(shí)所使用的，在軟釬焊裝置10A、10B中也設(shè)置分別對(duì)應(yīng)于加熱爐部分13內(nèi)的多個(gè)主要部分的熱電偶S，通過這些熱電偶S可以對(duì)熱風(fēng)的溫度進(jìn)行檢測，并對(duì)應(yīng)于若干種被處理基板構(gòu)成溫度分布曲線，以便用控制部進(jìn)行控制。
作為該方法，如前所述，已經(jīng)提供了氣體加熱部12的溫度控制方法、控制氣體整流部11的送風(fēng)機(jī)(西洛可風(fēng)風(fēng)扇111)的轉(zhuǎn)數(shù)的方法、以及排氣部分14的開關(guān)閥142的開關(guān)等，但是，圖5所示的第3實(shí)施例又例舉了由軟釬焊裝置10C示出的機(jī)構(gòu)，這種機(jī)構(gòu)應(yīng)答速度快，效果更佳。即，如圖5所示，該軟釬焊裝置10C中采用了將熱風(fēng)進(jìn)行增減的方法，就是說在被處理基板P的傾斜爐壁131的上游的水平爐壁131上，向爐內(nèi)打開地設(shè)置著風(fēng)門133。即，風(fēng)門133的角度是通過步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)這樣的控制機(jī)構(gòu)相應(yīng)于預(yù)先記憶在控制部15中的圖7所示的溫度分布曲線來變化的，通過調(diào)節(jié)從所產(chǎn)生的間隙G流出的熱風(fēng)Fb的流量，可以對(duì)被處理基板P上的溫度進(jìn)行控制。
另外，為了進(jìn)一步縮小被處理基板的被加熱面上的溫度偏差，圖6所示的第4實(shí)施例的軟釬焊裝置10D是將遠(yuǎn)紅外線加熱器22設(shè)置在熱風(fēng)Fa通過加熱爐部分13的被處理基板P的上面。這樣，由于載置在被處理基板P上的各元件的熱容量不同，或者是由于對(duì)流加熱、輻射加熱的熱傳遞不同，通過兼用遠(yuǎn)紅外加熱器22，可以吸收前述的熱容量之差或熱傳遞之差。例如由于電解電容的表面材質(zhì)為鋁，對(duì)于輻射加熱，元件表面將熱反射，熱傳遞不敏感，但在使用對(duì)流加熱時(shí)，在元件表面熱傳遞較為敏感，就可以良好地進(jìn)行加熱。
發(fā)明的效果如上所述，按照本發(fā)明，1.由于熱風(fēng)處于紊流狀態(tài)，因此，可以提高相對(duì)被處理基板的熱傳遞率。此外，由于熱風(fēng)可以相對(duì)被處理基板P平行地流動(dòng)，因而不會(huì)產(chǎn)生現(xiàn)有技術(shù)中的滯流點(diǎn)。為此，通過使來自氣體加熱部(熱發(fā)生源)的熱風(fēng)的溫度及風(fēng)速一定，可以使熱傳遞在整個(gè)被處理基板上變得均勻，并使溫度偏差降至最小。
2.在對(duì)被處理基板上的溫度進(jìn)行條件設(shè)定的階段，將熱電偶附加在被處理基板的上面，使其溫度形成圖7所示的溫度分布曲線，以便進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)。這時(shí)，由于可以通過被處理基板附近的熱電偶同時(shí)測量熱風(fēng)溫度，并用控制部控制與被處理基板上的溫度相關(guān)聯(lián)的關(guān)系，因此，就可以在得到適當(dāng)?shù)臏囟确植嫉耐瑫r(shí)，進(jìn)行較靈活的條件設(shè)定。
3.加熱媒體使用空氣或隋性氣體(氮?dú)?，該熱風(fēng)通過被處理基板，而且通過的熱風(fēng)再次返回到氣體加熱部進(jìn)行再利用，由于返回的熱風(fēng)的溫度約有200℃的高溫，與利用常溫的空氣相比，所用熱量較少，因此可以使電力消費(fèi)大幅削減。另外，在使用隋性氣體(氮?dú)?時(shí)，由于熱風(fēng)的循環(huán)，同樣可以大幅度削減氮?dú)獾南牧?，?jié)省能源。
權(quán)利要求
1.一種軟釬焊方法，其特征在于，使控制為成規(guī)定溫度及規(guī)定速度的熱風(fēng)，平行于使用乳脂狀軟釬焊料載置元件的被處理基板的被加熱面地進(jìn)行供給，所述被加熱面的所述乳脂狀軟釬焊料溶融、冷卻，將所述元件軟釬焊在所述被處理基板上。
2.一種軟釬焊方法，其特征在于，把使用乳脂狀軟釬焊料載置元件的被處理基板停留在軟釬焊料熔融機(jī)構(gòu)內(nèi)的規(guī)定位置處，為了在該軟釬焊溶融機(jī)構(gòu)內(nèi)獲得規(guī)定的溫度分布，按照預(yù)熱及主要加熱所需要的規(guī)定溫度及時(shí)間來進(jìn)行控制的熱風(fēng)，以規(guī)定的速度平行于所述被處理基板的被加熱面地進(jìn)行控制、供給，對(duì)所述被加熱面的所述乳脂狀軟釬焊料進(jìn)行加熱，熔融后將所述被處理基板從所述軟釬焊溶融機(jī)構(gòu)內(nèi)取出，使溶融的軟釬焊料冷卻，將所述元件軟釬焊在所述被處理基板上。
3.一種軟釬焊裝置，該裝置中包括清潔氣體供給源；將該清潔氣體加熱到規(guī)定溫度的氣體加熱機(jī)構(gòu)；通過乳脂狀軟釬焊料載置元件的被處理基板能夠被送入、并可以在規(guī)定位置以水平狀態(tài)保持著的軟釬焊溶融機(jī)構(gòu)；將平行于保持在該軟釬焊溶融機(jī)構(gòu)內(nèi)的所述被處理基板的被加熱面、通過所述氣體加熱機(jī)構(gòu)加熱到規(guī)定溫度的所述氣體作為具有規(guī)定速度及直線行進(jìn)性的熱風(fēng)向所述軟釬焊溶融機(jī)構(gòu)進(jìn)行供給的氣體整流機(jī)構(gòu)；控制熱風(fēng)的溫度、速度及流量的控制機(jī)構(gòu)。
4.一種軟釬焊方法，其特征在于，首先用軟釬焊裝置對(duì)被處理基板進(jìn)行軟釬焊，該裝置中包括清潔氣體供給源；將該清潔氣體加熱到規(guī)定溫度的氣體加熱機(jī)構(gòu)；通過乳脂狀軟釬焊料載置元件的被處理基板能夠被送入、并可以在規(guī)定位置以水平狀態(tài)保持著的軟釬焊溶融機(jī)構(gòu)；以平行于保持在該軟釬焊溶融機(jī)構(gòu)內(nèi)的所述被處理基板的被加熱面、通過所述氣體加熱機(jī)構(gòu)加熱到規(guī)定溫度的所述氣體作為具有規(guī)定速度及直線行進(jìn)性的熱風(fēng)向所述軟釬焊溶融機(jī)構(gòu)進(jìn)行供給的氣體整流機(jī)構(gòu)；控制熱風(fēng)的溫度、速度及流量的控制機(jī)構(gòu)，然后準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)用基板，該基板上通過相同的乳脂狀軟釬焊料載置有與借助于乳脂狀軟釬焊料載置于所述被處理基板上的元件等同的元件、并在主要部位配置多個(gè)溫度檢測器，在所述軟釬焊溶融機(jī)構(gòu)內(nèi)的規(guī)定位置以水平狀態(tài)保持該實(shí)驗(yàn)用基板，按照預(yù)熱及主要加熱所需要的規(guī)定溫度及時(shí)間控制的熱風(fēng)，以規(guī)定的速度平行于所述實(shí)驗(yàn)用基板的被加熱面地進(jìn)行控制、供給，以使在該軟釬焊溶融機(jī)構(gòu)內(nèi)獲得規(guī)定的溫度分布，用所述溫度檢測器檢測預(yù)熱及主要加熱所需要的規(guī)定的溫度數(shù)據(jù)，將該數(shù)據(jù)記憶在所述控制機(jī)構(gòu)內(nèi)，之后，把要軟釬焊的被處理基板以水平狀態(tài)停留并保持在所述軟釬焊料熔融機(jī)構(gòu)內(nèi)的所述規(guī)定位置，在所述控制機(jī)構(gòu)根據(jù)所述數(shù)據(jù)的控制下，利用通過控制所述氣體加熱機(jī)構(gòu)、所述氣體整流機(jī)構(gòu)所獲得的平行于所述被處理基板的被加熱面的具有規(guī)定的速度及直線行進(jìn)性的熱風(fēng)，加熱所述被加熱面的所述乳脂狀軟釬焊料，溶融后將所述被處理基板從所述軟釬焊料熔融機(jī)構(gòu)中取出并對(duì)溶融的軟釬焊料進(jìn)行冷卻，將所述元件軟釬焊在所述被處理基板上。
5.如權(quán)利要求3所述的軟釬焊裝置，其特征在于，由所述氣體加熱機(jī)構(gòu)、所述軟釬焊溶融機(jī)構(gòu)、使熱風(fēng)通過所述氣體加熱機(jī)構(gòu)的封閉管路構(gòu)成。
6.如權(quán)利要求5所述的軟釬焊裝置，其特征在于，在保持所述軟釬焊溶融機(jī)構(gòu)內(nèi)的所述被處理基板的所述規(guī)定位置的管路上面形成有從所述熱風(fēng)的上游朝向下游側(cè)變低的傾斜面。
7.如權(quán)利要求5所述的軟釬焊裝置，其特征在于，在所述軟釬焊溶融機(jī)構(gòu)內(nèi)的所述被處理基板所在的管路上游側(cè)一部分的上面，形成有可以排出部分通過所述管路的所述熱風(fēng)的開關(guān)風(fēng)門。
8.如權(quán)利要求5所述的軟釬焊裝置，其特征在于，在形成所述軟釬焊溶融機(jī)構(gòu)的所述傾斜面的管路前方的上面，形成有可以排出部分通過所述管路的所述熱風(fēng)的開關(guān)風(fēng)門。
9.如權(quán)利要求3所述的軟釬焊裝置，共特征在于，在所述軟釬焊溶融機(jī)構(gòu)內(nèi)的所述被處理基板所在的上方設(shè)置有遠(yuǎn)紅外線加熱器。
10.如權(quán)利要求5所述的軟釬焊裝置，其特征在于，在所述封閉管路的返回通路的下游側(cè)設(shè)置有排氣機(jī)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提供一種可以提高熱傳遞效率,使熱傳遞率均勻、被加熱面上的溫度偏差極小的軟釬焊方法及其裝置。本發(fā)明的軟釬焊裝置10A包括氣體供給源20、將該氣體(例如空氣)加熱到規(guī)定溫度的氣體加熱部12、通過乳脂狀軟釬焊料載置元件的被處理基板P能夠被送入、并可以在規(guī)定位置以水平狀態(tài)保持的加熱爐部分13、將平行于保持在加熱爐部分13內(nèi)的被處理基板的被加熱面、具有規(guī)定速度及直線行進(jìn)性的熱風(fēng)Fa向加熱爐部分13進(jìn)行供給的氣體整流部11、控制熱風(fēng)Fa的溫度、速度及流量的控制部15。
文檔編號(hào)H05K3/34GK1377221SQ0211922
公開日2002年10月30日 申請日期2002年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月16日
發(fā)明者渡邊規(guī), 木村明 , 菅野敏彥 申請人:索尼公司