焊接裝置及焊接制品的制造方法
【專利摘要】提供一種能夠在較短的周期時間中效率良好地將工件焊接的良好的焊接裝置及焊接制品的制造方法。焊接裝置具備：熱放射加熱器，將焊接的工件通過熱放射加熱；冷卻器，該冷卻器是對焊接后的工件進行冷卻的夾著熱放射加熱器而配置、在待機位置與冷卻位置之間移動的兩個冷卻器，形成有設置夾在兩個冷卻器之間的熱放射加熱器的凹部；冷卻器在熱放射加熱器將工件加熱的期間中能夠移動到從工件離開并待機的待機位置而構成，以使熱放射加熱器成為從凹部突出的狀態(tài)，當冷卻器將工件冷卻時，能夠從待機位置移動到冷卻位置而構成。
【專利說明】焊接裝置及焊接制品的制造方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及焊接裝置及焊接制品的制造方法，更詳細地講，涉及將工件(電子零件、焊料接合部及基板)加熱及冷卻而焊接的焊接裝置及焊接制品的制造方法。

【背景技術】
[0002]焊接(焊料接合部的熱處理)大體分為加熱(過程)和冷卻(過程)。作為以往的焊接裝置及焊接方法，已知有內置有對工件進行加熱的熱傳導加熱器、通過與工件的下側整面接觸的熱板來將工件加熱、另一方面通過可與熱板的下側整面接觸或離開地設置的冷卻臺經由熱板來將工件冷卻的焊接裝置及焊接方法(例如，參照專利文獻I)。
[0003]現(xiàn)有技術文獻
[0004]專利文獻
[0005]專利文獻1:日本專利第3409679號公報(例如，參照圖1)
發(fā)明概要
[0006]發(fā)明要解決的技術問題
[0007]但是，在以往的焊接裝置及焊接方法(參照專利文獻I圖1)中，對工件進行加熱的熱傳導加熱器被設置為，經由熱容量較大的熱板將工件加熱。同樣，將工件冷卻的冷卻臺被設置為，經由被加熱的熱容量較大的熱板將工件冷卻。因此，以往的焊接裝置及焊接方法每當焊接都需要用來將熱容量較大的熱板加熱及冷卻的時間。用來將該熱板加熱及冷卻的時間增大了工件的焊接所需要的時間(周期時間)。在焊接裝置及焊接方法中，希望實現(xiàn)周期時間較短的良好的焊接。
[0008]


【發(fā)明內容】

[0009]本發(fā)明是鑒于該課題而做出的，目的是提供一種能夠以較短的周期時間效率良好地將工件焊接的良好的焊接裝置及焊接制品的制造方法。
[0010]用于解決技術問題的手段
[0011]為了解決上述課題，有關本發(fā)明的第I技術方案的焊接裝置例如是圖1及圖2所示的焊接裝置100，具備:熱放射加熱器10，將焊接的工件I通過熱放射加熱；冷卻器20a，將焊接后的工件I冷卻，是夾著熱放射加熱器10而配置、在待機位置與冷卻位置之間移動的兩個冷卻器20a，形成有設置夾在兩個冷卻器20a之間的熱放射加熱器10的凹部21 ;冷卻器20a在熱放射加熱器10將工件I加熱的期間中、能夠移動到從工件I離開并待機的待機位置而構成，以使熱放射加熱器10成為從凹部21突出的狀態(tài)，在冷卻器20a將工件I冷卻時，能夠從待機位置移動到冷卻位置而構成(參照圖3(A))。
[0012]如果這樣構成，則與具備以往的熱板的焊接裝置(例如，參照專利文獻I圖1)不同，可以不設置熱容量較大的熱板。因此，能夠將工件效率良好地加熱，所以能夠更迅速地將焊料接合部加熱。此外，能夠將由熱放射加熱器加熱后的工件的被加熱部(焊料接合部)用夾著熱放射加熱器配置的冷卻器效率良好地冷卻。所謂冷卻器“夾著熱放射加熱器”配置，是指以熱放射加熱器為中心，在至少兩個以上的外側的位置相互對置配置有冷卻器，包括將熱放射加熱器用冷卻器包圍的情況。因此，能夠提供焊接所需要的時間(周期時間)較短的良好的焊接裝置。工件的加熱能夠在熱放射加熱器從冷卻器的凹部突出的加熱狀態(tài)下進行。此外，冷卻器對工件的冷卻可以在熱放射加熱器埋沒在冷卻器的凹部中的冷卻狀態(tài)下進行。通過使熱放射加熱器埋沒在冷卻器的凹部中，能夠抑制由從熱放射加熱器向工件的余熱帶來的影響，提高冷卻效率。因而，焊接裝置所具備的控制裝置通過將冷卻器移動到待機位置或移動到冷卻位置，能夠控制工件的冷卻。工件的加熱及冷卻器對工件的冷卻的控制可以通過將加熱狀態(tài)與冷卻狀態(tài)組合來進行。
[0013]此外，有關本發(fā)明的第2技術方案的焊接裝置，在有關本發(fā)明的第I技術方案的焊接裝置中，例如如圖3(A)所示，具備設在熱放射加熱器10與冷卻器20a之間的、將來自熱放射加熱器10的放射熱隔斷的熱隔斷機構12、22。
[0014]如果這樣構成，則能夠將從熱放射加熱器向冷卻器的熱放射隔斷，所以能夠將熱放射加熱器和冷卻器更接近地設置。因此，能夠提供可效率良好地進行加熱及冷卻的周期時間較短的良好的焊接裝置。
[0015]此外，有關本發(fā)明的第3技術方案的焊接裝置，在有關本發(fā)明的第I或第2技術方案的焊接裝置中，例如如圖1及圖2(A)所示，分別具備多個熱放射加熱器10和冷卻器20a。更具體地講，具備多個夾在兩個冷卻器20a之間的熱放射加熱器10。
[0016]如果這樣構成，則在焊接的工件存在多個的情況下，在焊接的工件具有多個焊料接合部的情況下，或在焊接的工件的延展較大的情況下，也能夠將多個熱放射加熱器及冷卻器分別相對于焊接的工件的焊料接合部接近配置，所以能夠效率良好地加熱及冷卻而焊接。因此，能夠提供可效率良好地進行加熱及冷卻的周期時間較短的良好的焊接裝置。
[0017]此外，有關本發(fā)明的第4技術方案的焊接裝置，在有關本發(fā)明的第I?第3的任一技術方案的焊接裝置中，例如如圖2(A)所示，具備將熱放射加熱器10和冷卻器20a氣密地包圍的密閉腔室120。
[0018]如果這樣構成，則能夠在密閉腔室內進行焊接，所以能夠通過將阻礙焊接的氧從密閉腔室內用真空泵排氣、以及/或將密閉腔室內進行惰性氣體(例如，氮、氬)驅除或還原氣體(例如，氫、蟻酸)驅除，將氧排除而進行焊接。因此，即使不對在具備密閉腔室的焊接裝置中使用的焊料配合作為還原劑作用的焊劑，也能夠控制焊接的氣體環(huán)境而抑制在焊料表面上形成的氧化膜的影響，所以能夠進行不受氧化膜(及焊劑)妨礙的可靠性更高的焊接。此外，在使用不配合焊劑的焊料來進行焊接的情況下，由于能夠將焊接后的焊劑清洗過程去除，所以能夠縮短電子零件安裝工序的整體的周期時間。
[0019]此外，有關本發(fā)明的第5技術方案的焊接裝置，在有關本發(fā)明的第I?第4的任一技術方案的焊接裝置中，例如如圖2(B)所示，具備:導引柱23，導引冷卻器20a的移動；冷卻基部20b，與冷卻器20a —體地連接；制冷劑供給裝置150，供給將冷卻器20a冷卻的制冷劑；在冷卻基部20b及導引柱23的內部設有制冷劑流路25，構成為，使制冷劑經由導引柱23循環(huán)到冷卻基部20b，將冷卻器20b冷卻。
[0020]如果這樣構成，則能夠通過制冷劑供給裝置將制冷劑循環(huán)到與冷卻器一體地連接的冷卻基部及導引柱的內部。因此，能夠將在待機位置與冷卻位置之間移動的冷卻器通過制冷劑冷卻。此外，在焊接裝置具備密閉腔室的情況、且將制冷劑供給裝置配置到密閉腔室外的情況下，能夠將冷卻器的熱向密閉腔室外排熱而效率良好地將冷卻器冷卻。
[0021]此外，有關本發(fā)明的第6技術方案的焊接裝置，在有關本發(fā)明的第I?第5的任一技術方案的焊接裝置中，例如如圖2所示，具備:放射溫度計40，測量工件I的放射溫度；控制裝置50，基于由放射溫度計40測量出的工件I的放射溫度，控制熱放射加熱器10對工件I的加熱及冷卻器20a對工件I的冷卻。
[0022]如果這樣構成，則能夠基于由放射溫度計測量出的工件的放射溫度，由控制裝置進行工件的適當?shù)募訜?冷卻的控制，所以能夠削減工件的多余的加熱/冷卻所需要的時間，在保持較高的焊接的品質(可靠性)的同時，實現(xiàn)周期時間的進一步縮短。
[0023]此外，有關本發(fā)明的第7技術方案的焊接裝置，在有關本發(fā)明的第I?第6的任一技術方案的焊接裝置中，例如如圖6所示，具備在通過冷卻器20a的冷卻后進一步將工件I冷卻的二次冷卻裝置30。
[0024]如果這樣構成，則在用冷卻器將焊料冷卻(一次冷卻)到焊料的凝固點以下的溫度并將電子零件固定在基板上之后，能夠將工件輸送到二次冷卻裝置，用二次冷卻裝置將焊料冷卻(二次冷卻)到常溫(大氣溫度)。在被一次冷卻的工件中，被焊接的電子零件不會通過輸送而從基板偏離。這樣，在分為一次冷卻和二次冷卻的兩個階段來將工件冷卻的情況下，能夠將焊接的周期時間(工件的冷卻所需要的關鍵途徑)進一步縮短。
[0025]此外，有關本發(fā)明的第8技術方案的焊接制品的制造方法，是使用有關本發(fā)明的第I至第7的任一技術方案的焊接裝置的焊接制品的制造方法，例如如圖7所示，具備:對焊接裝置裝填焊接的工件I的步驟步驟I ;和使用焊接裝置將工件I焊接的步驟步驟2。
[0026]如果這樣構成，則能夠使用可在較短的周期時間中焊接的良好的焊接裝置來效率良好地制造聞品質的焊接制品。
[0027]發(fā)明效果
[0028]根據(jù)本發(fā)明的焊接裝置及焊接制品的制造方法，能夠提供一種能夠以較短的周期時間效率良好地將工件焊接的良好的焊接裝置及焊接制品的制造方法。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]圖1是表示有關本發(fā)明的第I實施方式的焊接裝置的加熱/冷卻處理部的例子的圖。圖1(A)是表示加熱時的加熱/冷卻處理部的例子的圖，圖1(B)是表示冷卻時的加熱/冷卻處理部的例子的圖。
[0030]圖2是表示有關本發(fā)明的第I實施方式的焊接裝置的例子的圖。圖2(A)是表示加熱時的焊接裝置的例子的圖，圖2(B)是表示冷卻時的焊接裝置的例子的圖。
[0031]圖3是將有關本發(fā)明的第I實施方式及其他實施方式的焊接裝置具備的熱放射加熱器及冷卻器的例子放大表示的放大圖。圖3(A)是表示有關本發(fā)明的第I實施方式的設為直線形狀的熱放射加熱器及冷卻器的例子的圖，圖3(B)是表示有關本發(fā)明的其他實施方式的設為圓弧形狀的熱放射加熱器及設為圓柱形狀和圓筒形狀的冷卻器的例子的圖。
[0032]圖4是將有關本發(fā)明的再其他實施方式的焊接裝置具備的熱放射加熱器及冷卻器的例子放大表示的放大圖。圖4(A)是表示有關再其他實施方式的設為直線形狀的熱放射加熱器及作為冷卻器設置的冷卻氣體噴吹噴嘴的例子的圖，圖4(B)是表示有關本發(fā)明的再其他實施方式的設為球形狀的熱放射加熱器及設為圓筒形狀的冷卻器的例子的圖。
[0033]圖5是表示有關本發(fā)明的再其他實施方式的具備承載板的焊接裝置的加熱/冷卻處理部的例子的圖。圖5(A)是表示加熱時的加熱/冷卻處理部的例子的圖，圖5(B)是表示冷卻時的加熱/冷卻處理部的例子的圖。
[0034]圖6是表示具備有關本發(fā)明的第2實施方式的二次冷卻裝置的焊接裝置的例子的圖。
[0035]圖7是表示有關本發(fā)明的第3實施方式的焊接制品的制造方法的流程圖。

【具體實施方式】
[0036]本申請基于在日本于2012年4月25日提出申請的特愿2012 — 099967號主張優(yōu)先權，其內容作為本申請的內容而形成其一部分。本發(fā)明根據(jù)以下的詳細的說明可以更完全地理解。本發(fā)明的進一步的應用范圍通過以下的詳細的說明會變得清楚。但是，詳細的說明及特定的實例是本發(fā)明的優(yōu)選的實施方式，只是為了說明的目的而記載的。這是因為，根據(jù)該詳細的說明，各種變更、改變在本發(fā)明的主旨和范圍內對于本領域的技術人員而言是顯而易見的。 申請人:并不是想要將記載的實施方式都呈獻給公眾，改變、替代方案中的、可能在權利要求書中在語言中不包含者也為等同意思下的發(fā)明的一部分。
[0037]以下，參照附圖對本發(fā)明的實施方式進行說明。另外，在各圖中對于相互相同或相當?shù)牟考x予相同或類似的標號，重復的說明省略。此外，本發(fā)明不限制于以下的實施方式。
[0038]參照圖1，說明有關本發(fā)明的第I實施方式的焊接裝置100 (參照圖2)的加熱/冷卻處理部。圖1是在從紙面里側朝向紙面近前側的焊接裝置100的工件I的輸送線路IlOL的輸送方向上觀察焊接裝置100的加熱/冷卻處理部的圖。
[0039]工件I被載置在旋轉的多個輸送輥110上，設置為，在輸送線路IlOL上被輸送到圖示的焊接位置(加熱/冷卻處理部)。
[0040]焊接裝置100 (參照圖2)是將電子零件2和基板3用焊料接合部4焊接而將工件I焊接的熱處理裝置(加熱/冷卻裝置)。電子零件2是指除了半導體封裝以外、還有表面安裝型的芯片電阻器、芯片電容器等，被焊接而對基板3固定/導通的電子零件的全部。
[0041]焊接裝置100 (圖2參照)具備將工件I加熱的多個熱放射加熱器10。熱放射加熱器10設置為，從工件I的基板3的背面(下面)將工件I的整體直接加熱而焊接。即設置為，將熱容量比電子零件2大的基板3的背面的表面(被加熱面)直接加熱而將基板3的被加熱面的溫度升溫，并經由焊料接合部4，通過從作為基板3的被加熱面的背面的熱傳導，對從基板3到熱容量比基板3小的電子零件2進行加熱。因此，熱放射加熱器10不僅能夠在短時間內效率良好地將工件I加熱，而且能夠在基板3、電子零件2及焊料接合部4的哪個中都不發(fā)生加熱不足的情況下將工件I的整體加熱，所以能夠確保電子零件2與基板3之間的焊料接合部4的適當?shù)慕櫤徒雍?導通)而實現(xiàn)可靠性較高的焊接。
[0042]在以往的焊接裝置(參照專利文獻I圖1)中，在真空中使熱板接觸(抵接)在工件上而通過熱傳導將工件加熱的情況下，有通過在因工件的熱變形(熱翹曲)等發(fā)生的工件與熱板之間的不完全的接觸部(非接觸部)中夾著真空而阻礙工件的加熱(工件與熱板之間的熱傳導)的情況。相對于此，在本實施方式的熱放射加熱器10中，如后面詳細敘述那樣，在密閉腔室120 (參照圖2)內的真空中將工件I加熱的情況下，也能夠通過熱放射將工件I的作為被加熱部的被加熱面直接加熱，所以不會通過夾著真空而妨礙工件I的加熱。此外，在如本實施方式那樣、從工件I的基板3的背面(在本實施方式中是下面)用熱放射加熱器10加熱的情況下，由于不經由電子零件2加熱，所以即使在電子零件2是對熱承受力較弱的電子零件的情況下，也能夠不給電子零件2帶來因加熱造成的損傷而進行焊接。
[0043]焊接裝置100 (參照圖2)具備的冷卻器20a作為與焊接的工件I接觸(抵接)而通過熱傳導冷卻的多個銅制的冷卻板20a設置。冷卻板20a形成為具有規(guī)定的厚度的平板，以厚度方向朝向水平方向的方式配置。換言之，表面和背面朝向水平方向而配置。該平板的與表面和背面正交的一個端面水平地配置，形成冷卻板20a的上端面。上端面的相反側的下端(面)一體地連接在冷卻基部20b上。該上端面抵接在工件I上，通過熱傳導將工件I冷卻。規(guī)定的厚度根據(jù)作為焊接的對象的工件I的尺寸而適當設定。此外，規(guī)定的厚度例如設為配置有多個的熱放射加熱器10的配置間隔的0.2倍至0.6倍，以便能夠適當?shù)嘏渲玫绞褂玫臒岱派浼訜崞?0之間。優(yōu)選的是設為0.3倍至0.5倍。
[0044]冷卻板20a的上端面設置為，在圖1 (A)所示的加熱時，在熱放射加熱器10將工件I加熱的期間中，冷卻板20a被驅動到從工件I離開而待機的離開位置(待機位置)。另一方面，設置為，在圖1(B)所示的冷卻時，冷卻板20a被驅動到與工件I接觸的冷卻位置。冷卻板20a設置為，被作為導引裝置的導引柱23導引，通過作為驅動裝置的氣缸24(參照圖2(B))驅動，在離開位置與冷卻位置之間被往復驅動(移動)。
[0045]如圖1⑶所示，冷卻板20a設置為，將工件I從輸送線路IlOL稍稍提起(抬起)而冷卻。在這樣設置的情況下，能夠使冷卻板20a與工件I可靠地接觸而實現(xiàn)由效率良好的熱傳導帶來的冷卻。在本實施方式中，設置為，將多個冷卻板20a組裝在冷卻基部20b上，多個冷卻板20a和冷卻基部20b構成冷卻裝置20的主要部分。冷卻板20a及組裝有冷卻板20a的冷卻基部20b優(yōu)選的是通過熱傳導率較高的材料、例如、銅、銅合金設置。冷卻裝置20既可以將作為冷卻板的銅板20a嵌入(嵌合)到設在冷卻基部20b上的嵌合槽(未圖示)內而設置，或者也可以從一塊銅制的塊將多個冷卻板20a及冷卻基部20b通過深槽加工作為一體切削出而設置。
[0046]在冷卻基部20b (及導引柱23)的內部設有制冷劑流路25，使由制冷劑供給裝置150(參照圖2(B))控制為一定流量的冷卻水在制冷劑流路25內循環(huán)而進行冷卻。制冷劑流路25也可以設在冷卻板20a的與工件I的接觸部的附近，優(yōu)選的是設置到冷卻板20a內。在用在制冷劑流路25內流動的冷卻水將冷卻板20a冷卻的情況下，通過將制冷劑供給裝置150的吐出量(冷卻水的流量)變更并控制，或通過變更冷卻水的溫度，能夠自如地變更并控制冷卻板20a的冷卻效率?；蛘?，也可以通過冷卻水的供給/停止的切換來變更并控制冷卻效率。另外，用來將冷卻板20a冷卻的制冷劑除了冷卻水以外，可以使用任意的液體或氣體。
[0047]作為冷卻器的冷卻板20a夾著熱放射加熱器10而配置。關于夾著熱放射加熱器10而配置的作為冷卻器的冷卻板20a，后面參照圖3(A)所示的放大圖詳細地說明。
[0048]冷卻板20a相對于工件I配置在與熱放射加熱器10相同側，在本實施方式中配置在下側。因此，冷卻板20a設置為，與熱放射加熱器10熱放射而進行了加熱的工件I的被加熱面接觸來進行冷卻。即，冷卻板20a設置為，從熱放射加熱器10的工件I的被加熱面?zhèn)?與加熱時相反方向的傳熱方向)進行工件I的冷卻。由熱放射加熱器10進行的工件I的加熱(升溫)，首先在工件I的與熱放射加熱器10面對的被加熱面的表面上進行，接著從被加熱的工件I的被加熱面的表面逐漸朝向工件I的內部進行熱傳導(傳熱)，將工件I的整體加熱。通過設置為，使冷卻板20a從被熱放射加熱器10加熱(升溫)到最高溫度的工件I的被加熱面?zhèn)扰c工件I抵接(接觸)、從工件I的被加熱面向冷卻板20a吸收熱而冷卻，以成為與該加熱時的傳熱方向相反方向的傳熱方向，能夠效率良好地將工件I冷卻。在此情況下，在由冷卻板20a進行的工件I的冷卻時，不會發(fā)生朝向與熱放射加熱器10對工件I的加熱時相同的傳熱方向的、朝向工件I的內部的進一步的熱傳導和熱擴散。因為這些理由，本實施方式的冷卻板20a將用熱放射加熱器10加熱后的工件I以較高的冷卻效率冷卻，所以能夠縮短焊接的周期時間。
[0049]在焊接裝置100 (參照圖2)中，與以往的具備熱板的焊接裝置不同，也可以不進行經由熱容量較大的熱板的大熱量的冷卻。在焊接裝置100中，能夠將熱容量比以往的熱板小的工件I效率良好地直接冷卻。這樣的焊接裝置100的加熱及冷卻效率的優(yōu)越性，不僅帶來焊接的周期時間的縮短，還帶來同時實現(xiàn)焊接裝置100的小型化的效果。
[0050]在以往的焊接裝置中，由于進行熱板的設置及經由熱板的大容量的加熱及冷卻，因此小型化較困難。另一方面，一般在焊接裝置中，以大量生產的目的或與近來的多品種少量生產趨勢對應的目的，希望能夠在有限的工廠地面面積內排列設置更多的焊接裝置的焊接裝置的小型化。在能夠效率良好地進行工件I的加熱及冷卻的本實施方式的焊接裝置100(參照圖2)中，由于可以不具備以往使用那樣的熱板及大容量的加熱/冷卻裝置，所以能夠使焊接裝置的整體小型化。這樣，由工件的加熱及冷卻的效率化帶來的焊接裝置的周期時間的縮短和焊接裝置的小型化具有密切的關聯(lián)。
[0051]熱放射加熱器10及夾著熱放射加熱器10配置的作為冷卻器的冷卻板20a也可以對位于工件I的電子零件2(焊料接合部4)而配置。熱放射加熱器10既可以匹配于焊料接合部4僅設置單個，或者也可以設置多個熱放射加熱器10。圖示的加熱/冷卻處理部具備8個熱放射加熱器10和9片冷卻板20a。另外，例如也可以將I個熱放射加熱器10和夾著熱放射加熱器10的兩片冷卻板20a作為一組加熱/冷卻單元設置，匹配于焊接的工件I的焊料接合部4的配置而自如地將該加熱/冷卻單元對位而配置。同樣，也可以對于具有多個焊料接合部4的工件I，將多個加熱/冷卻單元匹配于多個焊料接合部4的配置而進行定位，效率良好地焊接。加熱/冷卻單元的配置及定位也可以按照相同生產品種的規(guī)定的生產批次(生產數(shù)量單位)來進行改組或調整。
[0052]在圖示的9片冷卻板20a的兩端的冷卻板20a處，設有用來確保在冷卻位置上使冷卻板20a正確地抵接在工件的基板3的規(guī)定的冷卻區(qū)域上的導引銷26。在這樣設置的情況下，導引銷26通過在冷卻板20a從待機位置向冷卻位置驅動時向設在基板3上的定位孔3a內嵌入，能夠將基板3位置調整(移動)而將冷卻板20a和工件I相對地定位。因此，能夠將冷卻板20a相對于工件I的焊料接合部4正確地對位而抵接在工件I的規(guī)定的冷卻區(qū)域上，所以能夠效率良好地將工件I冷卻。
[0053]同樣，在圖示的加熱/冷卻處理部的與冷卻板20a對置的位置上，設有與電子零件2及基板3接近或抵接而將工件I相對于冷卻板20a相對地定位的導引塊60。在此情況下，也由于能夠通過導引塊60將工件I相對于冷卻板20a正確地定位，所以能夠效率良好地將工件I冷卻。導引塊60與冷卻板20a同樣設置為，被導引柱61(參照圖2(B))導引，被氣缸62(參照圖2(B))驅動，能夠與工件I抵接及離開。此外，與冷卻基部20b及導引柱23同樣，在導引塊60及導引柱61的內部設置制冷劑流路(未圖示)，冷卻水循環(huán)到制冷劑流路內。因此，能夠通過導引塊60也一起將工件I冷卻，所以能夠效率更好地將工件I冷卻。即，導引塊60被作為輔助冷卻器使用。
[0054]參照圖2(A)，對本實施方式的焊接裝置100進一步說明。焊接裝置100在使用沒有添加焊劑(還原劑)的焊料進行焊接的情況裝備，具備將包括加熱加熱器10及作為冷卻器的冷卻板20a的加熱/冷卻處理部(熱處理部)的整體氣密地密封而從外界空氣隔斷的密閉腔室120。此外，在工件I的輸送線路IlOL的入口及出口處，設有在與輸送線路IlOL正交的方向(鉛直方向)上被往復驅動而將密閉腔室120內密封/真空破壞的閘閥122(參照圖6)。
[0055]參照圖2 (B)，對焊接裝置100的驅動進行說明。焊接裝置100具備將冷卻板20a(及冷卻基部20b)在冷卻位置與待機位置(尚開位置)之間往復驅動的氣缸24、和導引氣缸24對冷卻板20a的驅動的導引柱23。此外，焊接裝置100具備驅動上述導引塊60以使其與工件抵接/離開的氣缸62、和導引氣缸62對導引塊60的驅動的導引柱61。除了導引柱23、61、氣缸24、62的可動部以外，在上述閘閥122 (參照圖6)的可動部處，設有用來將密閉腔室120氣密地密封的密封部件(例如O型圈密封等)，能夠將密閉腔室120內保持為氣密。此外，在焊接裝置100上，設有多個用于制造者從密閉腔室120之外通過視覺確認裝置的驅動狀態(tài)及熱處理的工件的狀態(tài)的石英玻璃制的觀察窗123。觀察窗123也密封地設置，以將密閉腔室120內保持為氣密。
[0056]焊接裝置100還具備將密閉腔室120內吸引為比大氣壓低的壓力(例如，約50至100mTorr左右)的、連接在一個給排氣口 121上的真空泵130。此外，具備在通過真空泵130將密閉腔室120內排氣后對密閉腔室120內供給還原氣體(例如，氫、蟻酸等)而將密閉腔室120內用還原氣體充滿的連接在另一給排氣口 121上的氣體供給泵140。在這樣設置的情況下，能夠將存在于密閉腔室120內、通過在焊料表面上形成氧化膜而妨礙可靠性較高的焊接的氧(空氣)用真空泵130排氣，并用由氣體供給泵140供給的還原氣體將形成在焊料表面上的氧化膜還原并除去，來進行焊接。因此，焊接裝置100能夠使用沒有添加作為還原劑的焊劑的焊料來進行可靠性較高的焊接。即，能夠將焊接裝置100設置為真空焊接。
[0057]在這樣將密閉腔室120內的氣體環(huán)境置換為還原氣體(例如氫、蟻酸等)的氣體環(huán)境而進行焊接的情況下，即使不使用添加了作為還原劑的焊劑的焊料，也能夠將在焊料表面上產生的氧化膜還原而除去，并且能夠不產生氧化膜而進行可靠性較高的焊接。此外，由于能夠使用沒有添加焊劑的焊料，所以能夠不需要焊接后的焊劑的清洗工序，并且能夠進行不會因焊劑的存在而焊接的可靠性(品質)下降的良好的焊接。在不需要焊接后的焊劑清洗過程(未圖示)的情況下，能夠縮短電子零件安裝工序的整體(未圖示)的周期時間，并且能夠使電子零件安裝工序的整體小型化。
[0058]焊接裝置100具備測量工件的放射溫度的放射溫度計40。此外，具備基于由放射溫度計40得到的工件的放射溫度的測量值來控制工件的由熱放射加熱器10 (參照圖2 (A))進行的加熱及由冷卻板20a進行的冷卻的控制裝置50。在這樣設置的情況下，由于能夠基于實際測量的工件的放射溫度來控制工件的加熱及冷卻而進行焊接，所以能夠抑制將工件過度加熱及/或冷卻的時間的發(fā)生而進一步縮短周期時間。此外，由于能夠基于實際的放射溫度的測量來確認工件被加熱及冷卻到適當?shù)臏囟龋阅軌驅崿F(xiàn)可靠性較高的高品質的焊接。在本實施方式中，冷卻器20a向待機位置的移動或向冷卻位置的移動通過驅動氣缸24 (參照圖2⑶)來進行?？刂蒲b置50進行氣缸24的驅動的開啟(ON)、斷開(OFF)，或者調節(jié)由氣缸24的驅動帶來的冷卻器20a的移動量。
[0059]焊接裝置100由于能夠效率良好地進行加熱及冷卻，所以與以往的焊接裝置相比能夠控制性更好地進行焊接。例如在更迅速地將工件加熱的情況下，也可以以隨意的溫度上升模式、例如以工件的被加熱部的溫度沿著對數(shù)曲線上升的方式控制加熱，以匹配于工件的熱變形(熱翹曲)、或抑制工件的熱變形對焊接品質(可靠性)的影響。此外，也可以以隨意的溫度下降模式、例如以工件的被冷卻部的溫度沿著分數(shù)函數(shù)下降而向常溫漸進的方式控制冷卻。
[0060]參照圖3的放大圖，更詳細地說明熱放射加熱器及冷卻板的具體例。圖3 (A)所示的本實施方式的熱放射加熱器10作為鹵素加熱器設置。即，熱放射加熱器10將由鎢制的熱放射燈絲設置的熱放射部11用通過石英玻璃設置的熱放射部密閉管13覆蓋，在熱放射部密閉管13內封入惰性氣體(例如，氮、氬等)和鹵素氣體(例如，碘、溴等)而設置。
[0061]在將熱放射加熱器10作為鹵素加熱器設置的情況下，通過鹵素與鎢之間的鹵素循環(huán)，熱放射加熱器10能夠承受急速的升降溫，所以能夠在通電后數(shù)秒使鎢燈絲(熱放射部11)的溫度成為超過攝氏2700度的高溫。因此，熱放射加熱器10能夠通過來自成為高溫的熱放射部11的熱放射將對面的工件急速地加熱。同樣，熱放射加熱器10能夠通過鹵素循環(huán)將鎢燈絲的壽命保持得足夠長。因此，能夠實現(xiàn)可進行工件的急速的加熱并且經濟生產性較高的良好的熱放射加熱器10。
[0062]作為鹵素加熱器設置的熱放射加熱器10能夠熱放射(包含從近紅外線波長區(qū)域(約0.75 μ m至約4 μ m)到遠紅外線波長區(qū)域(約4 μ m至約Imm)的較寬的波長區(qū)域的紅外線放射)，將面對熱放射加熱器10的工件從離開工件而固定的熱放射加熱器10的加熱位置直接加熱。熱放射加熱器10例如通過將焊料接合部加熱到攝氏220度至攝氏400度，能夠將焊料接合部加熱到焊料的熔點以上而將工件焊接。例如在使用了鉛成分較多的焊料的焊料接合部的情況下，能夠使焊料接合部的加熱溫度成為攝氏300度左右。
[0063]熱放射加熱器10設為直線形狀(棒形狀)。來自熱放射加熱器10的熱放射分布(熱放射量)例如可以通過變更鎢燈絲(熱放射部11)的疏密的分布而作為希望的熱放射分布而實現(xiàn)。在本實施方式中，將燈絲的繞數(shù)變更而設置，以使得在容易成為高溫的熱放射加熱器10的中央部處燈絲的密度較低(疏)、在兩端部處燈絲的密度變高(密)。通過這樣設置，可以設置為，根據(jù)焊料接合部的質量(熱容量)、表面積及焊接的要求品質(例如可靠性的高度)等來變更來自熱放射加熱器10的熱放射分布(熱放射量)，例如使工件的整體均熱化而加熱。另一方面，與此相反，也可以設置為，使來自熱放射加熱器10的熱放射分布(熱放射量)成為僅將工件的任意的一部分的焊料接合部集中地加熱的熱放射分布(熱放射量)。
[0064]熱放射加熱器10具備熱隔斷機構12。熱隔斷機構12在本實施方式中，設置為位于將熱放射加熱器10的熱放射部11 (鎢燈絲)包圍的熱放射部密閉管13 (石英玻璃管)的內面或外面的不與焊接的工件對置的一側的部分的鏡面。作為熱隔斷機構的鏡面12可以通過部分地將鉻真空蒸鍍(鍍層)到石英玻璃制的熱放射部密閉管13上來設置。鏡面也可以代替鉻(鍍層)而通過鋯(鍍層)設置。通過將不與焊接的工件對置的熱放射加熱器10的部分設置為鏡面12，能夠進一步增大朝向焊接的工件放射的熱放射。在此情況下，能夠效率更好地將工件加熱。
[0065]在本實施方式中，將熱放射加熱器10用多個(在圖示中是兩片)作為冷卻器的冷卻板20a夾著配置而設置冷卻板20a。即，將由設為I個圓筒形狀的石英玻璃管13形成其外周的熱放射加熱器10作為中心，在半徑方向的外側的兩處位置處，相互平行地對置配置有兩片冷卻板20a。此外，熱放射加熱器10和冷卻板20a沿著工件的被加熱面交替地排列。換言之，熱放射加熱器10及冷卻板20a分別不相互干涉，而面對工件配置。這里，設為兩片冷卻板20a相互平行地對置配置而進行了圖示，但只要能夠不相互干涉并進行效率良好的冷卻，則容許較低的平行度。通過這樣設置，能夠將由熱放射加熱器10加熱的工件的被加熱部分用多個冷卻區(qū)域夾著(在用兩片冷卻板20a夾著的位置)進行冷卻。在夾著被加熱部分冷卻的情況下，一般從認為溫度最高的被加熱部分的中心部朝向周邊部運送熱，并且能夠向在至少兩個對置的方向上分離設置的多個冷卻區(qū)域分散而運送熱(即，將熱分散并擴散)而冷卻，所以能夠效率良好地將工件冷卻。
[0066]此外，在本實施方式中，設置為，熱放射加熱器10埋沒在夾著熱放射加熱器10而配置的兩片冷卻板20a之間形成的(冷卻裝置20 (參照圖1)的)凹部21內。所謂埋沒特別是指，如圖1(B)所示那樣冷卻板20a被驅動到冷卻位置時的熱放射加熱器10的狀態(tài)，而在用冷卻板20a處于圖1 (A)所示的待機位置(離開位置)的熱放射加熱器10將工件加熱的加熱狀態(tài)下，熱放射加熱器10也可以是從凹部21突出某種程度的狀態(tài)。所謂某種程度突出，是指冷卻板20a降到待機位置、結果熱放射加熱器10成為突出的狀態(tài)。在這樣設置為將熱放射加熱器10埋沒到由多個冷卻板20a形成的凹部21內的情況下，不僅能夠接近于工件的被加熱部設置冷卻板20a，而且能夠實現(xiàn)加熱/冷卻熱處理部的節(jié)省空間而將焊接裝置適當?shù)匦⌒突?。這樣，冷卻器20a能夠與熱放射加熱器10獨立地移動。
[0067]圖3 (A)所示的作為冷卻板20a的熱隔斷機構的鏡面22通過對由多個冷卻板20a形成的(冷卻裝置20(圖1參照)的)凹部(槽)21內的整面實施鎳鍍層來設置。在這樣使凹部21內的整面為鏡面的情況下，能夠通過設在上述熱放射加熱器10的熱放射部密閉管13 (石英玻璃管)上的作為熱隔斷機構的鏡面12和設在凹部21內的表面上的作為熱隔斷機構的鏡面22的雙重的鏡面12、22將熱放射加熱器10的熱放射反射。因此，能夠使鏡面12、22的熱反射效率進一步提高，所以能夠將熱放射加熱器10的熱放射效率更好地用于工件的加熱。
[0068]另外，說明了將作為本實施方式的熱隔斷機構的鏡面12、22設在熱放射加熱器10和冷卻板20a的兩者上的情況,但在其他實施方式中，也可以鏡面12和鏡面22的某一方不設置。但是，如果在熱放射加熱器10上設置鏡面12，則能夠更有效地防止放射熱的擴散。如果在冷卻板20a(凹部21內)上設置鏡面22，則能夠防止冷熱放射(放射熱的吸收)，所以能夠提高冷卻效率。在再其他的實施方式中，也可以在不與熱放射加熱器10對置的冷卻板20a的表面(例如，圖2所示的朝向9片冷卻板20a的兩端的冷卻板20a的外方的(面向密閉腔室120的內面的)表面)上不設置鏡面22。但是，如果在不與熱放射加熱器10對置的冷卻板20a的表面上也設置鏡面22，則能夠防止從不與熱放射加熱器10對置的冷卻板20a的表面向外部的冷熱放射。此外，在本實施方式中在冷卻板20a的上端面上沒有形成鏡面。在本裝置中，有在工件的冷卻時抵接在工件上的上端面由于工件及上端面的微妙的凹凸而不完全接觸地形成稍稍的間隙、不能充分期待由熱傳導帶來的熱傳遞的時候。在這樣的時候，也在冷卻板20a的上端面上沒有形成鏡面的結構中，容易進行通過冷熱放射的熱傳遞。另外，也可以在上端面上形成鏡面。在此情況下，當通過熱放射加熱器10將工件加熱時，能夠抑制放射熱從冷卻板20a的上端面吸收。
[0069]此外，說明了本實施方式的熱隔斷機構12、22設置為鏡面的結構，但在其他實施方式中，也可以不將熱隔斷機構12、22設置為鏡面，而更簡單地配置陶瓷等的隔熱件來實現(xiàn)熱放射加熱器10與冷卻板20a之間的隔熱。如果將熱隔斷機構12、22用隔熱件設置，則具有不是真空中、而在氣體環(huán)境中抑制熱傳遞的優(yōu)點。在此情況下，也可以如將熱隔斷機構12、22設置為鏡面的情況那樣，不使鏡面上的熱反射穿過由多個冷卻板20a形成的(冷卻裝置20(參照圖1)的)凹部(槽)21的開口面而朝向工件放射。即，可以不設置用來將穿過熱隔斷機構12與熱隔斷機構22之間并被反射的熱放射朝向工件放射的間隙(開口)，所以能夠使由隔熱件設置的熱隔斷機構12、22密接或設為一體。在此情況下，可以將熱放射加熱器10及冷卻板20a夾著密接設置或設為一體的熱隔斷機構12、22而接近配置。這樣，在將熱隔斷機構12、22用隔熱件設置的情況下，能夠將冷卻板20a更接近于工件的被加熱部而配置，并且能夠將加熱/冷卻熱處理部設置為更小型。
[0070]此外，在本實施方式中，說明了對由多個冷卻板20a形成的(冷卻裝置20(參照圖1)的)凹部21的槽內實施鎳鍍層而將熱隔斷機構22設為鏡面的結構，但在其他實施方式中，也可以通過將(冷卻裝置20的)凹部21的槽內通過精密磨削加工進行切削、設置鏡面(加工鏡面)來做成熱隔斷機構22。
[0071]此外，說明了本實施方式的熱放射加熱器10設置為鹵素加熱器的結構，但在其他實施方式中，也可以將熱放射加熱器10設置為在惰性氣體中封入了碳纖維燈絲的碳加熱器。在此情況下，能夠將接近于水的吸收波譜的峰值(波長約3 μ m)的、波長約2μπι至約4μπ?的波長區(qū)域的紅外線更多地放射。因此，在工件含有水分的情況下(半導體封裝等的電子零件及基板通常具有若干的吸濕性)，作為碳加熱器設置的熱放射加熱器10能夠經由工件所含有的水分將工件適當?shù)丶訜岫柿己玫貙⒐ぜ訜?。此外，在再其他實施方式中，也可以將熱放射加熱?0設置為在空氣中封入了鎳鉻耐熱合金燈絲的鎳鉻耐熱合金線加熱器。在此情況下，能夠更簡單地設置熱放射加熱器10。
[0072]此外，說明了本實施方式的熱放射加熱器10設置為棒形狀的結構，但在其他實施方式中，例如如圖3(B)所示，也可以將熱放射加熱器1a設為圓弧形狀(圓周形狀)，并將冷卻板20c設為圓柱形狀及圓筒形狀。在此情況下,也能夠將圓弧形狀的熱放射加熱器1a用圓柱形狀和圓筒形狀的冷卻板20c夾著而配置，所以能夠用設為圓柱形狀及圓筒形狀的冷卻板20c將由設為圓弧形狀的熱放射加熱器1a加熱后的工件效率良好地冷卻。這樣，熱放射加熱器及冷卻板能夠匹配于工件的焊料接合部的形狀及配置而設為任意的形狀。
[0073]參照圖4，說明熱放射加熱器及冷卻器的其他組合。在以上的實施方式中，說明了通過作為冷卻器的冷卻板20a、利用熱傳導來進行工件的冷卻，但在其他實施方式中，例如也可以如圖4(A)所示，將對工件噴吹冷卻氣體而進行冷卻的冷卻氣體噴吹噴嘴20d設置為冷卻器。在此情況下，也能夠用多個(在圖示的情況下是兩個)冷卻氣體噴吹噴嘴20d夾著熱放射加熱器10而配置，所以能夠將工件的被加熱部的熱向多個方向分散而效率良好地將工件冷卻。冷卻氣體典型地是空氣，但也可以使用惰性氣體(例如，氮、氬等)或還原性氣體(例如，氫、蟻酸等)。這特別在向密閉腔室120(參照圖2)內供給氣體而進行焊接的實施方式中容易利用。
[0074]另外，在將焊接在真空中進行的實施方式的情況下，也可以在通過將閘閥122(參照圖6)打開而將密閉腔室120 (參照圖2)內真空破壞后，開始從冷卻氣體噴吹噴嘴20d向工件的冷卻氣體的噴吹。或者，也可以通過從冷卻氣體噴吹噴嘴20d對工件噴吹冷卻氣體而將密閉腔室120內真空破壞。在通過從冷卻氣體噴吹噴嘴20d對工件噴吹冷卻氣體而將密閉腔室120內真空破壞的情況下，能夠將密閉腔室120內的真空破壞所需要的時間用于工件的冷卻。另一方面，在將閘閥122打開而將密閉腔室120真空破壞后、在大氣中從冷卻氣體噴吹噴嘴20d對工件噴吹冷卻氣體進行冷卻的情況下，通過冷卻氣體與大氣的混合及對流、和從工件向密閉腔室120等的焊接裝置的其他構造部件的經由冷卻氣體及大氣的熱傳導及熱擴散，能夠效率良好地將工件冷卻。
[0075]另外，在本實施方式中，說明了將熱放射加熱器10埋沒在多個冷卻板20a所形成的(冷卻裝置20(參照圖1)的)凹部(槽)21內而設置，但在其他實施方式中，在將冷卻氣體噴吹噴嘴20d設置為冷卻器的情況下，也可以對由多個(在圖示的情況下是兩個)冷卻氣體噴吹噴嘴20d形成的凹部內如圖示那樣同樣埋設熱放射加熱器10而設置。
[0076]此外，說明了本實施方式的熱放射加熱器10設為棒形狀，但在其他實施方式中，例如如圖4(B)所示，也可以將熱放射加熱器1b設置為球形狀的鹵素加熱器，將設為球形狀的熱放射加熱器1b的外周用設為作為筒形狀的圓筒形狀的作為冷卻器的冷卻筒20e包圍而設置。在此情況下，也可以看到，以熱放射加熱器1b為中心，在半徑方向的至少兩個以上的外側的位置(在此情況下是整周)上，相互對置而配置作為冷卻器的冷卻筒20e。即，將熱放射加熱器1b用作為冷卻器的冷卻筒20e夾著(包圍)而配置。因此，能夠將被熱放射加熱器1b加熱的工件的被加熱部通過冷卻筒20e從整周(全方位)完全包圍而冷卻，所以能夠將工件的被加熱部的熱向更多的方向(方位)分散，效率更好地將工件冷卻。
[0077]此外，說明了本實施方式的冷卻板20a在待機位置與冷卻位置之間被氣缸24 (參照圖2(B))驅動而移動，但在其他實施方式中，也可以將冷卻板20a設置為，固定在冷卻位置而不移動。即，冷卻板20a在熱放射加熱器10對工件的加熱中也不后退到待機位置(離開位置)而為固定在冷卻位置的狀態(tài)。在此情況下，可以不在冷卻板20a上設置將工件的輸送線路IlOL(參照圖1(B))橫穿并突出的上述導引銷26(參照圖1(B))，而代之設置為，使用上述導引塊60(參照圖1(B))將工件定位。如果這樣設置，則在熱放射加熱器10對工件的加熱結束后不將冷卻板20a移動(驅動)以使其抵接在工件上，所以能夠將從工件的加熱結束到冷卻開始的時間(冷卻板20a的移動時間)設置得較短。因此，能夠進一步縮短焊接的周期時間。
[0078]此外，在這樣設置的情況下，能夠更隨意地控制工件的加熱/冷卻而進行焊接。例如在真空中(或大氣壓以下的氣體環(huán)境氣體中)進行焊接的情況下，與在大氣中進行焊接的情況相比，由于不發(fā)生氣體環(huán)境氣體的對流、并且熱傳導率(冷卻板20a與工件之間的熱傳遞系數(shù))減小，因此在加熱時工件的溫度過度上升(過沖)的情況下，難以使用冷卻板20a將工件控制為適當溫度。在這樣的情況下，也由于在將冷卻板20a固定設置到冷卻位置的情況下，能夠不移動冷卻板20a而迅速地開始冷卻，所以能夠實現(xiàn)工件的適當?shù)臏囟瓤刂?高速溫度控制)。冷卻板20a的冷卻，典型的是在熱放射加熱器10對工件的加熱結束后開始，但例如在真空中進行焊接的情況下，在工件的冷卻中需要長時間的情況下，或者在想要進一步縮短冷卻時間的情況下，也可以在熱放射加熱器10對工件的加熱結束以前開始冷卻板20a的冷卻。
[0079]此外，在將冷卻板20a固定設置在冷卻位置的情況下，也可以將多個冷卻板20a形成的(冷卻裝置20(參照圖1)的)凹部(槽)21的內面的整體設置為鏡面(熱隔斷機構22)，并在凹部21內埋沒設置熱放射加熱器10。在此情況下，可以將由埋沒設置在凹部21內的熱放射加熱器10帶來的熱放射的全部通過凹部21內的鏡面(熱隔斷機構22)反射而使其集中于凹部21的開口面。因此，能夠將從熱放射加熱器10放射的放射熱的全部集中放射到抵接在冷卻板20a上而將凹部21的開口面堵塞的工件的被加熱部(被加熱部對位于焊料付接合部)。因此，熱放射加熱器10能夠將工件的規(guī)定的被加熱部(焊料接合部)集中效率良好地加熱。這樣，在將冷卻板20a固定設置在冷卻位置的情況下，能夠效率更好地進行工件的加熱，所以能夠進一步縮短焊接的周期時間。
[0080]此外，在本實施方式中，例如如圖2所示，說明了焊接裝置100具備密閉腔室120的結構，但在其他實施方式中，在使用添加了焊劑(還原劑)的焊料來進行焊接的情況下，焊接裝置也可以不具備密閉腔室120。
[0081]此外，在本實施方式中，說明了將密閉腔室120內置換為還原氣體氣體環(huán)境而進行焊接的情況，但在其他實施方式中，也可以代替還原氣體氣體環(huán)境，而將密閉腔室120內置換為惰性氣體(例如，氮、氬等)的氣體環(huán)境，同樣通過將氧排除來進行可靠性較高的焊接。
[0082]此外，在本實施方式中，例如如圖2(B)所示，說明了用真空泵130將密閉腔室120內排氣而進行焊接的情況，但在其他實施方式中，也可以不將真空泵130連接在一個給排氣口 121上，而例如在將一個給排氣口 121中的一方對大氣開放的狀態(tài)下，從另一給排氣口121使用氣體供給泵140將還原氣體或惰性氣體向密閉腔室120內持續(xù)供給。在此情況下，由于能夠將密閉腔室120內的空氣用還原氣體或惰性氣體推出(驅除)，所以能夠用更簡單的裝置結構將氧(空氣)的大部分排除而進行可靠性較高的焊接。
[0083]或者也可以相反，不使用氣體供給泵140供給還原氣體或惰性氣體，而在用真空泵130將密閉腔室120內的空氣排氣的狀態(tài)下進行焊接。在此情況下，能夠抑制氧對焊接的品質的影響，而用更簡單的裝置結構進行可靠性較高的焊接。
[0084]此外，在本實施方式中，說明了例如如圖1所示，熱放射加熱器10及冷卻板20a從工件的基板3的背面?zhèn)葘⒐ぜ訜峒袄鋮s，但在其他實施方式中，在電子零件2中不發(fā)生由加熱帶來的損傷的限度內，熱放射加熱器10及冷卻板20a也可以設置為，從工件的電子零件2的上面?zhèn)冗M行加熱及冷卻。在此情況下，可以將電子零件2的上面用熱放射加熱，通過經由熱容量較小的電子零件2內的熱傳導(傳熱)，將焊料接合部4迅速地加熱而焊接，所以能夠以更短時間效率良好地將工件加熱及冷卻。
[0085]此外，在本實施方式中，說明了例如如圖1所示，僅用熱放射加熱器10進行工件的加熱，但在再其他實施方式中，為了輔助熱放射加熱器10對工件的加熱，例如也可以同時設置從與熱放射加熱器10的加熱方向相反側的方向(對置的方向)對工件噴吹熱風的熱風加熱加熱器(未圖示)，來輔助熱放射加熱器10的加熱。在此情況下，除了能夠更迅速地將工件加熱以外，還將工件從兩面加熱，從而防止工件的熱變形(熱翹曲)，能夠進行可靠性較高的焊接。
[0086]此外，在本實施方式中，說明了例如如圖2所示，焊接裝置100基于由放射溫度計40得到的工件I的放射溫度的測量值，一邊由控制裝置50隨時控制熱放射加熱器10對工件I的加熱及冷卻板20a對工件I的冷卻一邊進行焊接。但是，并不限定于此，在其他實施方式中，也可以是，焊接裝置在試運轉或調試運轉時具備放射溫度計40而把握適當?shù)募訜?冷卻方法并且記錄到控制裝置50中，在通常的生產運轉時將放射溫度計40從焊接裝置拆下，控制裝置50控制焊接裝置，以將由控制裝置50記錄的適當?shù)募訜?冷卻方法再現(xiàn)。進而，在其他實施方式中，焊接裝置也可以不具備放射溫度計40，控制裝置50控制焊接裝置，以再現(xiàn)基于以前的生產實際情況而掌握的適當?shù)募訜?冷卻方法。例如，控制裝置50也可以控制焊接裝置，以將在實驗或統(tǒng)計上掌握的適當?shù)募訜?冷卻時間、或加熱/冷卻輸出再現(xiàn)。
[0087]參照圖5，說明有關本發(fā)明的再其他實施方式的具備承載板5的焊接裝置。在再其他實施方式中，焊接裝置也可以為了能夠進行焊接的并行處理而具備將多個工件I排列載置并輸送的承載板(或基礎板)5。在此情況下，由于能夠將多個工件I并行地同時焊接，所以能夠使焊接裝置的生產性進一步提高。即，在進行真空吸引等的氣體環(huán)境變更的情況下等效果特別顯著，但與將工件I以單體單獨焊接的情況相比，能夠得到將焊接的工件I的每I個的周期時間縮短的效果。此外，通過由焊接的并行處理帶來的節(jié)省空間化，還能夠得到使焊接裝置小型化的效果。
[0088]該實施方式的焊接裝置具備的承載板5設置為，為了熱放射加熱器10、冷卻板20a、導引塊60 (參照各圖1)能夠對工件I的焊料結合部4進行訪問，而在承載板5的與這些熱處理部對應的對應部位上形成有開口窗(孔)6。因此，熱放射加熱器10對工件I的加熱及冷卻板20a對工件I的冷卻不會被承載板5妨礙。因此，該實施方式的焊接裝置能夠不經由承載板5而將工件I用熱放射加熱器10及冷卻板20a直接加熱及冷卻。
[0089]另外，可以在承載板5上，除了與上述熱處理部對應的開口窗(孔)6以外，還同樣設置用來避免與導引銷26 (參照圖1)等的其他零件干涉的開口窗(孔)。此外，在通過將承載板5設置得充分薄、在承載板5上形成足夠大小的開口窗6等而充分達成了承載板5的熱容量的削減的情況下，也可以在將形成有開口窗6的承載板5夾在熱放射加熱器10及冷卻板20a (參照各圖1)與工件I之間的狀態(tài)下進行工件I的加熱及冷卻?；蛘?，在其他實施方式中，也可以使用沒有形成開口窗(孔)6的承載板5。該情況下的承載板5的熱容量充分小，優(yōu)選的是做成足夠通過熱傳導及熱擴散將熱放射加熱器10的熱迅速地傳遞給工件I的整體之程度的厚度。
[0090]參照圖6的側面配置圖，說明具備有關本發(fā)明的第2實施方式的二次冷卻裝置30的焊接裝置101。焊接后的工件I的冷卻也可以分為通過冷卻板20a(冷卻裝置20)將焊料接合部冷卻到焊料的凝固點以下的溫度(例如，攝氏300度以下的溫度)而將電子零件固定到基板上的一次冷卻步驟2B(參照圖7)、和通過二次冷卻裝置30將焊料接合部冷卻到常溫(大氣溫度)的二次冷卻步驟2E(參照圖7)來進行。
[0091]在一次冷卻后的工件I中，焊接后的電子零件不會通過工件I的輸送而從基板偏離。因此，通過將被冷卻板20a (冷卻裝置20) —次冷卻步驟2B(參照圖7)后的工件I在輸送線路IlOL上輸送到夾著閘閥122相鄰設置的二次冷卻裝置30而進行二次冷卻步驟2E (參照圖7)，能夠設置為，分為一次冷卻步驟2B和二次冷卻步驟2E的兩個階段而同時進行工件的冷卻。在此情況下，由于能夠并行進行兩個階段的冷卻，所以能夠進一步縮短焊接的周期時間(工件I的冷卻所需要的時間/關鍵途徑)。
[0092]也可以如本實施方式的焊接裝置101那樣，一次冷卻步驟2B(參照圖7)設置為在密閉腔室120內進行，二次冷卻步驟2E(參照圖7)設置為在大氣中進行。在此情況下，由于使用密封部件等的氣密構造不再需要，所以能夠更簡單地設置二次冷卻裝置30。通過將通過簡單地設置二次冷卻裝置30產生的焊接裝置101內的空間挪用作二次冷卻裝置30的冷卻能力(冷卻熱容量)的提高，能夠實現(xiàn)更短的周期時間中的焊接。另外，在再其他實施方式中，也可以在密閉腔室120內設置二次冷卻裝置30。在此情況下，能夠不進行密閉腔室120內的真空破壞(或向大氣的開放)(即，不打開閘閥122使工件I穿過閘閥122輸送)、而將工件I從冷卻板20a(冷卻裝置20)向二次冷卻裝置30輸送來冷卻，所以能夠更迅速地開始二次冷卻步驟2E。
[0093]參照圖7的流程圖，說明有關本發(fā)明的第3實施方式的焊接制品的制造方法。焊接制品的制造方法具備向焊接裝置(例如，圖2所示的焊接裝置100)裝填焊接的工件I的步驟步驟1、和使用焊接裝置將工件I焊接的步驟步驟2。另外，向焊接裝置裝填焊接的工件的步驟步驟I也可以具有向焊接裝置供給帶有焊料的工件I的步驟步驟1A、將被供給的工件I輸送到焊接裝置的熱處理位置的步驟步驟1B、將密閉腔室120密封(密閉)的步驟步驟1C、從密閉腔室120內將氧排氣的步驟步驟1D、和將焊料表面的氧化膜還原而除去的步驟步驟IE。
[0094]此外，使用焊接裝置(例如圖2所示的焊接裝置100)焊接的步驟步驟2也可以具有用熱放射加熱器10將工件I加熱的步驟步驟2A、用夾著熱放射加熱器10配置的冷卻板20a(冷卻裝置20 (參照圖6))將焊接后的工件I的焊料接合部4 一次冷卻到凝固點以下的溫度的步驟步驟2B、將密閉腔室120內真空破壞的步驟步驟2C、將被一次冷卻步驟2B的工件I輸送到二次冷卻裝置30 (參照圖6)的步驟步驟2D、和將被一次冷卻步驟2B的工件I用二次冷卻裝置30 二次冷卻到常溫(大氣溫度)的步驟步驟2E。
[0095]與本發(fā)明的說明(特別是關聯(lián)于以下的權利要求)關聯(lián)使用的名詞及同樣的指示語的使用只要沒有在本說明書中特別指出、或明顯與文脈矛盾，就被解釋為達到單個及多個這兩者。語句“具備”、“具有”、“包括”及“包含”只要沒有特別否定，就解釋為開放式術語(即“并不限于包括?”的意思)。本說明書中的數(shù)值范圍的詳細陳述只要在本說明書中沒有特別指出，就單單是指僅起到作為用來分別言及與該范圍內對應的各值的略述法的作用，將各值如在本說明書中分別列舉的那樣組合到說明書中。在本說明書中要說明的方法只要沒有在本說明書中特別指出、或不明顯與文脈矛盾，就能夠以所有適當?shù)捻樞蜻M行。在本說明書中使用的所有的例子或例示性的措辭(例如“等”)只要沒有特別主張，就單單意味著更好地說明本發(fā)明，不是設置對于本發(fā)明的范圍的限制。說明書中的任何措辭都不將在權利要求中沒有記載的要素解釋為對于本發(fā)明的實施是不可缺少的。
[0096]在本說明書中，為了實施本發(fā)明而包含本
【發(fā)明者】知道的優(yōu)選的形態(tài)，對本發(fā)明的優(yōu)選的實施方式進行說明。對于本領域的技術人員而言，只要閱讀上述說明，這些優(yōu)選的實施方式的變形就會變得清楚。本
【發(fā)明者】期待熟練者適當應用這樣的變形，計劃通過在本說明書中具體說明的以外的方法實施本發(fā)明。因而，本發(fā)明如在專利法中允許地那樣，包括所有在本說明書中添附的權利要求書所記載的內容的修正及等價物。進而，只要沒有在本說明書中特別指出、或明顯與文脈矛盾，則全部的變形中的上述要素的任何組合都包含在本發(fā)明中。
[0097]標號說明
[0098]I工件
[0099]2電子零件
[0100]3基板
[0101]3a定位孔(基板)
[0102]4焊料接合部
[0103]5承載板/基礎板
[0104]6開口窗(承載板)
[0105]10熱放射加熱器
[0106]1a熱放射加熱器
[0107]1b熱放射加熱器
[0108]11熱放射部(熱放射燈絲)
[0109]12熱隔斷機構(鏡面)
[0110]13熱放射部密閉管(石英玻璃管)
[0111]20冷卻裝置
[0112]20a冷卻板
[0113]20b冷卻基部
[0114]20c冷卻板
[0115]20d冷卻氣體噴吹噴嘴
[0116]20e冷卻筒
[0117]21槽部(凹部)
[0118]22熱隔斷機構(鏡面)
[0119]23導引柱(冷卻板驅動用)
[0120]24氣缸(冷卻板驅動用)
[0121]25制冷劑流路
[0122]26導引銷
[0123]30二次冷卻裝置
[0124]31導引柱(二次冷卻裝置驅動用)
[0125]32氣缸(二次冷卻裝置驅動用)
[0126]40放射溫度計
[0127]50控制裝置
[0128]60導引塊(對置冷卻器)
[0129]61導引柱(導引塊驅動用)
[0130]62 氣缸(導引塊驅動用)
[0131]100焊接裝置
[0132]101焊接裝置
[0133]110輸送輥
[0134]IlOL輸送線路
[0135]120密閉腔室
[0136]121給排氣口
[0137]122閘閥
[0138]123觀察窗
[0139]130真空泵
[0140]140氣體供給泵
[0141]150制冷劑供給裝置
【權利要求】
1.一種焊接裝置，其特征在于， 具備: 熱放射加熱器，將焊接的工件通過熱放射進行加熱；以及 冷卻器，上述冷卻器是對上述焊接后的工件進行冷卻的夾著上述熱放射加熱器而配置、在待機位置與冷卻位置之間移動的兩個冷卻器，形成有設置熱放射加熱器的凹部，上述熱放射加熱器夾在上述兩個冷卻器之間； 上述冷卻器構成為，在上述熱放射加熱器將上述工件加熱的期間中能夠移動到從上述工件離開并待機的上述待機位置，以使上述熱放射加熱器成為從上述凹部突出的狀態(tài)，當上述冷卻器將工件冷卻時，能夠從上述待機位置移動到上述冷卻位置。
2.如權利要求1所述的焊接裝置，其特征在于， 具備設在上述熱放射加熱器與上述冷卻器之間的、對來自上述熱放射加熱器的放射熱進行隔斷的熱隔斷機構。
3.如權利要求2所述的焊接裝置，其特征在于， 具備多個夾在上述兩個冷卻器之間的熱放射加熱器。
4.如權利要求1?3中任一項所述的焊接裝置，其特征在于， 具備將上述熱放射加熱器和上述冷卻器氣密地包圍的密閉腔室。
5.如權利要求1?4中任一項所述的焊接裝置，其特征在于， 具備: 導引柱，導引上述冷卻器的移動； 冷卻基部，一體地連接著上述冷卻器； 制冷劑供給裝置，供給將上述冷卻器冷卻的制冷劑； 在上述冷卻基部及上述導引柱的內部設有制冷劑流路，經由上述導引柱使上述制冷劑循環(huán)到上述冷卻基部，將上述冷卻器冷卻。
6.如權利要求1?5中任一項所述的焊接裝置，其特征在于，具備: 放射溫度計，測量上述工件的放射溫度；以及 控制裝置，基于由上述放射溫度計測量的上述工件的放射溫度來控制上述熱放射加熱器對上述工件的加熱及上述冷卻器對上述工件的冷卻。
7.如權利要求1?6中任一項所述的焊接裝置，其特征在于， 具備在基于上述冷卻器的冷卻后進一步將上述工件冷卻的二次冷卻裝置。
8.一種焊接制品的制造方法，其特征在于，具備: 向權利要求1?7中任一項所述的焊接裝置裝填上述焊接的工件的步驟；以及 使用上述焊接裝置將工件焊接的步驟。
【文檔編號】H05K3/34GK104284749SQ201380021711
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2013年4月24日 優(yōu)先權日:2012年4月25日
【發(fā)明者】黑田正己, 松田純, 鈴木隆之 申請人:歐利生電氣株式會社