气相式加热方法以及气相式加热装置与流程

文档序号:16255616发布日期:2018-12-12 00:25阅读:233来源:国知局
气相式加热方法以及气相式加热装置与流程

本发明涉及利用热转移液的蒸气的气化潜热对被加热物进行加热的气相式加热方法以及气相式加热装置。

背景技术

近年来,在各种工业产品或家电的组装制造工序、或者成为上述产品的构成部件的各种电子部件、各种电池、或安装有电子部件的基板等设备制造工序中,通过各种热处理装置而被处理的被加热物的形状复杂化。例如,在安装有所述电子部件的基板中,不仅是平面基板,在立体的基板的水平面以外的部分涂敷焊膏且保持力仅能配置电子部件而较弱的状态下,进行使焊膏熔融而进行接合的加热处理。另外,由于成为立体,从而被加热物的热容量本身也存在增加的倾向。在此,各种热处理装置例如是指干燥炉、固化炉、或者在电子部件的安装工序等中用于钎焊的回流炉等。

在上述被加热物的加热工序中,在存在因不均匀的加热能力而导致的被加热物的各位置的温度上升的偏差的情况下,为了得到加热工序的所希望的所需时间,需要从所有部分升温至所希望的温度的状态起继续保持所希望的时间,为了将升温慢的部分保持所希望的时间,升温快的部分被暴露于过度的热量,在该情况下,特别是热影响大的情况下,担心对品质造成影响。另外,在利用基于热风的碰撞而进行传热的加热工序的情况下,在被加热物的热容量大时,为了得到所希望的升温速度,通过加快热风向被加热物碰撞的碰撞速度,能够提高传热率。然而,例如,当在所述立体的基板的水平面以外的部分涂敷焊膏且保持力仅能配置电子部件而较弱的状态下需要进行加热处理时,在钎料熔融且因之后的冷却而使钎料的凝固结束以前使热风高速碰撞,从而部件从基板剥离的可能性增大。于是,作为对于热容量大的基板也避免因热风的碰撞导致的部件的剥离等、并利用高传热率高效地对被加热物进行加热的方法,作为利用热转移液的蒸气所具有的气化潜热而进行加热的方法、且任意地设定被加热物的升温速度的方法,例如已知日本特开平2-112871号公报的方式。

图10是日本特开平2-112871号公报的以往的气相式钎焊装置的说明图。日本特开平2-112871号公报所公开的结构为以下的结构。以往的气相式钎焊装置具备容器101、加热器103、冷凝器104、搬入机构107以及控制机构108。

容器101在上部具有开口。热转移液102贮存于容器101的下部的液部101b。加热器103是设置于容器101的下部的液部101b内并对热转移液102进行加热的加热器。冷凝器104设置为与热转移液102上表面具有规定的间隔。热转移液102的饱和蒸气105形成在热转移液102上表面与冷凝器104之间。搬入机构107将被处理物106从开口搬入并插入饱和蒸气105。在被处理物106超过70℃而被升温至100℃~150℃之间的温度的范围内,控制机构108将被处理物106的插入速度控制为小于15mm/sec。在此,在以往的气相式钎焊装置中,在蒸气槽101a的底部形成有热转移液102的液部101b,通过加热器103对收容于该液部101b的热转移液102进行加热而使其蒸发,从而在液部101b的上部形成该温度下的饱和蒸气105。通过将被处理物106、例如在基板上借助焊膏搭载有电子部件的电子电路基板等浸渍于该饱和蒸气105而与饱和蒸气105的蒸气接触,从而温度降低的饱和蒸气105液化为热转移液102,此时将饱和蒸气105所具有的气化潜热给予电子电路基板106而对其进行加热。通过该加热而使电子电路基板106的温度达到钎焊温度而使钎料熔融,在冷却后钎焊结束。此时,当将被处理物106投入饱和蒸气105内时,基于气化潜热的传热率非常高,经常存在因被处理物106的热容量而使升温速度过快的情况。因此,在日本特开平2-112871号公报的结构中,为了实现所希望的升温速度,测定电子电路基板106的温度,并且一边调整向饱和蒸气105投入的投入速度一边进行投入以便成为所希望的升温速度,最终成为被处理物106整体浸渍于饱和蒸气105的状态,从而被处理物106被加热至热转移液102的沸点。

另外,作为用于使热转移液的饱和蒸气105的浓度均匀化的方法,已知日本特开平2-80168号公报的方式。图11是日本特开平2-80168号公报的说明图。日本特开平2-80168号公报所公开的结构为以下那样的结构。将在其局部配置有物品而成的基体111配置于非活性液体112的蒸气113内,该非活性液体112具有对上述物品以及基体111进行熔敷的熔敷剂的熔融温度以上的沸点。而且,在利用蒸气113的气化潜热将熔敷剂加热熔融从而对物品和基体111进行熔敷的气相式熔敷装置中设置有搅拌装置,该搅拌装置在蒸气113内产生不破坏蒸气113的程度的缓慢的对流。根据日本特开平2-80168号公报的结构,能够使蒸汽113与在与非活性液体112的液面垂直的方向上具有高度的作为被加热物的物品和基体111大致均等地接触。



技术实现要素:

为了实现所述目的,本发明的一个方式所涉及的气相式加热方法将对热转移液进行加热而在蒸气槽中形成的蒸气向加热炉供给,利用所供给的所述蒸气的气化潜热来进行被加热物的加热,其中,在所述加热炉中通过相变而向所述被加热物给予所述蒸气的气化潜热,从而通过包括所述蒸气的加热气体对所述被加热物进行加热,之后,使与所述被加热物接触而被冷却并液化的所述热转移液从所述被加热物的表面朝向所述加热炉的下部滴下而回收于所述蒸气槽,从所述蒸气槽向由所述加热炉内排出至循环路线的对所述被加热物进行加热后的加热气体供给所述蒸气,将由此生成的被供给有所述蒸气的加热气体再次向所述加热炉供给,通过所述回收以及所述供给,将所述热转移液的所述蒸气在所述加热炉中保持为规定的量,由此使所述热转移液的所述蒸气的分布均匀,从而以规定的升温速度对设置于所述加热炉内的所述被加热物进行加热。另外,为了实现所述目的,本发明的另一方式所涉及的气相式加热装置具备:蒸气供给装置,其对热转移液进行加热而在内部形成规定的量的蒸气;加热炉,其将被加热物保持于内部,使包含由所述蒸气供给装置形成的蒸气的加热气体与所述被加热物接触,并利用所述蒸气的气化潜热来进行所述被加热物的加热;循环路线,其从所述加热炉内将对所述被加热物进行加热后的所述加热气体排出,并将与由所述蒸气供给装置形成的所述蒸气混合后的、包含所述蒸气的所述加热气体再次向所述加热炉供给;加热装置,其配置于所述循环路线,对所述加热炉内的所述加热气体进行加热;送风装置,其配置于所述循环路线,朝向所述加热炉输送所述加热气体和所述蒸气;回收装置,其在所述加热炉内回收所述热转移液;控制部,其分别控制所述蒸气供给装置和所述回收装置,控制所述热转移液的所述蒸气相对于所述循环路线的所述供给或者所述回收的量,从而将所述加热炉内的所述蒸气调节为规定的量;喷出构件,其在所述加热炉内配置于所述被加热物的周围,向所述被加热物大致均等地喷吹所述加热炉内的所述加热气体;以及再加热装置,其配置于所述加热炉的下部,对在所述被加热物的表面液化并向所述被加热物的下方滴下的所述热转移液进行加热而使其成为蒸气。

如以上那样,根据本发明的所述方式所涉及的气相式加热方法以及气相式加热装置,通过来自蒸气槽或者蒸气供给装置的蒸气的供给和来自加热炉的热转移液的回收,能够将热转移液的蒸气在加热炉保持为规定的量,使热转移液的蒸气的分布均匀,从而以规定的升温速度对设置于加热炉内的被加热物进行加热。其结果是,若调节所述供给和所述回收,则能够增减进行向被加热物的传热的热转移液的蒸气的浓度而进行调节并使其均等,能够增减升温速度,从而不会在被加热物的加热时产生由场地以及时间导致的加热能力的差异,对于立体的被加热物也能够进行基于均等的传热而实现的均匀加热。

附图说明

图1是实施本发明的实施方式的气相式加热方法的气相式加热装置的说明图。

图2a是表示在本发明的实施方式的气相式加热装置中蒸气浓度高的状态的说明图。

图2b是图2a的结构的温度曲线的说明图。

图3a是表示在本发明的实施方式的气相式加热装置中蒸气浓度低的状态的说明图。

图3b是图3a的结构的温度曲线的说明图。

图4a是本发明的实施方式的第一变形例的气相式加热装置的蒸气槽的蒸气浓度调节的说明图。

图4b是本发明的实施方式的第二变形例的气相式加热装置的蒸气槽的蒸气浓度调节的说明图。

图4c是本发明的实施方式的第三变形例的气相式加热装置的蒸气槽的蒸气浓度调节的说明图。

图5是本发明的实施方式的第四变形例的气相式加热装置的说明图。

图6a是图5的气相式加热装置的升温区域的6a-6a线剖视图。

图6b是图5的气相式加热装置的保温区域的6b-6b线剖视图。

图7是本发明的实施方式的所述第四变形例的气相式加热装置的温度曲线的说明图。

图8是本发明的实施方式的第五变形例的气相式加热装置的说明图。

图9是图8的气相式加热装置的结构的温度曲线的说明图。

图10是示出以往的气相式加热装置的说明图。

图11是示出以往的气相式加热装置的说明图。

具体实施方式

在对实施方式进行说明之前,对以往的问题点进行简单说明。

在日本特开平2-112871号公报的结构中,若为如通常的电子电路基板那样在与液面水平的方向上大致为平面的结构的情况,则被加热物的温度偏差有限,但在为与液面垂直的方向上具有高度的被加热物的情况下,具有如下课题:由于该高度方向的蒸气的浓度的差异以及温度的差异带来的影响而使加热能力出现差异,被加热物的各部位、特别是在液面的垂直方向上升温产生差异,从而出现温度偏差。

另外,在日本特开平2-80168号公报的结构中,由于通过搅拌装置而实现热转移液的蒸气浓度的蒸气内的均匀化,从而能够得到使蒸气内的高度方向的蒸气浓度恒定的效果,但蒸气浓度恒定而无法增减,因此具有无法将投入蒸气内的被加热物的升温速度调整为所希望的升温速度的课题。

本发明解决所述以往的课题,其目的在于提供如下的气相式加热方法以及气相式加热装置,其能够使被加热物的周边的热转移液的蒸气浓度增减从而调节为所希望的浓度且均等地保持所希望的浓度,从而在被加热物的加热时不会因场地以及时间而产生加热能力的差异。

以下,参考附图对本发明的实施方式进行说明。

(实施方式)

图1是本发明的实施方式的气相式加热方法的说明图。能够实施气相式加热方法的气相式加热装置具备:对被加热物7进行加热处理的加热炉1、与加热炉1连通且供加热炉1内的加热气体循环的循环管道2、配置于循环管道2的中间并强制地使加热气体在循环管道2内循环的循环风扇3、以及与循环管道2的中间连结并向循环管道2供给热转移液6的蒸气的蒸气槽4。循环管道2作为循环路线的一例而发挥功能。蒸气槽4作为蒸气供给装置的一例而发挥功能。作为加热气体的一例,为大气即空气,详细而言,为包含热转移液的蒸气的空气。作为热转移液的一例,为电绝缘性的氟系非活性液体。

在加热炉1中,例如收纳被加热物7且带有多个开口8a的壳体8配置于大致中央附近,加热气体从加热炉1的下部的右端部供给,对壳体8内的被加热物7进行加热后,从加热炉1内的壳体8的上端开口部8b排出。对于壳体8的详细情况,在后文叙述。

在加热炉1的下游侧(例如在图1中为加热炉1的上端部)连结有用于使加热气体循环的循环管道2的一端(例如上端)。在加热炉1的上游侧(例如在图1中为加热炉1的下部的右端部)连结有循环管道2的另一端(例如下端)。由此,通过循环风扇3强制地使加热气体从循环管道2的一端朝向另一端流动,从而从加热炉1内的上游侧朝向下游侧使加热炉1内的加热气体产生气流。

另外,在循环管道2的中间且循环风扇3的上游侧设置有加热器5。加热器5对在循环管道2内流动并且因向被加热物7的传热而温度降低了的加热炉1内的加热气体供给热能,使加热气体升温至所希望的温度。即,加热器5能够由加热器控制部5a进行加热控制,通过加热器控制部5a将加热器5对加热气体的加热温度设定为气体加热用设定温度,在加热器控制部5a的控制下,将加热气体加热至气体加热用设定温度,从而能够将加热炉1中的被加热物7加热至所希望的温度。

并且,在热转移液6的蒸气槽4中产生蒸气。蒸气槽4通过管道连结部11与循环管道2的中间连结。由此,将在热转移液6的蒸气槽4中产生的蒸气的一部分或全部经由管道连结部11从蒸气槽4向循环管道2内供给,与在循环管道2内流动的加热气体混合。在此,为了对热转移液6加热并使其气化,在蒸气槽4的热转移液6中设置有液体用加热器10。液体用加热器10能够由加热器控制部10a进行加热控制,通过加热器控制部10a将液体用加热器10对热转移液6的加热温度设定为蒸气供给用设定温度,在加热器控制部10a的控制下,将热转移液6加热至蒸气供给用设定温度而使其气化从而产生蒸气,从而能够调节可从蒸气槽4向循环管道2供给的蒸气的量或者浓度。

在循环管道2内流动的加热气体与来自蒸气槽4的蒸气混合时,为了防止被供给至加热炉1内的热转移液6的蒸气的液化,在循环管道2内被加热器5加热的加热气体被调节为热转移液6的沸点以上的温度。在循环管道2内包含从蒸气槽4供给的蒸气的加热气体被循环风扇3搅拌,形成均匀的蒸气浓度而从循环管道2内向设置有被加热物7的加热炉1内输送。

由循环风扇3进行的加热气体向加热炉1内的输送被调节为,加热气体向被加热物7碰撞的碰撞速度成为所希望的速度。在加热炉1中,包含热转移液6的蒸气的加热气体与被加热物7碰撞,从而加热气体本身所具有的热能也被传热至被加热物7,加热气体所包含的蒸气与被加热物7接触而被冷却并液化,从而将因蒸气的液化的相变而产生的冷凝潜热给予被加热物7。因此,与仅为加热气体与被加热物7碰撞的情况相比,能够通过非常高的传热率将被加热物7的温度高效地升温。

在此,加热炉1在加热炉1内通过在各面具有多个微小的开口8a的壳体8包围被加热物7,从各微小的开口8a以大致均等的风速向被加热物7喷吹包含热转移液6的蒸气的加热气体,以便能够使包含热转移液6的蒸气的加热气体与被加热物7均匀地接触。壳体8构成为比被加热物7大的长方体、或者圆柱体等任意的立体形状,以便能够将被加热物7收纳在其内部并且在壳体8与被加热物7之间确保间隙。在壳体8的上端具有上端开口部8b,与循环管道2的一端连结。壳体8作为在加热炉1内配置于被加热物7的周围并向被加热物7大致均等地喷吹加热炉1内的加热气体的喷出构件的一例而发挥功能。

在加热炉1的壳体8内,蒸气与被加热物7接触,将蒸气所具有的气化潜热给予被加热物7后的热转移液6的蒸气在被加热物7的表面因相变而液化,从被加热物7的表面通过壳体8的开口8a而朝向加热炉1的下部滴下。需要说明的是,在壳体8的底面也以大致均等的风速向被加热物7喷吹加热气体,与此同时,需要不会因所述液化了的热转移液6的滴下而堵塞所述壳体8的微小的开口8a,另一方面,为了使包含热转移液6的蒸气的加热气体与被加热物7均匀地接触,优选各开口8a的直径为3~5mm左右。

此时,滴下的热转移液6的一部分因设定为沸点以上的加热炉1内的加热气体的能量而再次气化,对于滴下至加热炉1的底面的热转移液6,为了再次对其加热而使其气化并作为蒸气向加热炉1内加热气体中供给,而设置底面加热器9。底面加热器9作为再加热装置的一例而发挥功能。底面加热器9的加热控制能够由后述的控制部40进行,但也可以另外设置加热器控制部进行加热控制。

由此,从蒸气槽4供给至由加热炉1以及循环管道2形成的供加热气体进行循环的空间内的热转移液6的蒸气在加热炉1内稳定地存在,由加热器5得到的加热气体的温度、加热气体所含有并且通过液体用加热器10的加热而在蒸气槽4中产生的热转移液6的蒸气的浓度分别大致保持为设定温度和设定浓度。通过像这样构成,加热炉1的加热能力被维持为与被加热物7对应的所希望的能力。

此时,对于一部分蒸气,存在与加热炉1的壁面接触而液化并且未被引导至底面加热器9而无法再次气化的可能性。并且,存在液化的热转移液6存积于被加热物7的凹部或者附着于被加热物7的壁面,在被加热物7的搬出时与被加热物7一起被带出加热炉外的可能性。因此,适当地从蒸气槽4向加热炉1内追加以及补充如上述那样从加热炉1内损失的量(换言之,例如由回收装置41回收的热转移液6的量)的热转移液6。

作为一例,通过对在加热炉1内循环的加热气体所包含的热转移液的浓度变化进行检测,从而进行该热转移液的追加以及补充。在加热气体所包含的热转移液的量因某种原因而发生变化的情况下,蒸气的浓度发生变化。因此,通过检测该蒸气的浓度的变化来检测热转移液的浓度变化。作为检测蒸气的浓度的蒸气浓度检测装置90,具体而言,可以考虑使用吸收率高的波长的红外线来检查透射率的差异的装置、或者常时对部分加热气体进行抽样并检测露点的装置等。根据由这样的蒸气浓度检测装置90进行检测的结果,向循环路线供给规定的蒸气量或者从循环路线排出规定的蒸气量,能够进行由回收装置41回收的热转移液6的量的追加以及补充。作为一例,在图1中,蒸气浓度检测装置90配置于循环管道2的加热器5的上游侧,但不限于此,蒸气浓度检测装置90可以配置于循环管道2内的任意的位置、例如加热炉的上端开口部8b附近或者加热器5的下游侧等。由蒸气浓度检测装置90检测到的信息被输入至控制部40,用于其他装置的控制。

另外,回收装置41至少具备泵41a,该泵41a将未被再次气化而因自重被排出并回收的液化了的热转移液向蒸气槽4供给。也可以通过该泵41a,将滴下至加热炉1的底面的热转移液6从加热炉1强制地排出。对于由回收装置41回收的热转移液的量,例如可以通过流量计41b等直接测定并求出所回收的热转移液的量。或者,也可以将回收的热转移液保持于回收罐部(未图示),通过液面计(未图示)来计测该回收罐部中的液面的位置,从而检测所回收的热转移液的量。

另外,为了根据所回收的热转移液的量而供给蒸气,例如采用以下方式即可。首先,预先求出所回收的热转移液的量与蒸气的供给量之间的关系表或者关系式并作为关系信息而存储于内部存储部,基于该关系信息,根据所回收的热转移液的量并通过回收装置的运算部41e来计算蒸气的供给量,并通过运算部41e来计算与计算出的供给量相应的热量,通过控制部40从液体用加热器10向热转移液6给予计算出的热量。

由于与被加热物7对应地增减加热炉1的加热能力而进行调节,因此能够增减液体用加热器10的加热温度,从而增减加热气体所包含的来自蒸气槽4的热转移液6的蒸气量。

例如,在提高加热能力时,使液体用加热器10的加热温度上升,增加从蒸气槽4向循环管道2供给的热转移液6的蒸气量,将加热炉1内的加热气体中的热转移液6的蒸气浓度提高至比之前的设定浓度高的所希望的蒸气浓度,从而能够增加从蒸气向被加热物7给予的气化潜热。

反之,为了降低加热炉1的加热能力,使液体用加热器10的加热温度降低,热转移液6的蒸气与被加热物7接触而从蒸气向被加热物7给予气化潜热并相变,从而液化并向加热炉1的底面滴下,不使该热转移液6再次气化而将其回收,从而将加热气体中包含的热转移液6的蒸气量削减至小于之前的设定蒸气量的所希望的蒸气量。通过停止由底面加热器9进行的再气化,利用回收路线42上的回收装置41从加热炉1的底面的排出部1d回收滴下的热转移液6,并经由回收路线42返回蒸气槽4,从而进行向加热炉1的底面滴下的热转移液6的回收。

由此,能够降低加热炉1的加热能力。此时,为了进一步抑制热转移液6的气化,可以还降低加热气体的加热器5的能力,将加热气体的温度控制为热转移液6的沸点以下,从而进一步降低对于被加热物7的加热能力。

根据需要,在该实施方式中,如图1所示,具备控制部40。通过控制部40,能够分别独立地控制加热器5的设定温度、由液体用加热器10产生的蒸气的产生量(浓度)、循环风扇3的马达3m的转速、底面加热器9等。需要说明的是,为了简化附图,控制部40等仅在图1等部分图中图示,在其他图中省略。

在使用所述实施方式的结构的气相式加热装置的气相式加热方法中,将对热转移液6进行加热而在蒸气槽4中形成的蒸气经由循环管道2向加热炉1供给,利用所供给的蒸气的气化潜热而进行被加热物7的加热时,作为一例,进行以下的动作。

在加热炉1中,通过包含蒸气的加热气体加热被加热物7,蒸气与被加热物7接触而被冷却并液化,在通过相变而向被加热物7给予蒸气的气化潜热后,从被加热物7的表面朝向加热炉1的下部滴下而回收于蒸气槽4。

另外,将对被加热物7进行加热后的加热气体从加热炉1内向循环管道2排出。在循环管道2中,从蒸气槽4向排出的加热气体供给蒸气,从而再次向加热炉1供给包含蒸气的加热气体。

通过由控制部40控制这种回收以及供给,能够将热转移液6的蒸气在加热炉1、或者加热炉1以及循环管道2中保持为规定的量,使热转移液6的蒸气的分布均匀,以规定的升温速度对设置于加热炉1内的被加热物7进行加热。

在此,图2a以及图3a是对本发明的实施方式的来自蒸气槽4的热转移液6的蒸气的供给量对加热炉1内的热转移液6的蒸气浓度的影响进行说明的图。图2a示出加热气体中的热转移液6的蒸气浓度高的状态。图3a示出加热气体中的热转移液6的蒸气浓度低的状态。在图2a和图3a的状态中存在中间的过度状态。在图2a的状态和图3a的状态下,加热能力相互不同,因此升温能力相互不同,各个情况下的被加热物7的升温速度如图2b以及图3b那样相互不同。然而,在任一情况下,对于基于气化潜热进行的升温,在原理上不会加热至热转移液6的沸点以上。因此,通过将加热气体的设定温度设定为比沸点稍高,从而在被加热物7整体被加热至热转移液6的沸点温度之前,不会被过度地加热,在被加热物7整体达到热转移液6的沸点温度后,向由加热气体温度导致的升温转移,但基于热风的碰撞而得到的传热率与基于气化潜热而得到的传热率相比非常小。因此,几乎不存在被过度过热的可能性。在图2a的情况下升温速度快,在图3b的情况下升温速度慢,因此分别成为如图2b以及图3b那样的温度曲线的升温。

(变形例)

图4a、图4b、以及图4c分别是对于本发明的实施方式的第一、第二、第三变形例的从热转移液6的蒸气槽4向循环管道2的相互不同的蒸气供给方法的说明图。

在第一变形例的图4a中,将液体用加热器10投入热转移液6中而对热转移液6进行加热,或者从蒸气槽4的外部通过未图示的其他加热机构的传热等对热转移液6进行加热,使热转移液6气化从而产生蒸气。作为一例,在作为开口部的一例的管道连结部11设置有闸门15等开闭部,该开口部用于将该热转移液6所产生的蒸气向加热炉1供给,通过由控制部40进行的该开闭部的开闭控制,能够控制蒸气从蒸气槽4向循环管道2的供给量。

需要说明的是,在图4a中,在蒸气槽4的旁边配置有供给槽16,该供给槽16通过底部连通路4g与蒸气槽4连结并且保持热转移液6,该底部连通路4g在中间具有能够进行热转移液6的供给以及排出的泵15b。通过泵15b的驱动,能够从供给槽16向蒸气槽4补充热转移液6。

第二变形例的图4b是通过使热转移液6的温度发生变化从而使变蒸气槽4的蒸气的饱和蒸气压发生变化、即通过使蒸气槽4的蒸气的蒸气量发生变化从而变更热转移液6的蒸气从蒸气槽4向循环管道2的供给量的机构的一例。图4b的左侧的图示出因温度降低而蒸气量减小的状态,图4b的右侧的图示出因温度上升而蒸气量增大的状态。具体而言,并非仅通过液体用加热器10的控制而使热转移液6发生温度变化,为了使温度变化的响应性更加良好,在需要使热转移液6温度降低而减小蒸气量的情况下,在液体用加热器10的周边,从供给槽16向蒸气槽4供给温度比蒸气槽4的热转移液6低的热转移液6,增加蒸气槽4的热转移液6的量,与液体用加热器10的温度调节相结合而使温度降低。反之,在使热转移液6的温度上升而增大蒸气量的情况下,将液体用加热器10的周边的热转移液6从蒸气槽4向供给槽16排出,减少蒸气槽4的热转移液6的量,从而提高由液体用加热器10的热量带来的温度变化的响应性。

由此,能够响应性良好地使热转移液6的温度发生变化,即,能够响应性良好地控制饱和蒸气压和蒸气量。

需要说明的是,在图1的循环管道2以及循环风扇3的配置的情况下,与蒸气槽4连结的管道连结部11因循环风扇3的吸引而成为负压,因此在蒸气槽4中产生的热转移液6的蒸气因该负压而被吸引至循环风扇3侧,从而从蒸气槽4向循环管道2内供给。

在第三变形例的图4c中,保持热转移液6的温度相同的状态,保持与管道连结部11连结的蒸气槽4侧的热转移液6的侧面的壁面形状成为朝向上方而扩大的锥状的倾斜面4h。图4c的左侧的图示出蒸气槽4的热转移液的液面位于倾斜面4h的最底侧的状态,图4b的右侧的图示出蒸气槽4的热转移液的液面位于倾斜面4h的上侧的状态。像这样通过增减热转移液6的量而使液面的位置升降,能够使发生蒸气的热转移液6的表面积的大小发生变化,从而控制单位时间的蒸气产生量。此时,因热转移液6气化而使热转移液6减少,在该情况下液面也下降,其结果是,液面的表面积减小。因此,通过适当且连续地从供给槽16向蒸气槽4供给在蒸气槽4中减少的量的热转移液6,从而将蒸气槽4的液面高度保持为所希望的高度。需要说明的是,此时,通过与液体用加热器10同样的液体用加热器10c,将供给槽16内的热转移液6的温度控制为与蒸气槽4的热转移液6的温度相同。

图5是本发明的实施方式的第四变形例的气相式加热装置的说明图。该气相式加热装置包括被加热物7的待机区域12、一侧部与待机区域12邻接的升温区域13、以及与升温区域13的另一侧部邻接的保温区域14。图6a是图5的升温区域13的剖视图。图6b示出图5的保温区域14的剖视图。跨及待机区域12、升温区域13以及保温区域14而配置有传送带这样的搬运装置49,能够在三个区域(待机区域12、升温区域13、保温区域14)之间搬运被加热物7。如图6a所示,升温区域13由图1的气相式加热装置构成。如图6b所示,保温区域14成为配置有加热器5和循环风扇3的循环管道2在下端和上端与代替图1的气相式加热装置中的加热炉1的保温室1c连结的结构。

这种图5的结构成为用于再现如图7所示温度曲线那样需要两个阶段以上的多个阶段的升温的温度曲线的结构。

从待机区域12向升温区域13供给被加热物7,在升温区域13中以所希望的升温速度对被加热物7进行加热。

接下来,在升温区域13中被加热物7达到所希望的温度后,从升温区域13向保温区域14移送被加热物7,在保温区域14中以恒定温度保持被加热物7。

之后,被加热物7在保温区域14中经过所希望的时间后,从保温区域14再次向升温区域13移送被加热物7,在升温区域13中以所希望的升温速度对被加热物7进行加热。

在为需要两个阶段的升温的温度曲线的情况下,之后,从升温区域13向待机区域12搬出被加热物7,一系列的热处理结束。

在图6b的保温区域14中,按照被加热物7的保温条件下的温度设定进行保持即可,无需主动的加热,由此,无需使用气化潜热等传热率高的加热方式。在本实施方式的第四变形例的情况下,采用热风循环的结构,将进行循环的加热气体的温度保持恒定,通过循环风扇3在保温室1c内产生加热气体的气流而向被加热物7喷吹加热气体,以使得被加热物7的温度不降低。此时,在循环管道2中设置有用于使加热气体的温度成为规定的温度的加热器5。

另外,在需要三个阶段以上的更多阶段的加热的情况下,如图8中作为所述实施方式的第五变形例而示出那样,重复进行在升温区域13中的被加热物7的加热后再次向保温区域14移送被加热物7等,从而如图9所示,能够进行多个阶段的升温加热。在此,对将升温区域13中的加热进行(n+1)次并将向保温区域14的移送进行n次的情况进行图示。

需要说明的是,图7是作为一例,为了实现通常的温度曲线而通过本发明的实施方式的第五变形例的回流焊的情况的温度曲线与以往方法的比较来进行说明的图。用实线示出安装有电子部件的基板的钎焊所使用的回流焊炉的情况下的通常的温度曲线。在以往的气相式加热方式的回流焊炉的情况下,通过红外线加热等进行预热,之后,为了升温至钎焊温度而将基板投入热转移液的蒸气,升温速度恒定且多数情况下成为急剧的升温,用虚线示出该状态进行比较。为了实现该通常的温度曲线,在将热转移液6的蒸气浓度调整为用于预热的升温成为所希望的升温速度的状态下进行加热,在达到预热温度后,向保温区域14移送基板,将预热温度保持规定的时间。之后,为了正式加热,再次向升温区域13移送基板,再次开始升温,将热转移液6的沸点预先设为基板的所希望的峰值温度。这样一来,基板的温度也上升至热转移液6的沸点并保持该温度。之后,将峰值温度保持所希望的时间,在钎料充分熔融并浸渗扩散后,向待机区域12搬出基板。这样一来,能够实现所希望的温度曲线。

根据所述实施方式,通过进行来自蒸气槽4的蒸气的供给和来自加热炉1的热转移液6的回收,能够将热转移液6的蒸气在加热炉1中保持为规定的量,使热转移液6的蒸气的分布均匀,从而以规定的升温速度对设置于加热炉1内的被加热物7进行加热。其结果是,若调节所述供给和所述回收,则能够增减进行向被加热物7的传热的热转移液6的蒸气的浓度并使其均等,能够增减升温速度,从而不会在被加热物7的加热时产生由场地以及时间导致的加热能力的差异,对于立体的被加热物7也能够进行基于均等的传热而实现的均匀加热。

需要说明的是,若考虑被加热物7的均匀加热,则循环风量(风速)尽可能大的情况有利,但根据部件形状或者安装方法等,部件成为不良品的碰撞风速不同。因此,难以统一地设定风速,作为一例,能够将向被加热物7碰撞的碰撞风速设为最大1m/sec左右。加热器温度设定取决于热转移液的沸点,并且在控制为规定的饱和蒸气压时,在其沸点的温度附近,每次由于进行温度调节等情况而频繁发生变化。然而,作为温度设定的波动幅度,能够假定热转移液的(沸点的约1/2左右)~(沸点+10℃左右)的设定幅度。

需要说明的是,通过适当组合上述各种实施方式或变形例中的任意实施方式或变形例,能够实现它们各自具有的效果。另外,能够将实施方式彼此组合或者将实施例彼此组合或者将实施方式与实施例组合,并且也能够将不同的实施方式或者实施例中的特征彼此组合。

本发明的所述方式所涉及的气相式加热方法以及气相式加热装置能够增减进行向被加热物的传热的热转移液的蒸气的浓度而进行调节并且使其均等,能够增减升温速度,从而不会在被加热物的加热时产生因场地以及时间导致的加热能力的差异,对于立体形状的被加热物也能够通过进行基于均匀的传热而实现的加热。因此,本发明的所述方式作为均匀地对立体的被加热物进行加热的加热方法以及装置,能够应用于工业产品或者家电产品的制造工序或者各种电子部件的制造工序中的干燥炉、固化炉、或者回流焊炉等各种进行热处理的热处理方法以及装置。

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