特開 2024-110284 加熱装置及びはんだ接合済対象物の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024110284

(43)【公開日】2024-08-15

(54)【発明の名称】加熱装置及びはんだ接合済対象物の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H05K 3/34 20060101AFI20240807BHJP

   B23K 1/005 20060101ALI20240807BHJP

【ＦＩ】

H05K3/34 507H

B23K1/005 B

【審査請求】有

【請求項の数】2

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023014800

(22)【出願日】2023-02-02

(11)【特許番号】

(45)【特許公報発行日】2023-12-07

(71)【出願人】

【識別番号】000103976

【氏名又は名称】株式会社オリジン

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】松田 純

(72)【発明者】

【氏名】黒田 正己

(72)【発明者】

【氏名】長▲はま▼ 正伸

【テーマコード（参考）】

5E319

【Ｆターム（参考）】

5E319BB05

5E319CC36

5E319CC45

5E319GG15

(57)【要約】

【課題】加熱効率の低下を抑制する加熱装置及びはんだ接合済対象物の製造方法を提供する。
【解決手段】加熱装置１は、輻射熱を放出する加熱器２１と、加熱の対象となる加熱対象物９０が、加熱器２１から放出された輻射熱を直接受けるように、加熱対象物９０を直接又は間接的に支持する支持部材１８と、を備える。実施の形態によっては、加熱対象物９０を支持すると共に支持部材１８に支持される治具１１を備える。治具１１は、加熱器２１から放出されて加熱対象物９０を輻射加熱する電磁波を通過させる開口１３が形成されている。はんだ接合済対象物の製造方法は、加熱装置１を用いて、はんだを有する加熱対象物９０を支持部材１８に供給し、加熱器２１を作動させて、加熱対象物９０をはんだの融点以上の温度に上昇させてはんだ接合を行う。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

輻射熱を放出する加熱器と、
加熱の対象となる加熱対象物が、前記加熱器から放出された輻射熱を直接受けるように、前記加熱対象物を直接又は間接的に支持する支持部材と、を備える、
加熱装置。

【請求項2】

前記加熱対象物を支持すると共に前記支持部材に支持される治具を備え、
前記治具は、前記加熱器から放出されて前記加熱対象物を輻射加熱する電磁波を通過させる開口が形成されている、
請求項１に記載の加熱装置。

【請求項3】

前記加熱対象物が、その基準面から突出した突起を複数有し、
前記治具は、前記開口が、複数の前記突起を個別に収容する数及び大きさで形成されており、
前記治具は、前記加熱対象物を輻射加熱する前記電磁波の反射率が８０％以上の金属で形成されている、
請求項２に記載の加熱装置。

【請求項4】

前記加熱対象物が、その基準面から突出した突起を複数有し、
前記治具は、前記開口が、前記突起の複数をまとめて収容する大きさで形成されており、
前記治具は、前記加熱対象物を輻射加熱する前記電磁波の吸収率が８０％以上の材料で形成されている、
請求項２に記載の加熱装置。

【請求項5】

前記加熱対象物が平板状に形成されており、
前記治具は、前記開口が、前記加熱対象物の前記治具に対向する面の面積に対して２０％～９０％の大きさに形成されており、
前記治具は、前記加熱対象物を輻射加熱する前記電磁波の吸収率が８０％以上の材料で形成されている、
請求項２に記載の加熱装置。

【請求項6】

前記治具は、前記加熱対象物の複数を同時に支持することができるように構成されている、
請求項２に記載の加熱装置。

【請求項7】

請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の加熱装置を用いてはんだ接合が行われた対象物を製造する方法であって、
はんだを有する前記加熱対象物を前記支持部材に供給する工程と、
前記加熱器を作動させて、前記加熱対象物を前記はんだの融点以上の温度に上昇させてはんだ接合を行う工程と、を備える、
はんだ接合済対象物の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は加熱装置及びはんだ接合済対象物の製造方法に関し、特に加熱効率の低下を抑制する加熱装置及びはんだ接合済対象物の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

はんだ付け等の加熱接合を行う装置として、以下のものがある。その加熱装置は、加熱対象物が載置される載置台と、載置台を加熱する熱放射ヒータとを備える。そして、載置台は熱放射ヒータからの熱放射によって加熱され、載置台に載置された加熱対象物は載置台からの熱伝達によって加熱され、つまり、加熱対象物は、熱放射ヒータによって間接的に加熱される（例えば、特許文献１参照。）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１４－１４３３０４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載されたように、加熱対象物が、熱放射ヒータから放射された熱によって載置台を介して間接的に加熱される装置では、加熱対象物が、ピンフィン基板等の複雑な形状を有する場合に、接触面積が小さくなり、加熱効率が落ちてしまう。この場合、載置台との接触面積を最大化しつつ加熱対象物との接触面積を大きくするための凹凸を有する治具を、載置台と加熱対象物との間に設けることが考えられる。しかし、このような治具を用いると、加熱対象物、載置台、及び治具の熱容量の合計が大きくなってしまい、加熱効率を効果的に上昇させることが困難であった。

【0005】

本開示は上述の課題に鑑み、加熱効率の低下を抑制する加熱装置及びはんだ接合済対象物の製造方法を提供することに関する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の第１の態様に係る加熱装置は、輻射熱を放出する加熱器と、加熱の対象となる加熱対象物が、前記加熱器から放出された輻射熱を直接受けるように、前記加熱対象物を直接又は間接的に支持する支持部材と、を備える。

【0007】

このように構成すると、加熱対象物を加熱器からの輻射熱によって直接加熱することができ、載置台を介して加熱する場合に比べて加熱効率を向上させることができる。

【0008】

また、本開示の第２の態様に係る加熱装置は、上記本開示の第１の態様に係る加熱装置において、前記加熱対象物を支持すると共に前記支持部材に支持される治具を備え、前記治具は、前記加熱器から放出されて前記加熱対象物を輻射加熱する電磁波を通過させる開口が形成されている。

【0009】

輻射加熱によって加熱対象物を直接加熱することにより加熱効率を向上させることができる一方、電磁波を受ける加熱対象物の面に存在し得る汚れや傷等に起因して温度のばらつきが生じ得る。しかし、上記のように構成すると、治具を介した伝熱によって、加熱対象物の温度のばらつきを抑制することができる。

【0010】

また、本開示の第３の態様に係る加熱装置は、上記本開示の第２の態様に係る加熱装置において、前記加熱対象物が、その基準面から突出した突起を複数有し、前記治具は、前記開口が、複数の前記突起を個別に収容する数及び大きさで形成されており、前記治具は、前記加熱対象物を輻射加熱する前記電磁波の反射率が８０％以上の金属で形成されている。

【0011】

このように構成すると、加熱に寄与する電磁波は、治具に照射された分はほとんどが反射する一方で、開口を通過した分は加熱対象物を加熱することができる。そして、加熱された加熱対象物と治具との間における熱伝達及び治具での熱伝導により、治具の温度が加熱対象物と同程度になると共に加熱対象物の温度のばらつきを抑制することができる。

【0012】

また、本開示の第４の態様に係る加熱装置は、上記本開示の第２の態様に係る加熱装置において、前記加熱対象物が、その基準面から突出した突起を複数有し、前記治具は、前記開口が、前記突起の複数をまとめて収容する大きさで形成されており、前記治具は、前記加熱対象物を輻射加熱する前記電磁波の吸収率が８０％以上の材料で形成されている。

【0013】

このように構成すると、加熱に寄与する電磁波によって治具及び加熱対象物の双方が加熱されると共に、加熱対象物と治具との間における熱伝達によって加熱対象物及び治具の温度が同程度になって、加熱対象物の温度のばらつきを抑制することができる。

【0014】

また、本開示の第５の態様に係る加熱装置は、上記本開示の第２の態様に係る加熱装置において、前記加熱対象物が平板状に形成されており、前記治具は、前記開口が、前記加熱対象物の前記治具に対向する面の面積に対して２０％～９０％の大きさに形成されており、前記治具は、前記加熱対象物を輻射加熱する前記電磁波の吸収率が８０％以上の材料で形成されている。

【0015】

このように構成すると、加熱に寄与する電磁波によって加熱される、治具と加熱対象物との間の加熱部分のバランスをとることができると共に、加熱対象物と治具との間における熱伝達によって加熱対象物の温度のばらつきを抑制することができる。

【0016】

また、本開示の第６の態様に係る加熱装置は、上記本開示の第２の態様乃至第５の態様のいずれか１つの態様に係る加熱装置において、前記治具は、前記加熱対象物の複数を同時に支持することができるように構成されている。

【0017】

このように構成すると、それぞれの加熱対象物と治具との間における熱伝達によって各加熱対象物の温度の平準化を図ることができ、各加熱対象物の間の温度のばらつきを抑制することができる。

【0018】

また、本開示の第７の態様に係るはんだ接合済対象物の製造方法は、上記本開示の第１の態様乃至第６の態様のいずれか１つの態様に係る加熱装置を用いてはんだ接合が行われた対象物を製造する方法であって、はんだを有する前記加熱対象物を前記支持部材に供給する工程と、前記加熱器を作動させて、前記加熱対象物を前記はんだの融点以上の温度に上昇させてはんだ接合を行う工程と、を備える。

【0019】

このように構成すると、加熱対象物を輻射熱によって直接加熱するので、優れた加熱効率下ではんだ接合を行うことができる。

【発明の効果】

【0020】

本開示によれば、加熱対象物を加熱器からの輻射熱によって直接加熱することができ、載置台を介して加熱する場合に比べて加熱効率を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】一実施の形態に係るリフロー装置の縦断面図である。

【図2】一実施の形態に係るリフロー装置の平面図である。

【図3】一実施の形態に係るリフロー装置を用いてワークのはんだ接合を行う方法を示すフローチャートである。

【図4】一実施の形態の第１の変形例に係るリフロー装置の平面図である。

【図5】一実施の形態の第２の変形例に係るリフロー装置の平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、図面を参照して実施の形態について説明する。なお、各図において互いに同一又は相当する部材には同一あるいは類似の符号を付し、重複した説明は省略する。

【0023】

まず図１及び図２を参照して、一実施の形態に係るリフロー装置１を説明する。図１は、リフロー装置１の縦断面図である。図２は、リフロー装置１の平面図である。リフロー装置１は、主としてはんだ接合を行う装置である。ここでいうはんだ接合は、部品をはんだで接合することのほか、基板にはんだバンプを形成すること、及び、はんだバンプを有する基板に電子部品を実装すること、が含まれる。基板にはんだバンプを形成する際は、表面に原料はんだを配列した基板をリフロー装置１の内部で加熱する。すると、原料はんだは一旦溶融し、溶融したはんだが冷え固まったときに典型的には半球状のはんだバンプとなる。他方、基板に電子部品を実装する際は、はんだバンプに電子部品を配置した基板をリフロー装置１の内部で加熱する。すると、はんだバンプは一旦溶融し、溶融したはんだが冷え固まることで、基板への電子部品のはんだ付けが行われる。このように、リフロー装置１では、はんだを有する基板の加熱が行われるため、リフロー装置１は加熱装置の一形態であるといえる。本実施の形態では、基板に電子部品を実装する例を説明する。

【0024】

本実施の形態における加熱対象物９０（以下「ワーク９０」という。）として、電子部品９１を搭載する基板９２に対して、ピンフィン基板９３が取り付けられるものの例を説明する。ここで用いられる電子部品９１の例としては、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）や発光ダイオード（ＬＥＤ）等の半導体素子が挙げられる。基板９２としては、基材として絶縁体を用いた板状（典型的には矩形板状）のプリント基板を採用することができる。ピンフィン基板９３は、板状（典型的には矩形板状）のベース板の一方の面（基準面）に、突起としてピンフィンが複数設けられたものである。換言すれば、ピンフィン基板９３は、基準面から突出した突起を複数有している。ピンフィン基板９３のベース板の基準面は、典型的には平面に形成されている。ピンフィン基板９３の材料として、例えば、銅にニッケルめっきを施したものや銅合金を採用することができ、その他の適切な材料を採用してもよい。なお、ピンフィン基板９３は、放熱性能を向上させるために、ピンフィンの部分に純度の高い銅（例えば銅９９％以上）を採用してもよい。ワーク９０は、本実施の形態では、電子部品９１が基板９２の一方の面にはんだ接合され、その基板９２の他方の面とピンフィン基板９３の１つの面（ピンフィンが設けられた面とは反対側の面）とがはんだ接合されるようになっている。そのため、ワーク９０をはんだ付けする際は、ピンフィン基板９３と基板９２との間、及び基板９２と電子部品９１との間に、シート状のはんだやクリームはんだを配置し、これをリフロー装置１に投入して加熱することで、はんだ接合を行うことができる。このようなワーク９０のはんだ接合を行うリフロー装置１の構成を、以下に説明する。リフロー装置１は、本実施の形態では、ワーク９０を支持する治具１１と、治具１１を支持する支持部材１８と、ワーク９０を加熱する加熱器２１とを備えている。

【0025】

治具１１は、本実施の形態では、概ね矩形の厚板状に形成されている。治具１１は、その一方の面が、ピンフィン基板９３の基準面が載置される面となっている。治具１１は、ピンフィン基板９３の基準面が載置される面が平面になっており、当該面とピンフィン基板９３の基準面との接触面積が極力大きくなるように構成されている。治具１１は、本実施の形態では、４つのワーク９０を、２行２列で、適宜の間隔をあけて載置できる大きさに形成されている。このように、本実施の形態における治具１１は、複数のワーク９０を同時に支持することができるようになっている。治具１１は、各ワーク９０が載置される位置において、ピンフィン基板９３のピンフィンに対応する位置に開口１３が形成されている。開口１３は、本実施の形態では、ピンフィンを個別に収容するように、ピンフィンと同数が形成されている。したがって、治具１１には、複数の開口１３が形成されている。開口１３は、治具１１のピンフィン基板９３が載置される面からその裏側の面まで延びている。換言すれば、開口１３は、治具１１の厚さ方向に貫通している。平面視における各開口１３の大きさは、ピンフィン基板９３の平面投影面積に対して、当該ピンフィン基板９３のピンフィンに対応するすべての開口１３の面積の合計が、８％～１５％、好ましくは１０％～１２％、典型的には１１％となるようにしてもよい。

【0026】

支持部材１８は、ワーク９０が配置された治具１１を支持するものである。したがって、支持部材１８は、本実施の形態では、治具１１を介して間接的にワーク９０を支持するものである。支持部材１８は、本実施の形態では、治具１１の外周縁を全周にわたって支持するようになっている。したがって、支持部材１８は、平面視において、外周の輪郭が、治具１１を包含して治具１１の外縁よりも一回り大きい矩形に形成されている。また、平面視における支持部材１８は、治具１１が載置される前（治具１１が除かれた状態）は、治具１１の外縁よりも一回り小さい開口部が形成されている。支持部材１８の材質は、グラファイト、鉄やその他の金属等を用いることができる。支持部材１８は、治具１１が接する部分に絶縁材料が設けられていて、治具１１と支持部材１８との間の熱伝達が実質的に行われないようになっている。ここで、熱伝達が実質的に行われないとは、治具１１と支持部材１８との間の熱伝達を厳密に防ぐことを求めるのではなく、治具１１と支持部材１８との間の許容範囲を超えた熱伝達が行われないことを意味している。

【0027】

加熱器２１（図２には表れていない）は、ワーク９０を輻射により加熱（輻射加熱）するものである。加熱器２１は、加熱管２２を有している。加熱管２２は、輻射熱（輻射エネルギー）を放出することができるものであり、本実施の形態では赤外線ランプヒータが用いられている。つまり、本実施の形態では、赤外線（典型的には遠赤外線）によって輻射熱が伝わるようになっている。加熱管２２は、細長い棒状の外観を呈しており、本実施の形態では丸棒状の外観を呈している。加熱管２２は、治具１１の矩形の一辺と概ね同じ長さを有している。ここでいう概ね同じ長さとは、治具１１の当該一辺と同じ長さのほか、治具１１の当該一辺の方向において治具１１に載置された各ワーク９０の全体を加熱することができる範囲で、当該一辺に対して短いもの及び長いものが含まれることを意図している。加熱器２１は、本実施の形態では、加熱管２２の複数が、加熱管２２の長手方向（軸線が延びる方向）に直交する方向かつ水平方向に、所定の間隔で配列されている。所定の間隔は、治具１１に載置された各ワーク９０の全体を加熱することができる範囲で適宜調節することができる。また、本実施の形態では、複数の加熱管２２のすべてが、矩形の治具１１の一方の一対の対向する辺に対して平行（他方の一対の対向する辺に対しては直角）に配置されているが、治具１１の辺に対して角度を持って延びるように配置されていてもよい。なお、加熱管２２の複数は、相互に平行に配置されていなくてもよいが、温度むらの発生を抑制する観点から、相互に平行に配置されていることが好ましい。以下、複数の加熱管２２が配列された、加熱管２２の長手方向に交差する方向を、「配列方向」ということとする。各加熱管２２は、支持部材１８に支持された治具１１の下方に配列されている。

【0028】

治具１１は、本実施の形態では、加熱管２２から放出された赤外線（電磁波）の反射率が８０％以上の金属で形成されている。また、治具１１は、熱伝導率が比較的高い材料で形成されていることが好ましい。これらの点を考慮して、治具１１は、典型的にはアルミニウムで形成されているが、その他の金属で形成されていてもよい。このような材料で形成された治具１１は、加熱器２１から放出された赤外線による温度上昇は小さく、加熱されたワーク９０から伝達された熱による温度上昇はしやすくなっている。治具１１に形成された各開口１３は、加熱管２２から放出された赤外線（電磁波）を通過させることができるようになっている。治具１１に開口１３が形成されていることにより、治具１１に支持されたワーク９０は、加熱管２２から放出された赤外線（電磁波）による輻射熱を直接受けることができるようになっている。

【0029】

次に図３を参照して、上述のリフロー装置１を用いてワーク９０のはんだ接合を行う方法を説明する。図３は、ワーク９０のはんだ接合を行う手順を示すフローチャートである。以下に説明するワーク９０のはんだ接合を行う方法によって、はんだ接合が行われたはんだ接合済対象物を製造することができる。以下のリフロー装置１を用いたはんだ接合を行う方法の説明は、リフロー装置１の作用の説明を兼ねている。以下の説明において、リフロー装置１の構成に言及しているときは、適宜図１及び図２を参照することとする。

【0030】

ワーク９０のはんだ接合を行うために、まず、はんだを配置したワーク９０を治具１１に載置する（Ｓ１）。このとき、ピンフィン基板９３の基準面が治具１１に対向するようにして、かつ、ピンフィン基板９３の各ピンフィンが治具１１の各開口１３に入るようにして、各ワーク９０を治具１１に載置する。また、治具１１に載置された各ワーク９０は、電子部品９１、基板９２、ピンフィン基板９３が未だ接合されておらず、これらの間にはシート状又はクリーム状等のはんだが配置されているようにする。次に、各ワーク９０が載置された治具１１を、支持部材１８に載置する（Ｓ２）。各ワーク９０が載置された治具１１の支持部材１８への載置は、各ワーク９０が載置された治具１１の支持部材１８への供給の一形態である。これにより、各ワーク９０は、治具１１を介して間接的に支持部材１８に支持されることとなる。なお、図３に示す例では、便宜上、各ワーク９０を治具１１に載置した後に治具１１を支持部材１８に載置することとしているが、ワーク９０を載置していない治具１１を支持部材１８に載置した後に、各ワーク９０を治具１１に載置してもよい。

【0031】

ワーク９０が支持部材１８に（間接的に）支持されたら、加熱器２１を作動させる（Ｓ３）。加熱器２１が作動すると、各加熱管２２から赤外線が放出される。加熱管２２から放出された赤外線は、空間を透過して治具１１に到達し、そのうち開口１３の内部に進入したものはワーク９０（ピンフィン基板９３）に当たってワーク９０を加熱し、残りは治具１１に吸収された分が治具１１の温度上昇に寄与する。このように、ワーク９０は、赤外線の輻射熱によって直接加熱されるので、他の物体（例えば載置台）を介して加熱される場合に比べて、加熱効率を向上させることができると共に、温度上昇のタイムラグを抑制することができる。また、赤外線の輻射熱によってワーク９０が直接加熱されることで、ワーク９０がピンフィン基板９３のような複雑な形状を含むものであっても、ワーク９０を効率よく加熱することができる。赤外線の輻射熱によって直接加熱されたワーク９０は、支持されている治具１１に接触しているため、ワーク９０から治具１１への熱伝達が行われ、治具１１の温度もワーク９０の温度に追従して上昇することとなる。ここで、本実施の形態では、治具１１に採用されている材料の熱容量が小さいので、ワーク９０の加熱効率の低下を抑制することができる。

【0032】

ところで、輻射熱によって複数のワーク９０を直接加熱する場合、例えばいずれかのワーク９０の赤外線照射面に汚れや傷等があって各ワーク９０の赤外線照射面の反射率に差異があると、加熱効率が変化して各ワーク９０の間に温度のばらつきが生じ得る。この点、本実施の形態では、各ワーク９０が１つの治具１１に載置されているため、各ワーク９０の間で治具１１を介して熱平衡となるように熱移動が生じ、各ワーク９０の間の温度のばらつきが抑制される。このようにして、治具１１に載置された各ワーク９０は、ワーク９０に配置されているはんだの融点以上まで加熱される（Ｓ４）。ワーク９０がはんだの融点以上の温度に上昇すると、ワーク９０に配置されているはんだが溶融し、電子部品９１、基板９２、ピンフィン基板９３のはんだ接合が行われる（Ｓ５）。はんだ接合が行われたら、加熱器２１を停止する（Ｓ６）。すると、ワーク９０の加熱が停止され、ワーク９０が自然冷却されていく（Ｓ７）。なお、ワーク９０を自然冷却させることに代えて、冷却媒体を治具１１に接触させる等して、ワーク９０を強制的に冷却してもよい。ワーク９０が冷却されると、溶融していたはんだが凝固し、電子部品９１、基板９２、ピンフィン基板９３の接合が固定され、接合済のワーク９０（はんだ接合済対象物）が生成される。これで、一連のワーク９０のはんだ接合が完了する。引き続き他のワーク９０のはんだ接合を行う場合は、上述のフローを繰り返す。

【0033】

以上で説明したように、本実施の形態に係るリフロー装置１によれば、加熱器２１からの輻射熱によってワーク９０を直接加熱するので、従来のように載置台（ステージ）を介して加熱する場合に比べて、加熱効率を向上させることができる。また、複数のワーク９０を１つの治具１１で支持しているので、各ワーク９０の間で治具１１を介して熱平衡となるように熱移動が生じ、各ワーク９０の間の温度のばらつきを抑制することができる。

【0034】

以上の説明では、治具１１の開口１３が、載置されるピンフィン基板９３のピンフィンを個別に収容できる数及び大きさで形成されているとしたが、ピンフィンの複数ずつ（例えば２～３個ずつ）を収容する数及び大きさで形成されていてもよい。

【0035】

以上の説明では、治具１１が、加熱管２２から放出された赤外線（電磁波）の反射率が８０％以上の金属で形成されているとした。しかしながら、図４に示す第１の変形例に係るリフロー装置１Ａが備える治具１１１のように、加熱管２２から放出された赤外線（電磁波）の吸収率が８０％以上の材料で形成されていてもよい。この場合の治具１１１も、熱伝導率が比較的高い材料で形成されていることが好ましい。これらの点を考慮して、治具１１１は、典型的にはグラファイトで形成されているが、その他の材料で形成されていてもよい。治具１１１では、開口１１３が、１つのワーク９０のピンフィン基板９３（図１参照）のピンフィンのすべてを収容できる大きさに形成されている。本変形例における治具１１１は、１つのワーク９０に対応する開口１１３が、１つの矩形状に形成されている。この開口１１３も、治具１１１の厚さ方向に貫通している。平面視における各開口１１３の大きさは、ピンフィン基板９３の平面投影面積に対して、開口１１３の面積が、２５％～５０％、好ましくは３０％～４０％、典型的には３５％となるようにしてもよい。本変形例に係るリフロー装置１Ａでは、開口１１３の面積が比較的大きいので、ワーク９０の比較的広範囲に赤外線（電磁波）が照射されることとなり、ワーク９０の受熱量が多くなって、ワーク９０の温度をより迅速に上昇させることができる。また、治具１１１が、赤外線（電磁波）の吸収率が８０％以上の材料で形成されているので、治具１１１の温度上昇も迅速に行われ、治具１１１からワーク９０への熱伝達も迅速に行われることとなる。これらの理由から、本変形例に係るリフロー装置１Ａでは、ワーク９０が、加熱器２１からの比較的多い直接的な輻射熱及び治具１１１を介して伝達される熱を受けるので、ワーク９０の温度上昇をより迅速に行うことができる。なお、治具１１１における１つのワーク９０に対応する開口１１３は、ピンフィンのすべてを収容する形状及び大きさに形成されている以外に、２分割又は３分割や４分割に分割されていてもよい。換言すれば、開口１１３は、すべてのピンフィン（突起）を一括して収容する１つの開口でもよく、複数の突起の一部分を収容する開口が複数形成されていてもよい。

【0036】

以上の説明では、ワーク９０がピンフィン基板であるとしたが、図５に示す第２の変形例に係るリフロー装置１Ｂでは、厚い板状の部材で形成されたワーク９９をはんだ接合することができる。ワーク９９は、典型的には、ワーク９０のピンフィン基板９３（図１参照）に代えて、ピンフィンを有していない板状の部材としたものである。ワーク９９は、厚みがあり熱容量が比較的大きい平板状の基板であってもよい。本変形例に係るリフロー装置１Ｂでは、はんだ接合するワーク９９に適した治具２１１を用いている。治具２１１は、１つのワーク９９に対応する開口２１３が、典型的には、大きく刳り貫いた矩形の穴の中央部に十字の橋が形成された態様となっている。換言すれば、矩形の穴の、一方の一対の対向する辺の中点同士を結び、他方の一対の対向する辺の中点同士を結ぶ橋が形成されている。平面視における各開口２１３の大きさは、ワーク９９の平面投影面積に対して、当該ワーク９９に対応するすべての開口２１３の面積の合計が、２０％～９０％、好ましくは２５％～５０％、典型的には３０％となるようにしてもよい。治具２１１は、加熱管２２から放出された赤外線（電磁波）の吸収率が８０％以上の材料で形成されていてもよい。この場合の治具２１１も、熱伝導率が比較的高い材料で形成されていることが好ましい。これらの点を考慮して、治具２１１は、典型的にはグラファイトで形成されているが、その他の材料で形成されていてもよい。このような治具２１１を用いることで、ワーク９９の、治具２１１に接触することで加熱される部分と、加熱器２１からの直接的な熱輻射によって加熱される部分とのバランスをとることができ、ワーク９９の温度分布を安定させることができる。

【0037】

以上の説明では、１つの治具１１、１１１、２１１に４つのワーク９０、９９を配置できることとしたが、４つに限らず、２つ、３つ、５つ、又は６つ以上であってもよく、また、複数に限らず１つであってもよい。

【0038】

以上の説明では、支持部材１８が治具１１、１１１、２１１を介して間接的にワーク９０、９９を支持することとしたが、ワーク９０、９９を直接支持するように構成されていてもよい。この場合、支持部材１８は、各ワーク９０、９９の外縁を全周にわたって又はワーク９０、９９の外縁の複数箇所を間欠的に支持する形状及び大きさに形成されているとよい。支持部材１８がワーク９０、９９を直接支持する場合は、支持部材１８にワーク９０、９９が接触することとなる。なお、支持部材１８がワーク９０、９９を直接支持する場合、温度が上がりやすい支持部材１８とワーク９０、９９との間の温度の乖離が大きくなる場合があり、この場合はワーク９０、９９が接する支持部材１８の部分に断熱措置を施すとよい。しかし、断熱措置を施すと、複数のワーク９０、９９の間における支持部材１８を介した熱伝達が無くなるため、個々のワーク９０、９９の状態によっては、各ワーク９０、９９の間に温度のばらつきが生じるおそれがある。このため、支持部材１８がワーク９０、９９を直接支持する態様は、支持するワーク９０、９９が１つの場合、又は複数のワーク９０、９９を支持する場合であってそれぞれの間に温度のばらつきが生じないワーク９０、９９を加熱する際に適用するとよい。

【符号の説明】

【0039】

１、１Ａ、１Ｂ リフロー装置（加熱装置）
１１、１１１、２１１ 治具
１３、１１３、２１３ 開口
１８ 支持部材
２１ 加熱器
２２ 加熱管
９０、９９ ワーク（加熱対象物）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【手続補正書】

【提出日】2023-08-08

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

輻射熱を放出する加熱器と、
加熱の対象となる加熱対象物が、前記加熱器から放出された輻射熱を直接受けるように、前記加熱対象物を直接又は間接的に支持する支持部材と、
前記加熱対象物を支持すると共に前記支持部材に支持される治具と、を備え、
前記治具は、前記加熱器から放出されて前記加熱対象物を輻射加熱する電磁波を通過させる開口が形成されており、
前記加熱対象物が、その基準面から突出した突起を複数有し、
前記治具は、前記開口が、複数の前記突起を個別に又は複数ずつ収容する数及び大きさで形成されており、
前記治具は、前記加熱対象物を輻射加熱する前記電磁波の反射率が８０％以上の金属で形成されており、
前記治具は、前記加熱対象物の複数を同時に支持することができるように構成されており、
前記支持部材と前記治具とが接する部分に、前記治具と前記支持部材との間の熱伝達が実質的に行われない絶縁材料が設けられている、
加熱装置。

【請求項2】

請求項１に記載の加熱装置を用いてはんだ接合が行われた対象物を製造する方法であって、
はんだを有する前記加熱対象物を前記支持部材に供給する工程と、
前記加熱器を作動させて、前記加熱対象物を前記はんだの融点以上の温度に上昇させてはんだ接合を行う工程と、を備える、
はんだ接合済対象物の製造方法。