JPH10209629A - リフロー半田付け装置 - Google Patents
リフロー半田付け装置Info
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- JPH10209629A JPH10209629A JP1986997A JP1986997A JPH10209629A JP H10209629 A JPH10209629 A JP H10209629A JP 1986997 A JP1986997 A JP 1986997A JP 1986997 A JP1986997 A JP 1986997A JP H10209629 A JPH10209629 A JP H10209629A
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- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/02—Details
- H05K1/0266—Marks, test patterns or identification means
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistors
- H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistors electrically connecting electric components or wires to printed circuits
- H05K3/34—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistors electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
- H05K3/3494—Heating processes for reflow soldering
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- Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】熱電対を半田付け実装基板に熱電対を取り付け
て、温度測定をするための試料を作成する必要がないリ
フロー半田付け装置を提供するにある。 【解決手段】赤外線温度センサ６1 乃至６4 は、リフロ
ー炉１内に設けられた予熱ゾーン１１1 乃至１１3 及び
リフローゾーン１１4 に順次送られてくるプリント基板
７の表面温度を炉外から測定する。自動温度プロファイ
ル設定部９のファジィ制御ユニット２１は、赤外線温度
センサ６1 乃至６4 で測定した基板表面温度と、目標温
度との差及びプリント基板７の熱容量代用特性値からど
のゾーン１１1 乃至１１4 のフィンヒータ４1 乃至４4
及び赤外線ヒータ５1 乃至５4 の設定温度を補正更すれ
ば良いかをある一定のルールに従い自動的に決定する。
て、温度測定をするための試料を作成する必要がないリ
フロー半田付け装置を提供するにある。 【解決手段】赤外線温度センサ６1 乃至６4 は、リフロ
ー炉１内に設けられた予熱ゾーン１１1 乃至１１3 及び
リフローゾーン１１4 に順次送られてくるプリント基板
７の表面温度を炉外から測定する。自動温度プロファイ
ル設定部９のファジィ制御ユニット２１は、赤外線温度
センサ６1 乃至６4 で測定した基板表面温度と、目標温
度との差及びプリント基板７の熱容量代用特性値からど
のゾーン１１1 乃至１１4 のフィンヒータ４1 乃至４4
及び赤外線ヒータ５1 乃至５4 の設定温度を補正更すれ
ば良いかをある一定のルールに従い自動的に決定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、プリント基板の基
板面に部品を自動的に半田付けするリフロー半田付け装
置に関するものである。
板面に部品を自動的に半田付けするリフロー半田付け装
置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】通常、半田付けに最適な温度プロファル
を得るためには、半田付け実装プリント基板に熱電対を
固定して試料を作成するとともに、リフロー炉の各ゾー
ンのヒータ温度をこれまでの経験に基づいて設定し、取
敢えず試料をリフロー炉に通して温度測定を行ない、そ
の測定データを基にして、ヒータ温度の設定値を補正変
更するという操作を何回か繰り返していた。
を得るためには、半田付け実装プリント基板に熱電対を
固定して試料を作成するとともに、リフロー炉の各ゾー
ンのヒータ温度をこれまでの経験に基づいて設定し、取
敢えず試料をリフロー炉に通して温度測定を行ない、そ
の測定データを基にして、ヒータ温度の設定値を補正変
更するという操作を何回か繰り返していた。
【０００３】また熱電対から温度データをコンピュータ
に取り込み、最適なヒータ設定温度に変更するというシ
ステムも既に考案され、市販されている。
に取り込み、最適なヒータ設定温度に変更するというシ
ステムも既に考案され、市販されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが熱電対を半田
付け実装プリント基板に固定して、温度測定を行う方法
では、正確にプリント基板の温度や部品リード部分を測
定することができるが、熱電対の作成、部品への固定
（高温半田又はエポキシ樹脂による接着）に熟練を要
し、また固定の仕方で誤差を発生しやすく、時間と労力
の要する作業であった。
付け実装プリント基板に固定して、温度測定を行う方法
では、正確にプリント基板の温度や部品リード部分を測
定することができるが、熱電対の作成、部品への固定
（高温半田又はエポキシ樹脂による接着）に熟練を要
し、また固定の仕方で誤差を発生しやすく、時間と労力
の要する作業であった。
【０００５】また、ヒータの温度設定の作業者まかせに
なってしまい、熟練者以外の者であれば、著しく時間が
かかってしまっていた。本発明は、上記問題点に鑑みて
為されたもので、その目的とするところは、熱電対を半
田付け実装基板に熱電対を取り付けて、温度測定をする
ための試料を作成する必要がないリフロー半田付け装置
を提供するにある。
なってしまい、熟練者以外の者であれば、著しく時間が
かかってしまっていた。本発明は、上記問題点に鑑みて
為されたもので、その目的とするところは、熱電対を半
田付け実装基板に熱電対を取り付けて、温度測定をする
ための試料を作成する必要がないリフロー半田付け装置
を提供するにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１の発明では、半田を介して部品を載置したプ
リント基板を予熱する予熱ゾーン及び半田を溶融するリ
フロゾーンの各ゾーンを少なくとも設けたリフロー炉
と、各ゾーン毎に設けられたヒータの温度を夫々所定温
度に設定する手段と、プリント基板を搬送して各ゾーン
を順次通過させる搬送手段とを備えたリフロー半田付け
装置において、各ゾーンに対応して設けられ、各ゾーン
の通過後のプリント基板の表面温度を測定する赤外線温
度センサと、該赤外線温度センサの測定温度から各ゾー
ンのヒータ温度の設定値変更のための温度プロファイル
を作成する手段とを備えたことを特徴とする。
に請求項１の発明では、半田を介して部品を載置したプ
リント基板を予熱する予熱ゾーン及び半田を溶融するリ
フロゾーンの各ゾーンを少なくとも設けたリフロー炉
と、各ゾーン毎に設けられたヒータの温度を夫々所定温
度に設定する手段と、プリント基板を搬送して各ゾーン
を順次通過させる搬送手段とを備えたリフロー半田付け
装置において、各ゾーンに対応して設けられ、各ゾーン
の通過後のプリント基板の表面温度を測定する赤外線温
度センサと、該赤外線温度センサの測定温度から各ゾー
ンのヒータ温度の設定値変更のための温度プロファイル
を作成する手段とを備えたことを特徴とする。
【０００７】請求項２の発明では、請求項１の発明にお
いて、温度プロファイルを作成する手段には、初期入力
されたプリント基板の情報と、赤外線温度センサによっ
て測定されたプリント基板表面の温度を基に作成された
温度プロファイルが、目標値として入力された温度プロ
ファイルに一致するように、各ゾーンのヒータ温度の設
定値変更を行うための補正手段を備えていることを特徴
とする。
いて、温度プロファイルを作成する手段には、初期入力
されたプリント基板の情報と、赤外線温度センサによっ
て測定されたプリント基板表面の温度を基に作成された
温度プロファイルが、目標値として入力された温度プロ
ファイルに一致するように、各ゾーンのヒータ温度の設
定値変更を行うための補正手段を備えていることを特徴
とする。
【０００８】請求項３の発明では、請求項２の発明にお
いて、上記補正手段が、補正幅をルール化したルールテ
ーブルに基づいてファジィ推論によりヒータ温度の補正
値を推定するファジィ制御手段から成ることを特徴とす
る。請求項４の発明では、請求項１の発明において、プ
リント基板の幅に応じてコンベア幅を可変できるように
並行するコンベア部からなるコンベアで搬送手段を構成
し、各ゾーンに対応する赤外線温度センサの測定範囲
を、コンベア幅の可変時に固定側となるのコンベア部近
傍に設定して成ることを特徴とする。
いて、上記補正手段が、補正幅をルール化したルールテ
ーブルに基づいてファジィ推論によりヒータ温度の補正
値を推定するファジィ制御手段から成ることを特徴とす
る。請求項４の発明では、請求項１の発明において、プ
リント基板の幅に応じてコンベア幅を可変できるように
並行するコンベア部からなるコンベアで搬送手段を構成
し、各ゾーンに対応する赤外線温度センサの測定範囲
を、コンベア幅の可変時に固定側となるのコンベア部近
傍に設定して成ることを特徴とする。
【０００９】請求項５の発明では、請求項１の発明にお
いて、赤外線温度センサの測定範囲をプリント基板が通
過し始めてから終了するまでの測定温度をサンプリング
して、そのサンプリングした測定温度中最大値若しくは
最大値付近の平均値をプリント基板の表面温度として採
用することを特徴とする。請求項６の発明では、請求項
５の発明において、赤外線温度センサの測定範囲をプリ
ント基板が通過中であることを、赤外線温度センサの測
定温度が予め設定された温度レベルを越えていることを
検出することにより判定することを特徴とする。
いて、赤外線温度センサの測定範囲をプリント基板が通
過し始めてから終了するまでの測定温度をサンプリング
して、そのサンプリングした測定温度中最大値若しくは
最大値付近の平均値をプリント基板の表面温度として採
用することを特徴とする。請求項６の発明では、請求項
５の発明において、赤外線温度センサの測定範囲をプリ
ント基板が通過中であることを、赤外線温度センサの測
定温度が予め設定された温度レベルを越えていることを
検出することにより判定することを特徴とする。
【００１０】請求項７の発明では、請求項５の発明にお
いて、赤外線温度センサの測定範囲をプリント基板が通
過中であることを、リフロー炉の入口部に設けた基板検
知センサからの検知信号の入力時点から、当該赤外線温
度センサの測定範囲に到達してから通過終了までに要す
る経過時間を搬送手段の搬送速度から計算若しくは測定
して判定することを特徴とする。
いて、赤外線温度センサの測定範囲をプリント基板が通
過中であることを、リフロー炉の入口部に設けた基板検
知センサからの検知信号の入力時点から、当該赤外線温
度センサの測定範囲に到達してから通過終了までに要す
る経過時間を搬送手段の搬送速度から計算若しくは測定
して判定することを特徴とする。
【００１１】請求項８の発明では、請求項１の発明にお
いて、赤外線温度センサはリフロー炉の炉体に設けた開
口窓を介して炉外から炉内のプリント基板の表面温度を
測定するものであって、開口窓の開口部は赤外線を透過
するフィルタにより封止閉塞して成ることを特徴とす
る。請求項９の発明では、請求項２又は３の発明におい
て、温度プロファイルを作成する手段は、入力されてい
る目標温度よりも低い温度となるようにヒータ温度を設
定してプリント基板の表面温度を測定する初回温度計測
過程と、初回温度計測過程時のヒータ温度条件と同じ条
件下で、プリント基板の搬送速度を初回温度計測過程時
の搬送速度よりも遅くしてプリント基板の表面温度を測
定する２回目温度計測過程と、２回目温度計測過程で計
測したプリント基板表面温度と初回温度計測過程で計測
したプリント基板表面温度との温度差及び初回温度計測
過程で赤外線温度センサがプリント基板の表面温度を測
定した時点と２回目温度計測過程で当該赤外線温度セン
サがプリント基板の表面温度を測定した時点との時間差
に基づいてプリント基板の熱容量代用特性値を求め、目
標温度と初回温度計測過程で測定したプリント基板表面
温度との差及び上記熱容量代用特性値からヒータ温度の
補正値を推定してヒータ温度の設定値を変更する補正値
推定過程と、初回温度計測過程時と同じ搬送速度でプリ
ント基板の表面温度を測定する３回目温度計測過程とを
設定し、３回目温度計測過程で測定されたプリント基板
の表面温度と目標温度との差が予め設定してある許容範
囲にあると、変更されたヒータ温度の設定値を登録し、
許容範囲外にあると、補正値推定過程と３回目温度測定
過程とを３回目温度計測過程で測定されるプリント基板
の表面温度と目標温度との差が許容範囲内に入るまで繰
り返すことを特徴とする。
いて、赤外線温度センサはリフロー炉の炉体に設けた開
口窓を介して炉外から炉内のプリント基板の表面温度を
測定するものであって、開口窓の開口部は赤外線を透過
するフィルタにより封止閉塞して成ることを特徴とす
る。請求項９の発明では、請求項２又は３の発明におい
て、温度プロファイルを作成する手段は、入力されてい
る目標温度よりも低い温度となるようにヒータ温度を設
定してプリント基板の表面温度を測定する初回温度計測
過程と、初回温度計測過程時のヒータ温度条件と同じ条
件下で、プリント基板の搬送速度を初回温度計測過程時
の搬送速度よりも遅くしてプリント基板の表面温度を測
定する２回目温度計測過程と、２回目温度計測過程で計
測したプリント基板表面温度と初回温度計測過程で計測
したプリント基板表面温度との温度差及び初回温度計測
過程で赤外線温度センサがプリント基板の表面温度を測
定した時点と２回目温度計測過程で当該赤外線温度セン
サがプリント基板の表面温度を測定した時点との時間差
に基づいてプリント基板の熱容量代用特性値を求め、目
標温度と初回温度計測過程で測定したプリント基板表面
温度との差及び上記熱容量代用特性値からヒータ温度の
補正値を推定してヒータ温度の設定値を変更する補正値
推定過程と、初回温度計測過程時と同じ搬送速度でプリ
ント基板の表面温度を測定する３回目温度計測過程とを
設定し、３回目温度計測過程で測定されたプリント基板
の表面温度と目標温度との差が予め設定してある許容範
囲にあると、変更されたヒータ温度の設定値を登録し、
許容範囲外にあると、補正値推定過程と３回目温度測定
過程とを３回目温度計測過程で測定されるプリント基板
の表面温度と目標温度との差が許容範囲内に入るまで繰
り返すことを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図１は本発明の一実施形態の装置全
体の構成を示しており、リフロー炉１は、予熱ゾーン１
１1 乃至１１3 、リフローゾーン１１4 、冷却フローゾ
ーン１１5の各ゾーンと、コンベア２とを有して構成さ
れている。各ゾーン１１1 乃至１１5 はコンベア２の上
方の天井部に攪拌ファン３1 乃至３5 を設け、夫々のゾ
ーン１１1 乃至１１5 の空気を攪拌するようになってい
る。
基づいて説明する。図１は本発明の一実施形態の装置全
体の構成を示しており、リフロー炉１は、予熱ゾーン１
１1 乃至１１3 、リフローゾーン１１4 、冷却フローゾ
ーン１１5の各ゾーンと、コンベア２とを有して構成さ
れている。各ゾーン１１1 乃至１１5 はコンベア２の上
方の天井部に攪拌ファン３1 乃至３5 を設け、夫々のゾ
ーン１１1 乃至１１5 の空気を攪拌するようになってい
る。
【００１３】また予熱ゾーン１１1 乃至１１3 はゾーン
内の雰囲気を加熱するためのフィンヒータ４1 乃至４3
を設けるとともに、コンベア２の上方及び下方位置に、
温度センサ（図示せず）が付設され、遠赤外線でプリン
ト基板７を加熱する赤外線ヒータ５1 乃至５3 を設け、
また各ゾーン１１1 乃至１１3 に対応して炉外には、ゾ
ーン１１1 乃至１１3 を通過するコンベア２上のプリン
ト基板７の表面温度を測定する赤外線温度センサ６1 乃
至６3 を設け、また各予熱ゾーン１１1 乃至１１3 毎に
ゾーン内の雰囲気温度を検出する熱電対からなる温度セ
ンサ８1 乃至８3 を設けてあり、これら予熱ゾーン１１
1 乃至１１3 では半田を介して部品を載置したプリント
基板７を予熱する。
内の雰囲気を加熱するためのフィンヒータ４1 乃至４3
を設けるとともに、コンベア２の上方及び下方位置に、
温度センサ（図示せず）が付設され、遠赤外線でプリン
ト基板７を加熱する赤外線ヒータ５1 乃至５3 を設け、
また各ゾーン１１1 乃至１１3 に対応して炉外には、ゾ
ーン１１1 乃至１１3 を通過するコンベア２上のプリン
ト基板７の表面温度を測定する赤外線温度センサ６1 乃
至６3 を設け、また各予熱ゾーン１１1 乃至１１3 毎に
ゾーン内の雰囲気温度を検出する熱電対からなる温度セ
ンサ８1 乃至８3 を設けてあり、これら予熱ゾーン１１
1 乃至１１3 では半田を介して部品を載置したプリント
基板７を予熱する。
【００１４】リフローゾーン１１4 は予熱ゾーン１１1
乃至１１3 と同様にフィンヒータ４4 、赤外線ヒータ５
4 及び温度センサ８4 を設けるとともに、該ゾーン１１
4 を通過するコンベア２上のプリント基板７の表面温度
を検出する赤外線温度センサ６4 を炉外に設けてあり、
このリフローゾーン１１4 ではプリント基板７と実装部
品との間を半田を溶融させる。
乃至１１3 と同様にフィンヒータ４4 、赤外線ヒータ５
4 及び温度センサ８4 を設けるとともに、該ゾーン１１
4 を通過するコンベア２上のプリント基板７の表面温度
を検出する赤外線温度センサ６4 を炉外に設けてあり、
このリフローゾーン１１4 ではプリント基板７と実装部
品との間を半田を溶融させる。
【００１５】冷却ゾーン１１5 は、プリント基板７及び
溶融した半田を攪拌ファン３5 による送風により冷却し
てプリント基板７と載置された部品とを半田接続するゾ
ーンである。コンベア２は、プリント基板７をリフロー
炉１の各ゾーン１１1 乃至１１5 へ所定速度で順次搬送
して、プリント基板７を各ゾーン１１1 乃至１１5 を順
次通過させる。
溶融した半田を攪拌ファン３5 による送風により冷却し
てプリント基板７と載置された部品とを半田接続するゾ
ーンである。コンベア２は、プリント基板７をリフロー
炉１の各ゾーン１１1 乃至１１5 へ所定速度で順次搬送
して、プリント基板７を各ゾーン１１1 乃至１１5 を順
次通過させる。
【００１６】各予熱ゾーン１１1 乃至１１3 、リフロー
ゾーン１１4 に設けられた赤外線温度センサ６1 乃至６
4 の検出出力は自動温度プロファイル設定部９に取り込
まれ、また各温度センサ８1 乃至８4 の測定出力は制御
部１０に取り込まれるようになっている。自動温度プロ
ファイル設定部９は、赤外線温度センサ６1 乃至６4 の
測定出力の検出出力をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄコンバータ
２０と、ファジィ制御ユニット２１と、ＣＣＵ２２と、
プリント基板の材質、サイズ、厚み、層数及び基板に実
装する部品の密度等のプリント基板条件を入力したり、
目標温度プロファイルの設定、測定結果の表示と解析、
推奨ヒータ温度の表示と設定変更の実行、データ保存等
を行うためのアプリケーションプログラムを持ち、装置
の稼働とともに実行されるパーソナルコンピュータから
なる処理装置２３とから構成され、ファジィ制御ユニッ
ト２１は、目標温度と実測温度との差及び基板の熱容量
代用特性値からどのゾーン１１1 乃至１１4 のヒータ４
1 乃至４4 及び５1 乃至５4 の設定温度を変更すれば良
いかをある一定のルールに従い自動的に決定する機能を
有している。
ゾーン１１4 に設けられた赤外線温度センサ６1 乃至６
4 の検出出力は自動温度プロファイル設定部９に取り込
まれ、また各温度センサ８1 乃至８4 の測定出力は制御
部１０に取り込まれるようになっている。自動温度プロ
ファイル設定部９は、赤外線温度センサ６1 乃至６4 の
測定出力の検出出力をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄコンバータ
２０と、ファジィ制御ユニット２１と、ＣＣＵ２２と、
プリント基板の材質、サイズ、厚み、層数及び基板に実
装する部品の密度等のプリント基板条件を入力したり、
目標温度プロファイルの設定、測定結果の表示と解析、
推奨ヒータ温度の表示と設定変更の実行、データ保存等
を行うためのアプリケーションプログラムを持ち、装置
の稼働とともに実行されるパーソナルコンピュータから
なる処理装置２３とから構成され、ファジィ制御ユニッ
ト２１は、目標温度と実測温度との差及び基板の熱容量
代用特性値からどのゾーン１１1 乃至１１4 のヒータ４
1 乃至４4 及び５1 乃至５4 の設定温度を変更すれば良
いかをある一定のルールに従い自動的に決定する機能を
有している。
【００１７】一方制御部１０は、温度センサ８1 乃至８
4 の検出温度が雰囲気温度の設定値となるようにヒータ
４1 乃至４4 の通電を制御し、また付設した温度センサ
の検出温度がヒータ温度の設定値となるように赤外線ヒ
ータ５1 乃至５4 の通電を制御してゾーンの雰囲気温度
及びヒータ温度のコントロールを行うＰＩＤユニット３
０と、攪拌ファン３1 乃至３4 の回転速度の制御出力及
びコンベア２の搬送速度の制御出力を発生するＤ／Ａコ
ンバータ３１と、システム１０全体の制御監視を行うと
ともに、バスを通じて自動温度プロファイル設定部９と
の間でデータの授受を行うＣＰＵ３２と、ヒータ温度設
定、コンベア速度設定、攪拌ファン回転数設定と、基板
寸法入力等の諸データの入力や設定を行う入力部３３
と、入力部３３とＣＰＵ３２との間でデータ授受を行う
ためのＣＣＵ３４とで構成される。
4 の検出温度が雰囲気温度の設定値となるようにヒータ
４1 乃至４4 の通電を制御し、また付設した温度センサ
の検出温度がヒータ温度の設定値となるように赤外線ヒ
ータ５1 乃至５4 の通電を制御してゾーンの雰囲気温度
及びヒータ温度のコントロールを行うＰＩＤユニット３
０と、攪拌ファン３1 乃至３4 の回転速度の制御出力及
びコンベア２の搬送速度の制御出力を発生するＤ／Ａコ
ンバータ３１と、システム１０全体の制御監視を行うと
ともに、バスを通じて自動温度プロファイル設定部９と
の間でデータの授受を行うＣＰＵ３２と、ヒータ温度設
定、コンベア速度設定、攪拌ファン回転数設定と、基板
寸法入力等の諸データの入力や設定を行う入力部３３
と、入力部３３とＣＰＵ３２との間でデータ授受を行う
ためのＣＣＵ３４とで構成される。
【００１８】ここで、本実施形態の赤外線温度センサ６
1 乃至６4 は、リフロー炉１外の上部に取り付けるが、
熱に対する保護と、炉内に窒素ガスを導入してＮ2 リフ
ローとして使用する場合を考慮して気密性とが要求され
ることから、図２に示すように赤外線温度センサ６を冷
却ファン４６で冷却するとともに、リフロー炉１の炉体
１ａの赤外線温度センサ６が臨む開口窓１ｂを赤外線を
透過する弗化バリウムからなるフィルタ４０で密封閉塞
してある。４１は気密を保つためのパッキン、４２は開
口窓１ｂのフィルタ４０を締め付け固定するための枠で
ある。また炉内は半田付けのためのフラックスのミスト
が発生し、これがフィルタ４０の炉内側面に付着してく
る。この付着を防止するために、本実施形態では、上記
開口窓１ｂの炉内側開口に一端が結合されるようにパイ
プ４３を取り付け、炉外からパイプ４３内にエアー又は
Ｎ2 ガスを導入してエアーやＮ2 のブローによりフラッ
クスがフィルタ４０の炉内側面へ侵入するのを防ぐよう
になっている。４４は一端がパイプ４３内に連通し、他
端側がバルブ４５を介して外部に導出され、エアやＮ2
をパイプ４３に吹き込むための連通パイプである。
1 乃至６4 は、リフロー炉１外の上部に取り付けるが、
熱に対する保護と、炉内に窒素ガスを導入してＮ2 リフ
ローとして使用する場合を考慮して気密性とが要求され
ることから、図２に示すように赤外線温度センサ６を冷
却ファン４６で冷却するとともに、リフロー炉１の炉体
１ａの赤外線温度センサ６が臨む開口窓１ｂを赤外線を
透過する弗化バリウムからなるフィルタ４０で密封閉塞
してある。４１は気密を保つためのパッキン、４２は開
口窓１ｂのフィルタ４０を締め付け固定するための枠で
ある。また炉内は半田付けのためのフラックスのミスト
が発生し、これがフィルタ４０の炉内側面に付着してく
る。この付着を防止するために、本実施形態では、上記
開口窓１ｂの炉内側開口に一端が結合されるようにパイ
プ４３を取り付け、炉外からパイプ４３内にエアー又は
Ｎ2 ガスを導入してエアーやＮ2 のブローによりフラッ
クスがフィルタ４０の炉内側面へ侵入するのを防ぐよう
になっている。４４は一端がパイプ４３内に連通し、他
端側がバルブ４５を介して外部に導出され、エアやＮ2
をパイプ４３に吹き込むための連通パイプである。
【００１９】ところで、一般にリフロー半田付け装置で
は実装プリント基板７の種々のサイズに対応しなければ
ならないことから、コンベア２の幅が可変できるように
なっている。つまりコンベア２は並行するコンベア部か
らなり、両側コンベア部に実装プリント基板の両側を載
せて移動させるようになっている。そして一方側のコン
ベア部を基準コンベア部とし、他方のコンベア部を基準
コンベア部に対して近接離反自在としてコンベア２とし
ての幅を可変できるようになっている。従って本実施形
態では、図３に示すように赤外線温度センサー６の温度
測定範囲Ｘ（約φ３０）の位置を基準側コンベア部２ａ
側に接近し且つゾーンを通過したプリント基板７の表面
温度を測定するために設置されるゾーンの終端部位の位
置としてある。
は実装プリント基板７の種々のサイズに対応しなければ
ならないことから、コンベア２の幅が可変できるように
なっている。つまりコンベア２は並行するコンベア部か
らなり、両側コンベア部に実装プリント基板の両側を載
せて移動させるようになっている。そして一方側のコン
ベア部を基準コンベア部とし、他方のコンベア部を基準
コンベア部に対して近接離反自在としてコンベア２とし
ての幅を可変できるようになっている。従って本実施形
態では、図３に示すように赤外線温度センサー６の温度
測定範囲Ｘ（約φ３０）の位置を基準側コンベア部２ａ
側に接近し且つゾーンを通過したプリント基板７の表面
温度を測定するために設置されるゾーンの終端部位の位
置としてある。
【００２０】またプリント基板７は図４（ａ）に示すよ
うに任意の場所に切欠７ａや抜きがあるため、赤外線温
度センサー６の温度測定範囲Ｘ内に切欠７ａや抜きの部
分が通過することがある。この場合でも基板温度として
再現性のある値を得る方法として、プリント基板７が赤
外線温度センサー６の下を通過する場合は一般の測定値
が図４（ｂ）に示すように変化するために最大値又は最
大値付近の平均値を基板温度として採用するようになっ
ている。
うに任意の場所に切欠７ａや抜きがあるため、赤外線温
度センサー６の温度測定範囲Ｘ内に切欠７ａや抜きの部
分が通過することがある。この場合でも基板温度として
再現性のある値を得る方法として、プリント基板７が赤
外線温度センサー６の下を通過する場合は一般の測定値
が図４（ｂ）に示すように変化するために最大値又は最
大値付近の平均値を基板温度として採用するようになっ
ている。
【００２１】つまり自動温度プロファイル設定部９の処
理装置２３では、Ａ／Ｄコンバータ２０で取り込まれた
測定温度データを、プリント基板７が赤外線温度センサ
ー６の下に到着し、通過し終わるまで測定値をサンプリ
ングし、上記のように最大値或いはその付近の平均値求
めて、測定温度としている。プリント基板７が赤外線温
度センサー６の下に到着して通過し終わったというタイ
ミングは、次のように検出している。つまり、通常プリ
ント基板７が赤外線温度センサー７の下に来ない場合に
は、放射率が低く、見掛け上の赤外線温度センサー７の
測定値が低くでる。実施形態では例えば図５（ａ）に示
すようにコンベア２の下側に鏡面のアルミニュウム板４
７を設置し、赤外線温度センサー６はプリント基板７が
下に来ない状態ではこのアルミニュウム板４７の表面温
度を測定し、プリント基板７が通過するときは測定温度
が上昇するため、図５（ｂ）に示すように予め設定した
通過判定用温度レベルＬａより高い温度が測定されてい
る間、基板通過中と判定するようにしてある。
理装置２３では、Ａ／Ｄコンバータ２０で取り込まれた
測定温度データを、プリント基板７が赤外線温度センサ
ー６の下に到着し、通過し終わるまで測定値をサンプリ
ングし、上記のように最大値或いはその付近の平均値求
めて、測定温度としている。プリント基板７が赤外線温
度センサー６の下に到着して通過し終わったというタイ
ミングは、次のように検出している。つまり、通常プリ
ント基板７が赤外線温度センサー７の下に来ない場合に
は、放射率が低く、見掛け上の赤外線温度センサー７の
測定値が低くでる。実施形態では例えば図５（ａ）に示
すようにコンベア２の下側に鏡面のアルミニュウム板４
７を設置し、赤外線温度センサー６はプリント基板７が
下に来ない状態ではこのアルミニュウム板４７の表面温
度を測定し、プリント基板７が通過するときは測定温度
が上昇するため、図５（ｂ）に示すように予め設定した
通過判定用温度レベルＬａより高い温度が測定されてい
る間、基板通過中と判定するようにしてある。
【００２２】この通過中の判定方法として、例えば図６
に示すように、リフロー炉１の入口部に基板検知のため
の例えば光電式の検知センサ４８を設け、コンベア２の
速度やコンベア２の駆動軸（図示せず）に設けたスリッ
ト板による回転検出パルスを利用し、赤外線温度センサ
ー６の下をプリント基板６が通過中しているタイミング
を判定する方法を採用しても良い。
に示すように、リフロー炉１の入口部に基板検知のため
の例えば光電式の検知センサ４８を設け、コンベア２の
速度やコンベア２の駆動軸（図示せず）に設けたスリッ
ト板による回転検出パルスを利用し、赤外線温度センサ
ー６の下をプリント基板６が通過中しているタイミング
を判定する方法を採用しても良い。
【００２３】次に本発明の特徴である温度プロファイル
を自動作成する動作を図７のフローチャートに基づいて
説明する。まずリフロー半田付け装置を稼働するに当た
って、自動温度プロファイル設定部９の処理装置２３を
用いてプリント基板７の表面温度の目標温度プロファイ
ルの入力、基板情報の入力（基板の寸法、板厚さ、層
数、実装部品の搭載量等）、コンベア２の速度を入力す
る。この入力データに基づいて処理装置２３では予め記
憶装置（図示せず）に格納してあるデータベースに基づ
いて初回ヒータ設定条件を設定する。
を自動作成する動作を図７のフローチャートに基づいて
説明する。まずリフロー半田付け装置を稼働するに当た
って、自動温度プロファイル設定部９の処理装置２３を
用いてプリント基板７の表面温度の目標温度プロファイ
ルの入力、基板情報の入力（基板の寸法、板厚さ、層
数、実装部品の搭載量等）、コンベア２の速度を入力す
る。この入力データに基づいて処理装置２３では予め記
憶装置（図示せず）に格納してあるデータベースに基づ
いて初回ヒータ設定条件を設定する。
【００２４】この初回ヒータ設定条件により各ゾーン１
１1 乃至１１4 の雰囲気温度、赤外線ヒータ４1 乃至４
4 の温度が設定され、この設定温度に基づいて制御部１
０のＰＩＤユニット３０は赤外線ヒータ５1 乃至５4 に
設けられた温度センサ（図示せず）の測定温度が設定温
度となるように赤外線ヒータ５1 乃至５4 の通電の制御
を行うとともに、温度センサ８1 乃至８4 の測定温度が
設定温度になるようにフィンヒータ４1 乃至４4 の通電
の制御を行う。またＣＰＵ３２によりＤ／Ａコンバータ
３１を通じてコンベア２を所期の速度で動作させるため
の制御出力をコンベア２の駆動モータ（図示せず）へ出
力するとともに、攪拌ファン３1 乃至３5 を所定回転数
で回転させるための制御出力を攪拌ファン３1 乃至３5
の駆動モータ（図示せず）へ出力する。
１1 乃至１１4 の雰囲気温度、赤外線ヒータ４1 乃至４
4 の温度が設定され、この設定温度に基づいて制御部１
０のＰＩＤユニット３０は赤外線ヒータ５1 乃至５4 に
設けられた温度センサ（図示せず）の測定温度が設定温
度となるように赤外線ヒータ５1 乃至５4 の通電の制御
を行うとともに、温度センサ８1 乃至８4 の測定温度が
設定温度になるようにフィンヒータ４1 乃至４4 の通電
の制御を行う。またＣＰＵ３２によりＤ／Ａコンバータ
３１を通じてコンベア２を所期の速度で動作させるため
の制御出力をコンベア２の駆動モータ（図示せず）へ出
力するとともに、攪拌ファン３1 乃至３5 を所定回転数
で回転させるための制御出力を攪拌ファン３1 乃至３5
の駆動モータ（図示せず）へ出力する。
【００２５】而して各ゾーン１１1 乃至１１4 の雰囲気
温度が安定したことがＰＩＤユニット３０を通じて温度
センサ８1 乃至８4 の測定温度より確認されると、処理
装置２３は、赤外線温度センサ４1 乃至４4 による温度
測定を行う。つまりコンベア２により各ゾーン１１1 乃
至１１4 に於いてコンベア２により搬送されてくるプリ
ント基板７の表面温度の測定を行う（初回温度計測）。
温度が安定したことがＰＩＤユニット３０を通じて温度
センサ８1 乃至８4 の測定温度より確認されると、処理
装置２３は、赤外線温度センサ４1 乃至４4 による温度
測定を行う。つまりコンベア２により各ゾーン１１1 乃
至１１4 に於いてコンベア２により搬送されてくるプリ
ント基板７の表面温度の測定を行う（初回温度計測）。
【００２６】この場合上記初回ヒータ設定条件では、プ
リント基板７の表面温度が目標温度よりも予め低くなる
ように条件設定が為されている。図７は予熱ゾーン１１
1 において移動しつつあるプリント基板７の表面温度
と、赤外線温度センサ４1 の表面温度測定のタイミング
を示しており、イは目標温度プロファイルに基づいたプ
リント基板７の表面温度の推移を、またロは初回温度計
測時のプリント基板７の表面温度の推移を示し、図にお
いてａは入力された目標温度、ｂは初回温度計測で測定
した温度を示す。
リント基板７の表面温度が目標温度よりも予め低くなる
ように条件設定が為されている。図７は予熱ゾーン１１
1 において移動しつつあるプリント基板７の表面温度
と、赤外線温度センサ４1 の表面温度測定のタイミング
を示しており、イは目標温度プロファイルに基づいたプ
リント基板７の表面温度の推移を、またロは初回温度計
測時のプリント基板７の表面温度の推移を示し、図にお
いてａは入力された目標温度、ｂは初回温度計測で測定
した温度を示す。
【００２７】次に、基板熱容量の推定を行うために、コ
ンベア２の速度を初期設定値よりも遅い側に設定し、初
回ヒータ設定条件にて、プリント基板７の表面温度の測
定を行う（２回目温度計測）。図７のハはこの２回目温
度計測時の予熱ゾーン１１1に於けるプリント基板７の
表面温度の推移を示す。この２回目の温度計測の場合、
プリント基板７の搬送が開始されてから、各ゾーン１１
1 乃至１１4 において、赤外線温度センサ４1 乃至４4
が下を通過するプリント基板７の表面温度を測定するま
でのタイミングは初回時より２回目の方が遅くなる（図
７においてはΔｔだけ遅れて温度測定がなされ、図中ｃ
はその２回目温度計測で測定した温度を示す）。つまり
各ゾーン１１1 乃至１１4 の通過時間が長くなるため、
より高い温度測定値が得られる。
ンベア２の速度を初期設定値よりも遅い側に設定し、初
回ヒータ設定条件にて、プリント基板７の表面温度の測
定を行う（２回目温度計測）。図７のハはこの２回目温
度計測時の予熱ゾーン１１1に於けるプリント基板７の
表面温度の推移を示す。この２回目の温度計測の場合、
プリント基板７の搬送が開始されてから、各ゾーン１１
1 乃至１１4 において、赤外線温度センサ４1 乃至４4
が下を通過するプリント基板７の表面温度を測定するま
でのタイミングは初回時より２回目の方が遅くなる（図
７においてはΔｔだけ遅れて温度測定がなされ、図中ｃ
はその２回目温度計測で測定した温度を示す）。つまり
各ゾーン１１1 乃至１１4 の通過時間が長くなるため、
より高い温度測定値が得られる。
【００２８】処理装置２３は初回の測定結果と、２回目
の測定結果より測定タイミングの差Δｔ秒の間に上昇し
た温度ΔＴを求め、このΔＴを分母とし、差Δｔを分子
として、プリント基板７を１℃上げるのに何秒かかるか
を求め、この求めた値に各ゾーン１１1 乃至１１4 のヒ
ータ容量に関する所定の定数Ｋを乗じ〔Ｋ・（Δｔ／Δ
Ｔ）〕た値をプリント基板７の熱容量に関する間接的な
代用特性値として採用する。
の測定結果より測定タイミングの差Δｔ秒の間に上昇し
た温度ΔＴを求め、このΔＴを分母とし、差Δｔを分子
として、プリント基板７を１℃上げるのに何秒かかるか
を求め、この求めた値に各ゾーン１１1 乃至１１4 のヒ
ータ容量に関する所定の定数Ｋを乗じ〔Ｋ・（Δｔ／Δ
Ｔ）〕た値をプリント基板７の熱容量に関する間接的な
代用特性値として採用する。
【００２９】次に初回の測定温度ｂと目標温度ａの差Δ
Ｄと上記Ｋ・（Δｔ／ΔＴ）の値を基にファジィ制御ユ
ニット２１では図８に示すようにファジィ推論に基づく
ルールに従い、各ゾーン１１1 乃至１１4 における雰囲
気設定温度値と、赤外線ヒータ５1 乃至５4 の設定温度
値の変更を行う。つまり入力された目標温度プロファイ
ルに、実測により得られた温度プロファイルとが一致す
るように設定値を補正変更する処理を行うのである。
Ｄと上記Ｋ・（Δｔ／ΔＴ）の値を基にファジィ制御ユ
ニット２１では図８に示すようにファジィ推論に基づく
ルールに従い、各ゾーン１１1 乃至１１4 における雰囲
気設定温度値と、赤外線ヒータ５1 乃至５4 の設定温度
値の変更を行う。つまり入力された目標温度プロファイ
ルに、実測により得られた温度プロファイルとが一致す
るように設定値を補正変更する処理を行うのである。
【００３０】ここでファジィ制御ユニット２１は、ΔＤ
と、Ｋ・（Δｔ／ΔＴ）に対して所定温度の適正な補正
幅をルール化したルールテーブルを備えている。つまり
温度差ΔＤが大きく、代用特性値が小さいときには各設
定温度を少し引き上げるように補正し、温度差ΔＤが小
さく、代用特性値が大きいとき、各設定温度を大きく引
き上げるように補正し、また温度差ΔＤが小さく、代用
特性値が小さい時には、所定温度を少し引き上げるよう
に補正するといようにルール化されたルールテーブルを
備え、ファジィ制御ユニット２１はこのルールテーブル
に基づいて補正値を推定し、この補正値に基づいて上記
各ゾーン１１1 乃至１１4 における雰囲気設定温度値
と、赤外線ヒータ５1 乃至５4 の設定温度値の変更を行
うのである。
と、Ｋ・（Δｔ／ΔＴ）に対して所定温度の適正な補正
幅をルール化したルールテーブルを備えている。つまり
温度差ΔＤが大きく、代用特性値が小さいときには各設
定温度を少し引き上げるように補正し、温度差ΔＤが小
さく、代用特性値が大きいとき、各設定温度を大きく引
き上げるように補正し、また温度差ΔＤが小さく、代用
特性値が小さい時には、所定温度を少し引き上げるよう
に補正するといようにルール化されたルールテーブルを
備え、ファジィ制御ユニット２１はこのルールテーブル
に基づいて補正値を推定し、この補正値に基づいて上記
各ゾーン１１1 乃至１１4 における雰囲気設定温度値
と、赤外線ヒータ５1 乃至５4 の設定温度値の変更を行
うのである。
【００３１】次にこの設定値の変更に基づいてＰＩＤユ
ニット３０は温度センサ８1 乃至８4 の検出温度が変更
された設定値となるようにフィンヒータ４1 乃至４4 の
通電を制御するとともに、付設した温度センサの検出温
度が設定値となるように赤外線ヒータ５1 乃至５4 の通
電を制御する。そして雰囲気温度及びヒータ温度が安定
したことが制御部１０側で確認されると、安定確認情報
に基づいて処理装置２３は３回目の温度計測を行い、目
標温度と測定温度との差ΔＤを求め、この差ΔＤが予め
設定してある許容範囲内であれば、上記変更した設定温
度値をデータとして登録し、引き続いて行われるプリン
ト基板７のリフロー半田付け時の各ゾーン１１1 乃至１
１4 の雰囲気温度と、赤外線ヒータ５1 乃至５4 の温度
とが登録データに基づいてＰＩＤユニット３０に設定値
として設定され、温度センサ８1乃至８4 及び赤外線ヒ
ータ５1 乃至５4 の付設温度センサの検出温度が夫々の
設定値に一致するようにＰＩＤユニット１０はフィンヒ
ータ４1 乃至４4 及び赤外線ヒータ５1 乃至５4 の通電
を制御し、プリント基板７の表面温度が目標温度に近づ
くように、雰囲気温度及びヒータ温度を制御して、良好
なリフロー半田付けを可能とする。
ニット３０は温度センサ８1 乃至８4 の検出温度が変更
された設定値となるようにフィンヒータ４1 乃至４4 の
通電を制御するとともに、付設した温度センサの検出温
度が設定値となるように赤外線ヒータ５1 乃至５4 の通
電を制御する。そして雰囲気温度及びヒータ温度が安定
したことが制御部１０側で確認されると、安定確認情報
に基づいて処理装置２３は３回目の温度計測を行い、目
標温度と測定温度との差ΔＤを求め、この差ΔＤが予め
設定してある許容範囲内であれば、上記変更した設定温
度値をデータとして登録し、引き続いて行われるプリン
ト基板７のリフロー半田付け時の各ゾーン１１1 乃至１
１4 の雰囲気温度と、赤外線ヒータ５1 乃至５4 の温度
とが登録データに基づいてＰＩＤユニット３０に設定値
として設定され、温度センサ８1乃至８4 及び赤外線ヒ
ータ５1 乃至５4 の付設温度センサの検出温度が夫々の
設定値に一致するようにＰＩＤユニット１０はフィンヒ
ータ４1 乃至４4 及び赤外線ヒータ５1 乃至５4 の通電
を制御し、プリント基板７の表面温度が目標温度に近づ
くように、雰囲気温度及びヒータ温度を制御して、良好
なリフロー半田付けを可能とする。
【００３２】尚上記差ΔＤが許容範囲を逸脱していれ
ば、一つ前のファジィ推論によるヒータ温度設定値変更
のステップを繰り返し、最終的に最適な設定温度値が得
られることになる。
ば、一つ前のファジィ推論によるヒータ温度設定値変更
のステップを繰り返し、最終的に最適な設定温度値が得
られることになる。
【００３３】
【発明の効果】請求項１の発明は、半田を介して部品を
載置したプリント基板を予熱する予熱ゾーン及び半田を
溶融するリフロゾーンの各ゾーンを少なくとも設けたリ
フロー炉と、各ゾーン毎に設けられたヒータの温度を夫
々所定温度に設定する手段と、プリント基板を搬送して
各ゾーンを順次通過させる搬送手段とを備えたリフロー
半田付け装置において、各ゾーンに対応して設けられ、
各ゾーンの通過後のプリント基板の表面温度を測定する
赤外線温度センサと、該赤外線温度センサの測定温度か
ら各ゾーンのヒータ温度の設定値変更のための温度プロ
ファイルを作成する手段とを備えたので、従来のように
プリント基板に熱電対を取り付けて温度測定をするため
の試料を作成する必要や、熱電対によるプリント基板の
表面温度の測定とヒータ温度設定変更とを人手によって
繰り返して行う必要がなくなり、短時間に且つ自動的に
最適なヒータ温度の設定値を得るための温度プロファイ
ルを得ることができるという効果がある。
載置したプリント基板を予熱する予熱ゾーン及び半田を
溶融するリフロゾーンの各ゾーンを少なくとも設けたリ
フロー炉と、各ゾーン毎に設けられたヒータの温度を夫
々所定温度に設定する手段と、プリント基板を搬送して
各ゾーンを順次通過させる搬送手段とを備えたリフロー
半田付け装置において、各ゾーンに対応して設けられ、
各ゾーンの通過後のプリント基板の表面温度を測定する
赤外線温度センサと、該赤外線温度センサの測定温度か
ら各ゾーンのヒータ温度の設定値変更のための温度プロ
ファイルを作成する手段とを備えたので、従来のように
プリント基板に熱電対を取り付けて温度測定をするため
の試料を作成する必要や、熱電対によるプリント基板の
表面温度の測定とヒータ温度設定変更とを人手によって
繰り返して行う必要がなくなり、短時間に且つ自動的に
最適なヒータ温度の設定値を得るための温度プロファイ
ルを得ることができるという効果がある。
【００３４】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、温度プロファイルを作成する手段には、初期入力さ
れたプリント基板の情報と、赤外線温度センサによって
測定されたプリント基板表面の温度を基に作成された温
度プロファイルが、目標値として入力された温度プロフ
ァイルに一致するように、各ゾーンのヒータ温度の設定
値変更を行うための補正手段を備えているので、上記効
果に加え自動的に最適な設定値に補正変更できるという
効果がある。
て、温度プロファイルを作成する手段には、初期入力さ
れたプリント基板の情報と、赤外線温度センサによって
測定されたプリント基板表面の温度を基に作成された温
度プロファイルが、目標値として入力された温度プロフ
ァイルに一致するように、各ゾーンのヒータ温度の設定
値変更を行うための補正手段を備えているので、上記効
果に加え自動的に最適な設定値に補正変更できるという
効果がある。
【００３５】請求項３の発明は、請求項２の発明におい
て、上記補正手段が、補正幅をルール化したルールテー
ブルに基づいてファジィ推論によりヒータ温度の補正値
を推定するファジィ制御手段から成るので、ヒータ温度
を適正な値に補正することができ、プリント基板の表面
温度を目標温度に精度良く近づけることができるという
効果がある。
て、上記補正手段が、補正幅をルール化したルールテー
ブルに基づいてファジィ推論によりヒータ温度の補正値
を推定するファジィ制御手段から成るので、ヒータ温度
を適正な値に補正することができ、プリント基板の表面
温度を目標温度に精度良く近づけることができるという
効果がある。
【００３６】請求項４の発明は、請求項１の発明におい
て、プリント基板の幅に応じてコンベア幅を可変できる
ように並行するコンベア部からなるコンベアで搬送手段
を構成し、各ゾーンに対応する赤外線温度センサの測定
範囲を、コンベア幅の可変時に固定側となるのコンベア
部近傍に設定してあるので、コンバア幅の変更によって
も、赤外線温度センサの測定位置を変更する必要がな
く、そのため各種サイズのプリント基板に対応すること
ができるという効果がある。
て、プリント基板の幅に応じてコンベア幅を可変できる
ように並行するコンベア部からなるコンベアで搬送手段
を構成し、各ゾーンに対応する赤外線温度センサの測定
範囲を、コンベア幅の可変時に固定側となるのコンベア
部近傍に設定してあるので、コンバア幅の変更によって
も、赤外線温度センサの測定位置を変更する必要がな
く、そのため各種サイズのプリント基板に対応すること
ができるという効果がある。
【００３７】請求項５の発明は、請求項１の発明におい
て、赤外線温度センサの測定範囲をプリント基板が通過
し始めてから終了するまでの測定温度をサンプリングし
て、そのサンプリングした測定温度中最大値若しくは最
大値付近の平均値をプリント基板の表面温度として採用
するので、プリント基板に切欠、孔等があってその部位
が赤外線温度センサの測定範囲を通過しても、影響を受
けることなく、プリント基板表面の温度測定ができると
いう効果がある。
て、赤外線温度センサの測定範囲をプリント基板が通過
し始めてから終了するまでの測定温度をサンプリングし
て、そのサンプリングした測定温度中最大値若しくは最
大値付近の平均値をプリント基板の表面温度として採用
するので、プリント基板に切欠、孔等があってその部位
が赤外線温度センサの測定範囲を通過しても、影響を受
けることなく、プリント基板表面の温度測定ができると
いう効果がある。
【００３８】請求項６の発明は、請求項５の発明におい
て、赤外線温度センサの測定範囲をプリント基板が通過
中であることを、赤外線温度センサの測定温度が予め設
定された温度レベルを越えていることを検出することに
より判定するので、赤外線温度センサによる温度検出タ
イミングを確実にとることができるという効果がある。
て、赤外線温度センサの測定範囲をプリント基板が通過
中であることを、赤外線温度センサの測定温度が予め設
定された温度レベルを越えていることを検出することに
より判定するので、赤外線温度センサによる温度検出タ
イミングを確実にとることができるという効果がある。
【００３９】請求項７の発明は、請求項５の発明におい
て、赤外線温度センサの測定範囲をプリント基板が通過
中であることを、リフロー炉の入口部に設けた基板検知
センサからの検知信号の入力時点から、当該赤外線温度
センサの測定範囲に到達してから通過終了までに要する
経過時間を搬送手段の搬送速度から計算若しくは測定し
て判定するので、赤外線温度センサによる温度検出タイ
ミングを確実にとることができるという効果がある。
て、赤外線温度センサの測定範囲をプリント基板が通過
中であることを、リフロー炉の入口部に設けた基板検知
センサからの検知信号の入力時点から、当該赤外線温度
センサの測定範囲に到達してから通過終了までに要する
経過時間を搬送手段の搬送速度から計算若しくは測定し
て判定するので、赤外線温度センサによる温度検出タイ
ミングを確実にとることができるという効果がある。
【００４０】請求項８の発明は、請求項１の発明におい
て、赤外線温度センサはリフロー炉の炉体に設けた開口
窓を介して炉外から炉内のプリント基板の表面温度を測
定するものであって、開口窓の開口部は赤外線を透過す
るフィルタにより封止閉塞して成るので、炉内の温度の
影響を受けることなく、赤外線温度センサによるプリン
ト基板の表面温度測定ができ、また開口窓があっても炉
内の気密性を保つことができるという効果がある。
て、赤外線温度センサはリフロー炉の炉体に設けた開口
窓を介して炉外から炉内のプリント基板の表面温度を測
定するものであって、開口窓の開口部は赤外線を透過す
るフィルタにより封止閉塞して成るので、炉内の温度の
影響を受けることなく、赤外線温度センサによるプリン
ト基板の表面温度測定ができ、また開口窓があっても炉
内の気密性を保つことができるという効果がある。
【００４１】請求項９の発明では、請求項２又は３の発
明において、温度プロファイルを作成する手段は、入力
されている目標温度よりも低い温度となるようにヒータ
温度を設定してプリント基板の表面温度を測定する初回
温度計測過程と、初回温度計測過程時のヒータ温度条件
と同じ条件下で、プリント基板の搬送速度を初回温度計
測過程時の搬送速度よりも遅くしてプリント基板の表面
温度を測定する２回目温度計測過程と、２回目温度計測
過程で計測したプリント基板表面温度と初回温度計測過
程で計測したプリント基板表面温度との温度差及び初回
温度計測過程で赤外線温度センサがプリント基板の表面
温度を測定した時点と２回目温度計測過程で当該赤外線
温度センサがプリント基板の表面温度を測定した時点と
の時間差に基づいてプリント基板の熱容量代用特性値を
求め、目標温度と初回温度計測過程で測定したプリント
基板表面温度との差及び上記熱容量代用特性値からヒー
タ温度の補正値を推定してヒータ温度の設定値を変更す
る補正値推定過程と、初回温度計測過程時と同じ搬送速
度でプリント基板の表面温度を測定する３回目温度計測
過程とを設定し、３回目温度計測過程で測定されたプリ
ント基板の表面温度と目標温度との差が予め設定してあ
る許容範囲にあると、変更されたヒータ温度の設定値を
登録し、許容範囲外にあると、補正値推定過程と３回目
温度測定過程とを３回目温度計測過程で測定されるプリ
ント基板の表面温度と目標温度との差が許容範囲内に入
るまで繰り返すので、設定温度の補正を適正に行え、プ
リント基板表面の温度を目標温度に更に精度良く近づけ
ることができるという効果がある。
明において、温度プロファイルを作成する手段は、入力
されている目標温度よりも低い温度となるようにヒータ
温度を設定してプリント基板の表面温度を測定する初回
温度計測過程と、初回温度計測過程時のヒータ温度条件
と同じ条件下で、プリント基板の搬送速度を初回温度計
測過程時の搬送速度よりも遅くしてプリント基板の表面
温度を測定する２回目温度計測過程と、２回目温度計測
過程で計測したプリント基板表面温度と初回温度計測過
程で計測したプリント基板表面温度との温度差及び初回
温度計測過程で赤外線温度センサがプリント基板の表面
温度を測定した時点と２回目温度計測過程で当該赤外線
温度センサがプリント基板の表面温度を測定した時点と
の時間差に基づいてプリント基板の熱容量代用特性値を
求め、目標温度と初回温度計測過程で測定したプリント
基板表面温度との差及び上記熱容量代用特性値からヒー
タ温度の補正値を推定してヒータ温度の設定値を変更す
る補正値推定過程と、初回温度計測過程時と同じ搬送速
度でプリント基板の表面温度を測定する３回目温度計測
過程とを設定し、３回目温度計測過程で測定されたプリ
ント基板の表面温度と目標温度との差が予め設定してあ
る許容範囲にあると、変更されたヒータ温度の設定値を
登録し、許容範囲外にあると、補正値推定過程と３回目
温度測定過程とを３回目温度計測過程で測定されるプリ
ント基板の表面温度と目標温度との差が許容範囲内に入
るまで繰り返すので、設定温度の補正を適正に行え、プ
リント基板表面の温度を目標温度に更に精度良く近づけ
ることができるという効果がある。
【図１】本発明の装置全体の概略構成図である。
【図２】同上の要部の拡大断面図である。
【図３】同上の赤外線温度センサとコンベアとの位置関
係説明図である。
係説明図である。
【図４】同上の赤外線温度センサの温度測定の説明図で
ある。
ある。
【図５】同上のプリント基板が赤外線温度センサの測定
範囲を通過していることを検出する方法の説明図であ
る。
範囲を通過していることを検出する方法の説明図であ
る。
【図６】同上のプリント基板が赤外線温度センサの測定
範囲を通過していることを検出する別の方法の説明図で
ある。
範囲を通過していることを検出する別の方法の説明図で
ある。
【図７】同上の自動温度プロファイル作成説明用のフロ
ーチャートである。
ーチャートである。
【図８】同上の温度測定過程の説明図である。
【図９】同上のファジ制御ユニットの動作説明図であ
る。
る。
１ リフロー炉 ２ コンベア ３1 … 攪拌ファン ４1 … フィンヒータ ５1 … 赤外線ヒータ ６1 … 赤外線温度センサ ７ プリント基板 ８1 … 温度センサ ９ 自動温度プロファイル設定部 １０ 制御部 １１1 … ゾーン ２０ Ａ／Ｄコンバータ ２１ ファジィ制御ユニット ２２ ＣＣＵ ２３ 処理装置 ３０ ＰＩＤユニット ３１ Ｄ／Ａコンバータ ３２ ＣＰＵ ３３ 入力部 ３４ ＣＣＵ
Claims (9)
- 【請求項１】半田を介して部品を載置したプリント基板
を予熱する予熱ゾーン及び半田を溶融するリフロゾーン
の各ゾーンを少なくとも設けたリフロー炉と、各ゾーン
毎に設けられたヒータの温度を夫々所定温度に設定する
手段と、プリント基板を搬送して各ゾーンを順次通過さ
せる搬送手段とを備えたリフロー半田付け装置におい
て、各ゾーンに対応して設けられ、各ゾーンの通過後の
プリント基板の表面温度を測定する赤外線温度センサ
と、該赤外線温度センサの測定温度から各ゾーンのヒー
タ温度の設定値変更のための温度プロファイルを作成す
る手段とを備えたことを特徴とするリフロー半田付け装
置。 - 【請求項２】温度プロファイルを作成する手段には、初
期入力されたプリント基板の情報と、赤外線温度センサ
によって測定されたプリント基板表面の温度を基に作成
された温度プロファイルが、目標値として入力された温
度プロファイルに一致するように、各ゾーンのヒータ温
度の設定値変更を行うための補正手段を備えていること
を特徴とする請求項１記載のリフロー半田付け装置。 - 【請求項３】上記補正手段が、補正幅をルール化したル
ールテーブルに基づいてファジィ推論によりヒータ温度
の補正値を推定するファジィ制御手段から成ることを特
徴とする請求項２記載のリフロー半田付け装置。 - 【請求項４】プリント基板の幅に応じてコンベア幅を可
変できるように並行するコンベア部からなるコンベアで
搬送手段を構成し、各ゾーンに対応する赤外線温度セン
サの測定範囲を、コンベア幅の可変時に固定側となるの
コンベア部近傍に設定して成ることを特徴とする請求項
１記載のリフロー半田付け装置。 - 【請求項５】赤外線温度センサの測定範囲をプリント基
板が通過し始めてから終了するまでの測定温度をサンプ
リングして、そのサンプリングした測定温度中最大値若
しくは最大値付近の平均値をプリント基板の表面温度と
して採用することを特徴とする請求項１記載のリフロー
半田付け装置。 - 【請求項６】赤外線温度センサの測定範囲をプリント基
板が通過中であることを、赤外線温度センサの測定温度
が予め設定された温度レベルを越えていることを検出す
ることにより判定することを特徴とする請求項５記載の
リフロー半田付け装置。 - 【請求項７】赤外線温度センサの測定範囲をプリント基
板が通過中であることを、リフロー炉の入口部に設けた
基板検知センサからの検知信号の入力時点から、当該赤
外線温度センサの測定範囲に到達してから通過終了まで
に要する経過時間を搬送手段の搬送速度から計算若しく
は測定して判定することを特徴とする請求項５記載のリ
フロー半田付け装置。 - 【請求項８】赤外線温度センサはリフロー炉の炉体に設
けた開口窓を介して炉外から炉内のプリント基板の表面
温度を測定するものであって、開口窓の開口部は赤外線
を透過するフィルタにより封止閉塞して成ることを特徴
とする請求項１記載のリフロー半田付け装置。 - 【請求項９】温度プロファイルを作成する手段は、入力
されている目標温度よりも低い温度となるようにヒータ
温度を設定してプリント基板の表面温度を測定する初回
温度計測過程と、初回温度計測過程時のヒータ温度条件
と同じ条件下で、プリント基板の搬送速度を初回温度計
測過程時の搬送速度よりも遅くしてプリント基板の表面
温度を測定する２回目温度計測過程と、２回目温度計測
過程で計測したプリント基板表面温度と初回温度計測過
程で計測したプリント基板表面温度との温度差及び初回
温度計測過程で赤外線温度センサがプリント基板の表面
温度を測定した時点と２回目温度計測過程で当該赤外線
温度センサがプリント基板の表面温度を測定した時点と
の時間差に基づいてプリント基板の熱容量代用特性値を
求め、目標温度と初回温度計測過程で測定したプリント
基板表面温度との差及び上記熱容量代用特性値からヒー
タ温度の補正値を推定してヒータ温度の設定値を変更す
る補正値推定過程と、初回温度計測過程時と同じ搬送速
度でプリント基板の表面温度を測定する３回目温度計測
過程とを設定し、３回目温度計測過程で測定されたプリ
ント基板の表面温度と目標温度との差が予め設定してあ
る許容範囲にあると、変更されたヒータ温度の設定値を
登録し、許容範囲外にあると、補正値推定過程と３回目
温度測定過程とを３回目温度計測過程で測定されるプリ
ント基板の表面温度と目標温度との差が許容範囲内に入
るまで繰り返すことを特徴とする請求項２又は３記載の
リフロー半田付け装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1986997A JPH10209629A (ja) | 1997-01-18 | 1997-01-18 | リフロー半田付け装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1986997A JPH10209629A (ja) | 1997-01-18 | 1997-01-18 | リフロー半田付け装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10209629A true JPH10209629A (ja) | 1998-08-07 |
Family
ID=12011234
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1986997A Withdrawn JPH10209629A (ja) | 1997-01-18 | 1997-01-18 | リフロー半田付け装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10209629A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022120069A1 (en) * | 2020-12-03 | 2022-06-09 | Illinois Tool Works Inc. | Apparatus having closed loop ir camera heat detection system and method |
| US20230180395A1 (en) * | 2020-12-03 | 2023-06-08 | Iiiinois Tool Works Inc. | Enhanced control using ai in apparatus having ir camera heat detection system |
| US12205835B2 (en) | 2020-12-03 | 2025-01-21 | Illinois Tool Works Inc. | Apparatus having closed loop IR camera heat detection system and method |
| US20250033131A1 (en) * | 2021-12-07 | 2025-01-30 | Jabil Inc. | Self correcting oven technology |
| CN119920716A (zh) * | 2023-10-31 | 2025-05-02 | 北京北方华创微电子装备有限公司 | 曲线的获取方法、温度控制方法、电子设备及半导体设备 |
| TWI918785B (zh) | 2020-12-03 | 2026-03-21 | 美商伊利諾工具工程公司 | 具有封閉迴路紅外線相機熱偵測系統的用於熱控制的設備及用於接合其的方法 |
-
1997
- 1997-01-18 JP JP1986997A patent/JPH10209629A/ja not_active Withdrawn
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2023552207A (ja) * | 2020-12-03 | 2023-12-14 | イリノイ トゥール ワークス インコーポレイティド | 閉ループｉｒカメラ熱検出システムを有する装置及び方法 |
| US12205835B2 (en) | 2020-12-03 | 2025-01-21 | Illinois Tool Works Inc. | Apparatus having closed loop IR camera heat detection system and method |
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| TWI918785B (zh) | 2020-12-03 | 2026-03-21 | 美商伊利諾工具工程公司 | 具有封閉迴路紅外線相機熱偵測系統的用於熱控制的設備及用於接合其的方法 |
| US20250033131A1 (en) * | 2021-12-07 | 2025-01-30 | Jabil Inc. | Self correcting oven technology |
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|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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