CN105848814A - 真空焊接处理装置及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

关于本发明的真空焊接处理装置及其控制方法，在通过将腔室抽成目标的真空度的真空来使空隙从熔融状态的焊料脱泡/脱气时，为了能够防止焊剂飞沫、焊料飞散并且能够以短时间进行抽真空，预先准备多个(#1～#4)标绘了以规定的泵输出对腔室进行抽真空时的与真空度(压力P)对应的抽真空时间(时间t)的斜率θ的抽真空控制特性，基于初始设定的抽真空控制特性的斜率θ，以从泵输出小的抽真空控制特性向泵输出大的抽真空控制特性切换的方式执行泵的抽真空控制。

Description

真空焊接处理装置及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种能够应用于真空回流焊炉的真空焊接处理装置及其控制方法，该真空焊接处理装置具备以下功能：在将表面安装用的部件等置于基板上的规定位置处并对该部件与基板进行焊接处理时，使空隙(void)从真空熔融状态的焊料脱泡/脱气。
背景技术
一直以来，根据功率设备、功率模块安装等大电流元件的回流焊安装工序，在通常的大气压下的热风回流焊处理中产生的空隙被视为问题，要求一种使空隙产生更少的方法。
图19A和图19B是表示以往例所涉及的热风回流焊的例子的工序图。图19A所示的膏状焊料8被涂敷在基板5的焊盘电极4上。膏状焊料8是对焊料的粉末加入焊剂来形成适度的粘度而得到的，经由掩模被丝网印刷机(ScreenPrinter)涂敷在基板5的焊盘电极4上。
在该以往的热风回流焊中，在对膏状焊料8进行热风回流焊处理而焊料变为熔融状态时，在其内部产生空隙2。存在以下的问题：该空隙2在熔融的焊料(熔融焊料7)被冷却而固化时也仍旧残留于其内部。
关于空隙产生，使用图19A和图19B来示意性地说明在将膏状焊料8涂敷在基板5的焊盘电极4上且未搭载电子部件的状态下进行大气压下的热风回流焊处理的状态。图19B所示的焊料3是在对图19A所示的膏状焊料8进行热风回流焊处理之后其熔融焊料7由于表面张力而冷却成球状并固定的状态。图中的中空白圈形状是空隙2的部分，在熔融焊料7内非本意地生成，冷却并固定后也残留于焊料3内。空隙2在功率设备等中成为有损导热效果、招致排热恶化的原因。
关于上述的空隙产生的减少，在专利文献1中公开了一种具备真空排气功能的焊接处理装置(真空回流焊装置)。根据该焊接处理装置，具备排气阀、真空泵以及处理槽，在基板被运入到处理槽内且该基板的焊盘电极上的焊料处于熔融状态时，打开排气阀并驱动抽真空泵，暂时对处理槽的内部进行真空排气。当形成这种真空状态时，通过脱泡/脱气效果将在焊料熔融过程中残存于焊料内的空隙去除。
专利文献1：日本特开平09-314322号公报
发明内容
发明要解决的问题
另外，根据以往例所涉及的真空回流焊装置，存在如下的问题。
i.在进行如专利文献1所示那样的焊接处理时，使腔室(处理槽)内为真空状态。此时，使抽真空泵工作来制作出真空状态，而在以往方式中采用了以下方法：设定真空处理时间，一味使抽真空泵持续工作所设定的该真空处理时间。
因此，通过抽真空，虽然空隙被脱泡/脱气，但是连续地改变着真空度，因此脱泡/脱气是急剧地进行的。其结果，在熔融焊料7中的空隙2被脱泡/脱气的过程中，空隙2胀破(爆裂)，从而成为发生焊剂的飞散、部件的飞散、焊料的飞散的原因。
ii.另一方面，确认了以下事实：在以规定的泵输出对腔室进行抽真空而得到的、标绘了与真空度对应的抽真空时间的抽真空控制特性中，若每单位时间的真空度的减少量发生变化，则施加于空隙2的应力发生变动，从而成为空隙2的胀破产生的原因。另外，还确认了抽真空控制特性的曲线的斜率越平缓则越难以产生空隙2的胀破这一情况，但是若一味地采用曲线斜率平缓的抽真空控制特性，则存在使腔室内达到指定的目标的真空度需要很多时间的问题。
用于解决问题的方案
为了解决上述问题，第一发明所述的真空焊接处理装置具备：腔室，在该腔室中能够在真空环境下对工件进行焊接处理；操作部，其用于设定所述腔室的抽真空条件；泵，其基于所述抽真空条件来对所述腔室进行抽真空；以及控制部，其预先准备多个标绘了以规定的泵输出对所述腔室进行抽真空时的与所述真空度对应的抽真空时间的斜率θ的抽真空控制特性，基于初始设定的所述抽真空控制特性的斜率θ，以从所述泵输出小的所述抽真空控制特性向泵输出大的所述抽真空控制特性切换的方式执行所述泵的抽真空控制。
根据第一发明所涉及的真空焊接处理装置，能够扩大抽真空条件的选择度，并且能够以短时间将腔室内抽成指定的目标的真空度的真空。另一方面，能够抑制空隙的产生，并防止焊剂、部件等的飞散。
第二发明所述的真空焊接处理装置是在第一发明中，所述控制部监视切换目的地的所述抽真空控制特性的斜率θ，所述控制部始终将初始设定的所述抽真空控制特性的斜率θ与切换目的地的所述抽真空控制特性的斜率θ进行比较，在抽真空过程中这双方的所述抽真空控制特性的斜率θ一致时，将控制从所述泵输出小的所述抽真空控制特性向泵输出大的所述抽真空控制特性切换。
第三发明所述的真空焊接处理装置是在第一发明中，还具备：检测部，其检测所述腔室的真空压力并输出压力检测信息；以及存储器部，其存储将所述抽真空控制特性制作成表的数据，其中，所述控制部基于所述压力检测信息来参照抽真空控制特性，所述控制部在所述腔室内的真空压力达到所述抽真空控制特性的真空度的切换点时，将所述泵输出从所述斜率θ大的所述抽真空控制特性向所述斜率θ小的所述抽真空控制特性切换。
第四发明所述的真空焊接处理装置是在第一发明中，所述控制部在抽真空过程中始终将初始设定的所述抽真空控制特性的斜率θ与作为切换判别基准的阈值斜率θth进行比较，在初始设定的所述抽真空控制特性的斜率θ超过所述阈值斜率θth时，将控制从所述泵输出小的所述抽真空控制特性向泵输出大的所述抽真空控制特性切换。
关于第五发明所述的真空焊接处理装置的控制方法，由在真空环境下对工件进行焊接处理的真空焊接处理装置的控制部执行以下步骤：获取并存储多个以规定的泵输出对用于进行所述焊接处理的腔室进行抽真空来标绘了与真空度对应的抽真空时间而得到的规定的斜率θ的抽真空控制特性；设定所述斜率θ的抽真空控制特性；以及基于所设定的所述抽真空控制特性的斜率θ，以从所述泵输出小的所述抽真空控制特性向泵输出大的所述抽真空控制特性切换的方式对所述泵输出进行控制。
第六发明所述的真空焊接处理装置的控制方法是在第五发明中，所述控制部在预备抽真空时执行获取所述抽真空控制特性来制作表的步骤，所述控制部在正式抽真空时执行以下步骤：监视切换目的地的所述抽真空控制特性的斜率θ；始终将初始设定的所述抽真空控制特性的斜率θ与切换目的地的所述抽真空控制特性的斜率θ进行比较；以及在抽真空过程中这双方的所述抽真空控制特性的斜率θ一致时，将控制从所述泵输出小的所述抽真空控制特性向泵输出大的所述抽真空控制特性切换。
第七发明所述的真空焊接处理装置的控制方法是在第五发明中，所述控制部在预备抽真空时执行获取所述抽真空控制特性来制作表的步骤以及找出对初始设定的斜率θ的所述抽真空控制特性进行切换的点的步骤，所述控制部在正式抽真空时执行以下步骤：检测所述腔室的真空压力，并且基于所述压力检测信息来参照制作成表的所述抽真空控制特性；以及在所述腔室内的真空压力达到对所述抽真空控制特性进行切换的点时，将所述泵输出从所述斜率θ大的所述抽真空控制特性向所述斜率θ小的所述抽真空控制特性切换。
第八发明所述的真空焊接处理装置的控制方法是在第五发明中，所述控制部在抽真空过程中始终将初始设定的所述抽真空控制特性的斜率θ与作为切换判别基准的阈值斜率θth进行比较，在初始设定的所述抽真空控制特性的斜率θ超过所述阈值斜率θth时，将控制从所述泵输出小的所述抽真空控制特性向泵输出大的所述抽真空控制特性切换。
发明的效果
根据本发明所涉及的真空焊接处理装置及其控制方法，具备预先准备多个抽真空控制特性来执行泵的抽真空控制的控制部，控制部基于初始设定的抽真空控制特性的斜率θ，从泵输出小的抽真空控制特性向泵输出大的抽真空控制特性切换。
通过该控制，能够扩大抽真空条件的选择度，并且能够以短时间将腔室内抽成指定的目标的真空度的真空。由此，能够调整腔室的吞吐率(throughput)。另一方面，通过标绘了以规定的泵输出对腔室进行抽真空时的与真空度对应的抽真空时间的斜率θ的抽真空控制特性的抽真空，将已达到目标压力的熔融状态的焊料的空隙逐渐脱泡/脱气。由此，能够防止焊剂飞沫、焊料飞散等，从而能够在所设定的真空度下进行空隙少的高质量的真空焊接处理。
附图说明
图1是表示作为本发明所涉及的实施方式的真空回流焊炉100的结构例的截面图。
图2是表示腔室40的结构例的立体图。
图3A是表示焊料3的真空脱泡/脱气处理例(其一)的截面的工序图。
图3B是表示焊料3的真空脱泡/脱气处理例(其二)的截面的工序图。
图4是表示真空回流焊炉100的控制系统的结构例的框图。
图5是表示运送部13的结构例的截面图。
图6是表示抽真空控制特性#1～#4的获取例的曲线图。
图7是表示腔室40的控制例(20Hz→30Hz→40Hz→60Hz)的曲线图。
图8是表示腔室40的控制例(30Hz→40Hz→60Hz)的曲线图。
图9是表示腔室40的控制例(30Hz→40Hz)的曲线图。
图10是表示腔室40的控制例(30Hz→60Hz)的曲线图。
图11是表示腔室40的控制例(40Hz→60Hz)的曲线图。
图12是表示真空回流焊炉100的温度曲线的曲线图。
图13是表示真空回流焊炉100的控制例(主例程)的流程图。
图14是表示真空回流焊炉100的控制例(副例程)的流程图。
图15是表示真空回流焊炉100的控制例(斜率θ4抽真空控制)的流程图。
图16是表示真空回流焊炉100的控制例(斜率θ3抽真空控制)的流程图。
图17是表示真空回流焊炉100的控制例(斜率θ2抽真空控制)的流程图。
图18是表示切换点的控制数据D62的保存例的表格。
图19A是表示以往例所涉及的热风回流焊例(其一)的工序图。
图19B是表示以往例所涉及的热风回流焊例(其二)的工序图。
具体实施方式
本发明的目的在于提供一种能够在短时间内将腔室内抽成指定的目标的真空度的真空、并且能够抑制空隙的产生、防止焊剂、部件等的飞散的真空焊接处理装置及其控制方法。
下面，参照附图来说明作为本发明所涉及的实施方式的真空焊接处理装置及其控制方法。图1所示的真空回流焊炉100构成真空焊接处理装置的一例，例如构成为：在功率设备、功率模块安装等将表面安装用的部件置于印刷电路板上的规定位置处并对该部件与印刷电路板进行焊接处理时，在真空中进行脱泡/脱气处理。焊接处理的对象是印刷电路板、焊料涂层部件，除此以外，是半导体晶圆等，以下总称为工件1。
真空回流焊炉100具有主体部10。主体部10构成马弗(Muffle)炉，例如，主体部10在中间层具有运送路16，以该运送路16为基准，主体部10分割为未图示的马弗炉上部和马弗炉下部，在里面一侧具有铰链机构，马弗炉上部开盖，使得能够看见、检查运送路16。
在主体部10的其中一侧设置有运入口11，在另一侧设置有运出口12。在运入口11与运出口12之间的运送路16上设置有运送部13，作为运送部13，在本例的情况下，使用步进式的运送机构70(参照图5)。根据该运送机构70，能够以规定的运送速度对工件1进行节拍进给。在主体部10内，从运入口11起依次配置有预备加热部20、正式加热部30、腔室40以及冷却部50，工件1以通过它们后到达运出口12的方式被节拍运送。
预备加热部20和正式加热部30构成加热部的一例，加热部采用了热风循环加热方式。预备加热部20具有4个预备加热区I～IV，将工件1逐渐加热(例如150℃-160℃-170℃-180℃左右)以使工件1达到规定温度(例如180℃)。预备加热区I～IV配置于运送路16的上下。在与预备加热部20邻接的位置配置有具有正式加热区V的正式加热部30，在工件1被投入到腔室40内之前在正式加热区V将该工件1加热到250℃左右。
在与正式加热部30邻接的位置配置有具有真空脱泡/脱气处理区VI的腔室40，腔室40用于在对工件1进行焊接处理时在真空环境下进行脱泡/脱气处理。图2所示的腔室40具有容器41、基台42以及升降机构43，示出了容器41与基台42分离而停止在上方的规定位置的状态。以下，将该容器41的停止位置称为原始位置Hp。原始位置Hp是容器41与基台42上的作为基准的位置相距高度h的上方的位置。高度h只要是在从正式加热部30向基台42上运入工件1时不产生障碍的高度即可。
容器41具有底面开放型的壳体构造，例如是使不锈钢制的箱状体颠倒来配置成盖状而得到的。容器41的内部是空洞(空间)。通过升降机构43使容器41上下移动。在此，若将工件1的运送方向设为x方向、将与该运送方向正交的方向设为y方向、将与x、y方向正交的方向设为z方向，则在真空处理时，容器41沿z方向上下移动。
在容器41的下方配置有基台42，在该基台42的下方配置有升降机构43。作为升降机构43，使用电动式的缸、空气驱动式的缸等。基台42具有比容器41的底面的大小更广阔的平面和规定的厚度。基台42在容器41的底面端部要抵接的位置具有密封用的密封构件48。要求密封构件48具有耐热性，因此作为该密封构件48，例如使用氟系的密封件。
在基台42的下表面的规定位置设置有排气口201。排气口201与图4所示的电磁阀22连接。另外，在基台42的下表面的规定位置设置有气体供给口203。气体供给口203与图4所示的开放阀25连接。
另外，在容器41的基台42的规定位置设置有板式加热器44。板式加热器44构成加热部的一例，将工件1加热到规定温度(240℃附近)并保持该温度。该加热是为了在工件1被投入到腔室40内之后也维持投入到该腔室40内之前的通过正式加热部30得到的规定温度。关于板式加热器44的加热方式，作为一例是远红外线辐射面板方式。板式加热器44不限于设置于基台42，也可以设置于容器41侧的规定位置。
在基台42的上表面的两侧的规定位置设置有一对固定梁45、46。固定梁45、46构成运送部13的一例，例如构成为：固定梁45配置于基台42的上表面的左侧端，固定梁46配置于基台42的上表面的右侧端，来在腔室40内支承工件1的两侧。
固定梁45、46由板状块体构成，在板状块体的上表面设置有圆锥头状的多个支脚47。在本例中，每4个支脚47形成一组，以规定的配置间距进行排列。以规定的配置间距进行排列是为了支持多个长度的工件1，使得能够无障碍地支承该工件1。由此构成真空回流焊炉100。
在与腔室40邻接的位置设置有具有冷却部区VII的冷却部50。该冷却部区VII是对进行了真空脱泡/脱气处理(以下称为“真空脱气处理”)、真空破坏后的工件1进行冷却的区。冷却后的工件1通过运出口12从装置被运出。
在此，参照图3A和图3B来说明焊料3的真空脱气处理例。在本例中，为以下情况：在作为工件1的印刷电路板、半导体晶圆等、特别是功率设备用途的基板5上形成焊盘电极4，在该焊盘电极4处形成焊料3。基板5的尺寸例如是宽度×长度＝250mm×300mm左右。此外，本例的焊盘电极4的尺寸是5mm×5mm左右。
图3A是焊料3未凝固的熔融焊料7的状态。图中的空心形状(圆形、椭圆形等)是空隙2的部分，随着腔室40内的真空压力变低(真空度变高)，空隙2的形状大幅生长。空隙2在抽真空处理中被拉向外部，成为该空隙2与焊料边界面之间产生真空压力差的状态。熔融焊料7内的空隙2冒到外部(脱泡/脱气)。
图3B所示的焊料3处于容器41内的真空压力已达到目标压力(以下称为目标设定压力Pf)的熔融状态。在本发明中，通过图6中说明的斜率θ的抽真空控制来进行以下控制：改换抽真空控制特性，将腔室40内抽成指定的目标设定压力Pf(真空度)的真空，在如后所述那样达到预先设定的目标设定压力Pf之后，将该目标设定压力Pf维持规定时间。
这样，在达到目标设定压力Pf之前通过斜率θ的抽真空控制使熔融状态的焊料的空隙2逐渐脱泡/脱气，因此能够避免发生以往会出现的空隙2胀破(爆裂)、焊剂的飞散、焊料飞散。在真空破坏后仅在外表面附近残留小的形状的空隙。在该状态下对工件1进行冷却。由此，能够在焊盘电极4上形成已减少了空隙2的焊料3。
接着，参照图4来说明真空回流焊炉100的控制系统的结构例。根据图4所示的真空回流焊炉100的控制系统，具备操作部21、电磁阀22、泵23、真空压力传感器24、开放阀25、运入传感器26、升降机构43、板式加热器44以及控制单元60，以对预备加热部20、正式加热部30、腔室40、冷却部50以及运送机构70进行控制。控制单元60具有控制部61、存储器部62以及定时发生部63等。
操作部21与控制单元60连接，用于输入真空脱气处理时的腔室40内的目标设定压力Pf(例如，Pf＝10000[Pa])、斜率θx(例如，x＝1～4)的抽真空控制特性#1～#4等抽真空条件并将该抽真空条件设定到控制部61。抽真空控制特性#1～#4等是在正式抽真空以外的预备抽真空时获取的。用户从抽真空控制特性#1～#4等中按编号从高到低的顺序(泵输出的频率从小到大的顺序)选择期望的抽真空控制特性，来对斜率θ的抽真空控制特性进行初始设定。
作为操作部21，使用液晶显示面板、0～9数字键等。表示斜率θ的抽真空控制特性等抽真空条件的设定信息作为操作数据D21被输出到控制部61。当然，在操作部21设置有未图示的“开始按钮”，用于向控制部61进行“开始”的指示。另外，在获取抽真空控制特性#1～#4等时，从操作部21向控制部61进行执行预备抽真空的指示。
运送机构70设置于运送部13并且与控制单元60连接。作为运送机构70，使用步进式的运送装置。从控制单元60向运送机构70输出运送控制信号S13。运送控制信号S13是使移动梁18、28进行动作来对工件1进行节拍进给的信号。
预备加热部20与控制单元60连接。从控制单元60向预备加热部20输出预备加热控制信号S20。预备加热控制信号S20是使预备加热部20的加热器、风扇等进行动作来控制4个预备加热区I～IV以使工件1达到规定温度(例如180℃)的信号。
正式加热部30与控制单元60连接。从控制单元60向正式加热部30输出正式加热控制信号S30。正式加热控制信号S30是使正式加热部30的加热器、风扇等进行动作来将工件1加热到250℃的信号。升降机构43与控制单元60连接。从控制单元60向升降机构43输出升降控制信号S43。升降控制信号S43是用于对容器41进行升降的信号。
板式加热器44与控制单元60连接。从控制单元60向板式加热器44输出加热器控制信号S44。加热器控制信号S44是用于将密闭状态的容器41内维持为规定温度的信号。电磁阀22与控制单元60连接。作为电磁阀22，使用真空控制用的节气阀。从控制单元60向电磁阀22输出电磁阀控制信号S22。电磁阀控制信号S22是用于对电磁阀22的阀开度进行控制的信号。
泵23基于抽真空条件对腔室40内进行抽真空。泵23与控制单元60连接。作为泵23，使用旋转式(风机)、往复式(活塞)等的真空泵。从控制单元60向泵23输出泵驱动电压V23。例如，在将未图示的交流电动机用作泵23的驱动源的情况下，采用可变电压可变频率(VVVF)逆变器控制方式。根据该控制方式，施加与交流电动机的转速和频率f、例如f＝20Hz～60Hz大致成正比的电压。泵驱动电压V23是用于对该交流电动机的输出进行控制的电压。
控制单元60上连接有运入传感器26。运入传感器26探测工件1已被运入到炉100，从运入传感器26向控制单元60输出表示工件1已被运入到炉100的运入检测信号S26。作为运入传感器26，使用反射型或透射型的光学传感器。在本例的情况下，当探测出工件1已被运入到炉100时，向控制单元60输出运入检测信号S26，开始计时。基于该计时，根据工件1的运送速度等来计算炉100内的工件1的位置。另外，在对工件1进行节拍进给的本例中，节拍进给时间是预先设定的，因此也可以根据该节拍进给时间来计算工件1的位置。
控制单元60上连接有真空压力传感器24。真空压力传感器24构成检测部的一例，在脱泡/脱气处理时，检测腔室40的真空压力来产生真空压力检测信号S24(压力检测信息)。真空压力检测信号S24是表示腔室40内的真空压力的信号，从真空压力传感器24向控制单元60输出。作为真空压力传感器24，使用隔膜真空计、热电偶真空计、皮拉尼真空计、潘宁真空计等。
开放阀25的一方与图2示出的基台42的气体供给口203连接，另一方与未图示的N2(氮)储气罐、H2(氢)储气罐等气体供给部29连接。气体供给部29具有未图示的比例电磁阀。气体供给部29只要能够向腔室40内供给N2气(惰性气体)和H2气(还原用的活性气体)中的至少一方的气体即可。比例电磁阀对N2气、H2气等的流入量进行调整。从控制单元60向开放阀25输出开放阀控制信号S25。开放阀控制信号S25是用于对开放阀25进行控制的信号。
关于开放阀25，例如使用具有初始开放阀和主开放阀的开放阀。初始开放阀具有规定的口径，其口径小于主开放阀的口径。初始开放阀是在将气体向腔室40的流入量抑制得少的情况下或在主开放阀的前级(预)动作中使用的。主开放阀与初始开放阀相比口径大，与初始开放阀相比使更多的气体通过。通过对开放阀25进行控制，能够在真空减压中将腔室40内调整为多阶段的目标真空压力(Pa)。
冷却部50与控制单元60连接。从控制单元60向冷却部50输出冷却控制信号S50。冷却控制信号S50是用于对热交换器、风扇等进行控制的信号。冷却部50的冷却方式是涡轮风扇(氮环境)。
控制单元60具有控制部61、存储器部62以及定时发生部63。控制单元60还具备未图示的模拟数字转换器、振荡器等。控制部61上连接有存储器部62，来对控制数据D62进行存储。控制数据D62是构成标绘了以规定的泵输出对腔室40进行抽真空时的与真空度对应的抽真空时间的斜率θ(例如，θ1～θ4)的抽真空控制特性的信息(参照图6)。
在本例中，将4个斜率θ1～θ4的抽真空控制特性#1～#4制作成表来进行参照。在控制数据D62中，除了包括抽真空控制特性#1～#4所涉及的数据以外，还包括用于对预备加热部20、电磁阀22、开放阀25、正式加热部30、升降机构43、板式加热器44、冷却部50以及运送机构70进行控制的数据。作为存储器部62，使用只读存储器(Read Only Memory：ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory：RAM)、硬盘存储器(Hard Disk Drive：HDD)等。
作为控制部61，使用中央处理装置(Central Processing Unit：CPU)。抽真空控制特性#1～#4所涉及的控制数据D62在RAM中被展开。控制部61基于从预先准备了多个的斜率θ的抽真空控制特性#1～#4选择出的、初始设定的抽真空控制特性的斜率θ，以从泵输出小的抽真空控制特性向泵输出大的抽真空控制特性切换的方式执行泵23的抽真空控制。
例如，控制部61在存储器部62中设定指示器(pointer)，监视切换目的地的抽真空控制特性的斜率θ，始终将初始设定的抽真空控制特性的斜率θ与切换目的地的抽真空控制特性的斜率θ等进行比较，在抽真空过程中这双方的控制特性的斜率θ一致时，将控制从泵输出小的抽真空控制特性向泵输出大的抽真空控制特性切换。
当然，控制部61除了控制泵23以外还控制电磁阀22和开放阀25，以基于真空压力检测信号S24来调整真空度，并且将真空度保持规定时间。由此，能够扩大抽真空条件的选择度，并且能够以短时间将腔室内抽成指定的目标设定压力Pf的真空。另外，能够使熔融焊料7内的空隙2逐渐脱泡/脱气。因而，能够防止空隙2胀破(爆裂)、焊剂飞沫、焊料飞散等。
在控制部61上除了连接有存储器部62以外还连接有定时发生部63。定时发生部63接受从未图示的振荡器得到的基准时钟信号的输入以及从控制部61接受控制命令的输入，来产生上述的预备加热控制信号S20、电磁阀控制信号S22、开放阀控制信号S25、正式加热控制信号S30、升降控制信号S43、加热器控制信号S44、冷却控制信号S50以及运送控制信号S70。由此，构成真空回流焊炉100的控制系统。
接着，参照图5来说明运送机构70的结构例。在图5中，步进式的运送机构70具有固定梁17、27和移动梁18、28。移动梁18、28的进给间距例如为400mm左右。在此，以腔室40为基准，以将工件1运进来的一侧为运入侧，以将工件1运出去的一侧为运出侧。运入侧的固定梁17设置于图1示出的预备加热部20和正式加热部30，运出侧的固定梁27设置于冷却部50。
固定梁17、27在工件1的运送路16的两侧各设置了一对。移动梁18、28以相对于两侧的固定梁17、27分别沿上下和左右移动的方式进行动作(参照图中的(1)～(4)：步进)。在图中，标记a是移动梁18、28各自的原始位置Hp。移动梁18、28在运入侧和运出侧被彼此独立地驱动。
例如，运入侧的移动梁18以轨迹(1)沿垂直方向(a→b)上升，从固定梁17(固定梁45)接收工件1。接着，在载置着工件1的状态下以轨迹(2)沿水平方向(b→c)移动，以轨迹(3)沿垂直方向(c→d)下降，使工件1载置在固定梁17(固定梁45)上，之后移动梁18以轨迹(4)沿水平方向(d→a)移动，返回到原始位置Hp。这样，对工件1依次进行节拍进给。
另外，运出侧的移动梁28以轨迹(1)沿水平方向(a→b)移动。接着，以轨迹(2)沿垂直方向(b→c)上升。由此，移动梁28从固定梁45(固定梁27)接收工件1。然后，在载置着工件1的状态下以轨迹(3)沿水平方向(c→d)移动。之后，在以轨迹(4)沿垂直方向(d→a)下降而使工件1载置于固定梁27之后，返回到原始位置Hp。这样，以规定的运送速度对工件1依次进行节拍进给(在纸面上从左侧向右侧依次运送工件1)。由此，构成步进式的运送机构70。
接着，参照图6来说明抽真空控制特性#1～#4的获取例。在本例中，抽真空控制特性#1～#4是在预备抽真空时获取的。预备抽真空时是指正式抽真空时以外的时间。在图6中，纵轴是腔室内的压力P[Pa](真空度)。横轴是抽真空所需的时间t[秒]。Pf是目标设定压力，在本例中是10000[Pa]。此外，在图6的时间轴中，将容器41通过升降机构43开始向基台42侧移动以关闭腔室40的时间点设为t＝0，将腔室40关闭的时间点设为t＝k。实际上开始抽真空是从t＝k起的。以下的经过时刻是以t＝k为基准的。
在本例中，实线是以频率f＝60Hz驱动交流电动机、使泵23进行动作来对腔室40内进行抽真空的情况下的抽真空控制特性#1。该控制特性#1是能够花费约6[秒]将腔室40抽成目标设定压力Pf的真空的特性。虚线是以f＝40Hz同样地使泵23进行动作来对腔室40内进行抽真空的情况下的抽真空控制特性#2。该控制特性#2是能够花费约9[秒]将腔室40抽成目标设定压力Pf的真空的特性。
单点划线是以频率f＝30Hz同样地使泵23进行动作来对腔室40内进行抽真空的情况下的抽真空控制特性#3。该控制特性#3是能够花费约11[秒]将腔室40抽成目标设定压力Pf的真空的特性。双点划线是以f＝20Hz同样地使泵23进行动作来对腔室40内进行抽真空的情况下的抽真空控制特性#4。该控制特性#4是能够花费约16[秒]将腔室40抽成目标设定压力Pf的真空的特性。
得到泵输出Po1的频率f是60Hz，得到泵输出Po2的频率f是40Hz，得到泵输出Po3的频率f是30Hz，得到泵输出Po4的频率f是20Hz。关于这些泵输出Po1～Po4的大小关系，若以泵输出Po来说则是Po1>Po2>Po3>Po4，若以频率f来说则是60Hz>40Hz>30Hz>20Hz。
图中的θ1是抽真空控制特性#1的斜率。斜率θ1是平行于纵轴的线段j-k(虚线)与抽真空控制特性#1的曲线的切线(虚线q-r1)所形成的角度。切线q-r1的原点是开始抽真空时(100000[Pa])的曲线的起始点q。θ2与θ1同样是以切线q-r2定义的抽真空控制特性#2的斜率。θ3也同样是以切线q-r3定义的抽真空控制特性#3的斜率。θ4也同样是以切线q-r4定义的抽真空控制特性#4的斜率。在抽真空控制特性#1～#4的斜率θ1、θ2、θ3、θ4之间存在θ1<θ2<θ3<θ4的关系。斜率θ＝θ1、θ2、θ3、θ4是每单位时间的真空度的减少量，以tan(90°-θ)＝真空度/所需时间的方式给出。此外，以线段j-k为基准是基于以下情况：如上所述，将实际开始抽真空的t＝k作为经过时刻的起点。
在本例中，在预备抽真空时获取到的4个抽真空控制特性#1～#4在存储器部62(RAM等)中被展开。抽真空控制特性#1～#4以上述的起始点q相重叠的方式在同一存储器区域被展开。图中的粗虚线n-m是指针，用于寻找下一个频率f的点(控制特性的切换点)。例如，在开始抽真空的同时向空心箭头的方向(下方向)滚动指针n-m。滚动是通过由控制部61内的CPU等在RAM等中设定指示器而实现的。该滚动是为了：当初始设定了斜率θ时，滑动指示器，以将控制承接到检测出与初始设定时的抽真空控制特性的斜率θ相同的斜率θ的下一个抽真空控制特性的方式进行切换，来进行真空焊接处理(实施例1～5)。
<实施例1>
根据图7所示的腔室40的控制例(其一)，是选择了4个抽真空控制特性#1～#4的情况。在腔室40的抽真空中，为了进行使泵驱动系统的频率按20Hz→30Hz→40Hz→60Hz逐渐升高的控制，按#4～#1的顺序切换抽真空控制特性来执行泵输出控制。
在控制开始时的同时，按照斜率θ4的抽真空控制特性#4(20Hz)来驱动泵23。以频率f＝20Hz驱动泵23约3.5秒。另一方面，在开始抽真空的同时，控制部61设定图6示出的指示器来滚动指针n-m，检测下一个抽真空控制特性#3中的曲线的斜率θ4。
在本例中，是以下情况：在压力P1＝57000[Pa]处检测出抽真空控制特性#3的曲线的斜率变为θ4的切换点。在该检测出斜率θ4时的压力P1的点，以控制从抽真空控制特性#4承接到抽真空控制特性#3的方式进行切换(第一次)。在抽真空控制特性#3中也维持初始设定时的斜率θ4。
随着第一次控制切换，按照抽真空控制特性#3(30Hz)来驱动泵23。接着刚才的频率f＝20Hz来以f＝30Hz驱动泵23约1.5秒。另一方面，控制部61在第一次控制切换后也继续图6示出的指针n-m的滚动，本次检测抽真空控制特性#2中的曲线的斜率θ4。
在本例中，是以下情况：在压力P2＝43000[Pa]处检测出抽真空控制特性#2的曲线的斜率变为θ4的切换点。在该检测出斜率θ4时的压力P2的点，将控制从抽真空控制特性#3向抽真空控制特性#2切换(第二次)。在抽真空控制特性#2中也维持初始设定时的斜率θ4。
随着第二次控制切换，按照抽真空控制特性#2(40Hz)来驱动泵23。接着刚才的频率f＝30Hz来以f＝40Hz驱动泵23约1.5秒。另一方面，控制部61在第二次控制切换后也继续图6示出的指针n-m的滚动，并且，检测抽真空控制特性#1中的曲线的斜率θ4。
在本例中，是以下情况：在压力P3＝27000[Pa]处检测出抽真空控制特性#1的曲线的斜率变为θ4的切换点。在该检测出斜率θ4时的压力P3的点，将控制从抽真空控制特性#2向抽真空控制特性#1切换(第三次)。在抽真空控制特性#1中也维持初始设定时的斜率θ4。接着频率f＝40Hz来在剩余的时间内以f＝60Hz驱动泵23。
由此，能够在维持初始设定时的斜率θ4、即将每单位时间的真空度的减少量保持为固定的同时改换抽真空控制特性#4→#3→#2→#1，来以短时间将腔室40内抽成指定的目标设定压力Pf的真空。在本例中，腔室40从抽真空开始花费约9[秒]达到目标设定压力Pf。在此，改换控制特性是指：例如在检测出上述的斜率θ4时，切掉图6所示的抽真空控制特性#4的压力P1以下的曲线，且切掉抽真空控制特性#3的压力P1以上的曲线，将切割后的抽真空控制特性#3向右侧移位并将抽真空控制特性#4的曲线与抽真空控制特性#3的曲线连接。其它也应该同样地解释。
<实施例2>
根据图8所示的腔室40的控制例(其二)，是选择了3个抽真空控制特性#1～#3的情况。在腔室40的抽真空中，为了进行使泵驱动系统的频率按30Hz→40Hz→60Hz逐渐升高的控制，按#3～#1的顺序切换抽真空控制特性来执行泵输出控制。
在控制开始时的同时，按照斜率θ3的抽真空控制特性#3(30Hz)来驱动泵23。以频率f＝30Hz驱动泵23约3.5秒。另一方面，控制部61与实施例1同样地滚动指针n-m，检测下一个抽真空控制特性#2中的曲线的斜率θ3。
在本例中，是以下情况：在压力P1＝50000[Pa]处检测出抽真空控制特性#2的曲线的斜率变为θ3的切换点。在该检测出斜率θ3时的压力P1的点，以控制从抽真空控制特性#3承接到抽真空控制特性#2的方式进行切换(第一次)。在抽真空控制特性#2中也维持初始设定时的斜率θ3。
随着第一次控制切换，按照抽真空控制特性#2(40Hz)来驱动泵23。接着刚才的频率f＝30Hz来以f＝40Hz驱动泵23约1.5秒。另一方面，控制部61在第一次控制切换后也同样地继续指针n-m的滚动，本次检测抽真空控制特性#1中的曲线的斜率θ3。
在本例中，是以下情况：在压力P2＝27000[Pa]处检测出抽真空控制特性#1的曲线的斜率变为θ3的切换点。在该检测出斜率θ3时的压力P2的点，将控制从抽真空控制特性#2向抽真空控制特性#1切换(第二次)。在抽真空控制特性#1中也维持初始设定时的斜率θ3。接着频率f＝40Hz来在剩余的时间内以f＝60Hz驱动泵23。
由此，能够在维持初始设定时的斜率θ3的同时改换抽真空控制特性#3→#2→#1，来以短时间将腔室40内抽成指定的目标设定压力Pf的真空。在本例中，腔室40从抽真空开始花费约8[秒]达到目标设定压力Pf。
<实施例3>
根据图9所示的腔室40的控制例(其三)，是选择了2个抽真空控制特性#2和#3的情况。是以下情况：在腔室40的抽真空中，为了以30Hz→40Hz这2个阶段对泵驱动系统的频率进行控制，从#3向#2切换抽真空控制特性来执行泵输出控制。
在控制开始时的同时，与实施例2同样地，按照斜率θ3的抽真空控制特性#3(30Hz)来驱动泵23。以频率f＝30Hz驱动泵23约3.5秒。另一方面，控制部61与实施例2同样地滚动指针n-m，检测下一个抽真空控制特性#2中的曲线的斜率θ3。
在本例中，是以下情况：在压力P1＝50000[Pa]处检测出抽真空控制特性#2的曲线的斜率变为θ3的切换点。在该检测出斜率θ3时的压力P1的点，以控制从抽真空控制特性#3承接到抽真空控制特性#2的方式进行切换。在抽真空控制特性#2中也维持初始设定时的斜率θ3。
随着该控制切换，按照抽真空控制特性#2(40Hz)来驱动泵23。接着刚才的频率f＝30Hz来在剩余的时间内以f＝40Hz驱动泵23。由此，能够在维持初始设定时的斜率θ3的同时，从抽真空控制特性#3向#2改换，来以短时间将腔室40内抽成指定的目标设定压力Pf的真空。在本例中，腔室40从抽真空开始花费约9[秒]达到目标设定压力Pf。
<实施例4>
根据图10所示的腔室40的控制例(其四)，是选择了2个抽真空控制特性#1和#3的情况。是以下情况：在腔室40的抽真空中，为了以30Hz→60Hz这2个阶段对泵驱动系统的频率进行控制，从#3向#1切换抽真空控制特性来执行泵输出控制。
在控制开始时的同时，与实施例2、3同样地，按照斜率θ3的抽真空控制特性#3(30Hz)来驱动泵23。以频率f＝30Hz驱动泵23约5.5秒。另一方面，控制部61与实施例2、3同样地滚动指针n-m，检测下一个抽真空控制特性#1中的曲线的斜率θ3。
在本例中，是以下情况：在压力P1＝30000[Pa]处检测出抽真空控制特性#1的曲线的斜率变为θ3的切换点。在该检测出斜率θ3时的压力P1的点，以控制从抽真空控制特性#3承接到抽真空控制特性#1的方式进行切换。在抽真空控制特性#1中也维持初始设定时的斜率θ3。
随着该控制切换，按照抽真空控制特性#1(60Hz)来驱动泵23。接着刚才的频率f＝30Hz来在剩余的时间内以f＝60Hz驱动泵23。由此，能够在维持初始设定时的斜率θ3的同时，从抽真空控制特性#3向#1改换，来以短时间将腔室40内抽成指定的目标设定压力Pf的真空。在本例中，腔室40从抽真空开始花费约8[秒]达到目标设定压力Pf。
<实施例5>
根据图11所示的腔室40的控制例(其五)，是选择了2个抽真空控制特性#1和#2的情况。是以下情况：在腔室40的抽真空中，为了以40Hz→60Hz这2个阶段对泵驱动系统的频率进行控制，从#2向#1切换抽真空控制特性来执行泵输出控制。
在控制开始时的同时，按照斜率θ2的抽真空控制特性#2(40Hz)来驱动泵23。以频率f＝40Hz驱动泵23约3秒。另一方面，控制部61与实施例2～4同样地移动指针n-m，检测下一个抽真空控制特性#1中的曲线的斜率θ2。
在本例中，是以下情况：在压力P1＝40000[Pa]处检测出抽真空控制特性#1的曲线的斜率变为θ2的切换点。在该检测出斜率θ2时的压力P1的点，以控制从抽真空控制特性#2承接到抽真空控制特性#1的方式进行切换。在抽真空控制特性#1中也维持初始设定时的斜率θ2。
随着该控制切换，按照抽真空控制特性#1(60Hz)来驱动泵23。接着刚才的频率f＝40Hz来在剩余的时间内以f＝60Hz驱动泵23。由此，能够在维持初始设定时的斜率θ2的同时，从抽真空控制特性#2向#1改换，来以短时间将腔室40内抽成指定的目标设定压力Pf的真空。在本例中，腔室40从抽真空开始花费约6.5[秒]达到目标设定压力Pf。
接着，关于本发明所涉及的真空焊接处理装置的控制方法，参照图12～图17来说明真空回流焊炉100的控制例。图12是真空回流焊炉100的温度曲线。在图12中，纵轴是预备加热区I～IV、正式加热区V、真空脱泡/脱气处理区VI以及冷却区VII中的工件温度T[℃]，横轴表示经过时刻t1[秒]～t7[秒]。图中的粗线的曲线是真空回流焊炉100中的工件温度特性。
图13～图17所示的流程图是以工件1为基准的控制例，在腔室40的运入侧和运出侧还同时进行其它工件1的处理，但是为了使说明易于理解，关注该腔室40的前后的一个工件1的动作来进行说明。
根据本例的真空焊接处理装置的控制方法，是在真空环境下对工件1进行焊接处理的情况，在预备抽真空处理中预先准备了图6示出的4个抽真空控制特性#1～#4，将控制数据D62制作成表后存储在存储器部62中。
在控制部61中设定下面的抽真空条件。
i.通过操作部21来接受斜率θ抽真空控制的设定。例如，列举了下面的情况作为例子：图7示出的选择了4个抽真空控制特性#1～#4、初始设定了斜率θ4抽真空控制；选择3个抽真空控制特性#1～#3、初始设定了斜率θ3抽真空控制；以及选择2个抽真空控制特性#1、#2、初始设定了斜率θ2抽真空控制。
ii.在工件1被投入到腔室40内之前，将工件1加热到规定温度。
iii.在工件1被投入到腔室40内时，保持投入到腔室40内之前的工件1的规定温度。
iv.控制部61实时地监视切换目的地的抽真空控制特性的斜率θ，始终将初始设定的抽真空控制特性的斜率θ与切换目的地的抽真空控制特性的斜率θ进行比较，在抽真空过程中这双方的控制特性的斜率θ、θ一致时，将控制从泵输出小的抽真空控制特性向泵输出大的抽真空控制特性切换。
将这些作为真空焊接处理的控制条件，在图13所示的步骤ST1(工序)中，控制部61接受初始设定。在该初始设定中，使用操作部21，对控制部61从4个斜率θ1～θ4的抽真空控制特性#1～#4中选择期望的斜率θ的抽真空控制特性#1～#4。用户从抽真空控制特性#1～#4等中按编号从高到低的顺序(泵输出的频率从小到大的顺序)选择期望的斜率θ的抽真空控制特性，来对斜率θ的抽真空控制特性进行初始设定。在此得到的设定信息为操作数据D21，被输出到控制部61。
在步骤ST2中，控制部61运入工件1。工件1的运入是通过由用户按下设置于操作部21的开始按钮等而进行的。当指示控制部61开始时，控制部61执行运送机构70的驱动控制。此时，从控制单元60向运送机构70输入运送控制信号S13，该运送机构70基于该运送控制信号S13来使移动梁18、28进行动作，对工件1进行节拍进给。节拍进给动作不是本发明的本质，因此省略其说明。另外，当探测出工件1已被运入到炉100时，向控制单元60输出运入检测信号S26，开始计时。基于该计时，能够根据节拍进给时间来计算工件1的位置。
在步骤ST3中，控制部61对工件1执行预备加热处理。此时，从控制单元60向预备加热部20输入预备加热控制信号S20，该预备加热部20基于该预备加热控制信号S20来使4个预备加热区I～IV进行动作，将工件1逐渐加热(1350℃→160℃→170℃→180℃左右)以使其达到规定温度(例如180℃)。
例如，在图12示出的温度曲线中，在预备加热区I，在时刻t0至t1将炉内从常温加热到温度130℃附近。在预备加热区II，在时刻t1至t2将炉内从温度130℃加热到温度160℃附近。在预备加热区III，在时刻t2至t3将炉内加热到温度160℃～170℃附近。在预备加热区VI，在时刻t3至t4将炉内加热到温度170℃～180℃附近。
在步骤ST4中，控制部61对工件1执行正式加热处理。此时，从控制单元60向正式加热部30输入正式加热控制信号S30，该正式加热部30基于该正式加热控制信号S30来使正式加热部30的加热器、风扇等进行动作，将工件1加热到250℃。根据图12示出的温度曲线，在正式加热区V，在时刻t4至t5将炉内加热到温度230℃～260℃附近。
在步骤ST5中，控制部61对工件1执行真空脱气处理。根据本例的真空脱气处理，转移至图14所示的副例程。
转移至步骤ST61后，控制部61执行容器41的下降控制(腔室下降)。从控制单元60向升降机构43输入升降控制信号S43，该升降机构43使未图示的缸等进行动作来使容器41成为密闭状态。
另外，从控制单元60向板式加热器44输入加热器控制信号S44，该板式加热器44基于该加热器控制信号S44将工件1的温度维持为240℃。在本例中，在图12示出的真空脱泡/脱气处理区VI，在时刻t5至t6将容器41内维持为温度230℃～250℃附近。
之后，在步骤ST62中，控制部61对应于是初始设定了斜率θ4抽真空控制、还是初始设定了除此以外的斜率θ3抽真空控制或斜率θ2抽真空控制，使控制产生分支。例如，在选择4个抽真空控制特性#1～#4、初始设定了斜率θ4抽真空控制的情况下，转移至步骤ST63，控制部61执行θ4抽真空控制。
在本例中，转移至图15所示的副例程，控制部61在步骤ST401中，如图7所示那样以斜率θ4的抽真空控制特性#4来对泵输出进行控制。在控制开始时的同时，按照斜率θ4的抽真空控制特性#4(20Hz)来驱动泵23，进行腔室40内的抽真空处理。
在该抽真空处理中，从控制单元60向开放阀25输入开放阀控制信号S25，初始开放阀和主开放阀均被设为“完全闭合”。另外，从控制单元60向电磁阀22输入电磁阀控制信号S22，该电磁阀22基于该电磁阀控制信号S22来驱动阀以使阀开度＝“完全打开”。
然后，控制部61控制电磁阀22和泵23来进行腔室40内的抽真空处理。在阀开度＝“完全打开”的前后，从控制单元60向泵23输入泵驱动电压V23，该泵23基于该泵驱动电压V23对腔室40内进行抽真空。例如，泵23以以下方式进行动作：以沿着斜率θ4的抽真空控制特性#4(20Hz)的吸入量来抽出容器41内的空气。
接着，在步骤ST402中，控制部61检测下一个抽真空控制特性#3中的曲线的斜率θ4。在本例中，控制部61在抽真空开始的同时设定图6示出的指示器来滚动指针n-m，在抽真空控制特性#3中检测出作为其曲线的斜率变为θ4的切换点的压力P1＝57000[Pa](参照图7)。
在未检测出该压力P1的情况下，返回到步骤ST403，继续以抽真空控制特性#4进行抽真空。在步骤ST402中检测出抽真空控制特性#3中的曲线的斜率θ4的情况下，转移至步骤ST404，控制部61以在检测出斜率θ4时的压力P1的点将控制从抽真空控制特性#4承接到抽真空控制特性#3的方式进行切换(第一次)。在抽真空控制特性#3时，也维持初始设定时的斜率θ4，按照抽真空控制特性#3(30Hz)来驱动泵23。
然后，在步骤ST405中，控制部61检测下一个抽真空控制特性#2中的曲线的斜率θ4。在本例中，控制部61在第一次控制切换后也继续图6示出的指针n-m的滚动，来检测抽真空控制特性#2中的曲线的斜率θ4。在本例中，控制部61检测出作为抽真空控制特性#2的曲线的斜率变为θ4的切换点的压力P2＝43000[Pa](参照图7)。
在未检测出该压力P2的情况下，返回到步骤ST406，继续以抽真空控制特性#3进行抽真空。在步骤ST405中检测出抽真空控制特性#2中的曲线的斜率θ4的情况下，转移至步骤ST407，控制部61以在检测出斜率θ4时的压力P2的点将控制从抽真空控制特性#3承接到抽真空控制特性#2的方式进行切换(第二次)。在抽真空控制特性#2时也维持初始设定时的斜率θ4，按照抽真空控制特性#2(40Hz)来驱动泵23。
然后，在步骤ST408中，控制部61检测下一个抽真空控制特性#1中的曲线的斜率θ4。在本例中，控制部61在第二次控制切换后也继续图6示出的指针n-m的滚动，来检测抽真空控制特性#1中的曲线的斜率θ4。在本例中，控制部61检测出作为抽真空控制特性#1的曲线的斜率变为θ4的切换点的压力P3＝27000[Pa](参照图7)。
在未检测出该压力P3的情况下，返回到步骤ST409，继续以抽真空控制特性#2进行抽真空。在步骤ST408中检测出抽真空控制特性#1中的曲线的斜率θ4的情况下，转移至步骤ST410，控制部61以在检测出斜率θ4时的压力P3的点将控制从抽真空控制特性#2承接到抽真空控制特性#1的方式进行切换(第三次)。在抽真空控制特性#1时也维持初始设定时的斜率θ4，按照抽真空控制特性#1(60Hz)来驱动泵23。
然后，在步骤ST411中，控制部61对应于腔室40是否已达到目标设定压力Pf(例如，Pf＝10000[Pa])来使控制产生分支。在腔室40未达到目标设定压力Pf的情况下，返回到步骤ST412，继续以抽真空控制特性#1进行抽真空。在步骤ST411中为已达到目标设定压力Pf的情况下，返回到副例程的步骤ST63。通过该θ4抽真空控制，能够改换抽真空控制特性#4→#3→#2→#1，来以短时间将腔室40内抽成指定的目标设定压力Pf的真空。
另外，在上述的步骤ST62中为初始设定了斜率θ4抽真空控制以外的θx(x＝2或3)抽真空控制的情况下，转移至步骤ST64，控制部61对应于是初始设定了斜率θ3抽真空控制还是初始设定了除此以外的斜率θ2抽真空控制，来使控制产生分支。例如，在选择3个抽真空控制特性#1～#3、初始设定了斜率θ3抽真空控制的情况下，转移至步骤ST65，控制部61执行θ3抽真空控制。
在本例中，转移至图16所示的副例程，控制部61在步骤ST601中，如图8所示那样以斜率θ3的抽真空控制特性#3来对泵输出进行控制。在控制开始时的同时，按照斜率θ3的抽真空控制特性#3(30Hz)来驱动泵23。
接着，在步骤ST602中，控制部61检测下一个抽真空控制特性#2中的曲线的斜率θ3。在本例中，控制部61在开始抽真空的同时设定图6示出的指示器来滚动指针n-m，在抽真空控制特性#2中检测出作为其曲线的斜率变为θ3的切换点的压力P1＝50000[Pa](参照图8)。
在未检测出该压力P1的情况下，返回到步骤ST603来继续以抽真空控制特性#3进行抽真空。在步骤ST602中检测出抽真空控制特性#2中的曲线的斜率θ3的情况下，转移至步骤ST604，控制部61以在检测出斜率θ3时的压力P1的点将控制从抽真空控制特性#3承接到抽真空控制特性#2的方式进行切换(第一次)。在抽真空控制特性#2时也维持初始设定时的斜率θ3，按照抽真空控制特性#2(40Hz)来驱动泵23。
然后，在步骤ST605中，控制部61检测下一个抽真空控制特性#1中的曲线的斜率θ3。在本例中，控制部61在第一次控制切换后也继续图6示出的指针n-m的滚动，来检测抽真空控制特性#1中的曲线的斜率θ3。在本例中，控制部61检测出作为抽真空控制特性#1的曲线的斜率变为θ的切换点的压力P2＝27000[Pa](参照图8)。
在未检测出该压力P2的情况下，返回到步骤ST606，继续以抽真空控制特性#2进行抽真空。在步骤ST605中检测出抽真空控制特性#1中的曲线的斜率θ3的情况下，转移至步骤ST607，控制部61以在检测出斜率θ3时的压力P2的点将控制从抽真空控制特性#2承接到抽真空控制特性#1的方式进行切换(第二次)。在抽真空控制特性#1时也维持初始设定时的斜率θ3，按照抽真空控制特性#1(60Hz)来驱动泵23。
然后，在步骤ST608中，控制部61对应于腔室40是否已达到目标设定压力Pf来使控制产生分支。在腔室40未达到目标设定压力Pf的情况下，返回到步骤ST609，继续以抽真空控制特性#1进行抽真空。在步骤ST608中为已达到目标设定压力Pf的情况下，返回到副例程的步骤ST65。通过该θ3抽真空控制，能够改换抽真空控制特性#3→#2→#1，来以短时间将腔室40内抽成指定的目标设定压力Pf的真空。
另外，在上述的步骤ST64中为初始设定了斜率θ2抽真空控制的情况下，转移至步骤ST66，控制部61执行斜率θ2抽真空控制。例如，在选择2个抽真空控制特性#1和#2、初始设定了斜率θ2抽真空控制的情况下，转移至步骤ST66。在本例中，转移至图17所示的副例程，控制部61在步骤ST701中，如图11所示那样以斜率θ2的抽真空控制特性#2来对泵输出进行控制。在控制开始时的同时按照斜率θ2的抽真空控制特性#2(40Hz)来驱动泵23。
接着，在步骤ST702中，控制部61检测下一个抽真空控制特性#1中的曲线的斜率θ2。在本例中，控制部61在开始抽真空的同时设定图6示出的指示器来滚动指针n-m，在抽真空控制特性#1中检测出作为其曲线的斜率变为θ2的切换点的压力P1＝40000[Pa](参照图11)。
在未检测出该压力P1的情况下，返回到步骤ST703，继续以抽真空控制特性#2进行抽真空。在步骤ST702中检测出抽真空控制特性#1中的曲线的斜率θ2的情况下，转移至步骤ST704，控制部61以在检测出斜率θ2时的压力P1的点将控制从抽真空控制特性#2承接到抽真空控制特性#1的方式进行切换。在抽真空控制特性#1时也维持初始设定时的斜率θ2，按照抽真空控制特性#1(60Hz)来驱动泵23。
然后，在步骤ST705中，控制部61对应于腔室40是否已达到目标设定压力Pf来使控制产生分支。在腔室40未达到目标设定压力Pf的情况下，返回到步骤ST706，继续以抽真空控制特性#1进行抽真空。在步骤ST705中为已达到目标设定压力Pf的情况下，返回到副例程的步骤ST66。通过该θ2抽真空控制，能够改换抽真空控制特性#2→#1，来以短时间将腔室40内抽成指定的目标设定压力Pf的真空。
并且，在步骤ST67中，控制部61将目标设定压力Pf维持规定时间(真空度维持时间等)。在此，控制部61调整电磁阀22和开放阀25以真空度维持时间和目标设定压力Pf来保持腔室40内的真空压力。真空度维持时间是在真空处理时间＝工件·单位节拍待机时间这一设定中、能够不对节拍运送产生障碍地在真空处理时间内维持目标设定压力Pf的可设定最大限度时间。如果工件·单位节拍待机时间短，则该真空回流焊炉的吞吐率提高。
然后，在步骤ST68中，控制部61判别是否已结束真空脱气处理。此时，例如在本例的情况下，工件1是节拍进给的，因此以所设定的节拍进给时间为基准来进行判别。由此，能够进行在指定时间内将腔室40内的真空压力保持为固定气压的焊接(空隙去除)处理(真空脱气处理)。
在节拍进给时间期满的情况下结束监视，在步骤ST69中，控制部61开始腔室40内的真空破坏。在该真空破坏中，例如，停止泵23并使开放阀25进行动作，向腔室40内供给N2气来使容器41内的真空压力以固定的比率(一次函数性地)逐渐上升(参照图7的直线特性)。
如果腔室40内的真空压力变为大气压，则转移至步骤ST70，控制部61控制升降机构43以使容器41上升。在升降机构43中，从控制单元60输入升降控制信号S43，基于该升降控制信号S43来使未图示的缸等进行动作，使容器41成为开放状态。
然后，在步骤ST71中，控制部61执行工件运出处理。从控制单元60向运送机构70输入运送控制信号S70，该运送机构70基于该运送控制信号S70来使移动梁28进行动作，对工件1进行节拍进给(参照图5)。运送机构70构成为：当工件1从基台42上被运出时，将下一个工件1运入到基台42上。
在向冷却部50递送工件1的情况下，返回到主例程的步骤ST5，并转移至步骤ST6。在步骤ST6中，控制部61执行工件1的冷却处理。此时，从控制单元60向冷却部50输入冷却控制信号S50，该冷却部50基于该冷却控制信号S50来使热交换器、风扇等进行动作，对工件1进行冷却。由此，能够将工件1冷却到期望的温度、在本例中为60℃。
然后，在步骤ST7中，控制部61控制运送机构70以将工件1从冷却部50向外部运出。之后，在步骤ST8中，控制部61执行是否已结束全部工件1的真空焊接处理的判断。在工件1的真空焊接处理尚未全部结束的情况下，返回到步骤ST2，继续工件1的运入处理、工件1的加热处理、工件1的真空脱气处理及工件1的冷却处理。在已结束全部工件1的真空焊接处理的情况下结束控制。
这样，根据作为实施方式的真空回流焊炉100及其控制方法，具备控制部61，该控制部61预先准备4个抽真空控制特性#1～#4来执行泵23的抽真空控制，控制部61构成为：以斜率θ的抽真空控制特性来执行泵输出控制，实时地在切换目的地的斜率θ的抽真空控制特性中监视斜率θ，基于初始设定的抽真空控制特性的斜率θ来从泵输出小的抽真空控制特性向泵输出大的抽真空控制特性切换。
通过该控制，能够扩大抽真空条件的选择度，并且能够以短时间将腔室内抽成指定的目标设定压力Pf的真空。由此，能够调整腔室的吞吐率。另一方面，能够抑制空隙的产生，防止焊剂、部件等的飞散。在上述的例子中，已达到目标压力Pf的熔融状态的焊料的空隙通过斜率θ的抽真空控制特性的抽真空而逐渐被脱泡/脱气，该斜率θ的抽真空控制特性标绘了以规定的泵输出对腔室进行抽真空时的与真空度对应的抽真空时间。由此，能够防止焊剂飞沫、焊料飞散等，从而能够在所设定的真空度下进行空隙少的高质量的真空焊接处理。
此外，在上述的实施方式中，说明了实时地监视切换目的地的抽真空控制特性的斜率θ、基于该监视来切换抽真空控制特性的方法，但是不限于此。也可以是，控制部61基于真空压力检测信号S24来参照抽真空控制特性，在腔室内的真空压力达到抽真空控制特性的真空度的切换点时，将泵输出从斜率θ大的抽真空控制特性向斜率θ小的抽真空控制特性切换。
例如，控制部61在预备抽真空时获取上述的4个抽真空控制特性#1～#4，来制作图6示出的表。根据该表，预先在表上找出(运算)对初始设定的斜率θ的抽真空控制特性进行切换的点。事先将通过该运算而得到的切换点的控制数据D62存储在存储器部62中。图18中示出了其保存例。
在本例中，能够设定与抽真空控制特性的组合例、抽真空控制特性#4→#3→#2→#1、抽真空控制特性#4→#3→#1、抽真空控制特性#4→#2→#1、抽真空控制特性#4→#1、抽真空控制特性#3→#2→#1、抽真空控制特性#3→#2、抽真空控制特性#3→#1、抽真空控制特性#2→#1…对应的斜率θ＝θ4、θ3、θ2…的抽真空控制。当然，不限于抽真空控制特性#4、#3、#2、#1这4个。
在正式抽真空时，控制部61执行以下步骤：检测腔室40的真空压力，并且基于压力检测信息(真空压力检测信号S24)来参照制作成表的抽真空控制特性#1～#4；以及在腔室40内的真空压力(真空度)达到对抽真空控制特性进行切换的点时，将泵输出从斜率θ大的抽真空控制特性向斜率θ小的抽真空控制特性切换。
例如，在图18示出的泵输出控制的项目中，括弧内的P43是在执行抽真空控制特性#4时从该控制特性#4向控制特性#3切换的点的真空压力。在以该控制特性#4执行控制的过程中，在检测出表示真空压力P43的真空压力检测信号S24的时间点，控制部61以将控制从抽真空控制特性#4承接到该控制特性#3的方式进行切换。
P32是在执行抽真空控制特性#3时从该控制特性#3向控制特性#2切换的点的真空压力。在检测出表示该真空压力P32的真空压力检测信号S24的时间点，控制部61以将控制从抽真空控制特性#3承接到该控制特性#2的方式进行切换。
P21是在执行抽真空控制特性#2时从该控制特性#2向控制特性#1切换的点的真空压力。在检测出表示该真空压力P21的真空压力检测信号S24的时间点，控制部61以将控制从抽真空控制特性#2承接到该控制特性#1的方式进行切换。真空压力P43、P32、P21均是在正式抽真空前根据制作成表的抽真空控制特性#1～#4而预先求出的。
其它抽真空控制特性的组合例也是同样地被定义而应用的，因此省略其说明。这些程序、控制数据D62保存在存储器部62中。通过这些控制，也能够以短时间将腔室40内抽成指定的目标设定压力Pf的真空。而且，从实时地监视斜率θ的控制变为检测真空压力检测信号S24的控制能够减轻控制部61的负担。
另外，在本发明中，具备控制部61，该控制部61预先准备多个标绘了以规定的泵输出对腔室40进行抽真空时的与真空度对应的抽真空时间的斜率θ的抽真空控制特性，基于初始设定的抽真空控制特性的斜率θ，以从泵输出小的抽真空控制特性向泵输出大的抽真空控制特性切换的方式执行泵的抽真空控制。根据这一情况，在以下情况下也能够应用：在初始设定的斜率θ的抽真空控制特性变为与斜率θ相差规定以上的斜率(例如+20～50％左右：以下称为阈值斜率θth)的情况下，向其它抽真空控制特性切换。
在此阈值斜率θth是指切换判别基准，根据抽真空控制特性的设定数而不同，还根据从所设定的多个控制特性中选择的特性而不同。能够如以下那样兼顾空隙的产生率、抽真空时间等来适当设定阈值斜率θth：在上述实施例中说明的抽真空特性#4→#3→#2→#1的情况下，在20～50％的范围、优选为30～50％内选择阈值斜率θth，在抽真空控制特性#4→#3→#1的情况下在30～40％的范围内选择阈值斜率θth。
即，在真空回流焊炉100的控制方法中，控制部61在抽真空过程中始终将初始设定的抽真空控制特性的斜率θ与上述的阈值斜率θth进行比较，在初始设定的抽真空控制特性的斜率θ超过阈值斜率θth时，将控制从泵输出小的抽真空控制特性向泵输出大的抽真空控制特性切换。根据该控制，也能够扩大上述的抽真空条件的选择度，并且也能够以短时间将腔室内抽成指定的目标设定压力Pf的真空等。
产业上的可利用性
本发明极适合应用于具备以下功能的真空回流焊炉：在将表面安装用的部件等置于基板上的规定位置来对该部件与基板进行焊接处理时，对真空熔融状态的焊料进行脱泡/脱气处理。
附图标记说明
10：主体部；11：运入口；12：运出口；13：运送部；16：运送路；17、27：固定梁；18、28：移动梁；20：预备加热部(加热部)；21：操作部；23：泵；24：真空压力传感器；25：开放阀；26：运入传感器；29：气体供给部；30：正式加热部(加热部)；40：腔室；41：容器；42：基台；43：升降机构；44：板式加热器(加热部)；45、46：固定梁(支承部)；47：支脚；48：密封构件；50：冷却部；100：真空回流焊炉(真空焊接处理装置)。

Claims (8)

1.一种真空焊接处理装置，具备：
腔室，在该腔室中能够在真空环境下对工件进行焊接处理；
操作部，其用于设定所述腔室的抽真空条件；
泵，其基于所述抽真空条件来对所述腔室进行抽真空；以及
控制部，其预先准备多个标绘了以规定的泵输出对所述腔室进行抽真空时的与所述真空度对应的抽真空时间的斜率θ的抽真空控制特性，
所述控制部基于初始设定的所述抽真空控制特性的斜率θ，以从所述泵输出小的所述抽真空控制特性向泵输出大的所述抽真空控制特性切换的方式执行所述泵的抽真空控制。
2.根据权利要求1所述的真空焊接处理装置，其特征在于，
所述控制部监视切换目的地的所述抽真空控制特性的斜率θ，
所述控制部始终将初始设定的所述抽真空控制特性的斜率θ与切换目的地的所述抽真空控制特性的斜率θ进行比较，在抽真空过程中这双方的所述抽真空控制特性的斜率θ一致时，将控制从所述泵输出小的所述抽真空控制特性向泵输出大的所述抽真空控制特性切换。
3.根据权利要求1所述的真空焊接处理装置，其特征在于，还具备：
检测部，其检测所述腔室的真空压力并输出压力检测信息；以及
存储器部，其存储将所述抽真空控制特性制作成表的数据，
其中，所述控制部基于所述压力检测信息来参照抽真空控制特性，
所述控制部在所述腔室内的真空压力达到所述抽真空控制特性的真空度的切换点时，将所述泵输出从所述斜率θ大的所述抽真空控制特性向所述斜率θ小的所述抽真空控制特性切换。
4.根据权利要求1所述的真空焊接处理装置，其特征在于，
所述控制部在抽真空过程中始终将初始设定的所述抽真空控制特性的斜率θ与作为切换判别基准的阈值斜率θth进行比较，在初始设定的所述抽真空控制特性的斜率θ超过所述阈值斜率θth时，将控制从所述泵输出小的所述抽真空控制特性向泵输出大的所述抽真空控制特性切换。
5.一种真空焊接处理装置的控制方法，由在真空环境下对工件进行焊接处理的真空焊接处理装置的控制部执行以下步骤：
获取并存储多个以规定的泵输出对用于进行所述焊接处理的腔室进行抽真空来标绘与真空度对应的抽真空时间而得到的规定的斜率θ的抽真空控制特性；
设定所述斜率θ的抽真空控制特性；以及
基于所设定的所述抽真空控制特性的斜率θ，以从所述泵输出小的所述抽真空控制特性向泵输出大的所述抽真空控制特性切换的方式对所述泵输出进行控制。
6.根据权利要求5所述的真空焊接处理装置的控制方法，其特征在于，
所述控制部在预备抽真空时执行获取所述抽真空控制特性来制作表的步骤，
所述控制部在正式抽真空时执行以下步骤：
监视切换目的地的所述抽真空控制特性的斜率θ；
始终将初始设定的所述抽真空控制特性的斜率θ与切换目的地的所述抽真空控制特性的斜率θ进行比较；以及
在抽真空过程中这双方的所述抽真空控制特性的斜率θ一致时，将控制从所述泵输出小的所述抽真空控制特性向泵输出大的所述抽真空控制特性切换。
7.根据权利要求5所述的真空焊接处理装置的控制方法，其特征在于，
所述控制部在预备抽真空时执行获取所述抽真空控制特性来制作表的步骤以及找出对初始设定的斜率θ的所述抽真空控制特性进行切换的点的步骤，
所述控制部在正式抽真空时执行以下步骤：
检测所述腔室的真空压力，并且基于所述压力检测信息来参照制作成表的所述抽真空控制特性；以及
在所述腔室内的真空压力达到对所述抽真空控制特性进行切换的点时，将所述泵输出从所述斜率θ大的所述抽真空控制特性向所述斜率θ小的所述抽真空控制特性切换。
8.根据权利要求5所述的真空焊接处理装置的控制方法，其特征在于，
所述控制部在抽真空过程中始终将初始设定的所述抽真空控制特性的斜率θ与作为切换判别基准的阈值斜率θth进行比较，在初始设定的所述抽真空控制特性的斜率θ超过所述阈值斜率θth时，将控制从所述泵输出小的所述抽真空控制特性向泵输出大的所述抽真空控制特性切换。
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