JP2003071562A

JP2003071562A - リフロー装置の排気制御方法及びリフロー装置

Info

Publication number: JP2003071562A
Application number: JP2001261476A
Authority: JP
Inventors: Nobuyasu Nagafuku; 信育永福; Akira Iizuka; 章飯塚; Masaru Nonomura; 勝野々村; Toshihiro Abe; 俊宏阿部
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2001-08-30
Filing date: 2001-08-30
Publication date: 2003-03-11

Abstract

(57)【要約】【課題】排気の不必要なときには送風機を運転させず
に電力消費を削減でき、かつそれぞれの吸込ダクトから
の排気を制御することで、外気流入による電力増加を抑
制できるリフロー装置の排気制御方法及びリフロー装置
を得る。【解決手段】基板搬入口１１及び基板搬出口１３から
漏れる炉体内の熱気を、基板搬入口１１及び基板搬出口
１３の外部に設けた吸込ダクト３１，３２から吸引して
装置外部へ排気するリフロー装置の排気制御方法であっ
て、吸込ダクト３１，３２に接続した排気用ブロワ３５
の運転を炉体１７の温度に基づいて制御すると共に、基
板搬入口１１及び基板搬出口１３に設けたそれぞれの吸
込ダクト３１，３２からの吸引を、それぞれの吸込ダク
ト３１，３２に介装した制御バルブ４１，４２及び排気
用ブロワ３５によって制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、炉体内の熱気を装
置外部へ排気するリフロー装置の排気制御方法及びリフ
ロー装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】炉体に設けた基板搬入口から基板を搬入
し、基板に予め塗布したクリーム半田を内部の加熱源で
溶融して実装部品を基板に固着した後、基板搬出口から
搬出して部品実装基板を得る装置に、リフロー装置があ
る。この種のリフロー装置では、近年、消費電力の削減
が要求されると共に、生産する基板の機種切替え時や生
産完了後の炉体冷却時間の短縮が要求されている。例え
ば特開平７−２１２０２７号公報に、炉内温度立上げ時
の最大消費電流を低減する方法が記載されているが、炉
内温度を下げる必要が生じる場合の機種切替え時及び生
産完了後の炉体冷却時間短縮に関する技術の開示はな
い。

【０００３】図１６に従来のリフロー装置の概略的な構
成を示した。このリフロー装置における炉体冷却方法を
説明する。このリフロー装置４００は、外側カバー２０
１内部に炉体２０３が設けられ、この炉体２０３が、基
板搬送用の搬送コンベヤ２０５の搬送方向に沿って、複
数の加熱ゾーン２０３ａ，２０３ｂ，２０３ｃ，２０３
ｄに分割されている。各加熱ゾーンには、ヒータ２０７
とシロッコファン２０９がそれぞれ取り付けられ、ヒー
タ２０７で加熱された空気をシロッコファン２０９によ
り各加熱ゾーン内で循環させている。また、各加熱ゾー
ンにはそれぞれ温度検出センサ２１１が設けられ、加熱
ゾーン毎に温度を検出している。

【０００４】そして、搬送コンベヤ２０５の基板搬入口
２１３と基板搬出口２１５には、吸込ダクト２１６が取
り付けられ、排気用ブロワ２１７によって、基板搬入口
２１３及び基板搬出口２１５から漏れ出た高温の気体
を、配管２１９を通して装置外部へと排気する。以上の
動作は制御装置２２１によって制御される。つまり、温
度検出センサ２１１からの出力信号によって、各ヒータ
２０７の動作開始タイミングをずらし、消費電力が規定
値以上に上昇しないように制御する。また、シロッコフ
ァン２０９、排気用ブロワ２１７は、リフロー装置が動
作を開始してから停止するまで常に同じ回転速度で動作
する。

【０００５】このように構成されるリフロー装置におい
て、図１７に動作タイムチャートを示すように、制御装
置２２１からリフロー装置の運転指示が送出されると、
ヒータ２０７、シロッコファン２０９、搬送コンベヤ２
０５、排気用ブロワ２１７が同時にＯＮとなる。排気用
ブロワ２１７は、運転指示の送出後に一定回転速度で動
作し続ける。一方、炉内温度を下げる必要が生じた場合
（例えば、機種切替え時、又は生産完了後に炉体を冷却
する場合等）、制御装置２２１によりリフロー装置停止
指示が送出されると、ヒータ２０７、シロッコファン２
０９、搬送コンベヤ２０５の動作が停止される。そし
て、排気用ブロワ２１７は、加熱装置の動作が停止され
た後、タイマーによって一定時間運転を続行した後に停
止される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来のリフロー装置は、リフロー装置の運転開始から
停止まで、排気用ブロワ２１７を常に一定回転速度で動
作させていたため、炉体から高温の気体が漏れ出てこな
い、例えば始動直後の装置立ち上げ時等の場合であって
も、排気用ブロワ２１７を不必要に動作させていた。ま
た、排気用ブロワ２１７が基板搬入口２１３及び基板搬
出口２１５を介して炉体から気体を吸い出すため、炉体
内部に新たな外気が流入し、この流入した気体を加熱す
るために電力が余分に必要となる場合があった。さら
に、炉体の冷却時には、炉体内部の気体が自然に冷却さ
れるのを待つため、冷却に時間を要し、迅速な機種切替
えの障害となっていた。

【０００７】本発明は上記状況に鑑みてなされたもの
で、排気の不必要なときには送風機を運転させないこと
により電力消費を削減することができ、かつそれぞれの
吸込ダクトからの排気を制御することで、新たな外気が
流入することによる電力の増加を抑制できるリフロー装
置の排気制御方法及びリフロー装置を提供することを目
的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係る請求項１記載のリフロー装置の排気制御
方法は、炉体に設けた基板搬入口から基板を搬入し、基
板に塗布した半田を、炉体内部に配設した加熱源からの
熱気により溶融して、実装部品を基板に固着させて基板
搬出口に搬出するリフロー装置に対して、基板搬入口及
び基板搬出口から漏れる炉体内の熱気を、前記基板搬入
口及び前記基板搬出口の外部に設けた吸込ダクトから吸
引して装置外部へ排気するリフロー装置の排気制御方法
であって、前記各吸込ダクトに接続した送風機を炉体の
温度に基づいて制御すると共に、前記各吸込ダクトから
の吸引流量を、前記送風機と前記各吸込ダクトとの間に
介装した制御バルブとによって制御することを特徴とす
る。

【０００９】このリフロー装置の排気制御方法では、例
えば運転開始直後など、炉体内部の温度が十分に上昇せ
ず、基板搬入口及び基板搬出口から未だフラックス成分
を含んだ熱気が漏れ出ていないような排気不必要時に
は、送風機を運転させないことにより、送風機の不要な
電力消費を削減することができる。また、それぞれの吸
込ダクトに介装した流量制御手段によって、吸込ダクト
毎に気体の通過を制御することで、必要以上の排気を防
止して、炉体内への新たな外気の流入が防止できる。こ
れにより、流入外気を加熱源によって加熱するための電
力を削減することができる。

【００１０】請求項２記載のリフロー装置の排気制御方
法は、炉体に設けた基板搬入口から基板を搬入し、基板
に塗布した半田を、炉体内部に配設した加熱源からの熱
気により溶融して、実装部品を基板に固着させて基板搬
出口に搬出するリフロー装置に対して、前記炉体に連通
させた吸込ダクトから、炉体内の熱気を吸引して装置外
部へ排気するリフロー装置の排気制御方法であって、前
記吸込ダクトに接続した送風機を炉体の温度に基づいて
制御すると共に、前記各吸込ダクトからの吸引流量を、
前記送風機と前記各吸込ダクトとの間に介装した制御バ
ルブによって制御することを特徴とする。

【００１１】このリフロー装置の排気制御方法では、基
板搬入口及び基板搬出口の外側に設けた吸込ダクトから
熱気を吸気する場合と異なり、それぞれの加熱源に対応
して炉体内に連通させた吸込ダクトから炉体内の熱気を
直接排気することにより、フラックス成分を含んだ熱気
が装置外部へ排気される。従って、基板搬入口及び基板
搬出口からは外気が流入するのみとなり、基板搬入口及
び基板搬出口からの熱気の漏れはなくなる。これによ
り、熱気の直接的な排気が行え、炉体内部温度の冷却時
間を短縮することができる。

【００１２】請求項３記載のリフロー装置の排気制御方
法は、前記炉体の温度を、炉体内に設置した温度センサ
により検出することを特徴とする。

【００１３】このリフロー装置の排気制御方法では、炉
体内の温度を検出し、検出した温度に応じて、送風機の
運転・停止、及び制御バルブの制御を行うので、送風機
を不必要に動作させることがなく、リフロー装置運転中
の消費電力を削減することができる。

【００１４】請求項４記載のリフロー装置の排気制御方
法は、前記炉体の温度を、前記基板搬入口及び前記基板
搬出口に設置した温度センサにより検出することを特徴
とする。

【００１５】このリフロー装置の排気制御方法では、炉
体外側の基板搬入口、基板搬出口の温度を検出し、検出
した温度に応じて、送風機の運転・停止、及び制御バル
ブの制御を行うので、送風機を不必要に動作させること
がなく、リフロー装置運転中の消費電力を削減すること
ができる。

【００１６】請求項５記載のリフロー装置の排気制御方
法は、前記炉体内に装置外部の空気を供給する個別外気
導入バルブを設け、前記吸込ダクトからの吸引に伴って
外気を炉体内に供給することを特徴とする。

【００１７】このリフロー装置の排気制御方法では、吸
込ダクトからの吸引に伴って個別外気導入バルブから装
置外部の空気が炉内へ直接供給されるため、炉内の冷却
効果が向上し、所望の温度に短時間で到達させることが
可能となる。

【００１８】請求項６記載のリフロー装置の排気制御方
法は、前記炉体を昇温させる際に、前記炉体の温度が予
め設定した閾値温度以上に昇温したときに、前記送風機
を運転開始することを特徴とする。

【００１９】このリフロー装置の排気制御方法では、炉
体の温度が閾値温度以上に昇温したときに初めて送風機
を運転開始するため、不必要な冷却動作を行うことがな
くなり、電力消費を抑えることができる。

【００２０】請求項７記載のリフロー装置の排気制御方
法は、前記閾値温度が、設定可能な閾値の上限を有し、
該上限を超える温度の設定を受け付けないことを特徴と
する。

【００２１】このリフロー装置の排気制御方法では、リ
フロー装置に支障をきたす上限温度以上の温度には設定
できないようにすることで、閾値温度の設定を誤った場
合であっても、リフロー装置の温度が過剰に上昇する事
態を未然に防止することができる。

【００２２】請求項８記載のリフロー装置の排気制御方
法は、前記送風機の運転開始後に、前記炉体の温度が予
め設定した下限閾値を下回ったときに、この下回った炉
体部位近傍の前記吸込ダクトに接続された制御バルブに
対し、流量を減少させる制御を行うことを特徴とする。

【００２３】このリフロー装置の排気制御方法では、送
風機の運転開始後に炉体の温度が下限閾値を下回ったと
きに、この下回った炉体部位近傍の前記吸込ダクトに接
続された制御バルブの流量を減少させることで、炉体内
の冷却効果を低下させて過度に冷却されることを抑制で
きる。

【００２４】請求項９記載のリフロー装置の排気制御方
法は、前記炉体を降温させる際に、前記炉体の温度と制
御目標温度との温度差が予め設定した温度差閾値以上で
あるときだけに、前記送風機を運転することを特徴とす
る。

【００２５】このリフロー装置の排気制御方法では、炉
体の降温時に炉体の温度と制御目標温度との温度差が、
温度差閾値以上であるときだけに送風機を運転すること
により、いち早く炉体内を冷却でき、温度差を低減する
ことができる。

【００２６】請求項１０記載のリフロー装置の排気制御
方法は、前記炉体の温度と制御目標温度との温度差が前
記温度差閾値以下となっても、リフロー装置が生産可能
状態にあるときには前記送風機の運転を続行することを
特徴とする。

【００２７】このリフロー装置の排気制御方法では、温
度差が温度差閾値以下であっても、半田の溶融が可能で
ある生産可能状態であるときには、発生するフラックス
を含む気体を装置外部へ排気することができる。

【００２８】請求項１１記載のリフロー装置の排気制御
方法は、前記炉体を降温させる際に、前記炉体の温度と
制御目標温度との温度差が予め設定した温度差閾値以上
であるときに、この温度差の生じた炉体部位近傍の前記
吸込ダクトに接続された制御バルブに対し、他の制御バ
ルブと比較して相対的に流量を増加させる制御を行うこ
とを特徴とする。

【００２９】このリフロー装置の排気制御方法では、炉
体の降温時に炉体の温度と制御目標温度との温度差が温
度差閾値以上であるときに、この温度差の生じた炉体部
位近傍の吸込ダクトに接続された制御バルブを、他の制
御バルブと比較して相対的に流量を増加させることによ
り、冷却効果を局所的に増大させ、いち早く炉体内を冷
却して温度差を低減することができる。

【００３０】請求項１２記載のリフロー装置の排気制御
方法は、前記制御バルブが、オンオフ制御により流量制
御を行うことを特徴とする。

【００３１】このリフロー装置の排気制御方法では、制
御バルブをオンオフ制御することで、単純でありながら
高い応答速度で流量制御を行うことができる。

【００３２】請求項１３記載のリフロー装置の排気制御
方法は、前記制御バルブが、複数のバルブを並列接続し
て、それぞれ個別にオンオフ制御することで流量制御を
行うことを特徴とする。

【００３３】このリフロー装置の排気制御方法では、複
数の制御バルブをそれぞれ個別にオンオフ制御すること
で、流量を多段階に設定でき、きめ細かな流量制御が可
能となる。

【００３４】請求項１４記載のリフロー装置の排気制御
方法は、前記制御バルブが、オン状態とオフ状態との時
間割合を調整するデューティ制御により流量制御を行う
ことを特徴とする。

【００３５】このリフロー装置の排気制御方法では、制
御バルブをデューティ制御により流量制御することで、
素早く、且つ細かに流量制御が行える。

【００３６】請求項１５記載のリフロー装置の排気制御
方法は、前記送風機が、運転周波数を調整するインバー
タ制御によって流量制御を行うことを特徴とする。

【００３７】このリフロー装置の排気制御方法では、送
風機をインバータ制御することにより、流量を連続的に
制御でき、正確な流量制御が行える。また、必要な流量
を必要なだけ供給できるため、省エネルギ効果が得られ
る。

【００３８】請求項１６記載のリフロー装置の排気制御
方法は、前記リフロー装置の運転状態を検出して、運転
状態に異常を生じたときに該リフロー装置の運転を停止
することを特徴とする。

【００３９】このリフロー装置の排気制御方法では、リ
フロー装置に異常が生じた場合に、リフロー装置自体に
及ぼされる悪影響を未然に阻止することができ、リフロ
ー装置の安全を確保することができる。

【００４０】請求項１７記載のリフロー装置の排気制御
方法は、前記運転状態の検出が、前記送風機からの排気
風量を検出し、排気風量が所定風量以上であるかを判定
することで行うことを特徴とする。

【００４１】このリフロー装置の排気制御方法では、送
風機からの排気風量により装置の異常を検出すること
で、冷却の要となる送風機の異常を直接的に検出でき、
異常の早期発見に寄与できる。

【００４２】請求項１８記載のリフロー装置の排気制御
方法は、前記運転状態の検出が、前記送風機からの排気
温度を検出し、排気温度が所定温度以上であるかを判定
することで行うことを特徴とする。

【００４３】このリフロー装置の排気制御方法では、送
風機からの排気温度により装置の異常を検出すること
で、冷却の要となる送風機の異常を直接的に検出でき、
異常の早期発見に寄与できる。

【００４４】請求項１９記載のリフロー装置の排気制御
方法は、前記運転状態の検出結果を、表示装置に表示さ
せることを特徴とする。

【００４５】このリフロー装置の排気制御方法では、運
転状態を表示装置に表示させることで、作業者が装置内
部を逐一確認する必要がなくなり、作業性が向上すると
共に、異常の発生を直ちに確認できるため、異常の対処
を迅速に行うことができる。

【００４６】請求項２０記載のリフロー装置は、炉体に
設けた基板搬入口から基板を搬入し、基板に塗布した半
田を、炉体内部に配設した加熱源からの熱気により溶融
して、実装部品を基板に固着させて基板搬出口に搬出す
る一方、基板搬入口及び基板搬出口から漏れる炉体内の
熱気を、前記基板搬入口及び前記基板搬出口の外部に設
けた吸込ダクトから吸引して装置外部へ排気するリフロ
ー装置あって、炉体の温度を検出する温度検出手段と、
前記基板搬入口及び基板搬出口のそれぞれに設けられ、
基板搬入口及び基板搬出口から漏れ出す炉体内の熱気を
吸引する吸込ダクトと、前記各吸込ダクトに接続され吸
引した熱気を装置外部に排出する送風機と、前記送風機
と前記各吸込ダクトとの間にそれぞれ介装され流量を制
御する制御バルブと、前記温度検出手段による検出温度
に基づいて、前記送風機及び前記各制御バルブの流量制
御を行う制御装置とを備えたことを特徴とする。

【００４７】このリフロー装置では、例えば運転開始直
後など、炉体内部の温度が十分に上昇せず、基板搬入口
及び基板搬出口から未だフラックス成分を含んだ熱気が
漏れ出ていないような排気不必要時には、送風機を運転
させないことにより、送風機の不要な電力消費を削減す
ることができる。また、それぞれの吸込ダクトに介装し
た制御バルブと送風機とを制御装置により制御すること
で、必要以上の排気を防止して、炉体内への新たな外気
の流入を防止できる。これにより、流入外気を加熱源に
よって加熱するための電力を削減することができる。

【００４８】請求項２１記載のリフロー装置は、炉体に
設けた基板搬入口から基板を搬入し、基板に塗布した半
田を、炉体内部に配設した加熱源からの熱気により溶融
して、実装部品を基板に固着させて基板搬出口に搬出す
る一方、前記炉体に通させた吸込ダクトから、炉体内の
熱気を吸引して装置外部へ排気するリフロー装置であっ
て、炉体の温度を検出する温度検出手段と、前記炉体内
に接続され、前記炉体内を循環する熱気を吸引する吸込
ダクトと、前記各吸込ダクトに接続され吸引した熱気を
装置外部に排出する送風機と、前記送風機と前記各吸込
ダクトとの間にそれぞれ介装され流量を制御する制御バ
ルブと、前記温度検出手段による検出温度に基づいて、
前記送風機及び前記各制御バルブの流量制御を行う制御
装置とを備えたことを特徴とする。

【００４９】このリフロー装置では、それぞれの加熱源
に対応して炉体内に連通させた吸込ダクトから排気す
る。従って、基板搬入口及び基板搬出口の外側に設けた
吸込ダクトから熱気を吸気する場合と異なり、炉体内の
熱気を直接的に装置外部へ排気でき、炉体内部温度の冷
却時間を短縮することができる。また、基板搬入口及び
基板搬出口からは外気が流入するのみとなり、フラック
ス成分を含んだ熱気が基板搬入口及び基板搬出口から漏
れることがなくなる。

【００５０】請求項２２記載のリフロー装置は、前記炉
体が、前記基板の搬送方向に沿って複数の加熱ゾーンに
分割され、各加熱ゾーンのそれぞれに前記吸込ダクトを
接続していることを特徴とする。

【００５１】このリフロー装置では、複数の加熱ゾーン
に分割された炉体内へ、吸込ダクトを各加熱ゾーンに接
続することで、加熱ゾーン毎に排気流量制御が行え、炉
内温度を均一にすることができる。

【００５２】請求項２３記載のリフロー装置は、前記複
数の加熱ゾーンのそれぞれに、装置外部の空気を供給す
る個別外気導入バルブを備えたことを特徴する。

【００５３】このリフロー装置では、各加熱ゾーンにそ
れぞれ個別外気導入バルブを設けたことにより、吸込ダ
クトからの吸引に伴って個別外気導入バルブから装置外
部の空気が炉内へ直接供給されるため、炉内の冷却効果
が向上し、所望の温度に短時間で到達させることが可能
となる。

【００５４】請求項２４記載のリフロー装置は、前記温
度検出手段が、前記炉体内に設けられていることを特徴
とする。

【００５５】このリフロー装置では、炉体内の温度を検
出し、検出した温度に応じて、送風機の運転・停止、及
び制御バルブの制御を行うので、送風機を不必要に動作
させることがなく、リフロー装置運転中の消費電力を削
減することができる。

【００５６】請求項２５記載のリフロー装置は、前記温
度検出手段が、前記基板搬入口及び前記基板搬出口のそ
れぞれに設けられていることを特徴とする。

【００５７】このリフロー装置では、炉体外側の基板搬
入口、基板搬出口の温度を検出し、検出した温度に応じ
て、送風機の運転・停止、及び制御バルブの制御を行う
ので、送風機を不必要に動作させることがなく、リフロ
ー装置運転中の消費電力を削減することができる。

【００５８】請求項２６記載のリフロー装置は、前記吸
込ダクトに設けた制御バルブが、一つの電磁バルブから
なり、該電磁バルブをオンオフ制御することによって気
体の通過又は非通過を制御することを特徴とする。

【００５９】このリフロー装置では、制御バルブをオン
オフ制御することで、単純でありながら高い応答速度で
流量制御を行うことができる。

【００６０】請求項２７記載のリフロー装置は、前記制
御バルブが複数の電磁バルブからなり、それぞれの電磁
バルブのオンオフ制御によって気体の流量を制御するこ
とを特徴とする。

【００６１】このリフロー装置では、複数の制御バルブ
をそれぞれ個別にオンオフ制御することで、流量を多段
階に設定でき、きめ細かな流量制御が可能となる。

【００６２】請求項２８記載のリフロー装置は、前記吸
込ダクトに設けた制御バルブが、一つの電磁バルブから
なり、該電磁バルブのオン状態とオフ状態との時間割合
を調整するデューティ制御により気体の流量を制御する
ことを特徴とする。

【００６３】このリフロー装置では、制御バルブをデュ
ーティ制御により流量制御することで、素早く、且つ細
かに流量制御が行える。

【００６４】請求項２９記載のリフロー装置は、前記送
風機の運転周波数を調整して前記吸込ダクトを通過する
気体の流量を制御するインバータ装置を備えたことを特
徴とする。

【００６５】このリフロー装置では、送風機をインバー
タ制御することにより、流量を連続的に制御でき、正確
な流量制御が行える。また、必要な流量を必要なだけ供
給できるため、省エネルギ効果が得られる。

【００６６】請求項３０記載のリフロー装置は、前記制
御装置が、シリアル接続又はパラレル接続によりホスト
コンピュータに接続されていることを特徴とする。

【００６７】このリフロー装置では、制御装置からの入
出力信号をシリアル接続又はパラレル接続によりホスト
コンピュータに接続することで、リフロー装置を遠隔操
作したり、各種情報をホストコンピュータ上で管理する
構成にできる。即ち、作業者がリフロー装置の状態を直
接監視することなく、また、リフロー装置から離れた場
所にいても正常に運転、或いは停止しているかを知るこ
とができる。

【００６８】請求項３１記載のリフロー装置は、前記送
風機の前記熱気の排気側に、排気風量を検出する排気風
量センサを設け、前記制御装置が前記排気風量センサの
検出結果に基づいて運転状態の正常又は異常を判定する
ことを特徴とする。

【００６９】このリフロー装置では、送風機からの排気
風量により装置の異常を検出することで、冷却の要とな
る送風機の異常を直接的に検出でき、異常の早期発見に
寄与できる。

【００７０】請求項３２記載のリフロー装置は、前記送
風機の前記熱気の排気側に、排気温度を検出する排気温
度センサを設け、前記制御装置が前記排気温度センサの
検出結果に基づいて運転状態の正常又は異常を判定する
ことを特徴とする。

【００７１】このリフロー装置では、送風機からの排気
温度により装置の異常を検出することで、冷却の要とな
る送風機の異常を直接的に検出でき、異常の早期発見に
寄与できる。

【００７２】請求項３３記載のリフロー装置は、前記運
転状態の判定結果を表示する表示装置を備えたことを特
徴とする。

【００７３】このリフロー装置では、運転状態を表示装
置に表示させることで、作業者が装置内部を逐一確認す
る必要がなくなり、作業性が向上すると共に、異常の発
生を直ちに確認できるため、異常の対処を迅速に行うこ
とができる。

【００７４】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るリフロー装置
の排気制御方法及びリフロー装置の好適な実施の形態を
図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明に係るリ
フロー装置の第１実施形態における外観斜視図、図２は
図１のリフロー装置の概略的な構成図、図３はリフロー
装置の基本動作を説明するフローチャートである。

【００７５】図１、図２に示すように、リフロー装置１
００は、主に、装置の基板搬入口１１から基板搬出口１
３まで回路基板を載置して搬送する搬送コンベヤ１５
と、この搬送コンベヤ１５の搬送方向に沿って設けられ
た炉体１７と、炉体１７からの熱気を排気する排気部１
９と、装置全体の動作を制御する制御装置２１とを備え
ている。炉体１７は、外側カバー１８に覆われると共
に、搬送コンベヤ１５の搬送方向に並んで複数（本実施
形態においては一例として４つ）の加熱ゾーン２２ａ，
２２ｂ，２２ｃ，２２ｄに分割されている。そして、第
１の加熱ゾーン２２ａと第２の加熱ゾーン２２ｂは予熱
用として、第３の加熱ゾーン２２ｃと第４の加熱ゾーン
２２ｄはリフロー加熱用として用いられる。

【００７６】それぞれの加熱ゾーン２２ａ〜２２ｄは、
空気を循環するシロッコファン２３と、循環する空気を
加熱する加熱源となるヒータ２５を有し、ヒータ２５で
加熱された空気をシロッコファン２３により各加熱ゾー
ン内で循環させている。また、各加熱ゾーンにはそれぞ
れ温度検出手段としての炉内温度センサ２７が設けら
れ、各加熱ゾーン２２ａ〜２２ｄの温度を検出してい
る。排気部１９は、搬送コンベヤ１５の基板搬入口１１
と基板搬出口１３の上方に、吸込ダクト３１，３２を取
り付けており、基板搬入口１１及び基板搬出口１３から
上方に漏れ出た高温の気体を、排気用ブロワ（送風機）
３５によって配管３７を通して装置外部へと排気してい
る。排気用ブロワ３５から排気される空気の流量は排気
風量センサ３９により検出され、これによって排気用ブ
ロワ３５が正常に運転・停止しているかが判断される。

【００７７】また、本実施形態においては、基板搬入口
１１と排気用ブロワ３５の間の配管３７の途中、及び、
基板搬出口１３と排気用ブロワ３５の間の配管３７の途
中に、それぞれ管路内の流量を調整する例えば電子バル
ブからなる搬入側バルブ（制御バルブ）４１、搬出側バ
ルブ（制御バルブ）４２を介装している。搬入側バルブ
４１は基板搬入口１１からの吸引流量を制御し、搬出側
バルブ４２は基板搬出口１３からの吸引流量を制御して
いる。いずれのバルブ４１，４２も制御装置２１の指示
に従って動作し、基板搬入口１１、基板搬出口１３から
必要以上に気体を吸引することが抑止できるようになっ
ている。

【００７８】搬送コンベヤ１５は、コンベヤ駆動モータ
４３によって駆動され、クリーム半田の盛られた回路基
板上に電子部品等の部品が載置された回路基板を、基板
搬入口１１から基板搬出口１３へ所定の搬送速度で搬送
する。ここで、基板搬入口１１に供給された回路基板
は、搬入側基板センサ２８によって検出され、基板搬出
口１３に搬出された回路基板は、搬出側基板センサ２９
によって検出される。これにより、搬送コンベヤ１５上
の回路基板の有無や枚数が把握できる。

【００７９】制御装置２１は、上記した各センサからの
出力を取り込み、各稼動部を統括して制御して、リフロ
ー装置１００の状態、即ち、搬送コンベヤ１５の回路基
板搬送状態、排気用ブロワ３５の運転・停止状態、炉体
１７内部の各ゾーンの温度、及び排気用ブロワ３５から
の排気風量等の各種情報を表示装置４５に表示する。な
お、この制御装置２１を装置外部の上位接続されたホス
トコンピュータ４７に有線（シリアル接続、パラレル接
続、ＬＡＮ接続等）或いは無線（赤外線による通信等）
により接続することで、リフロー装置１００を遠隔操作
したり、各種情報をホストコンピュータ４７上で管理す
る構成にできる。即ち、作業者が排気用ブロワ３５等の
稼動部等の状態を直接監視することなく、また、リフロ
ー装置１００から離れた場所にいても正常に運転、或い
は停止しているかを知ることができる。なお、ここでい
うホストコンピュータ４７とは、コンピュータ装置に限
らず、他の接続された設備であってもよい。

【００８０】次に、上記構成のリフロー装置の動作を図
３のフローチャートを用いて説明する。リフロー装置１
００が運転を開始すると、制御装置２１は、シロッコフ
ァン２３、ヒータ２５、搬送コンベヤ１５等へ運転開始
指示を出す。特にヒータ２５については、制御装置２１
により加熱温度設定を行って（ステップ１１、以降はＳ
１１と略記する）炉体１７の各加熱ゾーン２２ａ〜２２
ｄの内部を昇温させる。このとき、各加熱ゾーン２２ａ
〜２２ｄでは炉内温度センサ２７によって炉内の温度測
定がなされ（Ｓ１２）、測定結果が制御装置２１に入力
される。そして、制御装置２１は、測定された各加熱ゾ
ーン２２ａ〜２２ｄの温度が、予め設定された排気用ブ
ロワ３５のＯＮ閾値温度以上であるかを判定する（Ｓ１
３）。各加熱ゾーンの温度がＯＮ閾値温度未満であると
きは排気用ブロワ３５を停止状態とし（Ｓ１４）、炉体
１７内空気を加熱しつつ炉体１７内で循環させておく。

【００８１】ここで、排気用ブロワ３５のＯＮ閾値と
は、排気用ブロワ３５を動作開始させるための限界炉内
温度であり、このＯＮ閾値以上の温度となったときに、
排気用ブロワ３５によって基板搬入口１１と基板搬出口
１３から漏れ出た高温の気体を吸引する。これにより、
リフロー装置１００の運転開始後の間もないときに、排
気用ブロワ３５が不必要に動作して、加熱中の炉体１７
内から加熱された空気を過剰に排出することが防止さ
れ、エネルギのロスを低減できる。一方、各加熱ゾーン
の温度がＯＮ閾値温度以上であるときは排気用ブロワ３
５を運転開始し（Ｓ１５）、基板搬入口１１と基板搬出
口１３から漏れ出てくる気体を吸込ダクト３１，３２を
介して吸引して、各加熱ゾーン２２ａ〜２２ｄ内の気体
をリフロー装置１００外部へ排気する。これにより炉体
１７内の温度を低下させる。

【００８２】次に、ヒータ２５による加熱が続けられ、
各加熱ゾーンの温度がＯＮ閾値温度以上となり、排気用
ブロワ３５が動作している場合、炉体１７内の各加熱ゾ
ーン２２ａ〜２２ｄに対する温度をそれぞれ監視し続け
る（Ｓ１６）。そして、第１加熱ゾーン２２ａ、第２加
熱ゾーン２２ｂにおいて、各加熱ゾーンの温度が予め設
定した下限閾値以下か否かを判別し（Ｓ１７）、各加熱
ゾーン２２ａ，２２ｂの少なくともいずれかの温度が下
限閾値以下のとき、通常は全開に設定されている搬入側
バルブ４１を絞ることで吸込ダクト３１から吸引する気
体の量を低下させる（Ｓ１８）。また、第３加熱ゾーン
２２ｃ、第４加熱ゾーン２２ｄにおいて、各加熱ゾーン
の温度が予め設定した下限閾値以下か否かを判別し（Ｓ
１９）、各加熱ゾーン２２ｃ，２２ｄの少なくともいず
れかの温度が下限閾値以下のとき、通常は全開に設定さ
れている搬出側バルブ４２を絞ることで吸込ダクト３２
から吸引する気体の量を低下させる（Ｓ２０）。

【００８３】このように、吸込ダクト３１，３２毎に気
体の吸引量を制御することで、炉体１７内から必要以上
排気されないようにし、炉体１７内への新たな外気の流
入を防止して加熱を促す。これにより、新たに流入する
外気をヒータ２５によって加熱するための電力を節減で
きる。

【００８４】続いて、上記加熱ゾーン２２ａ〜２２ｄの
うち、少なくともいずれかの加熱ゾーンの温度がＯＦＦ
閾値以下であるかを判別し（Ｓ２１）、各加熱ゾーン２
２ａ〜２２ｄのいずれかの温度がＯＦＦ閾値以下の温度
となったときに、排気用ブロワ３５を停止させ、炉内の
過冷却を抑制する。なお、この場合には、搬入側バルブ
４１及び搬出側バルブ４２を全開の状態に戻しておく。
ここで、排気用ブロワのＯＦＦ閾値とは、炉体１７の炉
内温度の低下を抑制するための限界炉内温度であり、こ
のＯＦＦ閾値を超えて炉内温度が低下したときに排気用
ブロワ３５による気体の吸引を停止する。

【００８５】そして、上記処理を行った後にリフロー装
置１００が正常に運転しているかを判断する（Ｓ２
２）。正常であるか否かの判断は、炉体１７の各加熱ゾ
ーン２２ａ〜２２ｄの炉内温度センサ２７，排気風量セ
ンサ３９等の各種状態の検出結果から判断する。具体的
には、例えば、排気用ブロワ３５が運転状態にあるか、
停止状態にあるかは、排気風量センサ３９が排気用ブロ
ワ３５からの所定量以上の風量を検出していれば運転状
態とし、所定量の風量を検出していなければ停止状態と
判断する。また、制御装置２１から運転指示が排気用ブ
ロワ３５に出力されているにもかかわらず、排気風量セ
ンサ３９が排気用ブロワ３５からの風量を検出していな
ければ、制御装置２１は排気用ブロワ３５の異常、又は
排気風量センサ３９の異常として判断する。

【００８６】正常と判断された場合は、表示装置４５に
正常状態であることを表示する等の正常状態の通知を行
い（Ｓ２３）、Ｓ１２〜Ｓ２２までの処理を繰り返す。
一方、炉体１７等に何らかの異常を生じたと判断された
場合は、表示装置４５に異常発生と表示する等の異常の
通知を行い（Ｓ２４）、リフロー装置１００の運転を停
止する。

【００８７】以上のリフロー装置１００の動作により、
図４に排気用ブロワ３５の運転タイミングと炉体１７内
の温度変化を示すように、炉体１７内の温度が所定の温
度範囲に収まるようになる。即ち、炉体１７内の温度が
上昇して排気用ブロワのＯＮ閾値温度以上となったと
き、排気用ブロワ３５を駆動するブロワ制御信号をＯＦ
ＦからＯＮに変化させる。これにより、基板搬入口１１
及び基板搬出口１３から漏れ出した高温の空気が吸引さ
れるに伴って、新たな外気が炉体１７内に供給されて、
炉体１７内の温度が低下してくる。そして、炉体１７内
の温度が排気用ブロワ３５のＯＦＦ閾値温度以下となっ
たとき、排気用ブロワ３５を駆動するブロワ制御信号を
ＯＮからＯＦＦに変化させる。すると、炉体１７内では
炉体１７内への外気の供給がなくなり、炉体１７内の温
度が上昇する。

【００８８】上記の排気用ブロワ３５のＯＮ閾値温度及
びＯＦＦ閾値温度や下限閾値等の各閾値は、制御装置２
１に変更可能に登録されており、リフロー装置１００の
使用者が、各閾値、即ち、排気用ブロワ３５の運転開始
温度、及び運転停止温度を自由に設定できるようになっ
ている。但し、ＯＮ閾値温度には上限値を設けており、
リフロー装置１００に支障をきたす温度には設定できな
いようになっている。これにより、ＯＮ閾値温度の設定
を誤った場合に、炉体１７の基板搬入口１１、基板搬出
口１３から過度の高温気体が漏れ出してリフロー装置１
００の温度が過剰に上昇する事態を未然に防止できるよ
うになっている。また、基板搬入口１１、基板搬出口１
３に温度センサを設け、この温度センサの出力が所定の
上限温度以上となったときに強制的に加熱を停止して降
温処理を行うようにしてもよい。さらに、ここではＯＮ
閾値温度とＯＦＦ閾値温度を個別に設定しているが、こ
れらの閾値温度をいずれか一方の閾値温度を設定するこ
とで、他方の閾値温度が自動的に設定されるようにして
もよい。これにより閾値設定の手間が省け、リフロー装
置の取り扱いを容易にできる。

【００８９】なお、炉内温度センサ２７からの信号によ
って、炉体１７内部の各加熱ゾーンの温度がＯＮ閾値温
度以上にないと判断した場合でも、リフロー装置１００
が生産可能状態であるときには、排気用ブロワ３５へ運
転指示を出すようにしている。この場合では、搬入側バ
ルブ４１、及び搬出側バルブ４２は、共に全開にしてお
く。

【００９０】次に、リフロー装置１００の炉体１７を所
定の制御目標温度まで加熱した後、その目標温度より低
い温度に降温制御する場合について説明する。図５に本
実施形態のリフロー装置１００における降温制御の手順
をフローチャートで示した。まず、ヒータ２５の制御目
標温度Ｔ₀を制御装置２１により設定して（Ｓ３１）、
各加熱ゾーン２２ａ〜２２ｄの炉内温度センサ２７によ
り炉体１７内の温度Ｔを測定する（Ｓ３２）。そして、
測定された各加熱ゾーン２２ａ〜２２ｄの温度Ｔと制御
目標温度Ｔ₀との温度差ΔＴ（＝Ｔ−Ｔ₀）を求め、この
温度差ΔＴが予め設定した温度差閾値δ以上の加熱ゾー
ンが有るか否かを判断する（Ｓ３３）。

【００９１】温度差閾値δ以上の加熱ゾーンが存在する
場合、その加熱ゾーンが、吸込ダクト３１に近い第１加
熱ゾーン２２ａ、第２加熱ゾーン２２ｂであるときに
は、搬入側バルブ４１を全開にして流量を増加させる
（Ｓ３４）。また、温度差閾値δ以上の加熱ゾーンが吸
込ダクト３２に近い第３加熱ゾーン２２ｃ、第４加熱ゾ
ーン２２ｄであるときには、搬出側バルブ４２を全開に
して流量を増加させる（Ｓ３５）。また、温度差閾値δ
以上の加熱ゾーンが存在しない場合には、搬入側バルブ
４１及び搬出側バルブ４２の流量を減少させる（Ｓ３
６）。場合によっては各バルブ４１，４２を共に全閉に
して排気用ブロワ３５を停止する。

【００９２】そして、上記処理を行った後に、前述と同
様にリフロー装置１００が正常に運転しているかを判断
し（Ｓ３９）、正常であった場合には、炉体１７の温度
を測定して（Ｓ４０）、この測定温度が制御目標温度に
達したか判断する（Ｓ４１）。測定温度が制御目標温度
に達しない場合は、制御目標温度に達するまで上述のＳ
３３〜Ｓ４１までのステップを繰り返し行う。

【００９３】以上のリフロー装置１００の降温動作によ
り、図６に排気用ブロワ３５の運転タイミングと炉体温
度Ｔと制御目標温度Ｔ₀との温度差の時間変化の一例を
示すように、炉体温度Ｔと制御目標温度Ｔ₀の温度差が
所定の閾値以上のときだけに、実質的に排気用ブロワ３
５が動作される。即ち、炉体１７の温度を現在の炉体温
度Ｔから制御目標温度Ｔ₀まで降温させる際、その温度
差ΔＴが温度差閾値δ以上であるうちは排気用ブロワ３
５を動作させ、炉体１７内を積極的に冷却する。そし
て、温度差ΔＴが温度差閾値δより小さくなった際は、
排気用ブロワ３５の動作を実質的に停止させ、炉体１７
の温度が徐々に制御目標温度になるまで待つ。

【００９４】ここで、搬入側バルブ４１と搬出側バルブ
４２のバルブ開度の制御について、詳細に説明する。本
実施形態においては、図７にバルブ制御の一例を示すよ
うに、バルブへの駆動信号としてオン（全開）とオフ
（全閉）を繰り返す２値の信号を導入してバルブを開閉
動作させている。従って、バルブを通過する流量は、駆
動信号がオンのとき最大のＶとなり、駆動信号がオフの
とき０となる。駆動信号を２値とすることでバルブの制
御が簡単になり、バルブの構造も簡略化でき応答速度が
高められる。

【００９５】上記搬入側バルブ４１と搬出側バルブ４２
の変形例として、次のような構成にすることもできる。第１変形例上記の実施形態では、搬入側バルブ４１、搬出側バルブ
４２をそれぞれ1個のバルブで構成し、オンオフ制御の
みで、バルブを通過する気体の流量を制限しているが、
それぞれの配管３７に対し電磁バルブを複数個（Ｎ個）
設置して、図８に示すように、それぞれの電磁バルブの
オン状態となるバルブの数で流量を制限するものであっ
てもよい。このような構成とすれば、オン状態の電磁バ
ルブの数と、オフ状体の電磁バルブの数により、バルブ
を通過する気体の流量が決定され、通過気体量の段階的
な増減制御が可能になる。

【００９６】また、この構成の場合には、上述した流量
の増加制御を、搬入側バルブ４１と搬出側バルブ４２と
の間の相対的な流量の制御とすることができる。即ち、
Ｓ３４の場合には搬入側バルブ４１を所定段階分開ける
一方、搬出側バルブ４２を所定段階分閉じ、逆にＳ３５
の場合には搬入側バルブ４１を所定段間分閉じる一方、
搬出側バルブ４２を所定段階分開けることで、流量を相
対的に増減させて制御できる。これによれば、精度を高
めて温度管理を行うことが可能となる。

【００９７】第２変形例また、本発明のリフロー装置は、図９に示すように、一
つの電磁バルブのオンオフ時間の割合（デューティ比）
を変化させて流量を制限しても良い。このような構成と
すれば、それぞれの配管３７に設けた一つの電磁バルブ
のオンする時間と、オフする時間の割合により、気体の
平均流量を制限することができ、平均流量のよりきめ細
かな制御が可能になる。

【００９８】第３変形例また、本発明のリフロー装置は、図１０に示すように、
排気用ブロワ３５の運転周波数をインバータ装置によっ
て調整し、排気流量を無段階に制御するものでもよい。
このような構成とすれば、必要以上に炉体１７内部の気
体を排気することがないため、新たに流入する外気が適
正化され、流入外気を加熱するための余分な電力を削減
でき、省エネルギ効果が得られる。

【００９９】以上説明したように、本実施形態のリフロ
ー装置１００によれば、まず炉体１７の加熱時において
は、例えば運転開始直後等の、炉体内部の温度が十分に
上昇せず、基板搬入口１１、基板搬出口１３から未だフ
ラックス成分を含んだ熱気が漏れ出ていないような排気
不要時に、排気用ブロワ３５の運転を積極的に停止させ
ることにより、排気用ブロワ３５の不要な電力消費を削
減することができる。また、搬入側バルブ４１，搬出側
バルブ４２によって、吸込ダクト３１，３２毎に気体の
吸引量を制御することで、必要以上の吸引を防止して、
炉体１７内への新たな外気の流入が防止できる。これに
より、流入外気をヒータ２５によって加熱するための電
力を削減することができる。

【０１００】また、炉体１７の降温時においても、炉体
温度の測定温度と制御目標温度との温度差が所定の温度
差閾値以上のときだけに排気用ブロワ３５を実質的に動
作させることで、不必要な冷却動作を行うことがなくな
り、排気用ブロワ３５を停止させた場合には電力消費を
抑えることができる。また、温度差の大きい側の気体吸
引量を積極的に多くすることで、炉体１７内を局所的に
冷却効率を向上でき、炉体１７内の各加熱ゾーンで大き
な温度差が発生することを防止して均一に冷却すること
ができる。

【０１０１】なお、上記説明した炉内温度センサ２７か
らの温度検出信号は、電圧信号であっても電流信号であ
ってもよく、その通信方式は、シリアル通信やパラレル
通信等のいずれの方式であってもよい。また、制御装置
２１は、排気用ブロワ３５への運転・停止指示を出す判
断基準を、炉体１７内部の全加熱ゾーン２２ａ〜２２ｄ
の温度としているが、炉体１７内部のいずれか一部の加
熱ゾーンとしても良く、また、炉体１７への基板搬入口
１１、基板搬出口１３の近くに温度検出センサを設置し
て、その温度検出センサから得られる温度を判断基準と
しても良い。

【０１０２】また、排気用ブロワ３５からリフロー装置
１００外部に排出される気体を検出するために排気風量
センサ３９を用いているが、これに代えて、排気用ブロ
ワ３５から排出される気体の温度を測定する排気温度セ
ンサを設けて構成してもよい。この場合、リフロー装置
１００が正常に運転しているかの判断は、排気用ブロワ
３５からの排気風量の代わりに排気温度の変化によって
行える。いずれの構成においても、冷却の要となる排気
用ブロワ３５の異常を直接的に検出でき、異常の早期発
見に寄与できる。また、排気風量センサ３９に加えて排
気温度センサを設けた構成として、排気温度センサから
の出力を、排気用ブロワ３５，搬入側バルブ４１，搬出
側バルブ４２に対してフィードバック制御するようにし
てもよい。この場合、一層精度よく炉体１７内の温度を
制御することが可能となる。さらに、基板搬入口１１、
基板搬出口１３から漏れ出す熱気を吸引して排気してい
る間に、ヒータ２５のオンオフ時間の割合（デューティ
比）が、オン時間が長くなるようであれば、必要以上に
吸引して必要以上に加熱している状態であると判断し
て、吸引を弱く調整するか、或いは吸引を停止する。こ
れにより無駄な加熱動作が防止できる。

【０１０３】次に、本発明に係るリフロー装置の第２の
実施の形態を説明する。図１１は本発明に係るリフロー
装置の第２の実施形態の構成図、図１２は図１１に示し
たリフロー装置の基本動作を説明するフローチャートで
ある。ここで、前述の実施形態と同一の機能を有する部
材に対しては、同一の記号を付与することでその説明は
省略するものとする。

【０１０４】図１１において、炉体１７内部のそれぞれ
に割り当てられた加熱ゾーン２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，
２２ｄでは、ヒータ２５で加熱された空気をシロッコフ
ァン２３により各加熱ゾーン内で循環させている。そし
て、各加熱ゾーン２２ａ〜２２ｄには、それぞれ吸込ダ
クトを介して個別排気用バルブ５１ａ，５１ｂ，５１
ｃ，５１ｄが取り付けられて、各加熱ゾーン２２ａ〜２
２ｄ内を循環する空気を選択的に取り出して排気してい
る。

【０１０５】各個別排気用バルブ５１ａ〜５１ｄから排
気用ブロワ３５までの間は、配管３７により接続されて
おり、それぞれの加熱ゾーンから排気された空気は、排
気用ブロワ３５によって配管３７を通じて吸引され、装
置外部へと排気される。つまり、配管３７はヒータ２５
に対応して複数個が炉体１７の各加熱ゾーン内に接続し
て設けられ、フラックス成分を含んだ炉体１７内の加熱
された空気を、直接加熱ゾーン内から吸引して装置外部
へ排気するようになっている。従って、本実施形態の構
成においては、基板搬入口１１、基板搬出口１３からは
外気が流入するのみであって、炉体１７内の加熱された
空気が基板搬入口１１、基板搬出口１３から漏れ出るこ
とはない。

【０１０６】制御装置２１は、各センサからの出力を取
り込み、各稼動部を統括して制御して、リフロー装置２
００の状態、即ち、搬送コンベヤ１５の回路基板搬送状
態、排気用ブロワ３５の運転・停止状態、炉体１７内部
の各ゾーンの温度、排気用ブロワ３５からの排気風量、
及び個別排気用バルブ５１ａ〜５１ｄの状態等の各種情
報を表示装置４５に表示する。

【０１０７】以上のように構成されたリフロー装置２０
０の動作を説明する。図１２にリフロー装置の降温時の
動作を説明するフローチャートを示した。リフロー装置
１００が運転を開始すると、制御装置２１は、シロッコ
ファン２３、ヒータ２５、搬送コンベヤ１５等へ運転開
始指示を出す。特にヒータ２５については、制御装置２
１により加熱温度設定を行って（Ｓ５１）炉体１７の各
加熱ゾーン２２ａ〜２２ｄの内部を昇温させる。また、
各加熱ゾーン２２ａ〜２２ｄ内の温度は炉内温度センサ
２７によって温度測定がなされる（Ｓ５２）。

【０１０８】そして、測定された各加熱ゾーン２２ａ〜
２２ｄの温度が、予め設定された排気用ブロワ３５のＯ
Ｎ閾値温度以上であるかを判定する（Ｓ５３）。各加熱
ゾーンの温度がＯＮ閾値温度未満であるときは、排気用
ブロワ３５を停止状態とし（Ｓ５４）、炉体１７内の空
気を加熱しつつ炉体１７内で循環させておく。これによ
り、排気用ブロワ３５が不必要に動作して、加熱中の炉
体１７内から加熱された空気を過剰に排出することが防
止され、エネルギのロスを低減できる。一方、各加熱ゾ
ーンの温度がＯＮ閾値温度以上であるときは、排気用ブ
ロワ３５を運転開始し（Ｓ５５）、各加熱ゾーン２２ａ
〜２２ｄから加熱された気体を個別排気用バルブ５１ａ
〜５１ｄを介して吸引して、各加熱ゾーン２２ａ〜２２
ｄ内の気体をリフロー装置１００外部へ排気する。これ
により炉体１７内の温度を低下させる。

【０１０９】次に、ヒータ２５による加熱が続けられ、
各加熱ゾーンの温度がＯＮ閾値温度以上となり、排気用
ブロワ３５が動作している場合、炉体１７内の各加熱ゾ
ーン２２ａ〜２２ｄに対する温度をそれぞれ監視し続け
る（Ｓ５６）。そして、第１〜第４加熱ゾーン２２ａ〜
２２ｄに対し、各加熱ゾーンの温度が予め設定した下限
閾値以下か否かを判別し（Ｓ５７）、各加熱ゾーン２２
ａ〜２２ｄの少なくともいずれかのゾーンの温度が下限
閾値以下のとき、通常は全開に設定されている個別排気
用バルブ５１ａ〜５１ｄを、その加熱ゾーンに対しては
流量を減少させることで吸引する気体の量を低下させる
（Ｓ５８）。このＳ５７、Ｓ５８の動作を各加熱ゾーン
２２ａ〜２２ｄの全てに対して行う（Ｓ５９）。

【０１１０】これにより、下限閾値以下の温度の加熱ゾ
ーンでは、ゾーン内を循環する加熱空気の排出流量が減
少して、その加熱ゾーンが過剰に冷却されることを防止
でき、いち早く所望の温度へ達するように加熱できる。
なお、以下のステップは前述の第１実施形態と同様であ
るため説明は省略する。また、上記各加熱ゾーン２２ａ
〜２２ｄに対する加熱は、搬入側基板センサ２８、搬出
側基板センサ２９による基板計数値から制御装置２１が
炉体１７内部に基板が存在しないと判断した後に行う。

【０１１１】次に、リフロー装置２００の炉体１７を所
定の制御目標温度まで加熱した後、その目標温度より低
い温度に降温制御する場合について説明する。図１３に
本実施形態のリフロー装置２００における降温制御の手
順をフローチャートで示した。まず、ヒータ２５の制御
目標温度Ｔ₀を制御装置２１により設定して（Ｓ６
１）、各加熱ゾーン２２ａ〜２２ｄの炉内温度センサ２
７により炉体１７内の温度Ｔを測定する（Ｓ６２）。そ
して、測定された各加熱ゾーン２２ａ〜２２ｄの温度Ｔ
と制御目標温度Ｔ₀との温度差ΔＴ（＝Ｔ−Ｔ₀）を求
め、この温度差ΔＴが予め設定した温度差閾値δ以上の
加熱ゾーンが有るか否かを判断する（Ｓ６３）。温度差
閾値δ以上の加熱ゾーンが存在する場合、その加熱ゾー
ンが、第１加熱ゾーン２２ａであるときには、個別排気
用バルブ５１ａを全開にして流量を増加させる（Ｓ６
４）。また、第２加熱ゾーン２２ｂであるときには、個
別排気用バルブ５１ｂを全開にする。同様に、第３、第
４加熱ゾーンであるとき、それぞれ個別排気用バルブ５
１ｃ，５１ｄを全開にする。

【０１１２】なお、このときの流量の増加制御は、各個
別排気用バルブ５１ａ〜５１ｄを段階的に或いは無段階
に制御できる構成とした場合、相対的な流量の制御であ
ってもよい。即ち、第１加熱ゾーン２２ａが温度差閾値
δ以上の加熱ゾーンであった場合には、個別排気用バル
ブ５１ａを所定量開けると共に、他の個別排気用バルブ
５１ｂ，５１ｃ，５１ｄを所定量閉じて流量を相対的に
増減させて制御してもよい。この場合には一層精度よく
制御が行える。

【０１１３】また、温度差閾値δ以上の加熱ゾーンが存
在しない場合には、個別排気用バルブ５１ａ〜５１ｄを
共に全閉にしたり、排気用ブロワ３５を停止すること等
により流量を減少させる（Ｓ６５）。即ち、制御装置２
１は、炉体１７内部の各加熱ゾーン２２ａ〜２２ｄの温
度と変更後の炉体１７各加熱ゾーンの制御目標温度との
温度差ΔＴが、温度差閾値δ以下になったゾーンの個別
排気用バルブ５１ａ〜５１ｄを閉じる。全ての個別排気
用バルブ５１ａ〜５１ｄが閉じられると、排気用ブロワ
３５を停止する。但し、リフロー装置２００の運転停止
動作の場合は、リフロー装置２００が運転停止するま
で、個別排気用バルブ５１ａ〜５１ｄは開けたままに
し、排気用ブロワ３５を運転させ、炉体１７の基板搬入
口１１、基板搬出口１３から炉体１７内部の気体よりも
低い温度の気体を流入させることで炉体１７内部の冷却
を促進する。以上のリフロー装置２００の降温動作によ
り、図１４に炉体内温度の時間変化の様子を示すよう
に、炉体１７内部が従来の排気制御方法と比較して、よ
り速やかに冷却されることになる。

【０１１４】本実施形態のリフロー装置２００によれ
ば、基板搬入口１１、基板搬出口１３の外側に設けた吸
込ダクトから熱気を吸気する場合と異なり、それぞれの
ヒータ２５に対応して炉体１７内に接続した複数の個別
排気用バルブ５１ａ〜５１ｄを介して炉体１７内の熱気
を直接排気することにより、フラックス成分を含んだ熱
気を装置外部へ排気することができる。従って、基板搬
入口１１、基板搬出口１３からは外気が流入するだけに
なり、基板搬入口１１、基板搬出口１３からの熱気の漏
れはなくなる。これにより、熱気の直接的な排気が行
え、炉体内部温度の冷却時間を短縮することができる。

【０１１５】次に、本発明に係るリフロー装置の第３の
実施の形態を説明する。図１５は本発明に係るリフロー
装置３００の第３の実施形態の構成図である。ここで、
前述の実施形態と同一の機能を有する部材に対しては、
同一の記号を付与することでその説明は省略するものと
する。本実施形態においては、各加熱ゾーン２２ａ，２
２ｂ，２２ｃ，２２ｄに対し、個別に装置外部から空気
を導入する個別外気導入バルブ５３ａ，５３ｂ，５３
ｃ，５３ｄを、各加熱ゾーンのそれぞれに設けている。
個別外気導入バルブ５３ａ〜５３ｄは、それぞれ制御装
置２１に接続され、炉内温度センサ２７による温度測定
結果に応じて流量調整可能となっている。なお、個別外
気導入バルブ５３ａ〜５３ｄは、通常時には閉じてお
く。

【０１１６】以上のように構成されたリフロー装置３０
０によれば、次にように動作する。炉体１７の降温時
に、まず、ヒータ２５の制御目標温度Ｔ₀を制御装置２
１により設定して、各加熱ゾーン２２ａ〜２２ｄの炉内
温度センサ２７により炉体１７内の温度Ｔを測定する。
そして、測定された各加熱ゾーン２２ａ〜２２ｄの温度
Ｔと制御目標温度Ｔ₀との温度差ΔＴ（＝Ｔ−Ｔ₀）を求
め、この温度差ΔＴが予め設定した温度差閾値δ以上の
加熱ゾーンが有るか否かを判断する。

【０１１７】温度差閾値δ以上の加熱ゾーンが存在する
場合、その加熱ゾーンが、第１加熱ゾーン２２ａである
ときには、個別排気用バルブ５１ａ及び個別外気導入バ
ルブ５３ａを共に全開にして、第１加熱ゾーン内２２ａ
で循環する空気より低い温度の外気を第１加熱ゾーン２
２ａに導入し、第１加熱ゾーン２２ａ内の温度を急速に
低下させる。同様に、第２加熱ゾーン２２ｂであるとき
には、個別排気用バルブ５１ｂ及び個別外気導入バルブ
５３ｂを共に全開にし、第３加熱ゾーン２２ｃであると
きには、個別排気用バルブ５１ｃ及び個別外気導入バル
ブ５３ｃを共に全開にし、そして、第４加熱ゾーンであ
るときには、個別排気用バルブ５１ｄ及び個別外気導入
バルブ５３ｄを全開にする。

【０１１８】これにより、特定の加熱ゾーンを個別にい
ち早く冷却することができる。また、加熱ゾーン内の空
気を排気する際に、基板搬入口１１や基板搬出口１３か
ら各加熱ゾーンを通じて外気が供給される場合と比較し
て、排気する加熱ゾーンに直接的に外気が供給されるた
め、冷却の必要のない他の加熱ゾーンに対して無駄に冷
却を行うことを防止して、効率のよい排気が行える。

【０１１９】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明に係
るリフロー装置の排気制御方法及びリフロー装置によれ
ば、吸込ダクトに接続した送風機の運転・停止を炉体の
温度に基づいて制御すると共に、基板搬入口及び基板搬
出口に設けた各吸込ダクト、或いは炉体内部に設けた各
吸込ダクトからの吸引を、送風機と各吸込ダクトとの間
に介装した制御バルブによって制御するので、例えば運
転開始直後など、炉体内部の温度が十分に上昇していな
いときには送風機を運転させないことにより、電力消費
を削減することができる。また、それぞれの吸込ダクト
に介装した制御バルブによって制御を行うことで、必要
以上の排気を防止して、新たな外気が流入することによ
る電力の増加を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るリフロー装置の第１実施形態にお
ける外観斜視図である。

【図２】リフロー装置の概略的な構成図である。

【図３】リフロー装置の基本動作を説明するフローチャ
ートである。

【図４】排気用ブロワの運転タイミングと炉体内の温度
変化を示す図である。

【図５】第１実施形態のリフロー装置における降温制御
の手順を示すフローチャートである。

【図６】排気用ブロワの運転タイミングと炉体温度と制
御目標温度との温度差の時間変化の一例を示す図であ
る。

【図７】バルブ制御の一例を示す説明図である。

【図８】複数のバルブの組み合わせによる流量を制限す
る様子を示す説明図である。

【図９】一つのバルブのオンオフ時間(デューティ比)変
化により流量を制限する様子を示す説明図である。

【図１０】バルブをインバータ制御する様子を示す説明
図である。

【図１１】本発明に係るリフロー装置の第２の実施形態
の構成図である。

【図１２】リフロー装置の基本動作を説明するフローチ
ャートである。

【図１３】第２の実施形態のリフロー装置における降温
制御の手順を示すフローチャートである。

【図１４】炉体内温度の時間変化の様子を示す図であ
る。

【図１５】本発明に係るリフロー装置の第３の実施形態
の構成図である。

【図１６】従来のリフロー装置の概略的な構成を示す図
である。

【図１７】従来のリフロー装置の動作を説明するタイム
チャートである。

【符号の説明】

１７炉体２１制御装置２５ヒータ（加熱源）２７炉内温度センサ３１，３２吸込ダクト３５排気用ブロワ（送風機）３９排気風量センサ４１搬入側バルブ４２搬出側バルブ４５表示装置４７ホストコンピュータ５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ個別排気用バルブ５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄ個別外気導入バルブ１００，２００，３００リフロー装置Ｔ炉体温度Ｔ₀ 制御目標温度 δ 温度差閾値 ΔＴ温度差

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｆ２７Ｂ 9/30 Ｆ２７Ｂ 9/30 9/40 9/40 Ｆ２７Ｄ 19/00 Ｆ２７Ｄ 19/00 Ｚ 21/00 21/00 ＡＨ０５Ｋ 3/34 ５０７Ｈ０５Ｋ 3/34 ５０７Ｊ５０７Ｋ // Ｂ２３Ｋ 101:42 Ｂ２３Ｋ 101:42 (72)発明者野々村勝大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者阿部俊宏大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内Ｆターム(参考） 4K050 AA08 BA03 BA17 DA06 EA08 4K056 AA05 BA02 BB06 CA04 CA18 DC01 DC15 FA08 FA13 5E319 AA03 AC01 CC36 CD26 CD35 GG15

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】炉体に設けた基板搬入口から基板を搬入
し、基板に塗布した半田を、炉体内部に配設した加熱源
からの熱気により溶融して、実装部品を基板に固着させ
て基板搬出口に搬出するリフロー装置に対して、基板搬
入口及び基板搬出口から漏れる炉体内の熱気を、前記基
板搬入口及び前記基板搬出口の外部に設けた吸込ダクト
から吸引して装置外部へ排気するリフロー装置の排気制
御方法であって、前記各吸込ダクトに接続した送風機を炉体の温度に基づ
いて制御すると共に、前記各吸込ダクトからの吸引流量
を、前記送風機と前記各吸込ダクトとの間に介装した制
御バルブとによって制御することを特徴とするリフロー
装置の排気制御方法。
【請求項２】炉体に設けた基板搬入口から基板を搬入
し、基板に塗布した半田を、炉体内部に配設した加熱源
からの熱気により溶融して、実装部品を基板に固着させ
て基板搬出口に搬出するリフロー装置に対して、前記炉
体に連通させた吸込ダクトから、炉体内の熱気を吸引し
て装置外部へ排気するリフロー装置の排気制御方法であ
って、前記吸込ダクトに接続した送風機を炉体の温度に基づい
て制御すると共に、前記各吸込ダクトからの吸引流量
を、前記送風機と前記各吸込ダクトとの間に介装した制
御バルブによって制御することを特徴とするリフロー装
置の排気制御方法。
【請求項３】前記炉体の温度を、炉体内に設置した温
度センサにより検出することを特徴とする請求項１又は
請求項２記載のリフロー装置の排気制御方法。
【請求項４】前記炉体の温度を、前記基板搬入口及び
前記基板搬出口に設置した温度センサにより検出するこ
とを特徴とする請求項１記載のリフロー装置の排気制御
方法。
【請求項５】前記炉体内に装置外部の空気を供給する
個別外気導入バルブを設け、前記吸込ダクトからの吸引
に伴って外気を炉体内に供給することを特徴とする請求
項１〜請求項４のいずれか１項記載のリフロー装置の排
気制御方法。
【請求項６】前記炉体を昇温させる際に、前記炉体の
温度が予め設定した閾値温度以上に昇温したときに、前
記送風機を運転開始することを特徴とする請求項１〜請
求項５のいずれか１項記載のリフロー装置の排気制御方
法。
【請求項７】前記閾値温度が、設定可能な閾値の上限
を有し、該上限を超える温度の設定を受け付けないこと
を特徴とする請求項６記載のリフロー装置の排気制御方
法。
【請求項８】前記送風機の運転開始後に、前記炉体の
温度が予め設定した下限閾値を下回ったときに、この下
回った炉体部位近傍の前記吸込ダクトに接続された制御
バルブに対し、流量を減少させる制御を行うことを特徴
とする請求項１〜請求項７のいずれか１項記載のリフロ
ー装置の排気制御方法。
【請求項９】前記炉体を降温させる際に、前記炉体の
温度と制御目標温度との温度差が予め設定した温度差閾
値以上であるときだけに、前記送風機を運転することを
特徴とする請求項１〜請求項８のいずれか１項記載のリ
フロー装置の排気制御方法。
【請求項１０】前記炉体の温度と制御目標温度との温
度差が前記温度差閾値以下となっても、リフロー装置が
生産可能状態にあるときには前記送風機の運転を続行す
ることを特徴とする請求項９記載のリフロー装置の排気
制御方法。
【請求項１１】前記炉体を降温させる際に、前記炉体
の温度と制御目標温度との温度差が予め設定した温度差
閾値以上であるときに、この温度差の生じた炉体部位近
傍の前記吸込ダクトに接続された制御バルブに対し、他
の制御バルブと比較して相対的に流量を増加させる制御
を行うことを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれか
１項記載のリフロー装置の排気制御方法。
【請求項１２】前記制御バルブが、オンオフ制御によ
り流量制御を行うことを特徴とする請求項１〜請求項１
１のいずれか１項記載のリフロー装置の排気制御方法。
【請求項１３】前記制御バルブが、複数のバルブを並
列接続して、それぞれ個別にオンオフ制御することで流
量制御を行うことを特徴とする請求項１２記載のリフロ
ー装置の排気制御方法。
【請求項１４】前記制御バルブが、オン状態とオフ状
態との時間割合を調整するデューティ制御により流量制
御を行うことを特徴とする請求項１〜請求項１２のいず
れか１項記載のリフロー装置の排気制御方法。
【請求項１５】前記送風機が、運転周波数を調整する
インバータ制御によって流量制御を行うことを特徴とす
る請求項１〜請求項１１のいずれか１項記載のリフロー
装置の排気制御方法。
【請求項１６】前記リフロー装置の運転状態を検出し
て、運転状態に異常を生じたときに該リフロー装置の運
転を停止することを特徴とする請求項１〜請求項１５の
いずれか１項記載のリフロー装置の排気制御方法。
【請求項１７】前記運転状態の検出が、前記送風機か
らの排気風量を検出し、排気風量が所定風量以上である
かを判定することで行うことを特徴とする請求項１６記
載のリフロー装置の排気制御方法。
【請求項１８】前記運転状態の検出が、前記送風機か
らの排気温度を検出し、排気温度が所定温度以上である
かを判定することで行うことを特徴とする請求項１６記
載のリフロー装置の排気制御方法。
【請求項１９】前記運転状態の検出結果を、表示装置
に表示させることを特徴とする請求項１５〜請求項１８
のいずれか１項記載のリフロー装置の排気制御方法。
【請求項２０】炉体に設けた基板搬入口から基板を搬
入し、基板に塗布した半田を、炉体内部に配設した加熱
源からの熱気により溶融して、実装部品を基板に固着さ
せて基板搬出口に搬出する一方、基板搬入口及び基板搬
出口から漏れる炉体内の熱気を、前記基板搬入口及び前
記基板搬出口の外部に設けた吸込ダクトから吸引して装
置外部へ排気するリフロー装置あって、炉体の温度を検出する温度検出手段と、前記基板搬入口及び基板搬出口のそれぞれに設けられ、
基板搬入口及び基板搬出口から漏れ出す炉体内の熱気を
吸引する吸込ダクトと、前記各吸込ダクトに接続され吸引した熱気を装置外部に
排出する送風機と、前記送風機と前記各吸込ダクトとの間にそれぞれ介装さ
れ流量を制御する制御バルブと、前記温度検出手段による検出温度に基づいて、前記送風
機及び前記各制御バルブの流量制御を行う制御装置とを
備えたことを特徴とするリフロー装置。
【請求項２１】炉体に設けた基板搬入口から基板を搬
入し、基板に塗布した半田を、炉体内部に配設した加熱
源からの熱気により溶融して、実装部品を基板に固着さ
せて基板搬出口に搬出する一方、前記炉体に通させた吸
込ダクトから、炉体内の熱気を吸引して装置外部へ排気
するリフロー装置であって、炉体の温度を検出する温度検出手段と、前記炉体内に接続され、前記炉体内を循環する熱気を吸
引する吸込ダクトと、前記各吸込ダクトに接続され吸引した熱気を装置外部に
排出する送風機と、前記送風機と前記各吸込ダクトとの間にそれぞれ介装さ
れ流量を制御する制御バルブと、前記温度検出手段による検出温度に基づいて、前記送風
機及び前記各制御バルブの流量制御を行う制御装置とを
備えたことを特徴とするリフロー装置。
【請求項２２】前記炉体が、前記基板の搬送方向に沿
って複数の加熱ゾーンに分割され、各加熱ゾーンのそれ
ぞれに前記吸込ダクトを接続していることを特徴とする
請求項２１記載のリフロー装置。
【請求項２３】前記複数の加熱ゾーンのそれぞれに、
装置外部の空気を供給する個別外気導入バルブを備えた
ことを特徴する請求項２２記載のリフロー装置。
【請求項２４】前記温度検出手段が、前記炉体内に設
けられていることを特徴とする請求項２０〜請求項２３
のいずれか１項記載のリフロー装置。
【請求項２５】前記温度検出手段が、前記基板搬入口
及び前記基板搬出口のそれぞれに設けられていることを
特徴とする請求項２０記載のリフロー装置。
【請求項２６】前記吸込ダクトに設けた制御バルブ
が、一つの電磁バルブからなり、該電磁バルブをオンオ
フ制御することによって気体の通過又は非通過を制御す
ることを特徴とする請求項２０〜請求項２５のいずれか
１項記載のリフロー装置。
【請求項２７】前記制御バルブが複数の電磁バルブか
らなり、それぞれの電磁バルブのオンオフ制御によって
気体の流量を制御することを特徴とする請求項２６記載
のリフロー装置。
【請求項２８】前記吸込ダクトに設けた制御バルブ
が、一つの電磁バルブからなり、該電磁バルブのオン状
態とオフ状態との時間割合を調整するデューティ制御に
より気体の流量を制御することを特徴とする請求項２０
〜請求項２５のいずれか１項記載のリフロー装置。
【請求項２９】前記送風機の運転周波数を調整して前
記吸込ダクトを通過する気体の流量を制御するインバー
タ装置を備えたことを特徴とする請求項２０〜請求項２
５のいずれか１項記載のリフロー装置。
【請求項３０】前記制御装置が、シリアル接続又はパ
ラレル接続によりホストコンピュータに接続されている
ことを特徴とする請求項２０〜請求項２９のいずれか１
項記載のリフロー装置。
【請求項３１】前記送風機の前記熱気の排気側に、排
気風量を検出する排気風量センサを設け、前記制御装置
が前記排気風量センサの検出結果に基づいて運転状態の
正常又は異常を判定することを特徴とする請求項２０〜
請求項３０のいずれか１項記載のリフロー装置。
【請求項３２】前記送風機の前記熱気の排気側に、排
気温度を検出する排気温度センサを設け、前記制御装置
が前記排気温度センサの検出結果に基づいて運転状態の
正常又は異常を判定することを特徴とする請求項２０〜
請求項３０のいずれか１項記載のリフロー装置。
【請求項３３】前記運転状態の判定結果を表示する表
示装置を備えたことを特徴とする請求項３１又は請求項
３２記載のリフロー装置。