JP2016050572A - 真空処理装置、その制御方法、真空はんだ処理装置及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】真空引き条件の選択度を拡大しつつ、チャンバー内を指定された目標の真空度に短時間に真空引きできるようにする。【解決手段】真空処理装置は、ワークを真空環境下ではんだ処理可能なチャンバー４０と、チャンバー４０の真空引き条件を設定する操作部２１と、チャンバー４０を真空引きするポンプ２３と、チャンバー４０を所定のポンプ出力で真空引きしたときの真空度の減少量を算出して基準値として設定すると共に、リアルタイムで算出した真空度の減少量が基準値より小さくなると、ポンプ出力が小さい真空引き制御特性からポンプ出力が大きい真空引き制御特性へ切り替える制御部６１とを備えるものである。【選択図】図４

Description

本発明は、チャンバー内に配置されたワークを真空環境下で所定の処理を施すために用いられる真空ポンプ装置及びその制御方法に関する、また、表面実装用の部品等を基板上の所定の位置に載せて当該部品と基板とをはんだ付け処理する際に、真空溶融状態のはんだからボイドを脱泡・脱気する機能を備えた真空リフロー炉に適用可能な真空はんだ処理装置及びその制御方法に関するものである。

本発明の真空処理装置及びその制御方法を、真空はんだ処理装置（真空リフロー装置ともいう）に適用した場合につき、以下、説明する。従来から、パワーデバイスやパワーモジュール実装などの大電流素子のリフロー実装工程によれば、通常の大気圧での熱風リフロー処理で発生するボイドが問題視され、ボイド発生をより少なくする工法が要求されている。

図１４Ａ及び図１４Ｂは、従来例に係る熱風リフロー例を示す模式図である。図１４Ａに示すクリームはんだ８は、基板５のパッド電極４の上に塗布されたものである。クリームはんだ８は、はんだの粉末にフラックスを加えて、適度な粘度にしたものであって、マスクを介してスクリーン印刷機(Screen Printer)により基板５のパッド電極４の上に塗布されるものである。

この従来の熱風リフローでは、クリームはんだ８が熱風リフロー処理され、はんだが溶融状態になった際に、その内部にボイド２が発生する。このボイド２は溶融したはんだ（溶融はんだ７）が冷却されて固化する際にもその内部にそのまま残留してしまうという問題があった。

ボイド発生について、クリームはんだ８を基板５のパッド電極４の上に塗布し、電子部品を搭載しない状態で、大気圧での熱風リフロー処理した状態を図１４Ａ及び図１４Ｂを用いて模式的に説明する。図１４Ｂに示すはんだ３は、図１４Ａに示したクリームはんだ８を熱風リフロー処理した後に、その溶融はんだ７が表面張力により球状に冷えて固まった状態である。図中の白抜き丸形状はボイド２の部分であり、溶融はんだ７内に不本意に生成され、冷えて固まった後もはんだ３内に残留したものである。ボイド２はパワーデバイス等において熱伝導効果を損ない、排熱の悪化を招く原因となる。

上述のボイド発生の低減に関して、特許文献１には真空排気機能を備えたはんだ処理装置（真空リフロー装置）が開示されている。このはんだ処理装置によれば、排気弁、真空ポンプ及び処理槽を備え、処理槽内に基板が搬入され、当該基板のパッド電極上のはんだが溶融状態で、排気弁を開いて真空引きポンプを駆動し処理槽の内部を一旦、真空排気するようになされる。このような真空状態にすると、はんだ溶融中にはんだ内に残存するボイドが脱泡・脱気効果により除去されるというものである。

特開平０９−３１４３２２号公報

ところで、従来例に係る真空リフロー装置によれば、次のような問題がある。

特許文献１に見られるようなはんだ付け処理を行う際に、チャンバー（処理槽）内を真空状態としている。このとき、真空引きポンプを稼働させて真空状態を作り出すが、従来方式では設定された真空処理時間や設定された目標の真空度（圧力ともいう）等をパラメータとして、真空引きポンプを一定のポンプ出力で稼働し続ける方法が採られている。

一例として、オイルフリー型のスクロールポンプと称される真空引きポンプを用いて説明する。真空引きポンプでは、真空ポンプ稼働周波数の切り替えによって交流モーターの回転数が変更でき、モーターの回転数の変更により、ポンプ出力を変更することが出来る。

図１５は、一定のポンプ出力で真空引きをした場合の真空引き特性を示す。チャンバーを所定のポンプ出力で真空引きして得られる、真空度（縦軸：圧力Ｐ（Ｐａ））に対する真空引き時間（横軸：ｔ（秒））をプロットしたものを真空引き特性という。図１５では、モーターを所定の真空ポンプ稼働周波数ｍHzで駆動した場合と、真空ポンプ稼働周波数ｍHzより大きい所定のｎHzで駆動した場合を例に示す。なお、真空引き時間とは、チャンバーが閉じられて真空引きが開始されて、真空引きが終了するまでの時間と定義する。真空引きが終了後は真空破壊が開始される。図１５においては、時間（ｔ）軸において、ｋから２０秒までの時間を指す。設定された真空度に到達後、その真空度を維持する時間は設定された真空き時間に応じて変更される。

図１５に示す真空引き特性から、モーターを真空ポンプ稼働周波数ｍHzで駆動した場合した場合に比較して、モーターを真空ポンプ稼働周波数ｎHzで駆動した場合の方が、所定の真空度（Ｐｆ）に到達するまでの時間が短いことが判る。

このため、生産タクトの点から時間を短縮する目的で真空引き時間を短時間となるようにするためには、高いポンプ出力とすれば良いことが判る。真空引きにより、ボイドが脱泡・脱気されるもののポンプ出力が高いことに起因して、脱泡・脱気が急激に行われることになる。脱泡・脱気が急激に行われると、溶融はんだ７中のボイド２が脱泡・脱気される過程においてボイド２がはち切れて（爆裂して）、フラックスの飛散や、部品の飛散、はんだの飛散が起こる原因となる。

一方、低いポンプ出力とすれば、脱泡・脱気される過程におけるボイド２のはち切れ（爆裂）が抑制され、フラックスの飛散や、部品の飛散、はんだの飛散を抑制することができる。しかし、低いポンプ出力ではチャンバー内を真空引きが開始されて設定された目標の真空度（Ｐｆ）に到達し、その後真空破壊が開始されるまでの真空引き時間に多くの時間を要するという問題がある。

さて、図１５に示す真空引き特性によれば、単位時間当たりの圧力の減少量は初期の段階においては、仮想の漸近線（Ｌｍ、Ｌｎ）に沿って変位するが、目標とする真空度に近づくに従い仮想の漸近線から大きく離反する傾向があることが分かる。また、ポンプ出力が大きいほど、仮想の漸近線の傾きが大きいことが分かる。

そこで、本発明者らは、大気圧の状態から真空引きを開始した初期の仮想の漸近線に沿った真空引き制御を行えば真空引き時間を短縮することができること、そのためには、所定の基準に従って順次ポンプ出力の大きい出力に切り替えることによって、フラックスの飛散や、部品の飛散、はんだの飛散の発生を、一定の真空ポンプ稼働周波数で連続して真空引きする際と同程度に抑えて、真空引き時間を短縮することが達成可能であるという知見を得て本発明を完成させた。

また、真空引き時間が同じならば、従来装置の単一のポンプ出力による仮想の漸近線の傾きに対し、緩やかな傾きとなる仮想の漸近線となるように前記従来における単一のポンプ出力より小なるポンプ出力及び前記従来における単一のポンプ出力より大なるポンプ出力を含むポンプ出力の組み合わせ、かつ、順次ポンプ出力の大きい出力に切り替える制御を行えば、発生するフラックスの飛散や、部品の飛散、はんだの飛散も従来に比べて減少することを知見して、本発明を完成させた。

上述の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、真空引きされるチャンバーと、チャンバーの真空引き条件を設定する操作部と、真空引き条件に基づいてチャンバーを真空引きする複数のポンプ出力を有するポンプと、チャンバーを所定のポンプ出力で真空引きしたときの単位時間当たりの真空度の減少量が基準値より小さくなったことに基づいて、ポンプ出力を大きいポンプ出力へ切り替えるようにポンプの真空引き制御を実行する制御部とを備える真空処理装置である。

請求項１に係る真空処理装置によれば、単位時間当たりの真空度の減少量が基準値より小さくなった場合に、順次ポンプ出力の大きい出力に切り替えるものである。従って、真空引き条件の選択度を拡大できると共に、チャンバー内を指定された目標の真空度に到達する時間の設定が容易となり、短時間で真空引きできるようになる。

請求項２に記載の発明は、制御部は、チャンバーを所定のポンプ出力で真空引きして所定の経過時間に到達したときの単位時間当たりの真空度の減少量を基準値として設定する請求項１に記載の真空処理装置である。

請求項３に記載の発明は、制御部は、選択されているポンプ出力の単位時間当たりの真空度の減少量と基準値とを真空引き中、常に比較し、単位時間当たりの真空度の減少量が基準値より小さくなったとき、ポンプ出力を大きいポンプ出力へ切り替える請求項２に記載の真空処理装置である。

請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３の何れか１項に記載の真空処理装置を備えた真空はんだ処理装置である。請求項５に係る真空はんだ処理装置によれば、ボイドの発生を抑え、フラックス、部品等の飛散を抑制できるようになる。

請求項５に記載の発明は、チャンバーを所定のポンプ出力で真空引きしたときの単位時間当たりの真空度の減少量を基準値として設定するステップと、単位時間当たりの真空度の減少量が基準値より小さくなったことに基づいて、ポンプ出力を大きいポンプ出力へ切り替えるステップとを実行する真空処理装置の制御方法である。

請求項６に記載の発明は、基準値を設定するステップでは、チャンバーを所定のポンプ出力で真空引きして所定の経過時間に到達したときの単位時間当たりの真空度の減少量を基準値として設定する請求項５に記載の真空処理装置の制御方法である。

請求項７に記載の発明は、基準値を設定するステップの後に、基準値を設定すると、所定のポンプ出力を大きい他のポンプ出力へ切り替えるステップを含む請求項５または請求項６のいずれか１項に記載の真空処理装置の制御方法である。

請求項８に記載の発明は、請求項５から請求項７の何れか１項に記載の制御方法が実行される真空はんだ処理装置の制御方法である。

本発明によれば、単位時間当たりの真空度の減少量が基準値より小さくなった場合に、ポンプ出力が小さい真空引き制御特性からポンプ出力が大きい真空引き制御特性へ切り替えられる。

この制御によって、真空引き条件の選択度を拡大できると共に、チャンバー内を指定された目標の真空度に短時間に真空引きできるようになる。これにより、チャンバーのスループットを調整できるようになる。はんだ処理装置に適用すれば、フラックス飛沫や、はんだ飛散等を防止できるようになり、設定された真空度下でボイドの少ない高品質の真空はんだ付け処理を行うことができる。

本発明に係る実施の形態としての真空リフロー炉１００の構成例を示す断面図である。 チャンバー４０の構成例を示す斜視図である。 はんだ３の真空脱泡・脱気処理例（その１）を示す模式図である。 はんだ３の真空脱泡・脱気処理例（その２）を示す模式図である。 真空リフロー炉１００の制御系の構成例を示すブロック図である。 搬送部１３の構成例を示す断面図である。 真空引き制御特性＃１〜＃４の一例を示すグラフ図である。 チャンバー４０の制御例（２０Ｈｚ→３０Ｈｚ→４０Ｈｚ→６０Ｈｚ）を示すグラフである。 チャンバー４０の制御例（３０Ｈｚ→４０Ｈｚ→６０Ｈｚ）を示すグラフである。 真空リフロー炉１００の温度プロファイルを示すグラフである。 真空リフロー炉１００の制御例（メインルーチン）を示すフローチャートである。 真空リフロー炉１００の制御例（サブルーチン）を示すフローチャートである。 真空リフロー炉１００の制御例を示すフローチャートである。 真空リフロー炉１００の制御例を示すフローチャートである。 従来例に係る熱風リフロー例（その１）を示す模式図である。 従来例に係る熱風リフロー例（その２）を示す模式図である。 一定のポンプ出力で真空引きをした場合の真空引き特性を示すグラフである。

本発明は、単位時間当たりの真空度の減少量の変化を少なくすることで、チャンバー内が指定された目標の真空度に到達するまでの時間を短縮できるようにした真空処理装置及びその制御方法を提供するとともに、更には、この真空処理装置及びその制御方法を真空はんだ処理装置に適用することによりタクトタイムの短縮とともに、ボイドの発生を抑え、フラックス、部品等の飛散を抑えることができるようにした真空はんだ処理装置及びその制御方法を提供することを目的とする。

以下、本発明の真空処理装置及びその制御方法を、真空はんだ処理装置（真空リフロー装置ともいう）に適用した場合につき、図面を参照しながら、本発明に係る実施の形態としての真空はんだ処理装置及びその制御方法について説明する。図１に示す真空リフロー炉１００は、真空はんだ処理装置の一例を構成するものであり、例えば、パワーデバイスやパワーモジュール実装等の表面実装用の部品をプリント基板上の所定の位置に載せて当該部品とプリント基板とをはんだ付け処理する際に、真空中で脱泡・脱気処理するようになされる。はんだ付け処理の対象はプリント基板や、はんだコート部品、その他、半導体ウエハ等であり、以下総称してワーク１という。

真空リフロー炉１００は本体部１０を有している。本体部１０はマッフル炉を構成し、例えば、本体部１０は中間層に搬送路１６を有し、この搬送路１６を基準にして、本体部１０は図示しないマッフル上部及びマッフル下部に分割され、奥の側にヒンジ機構を有して、マッフル上部が開蓋し、搬送路１６を見開き点検できるようになっている。

本体部１０の一方の側には搬入口１１が設けられ、その他方の側には搬出口１２が設けられている。搬入口１１と搬出口１２との間の搬送路１６には搬送部１３が設けられ、搬送部１３には、本例の場合、ウォーキングビーム式の搬送機構７０（図５参照）が使用される。この搬送機構７０によれば、ワーク１を所定の搬送速度でタクト送り可能なものである。本体部１０内には、搬入口１１から順に予備加熱部２０、本加熱部３０、チャンバー４０及び冷却部５０が配置され、ワーク１はこれらを通過して搬出口１２に到達するようにタクト搬送される。

予備加熱部２０及び本加熱部３０は加熱部の一例を構成し、加熱部は熱風循環加熱方式を採用している。予備加熱部２０は４つの予備加熱ゾーンI〜IVを有しており、ワーク１を所定温度（例えば１８０℃）に到達させるために徐々に加熱（例えば１５０−１６０−１７０−１８０℃程度）するようになされる。予備加熱ゾーンI〜IVは搬送路１６の上下に配置されている。予備加熱部２０に隣接した位置には本加熱ゾーンVを有する本加熱部３０が配設され、ワーク１がチャンバー４０内に投入される前に本加熱ゾーンVで当該ワーク１を２５０℃程度に加熱するようになされる。

本加熱部３０に隣接した位置には真空脱泡・脱気処理ゾーンVIをするチャンバー４０が配設され、チャンバー４０は、ワーク１へのはんだ付け処理時、真空環境下で脱泡・脱気処理を行うものである。図２に示すチャンバー４０は、容器４１、基台４２及び昇降機構４３を有しており、容器４１が基台４２から離れて上方の所定の位置で停止している状態を示している。以下でこの容器４１の停止位置をホームポジションＨｐという。ホームポジションＨｐは容器４１が基台４２で基準となる位置から高さｈだけ上方の位置である。高さｈは、本加熱部３０から基台４２上へワーク１を搬入する際に支障を来さない高さであればよい。

容器４１は底面開放型の筐体構造を有しており、例えば、ステンレス製の箱状体を逆さまにして蓋状に配置したものである。容器４１の内部は空洞（空間）である。容器４１は昇降機構４３によって上下移動するようになされる。ここで、ワーク１の搬送方向をｘ方向とし、この搬送方向に直交する方向をｙ方向とし、ｘ，ｙ方向と直交する方向をｚ方向としたとき、真空処理時、容器４１はｚ方向で上下動するようになる。

容器４１の下方には基台４２が配置され、この基台４２の下方には昇降機構４３が配置されている。昇降機構４３には電動式のシリンダーや、エアー駆動式のシリンダー等が使用される。基台４２は、容器４１の底面の大きさよりも広い平面及び所定の厚みを有している。基台４２は、容器４１の底面端部が当接する位置に気密用のシール部材４８を有している。シール部材４８には耐熱性が要求されることから、例えばフッ素系のパッキンが使用される。

基台４２の下面の所定の位置には排気口２０１が設けられている。排気口２０１は図４に示す電磁弁２２に接続される。また、基台４２の下面の所定の位置にはガス供給口２０３が設けられる。ガス供給口２０３は図４に示す開放弁２５に接続される。

また、容器４１の基台４２の所定の位置にはパネルヒーター４４が設けられる。パネルヒーター４４は加熱部の一例を構成し、ワーク１を所定温度（２４０℃付近）に加熱し保持するようになされる。この加熱は、ワーク１がチャンバー４０内に投入された後も、当該チャンバー４０内への投入前の本加熱部３０よる所定温度を維持するためである。パネルヒーター４４の加熱方式は、一例として遠赤外線輻射パネル方式である。パネルヒーター４４は、基台４２に限られることはなく、容器４１側の所定の位置に設けてもよい。

基台４２の上面の両側の所定の位置には一対の固定ビーム４５，４６が設けられている。固定ビーム４５，４６は搬送部１３の一例を構成し、例えば、固定ビーム４５は基台４２の上面の左側端に、固定ビーム４６はその右側端に配設されており、チャンバー４０内でワーク１の両側を支持するようになされる。

固定ビーム４５，４６は板状ブロック体から成り、板状ブロック体の上面には円錐頭部状の複数のピン４７が設けられる。この例で、ピン４７は４個ずつグループを成し、所定の配置ピッチで並んでいる。所定の配置ピッチで並べたのは、複数の長さのワーク１に対応して、当該ワーク１を支障無く支持できるようにするためである。これらにより真空リフロー炉１００を構成する。

チャンバー４０に隣接した位置には、冷却部ゾーンVIIを有する冷却部５０が設けられている。真空脱泡・脱気処理（以下「真空脱気処理」と称する）され、真空破壊後のワーク１を冷却するゾーンである。冷却されたワーク１は、搬出口１２より装置から搬出される。

ここで、図３Ａ及び図３Ｂを参照して、はんだ３の真空脱気処理例について説明する。この例では、ワーク１として、プリント配線板や半導体ウエハ等、特にパワーデバイス用途の基板５にパッド電極４を形成し、このパッド電極４にはんだ３を形成する場合である。基板５のサイズは、例えば幅×長さ＝２５０ｍｍ×３００ｍｍ程度である。なお、本例のパッド電極４のサイズは５ｍｍ×５ｍｍ程度である。

図３Ａは、はんだ３が固まっておらず溶融はんだ７の状態である。図中の白抜き形状（円形や楕円形等）はボイド２の部分であり、ボイド２はチャンバー４０内の真空度が低くなる（真空度が高くなる）につれて、その形状が大きく成長してくる。ボイド２は真空引き処理において、外部に引っ張られ、当該ボイド２とはんだ境界面に真空度差が生じるような状態となる。溶融はんだ７内のボイド２は外部へ抜ける（脱泡・脱気される）ようになる。

図３Ｂに示すはんだ３は、容器４１内の真空度が目標圧力（以下目標設定圧力Ｐｆという）に到達した溶融状態である。本発明では、チャンバーを所定のポンプ出力で真空引きしたとき、現在選択されているポンプ出力での単位時間当たりの真空度（圧力ともいう）の減少量を監視し、単位時間当たりの真空度の減少量が決められた所定値より小さくなったことに基づき、複数あるポンプ出力の中で現在選択されているポンプ出力より大きい出力のポンプ出力へ順次切り替える制御を行うようにするとともに、後述するように予め設定された目標設定圧力Ｐｆに到達後、この目標設定圧力Ｐｆを所定時間維持する制御を行うようにしたものである。

このように目標設定圧力Ｐｆに到達するまで単位時間当たりの圧力の減少量が決められた所定値より小さくなったとなったことに基づき、複数あるポンプ出力を順次切り替える制御により、単一のポンプ出力で真空処理する従来装置に比べて、目標設定圧力Ｐｆに到達する時間を短縮することが出来る。

続いて、図４を参照して、真空リフロー炉１００の制御系の構成例について説明する。図４に示す真空リフロー炉１００の制御系によれば、予備加熱部２０、本加熱部３０、チャンバー４０、冷却部５０及び搬送機構７０を制御するために、操作部２１、電磁弁２２、ポンプ２３、真空度センサ２４、開放弁２５、搬入センサ２６、昇降機構４３、パネルヒーター４４及び制御ユニット６０を備えている。制御ユニット６０は、制御部６１や、メモリ部６２及びタイミング発生部６３等を有している。

操作部２１は制御ユニット６０に接続され、真空引き時間の設定、真空脱気処理時のチャンバー４０で目標設定圧力Ｐｆ（例えば、Ｐｆ＝10000［Ｐａ］）、ポンプ出力、及び、目標設定圧力Ｐｆに対して許容される有効範囲（例えば、Ｐｆ＝10000［Ｐａ］±１０００［Ｐａ］）等を初期設定するようになされる。

操作部２１は、液晶表示パネルやテンキー等が使用される。ポンプ出力を示す設定情報は操作データＤ２１となって制御部６１へ出力される。また、操作部２１には図示しない”スタートボタン”が設けられ、制御部６１へ”スタート”の指示がなされる。

搬送機構７０は搬送部１３に設けられる共に制御ユニット６０に接続される。搬送機構７０にはウォーキングビーム式の搬送装置が使用される。制御ユニット６０から搬送機構７０には搬送制御信号Ｓ１３が出力される。搬送制御信号Ｓ１３は移動ビーム１８，２８を動作させて、ワーク１をタクト送りする信号である。

予備加熱部２０は制御ユニット６０に接続される。制御ユニット６０から予備加熱部２０には予備加熱制御信号Ｓ２０が出力される。予備加熱制御信号Ｓ２０は予備加熱部２０のヒーターや、ファン等を動作させて、ワーク１を所定温度（例えば１８０℃）に到達させるために４つの予備加熱ゾーンI〜IVを制御する信号である。

本加熱部３０は制御ユニット６０に接続される。制御ユニット６０から本加熱部３０には本加熱制御信号Ｓ３０が出力される。本加熱制御信号Ｓ３０は本加熱部３０のヒーターや、ファン等を動作させて、ワーク１を２５０℃に加熱する信号である。昇降機構４３は制御ユニット６０に接続される。制御ユニット６０から昇降機構４３には昇降制御信号Ｓ４３が出力される。昇降制御信号Ｓ４３は容器４１を昇降するための信号である。

パネルヒーター４４は制御ユニット６０に接続される。制御ユニット６０からパネルヒーター４４にはヒーター制御信号Ｓ４４が出力される。ヒーター制御信号Ｓ４４は密閉状態の容器４１内を所定の温度に維持するための信号である。電磁弁２２は制御ユニット６０に接続される。電磁弁２２には真空制御用のスロットルバルブが使用される。制御ユニット６０から電磁弁２２には電磁弁制御信号Ｓ２２が出力される。電磁弁制御信号Ｓ２２は電磁弁２２の弁開度を制御するための信号である。

ポンプ２３は真空引き条件に基づいてチャンバー４０内を真空引きする。ポンプ２３は、制御ユニット６０に接続される。ポンプ２３には、ロータリー式（ブロア）や、往復式（ピストン）等の真空ポンプが使用される。制御ユニット６０からポンプ２３にはポンプ駆動電圧Ｖ２３が出力される。本例では、オイルフリー型のスクロールポンプを用いて説明する。例えば、ポンプ２３の駆動源に図示しない交流モーターが使用される場合、可変電圧可変周波数（ＶＶＶＦ）インバーター制御方式が採られる。この制御方式によれば、交流モーターの回転数及び周波数ｆ、例えば、ｆ＝２０Ｈｚ〜６０Ｈｚにほぼ比例した電圧が加えられる。ポンプ駆動電圧Ｖ２３は当該交流モーターの出力を制御するための電圧である。周波数の変更により、モーターの回転数が変更され、ポンプ出力が変更される。チャンバーを所定のポンプ出力で真空引きして得られる、真空度に対する真空引き時間を各周波数毎にプロットした真空引き特性は、図６に＃１、＃２、＃３、＃４で表わせられる特性であり、各周波数毎に固有なものである。

制御ユニット６０には搬入センサ２６が接続される。搬入センサ２６は、ワーク１が真空リフロー炉１００に搬入されたことを検知するものであり、ワーク１が真空リフロー炉１００に搬入されたことを示す搬入検出信号Ｓ２６信号が搬入センサ２６から制御ユニット６０へ出力される。搬入センサ２６には反射型又は透過型の光学センサが使用される。本例の場合、ワーク１が真空リフロー炉１００に搬入されたことを検知すると、搬入検出信号Ｓ２６が制御ユニット６０へ出力され、タイマーがスタートする。このタイマーを基にして、ワーク１の搬送速度等から、真空リフロー炉１００内のワーク１の位置が算出される。また、ワーク１をタクト送りする本例では、タクト送り時間が予め設定されているので、このタクト送り時間でワーク１の位置を算出するようにしても良い。また、選択されるポンプ出力の単位時間当たりの圧力の減少量を監視し、単位時間当たりの圧力の減少量が決められた所定値より小さくなった場合、複数あるポンプ出力の中で選択されているポンプ出力より大きい出力のポンプ出力へ順次切り替える制御を行う。

制御ユニット６０には真空度センサ２４が接続される。真空度センサ２４は検出部の一例を構成し、脱泡・脱気処理時、チャンバー４０の真空度を検出して真空度検出信号Ｓ２４（圧力検出情報）を発生する。真空度検出信号Ｓ２４はチャンバー４０内の真空度を示す信号であり、真空度センサ２４から制御ユニット６０へ出力される。真空度センサ２４には隔膜真空計や、熱電対真空計、ピラニ真空計、ベニング真空計等が使用される。

開放弁２５の一方は、図２に示した基台４２のガス供給口２０３に接続され、他方は図示しないＮ₂（窒素）ボンベや、Ｈ₂（水素）ボンベ等のガス供給部２９に接続される。ガス供給部２９は図示しない比例電磁弁を有している。ガス供給部２９はチャンバー４０内にＮ₂ガス（不活性ガス）及びＨ₂ガス（還元用の活性ガス）の少なくともいずれか一方のガスを供給できるものであればよい。比例電磁弁はＮ₂ガスやＨ₂ガス等の流入量を調整するようになされる。制御ユニット６０から開放弁２５には開放弁制御信号Ｓ２５が出力される。開放弁制御信号Ｓ２５は開放弁２５を制御するための信号である。

開放弁２５は、例えば、初期開放弁及び主開放弁を有したものが使用される。初期開放弁は所定の口径を有しており、その口径は主開放弁よりも小さい。初期開放弁はチャンバー４０へのガスの流入量を少なく抑える場合や主開放弁の前段（プリ）動作で使用される。主開放弁は初期開放弁の口径に比べて大きく、初期開放弁に比べてガスの流入量を多く通過させる。開放弁２５を制御することで、チャンバー４０内を減圧中に多段階の狙い真空度（Ｐａ）に調整できるようになる。

冷却部５０は制御ユニット６０に接続される。制御ユニット６０から冷却部５０には冷却制御信号Ｓ５０が出力される。冷却制御信号Ｓ５０は熱交換器や、ファン等を制御するための信号である。冷却部５０の冷却方式はターボファン（窒素雰囲気）である。

制御ユニット６０は、制御部６１、メモリ部６２及びタイミング発生部６３を有している。制御ユニット６０は図示しないアナログ・デジタル変換器や発振器等も備えている。制御部６１にはメモリ部６２が接続され、制御データＤ６２が記憶される。

制御データＤ６２には、予備加熱部２０、電磁弁２２、開放弁２５、本加熱部３０、昇降機構４３、パネルヒーター４４、冷却部５０及び搬送機構７０を制御するためのデータも含まれる。メモリ部６２には読み出し専用メモリ（Read Only Memory：ＲＯＭ）、随時書き込み読み出しメモリ（Random Access Memory：ＲＡＭ）や固定ディスクメモリ（Hard Disk Drive：ＨＤＤ）等が使用される。

制御部６１には中央処理装置（Central Processing Unit：ＣＰＵ）が使用される。制御部６１は、操作部２１で設定されたポンプ出力で真空引きを開始した後、真空度センサ２４の出力等から所定の経過時間後における単位時間当たりの真空度の減少量を算出し、この値を基準値Ｘｒｆ（Ｐａ／ｓｅｃ）として設定する。そして、単位時間当たりの真空度の減少量Ｘが基準値Ｘｒｆより小さくなると、ポンプ出力を大きい出力に順次切り替える。これにより、チャンバー４０内が大気圧の状態から真空引きを開始した初期の仮想の漸近線に沿って真空引き制御が行われる。

制御部６１は、真空度検出信号Ｓ２４に基づいて真空度を調整すると共に真空度を所定時間保持するようにポンプ２３の他に電磁弁２２及び開放弁２５を制御する。これにより、真空引き条件の選択度を拡大できると共に、チャンバー内を指定された目標設定圧力Ｐｆに短時間に真空引きできるようになる。また、溶融はんだ７内のボイド２を徐々に脱泡・脱気ができる。従って、ボイド２がはち切れて（爆裂して）、フラックス飛沫や、はんだ飛散等を防止できるようになる。

制御部６１にはメモリ部６２の他にタイミング発生部６３が接続される。タイミング発生部６３は図示しない発振器から得られる基準クロック信号及び制御部６１から制御命令を入力して、上述の予備加熱制御信号Ｓ２０、電磁弁制御信号Ｓ２２、開放弁制御信号Ｓ２５、本加熱制御信号Ｓ３０、昇降制御信号Ｓ４３、ヒーター制御信号Ｓ４４、冷却制御信号Ｓ５０及び搬送制御信号Ｓ７０を発生する。これらにより、真空リフロー炉１００の制御系を構成する。

続いて、図５を参照して、搬送機構７０の構成例について説明をする。図５において、ウォーキングビーム式の搬送機構７０は固定ビーム１７，２７及び移動ビーム１８，２８を有している。移動ビーム１８，２８の送りピッチは、例えば４００ｍｍ程度である。ここで、チャンバー４０を基準にして、ワーク１が搬入されてくる側を搬入側とし、ワーク１が搬出されていく側を搬出側とする。搬入側の固定ビーム１７は、図１に示した予備加熱部２０及び本加熱部３０に設けられ、搬出側の固定ビーム２７は冷却部５０に設けられる。

固定ビーム１７，２７はワーク１の搬送路１６の両側に一対づつ設けられている。移動ビーム１８、２８は両側の固定ビーム１７、２７に対してそれぞれ上下及び左右に移動するように動作（図中の（１）〜（４）参照：ウォーキング）する。図中、符号ａは移動ビーム１８，２８の各々のホームポジションＨｐである。移動ビーム１８，２８は搬入側及び搬出側でそれぞれ独立に駆動するようになされる。

例えば、搬入側の移動ビーム１８は軌跡（１）で垂直方向（ａ→ｂ）へ上昇し、固定ビーム１７（固定ビーム４５）からワーク１を受け取る。次に、ワーク１を載置した状態で軌跡（２）で水平方向（ｂ→ｃ）に移動し、軌跡（３）で垂直方向（ｃ→ｄ）へ降下し、ワーク１を固定ビーム１７（固定ビーム４５）上に載置させた後に移動ビーム１８は軌跡（４）で水平方向（ｄ→ａ）に移動してホームポジションＨｐに戻ってくる。このようにして、ワーク１を順次タクト送りする。

また、搬出側の移動ビーム２８は軌跡（１）で水平方向（ａ→ｂ）に移動する。次に、軌跡（２）で垂直方向（ｂ→ｃ）へ上昇する。これにより、移動ビーム２８は固定ビーム４５（固定ビーム２７）からワーク１を受け取る。そして、ワーク１を載置した状態で軌跡（３）で水平方向（ｃ→ｄ）に移動する。その後、軌跡（４）で垂直方向（ｄ→ａ）へ降下し、ワーク１を固定ビーム２７に載置させた後、ホームポジションＨｐに戻ってくる。このようにして、所定の搬送速度でワーク１を順次タクト送り（紙面上では左側から右側へ順にワーク１を搬送する）するようになる。これらにより、ウォーキングビーム式の搬送機構７０を構成する。

続いて、図６を参照して、真空引き制御特性＃１〜＃４について説明する。図６において、縦軸はチャンバー内の圧力Ｐ［Ｐａ］（真空度）である。横軸は、真空引きに要する時間ｔ［秒］である。Ｐｆは目標設定圧力であり、この例では10000［Ｐａ］である。なお、図６の時間軸において、チャンバー４０を閉じるために容器４１が昇降機構４３により基台４２側に移動開始する時点をｔ＝０とし、チャンバー４０が閉じられた時点をｔ＝ｋとする。実際に真空引きが開始されるのはｔ＝ｋからである。以下の経過時刻は、ｔ＝ｋを基準としたものである。

本例では、複数のポンプ出力として、真空ポンプ稼働周波数が２０Hz、３０Hz、４０Hz、６０Hzの中から選択可能に設定される。この例で、実線は周波数ｆ＝６０Ｈｚで交流モーターを駆動し、ポンプ２３を動作させてチャンバー４０内を真空引きした場合の真空引き制御特性＃１である。当該制御特性＃１は、目標設定圧力Ｐｆへ約６［秒］を要してチャンバー４０を真空引き可能な特性である。破線は、ｆ＝４０Ｈｚで同様にポンプ２３を動作させてチャンバー４０内を真空引きした場合の真空引き制御特性＃２である。当該制御特性＃２は、目標設定圧力Ｐｆへ約９［秒］を要してチャンバー４０を真空引き可能な特性である。

一点鎖線は、周波数ｆ＝３０Ｈｚで同様にポンプ２３を動作させてチャンバー４０内を真空引きした場合の真空引き制御特性＃３である。当該制御特性＃３は、目標設定圧力Ｐｆへ約１１［秒］を要してチャンバー４０を真空引き可能な特性である。二点鎖線は、ｆ＝２０Ｈｚで同様にポンプ２３を動作させてチャンバー４０内を真空引きした場合の真空引き制御特性＃４である。当該制御特性＃４は、目標設定圧力Ｐｆへ約１６［秒］を要してチャンバー４０を真空引き可能な特性である。

ポンプ出力Ｐo1を得る周波数ｆは６０Ｈｚであり、ポンプ出力Ｐo2を得る周波数ｆは４０Ｈｚであり、ポンプ出力Ｐo3を得る周波数ｆは３０Ｈｚであり、ポンプ出力Ｐo4を得る周波数ｆは２０Ｈｚである。これらのポンプ出力Ｐo1〜Ｐo4の大小関係は、ポンプ出力Ｐｏでいうと、Ｐo1＞Ｐo2＞Ｐo3＞Ｐo4であり、周波数ｆで言うと６０Ｈｚ＞４０Ｈｚ＞３０Ｈｚ＞２０Ｈｚである。

図中のＬ１は、真空引き制御特性＃１における初期の仮想の漸近線である。漸近線Ｌ１は、縦軸と平行な線分ｊ−ｋ（破線）と真空引き制御特性＃１のグラフの交点ｑにおける接線である。Ｌ２は、真空引き制御特性＃２における初期の仮想の漸近線である。漸近線Ｌ２は、線分ｊ−ｋと真空引き制御特性＃２のグラフの交点ｑにおける接線である。Ｌ３は、真空引き制御特性＃２における初期の仮想の漸近線である。漸近線Ｌ３は、線分ｊ−ｋと真空引き制御特性＃２のグラフの交点ｑにおける接線である。Ｌ４は、真空引き制御特性＃２における初期の仮想の漸近線である。漸近線Ｌ４は、線分ｊ−ｋと真空引き制御特性＃２のグラフの交点ｑにおける接線である。なお、線分ｊ−ｋを基準とするのは、上述のように実際に真空引きが開始されるｔ＝ｋを経過時刻の起点としたことに基づくものである。

真空引き特性は、ポンプ毎、および真空ポンプ稼働周波数毎に異なる固有のものであるが、各周波数における真空引き特性＃１〜＃４によれば、単位時間当たりの圧力の減少量は、大気圧の状態から真空引きを開始した初期の段階においては、仮想の漸近線（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４）に沿って変位するが、目標とする真空度に近づくに従い仮想の漸近線から大きく離反する傾向があることが分かる。また、ポンプ出力が大きいほど、仮想の漸近線の傾きが大きいことが分かる。

＜実施例１＞
図７に示すチャンバー４０の制御例（その１）によれば、４つの真空引き制御特性＃１〜＃４を切り替える場合である。チャンバー４０の真空引きにおいては、ポンプ駆動系の周波数を２０Ｈｚ→３０Ｈｚ→４０Ｈｚ→６０Ｈｚと徐々に高める制御を行うために、真空引き制御特性が＃４〜＃１の順に切り替えてポンプ出力制御が実行される。

制御開始時と共に真空引き制御特性＃４（２０Ｈｚ）に倣ってポンプ２３が駆動される。ポンプ２３は、約１秒間、周波数ｆ＝２０Ｈｚで駆動される。一方、制御部６１は、周波数ｆ＝２０Ｈｚで駆動を開始して約１秒経過後、真空度センサ２４の出力等から単位時間当たりの真空度の減少量を算出し、この値を基準値にＸｒｆ（Ｐａ／ｓｅｃ）として設定する。

基準値Ｘｒｆを設定すると、ポンプ駆動系の周波数をｆ＝３０Ｈｚに切り替えることで、真空引き制御特性＃４から真空引き制御特性＃３に制御特性が切り替えられる。真空引き特性が＃４から＃３に切り替わることで、単位時間当たりの真空度の減少量Ｘは、基準値Ｘｒｆより大きくなる。なお、本例では周波数ｆ＝２０Ｈｚで基準値Ｘｒｆ（Ｐａ／ｓｅｃ）を設定し、設定後はすぐに次に大きい周波数ｆ＝３０Ｈｚに切り替える制御を行う例で説明したが、切り替えポイントに幅を持たせ周波数ｆ＝２０Ｈｚで設定した基準値Ｘｒｆより小となるポイントで周波数ｆ＝２０Ｈｚから周波数ｆ＝３０Ｈｚに切り替えるような制御を行っても良い。

制御部６１は、周波数ｆ＝３０Ｈｚで駆動を開始すると、真空度センサ２４の出力等から単位時間当たりの真空度の減少量を算出する。単位時間当たりの真空度の減少量Ｘが基準値Ｘｒｆより小さくなると、ポンプ駆動系の周波数をｆ＝４０Ｈｚに切り替えることで、真空引き制御特性＃３から真空引き制御特性＃２に制御特性が切り替えられる。真空引き特性が＃３から＃２に切り替わることで、単位時間当たりの真空度の減少量Ｘは、基準値Ｘｒｆより大きくなる。

制御部６１は、周波数ｆ＝４０Ｈｚで駆動を開始すると、真空度センサ２４の出力等から単位時間当たりの真空度の減少量を算出する。単位時間当たりの真空度の減少量Ｘが基準値Ｘｒｆより小さくなると、ポンプ駆動系の周波数をｆ＝６０Ｈｚに切り替えることで、真空引き制御特性＃２から真空引き制御特性＃１に制御特性が切り替えられる。

これにより、単位時間当たりの真空度の減少量Ｘが基準値Ｘｒｆに近づくようにポンプ出力が切り替えられる。基準値Ｘｒｆは、初期の仮想の漸近線における単位時間当たりの真空度の減少量を示す値であり、初期の仮想の漸近線に沿った真空引き制御が行われることで、チャンバー４０内を指定された目標設定圧力Ｐｆに短時間に真空引きできるようになる。この例でチャンバー４０は真空引き開始から目標設定圧力Ｐｆへ約９［秒］を要して到達している。

＜実施例２＞
図８に示すチャンバー４０の制御例（その２）によれば、３つの真空引き制御特性＃１〜＃３を切り替える場合である。チャンバー４０の真空引きにおいては、ポンプ駆動系の周波数を３０Ｈｚ→４０Ｈｚ→６０Ｈｚと徐々に高める制御を行うために、真空引き制御特性が＃３〜＃１の順に切り替えてポンプ出力制御が実行される。

制御開始時と共に真空引き制御特性＃３（３０Ｈｚ）に倣ってポンプ２３が駆動される。ポンプ２３は、約１秒間、周波数ｆ＝３０Ｈｚで駆動される。一方、制御部６１は、周波数ｆ＝３０Ｈｚで駆動を開始して約１秒経過後、真空度センサ２４の出力等から単位時間当たりの真空度の減少量を算出し、この値を基準値にＸｒｆ（Ｐａ／ｓｅｃ）として設定する。

基準値Ｘｒｆを設定すると、ポンプ駆動系の周波数をｆ＝４０Ｈｚに切り替えることで、真空引き制御特性＃３から真空引き制御特性＃２に制御特性が切り替えられる。真空引き特性が＃３から＃２に切り替わることで、単位時間当たりの真空度の減少量Ｘは、基準値Ｘｒｆより大きくなる。なお、本例でも周波数ｆ＝３０Ｈｚで基準値Ｘｒｆ（Ｐａ／ｓｅｃ）を設定し、設定後はすぐに次に大きい周波数ｆ＝４０Ｈｚに切り替える制御を行う例で説明したが、切り替えポイントに幅を持たせ周波数ｆ＝３０Ｈｚで設定した基準値Ｘｒｆより小となるポイントで周波数ｆ＝３０Ｈｚから周波数ｆ＝４０Ｈｚに切り替えるような制御を行っても良い。

制御部６１は、周波数ｆ＝４０Ｈｚで駆動を開始すると、真空度センサ２４の出力等から単位時間当たりの真空度の減少量を算出する。単位時間当たりの真空度の減少量Ｘが基準値Ｘｒｆより小さくなると、ポンプ駆動系の周波数をｆ＝６０Ｈｚに切り替えることで、真空引き制御特性＃２から真空引き制御特性＃１に制御特性が切り替えられる。

これにより、単位時間当たりの真空度の減少量Ｘが基準値Ｘｒｆに近づくようにポンプ出力が切り替えられる。基準値Ｘｒｆは、初期の仮想の漸近線における単位時間当たりの真空度の減少量を示す値であり、初期の仮想の漸近線に沿った真空引き制御が行われることで、チャンバー４０内を指定された目標設定圧力Ｐｆに短時間に真空引きできるようになる。この例でチャンバー４０は真空引き開始から目標設定圧力Ｐｆへ約８［秒］を要して到達している。

続いて、本発明に係る真空はんだ処理装置の制御方法に関して、図９〜図１３を参照して、真空リフロー炉１００の制御例について説明する。図９は真空リフロー炉１００の温度プロファイルである。図９において、縦軸は予備加熱ゾーンI〜IV、本加熱ゾーンＶ、真空脱泡・脱気処理ゾーンVI及び冷却ゾーンVIIでのワーク温度Ｔ［℃］であり、横軸は経過時刻ｔ１〜ｔ７［秒］を示している。図中の太線の曲線は真空リフロー炉１００でのワーク温度特性である。

図１０〜図１３に示すフローチャートは、ワーク１を基準とした制御例であり、チャンバー４０の搬入側と搬出側で他のワーク１の処理も同時に進行しているが、説明を分かり易くするため、当該チャンバー４０の前後の１つのワーク１の動きを注目して説明をする。

次の真空引き条件が制御部６１に設定される。
ｉ．操作部２１で真空引き制御の設定を受け付ける。例えば、ポンプ出力として２０Hz、３０Hz、４０Hz、６０Hzの４つの真空ポンプ稼働周波数が選択された場合、３０Hz、４０Hz、６０Hzの３つの真空ポンプ稼働周波数が選択された場合を例に挙げる。
ii．ワーク１がチャンバー４０内に投入される前に、ワーク１を所定温度まで加熱する。
iii．ワーク１がチャンバー４０内に投入された際に、チャンバー４０内への投入前のワーク１の所定温度を保持する。
iv．制御部６１が、選択されたポンプ出力の中で、最も出力が小さくなる真空ポンプ稼働周波数で駆動を開始する。制御部６１がリアルタイムに単位時間当たりの真空度の減少量Ｘを算出し、真空引き開始の所定の初期状態で、単位時間当たりの真空度の減少量を算出して設定された基準値Ｘｒｆと、リアルタイムに算出した単位時間当たりの真空度の減少量Ｘとを常に比較し、真空引き中、基準値Ｘｒｆより減少量Ｘが小さくなった場合、ポンプ出力が小さい真空引き制御特性からポンプ出力が大きい真空引き制御特性へ制御を切り替える。

これらを真空はんだ付け処理の制御条件にして、図１０に示すステップＳＴ１（工程）で制御部６１は初期設定を受け付ける。この初期設定では、操作部２１を使用して、ポンプ出力として２０Hz、３０Hz、４０Hz、６０Hzの中から所望の真空ポンプ稼働周波数が選択される。制御部６１は、ユーザが選択したポンプ出力の中で、ポンプ出力の周波数の小さい順に真空引き制御特性を初期設定する。ここで得られる設定情報は操作データＤ２１となって制御部６１へ出力される。

ステップＳＴ２で制御部６１はワーク１を搬入する。ワーク１の搬入は、ユーザが操作部２１に設けられたスタートボタンの押下等することにより行われる。制御部６１はスタートが指示されると、制御部６１は搬送機構７０の駆動制御を実行する。このとき、搬送機構７０は制御ユニット６０から搬送制御信号Ｓ１３を入力し、当該搬送制御信号Ｓ１３に基づいて移動ビーム１８，２８を動作させて、ワーク１をタクト送りする。タクト送り動作については本発明の本質ではないので、その説明を省略する。また、ワーク１が真空リフロー炉１００に搬入されたことを検知すると、搬入検出信号Ｓ２６が制御ユニット６０へ出力され、タイマーがスタートする。このタイマーを基にして、タクト送り時間でワーク１の位置を算出することができる。

ステップＳＴ３で制御部６１はワーク１に対して予備加熱処理を実行する。このとき、予備加熱部２０は制御ユニット６０から予備加熱制御信号Ｓ２０を入力し、当該予備加熱制御信号Ｓ２０に基づいて４つの予備加熱ゾーンＩ〜IVを動作させ、ワーク１を所定温度（例えば１８０℃）に到達させるために徐々に加熱（１３０℃→１６０℃→１７０℃→１８０℃程度）する。

例えば、予備加熱ゾーンIでは図１２に示した温度プロファイルにおいて炉内を時刻ｔ０からｔ１で常温から温度１３０℃付近に加熱する。予備加熱ゾーンIIは炉内を時刻ｔ１からｔ２で温度１３０℃から温度１６０℃付近に加熱する。予備加熱ゾーンIIIは炉内を時刻ｔ２からｔ３で温度１６０℃〜１７０℃付近に加熱する。予備加熱ゾーンVIは炉内を時刻ｔ３からｔ４で温度１７０℃〜１８０℃付近に加熱する。

ステップＳＴ４で制御部６１はワーク１に対して本加熱処理を実行する。このとき、本加熱部３０は、制御ユニット６０から本加熱制御信号Ｓ３０を入力し、当該本加熱制御信号Ｓ３０に基づいて本加熱部３０のヒーターや、ファン等を動作させて、ワーク１を２５０℃に加熱する。図１２に示した温度プロファイルによれば、本加熱ゾーンVは炉内を時刻ｔ４からｔ５で温度２３０℃〜２６０℃付近に加熱する。

ステップＳＴ５で制御部６１はワーク１に対して真空脱気処理を実行する。この例の真空脱気処理によれば、図１１に示すサブルーチンに移行する。

ステップＳＴ６１に移行して制御部６１は、容器４１の降下制御を実行する（チャンバー降下）。昇降機構４３は制御ユニット６０から昇降制御信号Ｓ４３を入力し、図示しないシリンダー等を動作させて容器４１を密閉状態にする。

また、パネルヒーター４４は制御ユニット６０からヒーター制御信号Ｓ４４を入力し、当該ヒーター制御信号Ｓ４４に基づいてワーク１の温度を２４０℃に維持するようになされる。この例では図９に示した真空脱泡・脱気処理ゾーンVIにおいて、容器４１内を時刻ｔ５からｔ６で温度２３０℃〜２５０℃付近に維持する。

その後、ステップＳＴ６２で制御部６１は、ユーザにより選択されたポンプ出力に基づき真空引き制御特性＃４が初期設定されているか、それ以外の真空引き制御特性＃３が初期設定されているかに対応して制御を分岐する。例えば、４つの真空引き制御特性＃１〜＃４が選択され、真空引き制御特性＃４が初期設定されている場合は、ステップＳＴ６３に移行して、制御部６１は真空引き制御特性＃４を実行する。

この例では、図１２に示すサブルーチンに移行して、制御部６１はステップＳＴ401で図７に示したように真空引き制御特性＃４でポンプ出力を制御する。ポンプ２３は、制御開始時と共に真空引き制御特性＃４（２０Ｈｚ）に倣って駆動され、チャンバー４０内が真空引き処理される。

この真空引き処理では、開放弁２５が制御ユニット６０から開放弁制御信号Ｓ２５を入力し、初期開放弁及び主開放弁も「全閉」となされる。また、電磁弁２２が制御ユニット６０から電磁弁制御信号Ｓ２２を入力し、当該電磁弁制御信号Ｓ２２に基づいて弁開度＝「全開」となるように弁を駆動する。

そして、制御部６１は電磁弁２２及びポンプ２３を制御してチャンバー４０内の真空引き処理する。ポンプ２３は、弁開度＝「全開」と前後して、制御ユニット６０からポンプ駆動電圧Ｖ２３を入力し、当該ポンプ駆動電圧Ｖ２３に基づいてチャンバー４０内を真空引きする。例えば、ポンプ２３は真空引き制御特性＃４（２０Ｈｚ）に沿った吸込み量で容器４１内のエアーを引き抜くように動作する。

次に、ステップＳＴ402で制御部６１は、所定の間隔毎等、リアルタイムで単位時間当たりの真空度の減少量を算出する。

ステップＳＴ403で所定の経過時間に到達していない場合は、ステップＳＴ404で真空引き制御特性＃４での真空引きを継続する。ステップＳＴ403で所定の経過時間に到達した場合は、ステップＳＴ405に移行して、制御部６１は、所定の経過時間到達時に算出した単位時間当たりの真空度の減少量を基準値Ｘｒｆとして設定する。そして、ステップＳＴ406で真空引き制御特性＃４から真空引き制御特性＃３へ切り替える。真空引き制御特性＃３では、ポンプ２３が真空引き制御特性＃３（３０Ｈｚ）に倣って駆動される。

そして、ステップＳＴ407で制御部６１は、リアルタイムで算出した単位時間当たりの真空度の減少量Ｘが、基準値Ｘｒｆより小さいか比較する。

算出した減少量Ｘが基準値Ｘｒｆ以上である場合は、ステップＳＴ408で真空引き制御特性＃３での真空引きを継続する。ステップＳＴ407で算出した減少量Ｘが基準値Ｘｒｆより小さい場合は、ステップＳＴ409に移行して、制御部６１は、真空引き制御特性＃３から真空引き制御特性＃２へ切り替える。真空引き制御特性＃２では、ポンプ２３が真空引き制御特性＃２（４０Ｈｚ）に倣って駆動される。

そして、ステップＳＴ410で制御部６１は、リアルタイムで算出した単位時間当たりの真空度の減少量Ｘが、基準値Ｘｒｆより小さいか比較する。

算出した減少量Ｘが基準値Ｘｒｆ以上である場合は、ステップＳＴ411で真空引き制御特性＃２での真空引きを継続する。ステップＳＴ410で算出した減少量Ｘが基準値Ｘｒｆより小さい場合は、ステップＳＴ412に移行して、制御部６１は、真空引き制御特性＃２から真空引き制御特性＃１へ切り替える。真空引き制御特性＃１では、ポンプ２３が真空引き制御特性＃１（６０Ｈｚ）に倣って駆動される。

そして、ステップＳＴ413で制御部６１は真空引き時間として予め設定された時間が経過（設定時間経過）しているか否かに対応して制御を分岐する。設定時間が経過していない場合には、ステップＳＴ414でチャンバー４０が目標設定圧力Ｐｆ（例えば、Ｐｆ=10000［Ｐａ］）に到達したか否かに対応して制御を分岐する。ステップＳＴ414でチャンバー４０が目標設定圧力Ｐｆに到達していない場合は、ステップＳＴ415で真空引き制御特性＃１での真空引きを継続するとともに、ステップST414に戻る。ステップＳＴ414で目標設定圧力Ｐｆに到達した場合は、目標設定圧力Ｐｆを維持する（ステップST41６）が、次のステップST417で、真空引き時間として設定された時間が経過（設定時間経過）しているか否かに対応して制御を分岐する。設定時間が経過していない場合には、ステップＳＴ416に戻るように制御される。ステップST417で、真空引き時間として設定された時間が経過（設定時間経過）している場合には、図１１に示すステップＳＴ６４の真空破壊が開始される。

また、ステップＳＴ413で制御部６１は真空引き時間として設定された時間が経過（設定時間経過）していると判断した場合には、ステップST418に移行する。このステップST418では、現時点でのチャンバー内の圧力を計測する。計測された現圧力が設定された有効範囲内（本例の場合、目標設定圧力Ｐｆに対して±１０００（Pa）の範囲）にあれば真空処理が有効であると見做す処理が行われ、図１１に示すステップＳＴ６４の真空破壊が開始される。また、ステップST418で、制御部６１は現圧力が設定された有効範囲内にはないと判断すると真空処理は無効（NG）であると見做す処理を行う。無効（NG）判断がなされた場合には警報などの手段により、無効（NG）となった結果を報知するようにしても良い。

この真空引き制御により、真空引き制御特性＃４→＃３→＃２→＃１を乗り継いで、チャンバー４０内を指定された目標設定圧力Ｐｆに短時間に真空引きできるようになる。

また、図１１に示す上述のステップＳＴ６２で真空引き制御特性＃４以外の真空引き制御特性が初期設定されている場合は、本例では、ステップＳＴ６５に移行して、制御部６１は真空引き制御特性＃３を実行する。

この例では、図１３に示すサブルーチンに移行して、制御部６１がステップＳＴ601で図８に示したように真空引き制御特性＃３でポンプ出力を制御する。ポンプ２３は、制御開始時と共に真空引き制御特性＃３（３０Ｈｚ）に倣って駆動される。

次に、ステップＳＴ602で制御部６１は、所定の間隔毎等、リアルタイムで単位時間当たりの真空度の減少量を算出する。

ステップＳＴ603で所定の経過時間に到達していない場合は、ステップＳＴ604で真空引き制御特性＃３での真空引きを継続する。ステップＳＴ603で所定の経過時間に到達した場合は、ステップＳＴ605に移行して、制御部６１は、所定の経過時間到達時に算出した単位時間当たりの真空度の減少量を基準値Ｘｒｆとして設定する。そして、ステップＳＴ606で真空引き制御特性＃３から真空引き制御特性＃２へ切り替える。真空引き制御特性＃２では、ポンプ２３が真空引き制御特性＃２（４０Ｈｚ）に倣って駆動される。

そして、ステップＳＴ607で制御部６１は、リアルタイムで算出した単位時間当たりの真空度の減少量Ｘが、基準値Ｘｒｆより小さいか比較する。

算出した減少量Ｘが基準値Ｘｒｆ以上である場合は、ステップＳＴ608で真空引き制御特性＃２での真空引きを継続する。ステップＳＴ607で算出した減少量Ｘが基準値Ｘｒｆより小さい場合は、ステップＳＴ609に移行して、制御部６１は、真空引き制御特性＃２から真空引き制御特性＃１へ切り替える。真空引き制御特性＃１では、ポンプ２３が真空引き制御特性＃１（６０Ｈｚ）に倣って駆動される。

そして、ステップＳＴ610で制御部６１は真空引き時間として設定された時間が経過（設定時間経過）しているか否かに対応して制御を分岐する。設定時間が経過していない場合には、ステップＳＴ611でチャンバー４０が目標設定圧力Ｐｆ（例えば、Ｐｆ=10000［Ｐａ］）に到達したか否かに対応して制御を分岐する。ステップＳＴ611でチャンバー４０が目標設定圧力Ｐｆに到達していない場合は、ステップＳＴ612で真空引き制御特性＃１での真空引きを継続するとともに、ステップST611に戻る。ステップＳＴ611で目標設定圧力Ｐｆに到達した場合は、目標設定圧力Ｐｆを維持する（ステップＳＴ613）が、次のステップST614で、真空引き時間として設定された時間が経過（設定時間経過）しているか否かに対応して制御を分岐する。設定時間が経過していない場合には、ステップＳＴ613に戻るように制御される。ステップST614で、真空引き時間として設定された時間が経過（設定時間経過）している場合には、図１１に示すステップＳＴ６４の真空破壊が開始される。

また、ステップＳＴ610で制御部６１は真空引き時間として設定された時間が経過（設定時間経過）していると判断した場合には、ステップST615に移行する。このステップST615では、現時点でのチャンバー内の圧力を計測する。計測された現圧力が設定された有効範囲内（本例の場合、目標設定圧力Ｐｆに対して±１０００（Pa）の範囲）にあれば真空処理が有効であると見做す処理が行われ、図１１に示すステップＳＴ６４の真空破壊が開始される。また、ステップST615で、制御部６１は現圧力が設定された有効範囲内にはないと判断すると真空処理は無効（NG）であると見做す処理を行う。無効（NG）判断がなされた場合には警報などの手段により、無効（NG）となった結果を報知するようにしても良い。

これによって、チャンバー４０内の真空度を指定時間内及び一定気圧に保持したはんだ付け（ボイド除去）処理することができる（真空脱気処理）。

ステップＳＴ６４で制御部６１はチャンバー４０内の真空破壊を開始する。この真空破壊では、例えば、ポンプ２３を停止して開放弁２５を動作させ、Ｎ₂ガスをチャンバー４０内に供給して容器４１内の真空度を一定の比率（一次関数的）で上げて行く（図７の直線特性参照）。

チャンバー４０内の真空度が大気圧になったら、ステップＳＴ６６に移行して制御部６１が容器４１を上昇するように昇降機構４３を制御する。昇降機構４３では、制御ユニット６０から昇降制御信号Ｓ４３を入力し、当該昇降制御信号Ｓ４３に基づいて図示しないシリンダー等を動作させて容器４１を開放状態にする。

そして、ステップＳＴ６７で制御部６１はワーク搬出処理を実行する。搬送機構７０は制御ユニット６０から搬送制御信号Ｓ７０を入力し、当該搬送制御信号Ｓ７０に基づいて移動ビーム２８を動作させて、ワーク１をタクト送り（図５参照）する。搬送機構７０は、ワーク１が基台４２上から搬出されると、次のワーク１を基台４２上へ搬入するようになされる。

ワーク１を冷却部５０へ送り渡した場合は、メインルーチンのステップＳＴ５に戻り、ステップＳＴ６に移行する。ステップＳＴ６で制御部６１はワーク１の冷却処理を実行する。このとき、冷却部５０は制御ユニット６０から冷却制御信号Ｓ５０を入力し、当該冷却制御信号Ｓ５０に基づいて熱交換器や、ファン等を動作させて、ワーク１を冷却する。これにより、ワーク１を所望の温度、この例では６０℃で冷却することができる。

そして、ステップＳＴ７で制御部６１はワーク１を冷却部５０から外部へ搬出するように搬送機構７０を制御する。その後、ステップＳＴ８で制御部６１は全てのワーク１の真空はんだ付け処理を終了したか否かの判断を実行する。全てのワーク１の真空はんだ付け処理を終了していない場合は、ステップＳＴ２に戻ってワーク１の搬入処理、その加熱処理、その真空脱気処理及びその冷却処理を継続する。全てのワーク１の真空はんだ付け処理を終了した場合は制御を終了する。

このように実施の形態としての真空リフロー炉１００及びその制御方法によれば、制御部６１は、所定のポンプ出力で真空引きを開始した後、所定の経過時間後における単位時間当たりの真空度の減少量を算出し、この値を基準値Ｘｒｆ（Ｐａ／ｓｅｃ）として設定する。そして、単位時間当たりの真空度の減少量Ｘを継続して取得し、単位時間当たりの真空度の減少量Ｘが基準値Ｘｒｆより小さくなると、ポンプ出力を大きい出力に順次切り替える。これにより、チャンバー４０内が大気圧の状態から真空引きを開始した初期の仮想の漸近線に沿って真空引き制御が行われる。

この制御によって、真空引き条件の選択度を拡大できると共に、チャンバー内を指定された目標設定圧力Ｐｆに短時間に真空引きできるようになる。これにより、チャンバーのスループットを調整できるようになる。一方で、ボイドの発生を抑え、フラックス、部品等の飛散を防止できるようになり、設定された真空度下でボイドの少ない高品質の真空はんだ付け処理を行うことができる。

本発明は、表面実装用の部品等を基板上の所定の位置に載せて当該部品と基板とをはんだ付け処理する際に、真空溶融状態のはんだを脱泡・脱気処理する機能を備えた真空リフロー炉に適用して極めて好適である。

１０ 本体部
１１ 搬入口
１２ 搬出口
１３ 搬送部
１６ 搬送路
１７，２７ 固定ビーム
１８，２８ 移動ビーム
２０ 予備加熱部（加熱部）
２１ 操作部
２３ ポンプ
２４ 真空度センサ
２５ 開放弁
２６ 搬入センサ
２９ ガス供給部
３０ 本加熱部（加熱部）
４０ チャンバー
４１ 容器
４２ 基台
４３ 昇降機構
４４ パネルヒーター（加熱部）
４５，４６ 固定ビーム（支持部）
４７ ピン
４８ シール部材
５０ 冷却部
１００ 真空リフロー炉（真空はんだ処理装置）

Claims (8)

1. 真空引きされるチャンバーと、
   前記チャンバーの真空引き条件を設定する操作部と、
   前記真空引き条件に基づいて前記チャンバーを真空引きする複数のポンプ出力を有するポンプと、
   前記チャンバーを所定のポンプ出力で真空引きしたときの単位時間当たりの真空度の減少量が基準値より小さくなったことに基づいて、前記ポンプ出力を大きいポンプ出力へ切り替えるように前記ポンプの真空引き制御を実行する制御部とを備える
   ことを特徴とする真空処理装置。
2. 前記制御部は、前記チャンバーを所定のポンプ出力で真空引きして所定の経過時間に到達したときの単位時間当たりの真空度の減少量を基準値として設定する
   ことを特徴とする請求項１に記載の真空処理装置。
3. 前記制御部は、
   選択されているポンプ出力の単位時間当たりの真空度の減少量と基準値とを真空引き中、常に比較し、単位時間当たりの真空度の減少量が基準値より小さくなったとき、前記ポンプ出力を大きいポンプ出力へ切り替える
   ことを特徴とする請求項２に記載の真空処理装置。
4. 請求項１から請求項３の何れか１項に記載の真空処理装置を備えた
   ことを特徴とする真空はんだ処理装置。
5. チャンバーを所定のポンプ出力で真空引きしたときの単位時間当たりの真空度の減少量を基準値として設定するステップと、
   単位時間当たりの真空度の減少量が基準値より小さくなったことに基づいて、前記ポンプ出力を大きいポンプ出力へ切り替えるステップとを実行する
   ことを特徴とする真空処理装置の制御方法。
6. 基準値を設定する前記ステップでは、前記チャンバーを所定のポンプ出力で真空引きして所定の経過時間に到達したときの単位時間当たりの真空度の減少量を基準値として設定する
   ことを特徴とする請求項５に記載の真空処理装置の制御方法。
7. 基準値を設定する前記ステップの後に、基準値を設定すると、前記所定のポンプ出力を大きい他のポンプ出力へ切り替えるステップを含む
   ことを特徴とする請求項５または請求項６のいずれか１項に記載の真空処理装置の制御方法。
8. 請求項５から請求項７の何れか１項に記載の制御方法が実行される
   ことを特徴とする真空はんだ処理装置の制御方法。

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