JP3398538B2

JP3398538B2 - はんだ付け装置におけるプロセスデータの収集方法

Info

Publication number: JP3398538B2
Application number: JP34252595A
Authority: JP
Inventors: 寛二山田
Original assignee: 日本電熱計器株式会社
Priority date: 1995-12-28
Filing date: 1995-12-28
Publication date: 2003-04-21
Anticipated expiration: 2015-12-28
Also published as: JPH09186451A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子部品を搭載した配
線基板のような被はんだ付けワークをはんだ付けする際
に、そのはんだ付けプロセスの状態を各配線基板毎に個
別に収集して活用できるようにするためのはんだ付け装
置におけるプロセスデータの収集方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来のはんだ付け装置においては、フラ
ックス塗布装置や予備加熱装置、はんだ槽装置、冷却装
置等は個別に管理・制御されており、各々の装置が個別
に適切なプロセス状態を維持するように配線基板の種類
毎に各プロセス状態を調節・設定している。たとえば、
フラックス塗布装置のフラックス比重や予備加熱装置の
ヒータ温度、はんだ槽装置の溶融はんだ温度等である。

【０００３】すなわち、これらの装置によって構成され
る各プロセスが適切な状態に管理・制御されていれば、
これらの各プロセスを経てはんだ付け処理される配線基
板も適切にはんだ付けされるとするマクロ的見地によっ
てなる技術思想である。

【０００４】図１２は、従来のフロー式はんだ付け装置
の一例を示す構成図で、各部をブロック図で示してい
る。

【０００５】すなわち、搬送手段である搬送コンベア２
によって搬送仰角θで矢印Ａ方向に搬送される配線基板
１は、フラックス塗布装置３によってそのはんだ付け面
にフラックス４を塗布した後、予備加熱装置５によって
予備加熱し、続いてはんだ槽装置６によってはんだ付け
され、冷却装置７で冷却され、フラックス塗布プロセ
ス、予備加熱プロセス、はんだ付けプロセスおよび冷却
プロセスからなる一連のはんだ付けプロセスが完了す
る。

【０００６】そして、フラックス塗布装置３はたとえば
実開昭５６−１００２７４号公報に開示されるような技
術によって、フラックス４の液量、比重、液温があらか
じめ設定された所定の値に保持される。また、特開昭６
２−１６８６７０号公報に開示されるような技術によっ
て、その発泡高さを所定の高さに維持することができ
る。フラクサ管理装置８はこれらを管理する制御装置で
もある。

【０００７】また、予備加熱装置５は、たとえば温度自
動制御装置を備える予備加熱管理装置９によって、その
ヒータ表面に設けた温度センサにより前記表面温度があ
らかじめ決めた所定の値に保持されている。

【０００８】さらに、はんだ槽装置６は、温度自動制御
装置によって溶融はんだ１０の温度があらかじめ決めた
所定の温度に保持される。また、特開昭６３−２２０９
７３号公報の技術や特開平７−１３１１４３号公報の技
術によって、第１の噴流波１２Ａの高さおよび第２の噴
流波１２Ｂの高さがあらかじめ決めた所定の値に保持さ
れる。はんだ槽管理装置１１はこれらの制御および管理
を行う装置である。

【０００９】すなわち、これらの技術はいずれもフィー
ドバック制御によってプロセス状態を所定の目標値に保
持するように構成されている。

【００１０】次に、冷却装置７は、たとえば送風ファン
等によって構成され、その送風流量を冷却管理装置１３
によって制御し管理するように構成されている。すなわ
ち、冷却能力を調節・設定できるように構成されてい
る。

【００１１】搬送コンベア２は、駆動モータ１４の回転
速度によってその搬送速度ｖ_p が調節できるように構成
され、この駆動モータ１４の回転速度は搬送管理装置１
５によって制御し管理するように構成されている。

【００１２】さらに、はんだ槽装置６の溶融はんだ１０
と配線基板１とが接触する領域ではＮ₂ ガス等の不活性
ガスが供給され、低酸素濃度雰囲気中ではんだ付けが行
われることもある。この場合、前記領域の酸素濃度を検
出する検出センサを備えた酸素濃度測定装置１６によっ
て測定し、酸素濃度があらかじめ決めた所定の値に保持
されるように不活性ガス供給流量が調節される。この装
置が酸素濃度管理装置１７である。この技術は、たとえ
ば特開平３−１０１２９６号公報に開示されている。す
なわちフィードバック制御の応用である。

【００１３】そして、これら各管理装置は通信バスによ
って総合管理装置１８に接続し、相互の通信によってプ
ロセス状態の目標値を総合管理装置１８から各管理装置
へ送信したり、逆に各管理装置から現状のプロセス状態
をデータとして総合管理装置１８へ送信する。また、総
合管理装置１８は各管理装置に現状のプロセス状態のデ
ータ（以下、単にプロセスデータと呼称する）を要求す
ることもできる構成となっている。

【００１４】すなわち、総合管理装置１８を含めた各管
理装置はマイクロコンピュータシステムで構成され、そ
の通信ポートから通信バスを介して通信する構成であ
る。（フラクサ管理装置８との通信信号Ｓ_COM-F,予備加
熱管理装置９との通信信号Ｓ_COM-P ，はんだ槽管理装置
１１との通信信号Ｓ_COM-H ，冷却管理装置１３との通信
信号Ｓ_COM-C ，搬送管理装置１５との通信信号Ｓ
_COM-M ，酸素濃度管理装置１７との通信信号Ｓ_COM-O ）なお、総合管理装置１８には、指示を与えるための操作
部１９とデータ等の表示を行うための表示部２０を備え
ている。

【００１５】次に、総合管理装置１８が各管理装置と通
信して指示値の変更およびプロセスデータの表示を行う
ための制御手順の例を説明する。なお、総合管理装置１
８を含む各管理装置はマイクロコンピュータシステムで
構成されているので、その制御手順をソフトウェア上で
実現することができる。

【００１６】図１３（ａ），（ｂ）は、総合管理装置１
８の制御手順を示すフローチャートで、図１３（ａ）は
総合管理装置１８のメインルーチンを示し、図１３
（ｂ）は総合管理装置１８の指示値に変更操作があった
場合の設定変更サブルーチンを示す。なお、（１）〜
（９）、（１１），（１２）は各ステップを示す。

【００１７】すなわち、ステップ（１）で図１２の総合
管理装置１８の指示入力が変更されたか否かを判断し、
変更された場合はステップ（２）へ移行し、続いて図１
３（ｂ）のサブルーチンのステップ（１１）へ移行す
る。そして、ステップ（１１）では再設定指示値を入力
し、ステップ（１２）で該当する管理装置へ再設定指示
値を送信・通知する。続いてメインルーチンのステップ
（３）へ移行する。なお、前記ステップ（１）で指示入
力が変更されていない場合にもステップ（３）へ移行す
る。

【００１８】そして、ステップ（３）ではフラクサ管理
装置８にフラックス４の比重、液温、さらには噴霧流量
を送信するように要求する。

【００１９】続いて、ステップ（４）では予備加熱管理
装置９に予備加熱装置５のヒータの表面温度を要求し、
ステップ（５）でははんだ槽管理装置１１にはんだ槽装
置６の溶融はんだ１０の液温を要求し、ステップ（６）
では冷却管理装置１３に冷却装置７の冷却能力の設定値
を要求し、ステップ（７）では搬送管理装置１５に搬送
コンベア２の搬送速度ｖ_p を要求し、ステップ（８）で
は酸素濃度管理装置１７に酸素濃度Ｓ_O を要求する。

【００２０】そして、ステップ（９）ではステップ
（３）〜ステップ（８）で得られた各プロセスデータの
瞬時値を随時表示する。その後はステップ（１）に戻っ
て以上の手順を繰り返す。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】はんだ付け装置におけ
る従来のプロセスデータの管理方法またはその収集方法
は、あらかじめ決めた所定値に保持されている各プロセ
スの状態を示すデータを瞬時値として収集して表示する
ものである。

【００２２】他方で、フィードバック制御されてはいる
ものの、これらの各プロセス状態はミクロ的にみると常
に揺らいで変動している。そのため、これら一連のプロ
セスを経てはんだ付けされる配線基板１のはんだ付け品
質は、これらのプロセス状態の揺らぎの影響を受けて統
計的な広がりを有する分布を示すようになる。

【００２３】しかし、従来のプロセスデータの収集方法
では各プロセス状態は所定の状態に保持されているもの
として取り扱っているため、はんだ付けされた特定の配
線基板１の個々についてその配線基板１がどのようなプ
ロセス状態を経てはんだ付けされていたのかを追跡して
分析することができない。

【００２４】また、特開平７−１４２８５２号公報に開
示されているように、はんだ付け直前，直後について基
板温度をセンサで測定して良否の判定を行う技術はある
が、個々の配線基板を特定しつつどのような一連の連続
したプロセス状態を経てはんだ付けが行われたかを知る
ことができなかった。

【００２５】本発明の目的は、個々の配線基板のそれぞ
れについてその配線基板がどのようなはんだ付けプロセ
ス状態を経てはんだ付けされたのかを後日判断できるよ
うにすることによって、はんだ付け品質に障害が発生し
た際にその要因を直ちに特定できるようにすることにあ
る。そして、品質の高い配線基板を安定して製造できる
ようにすることにある。

【００２６】

【課題を解決するための手段】本発明のはんだ付け装置
におけるプロセスデータの収集方法は、被はんだ付けワ
ークの搬送位置を特定するための手段を搬送手段に設
け、被はんだ付けワークの搬送位置を特定しつつ当該位
置におけるプロセスデータを随時に収集し活用できるよ
うにしたところに特徴がある。

【００２７】

【作用】本発明の請求項１および請求項２に記載の発明
は、被はんだ付けワークの搬送位置、すなわち処理過程
を追跡しながらそのプロセス状態（プロセスデータ）を
収集することができるようになるので、当該被はんだ付
けワークに固有のはんだ付け処理履歴を微細に得ること
ができるようになる。

【００２８】しかも、多数の被はんだ付けワークのそれ
ぞれについて、個別にそれぞれを特定しながらプロセス
状態（プロセスデータ）を収集し、当該被はんだ付けワ
ークに固有のはんだ付け処理履歴を微細に得ることがで
きる。そして、これをファイル装置に記録することで、
ある特定の被はんだ付けワークのはんだ付け品質に問題
が発生した場合においても、当該被はんだ付けワークの
プロセスデータをファイル装置から読み出し、その問題
の原因を容易に分析することができるようになる。

【００２９】

【実施例】次に、本発明のはんだ付け装置におけるプロ
セスデータの収集方法を、実際上どのように具体化でき
るかを実施例で説明する。

【００３０】（１）全体構成図１は、本発明の一実施例を示すブロック図で、搬送コ
ンベアの搬送路に沿って配設された装置を中心にして図
解したフロー式はんだ付け装置の構成を示すもので、図
１０と同一符号は同一部分を示す。

【００３１】本実施例のはんだ付け装置が、図１０に例
示した従来のはんだ付け装置と相違する点は、搬送コン
ベア２の搬送距離を測定する回転エンコーダ２１を備え
ていて、搬送距離に比例した搬送パルス信号（たとえ
ば、１パルス当たりの搬送距離が０．５ｍｍ程度の分解
能を有する信号）Ｓ_E を出力するように構成している点
の他に、次のような構成を備えていることである。

【００３２】すなわち、搬送コンベア２の搬送仰角θを
検出する仰角センサ２２、配線基板１の進入を検出する
進入センサ２３、配線基板１に製造年月日や製造番号を
印字するためのマーキング装置（インクジェットプリン
タやレーザマーカ）２４、進入した配線基板１の温度を
測定するためのセンサを備えた放射温度計２５、配線基
板１の予備加熱温度を測定するためのセンサを備えた放
射温度計２６、配線基板１の冷却温度を測定するための
センサを備えた放射温度計２７、はんだ付け装置を設置
している場所の気温を測定するための気温測定センサ２
８、湿度を測定する湿度測定センサ２９、そして、デー
タの収集と記憶および読み出しを行うデータ管理装置３
０とファイル装置３１とからなるプロセスデータ管理装
置３２である。

【００３３】データ管理装置３０はマイクロコンピュー
タシステムで構成し、ファイル装置３１は磁気ディスク
装置や磁気テープ装置等の記憶／読出装置からなる。そ
して、データ管理装置３０には、コマンドを与えたりデ
ータエントリィ等を行うための操作部３３とデータ等を
表示するための表示部３４、日時を計数するカレンダ・
時計部３５、ＬＡＮ３７と接続して通信を行うための通
信部３６を備えている。

【００３４】データ管理装置３０には、搬送コンベア２
の回転エンコーダ２１からの搬送パルス信号Ｓ_E を入力
するとともに、データ管理装置３０と各管理装置８，
９，１１，１３，１５の通信バスに接続して前記各管理
装置から得られるプロセスデータを入力し、前記仰角セ
ンサ２２の仰角データ信号θ_S 、進入センサ２３の進入
信号Ｓ_I 、各放射温度計２５，２６，２７の温度データ
信号Ｓ_T1，Ｓ_T2，Ｓ_T3、気温測定センサ２８の気温デー
タ信号Ｓ_TA、湿度測定センサ２９の湿度データ信号Ｓ_TS
の各データを入力し、マーキング装置２４にマーキング
指令信号Ｓ_M を出力する。なお、ファイル装置３１とは
バス接続し記憶／読出通信信号Ｓ_BFで記憶／読み出しの
ための通信を行う。

【００３５】ところで、バーコード等の識別マーキング
をあらかじめ配線基板１に付与してある場合は、マーキ
ング装置２４に代わって図示しない読取装置を配設し、
当該バーコード符号Ｓ_B を読み取ってそれを製造番号と
する。なお、図１の上の部分に表示した搬送座標Ｙ₀ 〜
Ｙ₇ は、進入センサ２３の位置を原点Ｙ₀ とし、マーキ
ング装置２４あるいは読取装置（図示せず）の位置をＹ
₁ 、進入した配線基板１の温度を測定する放射温度計２
５の位置をＹ₂ 、フラックス塗布装置３の位置をＹ₃ 、
配線基板１の予備加熱温度を測定する放射温度計２６の
位置をＹ₄ 、はんだ槽装置６の第１の噴流波１２Ａの位
置をＹ₅ 、同じく第２の噴流波１２Ｂの位置をＹ₆ 、配
線基板１の冷却温度を測定する放射温度計２７の位置を
Ｙ₇ として表したものである。そして、マーキング装置
２４に代えて読取装置を使用する場合は、座標Ｙ₁ をＹ
₀ に重ねて一致させ、配線基板１の進入を検出した時点
でその製造番号を読み取るように構成する。すなわち、
同一座標に配設する。

【００３６】（２）各部の構成例図２（ａ），（ｂ）は、フラックス塗布装置のプロセス
検出系の例を示す図で、図２（ａ）は発泡式フラックス
塗布装置の例を示す側断面図、図２（ｂ）は噴霧式フラ
ックス塗布装置の例を示す側断面図で、図１と同一符号
は同一部分を示す。

【００３７】すなわち、図２（ａ）の発泡式フラックス
塗布装置４１では、フラックス槽４２内のフラックス液
４の温度を測定する液温センサ４３、フラックス液４の
比重を測定する比重センサ４４、フラックス４の発泡高
さを測定するレベルセンサ４５、雰囲気温度を測定する
雰囲気温度センサ４６を設けた構成である。そして、そ
れぞれデータ信号Ｓ_TF，Ｓ_SG，Ｓ_LF，Ｓ_A1を出力する。
なお、ノズル４７は、エアが供給される発泡管４８から
発生するフラックス４の泡を導いて、フラックス４の泡
を山状に形成するための手段である。

【００３８】また、図２（ｂ）の噴霧式フラックス塗布
装置５１では、フラックスタンク５２内のフラックス液
４の温度を測定する液温センサ４３、フラックス液４の
比重を測定する比重センサ４４、フラックス４の噴霧流
量を測定する流量センサ５３、そして雰囲気温度を測定
する雰囲気温度センサ４６を設けた構成である。そし
て、それぞれのデータ信号Ｓ_TF，Ｓ_SG，Ｓ_Q ，Ｓ_A1を出
力する。

【００３９】そして、信号Ｓ_CBは開閉弁５４の開閉駆動
信号である。すなわち、配線基板１の進入に合わせて開
閉駆動信号Ｓ_CBを出力して開閉弁５４を開閉し、噴霧ノ
ズル５５上に配線基板１が搬送されている場合にのみフ
ラックス４を噴霧して塗着・塗布させる信号である。ま
た、フラックスタンク５２には圧縮エア５６を供給して
ある。

【００４０】なお、前記図２（ａ），（ｂ）の各プロセ
スデータは、フラクサ管理装置８の通信部４９から通信
バスを介して通信信号Ｓ_COM-F によりデータ管理装置３
０へ送信する構成とするか、また各センサからの得られ
るそれぞれデータ信号Ｓ_TF，Ｓ_SG，Ｓ_LF，Ｓ_A1およびＳ
_Q を直接にデータ管理装置３０へ送信する構成とする。
また、５０は指示入力部を示す。

【００４１】図３は、予備加熱装置５のプロセス検出系
を示すブロック図である。すなわち、予備加熱装置５の
ヒータ６１の表面に設けた温度センサ（熱電対型）６２
からの温度データ信号Ｓ_TPを基に、ヒータ６１への供給
電力を制御してヒータ６１の表面温度を所定の値に保持
する温度制御装置（サーモスタット）６３を備えたもの
である。

【００４２】そして、温度制御装置６３には設定温度を
指示入力するための手動の指示入力部６４を備えるとと
もに、通信バスを介して図１の総合管理装置１８からも
設定温度を指示できる構成である。すなわち、通信信号
Ｓ_COM-P で指示する。なお、通信部６５は総合管理装置
１８と通信してコマンドやデータの送受信を行うための
もので、総合管理装置１８からヒータ６１の温度を設定
したり、総合管理装置１８が要求するデータを送信する
ためのものである。

【００４３】その他に、予備加熱装置５の雰囲気の温度
を測定する雰囲気温度センサ６６を設けてあり、得られ
たデータ信号Ｓ_A2は予備加熱管理装置９を介して、また
は直接にデータ管理装置３０へ送信する構成としてもよ
い。また、６７は商用電源である。

【００４４】図４は、はんだ槽装置６のプロセス検出系
を示すブロック図である。すなわち、はんだ槽装置６に
設けた温度センサ７１からの温度信号Ｓ_THを基にヒータ
７２への供給電力を制御し、はんだ槽７３内の溶融はん
だ１０の温度を所定の値に保持する温度制御装置（サー
モスタット）７４を備える。

【００４５】また、第１の噴流波１２Ａの高さおよび第
２の噴流波１２Ｂの高さを測定するためのレベルセンサ
７５，７６をそれぞれ備え、その検出データ信号Ｓ
_LH1 ，Ｓ_LH2 を基に第１，第２の噴流モータ（羽根車で
示す）７７，７８の回転数を制御する第１および第２の
波高制御装置７９，８０を備え、噴流モータ７７，７８
を駆動する第１，第２の噴流モータ駆動部８１，８２へ
出力する。

【００４６】さらにはんだ付け雰囲気温度を測定する雰
囲気温度センサ８３を設けてあり、データ信号Ｓ_A3が得
られる。

【００４７】なお、前記の温度制御装置７４および第
１，第２の波高制御装置７９，８０にそれぞれ備わる指
示入力部８４，８５，８６は、設定指示値を手動操作に
よって入力するための手段である。また、通信部８７
は、図１の総合管理装置１８と通信してコマンドやデー
タの送受信を行い、総合管理装置１８から溶融はんだ１
０の温度や各噴流波１２Ａ，１２Ｂの高さを設定した
り、総合管理装置１８が要求するデータを送信するため
のものである。

【００４８】図５は、冷却装置７のプロセス検出系を示
すブロック図である。すなわち、この冷却装置７は強制
空冷による冷却装置であり、駆動モータ１４の回転速度
を冷却管理装置１３が備えるモータ駆動部９２が制御す
ることでファン９１から送出される空気流量を調節する
構成である。なお、冷却管理装置１３には手動の指示入
力部９３を備えるとともに通信部９４を備え、通信バス
を介して総合管理装置１８からも冷却能力（駆動モータ
１４およびファン９１の回転速度）を指示できる構成で
ある。

【００４９】その他に、冷却雰囲気の温度を測定する雰
囲気温度センサ９５を備え、このデータ信号Ｓ_A4を冷却
管理装置１３を介すかまたは直接にデータ管理装置３０
へ送信する構成とする。

【００５０】（３）動作以上の例のように構成したはんだ付け装置は、従来のは
んだ付け装置の各部からはんだ付けプロセスデータを収
集できるようにしたものである。したがって、配線基板
１の搬送手段である搬送コンベア２やフラックス塗布装
置３、予備加熱装置５、はんだ槽装置６、冷却装置７等
は従来と同様に作動する。

【００５１】そして、プロセスデータ管理装置３２は、
はんだ付け装置の各部から得られるプロセスデータを、
配線基板１にＩＤ（Identity）を与えつつ、またはＩＤ
を読み取りそのはんだ付けプロセスにおける各データを
収集し記録する。なお、プロセスデータ管理装置３２は
マイクロコンピュータシステムで構成してあるので、そ
のデータ収集手順はソフトウェア上で実現することがで
きる。

【００５２】図６は、はんだ付け装置に進入した配線基
板１の座標を追跡・計測するとともに、製造番号等のＩ
Ｄを割り当てるための手順を示すフローチャートであ
る。なお、あらかじめバーコード等のＩＤが配線基板１
に付与されている場合は、新たな製造番号の割り当て手
順は不要となる。また、（２１）〜（２７）は各ステッ
プを示す。

【００５３】すなわち、はんだ付け装置を起動させた後
のステップ（２１）では製造番号をイニシャライズし
（ｉは製造番号を与える変数でｉ＝０）、ステップ（２
２）で座標計測用のカウンタ番号をイニシャライズする
（ｎは座標計測用カウンタ番号で、カウンタはソフトウ
ェア上で複数ｍ用意する。このｍは当該はんだ付け装置
に進入させ得る配線基板１の最大数量に設定しておく。
そしてその特定カウンタの番号がｎでありｎ＝０とす
る。）続いて、ステップ（２３）へ移行して配線基板１が進入
したか否かを判断し、進入した場合にステップ（２４）
へ移行して当該配線基板１の座標を計測するカウンタ番
号を決定する（ｎ＝ｎ＋１）。

【００５４】その後、ステップ（２５）へ移行し、当該
進入配線基板１の製造番号を決定する（ｉ＝ｉ＋１）。
そしてステップ（２６）へ移行し、前記座標計測用カウ
ンタ（カウンタｎ）のカウント開始を要求する（「カウ
ンタｎ」プログラムにカウント開始を要求する。このプ
ログラムについては後述する）。

【００５５】続いて、ステップ（２７）へ移行し、カウ
ンタ番号ｎは割り当てた最大値ｍに達したか否かを判断
し（ｎ＝ｍ？）、最大値に達していなければステップ
（２３）に戻って次の配線基板１に進入を待ち、ｎ＝ｍ
であればステップ（２２）に戻ってカウンタ番号をイニ
シャライズする。

【００５６】このように、配線基板１を特定するための
ＩＤを決定し、当該配線基板１の搬送座標すなわち位置
を計測・追跡するためのカウンタ番号が決定すると、こ
のカウンタｎの数値は当該配線基板１の座標を示すよう
になる。

【００５７】なお、配線基板１にあらかじめバーコード
等で製造番号が付与されている場合は、当該製造番号の
割り当て手順は不要となるので、ステップ（２１）とス
テップ（２５）は削除する。

【００５８】そして、当該配線基板１がそのプロセス状
態を測定するためのあらかじめ決めた座標、すなわち図
１に示す位置（Ｙ₁ 〜Ｙ₇ ）に到達すると、後述する所
定の測定が行われることになる。

【００５９】次に、製造番号の配線基板１への付与と座
標追跡がどのように行われるかを説明する。図７は、こ
の手順を示すフローチャートである。なお、（３１）〜
（３８）は各ステップを示す。

【００６０】すなわち、ステップ（３１）で当該カウン
タｎが座標計測を担当する配線基板１の製造番号のラベ
リングを行う（Ｐ_i ＝ｉ）。その後ステップ（３２）へ
移行し、「データセット」にＰ_i 登録を要求する。
（「データセット」は当該配線基板１のプロセスデータ
をファイル装置に記憶させるためのプログラム。このプ
ログラムについては後述する）。

【００６１】この際、バーコード等で配線基板１にあら
かじめ製造番号が付与されている場合は、ステップ（３
１）において読取装置（図示せず）が読み取った製造番
号データ信号Ｓ_B を入力し、当該カウンタが座標計測を
担当する配線基板１の製造番号のラベリングを行うよう
にする（Ｐ_i ＝ｉ）。そしてステップ（３２）へと移行
する。

【００６２】そしてステップ（３３）へ移行して搬送パ
ルス信号Ｓ_E があるか否かを判断し、該搬送パルス信号
Ｓ_E がある場合にステップ（３４）へ移行し当該カウン
タｎのカウント値Ｃ_n をインクリメントする（Ｃ_n ＝Ｃ
_n ＋１）。

【００６３】その後ステップ（３５）へ移行し、当該カ
ウント値Ｃ_n があらかじめ決めたプロセスデータ測定座
標か否かを判断し（Ｃ_n ＝Ｙ_j （ｊ＝１，２，３，・・
・，７））、当該座標である場合にステップ（３６）へ
移行して当該配線基板１の製造番号Ｐ_i と座標Ｙ_j を
「データセット」に通知する。しかし、ステップ（３
５）においてＣ_n ＝Ｙ_j でない場合にはステップ（３
３）に戻って搬送パルス信号Ｓ_E のカウントを続行す
る。

【００６４】続いて_、ステップ（３７）に移行すると、
カウント値Ｃ_n があらかじめ決めた座標の最大値Ｙ₇ に
達したか否か（Ｃ_n ＝Ｙ₇ ）を判断し、Ｃ_n = Ｙ₇ すな
わち当該配線基板１が最終座標Ｙ₇ に達していなければ
ステップ（３３）に戻って搬送パルス信号Ｓ_E のカウン
トを続行し、Ｃ_n ＝Ｙ₇ であればカウント値Ｃ_n をイニ
シャライズ（Ｃ_n ＝０）して終了する。なお、このプロ
グラム「カウンタｎ」は前述のようにｍ個用意されてい
る。

【００６５】図８は、プロセスデータの格納手順を示す
フローチャートである。すなわち、前記「データセッ
ト」プログラムである。なお、（４１）〜（５９）は各
ステップを示す。

【００６６】まず、ステップ（４１）で配線基板１の製
造番号Ｐｉの登録要求があるか否かを判断し、登録要求
がある場合にはステップ（４２）へ移行してデータバッ
ファに当該製造番号Ｐ_i のデータをセットするためのエ
リアを確保し、続いてステップ（４３）へ移行してカレ
ンダ・時計部から日付け，時刻データを読み出し、ま
た、気温データＳ_TA，温度データＳ_TS，搬送仰角データ
θ_S ，搬送速度データｖ_P （これは、搬送パルス信号か
らソフトウェア上の演算で求まる。すなわち、搬送パル
ス信号Ｓ_E の周期を時計部で計測し、そしてその逆数を
求め、その演算結果に１パルス当たりの搬送距離たとえ
ば０．５ｍｍを乗じて求める）を前記Ｐ_iエリアに格納
する。

【００６７】その後、ステップ（４４）移行し、Ｐ_i ，
Ｙ_j の座標通知が「カウンタｎ」からあるか否かを判断
する。なお、前記ステップ（４１）において製造番号Ｐ
_i の登録要求がないと判断された場合にもステップ（４
４）へ移行する。

【００６８】ステップ（４４）でＰ_i ，Ｙ_j の座標通知
がある場合にはステップ（４５）〜ステップ（５５）へ
移行し、当該座標Ｙ_j のｊが１〜７のいずれであるのか
を判断する。そして、ｊ＝１のステップ（４５）の場合
にはステップ（４６）へ移行し「マーキング」プログラ
ムに対して日付および製造番号Ｐ_i のマーキングを要求
する。ただし、バーコード等で配線基板１にあらかじめ
製造番号が付与されている場合に、マーキング装置２４
に代えて読取装置を使用し、前述のステップ（３１）で
製造番号を読み取るので、ステップ（４５）とステップ
（４６）とは削除する。

【００６９】次に、ｊ＝２のステップ（４７）の場合に
はステップ（４８）へ移行してＰ_iエリアに進入配線基
板１の温度Ｓ_T1を格納する。

【００７０】ｊ＝３のステップ（４９）の場合にはステ
ップ（５０）へ移行し、フラクサ管理装置８に発泡高さ
データＳ_LF，フラックス比重データＳ_SG，フラックス液
温データＳ_TF、雰囲気温度データＳ_A1を要求し、受信し
たデータをＰ_i エリアに格納する。

【００７１】ｊ＝４のステップ（５１）の場合にはステ
ップ（５２）へ移行し、予備加熱管理装置９にヒータ表
面温度データＳ_TP，雰囲気温度データＳ_A2を要求し、受
信したデータと配線基板１の予備加熱温度データＳ_T2を
Ｐ_i エリアに格納する。

【００７２】ｊ＝５のステップ（５３）の場合にはステ
ップ（５４）へ移行し、はんだ槽管理装置１１に溶融は
んだ１０の温度データＳ_THと第１の噴流波１２Ａの高さ
データＳ_LH1 、雰囲気温度データＳ_A3を要求し、また、
酸素濃度管理装置１７に酸素濃度データＳ_O を要求し、
それぞれ受信したデータをＰ_i エリアに格納する。

【００７３】ｊ＝６のステップ（５５）の場合にはステ
ップ（５６）へ移行し、はんだ槽管理装置１１に溶融は
んだ１０の温度データＳ_THと第２の噴流波１２Ｂの高さ
データＳ_LH2 、雰囲気温度データＳ_A3を要求し、また、
酸素濃度管理装置１７に酸素濃度データＳ₀ を要求し、
それぞれ受信しデータをＰ_i エリアに格納する。

【００７４】そして、ステップ（５５）でｊ＝６ではな
いと判断された場合にはｊ＝７であるからステップ（５
７）へ移行し、冷却管理装置１３に雰囲気温度データＳ
_A4を要求し、そのデータと配線基板１の冷却温度データ
Ｓ_T3をＰ_i エリアに格納し、続いてステップ（５８）へ
移行してＰ_i エリアの全データをファイル装置３１に格
納し、その後ステップ（５９）へ移行してデータバッフ
ァのＰ_i エリアをイニシャライズしてステップ（４１）
に戻る。そして以上の手順を繰り返す。

【００７５】また、前記ステップ（４６），（４８），
（５０），（５２），（５４），（５６）の作業が完了
した後もそれぞれステップ（４１）に戻って以上の手順
を繰り返す。

【００７６】なお、この「データセット」プログラムも
ｍ個用意されている。

【００７７】以上、すなわち配線基板１の製造番号とそ
の配線基板１に対応した各プロセスデータが１組でファ
イル装置３１に格納され記憶されることになる。

【００７８】図９は、マーキング手順を示すフローチャ
ートである。すなわち前記「マーキング」プログラムで
ある。なお、（６１），（６２）は各ステップを示す。

【００７９】ステップ（６１）でマーキングＰ_i の要求
があるか否かを判断し、要求がある場合にはステップ
（６２）へ移行して日付および製造番号Ｐ_i をマーキン
グ装置２４に出力し、製造日と製造番号を印字する。な
お、配線基板１にあらかじめ製造番号が付与されている
場合は、この「マーキング」プログラムは不要となる。

【００８０】次に、データ管理装置３０の操作部３３か
らプロセスデータの読み出し要求があった場合の手順を
説明する。図１０は、この手順を説明するフローチャー
トである。なお、（７１）〜（７３）は各ステップを示
す。

【００８１】すなわち、製造日と製造番号Ｐ_i を指定さ
れたデータの読み出し要求があるか否かがステップ（７
１）で判断され、該要求がある場合にはステップ（７
２）へ移行してファイル装置３１に要求製造日および製
造番号のプロセスデータをサーチするよう要求を出し、
サーチされたデータはステップ（７３）で表示部２０に
表示させる。これにより、配線基板１のそれぞれについ
てどのようなプロセスではんだ付けが行われたかを知る
ことができるようになる。

【００８２】したがって、ある配線基板１のはんだ付け
品質に問題があった場合においても、直ちに当該配線基
板１のはんだ付けプロセスデータを読み出し、分析する
ことができるようになる。

【００８３】図１１は、ＬＡＮ等の通信ネットワークを
介してオンラインアクセスがあった場合の応答手順を示
すフローチャートである。なお、（８１）〜（８５）は
各ステップを示す。

【００８４】すなわち、ステップ（８１）でファイルデ
ータの読み出し要求（製造日と製造番号Ｐ_i を指定され
た読み出し要求）があるか否かを判断し、読み出し要求
がある場合にはステップ（８２）へ移行し、ファイル装
置３１に要求製造日および製造番号のプロセスデータを
サーチするよう要求を出し、サーチされたデータはステ
ップ（８３）で要求端末に送信する。

【００８５】また、ステップ（８１）でファイルデータ
の読み出し要求ではないと判断された場合はステップ
（８４）へ移行し、メジャメントデータ（要求時点での
測定データ）の読み出し要求か否かを判断する。そして
メジャメントデータの読み出し要求であると判断された
場合にのみステップ（８５）へ移行し、当該時点におけ
る日付，時刻，気温Ｓ_TA，湿度Ｓ_TS，搬送速度ｖ_P ，搬
送仰角θと各管理装置および放射温度計に要求して得ら
れるデータすなわち進入した配線基板１の温度Ｓ_T1，フ
ラックス４の発泡高さＳ_LF，フラックス４の比重Ｓ_SG，
フラックス４の液温Ｓ_TF，フラックス塗布雰囲気温度Ｓ
_A1，予備加熱装置５のヒータ６１の表面温度Ｓ_TP，配線
基板１のはんだ付け面の予備加熱温度Ｓ_T2，予備加熱の
雰囲気温度Ｓ_A2，溶融はんだ１０の温度Ｓ_TH，第１の噴
流波１２Ａの高さＳ_LH1 ，第２の噴流波１２Ｂの高さＳ
_LH2 ，はんだ付け雰囲気温度Ｓ_A3，はんだ付け雰囲気中
の酸素濃度Ｓ_O ，冷却雰囲気温度Ｓ_A4，冷却後の配線基
板１のはんだ付け面の温度Ｓ_T3を要求端末へ送信する。

【００８６】最後に、データ管理装置３０のオペレーテ
ィングシステムはタイムシェアリングシステムとし、こ
れら複数のプログラムを並列実行させる。

【００８７】（４）プロセス情報の精密化以上の実施例においては、各座標（Ｙ₂ 〜Ｙ₇ ）におい
て各データを１つずつ収集した。これは配線基板１の１
箇所についてのみのデータを収集していることになる。

【００８８】しかし、たとえば座標Ｙ₂ においてＹ₂ お
よびＹ₂ ＋Δｙ（ただし、Δｙは配線基板１の搬送方向
長さ相当分を越えない値）の２箇所についてデータを収
集すれば、当該配線基板１の２箇所の温度を収集するこ
とができる。このことは、座標Ｙ₄ や座標Ｙ₇ において
も同様である。したがって、配線基板１に搭載されてい
るある部品Ａの部分の温度と、ある部品Ｂの部分の温度
とを別々に収集することができるようになる。

【００８９】同様にして、Ｙ₂ およびＹ₂ ＋Δｙ₁ ，Ｙ
₂ ＋Δｙ₂ ，・・・のようにして測定ポイント数を多く
設定すれば、１枚の配線基板１についてある特定プロセ
スにおける多数箇所のデータを収集することができるよ
うになる。たとえば、１枚の配線基板についてその温度
分布データさえも収集し、後においてそのデータを活用
することができるようになる。

【００９０】（５）各プロセスデータの管理上における
具体的な役割と意味１．気温と湿度これは結露条件を規定するので、はんだ付け処理する配
線基板１に結露が存在していたか否かを特定することが
できる。一般的に、被はんだ付け部に結露を生ずるとは
んだ付け性が極端に低下する。また、はんだ付け部の酸
化が促進されてしまう。

【００９１】２．搬入する配線基板１の温度搬送される配線基板１の温度が低いと予備加熱工程で加
熱された配線基板１の最終予備加熱温度も低くなる。す
なわち、搬入時の配線基板１の温度により配線基板１の
予備加熱温度が規定される。

【００９２】３．配線基板１の搬送仰角θ 搬送仰角θはピールバックポイントにおける溶融はんだ
１０の離脱角度が規定されることになり、最終的にはフ
ィレット形状を規定する。

【００９３】４．フラックス４の発泡レベル配線基板１に塗布されるフラックス４の量が規定され
る。

【００９４】５．フラックス４の比重フラックス４の中の固形分量が規定される。

【００９５】６．フラックス４の温度フラックス４の比重の温度補正を行う際に必要となると
ともに、予備加熱工程およびはんだ付け工程におけるフ
ラックス４の活性度を規定する。

【００９６】７．フラックス４の流量（噴霧式の場合）配線基板１に塗着するフラックス４の量を規定する。

【００９７】８．フラックス４の塗布雰囲気温度発泡式フラックス塗布装置４１では発泡状態（たとえば
気泡の大きさ）に影響し、噴霧式フラックス塗布装置５
１では霧化状態（たとえば平均粒径）に影響する。

【００９８】９．搬送速度ｖ_ｐ各工程における処理速度を規定する。たとえば、フラッ
クス４の接触時間、予備加熱時間、溶融はんだ１０の接
触時間、冷却時間である。

【００９９】１０．予備加熱装置５のヒータ６１の表面
温度この温度は、赤外線加熱の場合において配線基板１への
入熱量を規定する。すなわち、最終的には配線基板１の
予熱温度を規定する。

【０１００】１１．予備加熱雰囲気温度この温度は、配線基板１の予備加熱温度に影響を与え
る。

【０１０１】１２．配線基板１の予備加熱温度（被はん
だ付け面の表面温度）この温度は、配線基板１に塗布されたフラックス４の活
性度、溶融はんだ１０と接触した際のはんだ付け性、配
線基板１とそれに搭載されている電子部品に与えるヒー
トショック量を規定する。

【０１０２】１３．溶融はんだ１０の波高配線基板１と溶融はんだ１０の接触状態を規定し、配線
基板１に与える噴流動圧、接触時間を規定する。

【０１０３】１４．溶融はんだ１０の温度溶融はんだ１０の表面張力、濡れ性、濡れ速度に影響を
与える。

【０１０４】１５．はんだ付け工程の雰囲気温度流動する溶融はんだ１０の表面状態に影響を与え、濡れ
性と濡れ速度に影響を与える。

【０１０５】１６．はんだ付け工程の酸素濃度溶融はんだ１０の酸化速度を規定しその表面張力を規定
するとともに流動性に影響を与える。また、フラックス
４の活性に影響を与える。

【０１０６】１７．年月日と製造番号配線基板１を特定するために必要。

【０１０７】１８．時刻製造時刻を特定して、品質の日変化を管理するために必
要。

【０１０８】１９．冷却の雰囲気温度と冷却能力（冷却
風量）冷却速度と冷却温度を規定する。すなわち冷却性を規定
する。また、冷却にともなうストレスにも影響を与え
る。（６）リフロー式はんだ付け装置における適用以上の実施例においては、フロー式はんだ付け装置にお
いてそのプロセスデータをどのように収集するかを具体
的に説明した。この技術は当然にリフロー式はんだ付け
装置（図示せず）にも適用できるものであり、たとえば
図１のように配線基板１の予備加熱温度やリフロー温度
をデータとして収集することができる。

【０１０９】すなわち、搬送コンベア２に回転エンコー
ダ２１を設けて搬送距離に比例した搬送パルス信号が得
られるように構成し、他方、リフロー炉のあらかじめ決
めた所定の位置に放射温度計を設け、配線基板１が当該
座標に到達した際にその表面温度を測定しそのデータを
収集・記憶するように構成する。つまり、図１の構成と
何ら変わるところはない。

【０１１０】そしてその際にも、配線基板１のＩＤを明
らかにしてプロセスデータを記憶し、また、配線基板１
の各部の温度を収集・記憶することが可能である。

【０１１１】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば各請求項
に対応して次のような効果がある。

【０１１２】すなわち、配線基板等の被はんだ付けワー
クのはんだ付け処理履歴を、実際に経過したプロセス状
態で正確・微細に得ることができるようになる。その結
果、プロセス状態の僅かな揺らぎによる影響も正確に分
析することができるようになり、はんだ付け品質を低下
させる要因を正確に特定し、統計的に現れるはんだ付け
品質のボトムアップを図ることができるようになり、高
品質のはんだ付けを実現することができるようになる。

【０１１３】しかも、多数の被はんだ付けワークのそれ
ぞれについて、特定された処理履歴を正確・微細に得る
ことができるようになる。その結果、被はんだ付けワー
クのはんだ付けを完了した直後は勿論のこと、それが製
品としてそのライフサイクルを終焉するまでに渡って、
はんだ付け品質に原因する問題を長期に渡って分析する
トレース性が格段に向上する。そして、このような工程
管理は製造物責任を負う製造者にとって必須のものであ
り、その責任を十全に担うことができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すブロック図である。

【図２】フラックス塗布装置のプロセス検出系の例を示
す図である。

【図３】予備加熱装置のプロセス検出系を示すブロック
図である。

【図４】はんだ槽装置のプロセス検出系を示すブロック
図である。

【図５】冷却装置のプロセス検出系を示すブロック図で
ある。

【図６】はんだ付け装置に進入した配線基板の座標を追
跡，計測し製造番号等のＩＤを割り当てるための手順を
示すフローチャートである。

【図７】製造番号の配線基板への付与と座標追跡の手順
を示すフローチャートである。

【図８】プロセスデータの格納手順を示すフローチャー
トである。

【図９】マーキング手順を示すフローチャートである。

【図１０】データ管理装置の操作部からプロセスデータ
の読み出し要求があった場合の手順を示すフローチャー
トである。

【図１１】ＬＡＮ等の通信ネットワークを介してオンラ
インアクセスがあった場合の応答手順を示すフローチャ
ートである。

【図１２】従来のフロー式はんだ付け装置の一例を示す
ブロック図である。

【図１３】図１２の総合管理装置の制御手順を示すフロ
ーチャートである。

【符号の説明】

１配線基板２搬送コンベア３フラックス塗布装置４フラックス５予備加熱装置６はんだ槽装置７冷却装置８フラクサ管理装置９予備加熱管理装置１０溶融はんだ１１はんだ槽管理装置１２Ａ第１の噴流波１２Ｂ第２の噴流波１３冷却管理装置１４駆動モータ１５搬送管理装置１６酸素濃度測定装置１７酸素濃度管理装置１８総合管理装置１９操作部２０表示部２１回転エンコーダ２２仰角センサ２３進入センサ２４マーキング装置２５放射温度計２６放射温度計２７放射温度計２８気温測定センサ２９湿度測定センサ３０データ管理装置３１ファイル装置３２プロセスデータ管理装置４３液温センサ４４比重センサ４６雰囲気温度センサ５３流量センサ６２温度センサ６６雰囲気温度センサ７１温度センサ７５レベルセンサ７６レベルセンサ８３雰囲気温度センサ９５雰囲気温度センサ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】被はんだ付けワークを搬送手段で搬送し
ながらはんだ付けを行うはんだ付け装置におけるプロセ
スデータの収集方法において、前記被はんだ付けワークの搬送位置を特定する搬送位置
特定手段を備え、また、前記被はんだ付けワークがはん
だ付けされる際の複数のプロセス状態をそれぞれ検出し
て、これらのプロセスデータを出力するセンサを備え、他方、被はんだ付けワークを特定するための表記を前記
被はんだ付けワークに付与するマーキング装置、また
は、前記被はんだ付けワークにあらかじめ付与・表記さ
れているＩＤの読取装置のいずれかと、データの書き込
みと読み出しが可能なファイル装置を備え、前記搬送位置特定手段により前記被はんだ付けワークの
搬送位置を特定しつつ前記各プロセスデータを収集し、
かつ前記各プロセスデータを前記表記データとともにフ
ァイル装置に書き込み保存すること、を特徴とするはんだ付け装置におけるプロセスデータの
収集方法。
【請求項２】被はんだ付けワークを搬送手段で搬送し
ながらはんだ付けを行うはんだ付け装置におけるプロセ
スデータの収集方法において、搬送距離に比例した搬送信号を出力するエンコーダを前
記搬送手段に設け、また、前記被はんだ付けワークがは
んだ付けされる際の複数のプロセス状態をそれぞれ検出
して、これらのプロセスデータを出力するセンサを備
え、他方、被はんだ付けワークを特定するための表記を前記
被はんだ付けワークに付与するマーキング装置、また
は、前記被はんだ付けワークにあらかじめ付与・表記さ
れているＩＤの読取装置のいずれかと、データの書き込
みと読み出しが可能なファイル装置を備え、前記搬送信号から前記被はんだ付けワークの搬送位置を
特定しつつ前記各プロセスデータを収集し、かつ前記各
プロセスデータを前記表記データとともにファイル装置
に書き込み保存すること、を特徴とするはんだ付け装置におけるプロセスデータの
収集方法。