JP5045387B2 - リフロー半田付け装置 - Google Patents

Description

本発明は、ペースト状の半田が塗布された回路面に電子部品を搭載させた基板を金属製のパレットに載置して搬送装置により搬送し、パレットの移動路中に設けられた複数の誘導加熱装置によりパレットを段階的に加熱して半田を溶融させるリフロー半田付け装置に関するものである。

従来のリフロー半田付け装置では、ペースト状の半田が塗布された回路面に電子部品を搭載させた基板をコンベア等の搬送装置により一定の速度で搬送し、基板の移動路中に設置された複数の炉内を基板が通過するようにして基板を段階的に加熱して半田を溶融させるようにしていた。また、基板を金属製のパレットに載置させて搬送装置により一定速度で搬送し、パレットの移動路中に設置された複数の誘導加熱装置の上方を順次通過させることによってパレットを段階的に加熱するようにしたものも知られている。誘導加熱装置は筐体の内部に水平に配置された渦巻状のコイルを有しており、そのコイルに電流を供給してコイルの周りに磁界を発生させることにより、コイルに近接した金属製のパレットに渦電流を発生させて発熱させる。
特開２００５−２２２９６４号公報

しかしながら、上記のように誘導加熱装置を用いたリフロー半田付け装置では、パレットは誘導加熱装置に対して一定速度で相対移動しているためパレット全体に均一な温度分布を与えることが困難であり、基板上の電子部品の全てについて良好な半田付けをすることが難しいという問題点があった。

そこで本発明は、誘導加熱装置によりパレット全体に均一な温度分布を与えることができ、基板上の電子部品の全てについて良好な半田付けを行うことができるリフロー半田付け装置を提供することを目的とする。

本発明では、誘導加熱装置によるパレットの加熱工程はパレットの搬送が停止されてパレットが誘導加熱装置に対して相対的に静止された状態で行われるので、誘導加熱装置によりパレット全体に均一な温度分布を与えることができ、基板上の電子部品の全てについて良好な半田付けを行うことができる。このとき、下流側の誘導加熱装置による他のパレットの加熱工程が終了していない状況で上流側の誘導加熱装置による加熱工程が先に終了してしまった場合であってもパレット全体に均一な温度分布を与えた状態を維持することができる。また、誘導加熱装置が備える水平に配置された渦巻状のコイルの下方に複数の強磁性体が設けられるので、誘導加熱装置により加熱されるパレット全体に均一な温度分布を与えることができ、これによっても基板上の電子部品の全てについて良好な半田付けを行うことができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は本発明の一実施の形態におけるリフロー半田付け装置の要部斜視図、図２は本発明の一実施の形態におけるリフロー半田付け装置の制御系統を示す図、図３は本発明の一実施の形態における基板の正面図、図４は本発明の一実施の形態におけるリフロー半田付け装置が備える誘導加熱装置の斜視図、図５（ａ）は本発明の一実施の形態における強磁性体付きのコイルの平面図、図５（ｂ）は本発明の一実施の形態における強磁性体付きのコイルに電流を供給したときにコイルの周辺に生じる磁界分布図、図５（ｃ）は本発明の一実施の形態における強磁性体付きのコイルに電流を供給したときにコイルの周辺に生じる温度分布図、図６（ａ）は強磁性体なしのコイルの平面図、図６（ｂ）は強磁性体なしのコイルに電流を供給したときにコイルの周辺に生じる磁界分布図、図６（ｃ）は強磁性体なしのコイルに電流を供給したときにコイルの周辺に生じる温度分布図、図７は本発明の一実施の形態における温度プロファイルの一例を示すグラフ、図８（ａ），（ｂ）は本発明の一実施の形態におけるリフロー半田付け装置が備えるカバー部材の正面図、図９及び図１０は本発明の一実施の形態における基板生産作業の手順を示すフローチャート、図１１（ａ），（ｂ）は本発明の一実施の形態における第１加熱工程の時間とパレットの温度との関係を示すグラフである。

図１及び図２において、リフロー半田付け装置１は、一又は複数の基板２が載置される金属製（例えばステンレス製）のパレット３、基板２が載置されたパレット３を一定の方向（Ｘ軸方向とする）に搬送する搬送装置４、搬送装置４により搬送されるパレット３の移動路中に設けられた２つの誘導加熱装置（第１誘導加熱装置５及び第２誘導加熱装置６）と２つの冷却装置（第１冷却装置７及び第２冷却装置８）及び制御装置９を備えている。

図３において、基板２の回路面２ａにはペースト状の半田１０が塗布されており、そのペースト状の半田１０が塗布された回路面２ａ上の所定の位置（部品搭載部）には複数の電子部品１１が搭載されている。制御装置９は、搬送装置４により搬送されるパレット３が２つの誘導加熱装置５，６により段階的に加熱されることによって半田１０が溶融するように搬送装置４及び２つの誘導加熱装置５，６の作動制御を行う。

図１及び図２において、搬送装置４はパレット３を搬送する２つのコンベア（第１コンベア１３及び第２コンベア１４）がその搬送方向（Ｘ軸方向）に一列に連ねられてなる。第１コンベア１３及び第２コンベア１４はそれぞれ駆動プーリ１５ａ、被動プーリ１５ｂ及びこれら両プーリ１５ａ，１５ｂに掛け渡された搬送ベルト１６を有して成り、駆動プーリ１５ａが駆動モータ１７，１８によって駆動されると搬送ベルト１６が進行し、搬送ベルト１６に載置されたパレット３が一定の方向（図１及び図２中に示す矢印Ａの方向）に搬送される。図１及び図２に示すように、第２コンベア１４は第１コンベア１３よりもパレット３の搬送距離が長くなっている。

第１コンベア１３の駆動モータ１７と第２コンベア１４の駆動モータ１８はそれぞれ制御装置９から個別に駆動制御される。第１コンベア１３と第２コンベア１４を同時に作動させることにより、第１コンベア１３上のパレット３を第２コンベア１４上に載せかえることができる。すなわちパレット３は、隣接するコンベア１３，１４の間で受け渡されながら搬送される。

図１及び図２において、第１誘導加熱装置５は第１コンベア１３のほぼ中間部に設置されており、第２誘導加熱装置６は第２コンベア１４の第１コンベア１３に近い側に設置されている。第１誘導加熱装置５は、第１コンベア１３により搬送されて第１誘導加熱装置５の上方に達したパレット３の加熱を、パレット３が第１誘導加熱装置５の上方に静止された状態で行い、第２誘導加熱装置６は、第２コンベア１４により搬送されて第２誘導加熱装置６の上方に達したパレット３の加熱を、パレット３が第２誘導加熱装置６の上方に静止された状態で行う。

図４において、第１誘導加熱装置５及び第２誘導加熱装置６はそれぞれ筐体２１の内部に２つの渦巻状のコイル２２を有している。これら２つのコイル２２は筐体２１の内部をＸ軸方向に並んで水平に配置されており、各コイル２２の２つの円弧部２２ａの下方には、その円弧部２２ａそれぞれの半径方向に放射状に延びた複数の強磁性体（フェライトコア）２３が設けられている。なお、図４では筐体２１の上面の図示は省略されている。

制御装置９により制御されて電源装置（図示せず）から誘導加熱装置５，６のコイル２２に電流が供給されるとそのコイル２２の周りに磁界が発生し、この磁界に金属製のパレット３が近接すると、その金属製のパレット３に渦電流が発生し、発熱する。パレット３の発熱量はコイル２２の周りに発生する磁界の強さに応じたものとなるので、制御装置９からコイル２２に供給される電流の大きさを変えることによってパレット３の温度を変化させることができる。

図５（ａ）は本実施の形態の誘導加熱装置（第１誘導加熱装置５又は第２誘導加熱装置６）の強磁性体付きのコイル２２（下方に強磁性体２３が配置されたコイル２２）を示しており、図５（ｂ）はこの強磁性体付きのコイル２２に電流を供給したときに生じる磁界分布、図５（ｃ）は強磁性体付きのコイル２２に電流を供給したときに生じる温度分布を示している。また、図６（ａ）は強磁性体なしのコイル２２（下方に強磁性体２３が配置されていないコイル２２）を示しており、図６（ｂ）は強磁性体なしのコイル２２に電流を供給したときに生じる磁界分布、図６（ｃ）は強磁性体なしのコイル２２に電流を供給したときに生じる温度分布を示している。図５（ｂ）及び図６（ｂ）では磁界が強いところほど色が明るく、磁界が弱いところほど色が暗くなっている。また、図５（ｃ）及び図６（ｃ）では温度が高いところほど色が黒く、温度が低いところほど色が白くなっている。これらの図から、コイル２２の下方に強磁性体２３が配置された場合には、コイル２２の下方に強磁性体２３が配置されない場合から磁界分布が変化し、これに伴ってパレット３上の温度分布も一様になることが分かる。

図２において、第１コンベア１３の上方には第１パレット検出センサ２５が設けられており、第２コンベア１４の上方には第２パレット検出センサ２６が設けられている。第１パレット検出センサ２５は、第１コンベア１３の始端側（図２では紙面の左側）に投入されたパレット３が第１コンベア１３によって搬送されて第１誘導加熱装置５の上方に達したときにこれを検出して検出信号を制御装置９に出力する。第２パレット検出センサ２６は、第１コンベア１３から受け渡されたパレット３が第２コンベア１４によって搬送されて第２誘導加熱装置６の上方に達したときにこれを検出して検出信号を制御装置９に出力する。第１パレット検出センサ２５及び第２パレット検出センサ２６には、例えば、搬送されてきたパレット３の先頭部が誘導加熱装置５，６の上方の所定位置に達したときに検査光が遮断されることによってパレット３がその所定位置に達したことの検出を行う光検出センサ等が用いられる。

また、第１コンベア１３の上方には、第１誘導加熱装置５の上方に静止されたパレット３の表面温度を計測してその計測情報を制御装置９に出力する第１温度計測センサ２７設けられており、第２コンベア１４の上方には、第２誘導加熱装置６の上方に静止されたパレット３の表面温度を計測してその計測情報を制御装置９に出力する第２温度計測センサ２８が設けられている。第１温度計測センサ２７及び第２温度計測センサ２８には、例えば、パレット３の表面温度を非接触で計測できる赤外線式の温度モニタ等が用いられる。

制御装置９は、第１パレット検出センサ２５により第１コンベア１３によって搬送されるパレット３が第１誘導加熱装置５の上方に達したことが検出されたときには第１コンベア１３の駆動モータ１７を停止させ、パレット３を第１誘導加熱装置５の上方に静止させる。そして、第１誘導加熱装置５の制御を行い、第１温度計測センサ２７により計測されるパレット３上の代表位置の実測温度を参照しつつパレット３を所定の温度プロファイル（図７に示す温度プロファイルの一部である予備加熱部分の温度プロファイル）で加熱する（第１加熱工程）。

図７において、予備加熱部分の温度プロファイルは、パレット３の温度を常温Ｔ０から半田１０の融点Ｔｓよりも低い温度Ｔ１まで昇温させる昇温部分と、この昇温部分の最大温度Ｔ１を一定に保持する保温部分からなる。

また制御装置９は、第２パレット検出センサ２６により第２コンベア１４によって搬送されるパレット３が第２誘導加熱装置６の上方に達したことが検出されたときには第２コンベア１４の駆動モータ１８を停止させ、パレット３を第２誘導加熱装置６の上方に静止させる。そして、第２誘導加熱装置６の制御を行い、第２温度計測センサ２８により計測されるパレット３上の代表位置の実測温度を参照しつつパレット３の所定の温度プロファイル（図７に示す温度プロファイルの一部である本加熱部分の温度プロファイル）で加熱する（第２加熱工程）。

図７において、本加熱部分の温度プロファイルは、予備加熱部分の温度プロファイルにおける最後の（第１加熱工程の終了時の）温度Ｔ１からやや低下した温度（パレット３の温度はパレット３が第１コンベア１３から第２コンベア１４へ移し変えられる間にやや低下する）から半田１０の融点Ｔｓを超える温度Ｔ３まで昇温させる昇温部分と、この昇温部分の最大温度Ｔ３を一定に保持する保温部分と、パレット３の温度Ｔ３から半田１０の融点Ｔｓよりも低い温度Ｔ２まで降温させる降温部分からなる。

図１及び図２において、第１コンベア１３及び第２コンベア１４の上方には第１誘導加熱装置５及び第２誘導加熱装置６に対して相対的に固定されたベース部材３１が水平に延びて設けられている。ベース部材３１の第１誘導加熱装置５の直上位置には第１空圧シリンダ３２がそのピストンロッド３２ａを下方に向けた状態で垂直方向に延びて設けられており、第２誘導加熱装置６の直上位置には第２空圧シリンダ３３がそのピストンロッド３３ａを下方に向けた状態で垂直方向に延びて設けられている（図８）。

第１空圧シリンダ３２のピストンロッド３２ａ及び第２空圧シリンダ３３のピストンロッド３３ａはそれぞれベース部材３１を下方に貫いており、その下端部にはベース部材３１に垂設された複数のガイド部材３５によってガイドされて上下方向に移動自在なカバー部材支持部材３６が取り付けられている。

図８において、各カバー部材支持部材３６の下面には、下方に開口した箱状の複数のカバー部材３７が取り付けられている。このカバー部材３７は熱伝導性のよい金属材料（例えばアルミニウム）から構成される。或いは、金属材料以外の材料（例えば樹脂）から構成され、内側の表面に熱伝導性のよい金属材料からなる反射板が取り付けられる。

第１コンベア１３上のパレット３を第１誘導加熱装置５の上方に静止させた状態で制御装置９から第１空圧シリンダ３２の作動制御を行い（図２）、そのピストンロッド３２ａを最大量下方に突出させると、ピストンロッド３２ａに連結された複数のカバー部材３７は一体となって下降する（図８（ａ）の矢印Ｂ）。これにより第１誘導加熱装置５の上方に搬送されてきて搬送が停止され、第１誘導加熱装置５により加熱されているパレット３の上方領域の一部がカバー部材３７によって覆われ、その覆われた領域の温度が高められる。

また、第２コンベア１４上のパレット３を第２誘導加熱装置６の上方に静止させた状態で制御装置９から第２空圧シリンダ３３の作動制御を行い（図２）、そのピストンロッド３３ａを最大量下方に突出させると、ピストンロッド３３ａに連結された複数のカバー部材３７は一体となって下降する（図８（ａ）の矢印Ｂ）。これにより第２誘導加熱装置６の上方に搬送されてきて搬送が停止され、第２誘導加熱装置６により加熱されているパレット３の上方領域の一部がカバー部材３７によって覆われ、その覆われた領域の温度が高められる。

各カバー部材３７の大きさ及び形状は任意に設定することができるので、パレット３に載置された複数の基板２を個別に又は複数個まとめて覆うような形で、或いは１つの基板２上の電子部品１１を個別に又は複数個まとめて覆うような形で、パレット３上の領域を覆うことができる（図８（ａ），（ｂ））。また、カバー部材３７によって覆われたパレット３上の領域の温度は、パレット３の上面とカバー部材３７の下端面との距離Ｈ（図８（ｂ））に応じたものとなる。具体的には、パレット３上の同じ領域を同じ形状のカバー部材３７で覆う場合には、上記距離Ｈが小さいときほどカバー部材３７で覆われたパレット３上の領域の温度は高くなる。

ここで、カバー部材３７によって誘導加熱装置５，６により加熱されているパレット３の上方領域の一部を覆うのは、その覆った領域の温度を高めてパレット３上の温度分布を一様にするためであり、そのために必要なカバー部材３７の大きさや形状、距離Ｈの設定等には事前データの取得が必要である。なお、上記距離Ｈはカバー部材支持部材３６の下面とカバー部材３７の上面との間の間隔Ｌ（図８（ｂ））によって調整することができ、この間隔Ｌは任意に変更できる構成になっていることが好ましい。

このように、本実施の形態におけるリフロー半田付け装置１では、搬送が停止されて誘導加熱装置５，６により加熱されているパレット３の上方領域の一部を覆うカバー部材３７が、搬送が停止された状態のパレット３に対して昇降自在に設けられた構成となっている。

次に、図９及び図１０のフローチャートを用いて、このリフロー半田付け装置１により基板２に電子部品１１を半田付けして基板生産を行う手順について説明する。ここで、図９に示すフローチャートは第１コンベア１３及び第１誘導加熱装置５の作動制御に関するものであり、図１０に示すフローチャートは第２コンベア１４及び第２誘導加熱装置６に関するものである。

図９において、複数の基板２が載置された金属製のパレット３は、はじめに第１コンベア１３の始端側に投入される。制御装置９は第１コンベア１３をパレット３の投入前から駆動し、始端側に投入されたパレット３を第１コンベア１３内に搬入（搬送）させる（Ｓ１）。

制御装置９は、パレット３が第１コンベア１３内に搬入されたら、第１パレット検出センサ２５によりパレット３が第１誘導加熱装置５の上方に達したことが検出されているか否かの判断を行う（Ｓ２）。ここで、第１パレット検出センサ２５によりパレット３が第１誘導加熱装置５の上方に達したことが検出されていない場合には第１コンベア１３によるパレット３の搬送を継続し、第１パレット検出センサ２５からの検出情報によりパレット３が第１誘導加熱装置５の上方に達したことが検出された場合には、第１コンベア１３の作動を停止させて、パレット３を第１誘導加熱装置５の上方に静止させる（Ｓ３）。そして、第１誘導加熱装置５の作動制御を行って、第１誘導加熱装置５の上方に静止されたパレット３に対して加熱を開始する（Ｓ４）。これによりパレット３を所定の温度プロファイルで加熱する第１加熱工程が実行される。なお、この第１加熱工程の実行中は、制御装置９から第１空圧シリンダ３２の作動制御を行ってそのピストンロッド３２ａを下方に突出させ、第１誘導加熱装置５の上方に静止されたパレット３上の領域を覆ってパレット３全体に均一な温度分布が与えられるようにする。

制御装置９は、第１誘導加熱装置５の上方に静止されたパレット３に対して加熱を開始した後は、第１温度計測センサ２７からの計測情報に基づいて第１加熱工程が終了したか否かの判断を行い（Ｓ５）、第１加熱工程が終了していなかった場合にはパレット３に対する加熱を継続する。加熱を継続する場合には、第１温度計測センサ２７から出力されるパレット３の表面温度の計測情報に基づいて、パレット３の温度変化が異常であるかどうかの判断を行い（Ｓ６）、温度変化が異常であった場合には基板生産作業を異常終了として終了する。

一方、Ｓ５において第１加熱工程が終了していた場合には、次いで第２コンベア１４側からパレット３の要求が行われているか否かの判断を行う（Ｓ７）。第２誘導加熱装置６が第２コンベア１４上の他のパレット３に対して第２加熱工程を実行していないときには、第１コンベア１３側に対してパレット３の要求が行われる。ここで、第２コンベア１４側からパレット３の要求が行われないケースとしては、第２誘導加熱装置６による他のパレット３に対する加熱工程（第２加熱工程）が終了していない場合が挙げられる。なお、第２コンベア１４側から第１コンベア１３側へパレット３を要求するときには、第２コンベア１４は第１コンベア１３側からのパレット３を受け取ることができる状態（すなわち作動状態）にされる。

Ｓ７において、第２コンベア１４側からパレット３の要求が行われていた場合には、第１誘導加熱装置５の上方に静止させたパレット３に対する加熱を停止し（Ｓ８）、停止させていた第１コンベア１３を再作動させてパレット３を第２コンベア１４側に搬送（搬出）させる（Ｓ９）。なお、パレット３の搬出を開始する前に、それまで下降させていたカバー部材３７を上昇させておき、カバー部材３７によってパレット３の搬出が邪魔されないようにする。

一方、Ｓ７において（パレット３に対する第１加熱工程が終了した時点で）、第２コンベア１４側からパレット３の要求が行われていなかった場合（すなわち、第２誘導加熱装置６による他のパレット３に対する第２加熱工程が終了しておらず、第２コンベア１４が停止されていた場合）には、制御装置９は、第２コンベア１４側からパレット３の要求が行われるまで（第２誘導加熱装置６による他のパレット３に対する第２加熱工程が終了して第２コンベア１４が作動状態になるまで）第１コンベア１３によるパレット３の搬送を停止させた状態で待機させておき、その間、第１誘導加熱装置５の作動制御を行って待機中のパレット３を加熱し、パレット３の温度を第１加熱工程終了時の温度Ｔ１に保持する。なお、このようにパレット３の温度を第１加熱工程終了時の温度Ｔ１に保持する場合には、その保持時間が予め定めた時間をオーバーしていないかどうかの判断を行い（Ｓ１０）、その結果保持時間が予め定めた時間をオーバーしていたときには、第１コンベア１３上のパレット３に対する加熱を停止し（Ｓ１１）、基板生産作業を異常終了として終了する。

図１１（ａ）は、Ｓ７において、第２コンベア１４側からパレット３の要求が行われていた場合の第１加熱工程の時間とパレット３の温度との関係を示しており、図１１（ｂ）は、Ｓ７において、第２コンベア１４側からパレット３の要求が行われていなかった場合の第１加熱工程の時間とパレット３の温度との関係を示している。

Ｓ９において、制御装置９は、第１コンベア１３上のパレット３を第２コンベア１４側に搬出したら、予定していた基板生産作業が終了したか否かの判断を行う（Ｓ１２）。そして、予定していた基板生産作業が終了していなかった場合にはＳ１に戻って新たなパレット３を第１コンベア１３内に搬入し、予定していた基板生産作業が終了していた場合には、基板生産作業を終了する。

図１０において、制御装置９は、はじめに第１コンベア１３側にパレット３の要求を行い、第２コンベア１４を作動させる（Ｓ２１）。第１コンベア１３側からパレット３が搬出されたら、そのパレット３を受け取って第２コンベア１４内に搬入（搬送）させる（Ｓ２２）。

制御装置９は、パレット３が第２コンベア１４内に搬入されたら、第２パレット検出センサ２６によりパレット３が第２誘導加熱装置６の上方に達したことが検出されているか否かの判断を行う（Ｓ２３）。ここで、第２パレット検出センサ２６によりパレット３が第２誘導加熱装置６の上方に達したことが検出されていない場合には第２コンベア１４によるパレット３の搬送を継続し、第２パレット検出センサ２６からの検出情報によりパレット３が第２誘導加熱装置６の上方に達したことが検出された場合には、第２コンベア１４の作動を停止させて、パレット３を第２誘導加熱装置６の上方に静止させる（Ｓ２４）。そして、第２誘導加熱装置６の作動制御を行って、第２誘導加熱装置６の上方に静止されたパレット３に対して加熱を開始する（Ｓ２５）。これにより第２加熱工程（パレット３の所定の温度プロファイルでの加熱）が実行される。なお、この第２加熱工程の実行中は、制御装置９から第２空圧シリンダ３３の作動制御を行ってそのピストンロッド３３ａを下方に突出させ、第２誘導加熱装置６の上方に静止されたパレット３上の領域を覆ってパレット３全体に均一な温度分布が与えられるようにする。

制御装置９は、第２誘導加熱装置６の上方に静止されたパレット３に対して加熱を開始した後は、第２温度計測センサ２８からの計測情報に基づいて第１加熱工程が終了したか否かの判断を行い（Ｓ２６）、第２加熱工程が終了していなかった場合にはパレット３に対する加熱を継続する。加熱を継続する場合には、第２温度計測センサ２８から出力されるパレット３の表面温度の計測情報に基づいて、パレット３の温度変化が異常であるかどうかの判断を行い（Ｓ２７）、温度変化が異常であった場合には基板生産作業を異常終了として終了する。

一方、Ｓ２６において第２加熱工程が終了していた場合には、第２誘導加熱装置６の上方に静止させたパレット３に対する加熱を停止し（Ｓ２８）、停止させていた第２コンベア１４を再作動させてパレット３を搬送させる（Ｓ２９）。なお、パレット３の搬送を開始する前に、それまで下降させていたカバー部材３７を上昇させておき、カバー部材３７によってパレット３の搬出が邪魔されないようにする。

これ以後、パレット３は、後続のパレット３が第２コンベア１４に搬入されて第２誘導加熱装置６の上方への停止及び搬送が行われるごとに第１冷却装置７の下方位置への停止、搬送、第２冷却装置８の下方位置への停止及び搬送がなされ、その間、第１冷却装置７の下方位置に停止されたときには第１冷却装置７により第１冷却工程が実行され、次いで第２冷却装置８の下方位置に停止されたときには第２冷却装置８により第２冷却工程が実行される。第１冷却工程及び第２冷却工程により、パレット３の温度は第２加熱工程終了時の温度Ｔ２から常温Ｔ０まで降温（冷却）される。そして、その後パレット３は第２コンベア１４から搬出される。なお、第１冷却装置７及び第２冷却装置８は常時作動するように制御装置９により制御されている。

制御装置９は、Ｓ２９を終了したら、予定していた基板生産作業が終了したか否かの判断を行い（Ｓ３０）、その結果、予定していた基板生産作業が終了していなかった場合にはＳ２１に戻って新たなパレット３を第１コンベア１３側に要求し、予定していた基板生産作業が終了していた場合には、基板生産作業を終了する。

このように本実施の形態におけるリフロー半田付け装置１は、ペースト状の半田１０が塗布された回路面２ａに電子部品１１を搭載させた基板２が載置される金属製のパレット３、基板２が載置されたパレット３を搬送する搬送装置４、搬送装置４により搬送されるパレット３の移動路中に設けられた２つの誘導加熱装置５，６、搬送装置４により搬送されるパレット３が２つの誘導加熱装置５，６により段階的に加熱されることによって半田１０が溶融するように搬送装置４及び誘導加熱装置５，６の作動制御を行う制御装置９を備えてなるものである。

そして、搬送装置４により搬送されるパレット３が第１誘導加熱装置５の上方に達したことの検出を行う第１パレット検出センサ２５及び第２誘導加熱装置６の上方に達したことの検出を行う第２パレット検出センサ２６を備え、制御装置９は、第１パレット検出センサ２５によりパレット３が第１誘導加熱装置５の上方に達したことが検出されたときには、搬送装置４（第１コンベア１３）によるパレット３の搬送作動を停止させ、第１誘導加熱装置５に所定の温度プロファイルでパレットを加熱させる第１加熱工程を実行させた後、搬送装置４（第１コンベア１３）によるパレット３の搬送作動を再開させる（第１コンベア１３の再作動を行う）ようになっている。また、制御装置９は、第２パレット検出センサ２６によりパレット３が第２誘導加熱装置６の上方に達したことが検出されたときには、搬送装置４（第２コンベア１４）によるパレット３の搬送作動を停止させ、第２誘導加熱装置６に所定の温度プロファイルでパレット３を加熱させる第２加熱工程を実行させた後、搬送装置４によるパレット３の搬送作動を再開させる（第２コンベア１４の再作動を行う）ようになっている。

すなわち本実施の形態におけるリフロー半田付け装置１では、第１誘導加熱装置５によるパレット３の加熱工程（第１加熱工程）はパレット３の搬送が停止されてパレット３が第１誘導加熱装置５に対して相対的に静止された状態で行われ、また第２誘導加熱装置６によるパレット３の加熱工程（第２加熱工程）はパレット３の搬送が停止されてパレット３が第２誘導加熱装置６に対して相対的に静止された状態で行われる。このため、第１誘導加熱装置５及び第２誘導加熱装置６によりパレット３全体に均一な温度分布を与えることができ、基板２上の電子部品１１の全てについて良好な半田付けを行うことができる。

また、本実施の形態におけるリフロー半田付け装置１では、誘導加熱装置５，６により加熱されているパレット３上の領域の一部を覆うことによってパレット３全体に均一な温度分布を与えることができるようになっているので、基板２上の電子部品１１の全てについての良好な半田付けが更に行い易くなっている。

また、本実施の形態におけるリフロー半田付け装置１では、制御装置９は、パレット３の搬送方向の上流側に位置する第１誘導加熱装置５によるパレット３の加熱工程（第１加熱工程）が終了した時点で、その下流側に位置する第２誘導加熱装置６による他のパレット３に対する加熱工程（第２加熱工程）が終了していないときは、その第２誘導加熱装置６による他のパレット３に対する加熱工程が終了するまで第１誘導加熱装置５の作動制御を行って、第１誘導加熱装置５により加熱されたパレット３の温度が加熱工程（第１加熱工程）終了時の温度に保持されるようにしている。このため、下流側の誘導加熱装置（第２誘導加熱装置６）による他のパレット３の加熱工程（第２加熱工程）が終了していない状況で上流側の誘導加熱装置（第１誘導加熱装置５）による加熱工程（第１加熱工程）が先に終了してしまった場合であってもパレット３全体に均一な温度分布を与えた状態を維持することができる。

また、本実施の形態におけるリフロー半田付け装置１では、前述のように、第１誘導加熱装置５及び第２誘導加熱装置６はそれぞれ水平に配置されたコイル２２の２つの円弧部２２ａの下方に複数の強磁性体２３が設けられているので、第１誘導加熱装置５及び第２誘導加熱装置６により加熱されるパレット３全体に均一な温度分布を与えることができる。特に、本実施の形態のように、複数の強磁性体２３がコイル２２の円弧部２２ａの半径方向に放射状に延びて設けられているのであれば、その効果を一段と大きなものにすることができる。

なお、このように水平に配置されたコイルの２つの円弧部の下方に複数の強磁性体を設けた誘導加熱装置を用いる場合には、本実施の形態に示したように、搬送を停止させた状態でパレットの加熱を行うのではなく、パレットを搬送装置により一定速度で搬送し、パレットの移動路中に設置された複数の誘導加熱装置の上方を順次通過させることによってパレットを段階的に加熱するようにしたリフロー半田付け装置にも採用することができる。

これまで本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上述の実施の形態に示したものに限定されない。例えば、上述の実施の形態では、搬送装置４は一列に連ねられてパレット３の受け渡しを行う２つのコンベア（第１コンベア１３及び第２コンベア１４）からなっていたが、搬送装置４に投入した１つのパレット３を所定の温度プロファイルで加熱し終えてから次のパレット３を搬送装置４に投入する場合には、搬送装置４を１つのコンベアから構成することができる。この場合においても、制御装置９は、パレット３の搬送方向の上流側に位置する誘導加熱装置（第１誘導加熱装置５に相当）によるパレット３の加熱工程が終了した時点で、その下流側に位置する誘導加熱装置（第２誘導加熱装置６に相当）による他のパレット３に対する加熱工程が終了していないときは、その下流側の誘導加熱装置による他のパレット３に対する加熱工程が終了するまで上流側の誘導加熱装置の作動制御を行って、その上流側の誘導加熱装置により加熱されたパレット３の温度が加熱工程終了時の温度に保持されるようにすることが好ましい。

また、上述の実施の形態では、第１コンベア１３により搬送される基板２が第１誘導加熱装置５の上方に達したことが第１パレット検出センサ２５により検出されたとき、或いは第２コンベア１４により搬送される基板２が第２誘導加熱装置６の上方に達したことが第２パレット検出センサ２６により検出されたとき、制御装置９により第１コンベア１３又は第２コンベア１４の作動を停止させることによりパレット３を第１誘導加熱装置５或いは第２誘導加熱装置６の上方に静止させるようになっていたが、このような構成に代えて、或いはこのような構成とともに、コンベア１３，１４により搬送される基板２が誘導加熱装置５，６の上方において当接するストッパ（図示せず）をコンベア１３，１４の上方に設け、誘導加熱装置５，６の上方に達した基板２がそのストッパによってその位置に機械的に静止させられるようにしてもよい。

また、上述の実施の形態では、パレット３に与える温度プロファイル全体の中の加熱工程は２つ（第１加熱工程及び第２加熱工程）であったが、加熱工程は３つ以上あってもよく、この場合にはそれぞれの加熱工程に応じた３つの誘導加熱装置を有した構成とすればよい。

誘導加熱装置によりパレット全体に均一な温度分布を与えることができ、基板上の電子部品の全てについて良好な半田付けを行うことができるリフロー半田付け装置を提供する。

本発明の一実施の形態におけるリフロー半田付け装置の要部斜視図 本発明の一実施の形態におけるリフロー半田付け装置の制御系統を示す図 本発明の一実施の形態における基板の正面図 本発明の一実施の形態におけるリフロー半田付け装置が備える誘導加熱装置の斜視図 （ａ）本発明の一実施の形態における強磁性体付きのコイルの平面図、（ｂ）本発明の一実施の形態における強磁性体付きのコイルに電流を供給したときにコイルの周辺に生じる磁界分布図、（ｃ）本発明の一実施の形態における強磁性体付きのコイルに電流を供給したときにコイルの周辺に生じる温度分布図 （ａ）強磁性体なしのコイルの平面図、（ｂ）強磁性体なしのコイルに電流を供給したときにコイルの周辺に生じる磁界分布図、（ｃ）強磁性体なしのコイルに電流を供給したときにコイルの周辺に生じる温度分布図 本発明の一実施の形態における温度プロファイルの一例を示すグラフ 本発明の一実施の形態におけるリフロー半田付け装置が備えるカバー部材の正面図 本発明の一実施の形態における基板生産作業の手順を示すフローチャート 本発明の一実施の形態における基板生産作業の手順を示すフローチャート 本発明の一実施の形態における第１加熱工程の時間とパレットの温度との関係を示すグラフ

符号の説明

１ リフロー半田付け装置
２ 基板
２ａ 回路面
３ パレット
４ 搬送装置
５ 第１誘導加熱装置（誘導加熱装置）
６ 第２誘導加熱装置（誘導加熱装置）
９ 制御装置
１０ 半田
１１ 電子部品
１３ 第１コンベア（コンベア）
１４ 第２コンベア（コンベア）
２２ コイル
２２ａ コイルの円弧部
２３ 強磁性体
２５ 第１パレット検出センサ（パレット検出手段）
２６ 第２パレット検出センサ（パレット検出手段）
３７ カバー部材

Claims (5)

1. ペースト状の半田が塗布された回路面に電子部品を搭載させた基板が載置される金属製のパレットと、
   前記基板が載置されたパレットを搬送する搬送装置と、
   前記搬送装置により搬送されるパレットの移動路中に設けられた複数の誘導加熱装置と、
   前記搬送装置により搬送されるパレットが前記複数の誘導加熱装置により段階的に加熱されることによって半田が溶融するように前記搬送装置及び前記複数の誘導加熱装置の作動制御を行う制御装置と、
   前記搬送装置により搬送されるパレットが前記誘導加熱装置の上方に達したことの検出を行うパレット検出手段と、を備え、
   前記制御装置は、前記パレット検出手段により前記パレットが前記誘導加熱装置の上方に達したことが検出されたとき、前記搬送装置による前記パレットの搬送作動を停止させ、前記誘導加熱装置に所定の温度プロファイルで前記パレットを加熱させる加熱工程を実行させた後、前記搬送装置による前記パレットの搬送作動を再開させるものであって、前記パレットの搬送方向の上流側に位置する誘導加熱装置によるパレットの加熱工程が終了した時点で、その下流側に位置する誘導加熱装置による他のパレットに対する加熱工程が終了していないときは、前記下流側の誘導加熱装置による他のパレットに対する加熱工程が終了するまで前記上流側の誘導加熱装置の作動制御を行って、前記上流側の誘導加熱装置により加熱されたパレットの温度が加熱工程終了時の温度に保持されるようにすることを特徴とするリフロー半田付け装置。
2. 前記搬送装置は前記パレットの搬送方向に複数のコンベアが一列に連ねられてなり、前記制御装置は前記パレット検出手段により前記パレットが前記誘導加熱装置の上方に達したことが検出されたとき、そのパレットの搬送を行っているコンベアの作動を停止させ、前記誘導加熱装置に所定の温度プロファイルで前記パレットを加熱させる加熱工程を実行させた後、停止させていた前記コンベアを再作動させることを特徴とする請求項１記載のリフロー半田付け装置。
3. 搬送が停止されて誘導加熱装置により加熱されているパレットの上方領域の一部を覆うカ
   バー部材が、搬送が停止された状態のパレットに対して昇降自在に設けられたことを特徴とする請求項１記載のリフロー半田付け装置。
4. 前記誘導加熱装置が備える水平に配置された渦巻状のコイルの下方に複数の強磁性体が設けられたことを特徴とする請求項１記載のリフロー半田付け装置。
5. 前記複数の強磁性体は前記コイルの円弧部の半径方向に放射状に延びて設けられたことを特徴とする請求項４記載のリフロー半田付け装置。