JP6308070B2 - Heating device and temperature control program - Google Patents
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Description
本発明は、加熱装置及び温度制御プログラムに関する。 The present invention relates to a heating device and a temperature control program.
従来、例えば、携帯電話機、ノートＰＣ（Personal Computer）、各種通信機器、サーバー等における電子デバイス実装において、プリント基板上の電子部品、例えば、ＩＣ（Integrated Circuit）チップのリワークが行われている。電子部品のリワークを行う場合、不良部品を取り外すときや正常部品を再実装するときにはんだを溶融する。はんだを溶融する際は、光を照射して熱を付与する。この際、熱量が足りなければはんだを溶融することができず、熱量が多すぎると、部品の温度が上昇し過ぎて、部品を損傷してしまう。はんだ加熱に必要なエネルギーを付与するために、種々の提案がされている。例えば、エネルギー供給部からの照射のエネルギーを減少させるフィルター部を設け、エネルギー調整部がそのフィルター部を制御することで、はんだ加熱に必要なエネルギーを変動させることが知られている（例えば、特許文献１参照）。 2. Description of the Related Art Conventionally, for example, when electronic devices are mounted on a mobile phone, a notebook PC (Personal Computer), various communication devices, a server, and the like, rework of electronic components on a printed circuit board, for example, an IC (Integrated Circuit) chip, is performed. When reworking electronic parts, the solder is melted when a defective part is removed or when a normal part is remounted. When melting the solder, heat is applied by irradiating light. At this time, if the amount of heat is insufficient, the solder cannot be melted. If the amount of heat is too large, the temperature of the component rises too much and the component is damaged. Various proposals have been made to provide energy necessary for solder heating. For example, it is known that a filter unit that reduces the energy of irradiation from the energy supply unit is provided, and the energy adjustment unit controls the filter unit to change the energy required for solder heating (for example, patents) Reference 1).
ところで、昨今の電子機器は、小型化が進み、これに伴って電子部品の高密度実装も進んでいる。電子部品の高密度実装が進行すると、部品間の間隔が狭くなり、リワークの対象となる電子部品周辺の実装レイアウトも複雑化する。この結果、リワークの対象となる部品にのみ光を照射しても、周辺の部品に熱を奪われ、温度分布が不均一になる。温度分布が不均一になると、ある個所では部品に損傷を与える温度に到達してしまったり、その一方で、別の箇所は、はんだ溶融温度に到達していなかったりという事態が生じうる。このような事態を回避するために照射する光のエネルギーを低く設定すると、リワークの対象となる部品の全面でハンダ溶融温度に到達する温度分布を形成するのに長時間を要する。これとは逆に、はんだ溶融までの時間を短縮しようとして、光のエネルギー（光量）を大きくすると、リワークの対象となる部品や、その周辺の部品が部分的に過剰に加熱され、破損する可能性がある。例えば、特許文献１の提案では、リワークの対象となる部品における不均一な加熱状態を解消することは考慮されておらず、改良の余地があった。
By the way, recent electronic devices have been downsized, and along with this, high-density mounting of electronic components is also progressing. As the high-density mounting of electronic components proceeds, the interval between the components becomes narrower, and the mounting layout around the electronic components to be reworked becomes complicated. As a result, even if light is applied only to the parts to be reworked, the surrounding parts are deprived of heat and the temperature distribution becomes non-uniform. If the temperature distribution becomes non-uniform, it may happen that the temperature at which a part is damaged is reached at one point, while the solder melting temperature is not reached at another point. If the energy of the irradiated light is set low in order to avoid such a situation, it takes a long time to form a temperature distribution that reaches the solder melting temperature on the entire surface of the part to be reworked. Conversely, if the light energy (light quantity) is increased in an attempt to shorten the time until the solder melts, the parts to be reworked and surrounding parts may be partially overheated and damaged. There is sex. For example, in the proposal of
１つの側面では、本明細書開示の加熱装置及び温度制御プログラムは、加熱対象部品を均一に加熱することを課題とする。 In one aspect, it is an object of a heating device and a temperature control program disclosed in the present specification to uniformly heat a component to be heated.
本明細書開示の加熱装置は、加熱対象部品に向かって光を発する加熱光源と、前記加熱光源が発する光を通過させる開口部をそれぞれ備えた複数の遮光板と、前記複数の遮光板をそれぞれ回転させる遮光板駆動部と、前記遮光板駆動部により回転駆動される前記複数の遮光板の回転速度を制御し、前記加熱対象部品における加熱箇所毎に設定される必要熱量に合わせて前記複数の遮光板が備える各開口部の重なる範囲を調整する制御部と、を備える。 The heating device disclosed in this specification includes a heating light source that emits light toward a component to be heated, a plurality of light shielding plates each having an opening that allows light emitted from the heating light source to pass, and the plurality of light shielding plates, respectively. The rotation speed of the light shielding plate driving unit to be rotated and the plurality of light shielding plates that are rotationally driven by the light shielding plate driving unit are controlled, and the plurality of the heat shielding plate driving units are set in accordance with the necessary heat amount set for each heating location in the heating target component. And a control unit that adjusts the overlapping range of the openings provided in the light shielding plate.
本明細書開示の温度制御プログラムは、加熱対象部品における加熱箇所毎に必要熱量を設定し、設定された前記必要熱量に合わせて、加熱光源が発する光を通過させる開口部をそれぞれ備えた複数の遮光板の回転速度を設定し、前記開口部の重なる範囲を調整することによって、前記加熱光源が発する光の透過量を調整して前記加熱箇所毎に必要熱量を付与する、処理をコンピュータに実行させる。 The temperature control program disclosed in the present specification sets a necessary heat amount for each heating portion in a heating target component, and a plurality of openings each having an opening through which light emitted from a heating light source passes according to the set necessary heat amount. Set the rotation speed of the light shielding plate and adjust the range where the openings overlap, thereby adjusting the amount of light transmitted by the heating light source and giving the necessary amount of heat to each heating location. Let
本明細書開示の加熱装置及び温度制御プログラムによれば、加熱対象部品を均一に加熱することができる。 According to the heating device and the temperature control program disclosed in this specification, it is possible to uniformly heat the component to be heated.
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。ただし、図面中、各部の寸法、比率等は、実際のものと完全に一致するようには図示されていない場合がある。また、図面によっては、説明の都合上、実際には存在する構成要素が省略されていたり、寸法が実際よりも誇張されて描かれていたりする場合がある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, in the drawings, the dimensions, ratios, and the like of each part may not be shown so as to completely match the actual ones. Further, depending on the drawings, components that are actually present may be omitted for convenience of explanation, or dimensions may be exaggerated from the actual drawing.
（実施形態）
まず、図１乃至図７を参照しつつ、本実施形態の加熱装置１０の概略構成について説明する。図１は実施形態の加熱装置１０の概略構成を示す説明図である。図２は実施形態の加熱装置１０が備えるコンピュータ１１のハードウェア構成を示す図である。コンピュータ１１は、制御部の一例である。図３は実施形態の加熱装置１０が備える第１遮光板３１及び第２遮光板３２を示す説明図である。図４は実施形態におけるＩＣチップ２の測温地点を示す説明図である。ＩＣチップ２は、加熱対象部品の一例である。図５は第１遮光板３１が備える開口部３１ａと第２遮光板３２が備える開口部３２ａの重複状態を示す説明図である。図６（Ａ）は第１遮光板が備える開口部と第２遮光板が備える開口部との基準となる重複状態を示す説明図であり、図６（Ｂ）は第１遮光板が備える開口部と第２遮光板が備える開口部との重複範囲が大きくなった状態を示す説明図であり、図６（Ｃ）は第１遮光板が備える開口部と第２遮光板が備える開口部との重複範囲が小さくなった状態を示す説明図である。図７（Ａ）は第１遮光板３１が備える開口部３１ａと第２遮光板３２が備える開口部３２ａとの重複範囲が大きくなったときの照射光Ｒを示す説明図であり、図７（Ｂ）は第１遮光板３１が備える開口部３１ａと第２遮光板３２が備える開口部３２ａとの重複範囲が小さくなったときの照射光Ｒを示す説明図である。
(Embodiment)
First, a schematic configuration of the
図１を参照すると、本実施形態の加熱装置１０の加熱対象となっているのは、基板１に実装されたＩＣチップ２である。ＩＣチップ２は、はんだ２ａを介して基板１上に実装されている。ＩＣチップ２の周囲には、他の電子部品３、４が実装されている。なお、本実施形態では、ＩＣチップ２を加熱対象部品としているが、他の部品を加熱対象とすることもできる。加熱装置１０は、制御部として機能するコンピュータ（以下、ＰＣという）１１を備える。図２を参照すると、ＰＣ１１のハードウェア構成が概略的に示されている。図２に示すように、ＰＣ１１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）４１、ＲＯＭ（Read Only Memory）４２、ＲＡＭ（Random Access Memory）４３、記憶部（ここではＨＤＤ（Hard Disk Drive））４４を備える。また、ＰＣ１１は、入出力インターフェイス４５、及び可搬型記憶媒体用ドライブ４６等を備えている。これらＰＣ１１の構成各部は、バス４８に接続されている。ＰＣ１１では、ＲＯＭ４２あるいはＨＤＤ４４に格納されているプログラム、或いは可搬型記憶媒体用ドライブ４６が可搬型記憶媒体４７から読み取ったプログラムをＣＰＵ４１が実行し、加熱制御部１２や機構制御部１３の機能が実現される。ここで、プログラムには温度制御プログラムが含まれる。
Referring to FIG. 1, an
加熱装置１０は、加熱対象部品であるＩＣチップ２に向かって光を発する加熱光源２０を備える。加熱光源２０は、電球２０ａとこの電球２０ａが発する光を反射させる反射板２０ｂとを含む。電球２０ａは、ハロゲンランプである。加熱光源２０は、電気的にＰＣ１１、具体的に、加熱制御部１２に接続されている。本実施形態の加熱光源２０は、単位時間当たり一定の光量を発するように設定されているが、出力調整により光量を調整できるようにしてもよい。加熱装置１０は、温度センサ２１を備える。温度センサ２１は、ＩＣチップ２の温度を測定する。図４を参照すると、ＩＣチップ２上には、５か所の測温地点ｐ０〜ｐ４が設定されている。温度センサ２１は、これらの５か所について、別個に測温することができる。温度センサ２１は、電気的にＰＣ１１に接続されている。なお、５か所の測温地点ｐ０〜ｐ４については、後に詳述する。
The
加熱装置１０は、加熱光源２０が発する光を通過させる開口部３１ａ、３２ａをそれぞれ備えた複数の遮光板、すなわち、第１遮光板３１及び第２遮光板３２を備える。また、加熱装置１０は、第１遮光板３１と第２遮光板３２をそれぞれ回転させる遮光板駆動部３０を備える。遮光板駆動部３０は第１遮光板３１を回転駆動する第１回転機構部３０ａと第２遮光板３２を回転駆動する第２回転機構部３０ｂを含む。遮光板駆動部３０は、電気的にＰＣ１１、具体的に、機構制御部１３に接続されている。第１遮光板３１は、第１回転機構部３０ａが備える回転板３０ａ１を介して回転駆動される。第１遮光板３１と回転板３０ａ１とは、摩擦による駆動としているが、歯車を用いた駆動としてもよい。第２遮光板３２は、第２回転機構部３０ｂが備える回転板３０ｂ１を介して回転駆動される。第２遮光板３２と回転板３０ｂ１とは、摩擦による駆動としているが、歯車を用いた駆動としてもよい。
The
つぎに図１を参照し、第１遮光板３１及び第２遮光板３２について説明する。第１遮光板３１及び第２遮光板３２は、加熱光源２０とＩＣチップ２との間に配置されている。第１遮光板３１と第２遮光板３２とは、上下方向に重ねられた状態で配置されている。第１遮光板３１及び第２遮光板３２はそれぞれエンコーダを備えており、後に詳説する角度θＡ、角度θＢを把握できるようになっている。図３を参照すると、第１遮光板３１は、円板の一部に扇形の開口部３１ａが形成されている。開口部３１ａの扇形状は、角度θ０と幅Ｗ０によって規定されている。幅Ｗ０は、ほぼ図１に示すスポット幅Ｗｓに相当する。本実施形態における第１遮光板３１と第２遮光板３２とは、同一物であるため、第２遮光板３２についての説明は省略する。なお、各遮光板の外形形状は、円形に限定されるものではなく、開口部の形状も扇形状に限定されない。開口部は、例えば、複数の透孔が形成された、いわゆるパンチングメタルであってもよい。また、必ずしも、第１遮光板と第２遮光板とが同一でなくてもよく、異なる遮光板を採用してもよい。要は、それぞれ開口部を備える複数の遮光板の位相の組み合わせを変更することにより、ＩＣチップ２に到達する光量を所望の光量に調整できればよい。なお、３枚以上の遮光板を用いることもできるが、基本的には、２枚の遮光板を準備し、それぞれの回転速度の制御により、所望の光量を実現することができる。
Next, the first
つぎに、図４を参照すると、ＩＣチップ２上には、５か所の測温地点が設定されている。ＩＣチップ２上には、便宜上、９０°毎に線分Ｌ１〜Ｌ４が設定されている。ＩＣチップ２の中心部に測温地点ｐ０が設定されている。そして、線分Ｌ１〜Ｌ４によって区画された４つの領域毎に測温地点ｐ１〜ｐ４が設定されている。具体的に、測温地点ｐ１は、角度０°方向に沿う線分Ｌ１と角度９０°方向に沿う線分Ｌ２とによって囲まれた領域に設定されている。測温地点ｐ２は、角度９０°方向に沿う線分Ｌ２と角度１８０°方向に沿う線分Ｌ３とによって囲まれた領域に設定されている。測温地点ｐ３は、角度１８０°方向に沿う線分Ｌ３と角度２７０°方向に沿う線分Ｌ４とによって囲まれた領域に設定されている。測温地点ｐ４は、角度２７０°方向に沿う線分Ｌ４と角度０°方向に沿う線分Ｌ１とによって囲まれた領域に設定されている。本実施形態では、これらのそれぞれの領域を加熱箇所として設定する。
Next, referring to FIG. 4, five temperature measuring points are set on the
加熱装置１０は、このような加熱箇所毎に必要熱量を付与する。加熱箇所に付与される熱量は、第１遮光板３１に設けられた開口部３１ａと第２遮光板３２に設けられた開口部３２ａを通過した透過光量と、その走査速度によって決定される。必要熱量は、ＩＣチップ２全体を均一に加熱するために領域毎に設定される。本実施例では、ＩＣチップ２の中心部に設定した測温地点ｐ０との温度差に基づき、その温度差を解消するために必要とされる熱量が算出される。加熱装置１０は、遮光板駆動部３０により回転駆動される第１遮光板３１及び第２遮光板３２の回転速度を制御する。これにより、加熱装置１０は、ＩＣチップ２における加熱箇所毎に設定される必要熱量に合わせて第１遮光板３１が備える開口部３１ａと第２遮光板３２が備える開口部３２ａとが重なる範囲を調整する。
The
ここで、図５〜図７を参照しつつ、第１遮光板３１が備える開口部３１ａと第２遮光板３２が備える開口部３２ａとが重なる範囲（光路Ｓの面積）の調整について説明する。図５を参照すると、第１遮光板３１と第２遮光板３２とが重ねられている。このとき、第１遮光板３１が備える開口部３１ａの中心位置は、角度０°を原点とした反時計回りの角度θＡによって表わされる。また、第２遮光板３２が備える開口部３２ａの中心位置は、角度０°を原点とした反時計回りの角度θＢによって表わされる。本実施形態において、第１遮光板３１及び第２遮光板３２の回転方向は、反時計回りに設定されている。そして、第１遮光板３１が備える開口部３１ａと第２遮光板３２が備える開口部３２ａは、それぞれ回転方向に沿って延びている。すなわち、開口部３１ａと開口部３２ａは、それぞれ扇形状となっている。第１遮光板３１が備える開口部３１ａの回転方向に沿う位置は、第２遮光板３２が備える開口部３２ａよりも先行する状態とされている。すなわち、本実施形態において、角度θＡは、角度θＢよりも大きく設定されている。このように、角度θＡと角度θＢとをずらすことにより、原点からの角度がθとなる位置が中心位置となる光路Ｓが形成される。なお、説明をわかりやすくするため、図面中、光路Ｓはハッチングを付して示されている。
Here, with reference to FIG. 5 to FIG. 7, adjustment of a range (area of the optical path S) in which the
つぎに、図６（Ａ）〜図６（Ｃ）を参照して、光路Ｓの面積が変化する様子について説明する。まず、図６（Ａ）を参照すると、角度θＡが角度θＢよりも大きく設定され、開口部３１ａと開口部３２ａとがずれた状態で第１遮光板３１の回転速度と第２遮光板３２の回転速度を共に速度ω０で回転する様子が例示されている。ここで、ω０は、例えば速度ω０＝１００ｒｐｍに設定されているとする。
Next, how the area of the optical path S changes will be described with reference to FIGS. 6 (A) to 6 (C). First, referring to FIG. 6A, the angle θA is set to be larger than the angle θB, and the rotational speed of the first
そして、光路Ｓの面積を拡大したいときは、図６（Ｂ）に示すように、第１遮光板３１の回転速度を速度ω０に維持し、第２遮光板３２の回転速度を速度ω１に増速する。そして、所定時間経過後に再び速度ω０に戻す。ここで、例えば、速度ω１＝１５０ｒｐｍとする。第２遮光板３２が速度ω１で回転している間は、第２遮光板３２が備える開口部３２ａと第１遮光板３１が備える開口部３１ａとの重複範囲が拡大し、その結果、光路Ｓの面積が拡大する。図７（Ａ）には、光路Ｓを通過した透過光Ｒを示している。透過光Ｒが拡大すると単位時間あたりにＩＣチップ２に付与されるエネルギーは増大する。なお、第２遮光板３２の回転速度を一旦ω１に増速した後、再び速度ω０に戻すのは、所望の光路Ｓの面積を維持するためである。すなわち、第１遮光板３１の回転速度と第２遮光板３２の回転速度に差があると、光路Ｓの面積が変化するため、これを回避するためである。
When it is desired to enlarge the area of the optical path S, as shown in FIG. 6B, the rotational speed of the first
一方、光路Ｓの面積を縮小したいときは、図６（Ｃ）に示すように、第１遮光板３１の回転速度を速度ω０に維持し、第２遮光板３２の回転速度を速度ω２に減速する。そして、所定時間経過後に再び速度ω０に戻す。ここで、例えば、速度ω２＝５０ｒｐｍとする。第２遮光板３２が速度ω２で回転している間は、第２遮光板３２が備える開口部３２ａと第１遮光板３１が備える開口部３１ａとの重複範囲が減少し、その結果、光路Ｓの面積が縮小する。図７（Ｂ）には、光路Ｓを通過した透過光Ｒを示している。このように、透過光Ｒが縮小すると単位時間あたりにＩＣチップ２に付与されるエネルギーは減少する。なお、第２遮光板３２の回転速度を一旦ω２に減速した後、再び速度ω０に戻すのは、所望の光路Ｓの面積を維持するためである。この点は、光路Ｓの面積を拡大する場合と同様である。
On the other hand, when it is desired to reduce the area of the optical path S, as shown in FIG. 6C, the rotational speed of the first
このように、本実施形態の加熱装置は、第１遮光板３１と、第２遮光板３２とを相対的に異なる速度で回転させることで、第１遮光板３１が備える開口部３１aと第２遮光板３２が備える開口部３２ａの重なる範囲を調整することができる。なお、開口部３１ａと開口部３２ａとの重なる範囲、すなわち、光路Ｓの面積を変更するときは、第１遮光板３１と第２遮光板３２との回転速度が相対的に異なっていればよい。上述の例では、第１遮光板３１の回転速度をω０で固定し、第２遮光板３２の回転速度を変更することで、回転速度が相対的に異なる状態を創出しているが、この例に限られるものではない。例えば、光路Ｓの面積を拡大したいときに、第２遮光板３２の回転速度を増速するだけでなく、第１遮光板３１の回転速度を減速すれば、短時間で所望の面積に到達することができる。光路Ｓの面積を縮小したいときは、これとは逆に、第２遮光板３２の回転速度を減速するだけでなく、第１遮光板３１の回転速度を増速すれば、短時間で光路Ｓの面積を縮小することができる。
As described above, the heating device of the present embodiment rotates the first
このような光路Ｓの面積の変更は、ＩＣチップ２の領域毎に行われる。具体的に、線分Ｌ１〜線分Ｌ４を通過する毎に行われる。例えば、光路Ｓが線分Ｌ１を超えるタイミングで測温地点ｐ１の測温結果に基づいた光路Ｓの面積となるように回転速度の調整が行われる。同様に、光路Ｓが線分Ｌ２を超えるタイミングで測温地点ｐ２の測温結果に基づいた光路Ｓの面積となるように回転速度の調整が行われる。以下、測温地点ｐ３、ｐ４に対しても、同様に回転速度の調整が行われる。
Such a change in the area of the optical path S is performed for each area of the
以上説明したように、第１遮光板３１が備える開口部３１ａと第２遮光板３２が備える開口部３２ａとが重なる範囲（光路Ｓの面積）の調整が行われる。ところで、ＩＣチップ２に付与される熱量は、光路Ｓを通過した透過光量と、その走査速度によって決定されるため、加熱装置１０を稼働させるときには、第１遮光板３１と第２遮光板３２の絶対速度を併せて決定する。すなわち、第１遮光板３１と第２遮光板３２の回転速度が高速であるほど、透過光Ｒの加熱箇所の通過時間（走査時間）は短くなる。これとは逆に、第１遮光板３１と第２遮光板３２の回転速度が低速であるほど、透過光Ｒの加熱箇所の通過時間（走査時間）は短くなる。
As described above, the range (area of the optical path S) in which the
つぎに、加熱装置１０の制御の一例につき、図８乃至図１２を参照しつつ説明する。図８は実施形態の加熱装置１により行われる温度制御の一例を示すフロー図である。図９は温度差Δｔｎから回転速度ωＢｎを算出する際に参照されるマップの一例である。図１０は回転速度ωＢｎから待機時間Ｔｗｎを算出する際に参照されるマップの一例である。図１１は回転条件テーブルの一例である。図１２は第１遮光板３１及び第２遮光板３２の回転速度の変化が、ＩＣチップ２の一領域の温度変化に与える影響を示すグラフである。
Next, an example of control of the
加熱装置１０において行われる温度制御は、まず、加熱対象部品であるＩＣチップ２における加熱箇所毎に必要熱量を設定する。そして、設定された必要熱量に合わせて、加熱光源が発する光を通過させる開口部をそれぞれ備えた複数の遮光板の回転速度を設定し、開口部の重なる範囲を調整することによって、加熱光源が発する光の透過量（透過光量）を調整する。これにより、加熱箇所毎に必要熱量が付与される。
In the temperature control performed in the
ここで、温度制御に用いられるパラメータについて、まとめて説明すると以下の通りである。
ωＡ：第１遮光板の回転速度
ωＢ：第２遮光板の回転速度
ωＡ０：第１遮光板の初期回転速度（定数）
ωＢ０：第２遮光板の初期回転速度（定数）
ωＢｎ[ｎ＝1〜4]：加熱箇所毎の必要熱量に応じた第２遮光板の回転速度
t０：ＩＣチップ表面中央の温度
ｔｎ[ｎ＝１〜４]：ＩＣチップ表面外縁部の温度
Δｔｎ[ｎ＝１〜４]：ＩＣチップ表面中央と各外縁の温度差
θＡ：第１遮光板の原点から開口部中心までの角度
θＢ：第２遮光板の原点から開口部中心までの角度
θｎ[ｎ＝１〜４]：ＩＣチップ表面外縁部の温度測定箇所に対応したωＢの変更開始角度（定数）
ｐ１：θ１=０°、ｐ２：θ２=９０°、
ｐ３：θ３=１８０°、ｐ４：θ４=２７０°
Ｔｗｎ[ｎ＝１〜４]：ωＢｎ変更後の待機時間
Ｔ：加熱時間
Ｔｅ：加熱時間（定数）
Here, the parameters used for the temperature control are collectively described as follows.
ωA: rotational speed of the first light shielding plate ωB: rotational speed of the second light shielding plate ωA0: initial rotational speed (constant) of the first light shielding plate
ωB0: initial rotation speed of the second light shielding plate (constant)
ωBn [n = 1 to 4]: The rotation speed of the second light-shielding plate according to the required amount of heat for each heating location
t0: IC chip surface center temperature tn [n = 1 to 4]: IC chip surface outer edge temperature Δtn [n = 1 to 4]: Temperature difference between IC chip surface center and each outer edge θA: First light shielding plate Angle from the origin to the center of the opening θB: Angle from the origin of the second light shielding plate to the center of the opening θn [n = 1 to 4]: Change start angle of ωB corresponding to the temperature measurement location on the outer edge of the IC chip surface ( constant)
p1: θ1 = 0 °, p2: θ2 = 90 °,
p3: θ3 = 180 °, p4: θ4 = 270 °
Twn [n = 1 to 4]: Standby time after changing ωBn T: Heating time Te: Heating time (constant)
加熱装置１０による温度制御は、温度制御プログラムの実行により実施される。まず、ステップＳ１では、初期条件設定がされる。初期条件に含まれるのは、第１遮光板３１の初期回転速度ωＡ０、第２遮光板３２の初期回転速度ωＢ０及び加熱時間Ｔｅである。加熱時間Ｔｅは、加熱光源２０による加熱の継続時間であり、はんだ２ａを溶解し、ＩＣチップ２を基板１から取り外す作業が完了するまで加熱光源２０による加熱を継続する趣旨の下に設定されている。
The temperature control by the
ステップＳ１に引き続き行われるステップＳ２では、第１遮光板３１及び第２遮光板３２の回転を開始する。そして、ステップＳ３において加熱光源２０による加熱が開始される。すなわち、電球２０ａがＯＮ状態とされる。なお、ステップＳ３では、加熱時間Ｔの計時が開始される。ステップＳ３の処理の後は、ステップＳ４へ進む。ここで、ステップＳ４へ移行するのと並行してステップＳ１５及びステップＳ１６の措置を開始する。ステップＳ１５及びステップＳ１６の措置は、ステップＳ４以下の措置とは独立して別個に行われる措置である。具体的に、温度センサ２１により温度測定を実施し、その測定結果に基づいて、図１１に例示する回転条件テーブルを随時更新する。ステップＳ１５で行われる温度測定は、ｐ０〜ｐ４までの５か所に対して行われる。
In step S2 performed subsequent to step S1, rotation of the first
ステップＳ４では、角度θＡ及び角度θＢを測定する。ステップＳ４に引き続き行われるステップＳ５では、第２遮光板３２の回転速度ωＢを変更する箇所に到達したか否かを判断する。具体的に、角度θＡが線分Ｌ１に一致するθ＝０°、線分Ｌ２に一致するθ＝９０°、線分Ｌ３に一致するθ＝１８０°、線分Ｌ４に一致するθ＝２７０°となったか否かが判断される。本実施形態において、加熱箇所は、４か所設定されているため、各パラメータにおけるｎは、１〜４までとなる。そして、ｎ＝１、ｎ＝２、ｎ＝３及びｎ＝４毎に同時並行的に処理が行われる。すなわち、ステップＳ５の処理も、ｎ＝１、ｎ＝２、ｎ＝３及びｎ＝４の場合について、同時並行的に処理されている。例えば、ｎ＝１に対する処理の場合は、ステップＳ５において角度θＡが線分Ｌ１を超えたか否かが判断され、ｎ＝２に対する処理の場合は、ステップＳ５において角度θＡが線分Ｌ２を超えたか否かが判断される。ｎ＝３に対する処理の場合は、ステップＳ５において角度θＡが線分Ｌ３を超えたか否かが判断され、ｎ＝４に対する処理の場合は、ステップＳ５において角度θＡが線分Ｌ４を超えたか否かが判断される。ステップＳ５でＹｅｓと判断したときは、ステップＳ６へ進む。一方、ステップＳ５でＮｏと判断したときは、ステップＳ４からの処理を繰り返す。
In step S4, the angle θA and the angle θB are measured. In step S5, which is performed subsequent to step S4, it is determined whether or not the position where the rotational speed ωB of the second
なお、角度θＡとの比較によって光路Ｓが所望の位置に到達したか否かを判断しているのは、第１遮光板３１が備える開口部３１ａが、第２遮光板３２が備える開口部３２ａよりも先行した状態とされていることを考慮したものである。すなわち、角度θＡが線分Ｌ１等を通過したか否かを判断することにより第２遮光板３２の回転速度の変更に備えやすいことを考慮したものである。
Note that it is determined whether or not the optical path S has reached a desired position by comparison with the angle θA because the
ステップＳ５に引き続き行われるステップＳ６では、回転条件テーブルにアクセスし、加熱箇所に対応した回転条件ωＢｎ、Ｔｗｎを読み込む。ここで、ωＢｎの算出について説明する。ωＢｎは、ｎ＝１〜４について行われるが、ここでは、まず、ｎ＝１の場合について説明する。ステップＳ１５での温度測定の結果、中心部の測温地点ｐ０の温度が２００℃であり、測温地点ｐ１の温度が２０２℃であったとすると、Δｔ１、すなわち、ｔ１−ｔ０は＋２℃である。このΔｔ１を図９に示すマップに当て嵌めて、ωＢ１を算出する。同様に、ｎ＝２の場合には、Δｔ２はｔ２−ｔ０によって算出され、Δｔ２は−２℃となる。このΔｔ２を図９に示すマップに当て嵌めて、ωＢ２を算出する。ωＢ３及びωＢ４についても同様の手順で算出する。なお、温度差Δｔｎと回転速度ωＢｎとは、比例関係になっている。すなわち、温度差Δｔｎが＋（プラス）となるときは、回転速度ωＢｎは小さくする、すなわち、減速する。一方、温度差Δｔｎが−（マイナス）となるときは、回転速度ωＢｎは、大きくなる、すなわち、増速する。 In step S6, which is performed subsequent to step S5, the rotation condition table is accessed, and the rotation conditions ωBn and Twn corresponding to the heating location are read. Here, calculation of ωBn will be described. ωBn is performed for n = 1 to 4. Here, first, the case of n = 1 will be described. As a result of the temperature measurement in step S15, if the temperature at the central temperature measurement point p0 is 200 ° C. and the temperature at the temperature measurement point p1 is 202 ° C., Δt1, that is, t1−t0 is + 2 ° C. . This Δt1 is applied to the map shown in FIG. 9 to calculate ωB1. Similarly, when n = 2, Δt2 is calculated by t2−t0, and Δt2 is −2 ° C. This Δt2 is applied to the map shown in FIG. 9 to calculate ωB2. The same procedure is used for ωB3 and ωB4. Note that the temperature difference Δtn and the rotation speed ωBn are in a proportional relationship. That is, when the temperature difference Δtn becomes + (plus), the rotational speed ωBn is decreased, that is, decelerated. On the other hand, when the temperature difference Δtn becomes − (minus), the rotational speed ωBn increases, that is, increases.
また、待機時間Ｔｗｎも、ｎ＝１〜４のそれぞれの場合について算出する。待機時間Ｔｗｎは、第２遮光板３２の初期の回転速度ωＢ０から変更された回転速度ωＢｎを維持する時間である。待機時間Ｔｗｎは、図１０に例示するマップに回転速度ωＢｎを当て嵌めることによって算出する。回転速度ωＢｎと待機時間Ｔｗｎとは、反比例の関係にある。
The standby time Twn is also calculated for each case of n = 1-4. The standby time Twn is a time for maintaining the rotation speed ωBn changed from the initial rotation speed ωB0 of the second
このようにして算出される回転速度ωＢｎ、待機時間Ｔｗｎは、随時回転条件テーブルに反映され、更新された値が、読み込まれる。 The rotation speed ωBn and the standby time Twn calculated in this way are reflected in the rotation condition table at any time, and updated values are read.
ステップＳ６に引き続き行われるステップＳ７では、回転速度ωＢが変更される。すなわち、ωＢ＝ωＢｎに設定される。そして、ステップＳ８では、待機時間Ｔｗｎだけ回転速度ωＢｎの状態が維持する。そして、ステップＳ９では、第２遮光板３２の回転速度ωＢを初期値であるωＢ０に戻す。すなわち、第２遮光板３２の回転速度を第１遮光板３１の回転速度と一致させる。
In step S7 performed subsequent to step S6, the rotational speed ωB is changed. That is, ωB = ωBn is set. In step S8, the rotational speed ωBn is maintained for the standby time Twn. In step S9, the rotational speed ωB of the second
ステップＳ９に引き続き行われるステップＳ１０では、ｔ０、ｔｎが規定値ｔｅ以上となったか否かを判断する。ここで、規定値ｔｅは、はんだ溶融温度である。ステップＳ１０でＹｅｓと判断したときは、ステップＳ１１へ進む。一方、ステップＳ１０でＮｏと判断したときは、ステップＳ４からの処理を繰り返す。 In step S10, which is performed subsequent to step S9, it is determined whether or not t0 and tn are equal to or greater than a specified value te. Here, the specified value te is the solder melting temperature. When it is determined Yes in step S10, the process proceeds to step S11. On the other hand, when it is determined No in step S10, the processing from step S4 is repeated.
ステップＳ１１では、ステップＳ３において計時が開始された加熱時間Ｔが予め定めた加熱時間Ｔｅが経過したか否かを判断する。すなわち、加熱開始から経過した時間Ｔが予め定めた加熱時間Ｔｅ以上となったか否かを判断する。ステップＳ１１でＹｅｓと判断したときは、ステップＳ１２へ進む。一方、ステップＳ１２でＮｏと判断したときは、ステップＳ４からの処理を繰り返す。なお、本実施形態における加熱時間Ｔｅは、加熱光源２による加熱を開始してからの時間として規定しているが、例えば、規定値ｔｅに到達してからの経過時間として設定してもよい。また、加熱時間Ｔｅの経過を待たずにＩＣチップ２を基板１から取り外すことができたときには、ＩＣチップ２の取り外しが完了した時点でステップＳ１１におけるＹｅｓ判定を行うようにしてもよい。
In step S11, it is determined whether or not the heating time Te for which the timing has been started in step S3 has passed a predetermined heating time Te. That is, it is determined whether or not the time T elapsed from the start of heating is equal to or longer than a predetermined heating time Te. When it is determined Yes in step S11, the process proceeds to step S12. On the other hand, when it is determined No in step S12, the processing from step S4 is repeated. The heating time Te in the present embodiment is defined as the time after the heating by the
ステップＳ１２では、温度測定を終了し、ステップＳ１２に引き続き行われるステップＳ１３では、加熱光源２０による加熱を終了する。そして、ステップＳ１４では、第１遮光板３１及び第２遮光板３２の回転を停止する。
In step S12, the temperature measurement is finished, and in step S13, which is performed subsequent to step S12, the heating by the
以上説明したように加熱装置１０により、温度制御を行いながらＩＣチップ２を加熱することにより、ＩＣチップ２を均一に加熱することができる。すなわち、ＩＣチップ２の一部が素子の損傷温度ｔｂを上回ったり、はんだ溶融温度ｔｅを下回った状態となったりすることを回避することができる。図１２を参照すると、測温地点ｐ１における温度の上昇の様子が示されている。すなわち、測温地点ｐ１の温度ｔ１が中心部の測温地点ｐ１の温度ｔ０よりも低い状態が観測されたときに、第２遮光板３２の回転速度ωＢを増速する。これにより、測温地点ｐ１に付与される熱量が増加し、温度ｔ１が上昇する。そして、温度ｔ１が温度ｔ０を上回るようになると、第２遮光板３２の回転速度ωＢを減速する。このような動作を繰り返しながら所定の温度範囲（ｔｅ℃〜ｔｂ℃）に到達するまで加熱が継続される。このような動作が、ｐ２〜ｐ４に対しても同時並行的に行われる。この結果、ＩＣチップ２の全域が均一に所望の温度まで加熱される。
As described above, the
なお、加熱対象部品に照射する光の量を調整する手段として、複数の遮光板を準備し、遮光板毎に開口部の面積や形状を異ならせ、これらの組み合わせによって所望の開口状態を実現することが考えられる。しかしながら、このような構成であると、遮光板の組み合わせを変更する際に、遮光板の切り替えに時間がかかり、温度制御における応答性が低い。また、基板における実装レイアウトや環境変化に対応させるために膨大な種類の遮光板を準備しなければならない問題もある。本実施形態の加熱装置１０であれば、複数の遮光板の回転速度の組み合わせを変更するだけで、所望の開口状態を実現し、光量を調整して、必要熱量を付与することができる。
In addition, as a means for adjusting the amount of light irradiated to the component to be heated, a plurality of light shielding plates are prepared, the area and shape of the opening are made different for each light shielding plate, and a desired opening state is realized by combining these. It is possible. However, with such a configuration, when changing the combination of the light shielding plates, it takes time to switch the light shielding plates, and the responsiveness in temperature control is low. There is also a problem that a huge number of types of light shielding plates must be prepared in order to cope with mounting layouts and environmental changes on the substrate. If it is the
以上の説明では、ＩＣチップ２を基板１から取り外すときの制御について説明したが、ＩＣチップ２を基板１に再実装する際にも、同様の手順でＩＣチップ２を均一に加熱し、はんだを溶融することができる。
In the above description, the control for removing the
なお、上記の処理機能は、コンピュータによって実現することができる。その場合、処理装置が有すべき機能の処理内容を記述したプログラムが提供される。そのプログラムをコンピュータで実行することにより、上記処理機能がコンピュータ上で実現される。処理内容を記述したプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体（ただし、搬送波は除く）に記録しておくことができる。 The above processing functions can be realized by a computer. In that case, a program describing the processing contents of the functions that the processing apparatus should have is provided. By executing the program on a computer, the above processing functions are realized on the computer. The program describing the processing contents can be recorded on a computer-readable recording medium (except for a carrier wave).
プログラムを流通させる場合には、例えば、そのプログラムが記録されたＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）などの可搬型記録媒体の形態で販売される。また、プログラムをサーバコンピュータの記憶装置に格納しておき、ネットワークを介して、サーバコンピュータから他のコンピュータにそのプログラムを転送することもできる。 When the program is distributed, for example, it is sold in the form of a portable recording medium such as a DVD (Digital Versatile Disc) or a CD-ROM (Compact Disc Read Only Memory) on which the program is recorded. It is also possible to store the program in a storage device of a server computer and transfer the program from the server computer to another computer via a network.
プログラムを実行するコンピュータは、例えば、可搬型記録媒体に記録されたプログラムもしくはサーバコンピュータから転送されたプログラムを、自己の記憶装置に格納する。そして、コンピュータは、自己の記憶装置からプログラムを読み取り、プログラムに従った処理を実行する。なお、コンピュータは、可搬型記録媒体から直接プログラムを読み取り、そのプログラムに従った処理を実行することもできる。また、コンピュータは、サーバコンピュータからプログラムが転送されるごとに、逐次、受け取ったプログラムに従った処理を実行することもできる。 The computer that executes the program stores, for example, the program recorded on the portable recording medium or the program transferred from the server computer in its own storage device. Then, the computer reads the program from its own storage device and executes processing according to the program. The computer can also read the program directly from the portable recording medium and execute processing according to the program. Further, each time the program is transferred from the server computer, the computer can sequentially execute processing according to the received program.
以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。 Although the preferred embodiment of the present invention has been described in detail above, the present invention is not limited to the specific embodiment, and various modifications, within the scope of the gist of the present invention described in the claims, It can be changed.
１ 基板
２ ＩＣチップ
２ａ はんだ
１０ 加熱装置
１１ 制御部（コンピュータ）
１２ 加熱制御部
１３ 機構制御部
２０ 加熱光源
２１ 温度センサ
３０ 遮光板駆動部
３０ａ 第１回転機構部
３０ａ１ 回転板
３０ｂ 第２回転機構部
３０ｂ１ 回転板
３１ 第１遮光板
３１ａ 開口部
３２ 第２遮光板
３２ａ 開口部
Ｓ 光路
Ｒ 透過光
ｐ０〜ｐ４ 測温地点
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記加熱光源が発する光を通過させる開口部をそれぞれ備えた複数の遮光板と、
前記複数の遮光板をそれぞれ回転させる遮光板駆動部と、
前記遮光板駆動部により回転駆動される前記複数の遮光板の回転速度を制御し、前記加熱対象部品における加熱箇所毎に設定される必要熱量に合わせて前記複数の遮光板が備える各開口部の重なる範囲を調整する制御部と、
を、備える加熱装置。 A heating light source that emits light toward the component to be heated;
A plurality of light shielding plates each having an opening through which light emitted from the heating light source passes;
A light shielding plate driving section for rotating the plurality of light shielding plates,
The rotational speed of the plurality of light shielding plates that are rotationally driven by the light shielding plate driving unit is controlled, and the openings of the plurality of light shielding plates provided in the plurality of light shielding plates according to the required heat amount set for each heating location in the heating target component. A control unit for adjusting the overlapping range;
A heating device.
前記第１遮光板と、前記第２遮光板とを相対的に異なる速度で回転させることで、前記第１遮光板が備える開口部と前記第２遮光板が備える開口部の重なる範囲を調整する請求項１に記載の加熱装置。 The plurality of light shielding plates include a first light shielding plate and a second light shielding plate,
By rotating the first light-shielding plate and the second light-shielding plate at relatively different speeds, an overlapping range of the opening provided in the first light-shielding plate and the opening provided in the second light-shielding plate is adjusted. The heating apparatus according to claim 1.
前記第２遮光板は、前記第１遮光板の回転速度と等速で回転する状態から一旦回転速度を増速することによって前記第１遮光板が備える開口部と前記第２遮光板が備える開口部とが重なる範囲を拡大し、前記第１遮光板の回転速度と等速で回転する状態から一旦回転速度を減速することによって前記第１遮光板が備える開口部と前記第２遮光板が備える開口部とが重なる範囲を縮小する請求項２に記載の加熱装置。 The opening provided in the first light-shielding plate and the opening provided in the second light-shielding plate each extend along the rotation direction, and the position of the opening provided in the first light-shielding plate along the rotation direction is It is in a state preceding the opening provided in the second light shielding plate,
The second light-shielding plate has an opening provided in the first light-shielding plate and an opening provided in the second light-shielding plate by temporarily increasing the rotational speed from a state where the second light-shielding plate rotates at the same speed as the rotation speed of the first light-shielding plate. The first light-shielding plate includes an opening and the second light-shielding plate provided by enlarging a range where the first light-shielding plate overlaps and decelerating the rotational speed from a state where the first light-shielding plate rotates at a constant speed. The heating apparatus according to claim 2, wherein a range in which the opening overlaps is reduced.
設定された前記必要熱量に合わせて、加熱光源が発する光を通過させる開口部をそれぞれ備えた複数の遮光板の回転速度を設定し、
前記開口部の重なる範囲を調整することによって、前記加熱光源が発する光の透過量を調整して前記加熱箇所毎に必要熱量を付与する、
処理をコンピュータに実行させる温度制御プログラム。 Set the required amount of heat for each heating point in the part to be heated,
In accordance with the set required heat amount, set the rotation speed of a plurality of light shielding plates each having an opening through which light emitted from a heating light source passes,
By adjusting the overlapping range of the openings, the amount of light transmitted from the heating light source is adjusted to give the necessary amount of heat for each heating location,
A temperature control program that causes a computer to execute processing.
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