JP7470100B2 - リフローはんだ付け炉のガス制御システム及び方法 - Google Patents
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Description
本願は、2018年8月31日に出願された中国特許出願第201811013268.3号に対する優先権を主張する。この中国特許出願第201811013268.3号の全体が、引用することにより本明細書の一部をなす。
なお、本開示には以下の態様も含まれる。
〔態様1〕
リフローはんだ付け炉(110)のガス制御システムであって、該リフローはんだ付け炉(110)の炉室(112)はガスを収容し、該ガスは酸素及び作動ガスを含み、該ガス制御システムは、
前記炉室(112)内の酸素濃度を検出するように、該炉室(112)内の前記ガスと接触することができ、前記検出した酸素濃度に基づいて酸素濃度信号を生成する酸素検出装置(120)と、
作動ガス源(140)と前記炉室(112)との流体連通を制御可能に確立し、それにより前記炉室(112)内に前記作動ガスを投入する少なくとも1つの吸気弁装置(131、132)と、
前記酸素濃度信号に基づいて前記少なくとも1つの吸気弁装置(131、132)の開度を制御し、それにより、前記炉室(112)内に投入される前記作動ガスの流量を調節するように構成されているコントローラー(122)と、
を備えることを特徴とする、ガス制御システム。
〔態様2〕
前記炉室(112)はピーク値ゾーン(105)を備え、
前記酸素検出装置(120)は、前記ピーク値ゾーン(105)内の酸素濃度を検出するように該ピーク値ゾーン(105)内のガスと接触することを特徴とする、態様1に記載のガス制御システム。
〔態様3〕
前記炉室(112)の作動環境は、酸素濃度が目標設定値(T V )に達することを必要とし、
前記コントローラー(122)は、前記酸素濃度信号によって反映される実際の検出値(D V )及び前記目標設定値(T V )に基づいて、前記少なくとも1つの吸気弁装置(131、132)の開度を制御することを特徴とする、態様1に記載のガス制御システム。
〔態様4〕
前記炉室(112)は予熱ゾーン(101)を備え、
前記少なくとも1つの吸気弁装置(131)は、前記予熱ゾーン(101)と前記作動ガス源(140)との流体連通を確立することを特徴とする、態様3に記載のガス制御システム。
〔態様5〕
前記炉室(112)は冷却ゾーン(107)を更に備え、
前記少なくとも1つの吸気弁装置(131、132)は、第1の吸気弁装置(131)及び第2の吸気弁装置(132)を含み、前記第1の吸気弁装置(131)は、前記予熱ゾーン(101)と前記作動ガス源(140)との流体連通を確立し、前記第2の吸気弁装置(132)は、前記冷却ゾーン(107)と前記作動ガス源(140)との流体連通を確立することを特徴とする、態様4に記載のガス制御システム。
〔態様6〕
前記コントローラー(122)は、酸素濃度の調節設定値(R V )を特定することができるように構成され、該調節設定値(R V )は、前記目標設定値(T V )よりも大きく、
前記コントローラー(122)は、前記酸素濃度信号によって反映される実際の検出値(D V )が前記調節設定値(R V )よりも大きい場合、前記第1の吸気弁装置(131)の開度と前記第2の吸気弁装置(132)の開度とを増大させるように構成され、
前記コントローラー(122)は、前記酸素濃度信号によって反映される実際の検出値(D V )が前記調節設定値(R V )よりも小さい場合、前記第1の吸気弁装置(131)の開度を事前設定値で維持するとともに、前記第2の吸気弁装置(132)の開度を調節するように構成されていることを特徴とする、態様5に記載のガス制御システム。
〔態様7〕
前記リフローはんだ付け炉(110)が回路基板を処理している状態であるか又はいかなる回路基板も処理していない状態であるかを示す、作動状態表示装置(150)、
を更に備え、
前記作動状態表示装置(150)が、前記リフローはんだ付け炉(110)がいかなる回路基板も処理していない状態であることを示す場合、前記コントローラー(122)は、前記少なくとも1つの吸気弁装置(131、132)に最低流量で作動ガスを排出及び供給させるように構成されていることを特徴とする、態様1に記載のガス制御システム。
〔態様8〕
前記酸素検出装置(120)は、
前記炉室(112)内のガスを収集するように、該炉室(112)と流体連通しているサンプリング装置(220)と、
前記収集されたガス内の酸素濃度を分析するように、前記サンプリング装置(220)に接続されている酸素分析器(222)と、
を備え、
前記酸素分析器(222)は、該酸素分析器(222)による分析によって得られる酸素濃度に基づいて前記酸素濃度信号を生成するとともに、該酸素濃度信号を前記コントローラー(122)に転送するように、該コントローラー(122)に接続されていることを特徴とする、態様1に記載のガス制御システム。
〔態様9〕
前記酸素検出装置(120)は、
前記炉室(112)内の酸素濃度を検出するように、該炉室(112)内に挿入されている酸素プローブ(221)、
を備え、
前記酸素プローブ(221)は、該酸素プローブ(221)によって検出される酸素濃度に基づいて前記酸素濃度信号を生成するとともに、該酸素濃度信号を前記コントローラー(122)に転送するように、該コントローラー(122)に接続されていることを特徴とする、態様1に記載のガス制御システム。
〔態様10〕
前記少なくとも1つの吸気弁装置(131、132)のそれぞれは、
前記作動ガス源(140)から作動ガスを受け取るように、該作動ガス源(140)に接続されており、前記コントローラー(122)によって制御されるようにガス圧を調節するように、該コントローラー(122)に接続されている、圧力比例弁(131.1、133.2)と、
前記圧力比例弁(133.1、133.2)によって調節されるガス圧に基づいてガス流速を線形に調節するように、該圧力比例弁(133.1、133.2)に接続されている、絞り弁(134.1、134.2)と、
を備えることを特徴とする、態様1に記載のガス制御システム。
〔態様11〕
前記作動ガスは窒素であることを特徴とする、態様1~10のいずれか一つに記載のガス制御システム。
〔態様12〕
リフローはんだ付け炉(110)のガス制御方法であって、該リフローはんだ付け炉(110)の炉室(112)は予熱ゾーン(101)及び冷却ゾーン(107)を備え、前記ガス制御方法は、
前記炉室(112)内の酸素濃度を検出するステップであって、前記検出された酸素濃度は実際の検出値(D V )を反映する、ステップと、
酸素濃度の調節設定値(R V )及び目標設定値(T V )を設定するステップであって、前記調節設定値(R V )は前記目標設定値(T V )よりも大きい、ステップと、
前記実際の検出値(D V )が前記調節設定値(R V )よりも大きい場合、前記実際の検出値(D V )が前記調節設定値(R V )よりも小さくなるまで、第1の吸気弁装置(131)の開度及び第2の吸気弁装置(132)の開度を増大させるステップであって、前記第1の吸気弁装置(131)は、前記予熱ゾーン(101)と前記作動ガス源(140)との流体連通を確立し、前記第2の吸気弁装置(132)は、前記冷却ゾーン(107)と前記作動ガス源(140)との流体連通を確立する、ステップと、
前記実際の検出値(D V )が前記調節設定値(R V )よりも小さい場合、前記第1の吸気弁装置(131)の開度を事前設定値で維持するとともに、前記第2の吸気弁装置(132)の開度を、前記実際の検出値(D V )が前記目標設定値(T V )に等しくなるまで低減させるステップと、
を含むことを特徴とする、ガス制御方法。
〔態様13〕
前記リフローはんだ付け炉(110)が安定して作動しているとき、前記第1の吸気弁装置(131)の開度を事前設定値で維持するとともに、前記第2の吸気弁装置(132)の開度を調節し、それにより、前記実際の検出値(D V )を前記目標設定値(T V )の周囲で安定させるステップ、
を更に含み、
前記実際の検出値(D V )が前記目標設定値(T V )よりも小さい場合、前記第2の吸気弁装置(132)の開度は、前記実際の検出値(D V )が前記目標設定値(T V )に等しくなるまで低減し、
前記実際の検出値(D V )が前記目標設定値(T V )よりも大きい場合、前記第2の吸気弁装置(132)の開度は、前記実際の検出値(D V )が前記目標設定値(T V )に等しくなるまで増大し、
前記実際の検出値(D V )が前記目標設定値(T V )に等しい場合、前記第2の吸気弁装置(132)の開度は現在値で維持されることを特徴とする、態様12に記載のガス制御方法。
〔態様14〕
前記炉室(112)はピーク値ゾーン(105)を更に備え、
前記炉室(112)内の酸素濃度は、前記ピーク値ゾーン(105)における酸素濃度を含むことを特徴とする、態様12に記載のガス制御方法。
〔態様15〕
前記リフローはんだ付け炉(110)の作動状態を検出するステップと、
前記リフローはんだ付け炉(110)が作動状態にないことを検出すると、前記第1の吸気弁装置(131)の開度及び前記第2の吸気弁装置(132)の開度とを低減させて、最低流量で作動ガスを排出及び供給するステップと、
を更に含むことを特徴とする、態様12に記載のガス制御方法。
Claims (12)
- リフローはんだ付け炉(110)のガス制御システムであって、該リフローはんだ付け炉(110)の炉室(112)はガスを収容し、該ガスは酸素及び作動ガスを含み、該ガス制御システムは、
前記炉室(112)内の酸素濃度を検出するように、該炉室(112)内の前記ガスと接触することができ、前記検出した酸素濃度に基づいて酸素濃度信号を生成する酸素検出装置(120)と、
作動ガス源(140)と前記炉室(112)との流体連通を制御可能に確立し、それにより前記炉室(112)内に前記作動ガスを投入する第1及び第2の吸気弁装置(131、132)と、
前記酸素濃度信号に基づいて前記第1及び第2の吸気弁装置(131、132)の開度を制御し、それにより、前記炉室(112)内に投入される前記作動ガスの流量を調節するように構成されているコントローラー(122)と、
を備え、
前記炉室(112)は予熱ゾーン(101)及び冷却ゾーン(107)を備え、
前記第1の吸気弁装置(131)は、前記予熱ゾーン(101)と作動ガス源(140)との流体連通を確立し、前記第2の吸気弁装置(132)は、前記冷却ゾーン(107)と前記作動ガス源(140)との流体連通を確立し、
前記コントローラー(122)は、酸素濃度の調節設定値(RV)を特定することができるように構成され、該調節設定値(RV)は、目標設定値(TV)よりも大きく、
前記コントローラー(122)は、前記酸素濃度信号によって反映される実際の検出値(DV)が前記調節設定値(RV)よりも大きい場合、前記第1の吸気弁装置(131)の開度と前記第2の吸気弁装置(132)の開度とを増大させるように構成され、
前記コントローラー(122)は、前記酸素濃度信号によって反映される実際の検出値(DV)が前記調節設定値(RV)よりも小さい場合、前記第1の吸気弁装置(131)の開度を事前設定値で維持するとともに、前記第2の吸気弁装置(132)の開度を調節するように構成されていることを特徴とする、ガス制御システム。 - 前記炉室(112)はピーク値ゾーン(105)を備え、
前記酸素検出装置(120)は、前記ピーク値ゾーン(105)内の酸素濃度を検出するように該ピーク値ゾーン(105)内のガスと接触することを特徴とする、請求項1に記載のガス制御システム。 - 前記炉室(112)の作動環境は、酸素濃度が目標設定値(TV)に達することを必要とし、
前記コントローラー(122)は、前記酸素濃度信号によって反映される実際の検出値(DV)及び前記目標設定値(TV)に基づいて、前記第1及び第2の吸気弁装置(131、132)の開度を制御することを特徴とする、請求項1に記載のガス制御システム。 - 前記リフローはんだ付け炉(110)が回路基板を処理している状態であるか又はいかなる回路基板も処理していない状態であるかを示す、作動状態表示装置(150)、
を更に備え、
前記作動状態表示装置(150)が、前記リフローはんだ付け炉(110)がいかなる回路基板も処理していない状態であることを示す場合、前記コントローラー(122)は、前記第1及び第2の吸気弁装置(131、132)に最低流量で作動ガスを排出及び供給させるように構成されていることを特徴とする、請求項1に記載のガス制御システム。 - 前記酸素検出装置(120)は、
前記炉室(112)内のガスを収集するように、該炉室(112)と流体連通しているサンプリング装置(220)と、
前記収集されたガス内の酸素濃度を分析するように、前記サンプリング装置(220)に接続されている酸素分析器(222)と、
を備え、
前記酸素分析器(222)は、該酸素分析器(222)による分析によって得られる酸素濃度に基づいて前記酸素濃度信号を生成するとともに、該酸素濃度信号を前記コントローラー(122)に転送するように、該コントローラー(122)に接続されていることを特徴とする、請求項1に記載のガス制御システム。 - 前記酸素検出装置(120)は、
前記炉室(112)内の酸素濃度を検出するように、該炉室(112)内に挿入されている酸素プローブ(221)、
を備え、
前記酸素プローブ(221)は、該酸素プローブ(221)によって検出される酸素濃度に基づいて前記酸素濃度信号を生成するとともに、該酸素濃度信号を前記コントローラー(122)に転送するように、該コントローラー(122)に接続されていることを特徴とする、請求項1に記載のガス制御システム。 - 前記第1及び第2の吸気弁装置(131、132)のそれぞれは、
前記作動ガス源(140)から作動ガスを受け取るように、該作動ガス源(140)に接続されており、前記コントローラー(122)によって制御されるようにガス圧を調節するように、該コントローラー(122)に接続されている、圧力比例弁(131.1、133.2)と、
前記圧力比例弁(133.1、133.2)によって調節されるガス圧に基づいてガス流速を線形に調節するように、該圧力比例弁(133.1、133.2)に接続されている、絞り弁(134.1、134.2)と、
を備えることを特徴とする、請求項1に記載のガス制御システム。 - 前記作動ガスは窒素であることを特徴とする、請求項1~7のいずれか一項に記載のガス制御システム。
- リフローはんだ付け炉(110)のガス制御方法であって、該リフローはんだ付け炉(110)の炉室(112)は予熱ゾーン(101)及び冷却ゾーン(107)を備え、前記ガス制御方法は、
前記炉室(112)内の酸素濃度を検出するステップであって、前記検出された酸素濃度は実際の検出値(DV)を反映する、ステップと、
酸素濃度の調節設定値(RV)及び目標設定値(TV)を設定するステップであって、前記調節設定値(RV)は前記目標設定値(TV)よりも大きい、ステップと、
前記実際の検出値(DV)が前記調節設定値(RV)よりも大きい場合、前記実際の検出値(DV)が前記調節設定値(RV)よりも小さくなるまで、第1の吸気弁装置(131)の開度及び第2の吸気弁装置(132)の開度を増大させるステップであって、前記第1の吸気弁装置(131)は、前記予熱ゾーン(101)と作動ガス源(140)との流体連通を確立し、前記第2の吸気弁装置(132)は、前記冷却ゾーン(107)と前記作動ガス源(140)との流体連通を確立する、ステップと、
前記実際の検出値(DV)が前記調節設定値(RV)よりも小さい場合、前記第1の吸気弁装置(131)の開度を事前設定値で維持するとともに、前記第2の吸気弁装置(132)の開度を、前記実際の検出値(DV)が前記目標設定値(TV)に等しくなるまで低減させるステップと、
を含むことを特徴とする、ガス制御方法。 - 前記リフローはんだ付け炉(110)が安定して作動しているとき、前記第1の吸気弁装置(131)の開度を事前設定値で維持するとともに、前記第2の吸気弁装置(132)の開度を調節し、それにより、前記実際の検出値(DV)を前記目標設定値(TV)の周囲で安定させるステップ、
を更に含み、
前記実際の検出値(DV)が前記目標設定値(TV)よりも小さい場合、前記第2の吸気弁装置(132)の開度は、前記実際の検出値(DV)が前記目標設定値(TV)に等しくなるまで低減し、
前記実際の検出値(DV)が前記目標設定値(TV)よりも大きい場合、前記第2の吸気弁装置(132)の開度は、前記実際の検出値(DV)が前記目標設定値(TV)に等しくなるまで増大し、
前記実際の検出値(DV)が前記目標設定値(TV)に等しい場合、前記第2の吸気弁装置(132)の開度は現在値で維持されることを特徴とする、請求項9に記載のガス制御方法。 - 前記炉室(112)はピーク値ゾーン(105)を更に備え、
前記炉室(112)内の酸素濃度は、前記ピーク値ゾーン(105)における酸素濃度を含むことを特徴とする、請求項9に記載のガス制御方法。 - 前記リフローはんだ付け炉(110)の作動状態を検出するステップと、
前記リフローはんだ付け炉(110)が作動状態にないことを検出すると、前記第1の吸気弁装置(131)の開度及び前記第2の吸気弁装置(132)の開度とを低減させて、最低流量で作動ガスを排出及び供給するステップと、
を更に含むことを特徴とする、請求項9に記載のガス制御方法。
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