JPH04160326A - リフロー炉における放射温度計のレンズの汚れ検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、リフロー炉における放射温度計のレンズの汚
れ検出方法に関する。

（従来の技術及び解決すべき課題） マイクロエレクトロニスクの進歩と共にその接合技術と
してのはんだ付技術が、微小で、しかも微細な部材に適
用されるようになり、いわゆるマイクロソルダリングが
非常に重要になってきている。最近では精密はんだ付や
微小部のはんだ付技術が急速に発展してきており、同時
に自動化と省力化のための高い生産能率が要求されるよ
うになってきている。このような状況から近年新しいは
んだ付技術として、はんだ付箇所に予めはんだを供給し
ておき、これを熱風、赤外線、レーザ等の熱源を用いて
溶かしてはんだ付するりフローはんだ付方法が採用され
てきている。

リフローはんだ付を行なうためのりフロー類は、基板に
実装された部品のリード部を所定の温度に加熱するため
の温度立ち上げ用加熱域（予熱ゾーン）、当該温度立ち
上げ用加熱域において加熱された部品のリード部を均一
に加熱する均熱用加熱域（均熱ゾーン）、当該均熱用加
熱域で所定温度に均一に加熱されたリード部をはんだが
溶融する所定温度にまで急速に加熱して溶融接合するた
めの本加熱用加熱域（本加熱ゾーン）等の各加熱域、及
び部品が実装された基板を載置してこれらの各加熱域番
所定の搬送速度で順次通過させるコンベア等により構成
されている。

ところで、リフロー炉内のりフロー後の基板温、度を監
視する方法として放射温度計により基板から放射される
放射光（放射エネルギ）を検出して当該基板の温度を測
定する方法がある。放射温度計は、（Ｉ）非接触のため
に測定対象物に影響を与えず、また、光学系の設計によ
り微小面が測定できる、（ＩＩ）移動している物体の温
度を容易に測定できる、（１）応答が速く温度の過渡現
象の測定ができる、（ＩＶ）光学系を用いて機械的に走
査してやることにより線及び面の温度分布が容易に測定
できる等の利点がある。

ところが、リフロー炉内における基板実装の製造工程で
は、フラックス等の蒸発により放射温度計のレンズ面が
汚損されて透過率が低下し、これに伴い受光強度が低下
する。この結果、受光せる放射光強度のＳ／Ｎ比が劣化
して測定温度の誤差が大きくなる。しかも、放射温度計
のレンズ面は、長期に亘り徐々に汚損されるために受光
せる放射光強度が徐々に低下し、測定温度の誤差が大き
くなっても気が付かない場合があり、放射温度計による
基板温度の監視が困難であるという問題がある。

本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、リフロー炉
内の放射温度計のレンズ面の汚れを監視して、汚損の程
度を検出するりフロー炉における放射温度計のレンズの
汚れ検出方法を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために本発明によれば、被加熱物の
搬送方向に沿って温度立ち上げ用加熱域、均熱用加熱域
、本加熱用加熱域がこの順序で配置されているリフロー
炉の、前記本加熱用加熱域に前記被加熱物から放射され
る放射光を受光する放射温度計と当該放射温度計に臨ま
せて一定温度に加熱される基準黒体板とを配設し、前記
基準黒体板から放射される放射光を検出して当該放射光
の強度の経時変化から前記放射温度計のレンズの汚れを
検出するようにしたものである。

（作用） 放射温度計のレンズ面が汚損されていない状態における
一定温度に加熱された基準黒体板から放射される放射光
強度と、レンズ面が汚損されてきた状態における前記基
準黒体板から放射される放、　　射光強度との比を検出
して、前記レンズ面の汚損の程度を検出する。そして、
前記レンズの透過度が成る範囲以下になったときに当該
レンズ面の汚れを除去する。これにより被加熱物の温度
の測定精度の向上が図られる。

（実施例） 以下本発明の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。

第１図は本発明を適用したりフロー炉を示し、リフロー
炉ｌは、温度立ち上げ用加熱域（予熱ゾーン）２、均熱
用加熱域（均熱ゾーン）３及び本加熱用加熱域（本加熱
ゾーン）４が水平に一直線に並んで配置され、これらの
各加熱域２〜４に沿ってコンベア５が水平に配置されて
いる。このコンベア５は、モータ６、駆動用ローラ７、
送りローラ８により矢印Ａ方向に移動され、載置された
被加熱物例えば、回路基板９をリフロー炉１の入口１ａ
から出口１ｂまで一定速度で搬送する。

各加熱域２．３．４には面ヒータ２ａ、　２ｂ、　３ａ
〜３ｄ、　４ａ、　４ｂがコンベア５を挟んで上下に離
隔対抗して配設されており、コンベア５に載置されて順
次搬送されて来る回路基板９を順次所定の温度に加熱す
る。

リフロー炉１０本加熱用加熱域４には、コンベア５の下
方に基板温度監視用の放射温度計ｌＯが配設されており
、当該本加熱域における回路基板９の温度を監視する。

即ち、放射温度計ｌＯは、レンズ（図示せず）を測定す
べき回路基板９に臨ませて配置されている。そして、コ
ンベア５の上方には基準黒体板１１が、放射温度計のレ
ンズと対抗して配設されている。この基準黒体板１１は
、特殊な表面処理が施されて放射率が高められており、
ヒータ１２により所定の一定温度に加熱される。

放射温度計ｌＯは、回路基板９又は基準黒体板１１から
放射される放射光（放射エネルギ）を検出する。即ち、
放射温度計ｌＯは、レンズと基準黒体板１１との間に回
路基板９がないときには当該基準黒体板１１から放射さ
れる放射光を、回路基板９があるときには当該回路基板
９から放射される放射光を検出する。

温度監視装置１３は、放射温度計１０から出力される信
号を入力して前記回路基板９の温度を表示する。また、
この温度監視装置１３は、放射温度計１０のレンズの透
過度が成る範囲以下になると警報を発する。即ち、温度
監視装置１３は、放射温度計１０のレンズ面が汚損され
ていない状態における基準黒体板１１から放射される放
射光の強度（以下「初期値」という）■を測定して記憶
しておき、当該初期値■とレンズＬの汚損に伴う透過度
の低下により受光せる前記基準黒体から放射される放射
光強度Ｉ゛　との比（＝１’／Ｉ）を検出し、当該比即
ち、レンズの透過度τ（＝１’／Ｉ）が成る範囲例えば
、τ≦０．８以下になると警報を発するように構成され
ている。

以下に作用を説明する。

リフロー炉ｌは、温度立ち上げ用加熱域２、均熱加熱域
３及び本加熱用加熱域４の各面ヒータ２ａ、２ｂ、　３
ａ　〜３ｄ、４ａ、　４ｂに通電され、これらの各加熱
域２〜４が夫々所定の温度に加熱される。また、基準黒
体板１１は、ヒータ１２により所定の一定温度に加熱さ
れる。一方、温度監視装置１３は、放射温度計１０のレ
ンズ面が汚損されていない状態における基準黒体板１１
から放射される放射光強度Ｉ　（初期値）を測定して記
憶する。

そして、はんだ付すべき電子部品が組付られた回路基板
９が、コンベア５に載置されてリフロー炉１の入口１ａ
から搬入され、温度立ち上げ用加熱域２、均熱加熱域３
を通過する間に順次所定の温度に加熱されて本加熱用加
熱域４に達し、当該本加熱用加熱域４において所定のは
んだ付温度にまで加熱されて前記電子部品の回路基板９
へのはんだ付けが行なわれる。この構造のりフロー類１
においては、各加熱域２．３．４の面ヒータ２ａ、　２
ｂ。

３ａ〜３ｄ、４ａ、４ｂからの輻射熱と炉内雰囲気の自
然対流とによる加熱が複合した状態で回路基板９への電
子部品のはんだ付が行なわれる。はんだ付が終了した回
路基板９は、リフロー炉１の出口１ｂから搬出される。

放射温度計ｌＯは、基準黒体板１１又は本加熱用加熱域
４におけるはんだ付終了直後の回路基板９から放射され
る放射光を常時検出して対応する信号例えば、第２図に
示すような基準黒体板温度Ｔ又は基板温度ｔに対応する
温度信号を出力する。回路基板９は、所定の間隔を存し
て搬送され、従って、基準黒体板温度Ｔと基板温度ｔは
図示のように交互に測定される。

さて、基板実装の製造工程におていはフラックス等の蒸
発により放射温度計１０のレンズ面が徐々に汚損されて
その透過度が低下してくる。放射温度計ｌＯは、レンズ
面が汚損されると、一定温度の基準黒体板１１から受光
する放射光強度が減少し、これに伴い出力信号のレベル
が低下する。温度監視装置１３は、このときの放射光強
度Ｉ′　と初期値■との比即ち、透過度τ（＝ｒ’／Ｉ
）を検出し、当該τが一定の範囲（τ≦０．８）以下に
なると警報を発する。作業者は、この警報により放射温
度計１０のレンズ面の汚損具合を知り、レンズの汚れを
除去する。これにより放射温度計ｌＯのレンズの透過度
を略一定の範囲に保持することが可能となり、測定温度
の誤差を小さくすることができる。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、被加熱物の搬送方
向に沿って温度立ち上げ用加熱域、均熱用加熱域、本加
熱用加熱域がこの順序で配置されているリフロー炉の、
前記本加熱用加熱域に前記被加熱物から放射される放射
光を受光する放射温度計と当該放射温度計に臨ませて一
定温度に加熱される基準黒体板とを配設し、前記基準黒
体板から放射される放射光を検出して当該放射光の強度
の経時変化から前記放射温度計のレンズの汚れを検出す
るようにしたので、放射温度計のレンズ面の汚損の具合
を検出することができ、適当な汚損の範囲で前記レンズ
面の汚損を除去することによリ、測定温度の誤差を小さ
くすることが可能となり、リフロー後の被加熱物の温度
を正確に監視することができるという優れた効果がある
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るリフロー炉における放射温度計の
レンズ汚れの検出方法を適用したりフロー炉の一実施例
を示す図、第２図は第１図の放射温度計による基準黒体
板及び回路基板の放射温度の一例を示す図である。 ｌ・・・リフロー炉、２〜４・・・加熱域、２ａ、　２
ｂ、　３ａ〜３ｄ、　４ａ、　４ｂ・・・面ヒータ、５
・・・コンベア、６・・・モータ、７・・・駆動用ロー
ラ、訃・・送りローラ、９・・・回路基板、１０・・・
放射温度計、１１・・・基準黒体板、１２・・・ヒータ
、１３・・・温度監視装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被加熱物の搬送方向に沿って温度立ち上げ用加熱域、均
   熱用加熱域、本加熱用加熱域がこの順序で配置されてい
   るリフロー炉の、前記本加熱用加熱域に前記被加熱物か
   ら放射される放射光を受光する放射温度計と当該放射温
   度計に臨ませて一定温度に加熱される基準黒体板とを配
   設し、前記基準黒体板から放射される放射光を検出して
   当該放射光の強度の経時変化から前記放射温度計のレン
   ズの汚れを検出することを特徴とするリフロー炉におけ
   る放射温度計のレンズの汚れ検出方法。