JPH0645750A - リフロー方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 コンベアにより加熱炉内を搬送される基板の
落下や、落下した基板が補助コンベアにより加熱炉外へ
無事搬出されたか否かを判定できるリフロー方法。 【構成】 コンベア２により搬送される基板１０を検出
するセンサＰＨ１〜ＰＨ４を複数個配置し、上流に設け
られたセンサＰＨ１が基板１０を検出すると、コンベア
２の速度Ｖ１とセンサ間の距離Ｌ１〜Ｌ３から、下流に
設けられた他のセンサＰＨ２〜ＰＨ４を基板１０が通過
する予定時間を演算部２１により演算し、予定時間に基
板１０が実際に通過したか否かをセンサＰＨ２〜ＰＨ４
により検出することにより、基板１０の落下の有無を検
出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はリフロー方法に係り、詳
しくは、基板をコンベアにより加熱炉の入口から出口へ
搬送する途中で、基板がコンベアから落下したか否かを
検知する手段を備えたリフロー方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子部品を基板に半田付けするためのリ
フロー装置は、基板をコンベアにより加熱炉の入口から
出口へ搬送しながら、ヒータで高温度に加熱された空気
やチッソガスを基板に吹き当てて基板を半田の溶融温度
（一般に１８３℃程度）以上に加熱させて半田を溶融さ
せ、次いで溶融した半田を冷却して固化させるようにな
っている。

【０００３】図７は、加熱炉内を搬送される基板１０を
示している。基板１０には電子部品１１が搭載されてお
り、半田１２を加熱溶融させることにより半田付けす
る。基板１０はその両側端部をチェンコンベア２に取り
付けられたアタッチメント５に支持されて加熱炉内を搬
送されるが、基板１０の下面に搭載された電子部品１１
にアタッチメント５が当たらないように、アタッチメン
ト５の支持長ｄはきわめて短くしてある。

【０００４】ところが基板１０は加熱されることにより
熱変形してたわみを生じ、しかもファンから吹き当てら
れる熱風にあおられることもあって、同図鎖線および破
線で示すようにコンベア２から落下しやすいものであ
る。コンベア２から落下した基板１０が加熱炉内に滞ま
ると、最悪の場合には基板１０は燃焼して火災を発生す
る。また基板１０の落下は、基板１０のたわみだけでな
く、コンベア２を支持する支持手段（図示せず）の熱変
形によるたわみによっても生じやすい。

【０００５】このため従来、コンベア２の下方にメッシ
ュベルトから成る補助コンベア６を設け、落下した基板
１０をこの補助コンベア６により加熱炉外へ搬出するも
のが知られている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】図７鎖線に示すよう
に、基板１０が補助コンベア６上に完全に落下した場合
には、基板１０はこの補助コンベア６により加熱炉外へ
速やかに搬出される。ところが、加熱炉をコンパクトに
構成するために、コンベア２と補助コンベア６の間隔Ｄ
は小さく設定してあることもあって、基板１０は補助コ
ンベア６上に完全に落下するとは限らず、同図破線で示
すように不完全に落下してコンベア２，６に引っかかる
場合がある。このような事態が生じると、この基板１０
が加熱炉外へ搬出されないだけでなく、コンベア２によ
り次々に搬送されてくる後続の基板１０がこの基板１０
に衝突し、次々にコンベア２から落下することになる。

【０００７】また基板１０の落下が頻発する箇所が特定
できれば、その箇所のコンベア２などの欠陥を改善する
などの基板落下防止対策を講じることも可能であるが、
従来手段では落下箇所や落下頻発箇所を特定できないも
のであった。

【０００８】したがって本発明は、コンベアからの基板
の落下を確実に検知でき、しかも落下箇所の特定も可能
なリフロー方法を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】このために本発明は、コ
ンベアにより搬送される基板を検出するセンサを複数個
配置し、上流に設けられたセンサが基板を検出すると、
前記コンベアの速度とセンサ間の距離から下流に設けら
れた他のセンサを基板が通過する予定時間を演算部によ
り演算し、予定時間に基板が実際に通過したか否かをセ
ンサにより検出することにより、基板の落下の有無を検
出するようにしている。

【００１０】

【作用】上記構成によれば、基板がコンベアから落下し
たことを直ちに検出できる。またセンサを加熱炉内にも
設けておくことにより、基板が落下した箇所を特定する
こともできる。

【００１１】

【実施例】次に、図面を参照しながら本発明の実施例を
説明する。

【００１２】図１はリフロー装置の斜視図、図２は断面
図である。加熱炉１の内部にはコンベア２が配設されて
おり、電子部品１１が搭載された基板１０を入口３から
出口４へ向かって搬送する。このコンベア２は図７に示
すコンベア２と同構造であって、アタッチメント５によ
り基板１０の両側端部を支持している。またこのコンベ
ア２の下方には、メッシュベルトから成る補助コンベア
６が設けられており、コンベア２から落下した基板１０
を出口４から加熱炉１の外部へ搬出する。

【００１３】図２において、加熱炉１の内部は、仕切壁
７により複数のゾーンＺ１，Ｚ２，Ｚ３に分割されてお
り、各ゾーンＺ１，Ｚ２，Ｚ３には、それぞれヒータ８
とファン９が設けられている。１３はファン９を駆動す
るモータである。ファン９が回転することにより、ヒー
タ８により加熱された空気はコンベア２上の基板１０に
吹き付けられ、基板１０を加熱する。

【００１４】第１ゾーンＺ１は予熱ゾーンであって、基
板１０を常温から１５０℃程度まで加熱する。第２ゾー
ンＺ２は均熱ゾーンであって、基板１０全体が均一な温
度になるまで加熱するとともに、半田付けのためのフラ
ックスを活性化させる。第３ゾーンＺ３は、基板１０を
２３０℃程度まで急激に加熱し、半田１３を完全溶融さ
せる。図１に示すように、各ゾーンＺ１，Ｚ２，Ｚ３に
対応する加熱炉１の側面には、開閉扉１５，１６，１７
が設けられており、後述するように、これらの開閉扉１
５，１６，１７を開くことにより、コンベア２から落下
して加熱炉１の内部に滞る基板１０を取り出すことがで
きる。本実施例では、開閉扉１５，１６，１７は把手１
９により手動的に開閉するようにしているが、シリンダ
などの動力手段により自動的に開閉するようにしてもよ
い。

【００１５】図２において、加熱炉１の入口３、ゾーン
Ｚ１とゾーンＺ２の境界、ゾーンＺ２とゾーンＺ３の境
界、出口４には、コンベア２の搬送路に沿ってそれぞれ
第１のセンサＰＨ１、第２のセンサＰＨ２、第３のセン
サＰＨ３、第４のセンサＰＨ４が設けられており、コン
ベア２で搬送される基板１０を光学的に検知する。また
補助コンベア６の終端部には基板１０の回収ボックス１
８が設けられており、補助コンベア６から回収ボックス
１８に落下する基板１０を検知する第５のセンサＰＨ５
が設けられている。

【００１６】図３は電気回路のブロック図である。前記
センサＰＨ１〜ＰＨ５はＣＰＵなどの演算部２１に接続
されており、また演算部２１の演算結果などのオペレー
タに必要なデータをモニタテレビなどの報知手段２２に
表示する。

【００１７】図４は、第１のセンサＰＨ１から他のセン
サＰＨ２〜ＰＨ４までの距離Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３を示して
いる。コンベア２の速度Ｖ１と各距離Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３
は既知であり、したがって第１のセンサＰＨ１が基板１
０を検知してから、この第１のセンサＰＨ１よりも下流
に配置された他のセンサＰＨ２〜ＰＨ４がその基板１０
を検知するまでの予定時間を演算部２１で演算すること
ができる。また第１のセンサＰＨ１が基板１０を検知し
た後、予定時間が経過しても他のセンサＰＨ２〜ＰＨ４
が基板１０を検知しなかった場合は、基板１０はコンベ
ア２から落下したものと判定し、その旨報知手段２２で
報知する。

【００１８】図５は報知手段２２であるモニタテレビ
（ＭＴＶ）を示している。画面２２ａの上部には、各ゾ
ーンＺ１，Ｚ２，Ｚ３と、各ゾーンＺ１，Ｚ２，Ｚ３内
に存在する基板１０をマークａ，ｂで表示している。黒
点ａはコンベア２上にあって落下していない基板を示し
ており、また白点ｂ（ｂ１〜ｂ３）はコンベア２から落
下して補助コンベア６上に存在する基板１０を示してい
る。

【００１９】ここで第１のセンサＰＨ１で基板１０が検
出されたにもかかわらず、この基板１０が第２のセンサ
ＰＨ２で検出されなかった場合は、この基板１０は第１
ゾーンＺ１で落下したものと判定され、その旨画面２２
ａの第１ゾーンＺ１に表示される（白点ｂ１参照）。以
下同様に、各センサＰＨ３，ＰＨ４で検出されなかった
場合は、第２ゾーンＺ２、第３ゾーンＺ３で落下したも
のと判定され、その旨画面２２ａの該当ゾーンＺ２，Ｚ
３で表示される（白点ｂ２，ｂ３参照）。このように本
手段によれば、基板１０が落下したか否かだけでなく、
基板１０が落下したゾーンＺ１，Ｚ２，Ｚ３も特定でき
る。

【００２０】また第１のセンサＰＨ１から第５センサＰ
Ｈ５までの距離Ｌ５と補助コンベア６の速度Ｖ２も既知
であり（図４参照）、したがって落下した基板１０がこ
のセンサＰＨ５を通過する予定時間も既知であるので、
予定時間に基板１０がセンサＰＨ５により検出されたな
らば、この基板１０は補助コンベア６により加熱炉１外
へ無事搬出されたことが判明し、該当のマークｂを画面
２２ａから消去する。なお本実施例では、コンベア２の
速度Ｖ１と補助コンベア６の速度Ｖ２は同速度である。

【００２１】また同図５において、画面２２ａの下部に
は各ゾーンＺ１〜Ｚ３に対応するボックス２３Ａ，２３
Ｂ，２３Ｃが表示されており、各ゾーンＺ１〜Ｚ３で落
下した基板１０の累積個数をマークｃで表示する。この
マークｃの数から、基板落下が頻発しやすいゾーンを特
定することができる。勿論、この累積個数は数値で表示
してもよく、マークａ，ｂも含めその表示方法は本実施
例に限定されない。

【００２２】図６は動作のフローチャートを示してお
り、次にこのフローチャートを参照しながら、全体の動
作を説明する。

【００２３】基板１０が第１のセンサＰＨ１の下方を通
過してこのセンサＰＨ１で検出されたならば（ステップ
１）、第１のゾーンＺ１に基板１０が入ったことをモニ
タテレビ（ＭＴＶ）２２の画面２２ａ中のゾーンＺ１に
マークａで表示する（ステップ２）。またこれと同時
に、センサＰＨ２〜ＰＨ５を通過する予定時間を計算す
る（ステップ３）。

【００２４】次にセンサＰＨ２の通過予定時間になっ
て、基板１０がセンサＰＨ２を通過したか否かを判定し
（ステップ４、ステップ５）、ＹＥＳならば第２ゾーン
Ｚ２に基板１０が入ったことを画面２２ａ中のゾーンＺ
２にマークａで表示する（ステップ６）。そしてこの場
合はそのままステップ７へ移行し、上記動作を繰り返
す。

【００２５】さて、ステップ５でＮＯであったならば、
第１ゾーンＺ１で基板１０が落下したことを画面２２ａ
中のゾーンＺ１にマークｂで表示する（ステップ８）。
そしてステップ９で回収予定時間に基板１０が回収ボッ
クス１８に落下したことがセンサＰＨ５で検出されたな
らば（ステップ９）、画面２２ａの該当マークｂを画面
２２ａから消去する（ステップ１０）。またステップ９
で回収予定時間になってもその基板１０がセンサＰＨ５
で検出されなかったならば、その基板１０は図７破線で
示すようにコンベア２、６の途中で引っかかるなどして
加熱炉１に滞っているものと推定され、該当マークｂを
点滅させるなどしてモニタテレビ２２でその旨異常表示
する（ステップ１１）。この場合、ブザーを警鳴させる
などしてオペレータにその旨表示してもよく、報知方法
は種々考えられる。そしてオペレータは、該当する開閉
扉１５を開いてこの基板１０を加熱炉１から速やかに取
り出す。なおコンベア２から落下した基板１０が加熱炉
１から搬出されずにその内部に滞っていると、上述した
ようにその基板１０は燃焼して火災の原因となるのるで
落下した基板１０は速やかに加熱炉外へ取り出さねばな
らない。

【００２６】図６において、他のステップ１２〜２１は
上記ステップと同様のステップの繰り返しであり、した
がってステップ１２〜２１の説明は省略する。なお第１
のセンサＰＨ１で検出された基板１０が、出口のセンサ
ＰＨ４で予定時間に検出されると、その基板１０のリフ
ローは無事終了したものと判定され、該当マークａはモ
ニタテレビ２２から消去される（ステップ１０）。

【００２７】本発明は上記実施例に限定されないのであ
って、例えば上記実施例では加熱炉１内の空気を加熱す
るエアリフローを例にとって説明したが、基板１０の回
路パターンの酸化防止のために、加熱炉１にチッソガス
を供給してチッソガスを加熱するチッソリフローにも適
用できる。また基板１０が加熱炉１内で落下したか否
か、あるいは落下した基板１０が補助コンベア６により
回収ボックス１８に回収されたか否かのみを検知するよ
うにしてもよい。この場合には加熱炉１の内部のセンサ
ＰＨ２，ＰＨ３は不要であり、距離Ｌ３，Ｌ４と速度Ｖ
１，Ｖ２から計算される予定時間に、出口４のセンサＰ
Ｈ４や回収ボックス１８上のセンサＰＨ５が基板１０が
通過したか否かを検知すればよい。またこれと反対に、
加熱炉１内により多数個のセンサを配設しておけば、基
板１０の落下位置をより細かく特定できる。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、基
板がコンベアから落下したことや、落下した基板が加熱
炉から搬出されずに加熱炉内に滞つていることなどの運
転中のトラブルを速やかに検知することができる。また
加熱炉内にもセンサを配置しておくことにより、基板の
落下箇所や落下頻発箇所を特定することも可能となり、
落下防止のためのコンベアなどの構造改善のデータなど
に利用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るリフロー装置の斜視図

【図２】本発明の一実施例に係るリフロー装置の断面図

【図３】本発明の一実施例に係るリフロー装置の電気回
路のブロック図

【図４】本発明の一実施例に係るリフロー装置のセンサ
の配置図

【図５】本発明の一実施例に係るリフロー装置のモニタ
テレビの正面図

【図６】本発明の一実施例に係るリフロー装置の動作の
フローチャート

【図７】本発明の一実施例に係るリフロー装置のコンベ
アの断面図

【符号の説明】

１ 加熱炉 ２ コンベア ３ 入口 ４ 出口 ６ 補助コンベア ８ ヒータ １０ 基板 １１ 電子部品 １２ 半田 ２１ 演算部 ＰＨ センサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電子部品が搭載された基板をコンベアによ
   り加熱炉の入口から出口へ向かって搬送しながら、電子
   部品を基板に半田付けする半田を加熱して溶融させるよ
   うにしたリフロー方法において、 前記コンベアにより搬送される基板を検出するセンサを
   このコンベアの搬送路に沿って複数個配置し、上流に設
   けられたセンサが基板を検出すると、前記コンベアの速
   度とセンサ間の距離から下流に設けられた他のセンサを
   基板が通過する予定時間を演算部により演算し、予定時
   間に基板が実際に通過したか否かをセンサにより検出す
   ることにより、基板の落下の有無を検出するようにした
   ことを特徴とするリフロー方法。