JPH0974270A - リフローはんだ付け装置の温度測定方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板の炉内における位置との関係で基板温度
を正確に把握できるリフローはんだ付け装置の温度測定
方法およびその装置を提供する。 【解決手段】 基板３をコンベヤ４に載せると、先ず入
口センサ21が基板３の基準位置としての基板尻3aを検知
して、温度測定を開始する。コンベヤ速度がどのように
可変調整されても、入口センサ21から炉内基板３の基板
尻3aまでの正確な距離を、コンベヤ４と同期作動するパ
ルスカウンタ25によりカウントされたパルス数により計
測することができる。また、予め各熱電対41，42，43と
基板尻3aとの間の距離51，52，53を個別補正値として、
コンピュータのメモリに入力しておき、各距離51，52，
53をパルスカウンタ25による計測値に加算して、パルス
数による基板距離を補正する。これによりコンベヤ４上
の各熱電対41，42，43の正確な位置を常に把握でき、熱
電対位置との関係で基板温度を正確に記録できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、リフローはんだ付
け装置のリフロー条件設定のために行われる温度測定方
法およびその装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般的に、リフローはんだ付け装置の炉
内は、プリヒートゾーンおよびリフローゾーンが３〜５
ゾーンで構成され、基板は炉内を貫通するコンベヤによ
り各ゾーンを通過する。

【０００３】新規基板を量産する前に、基板上に熱電対
を取付けて基板温度を測定し、温度プロファイル曲線を
作成して、その曲線が目標としたものとなるまでリフロ
ー条件を変えて、温度測定を繰返し試みている。

【０００４】従来、この種の温度測定方法は、基板に取
付けられた熱電対の片側をペンレコーダに接続して、記
録された温度プロファイル曲線から炉内における基板位
置を推定判断している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来の温
度測定方法では、描かれた温度プロファイル曲線から炉
内での基板位置を把握しようとしているが、このように
して炉内での基板位置を正確に把握することは難しく、
各ゾーンにおける基板位置との関係で正確な基板温度を
得ることができない。

【０００６】このため、リフローはんだ付け装置のヒー
タ温度、ブロワ回転数、コンベヤ速度などのリフロー条
件設定を能率良く行うことができず、装置の量産運転開
始までに手間がかかっている。

【０００７】本発明は、このような点に鑑みなされたも
ので、炉内における基板位置さらには個々の温度センサ
取付位置との関係で基板温度を正確に把握できるリフロ
ーはんだ付け装置の温度測定方法およびその装置を提供
することを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載された発
明は、基板位置との関係で基板温度を把握しようとする
もので、基板に温度センサを取付けてコンベヤにより炉
内に搬入することにより、炉内で加熱される基板温度を
測定するリフローはんだ付け装置の温度測定方法におい
て、炉の入口に取付けられた入口センサにて基板の炉内
搬入を検知した時点から温度センサによる基板の温度測
定を実質的に開始し、コンベヤの動作量に同期して作動
するパルスカウンタから発信される信号により炉内にお
ける基板位置との関係で温度センサによる基板の温度測
定を実質的に実行するリフローはんだ付け装置の温度測
定方法である。

【０００９】そして、この発明は、炉の入口に設けられ
た入口センサにて基板の炉内搬入を検知した時点で、温
度センサにより測定した基板温度データのコンピュータ
メモリへの格納を開始し、コンベヤの動作量に同期して
作動するパルスカウンタから信号が発信されるごとに、
その時点での基板温度データをコンピュータメモリに格
納する。

【００１０】請求項２に記載された発明は、基板上の個
々の温度センサ取付位置との関係で基板温度を把握しよ
うとするもので、請求項１記載のリフローはんだ付け装
置の温度測定方法において、コンベヤの動作量に同期し
てパルスカウンタから発信されるパルス数によって測定
された、炉の入口にて基板の基準位置を検出する入口セ
ンサの取付位置から基板の基準位置までの距離と、予め
測定された基板の基準位置から温度センサの取付位置ま
での距離とにより、炉内における基板上の温度センサ取
付位置を正確に把握するものである。

【００１１】そして、この発明は、パルスカウンタによ
りカウントされた入口センサから基板の基準位置までの
距離と、基板の基準位置から温度センサまでの距離とに
よって、パルス数をカウント開始する入口センサを起点
として炉内で基板とともに移動中の温度センサの位置を
正確に把握でき、温度センサの炉内位置と測定温度との
関係を正確に把握できる。

【００１２】請求項３に記載された発明は、基板に温度
センサを取付けてコンベヤにより炉内に搬入することに
より、炉内で加熱される基板温度を測定するリフローは
んだ付け装置の温度測定装置において、炉の入口にて基
板の炉内搬入を検知して温度センサによる基板の温度測
定を実質的に開始する入口センサと、コンベヤの動作量
に同期して発信される信号に連動して炉内における基板
位置との関係で温度センサによる基板の温度測定を実質
的に実行するパルスカウンタとを具備した構成のリフロ
ーはんだ付け装置の温度測定装置である。

【００１３】そして、この発明は、入口センサにより基
板を検知した時点から温度センサにより測定した基板温
度データのコンピュータメモリへの格納を開始し、コン
ベヤの動作量に同期してパルスカウンタから信号が発信
されるごとに、その時点での基板温度データをコンピュ
ータメモリに格納する。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の一形態を図
面を参照しながら説明する。

【００１５】図１（Ａ）に示されるように、１はリフロ
ーはんだ付け装置を示し、このリフローはんだ付け装置
１の中央には炉２が設けられている。この炉２内に部品
実装基板３を搬送するための無端チェンなどからなるコ
ンベヤ４が配設され、このコンベヤ４に沿って複数のプ
リヒートゾーン５，６，７およびリフローゾーン８，９
が配設されている。

【００１６】これらの各ゾーン内には、加熱ヒータ11お
よびこの加熱ヒータ11で加熱された高温雰囲気を循環さ
せるためのブロワ12がそれぞれ設けられている。炉２の
搬出側には基板３を冷却するめの冷却ファン13が配置さ
れている。

【００１７】前記炉２の入口にはフォトセンサなどの入
口センサ21が取付けられている。この入口センサ21は、
基板３の炉内搬入の開始を検知する。

【００１８】一方、コンベヤ４の出口側には、例えばコ
ンベヤチェンを駆動するスプロケット軸22に、多数のパ
ルス発生溝（または小孔）23の設けられたパルス発生板
24が取付けられ、このパルス発生板24に臨んで、フォト
センサまたは近接センサなどにより前記パルス発生溝
（または小孔）23を感知してパルス信号を発信するとと
もにそのパルス数をカウントするパルスカウンタ25が設
けられている。

【００１９】このパルスカウンタ25は、コンベヤ４の動
作量に同期して作動し、基板搬送距離に応じたパルス数
を出力する。

【００２０】図１（Ｂ）は、部品実装基板３に対する温
度センサとしての熱電対の取付例を示し、基板面31、こ
の基板面31に搭載された集積回路部品（以下ＩＣとい
う）のＩＣパッケージ32およびＩＣリード33などに、そ
れぞれ熱電対41，42，43を一体的に取付ける。

【００２１】これらの熱電対41，42，43の片端を熱電対
接続端子44に接続する。熱電対41，42，43で得られた基
板温度は、熱電対接続端子44を経て図示されないコンピ
ュータのメモリに格納される。

【００２２】各々の熱電対41，42，43と、基板３の基準
位置としての基板尻3aとの間の距離51，52，53は、予め
測定してコンピュータのメモリに個別の距離補正データ
として記憶させておく。

【００２３】次に、この実施形態での作用を説明する
と、リフローはんだ付け用の炉２内は、加熱ヒータ11に
より暖められており、コンベヤ４は、一定の速度で無端
状に動いている。

【００２４】基板３をコンベヤ４に載せると、先ず入口
センサ21が基板３の基準位置としての基板尻3aを検知し
て、温度測定を実質的に開始する。コンベヤ速度がどの
ように可変調整されても、入口センサ21の取付位置から
炉内基板３の基板尻3aまでの正確な距離を、パルスカウ
ンタ25によりカウントされた、前記距離と比例するパル
ス数により計測することができる。

【００２５】また、予め基板尻3aから各熱電対41，42，
43の取付位置までの距離51，52，53を測定して、これら
の距離51，52，53を個別補正値としてコンピュータのメ
モリに入力しておいたので、その各距離51，52，53をパ
ルスカウンタ25による計測値に加算して、パルスカウン
ト数により検出された基板尻位置を各熱電対41，42，43
ごとに個別に補正することにより、入口センサ21の取付
位置から各熱電対41，42，43の取付位置までの正確な距
離を常に把握することができる。

【００２６】これにより、各熱電対41，42，43で検出さ
れた基板温度を、各熱電対41，42，43の取付位置との関
係で正確に記録することができ、正確な温度プロファイ
ルを得ることができる。

【００２７】例えば、長さが５０cmの基板の一端および
他端に熱電対を取付けて、コンベヤ速度を１ｍ／分で搬
送した場合、基板の両端に取付けられた二つの熱電対の
間では、炉内の同一位置に対して最大３０秒の遅れが生
じることになるが、前記基板尻3aを基準とする補正によ
り、そのような遅れを修正することができる。

【００２８】正確な温度プロファイルは、はんだ付け装
置１の各ゾーンでの加熱ヒータ11の温度、ブロワ12の回
転数、コンベヤ４の速度などのリフロー設定条件による
影響を正確に分析する際に役立つ。

【００２９】そして、このようにして基板３の炉内位置
との関係で得られた正確な基板温度を、例えばファジィ
制御の入力パラメータとして使用すれば、ファジィ推論
などによりヒータ温度などを最適制御することが可能で
ある。

【００３０】図２は、熱電対41，42，43の位置を正確に
把握するための方法を示すフローチャートであり、基板
尻3aから各熱電対41，42，43までの距離51，52，53を各
熱電対41，42，43に特有の補正値としてコンピュータシ
ステムのメモリに入力しておく（ステップ）。

【００３１】さらに、はんだ付け装置の開始ボタンを押
下げ、炉内ヒータ11およびブロワ12を稼働するとともに
コンベヤ４を駆動し（ステップ）、炉２の入口にてコ
ンベヤ４上に基板３を投入する（ステップ）。

【００３２】さらに、メモリアドレス（温度プロファイ
ル格納アドレス）のオフセット値を計算し（ステップ
）、基板３の基板尻3aが入口センサ21を通過した時点
で、温度測定値のメモリ格納を開始し（ステップ）、
パルスカウンタ25から発信されるパルスカウント信号に
より測定温度値をメモリに格納する（ステップ）。

【００３３】さらに、停止ボタンを押下げることにより
（ステップのYes ）、その時点におけるプリヒートゾ
ーン５，６，７およびリフローゾーン８，９での炉内ヒ
ータ11の温度値を取込む（ステップ）。

【００３４】なお、基板３の基準位置は、図１（Ｂ）に
示された実施形態では、基板３の基板尻3aを基準位置と
して、これをパルスカウンタ25により得られた基板搬送
距離に加算補正するようにしたが、基板３の先端3bを基
準位置として入口センサ21により検出するようにしても
良い。

【００３５】そのような場合は、基板先端3bと各熱電対
41，42，43との間の距離を、パルスカウンタ25により得
られた基板搬送距離より減算して補正する。

【００３６】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、炉の入口
に取付けられた入口センサにて基板の炉内搬入を検知し
た時点で温度センサによる基板温度測定を開始し、コン
ベヤの動作量に同期して作動するパルスカウンタから信
号が発信されるごとに、その時点での基板温度を測定す
るので、コンベヤ上の基板位置と基板温度との関係を正
確に把握することができ、この正確な基板位置・基板温
度の関係に基づき、リフローはんだ付け装置のリフロー
条件設定を能率良く行うことができる。

【００３７】請求項２記載の発明によれば、パルスカウ
ンタによりカウントされた入口センサから基板の基準位
置までの距離と、予め測定された基板の基準位置から温
度センサまでの距離とによって、炉内への基板搬入の開
始を検知する入口センサを基準にして、炉内で移動中の
温度センサの取付位置を正確に把握でき、温度センサの
取付位置とその取付位置における測定温度との関係を正
確に把握でき、一枚の基板内でも温度センサ取付位置に
よって異なる温度測定値をその取付位置との関係で個別
に正確に得ることができ、最適なリフロー条件設定に役
立つ。

【００３８】請求項３記載の発明によれば、請求項１に
記載された温度測定方法を実施できる温度測定装置を提
供でき、入口センサおよびパルスカウンタにより、炉内
における基板位置との関係で基板温度を正確に把握でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は本発明の温度測定方法に係るリフロー
はんだ付け装置の一実施形態を示す概要図、（Ｂ）は同
上測定方法における基板に対する熱電対の取付例を示す
平面図である。

【図２】同上熱電対の位置を把握する方法を示すフロー
チャートである。

【符号の説明】

２ 炉 ３ 基板 3a 基板の基準位置としての基板尻 ４ コンベヤ 21 入口センサ 25 パルスカウンタ 41〜43 温度センサとしての熱電対

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板に温度センサを取付けてコンベヤに
   より炉内に搬入することにより、炉内で加熱される基板
   温度を測定するリフローはんだ付け装置の温度測定方法
   において、 炉の入口に取付けられた入口センサにて基板の炉内搬入
   を検知した時点から温度センサによる基板の温度測定を
   実質的に開始し、 コンベヤの動作量に同期して作動するパルスカウンタか
   ら発信される信号により炉内における基板位置との関係
   で温度センサによる基板の温度測定を実質的に実行する
   ことを特徴とするリフローはんだ付け装置の温度測定方
   法。
2. 【請求項２】 コンベヤの動作量に同期してパルスカウ
   ンタから発信されるパルス数によって測定された、炉の
   入口にて基板の基準位置を検出する入口センサの取付位
   置から基板の基準位置までの距離と、予め測定された基
   板の基準位置から温度センサの取付位置までの距離とに
   より、炉内における基板上の温度センサ取付位置を把握
   することを特徴とする請求項１記載のリフローはんだ付
   け装置の温度測定方法。
3. 【請求項３】 基板に温度センサを取付けてコンベヤに
   より炉内に搬入することにより、炉内で加熱される基板
   温度を測定するリフローはんだ付け装置の温度測定装置
   において、 炉の入口にて基板の炉内搬入を検知して温度センサによ
   る基板の温度測定を実質的に開始する入口センサと、 コンベヤの動作量に同期して発信される信号に連動して
   炉内における基板位置との関係で温度センサによる基板
   の温度測定を実質的に実行するパルスカウンタとを具備
   したことを特徴とするリフローはんだ付け装置の温度測
   定装置。