JPH10209629A - Reflow soldering device - Google Patents

Reflow soldering device

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JPH10209629A
JPH10209629A JP1986997A JP1986997A JPH10209629A JP H10209629 A JPH10209629 A JP H10209629A JP 1986997 A JP1986997 A JP 1986997A JP 1986997 A JP1986997 A JP 1986997A JP H10209629 A JPH10209629 A JP H10209629A
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JP
Japan
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temperature
circuit board
printed circuit
infrared
zone
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Withdrawn
Application number
JP1986997A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masaru Namekawa
優 滑川
Setsuo Kanechika
節夫 金近
Tatsuhiko Miyaji
辰彦 宮地
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/0266Marks, test patterns or identification means
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/3494Heating methods for reflowing of solder

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  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a reflow soldering device which eliminates the need to prepare a sample for temperature measurement by attaching a thermoelectric couple to a solder mounting substrate. SOLUTION: Infrared temperature sensors 61 to 64 measure the surface temperature of printed boards 7 sequentially sent to preheating zones 111 to 113 and a reflow zone 114 , from the outside of the furnace. A fuzzy control unit 21 of an automatic temperature-profile setting unit 9 automatically selects one of the zones 111 to 114 so as to change the temperature of fin heaters 41 to 44 and infrared heaters 51 to 54 in the selected zone, from the surface temperature values of the substrates measured by the infrared temperature sensors 61 to 64 , the differences from a target temperature, and thermal-capacity alternative characteristic values of the print substrates 7, in accordance with a predetermined rule.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、プリント基板の基
板面に部品を自動的に半田付けするリフロー半田付け装
置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a reflow soldering apparatus for automatically soldering components to a printed circuit board surface.

【0002】[0002]

【従来の技術】通常、半田付けに最適な温度プロファル
を得るためには、半田付け実装プリント基板に熱電対を
固定して試料を作成するとともに、リフロー炉の各ゾー
ンのヒータ温度をこれまでの経験に基づいて設定し、取
敢えず試料をリフロー炉に通して温度測定を行ない、そ
の測定データを基にして、ヒータ温度の設定値を補正変
更するという操作を何回か繰り返していた。
2. Description of the Related Art Normally, in order to obtain an optimum temperature profile for soldering, a thermocouple is fixed to a printed circuit board mounted by soldering to prepare a sample, and the heater temperature of each zone of a reflow furnace is set to a value obtained by a conventional method. The operation of setting the temperature based on experience, temporarily passing the sample through a reflow furnace, measuring the temperature, and correcting and changing the set value of the heater temperature based on the measured data was repeated several times.

【0003】また熱電対から温度データをコンピュータ
に取り込み、最適なヒータ設定温度に変更するというシ
ステムも既に考案され、市販されている。
Further, a system for taking temperature data from a thermocouple into a computer and changing the temperature to an optimum heater set temperature has already been devised and marketed.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところが熱電対を半田
付け実装プリント基板に固定して、温度測定を行う方法
では、正確にプリント基板の温度や部品リード部分を測
定することができるが、熱電対の作成、部品への固定
(高温半田又はエポキシ樹脂による接着)に熟練を要
し、また固定の仕方で誤差を発生しやすく、時間と労力
の要する作業であった。
However, in the method of measuring the temperature by fixing the thermocouple to the printed circuit board by soldering, the temperature of the printed circuit board and the component lead portion can be accurately measured. This requires skill in the preparation of the device and fixing it to the part (adhesion with high-temperature solder or epoxy resin), and also tends to cause an error in the fixing method, requiring time and labor.

【0005】また、ヒータの温度設定の作業者まかせに
なってしまい、熟練者以外の者であれば、著しく時間が
かかってしまっていた。本発明は、上記問題点に鑑みて
為されたもので、その目的とするところは、熱電対を半
田付け実装基板に熱電対を取り付けて、温度測定をする
ための試料を作成する必要がないリフロー半田付け装置
を提供するにある。
[0005] In addition, the operation of setting the temperature of the heater is left to the operator, and it takes much time for a person other than a skilled person. The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to attach a thermocouple to a mounting board by soldering the thermocouple to eliminate the need to prepare a sample for temperature measurement. An object of the present invention is to provide a reflow soldering apparatus.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項1の発明では、半田を介して部品を載置したプ
リント基板を予熱する予熱ゾーン及び半田を溶融するリ
フロゾーンの各ゾーンを少なくとも設けたリフロー炉
と、各ゾーン毎に設けられたヒータの温度を夫々所定温
度に設定する手段と、プリント基板を搬送して各ゾーン
を順次通過させる搬送手段とを備えたリフロー半田付け
装置において、各ゾーンに対応して設けられ、各ゾーン
の通過後のプリント基板の表面温度を測定する赤外線温
度センサと、該赤外線温度センサの測定温度から各ゾー
ンのヒータ温度の設定値変更のための温度プロファイル
を作成する手段とを備えたことを特徴とする。
According to the first aspect of the present invention, at least each of a preheating zone for preheating a printed circuit board on which components are mounted via solder and a reflow zone for melting solder is provided. In a reflow soldering apparatus provided with a provided reflow furnace, means for setting the temperature of the heater provided for each zone to a predetermined temperature, respectively, and transport means for transporting the printed circuit board and sequentially passing through each zone, An infrared temperature sensor provided for each zone and measuring the surface temperature of the printed circuit board after passing through each zone, and a temperature profile for changing the set value of the heater temperature of each zone from the measured temperature of the infrared temperature sensor And means for creating

【0007】請求項2の発明では、請求項1の発明にお
いて、温度プロファイルを作成する手段には、初期入力
されたプリント基板の情報と、赤外線温度センサによっ
て測定されたプリント基板表面の温度を基に作成された
温度プロファイルが、目標値として入力された温度プロ
ファイルに一致するように、各ゾーンのヒータ温度の設
定値変更を行うための補正手段を備えていることを特徴
とする。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the means for creating a temperature profile includes the information of the printed circuit board which is initially input and the temperature of the surface of the printed circuit board measured by the infrared temperature sensor. A correction means is provided for changing the set value of the heater temperature of each zone so that the temperature profile created in (1) matches the temperature profile input as the target value.

【0008】請求項3の発明では、請求項2の発明にお
いて、上記補正手段が、補正幅をルール化したルールテ
ーブルに基づいてファジィ推論によりヒータ温度の補正
値を推定するファジィ制御手段から成ることを特徴とす
る。請求項4の発明では、請求項1の発明において、プ
リント基板の幅に応じてコンベア幅を可変できるように
並行するコンベア部からなるコンベアで搬送手段を構成
し、各ゾーンに対応する赤外線温度センサの測定範囲
を、コンベア幅の可変時に固定側となるのコンベア部近
傍に設定して成ることを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, the correction means comprises fuzzy control means for estimating a heater temperature correction value by fuzzy inference based on a rule table in which a correction width is ruled. It is characterized by. According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the conveying means is configured by a conveyor comprising parallel conveyor portions so that the width of the conveyor can be varied according to the width of the printed circuit board, and the infrared temperature sensors corresponding to each zone. Is set near the conveyor section which is fixed when the conveyor width is variable.

【0009】請求項5の発明では、請求項1の発明にお
いて、赤外線温度センサの測定範囲をプリント基板が通
過し始めてから終了するまでの測定温度をサンプリング
して、そのサンプリングした測定温度中最大値若しくは
最大値付近の平均値をプリント基板の表面温度として採
用することを特徴とする。請求項6の発明では、請求項
5の発明において、赤外線温度センサの測定範囲をプリ
ント基板が通過中であることを、赤外線温度センサの測
定温度が予め設定された温度レベルを越えていることを
検出することにより判定することを特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the measurement temperature from when the printed circuit board starts passing through the measurement range of the infrared temperature sensor until the end thereof is sampled, and the maximum value among the sampled measurement temperatures is obtained. Alternatively, an average value near the maximum value is adopted as the surface temperature of the printed circuit board. According to a sixth aspect of the present invention, in the fifth aspect of the present invention, it is determined that the printed circuit board is passing through the measurement range of the infrared temperature sensor, and that the measured temperature of the infrared temperature sensor exceeds a preset temperature level. It is characterized by determining by detecting.

【0010】請求項7の発明では、請求項5の発明にお
いて、赤外線温度センサの測定範囲をプリント基板が通
過中であることを、リフロー炉の入口部に設けた基板検
知センサからの検知信号の入力時点から、当該赤外線温
度センサの測定範囲に到達してから通過終了までに要す
る経過時間を搬送手段の搬送速度から計算若しくは測定
して判定することを特徴とする。
According to a seventh aspect of the present invention, in the fifth aspect of the present invention, the fact that the printed circuit board is passing through the measurement range of the infrared temperature sensor indicates that the detection signal from the board detection sensor provided at the entrance of the reflow furnace. From the input time point, the elapsed time required from the arrival at the measurement range of the infrared temperature sensor to the end of the passage is calculated or measured from the transport speed of the transport means and determined.

【0011】請求項8の発明では、請求項1の発明にお
いて、赤外線温度センサはリフロー炉の炉体に設けた開
口窓を介して炉外から炉内のプリント基板の表面温度を
測定するものであって、開口窓の開口部は赤外線を透過
するフィルタにより封止閉塞して成ることを特徴とす
る。請求項9の発明では、請求項2又は3の発明におい
て、温度プロファイルを作成する手段は、入力されてい
る目標温度よりも低い温度となるようにヒータ温度を設
定してプリント基板の表面温度を測定する初回温度計測
過程と、初回温度計測過程時のヒータ温度条件と同じ条
件下で、プリント基板の搬送速度を初回温度計測過程時
の搬送速度よりも遅くしてプリント基板の表面温度を測
定する2回目温度計測過程と、2回目温度計測過程で計
測したプリント基板表面温度と初回温度計測過程で計測
したプリント基板表面温度との温度差及び初回温度計測
過程で赤外線温度センサがプリント基板の表面温度を測
定した時点と2回目温度計測過程で当該赤外線温度セン
サがプリント基板の表面温度を測定した時点との時間差
に基づいてプリント基板の熱容量代用特性値を求め、目
標温度と初回温度計測過程で測定したプリント基板表面
温度との差及び上記熱容量代用特性値からヒータ温度の
補正値を推定してヒータ温度の設定値を変更する補正値
推定過程と、初回温度計測過程時と同じ搬送速度でプリ
ント基板の表面温度を測定する3回目温度計測過程とを
設定し、3回目温度計測過程で測定されたプリント基板
の表面温度と目標温度との差が予め設定してある許容範
囲にあると、変更されたヒータ温度の設定値を登録し、
許容範囲外にあると、補正値推定過程と3回目温度測定
過程とを3回目温度計測過程で測定されるプリント基板
の表面温度と目標温度との差が許容範囲内に入るまで繰
り返すことを特徴とする。
According to an eighth aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the infrared temperature sensor measures the surface temperature of a printed circuit board in the furnace from outside the furnace through an opening window provided in the furnace body of the reflow furnace. The opening of the opening window is characterized by being sealed and closed by a filter that transmits infrared rays. According to a ninth aspect of the present invention, in the second or third aspect, the means for creating a temperature profile sets the heater temperature so as to be lower than the input target temperature and reduces the surface temperature of the printed circuit board. Under the same conditions as the initial temperature measurement process to be measured and the heater temperature conditions during the initial temperature measurement process, measure the surface temperature of the printed circuit board by making the transport speed of the printed circuit board slower than the transport speed during the initial temperature measurement process. The second temperature measurement process, the temperature difference between the printed circuit board surface temperature measured in the second temperature measurement process and the printed circuit board surface temperature measured in the first temperature measurement process, and the infrared temperature sensor used by the infrared temperature sensor in the first temperature measurement process Based on the time difference between the time when the temperature of the printed circuit board was measured and the time when the infrared temperature sensor measured the surface temperature of the printed circuit board in the second temperature measurement process. The heat capacity substitute characteristic value is obtained, and the heater temperature correction value is estimated from the difference between the target temperature and the printed circuit board surface temperature measured in the initial temperature measurement process and the heat capacity substitute characteristic value to change the heater temperature set value. A value estimation process and a third temperature measurement process for measuring the surface temperature of the printed circuit board at the same transport speed as in the initial temperature measurement process are set, and the surface temperature of the printed circuit board and the target temperature measured in the third temperature measurement process are set. If the difference is within a preset allowable range, the changed heater temperature set value is registered,
If the temperature is outside the allowable range, the correction value estimation process and the third temperature measurement process are repeated until the difference between the surface temperature of the printed circuit board measured in the third temperature measurement process and the target temperature falls within the allowable range. And

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図1は本発明の一実施形態の装置全
体の構成を示しており、リフロー炉1は、予熱ゾーン1
1 乃至113 、リフローゾーン114 、冷却フローゾ
ーン115の各ゾーンと、コンベア2とを有して構成さ
れている。各ゾーン111 乃至115 はコンベア2の上
方の天井部に攪拌ファン31 乃至35 を設け、夫々のゾ
ーン111 乃至115 の空気を攪拌するようになってい
る。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a configuration of an entire apparatus according to an embodiment of the present invention.
1 1 to 11 3, the reflow zone 11 4, and each zone of the cooling flow zone 11 5, is constructed and a conveyor 2. Each zone 11 1 to 11 5 is adapted to providing agitation fan 3 1 to 3 5 at the ceiling portion of the upper conveyor 2, to agitate the air in the zone 11 1 to 11 5 of each.

【0013】また予熱ゾーン111 乃至113 はゾーン
内の雰囲気を加熱するためのフィンヒータ41 乃至43
を設けるとともに、コンベア2の上方及び下方位置に、
温度センサ(図示せず)が付設され、遠赤外線でプリン
ト基板7を加熱する赤外線ヒータ51 乃至53 を設け、
また各ゾーン111 乃至113 に対応して炉外には、ゾ
ーン111 乃至113 を通過するコンベア2上のプリン
ト基板7の表面温度を測定する赤外線温度センサ61
至63 を設け、また各予熱ゾーン111 乃至113 毎に
ゾーン内の雰囲気温度を検出する熱電対からなる温度セ
ンサ81 乃至83 を設けてあり、これら予熱ゾーン11
1 乃至113 では半田を介して部品を載置したプリント
基板7を予熱する。
[0013] preheating zone 11 1 to 11 3 fin heater 4 1 to 4 3 to heat the atmosphere in the zone
And at the upper and lower positions of the conveyor 2,
Is attached a temperature sensor (not shown) is provided an infrared heater 5 1 to 5 3 to heat the printed circuit board 7 in the far infrared,
Also the outside of the furnace in correspondence with the zone 11 1 to 11 3, provided an infrared temperature sensor 6 1 to 6 3 to measure the surface temperature of the printed circuit board 7 on the conveyor 2 which passes through the zone 11 1 to 11 3, Further, temperature sensors 8 1 to 8 3 made of thermocouples for detecting the ambient temperature in the preheating zones 11 1 to 11 3 are provided for each of the preheating zones 11 1 to 11 3.
Preheating the printed circuit board 7 mounted with the component via the solder in 1 to 11 3.

【0014】リフローゾーン114 は予熱ゾーン111
乃至113 と同様にフィンヒータ44 、赤外線ヒータ5
4 及び温度センサ84 を設けるとともに、該ゾーン11
4 を通過するコンベア2上のプリント基板7の表面温度
を検出する赤外線温度センサ64 を炉外に設けてあり、
このリフローゾーン114 ではプリント基板7と実装部
品との間を半田を溶融させる。
[0014] The reflow zone 11 4 preheating zone 11 1
To 11 3 similarly to the fin heater 4 4, infrared heaters 5
4 and provided with a temperature sensor 8 4, the zone 11
The infrared temperature sensor 6 4 for detecting the surface temperature of the printed circuit board 7 on the conveyor 2 passing 4 is provided with the furnace,
The reflow zone 11 4 in the printed circuit board 7 is melted solder between the mounted components.

【0015】冷却ゾーン115 は、プリント基板7及び
溶融した半田を攪拌ファン35 による送風により冷却し
てプリント基板7と載置された部品とを半田接続するゾ
ーンである。コンベア2は、プリント基板7をリフロー
炉1の各ゾーン111 乃至115 へ所定速度で順次搬送
して、プリント基板7を各ゾーン111 乃至115 を順
次通過させる。
The cooling zone 11. 5 is a zone for connecting the mounted and the printed circuit board 7 is cooled component soldering a printed board 7 and the molten solder by supplying air by agitation fan 35. Conveyor 2, the printed circuit board 7 to each zone 11 1 to 11 5 of the reflow furnace 1 are sequentially conveyed at a predetermined speed, sequentially pass through the respective zones 11 1 to 11 5 a printed board 7.

【0016】各予熱ゾーン111 乃至113 、リフロー
ゾーン114 に設けられた赤外線温度センサ61 乃至6
4 の検出出力は自動温度プロファイル設定部9に取り込
まれ、また各温度センサ81 乃至84 の測定出力は制御
部10に取り込まれるようになっている。自動温度プロ
ファイル設定部9は、赤外線温度センサ61 乃至64
測定出力の検出出力をA/D変換するA/Dコンバータ
20と、ファジィ制御ユニット21と、CCU22と、
プリント基板の材質、サイズ、厚み、層数及び基板に実
装する部品の密度等のプリント基板条件を入力したり、
目標温度プロファイルの設定、測定結果の表示と解析、
推奨ヒータ温度の表示と設定変更の実行、データ保存等
を行うためのアプリケーションプログラムを持ち、装置
の稼働とともに実行されるパーソナルコンピュータから
なる処理装置23とから構成され、ファジィ制御ユニッ
ト21は、目標温度と実測温度との差及び基板の熱容量
代用特性値からどのゾーン111 乃至114 のヒータ4
1 乃至44 及び51 乃至54 の設定温度を変更すれば良
いかをある一定のルールに従い自動的に決定する機能を
有している。
The infrared temperature sensor 61 to 6 provided in each preheating zone 11 1 to 11 3, the reflow zone 11 4
The detection output of 4 is received by the automatic temperature profile setting unit 9, also measuring the output of the temperature sensor 8 1 to 8 4 is adapted to be received by the control unit 10. Automatic temperature profile setting unit 9, an A / D converter 20 to the detection output A / D conversion of the measurement output of the infrared temperature sensor 6 1 to 6 4, the fuzzy control unit 21, a CCU 22,
Enter PCB conditions such as PCB material, size, thickness, number of layers and density of components mounted on the PCB,
Set target temperature profile, display and analyze measurement results,
It has an application program for displaying the recommended heater temperature, executing the setting change, and storing the data, and has a processing device 23 which is a personal computer executed when the device is operated. The fuzzy control unit 21 which zones 11 1 to 11 4 of the heater 4 from the difference and the heat capacity alternative characteristic values of the substrate and the measured temperature
It has the function of automatically determined in accordance with 1 to 4 4 and 5 1 to 5 4 fixed rule set is whether the temperature should be changes.

【0017】一方制御部10は、温度センサ81 乃至8
4 の検出温度が雰囲気温度の設定値となるようにヒータ
1 乃至44 の通電を制御し、また付設した温度センサ
の検出温度がヒータ温度の設定値となるように赤外線ヒ
ータ51 乃至54 の通電を制御してゾーンの雰囲気温度
及びヒータ温度のコントロールを行うPIDユニット3
0と、攪拌ファン31 乃至34 の回転速度の制御出力及
びコンベア2の搬送速度の制御出力を発生するD/Aコ
ンバータ31と、システム10全体の制御監視を行うと
ともに、バスを通じて自動温度プロファイル設定部9と
の間でデータの授受を行うCPU32と、ヒータ温度設
定、コンベア速度設定、攪拌ファン回転数設定と、基板
寸法入力等の諸データの入力や設定を行う入力部33
と、入力部33とCPU32との間でデータ授受を行う
ためのCCU34とで構成される。
Meanwhile the control unit 10, the temperature sensor 8 1 to 8
Fourth detection heater so that the temperature reaches the set value of the ambient temperature 4 1 to 4 to control the fourth power, also infrared heaters 5 1 to 5 so that the detected temperature of the temperature sensor reaches the set value of the heater temperature annexed PID unit 3 that controls energization of 4 and controls the ambient temperature and heater temperature of the zone
0, a D / A converter 31 for generating a control output of the rotation speed of the stirring fans 3 1 to 3 4 and a control output of the transport speed of the conveyor 2, a control monitor of the entire system 10, and an automatic temperature profile through the bus. A CPU 32 for transmitting and receiving data to and from the setting unit 9; an input unit 33 for inputting and setting various data such as a heater temperature setting, a conveyor speed setting, a stirring fan speed setting, and a substrate dimension input.
And a CCU 34 for exchanging data between the input unit 33 and the CPU 32.

【0018】ここで、本実施形態の赤外線温度センサ6
1 乃至64 は、リフロー炉1外の上部に取り付けるが、
熱に対する保護と、炉内に窒素ガスを導入してN2 リフ
ローとして使用する場合を考慮して気密性とが要求され
ることから、図2に示すように赤外線温度センサ6を冷
却ファン46で冷却するとともに、リフロー炉1の炉体
1aの赤外線温度センサ6が臨む開口窓1bを赤外線を
透過する弗化バリウムからなるフィルタ40で密封閉塞
してある。41は気密を保つためのパッキン、42は開
口窓1bのフィルタ40を締め付け固定するための枠で
ある。また炉内は半田付けのためのフラックスのミスト
が発生し、これがフィルタ40の炉内側面に付着してく
る。この付着を防止するために、本実施形態では、上記
開口窓1bの炉内側開口に一端が結合されるようにパイ
プ43を取り付け、炉外からパイプ43内にエアー又は
2 ガスを導入してエアーやN2 のブローによりフラッ
クスがフィルタ40の炉内側面へ侵入するのを防ぐよう
になっている。44は一端がパイプ43内に連通し、他
端側がバルブ45を介して外部に導出され、エアやN2
をパイプ43に吹き込むための連通パイプである。
Here, the infrared temperature sensor 6 of the present embodiment
1-6 4 is attached to the upper portion of the outside reflow furnace 1,
Since protection against heat and airtightness are required in consideration of the case where nitrogen gas is introduced into the furnace and used as N 2 reflow, the infrared temperature sensor 6 is cooled by the cooling fan 46 as shown in FIG. While cooling, the opening window 1b of the furnace body 1a of the reflow furnace 1 facing the infrared temperature sensor 6 is hermetically closed with a filter 40 made of barium fluoride that transmits infrared rays. Reference numeral 41 denotes a packing for maintaining airtightness, and reference numeral 42 denotes a frame for fastening and fixing the filter 40 in the opening window 1b. In the furnace, flux mist for soldering is generated and adheres to the furnace inner surface of the filter 40. In order to prevent this adhesion, in the present embodiment, the pipe 43 is attached so that one end is connected to the inside of the furnace of the opening window 1b, and air or N 2 gas is introduced into the pipe 43 from outside the furnace. The flux is prevented from entering the furnace inner surface of the filter 40 by blowing of air or N 2 . 44 has one end communicates with the pipe 43, the other end is led outside through the valve 45, air and N 2
Is a communication pipe for injecting into the pipe 43.

【0019】ところで、一般にリフロー半田付け装置で
は実装プリント基板7の種々のサイズに対応しなければ
ならないことから、コンベア2の幅が可変できるように
なっている。つまりコンベア2は並行するコンベア部か
らなり、両側コンベア部に実装プリント基板の両側を載
せて移動させるようになっている。そして一方側のコン
ベア部を基準コンベア部とし、他方のコンベア部を基準
コンベア部に対して近接離反自在としてコンベア2とし
ての幅を可変できるようになっている。従って本実施形
態では、図3に示すように赤外線温度センサー6の温度
測定範囲X(約φ30)の位置を基準側コンベア部2a
側に接近し且つゾーンを通過したプリント基板7の表面
温度を測定するために設置されるゾーンの終端部位の位
置としてある。
By the way, in general, the reflow soldering apparatus has to correspond to various sizes of the mounting printed circuit board 7, so that the width of the conveyor 2 can be changed. In other words, the conveyor 2 is made up of parallel conveyor sections, and both sides of the printed circuit board are placed on the conveyor sections on both sides and moved. The one conveyor unit is used as a reference conveyor unit, and the other conveyor unit is allowed to approach and separate from the reference conveyor unit so that the width of the conveyor 2 can be changed. Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 3, the position of the temperature measurement range X (about φ30) of the infrared temperature sensor 6 is set to the reference side conveyor portion 2a.
This is the position of the end portion of the zone installed for measuring the surface temperature of the printed circuit board 7 approaching the side and passing through the zone.

【0020】またプリント基板7は図4(a)に示すよ
うに任意の場所に切欠7aや抜きがあるため、赤外線温
度センサー6の温度測定範囲X内に切欠7aや抜きの部
分が通過することがある。この場合でも基板温度として
再現性のある値を得る方法として、プリント基板7が赤
外線温度センサー6の下を通過する場合は一般の測定値
が図4(b)に示すように変化するために最大値又は最
大値付近の平均値を基板温度として採用するようになっ
ている。
Since the printed circuit board 7 has a notch 7a or a cutout at an arbitrary position as shown in FIG. 4A, the cutout 7a or the cutout may pass through the temperature measurement range X of the infrared temperature sensor 6. There is. Even in this case, as a method of obtaining a reproducible value as the substrate temperature, when the printed circuit board 7 passes under the infrared temperature sensor 6, the general measured value changes as shown in FIG. The value or the average value near the maximum value is adopted as the substrate temperature.

【0021】つまり自動温度プロファイル設定部9の処
理装置23では、A/Dコンバータ20で取り込まれた
測定温度データを、プリント基板7が赤外線温度センサ
ー6の下に到着し、通過し終わるまで測定値をサンプリ
ングし、上記のように最大値或いはその付近の平均値求
めて、測定温度としている。プリント基板7が赤外線温
度センサー6の下に到着して通過し終わったというタイ
ミングは、次のように検出している。つまり、通常プリ
ント基板7が赤外線温度センサー7の下に来ない場合に
は、放射率が低く、見掛け上の赤外線温度センサー7の
測定値が低くでる。実施形態では例えば図5(a)に示
すようにコンベア2の下側に鏡面のアルミニュウム板4
7を設置し、赤外線温度センサー6はプリント基板7が
下に来ない状態ではこのアルミニュウム板47の表面温
度を測定し、プリント基板7が通過するときは測定温度
が上昇するため、図5(b)に示すように予め設定した
通過判定用温度レベルLaより高い温度が測定されてい
る間、基板通過中と判定するようにしてある。
That is, the processing unit 23 of the automatic temperature profile setting unit 9 converts the measured temperature data captured by the A / D converter 20 into measured values until the printed circuit board 7 arrives below the infrared temperature sensor 6 and finishes passing therethrough. Is sampled, and a maximum value or an average value around the maximum value is obtained as described above, and is used as a measured temperature. The timing at which the printed circuit board 7 arrives below the infrared temperature sensor 6 and finishes passing is detected as follows. That is, when the printed circuit board 7 does not normally come under the infrared temperature sensor 7, the emissivity is low, and the apparent value measured by the infrared temperature sensor 7 is low. In the embodiment, for example, as shown in FIG.
7 and the infrared temperature sensor 6 measures the surface temperature of the aluminum plate 47 when the printed circuit board 7 does not come down, and the measured temperature rises when the printed circuit board 7 passes. As shown in ()), while the temperature higher than the preset pass determination temperature level La is being measured, it is determined that the substrate is passing.

【0022】この通過中の判定方法として、例えば図6
に示すように、リフロー炉1の入口部に基板検知のため
の例えば光電式の検知センサ48を設け、コンベア2の
速度やコンベア2の駆動軸(図示せず)に設けたスリッ
ト板による回転検出パルスを利用し、赤外線温度センサ
ー6の下をプリント基板6が通過中しているタイミング
を判定する方法を採用しても良い。
FIG. 6 shows an example of a method for determining that the vehicle is passing.
As shown in the figure, for example, a photoelectric detection sensor 48 for detecting a substrate is provided at the entrance of the reflow furnace 1 to detect the speed of the conveyor 2 and rotation by a slit plate provided on a drive shaft (not shown) of the conveyor 2. A method of using a pulse to determine the timing at which the printed circuit board 6 is passing below the infrared temperature sensor 6 may be employed.

【0023】次に本発明の特徴である温度プロファイル
を自動作成する動作を図7のフローチャートに基づいて
説明する。まずリフロー半田付け装置を稼働するに当た
って、自動温度プロファイル設定部9の処理装置23を
用いてプリント基板7の表面温度の目標温度プロファイ
ルの入力、基板情報の入力(基板の寸法、板厚さ、層
数、実装部品の搭載量等)、コンベア2の速度を入力す
る。この入力データに基づいて処理装置23では予め記
憶装置(図示せず)に格納してあるデータベースに基づ
いて初回ヒータ設定条件を設定する。
Next, the operation of automatically creating a temperature profile, which is a feature of the present invention, will be described with reference to the flowchart of FIG. First, when operating the reflow soldering apparatus, input of a target temperature profile of the surface temperature of the printed circuit board 7 and input of board information (board dimensions, board thickness, layer thickness) using the processing device 23 of the automatic temperature profile setting section 9. (Number, mounting amount of mounted components, etc.) and the speed of the conveyor 2 are input. Based on the input data, the processing device 23 sets initial heater setting conditions based on a database stored in a storage device (not shown) in advance.

【0024】この初回ヒータ設定条件により各ゾーン1
1 乃至114 の雰囲気温度、赤外線ヒータ41 乃至4
4 の温度が設定され、この設定温度に基づいて制御部1
0のPIDユニット30は赤外線ヒータ51 乃至54
設けられた温度センサ(図示せず)の測定温度が設定温
度となるように赤外線ヒータ51 乃至54 の通電の制御
を行うとともに、温度センサ81 乃至84 の測定温度が
設定温度になるようにフィンヒータ41 乃至44 の通電
の制御を行う。またCPU32によりD/Aコンバータ
31を通じてコンベア2を所期の速度で動作させるため
の制御出力をコンベア2の駆動モータ(図示せず)へ出
力するとともに、攪拌ファン31 乃至35 を所定回転数
で回転させるための制御出力を攪拌ファン31 乃至35
の駆動モータ(図示せず)へ出力する。
According to the initial heater setting conditions, each zone 1
1 1 to 11 4 of the ambient temperature, the infrared heater 4 1 to 4
4 is set, and the control unit 1 is set based on the set temperature.
PID unit 30 0 performs control of energization of the infrared heaters 5 1 to 5 4 to measure the temperature of the temperature sensor disposed in an infrared heater 5 1 to 5 4 (not shown) is the set temperature, the temperature measurement temperature sensor 8 1 to 8 4 performs control of energization of the fin heater 4 1 to 4 4 so that the set temperature. The outputs through the D / A converter 31 a control output for operating the conveyor 2 at the desired speed to the drive motor of the conveyor 2 (not shown) by CPU 32, the predetermined rotational speed stirring fan 3 1 to 3 5 stirring fan 3 1 to 3 5 a control output for in rotating
To a drive motor (not shown).

【0025】而して各ゾーン111 乃至114 の雰囲気
温度が安定したことがPIDユニット30を通じて温度
センサ81 乃至84 の測定温度より確認されると、処理
装置23は、赤外線温度センサ41 乃至44 による温度
測定を行う。つまりコンベア2により各ゾーン111
至114 に於いてコンベア2により搬送されてくるプリ
ント基板7の表面温度の測定を行う(初回温度計測)。
When it is confirmed from the measured temperatures of the temperature sensors 8 1 to 8 4 through the PID unit 30 that the ambient temperature of each of the zones 11 1 to 11 4 has been stabilized, the processing device 23 sets the infrared temperature sensor 4 measure temperature by 1 to 4 4. That at the conveyor 2 in each zone 11 1 to 11 4 to measure the surface temperature of the printed circuit board 7 which is conveyed by a conveyor 2 (first temperature measurement).

【0026】この場合上記初回ヒータ設定条件では、プ
リント基板7の表面温度が目標温度よりも予め低くなる
ように条件設定が為されている。図7は予熱ゾーン11
1 において移動しつつあるプリント基板7の表面温度
と、赤外線温度センサ41 の表面温度測定のタイミング
を示しており、イは目標温度プロファイルに基づいたプ
リント基板7の表面温度の推移を、またロは初回温度計
測時のプリント基板7の表面温度の推移を示し、図にお
いてaは入力された目標温度、bは初回温度計測で測定
した温度を示す。
In this case, the first heater setting conditions are set so that the surface temperature of the printed circuit board 7 is lower than the target temperature in advance. FIG. 7 shows the preheating zone 11.
And the surface temperature of the printed circuit board 7 is moving at 1 shows the timing of the infrared temperature sensor 4 1 of the surface temperature measurement, it is the transition of the surface temperature of the printed circuit board 7 based on the target temperature profile, Mataro Shows the transition of the surface temperature of the printed circuit board 7 at the time of the initial temperature measurement. In the figure, a shows the input target temperature, and b shows the temperature measured by the initial temperature measurement.

【0027】次に、基板熱容量の推定を行うために、コ
ンベア2の速度を初期設定値よりも遅い側に設定し、初
回ヒータ設定条件にて、プリント基板7の表面温度の測
定を行う(2回目温度計測)。図7のハはこの2回目温
度計測時の予熱ゾーン111に於けるプリント基板7の
表面温度の推移を示す。この2回目の温度計測の場合、
プリント基板7の搬送が開始されてから、各ゾーン11
1 乃至114 において、赤外線温度センサ41 乃至44
が下を通過するプリント基板7の表面温度を測定するま
でのタイミングは初回時より2回目の方が遅くなる(図
7においてはΔtだけ遅れて温度測定がなされ、図中c
はその2回目温度計測で測定した温度を示す)。つまり
各ゾーン111 乃至114 の通過時間が長くなるため、
より高い温度測定値が得られる。
Next, in order to estimate the heat capacity of the substrate, the speed of the conveyor 2 is set to a side lower than the initial set value, and the surface temperature of the printed circuit board 7 is measured under the initial heater setting conditions (2). Second temperature measurement). Ha Figure 7 shows the transition of the surface temperature of at the printed circuit board 7 to the preheating zone 11 1 during the second temperature measurement. In the case of this second temperature measurement,
After the transfer of the printed circuit board 7 is started, each zone 11
In 1 to 11 4, the infrared temperature sensor 4 1 to 4 4
The timing for measuring the surface temperature of the printed circuit board 7 passing below is later in the second time than in the first time (the temperature is measured with a delay of Δt in FIG. 7 and c in the figure).
Indicates the temperature measured in the second temperature measurement). That because the transit time in each zone 11 1 to 11 4 becomes longer,
Higher temperature measurements are obtained.

【0028】処理装置23は初回の測定結果と、2回目
の測定結果より測定タイミングの差Δt秒の間に上昇し
た温度ΔTを求め、このΔTを分母とし、差Δtを分子
として、プリント基板7を1℃上げるのに何秒かかるか
を求め、この求めた値に各ゾーン111 乃至114 のヒ
ータ容量に関する所定の定数Kを乗じ〔K・(Δt/Δ
T)〕た値をプリント基板7の熱容量に関する間接的な
代用特性値として採用する。
The processing unit 23 obtains the temperature ΔT that has risen during the measurement timing difference Δt seconds from the first measurement result and the second measurement result, and uses the ΔT as a denominator, the difference Δt as a numerator, and the printed circuit board 7. asking whether such many seconds to raise 1 ° C., multiplied by a predetermined constant K related heating capacity of each zone 11 1 to 11 4 in the obtained value [K · (Δt / Δ
T)] is adopted as an indirect substitute characteristic value relating to the heat capacity of the printed circuit board 7.

【0029】次に初回の測定温度bと目標温度aの差Δ
Dと上記K・(Δt/ΔT)の値を基にファジィ制御ユ
ニット21では図8に示すようにファジィ推論に基づく
ルールに従い、各ゾーン111 乃至114 における雰囲
気設定温度値と、赤外線ヒータ51 乃至54 の設定温度
値の変更を行う。つまり入力された目標温度プロファイ
ルに、実測により得られた温度プロファイルとが一致す
るように設定値を補正変更する処理を行うのである。
Next, the difference Δ between the first measured temperature b and the target temperature a
According D and the K · (Δt / ΔT) value based on the fuzzy inference, as shown in the fuzzy control unit 21 in FIG. 8 based on rules, and the ambient set temperature in each zone 11 1 to 11 4, the infrared heaters 5 1 to make a change of 5 4 set temperature value. That is, a process of correcting and changing the set value is performed so that the temperature profile obtained by the actual measurement matches the input target temperature profile.

【0030】ここでファジィ制御ユニット21は、ΔD
と、K・(Δt/ΔT)に対して所定温度の適正な補正
幅をルール化したルールテーブルを備えている。つまり
温度差ΔDが大きく、代用特性値が小さいときには各設
定温度を少し引き上げるように補正し、温度差ΔDが小
さく、代用特性値が大きいとき、各設定温度を大きく引
き上げるように補正し、また温度差ΔDが小さく、代用
特性値が小さい時には、所定温度を少し引き上げるよう
に補正するといようにルール化されたルールテーブルを
備え、ファジィ制御ユニット21はこのルールテーブル
に基づいて補正値を推定し、この補正値に基づいて上記
各ゾーン111 乃至114 における雰囲気設定温度値
と、赤外線ヒータ51 乃至54 の設定温度値の変更を行
うのである。
Here, the fuzzy control unit 21 calculates ΔD
And a rule table in which an appropriate correction width of a predetermined temperature is ruled for K · (Δt / ΔT). That is, when the temperature difference ΔD is large and the substitute characteristic value is small, correction is made so that each set temperature is raised slightly. When the temperature difference ΔD is small and the substitute characteristic value is large, correction is made so that each set temperature is raised greatly. When the difference ΔD is small and the substitute characteristic value is small, there is provided a rule table that is made into a rule so that correction is made to slightly raise the predetermined temperature, and the fuzzy control unit 21 estimates a correction value based on this rule table, and the ambient temperature setting value in the respective zones 11 1 to 11 4 on the basis of the correction value is performed to change the set temperature of the infrared heater 5 1 to 5 4.

【0031】次にこの設定値の変更に基づいてPIDユ
ニット30は温度センサ81 乃至84 の検出温度が変更
された設定値となるようにフィンヒータ41 乃至44
通電を制御するとともに、付設した温度センサの検出温
度が設定値となるように赤外線ヒータ51 乃至54 の通
電を制御する。そして雰囲気温度及びヒータ温度が安定
したことが制御部10側で確認されると、安定確認情報
に基づいて処理装置23は3回目の温度計測を行い、目
標温度と測定温度との差ΔDを求め、この差ΔDが予め
設定してある許容範囲内であれば、上記変更した設定温
度値をデータとして登録し、引き続いて行われるプリン
ト基板7のリフロー半田付け時の各ゾーン111 乃至1
4 の雰囲気温度と、赤外線ヒータ51 乃至54 の温度
とが登録データに基づいてPIDユニット30に設定値
として設定され、温度センサ81乃至84 及び赤外線ヒ
ータ51 乃至54 の付設温度センサの検出温度が夫々の
設定値に一致するようにPIDユニット10はフィンヒ
ータ41 乃至44 及び赤外線ヒータ51 乃至54 の通電
を制御し、プリント基板7の表面温度が目標温度に近づ
くように、雰囲気温度及びヒータ温度を制御して、良好
なリフロー半田付けを可能とする。
[0031] Then with PID unit 30 controls the energization of the fin heater 4 1 to 4 4 so that the set value temperature detected by the temperature sensor 8 1 to 8 4 is changed based on the change of the set value , controls the energization of the infrared heaters 5 1 to 5 4, as the temperature detected by the temperature sensors attached becomes the set value. When the controller 10 confirms that the ambient temperature and the heater temperature are stabilized, the processing device 23 performs a third temperature measurement based on the stability confirmation information, and obtains a difference ΔD between the target temperature and the measured temperature. if within the allowable range this difference ΔD is set in advance, the changes were set temperature value is registered as a data, followed by the zones 11 1 to 1 at the time of reflow soldering of the printed circuit board 7 to be performed
1 4 and the ambient temperature, the temperature of the infrared heater 5 1 to 5 4 are set as the set value in the PID unit 30 based on the registration data, to attach a temperature sensor 8 1 to 8 4 and an infrared heater 5 1 to 5 4 PID unit 10 so that the detected temperature of the temperature sensor becomes equal to the set value of the respective controls the energization of the fin heater 4 1 to 4 4 and an infrared heater 5 1 to 5 4, the surface temperature of the printed circuit board 7 to the target temperature By controlling the ambient temperature and the heater temperature so as to approach, good reflow soldering is enabled.

【0032】尚上記差ΔDが許容範囲を逸脱していれ
ば、一つ前のファジィ推論によるヒータ温度設定値変更
のステップを繰り返し、最終的に最適な設定温度値が得
られることになる。
If the difference ΔD is out of the allowable range, the step of changing the heater temperature set value based on the immediately preceding fuzzy inference is repeated to finally obtain the optimum set temperature value.

【0033】[0033]

【発明の効果】請求項1の発明は、半田を介して部品を
載置したプリント基板を予熱する予熱ゾーン及び半田を
溶融するリフロゾーンの各ゾーンを少なくとも設けたリ
フロー炉と、各ゾーン毎に設けられたヒータの温度を夫
々所定温度に設定する手段と、プリント基板を搬送して
各ゾーンを順次通過させる搬送手段とを備えたリフロー
半田付け装置において、各ゾーンに対応して設けられ、
各ゾーンの通過後のプリント基板の表面温度を測定する
赤外線温度センサと、該赤外線温度センサの測定温度か
ら各ゾーンのヒータ温度の設定値変更のための温度プロ
ファイルを作成する手段とを備えたので、従来のように
プリント基板に熱電対を取り付けて温度測定をするため
の試料を作成する必要や、熱電対によるプリント基板の
表面温度の測定とヒータ温度設定変更とを人手によって
繰り返して行う必要がなくなり、短時間に且つ自動的に
最適なヒータ温度の設定値を得るための温度プロファイ
ルを得ることができるという効果がある。
According to the first aspect of the present invention, there is provided a reflow furnace provided with at least a preheating zone for preheating a printed circuit board on which components are mounted via solder and a reflow zone for melting solder, and a reflow furnace provided for each zone. In a reflow soldering apparatus provided with means for setting the temperature of each of the heaters to a predetermined temperature, and transport means for transporting the printed circuit board and sequentially passing through each zone, provided for each zone,
Since there are provided an infrared temperature sensor for measuring the surface temperature of the printed circuit board after passing through each zone, and means for creating a temperature profile for changing the set value of the heater temperature of each zone from the measured temperature of the infrared temperature sensor. It is necessary to prepare a sample for temperature measurement by attaching a thermocouple to a printed circuit board as in the past, and it is necessary to repeatedly measure the surface temperature of the printed circuit board with a thermocouple and change the heater temperature manually. Therefore, there is an effect that a temperature profile for automatically obtaining an optimal heater temperature set value can be obtained in a short time and automatically.

【0034】請求項2の発明は、請求項1の発明におい
て、温度プロファイルを作成する手段には、初期入力さ
れたプリント基板の情報と、赤外線温度センサによって
測定されたプリント基板表面の温度を基に作成された温
度プロファイルが、目標値として入力された温度プロフ
ァイルに一致するように、各ゾーンのヒータ温度の設定
値変更を行うための補正手段を備えているので、上記効
果に加え自動的に最適な設定値に補正変更できるという
効果がある。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the means for creating the temperature profile includes information on the printed circuit board initially input and the temperature of the printed circuit board surface measured by the infrared temperature sensor. In order to make the temperature profile created in (1) match the temperature profile entered as the target value, the temperature profile is provided with correction means for changing the set value of the heater temperature of each zone. There is an effect that the correction can be changed to the optimal set value.

【0035】請求項3の発明は、請求項2の発明におい
て、上記補正手段が、補正幅をルール化したルールテー
ブルに基づいてファジィ推論によりヒータ温度の補正値
を推定するファジィ制御手段から成るので、ヒータ温度
を適正な値に補正することができ、プリント基板の表面
温度を目標温度に精度良く近づけることができるという
効果がある。
According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, the correction means comprises fuzzy control means for estimating a heater temperature correction value by fuzzy inference based on a rule table in which a correction width is ruled. Thus, the heater temperature can be corrected to an appropriate value, and the surface temperature of the printed circuit board can be brought close to the target temperature with high accuracy.

【0036】請求項4の発明は、請求項1の発明におい
て、プリント基板の幅に応じてコンベア幅を可変できる
ように並行するコンベア部からなるコンベアで搬送手段
を構成し、各ゾーンに対応する赤外線温度センサの測定
範囲を、コンベア幅の可変時に固定側となるのコンベア
部近傍に設定してあるので、コンバア幅の変更によって
も、赤外線温度センサの測定位置を変更する必要がな
く、そのため各種サイズのプリント基板に対応すること
ができるという効果がある。
According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the conveying means is constituted by a conveyor comprising parallel conveyor portions so that the width of the conveyor can be varied according to the width of the printed circuit board. Since the measurement range of the infrared temperature sensor is set near the conveyor part which is fixed when the conveyor width is variable, it is not necessary to change the measurement position of the infrared temperature sensor even by changing the conveyor width. There is an effect that a printed circuit board having a size can be accommodated.

【0037】請求項5の発明は、請求項1の発明におい
て、赤外線温度センサの測定範囲をプリント基板が通過
し始めてから終了するまでの測定温度をサンプリングし
て、そのサンプリングした測定温度中最大値若しくは最
大値付近の平均値をプリント基板の表面温度として採用
するので、プリント基板に切欠、孔等があってその部位
が赤外線温度センサの測定範囲を通過しても、影響を受
けることなく、プリント基板表面の温度測定ができると
いう効果がある。
According to a fifth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, a measurement temperature is sampled from the time when the printed circuit board starts passing through the measurement range of the infrared temperature sensor until the end thereof, and the maximum value among the sampled measurement temperatures is obtained. Or, since the average value near the maximum value is adopted as the surface temperature of the printed circuit board, even if the printed circuit board has cutouts, holes, etc., and that part passes through the measurement range of the infrared temperature sensor, it is not affected There is an effect that the temperature of the substrate surface can be measured.

【0038】請求項6の発明は、請求項5の発明におい
て、赤外線温度センサの測定範囲をプリント基板が通過
中であることを、赤外線温度センサの測定温度が予め設
定された温度レベルを越えていることを検出することに
より判定するので、赤外線温度センサによる温度検出タ
イミングを確実にとることができるという効果がある。
According to a sixth aspect of the present invention, in the fifth aspect of the present invention, it is determined that the printed circuit board is passing through the measurement range of the infrared temperature sensor when the measured temperature of the infrared temperature sensor exceeds a preset temperature level. Since the determination is made by detecting that the temperature is detected, there is an effect that the temperature detection timing by the infrared temperature sensor can be reliably obtained.

【0039】請求項7の発明は、請求項5の発明におい
て、赤外線温度センサの測定範囲をプリント基板が通過
中であることを、リフロー炉の入口部に設けた基板検知
センサからの検知信号の入力時点から、当該赤外線温度
センサの測定範囲に到達してから通過終了までに要する
経過時間を搬送手段の搬送速度から計算若しくは測定し
て判定するので、赤外線温度センサによる温度検出タイ
ミングを確実にとることができるという効果がある。
According to a seventh aspect of the present invention, in the fifth aspect of the present invention, the fact that the printed board is passing through the measurement range of the infrared temperature sensor is determined by detecting the detection signal from the board detection sensor provided at the entrance of the reflow furnace. From the input time, the elapsed time required from reaching the measurement range of the infrared temperature sensor to the end of the passage is calculated or measured from the transport speed of the transport means, and the temperature detection timing by the infrared temperature sensor is reliably taken. There is an effect that can be.

【0040】請求項8の発明は、請求項1の発明におい
て、赤外線温度センサはリフロー炉の炉体に設けた開口
窓を介して炉外から炉内のプリント基板の表面温度を測
定するものであって、開口窓の開口部は赤外線を透過す
るフィルタにより封止閉塞して成るので、炉内の温度の
影響を受けることなく、赤外線温度センサによるプリン
ト基板の表面温度測定ができ、また開口窓があっても炉
内の気密性を保つことができるという効果がある。
According to an eighth aspect of the present invention, in the first aspect, the infrared temperature sensor measures the surface temperature of the printed circuit board in the furnace from outside the furnace through an opening window provided in the furnace body of the reflow furnace. Since the opening of the opening window is sealed and closed by a filter that transmits infrared light, the surface temperature of the printed circuit board can be measured by an infrared temperature sensor without being affected by the furnace temperature. Even if there is, there is an effect that the airtightness in the furnace can be maintained.

【0041】請求項9の発明では、請求項2又は3の発
明において、温度プロファイルを作成する手段は、入力
されている目標温度よりも低い温度となるようにヒータ
温度を設定してプリント基板の表面温度を測定する初回
温度計測過程と、初回温度計測過程時のヒータ温度条件
と同じ条件下で、プリント基板の搬送速度を初回温度計
測過程時の搬送速度よりも遅くしてプリント基板の表面
温度を測定する2回目温度計測過程と、2回目温度計測
過程で計測したプリント基板表面温度と初回温度計測過
程で計測したプリント基板表面温度との温度差及び初回
温度計測過程で赤外線温度センサがプリント基板の表面
温度を測定した時点と2回目温度計測過程で当該赤外線
温度センサがプリント基板の表面温度を測定した時点と
の時間差に基づいてプリント基板の熱容量代用特性値を
求め、目標温度と初回温度計測過程で測定したプリント
基板表面温度との差及び上記熱容量代用特性値からヒー
タ温度の補正値を推定してヒータ温度の設定値を変更す
る補正値推定過程と、初回温度計測過程時と同じ搬送速
度でプリント基板の表面温度を測定する3回目温度計測
過程とを設定し、3回目温度計測過程で測定されたプリ
ント基板の表面温度と目標温度との差が予め設定してあ
る許容範囲にあると、変更されたヒータ温度の設定値を
登録し、許容範囲外にあると、補正値推定過程と3回目
温度測定過程とを3回目温度計測過程で測定されるプリ
ント基板の表面温度と目標温度との差が許容範囲内に入
るまで繰り返すので、設定温度の補正を適正に行え、プ
リント基板表面の温度を目標温度に更に精度良く近づけ
ることができるという効果がある。
According to a ninth aspect of the present invention, in the second or third aspect of the present invention, the means for creating the temperature profile sets the heater temperature so that the temperature is lower than the input target temperature, and Under the same conditions as the initial temperature measurement process for measuring the surface temperature and the heater temperature conditions during the initial temperature measurement process, make the transport speed of the printed circuit board slower than the transport speed during the initial temperature measurement process to reduce the surface temperature of the printed circuit board. The temperature difference between the printed circuit board surface temperature measured in the second temperature measurement process and the printed circuit board surface temperature measured in the first temperature measurement process, and the infrared temperature sensor in the first temperature measurement process Based on the time difference between the time when the surface temperature of the printed circuit board was measured and the time when the infrared temperature sensor measured the surface temperature of the printed circuit board in the second temperature measurement process. Determine the heat capacity substitute characteristic value of the printed circuit board, change the heater temperature set value by estimating the heater temperature correction value from the difference between the target temperature and the printed circuit board surface temperature measured in the initial temperature measurement process and the above heat capacity substitute characteristic value A correction value estimating process to be performed and a third temperature measuring process of measuring the surface temperature of the printed circuit board at the same transport speed as the initial temperature measuring process are set, and the surface temperature of the printed circuit board measured in the third temperature measuring process and If the difference from the target temperature is within a preset allowable range, the set value of the changed heater temperature is registered. If the difference is outside the allowable range, the correction value estimation process and the third temperature measurement process are performed for the third time. It repeats until the difference between the surface temperature of the printed circuit board measured in the temperature measurement process and the target temperature falls within the allowable range, so that the set temperature can be properly corrected and the temperature of the printed circuit board surface can be adjusted to the target temperature. There is an effect that it is possible to approach accurately on.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の装置全体の概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of the entire apparatus of the present invention.

【図2】同上の要部の拡大断面図である。FIG. 2 is an enlarged sectional view of a main part of the above.

【図3】同上の赤外線温度センサとコンベアとの位置関
係説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram of a positional relationship between the infrared temperature sensor and the conveyor according to the first embodiment.

【図4】同上の赤外線温度センサの温度測定の説明図で
ある。
FIG. 4 is an explanatory diagram of temperature measurement by the infrared temperature sensor according to the first embodiment;

【図5】同上のプリント基板が赤外線温度センサの測定
範囲を通過していることを検出する方法の説明図であ
る。
FIG. 5 is an explanatory diagram of a method for detecting that the printed circuit board passes through the measurement range of the infrared temperature sensor.

【図6】同上のプリント基板が赤外線温度センサの測定
範囲を通過していることを検出する別の方法の説明図で
ある。
FIG. 6 is an explanatory diagram of another method for detecting that the printed circuit board passes the measurement range of the infrared temperature sensor.

【図7】同上の自動温度プロファイル作成説明用のフロ
ーチャートである。
FIG. 7 is a flowchart for explaining automatic temperature profile creation according to the first embodiment;

【図8】同上の温度測定過程の説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram of a temperature measuring process according to the embodiment.

【図9】同上のファジ制御ユニットの動作説明図であ
る。
FIG. 9 is an explanatory diagram of the operation of the fuzzy control unit of the above.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 リフロー炉 2 コンベア 31 … 攪拌ファン 41 … フィンヒータ 51 … 赤外線ヒータ 61 … 赤外線温度センサ 7 プリント基板 81 … 温度センサ 9 自動温度プロファイル設定部 10 制御部 111 … ゾーン 20 A/Dコンバータ 21 ファジィ制御ユニット 22 CCU 23 処理装置 30 PIDユニット 31 D/Aコンバータ 32 CPU 33 入力部 34 CCUDESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Reflow furnace 2 Conveyor 3 1 ... Stirrer fan 4 1 ... Fin heater 5 1 ... Infrared heater 6 1 ... Infrared temperature sensor 7 Printed circuit board 8 1 ... Temperature sensor 9 Automatic temperature profile setting part 10 Control part 11 1 ... Zone 20 A / D converter 21 Fuzzy control unit 22 CCU 23 Processing unit 30 PID unit 31 D / A converter 32 CPU 33 Input unit 34 CCU

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】半田を介して部品を載置したプリント基板
を予熱する予熱ゾーン及び半田を溶融するリフロゾーン
の各ゾーンを少なくとも設けたリフロー炉と、各ゾーン
毎に設けられたヒータの温度を夫々所定温度に設定する
手段と、プリント基板を搬送して各ゾーンを順次通過さ
せる搬送手段とを備えたリフロー半田付け装置におい
て、各ゾーンに対応して設けられ、各ゾーンの通過後の
プリント基板の表面温度を測定する赤外線温度センサ
と、該赤外線温度センサの測定温度から各ゾーンのヒー
タ温度の設定値変更のための温度プロファイルを作成す
る手段とを備えたことを特徴とするリフロー半田付け装
置。
The temperature of a reflow furnace provided with at least a preheating zone for preheating a printed circuit board on which components are mounted via solder and a reflow zone for melting solder, and the temperature of a heater provided for each zone, respectively. In a reflow soldering apparatus provided with a means for setting a predetermined temperature and a transport means for transporting a printed circuit board and sequentially passing through each zone, the reflow soldering apparatus is provided corresponding to each zone, and the printed circuit board after passing through each zone is provided. A reflow soldering apparatus, comprising: an infrared temperature sensor for measuring a surface temperature; and means for creating a temperature profile for changing a set value of a heater temperature in each zone from a temperature measured by the infrared temperature sensor.
【請求項2】温度プロファイルを作成する手段には、初
期入力されたプリント基板の情報と、赤外線温度センサ
によって測定されたプリント基板表面の温度を基に作成
された温度プロファイルが、目標値として入力された温
度プロファイルに一致するように、各ゾーンのヒータ温
度の設定値変更を行うための補正手段を備えていること
を特徴とする請求項1記載のリフロー半田付け装置。
2. A means for creating a temperature profile includes, as target values, information on a printed circuit board initially input and a temperature profile created based on the temperature of the printed circuit board surface measured by an infrared temperature sensor. 2. The reflow soldering apparatus according to claim 1, further comprising a correction unit for changing a set value of a heater temperature of each zone so as to match the set temperature profile.
【請求項3】上記補正手段が、補正幅をルール化したル
ールテーブルに基づいてファジィ推論によりヒータ温度
の補正値を推定するファジィ制御手段から成ることを特
徴とする請求項2記載のリフロー半田付け装置。
3. The reflow soldering device according to claim 2, wherein said correction means comprises fuzzy control means for estimating a correction value of the heater temperature by fuzzy inference based on a rule table in which the correction width is ruled. apparatus.
【請求項4】プリント基板の幅に応じてコンベア幅を可
変できるように並行するコンベア部からなるコンベアで
搬送手段を構成し、各ゾーンに対応する赤外線温度セン
サの測定範囲を、コンベア幅の可変時に固定側となるの
コンベア部近傍に設定して成ることを特徴とする請求項
1記載のリフロー半田付け装置。
4. A conveyor comprising parallel conveyor sections so that the conveyor width can be varied according to the width of the printed circuit board, and the measuring range of the infrared temperature sensor corresponding to each zone is adjusted by changing the conveyor width. 2. The reflow soldering apparatus according to claim 1, wherein the reflow soldering apparatus is set near a conveyor part which is sometimes fixed.
【請求項5】赤外線温度センサの測定範囲をプリント基
板が通過し始めてから終了するまでの測定温度をサンプ
リングして、そのサンプリングした測定温度中最大値若
しくは最大値付近の平均値をプリント基板の表面温度と
して採用することを特徴とする請求項1記載のリフロー
半田付け装置。
5. The method according to claim 1, further comprising: sampling a measurement temperature from a time when the printed circuit board starts passing through the measurement range of the infrared temperature sensor until the end of the measurement; The reflow soldering apparatus according to claim 1, wherein the reflow soldering apparatus is employed as a temperature.
【請求項6】赤外線温度センサの測定範囲をプリント基
板が通過中であることを、赤外線温度センサの測定温度
が予め設定された温度レベルを越えていることを検出す
ることにより判定することを特徴とする請求項5記載の
リフロー半田付け装置。
6. A method for determining whether a printed circuit board is passing through a measurement range of an infrared temperature sensor by detecting that a measurement temperature of the infrared temperature sensor exceeds a preset temperature level. The reflow soldering apparatus according to claim 5, wherein
【請求項7】赤外線温度センサの測定範囲をプリント基
板が通過中であることを、リフロー炉の入口部に設けた
基板検知センサからの検知信号の入力時点から、当該赤
外線温度センサの測定範囲に到達してから通過終了まで
に要する経過時間を搬送手段の搬送速度から計算若しく
は測定して判定することを特徴とする請求項5記載のリ
フロー半田付け装置。
7. The fact that the printed circuit board is passing through the measurement range of the infrared temperature sensor is determined to be within the measurement range of the infrared temperature sensor from the time when a detection signal is input from the substrate detection sensor provided at the entrance of the reflow furnace. 6. The reflow soldering apparatus according to claim 5, wherein an elapsed time required from the arrival to the end of the passage is calculated or measured from the transport speed of the transport means.
【請求項8】赤外線温度センサはリフロー炉の炉体に設
けた開口窓を介して炉外から炉内のプリント基板の表面
温度を測定するものであって、開口窓の開口部は赤外線
を透過するフィルタにより封止閉塞して成ることを特徴
とする請求項1記載のリフロー半田付け装置。
8. An infrared temperature sensor for measuring the surface temperature of a printed circuit board in the furnace from outside the furnace through an opening window provided in the furnace body of the reflow furnace, and the opening of the opening window transmits infrared light. 2. The reflow soldering apparatus according to claim 1, wherein the apparatus is sealed and closed by a filter.
【請求項9】温度プロファイルを作成する手段は、入力
されている目標温度よりも低い温度となるようにヒータ
温度を設定してプリント基板の表面温度を測定する初回
温度計測過程と、初回温度計測過程時のヒータ温度条件
と同じ条件下で、プリント基板の搬送速度を初回温度計
測過程時の搬送速度よりも遅くしてプリント基板の表面
温度を測定する2回目温度計測過程と、2回目温度計測
過程で計測したプリント基板表面温度と初回温度計測過
程で計測したプリント基板表面温度との温度差及び初回
温度計測過程で赤外線温度センサがプリント基板の表面
温度を測定した時点と2回目温度計測過程で当該赤外線
温度センサがプリント基板の表面温度を測定した時点と
の時間差に基づいてプリント基板の熱容量代用特性値を
求め、目標温度と初回温度計測過程で測定したプリント
基板表面温度との差及び上記熱容量代用特性値からヒー
タ温度の補正値を推定してヒータ温度の設定値を変更す
る補正値推定過程と、初回温度計測過程時と同じ搬送速
度でプリント基板の表面温度を測定する3回目温度計測
過程とを設定し、3回目温度計測過程で測定されたプリ
ント基板の表面温度と目標温度との差が予め設定してあ
る許容範囲にあると、変更されたヒータ温度の設定値を
登録し、許容範囲外にあると、補正値推定過程と3回目
温度測定過程とを3回目温度計測過程で測定されるプリ
ント基板の表面温度と目標温度との差が許容範囲内に入
るまで繰り返すことを特徴とする請求項2又は3記載の
リフロー半田付け装置。
9. An initial temperature measuring step of setting a heater temperature so as to be lower than an input target temperature and measuring a surface temperature of a printed circuit board; A second temperature measurement process in which the transfer speed of the printed circuit board is made slower than the transfer speed in the initial temperature measurement process to measure the surface temperature of the printed circuit board under the same conditions as the heater temperature conditions during the process, and a second temperature measurement The temperature difference between the printed circuit board surface temperature measured in the process and the printed circuit board surface temperature measured in the first temperature measurement process, and the time when the infrared temperature sensor measures the surface temperature of the printed circuit board in the first temperature measurement process and the second temperature measurement process The heat capacity substitute characteristic value of the printed circuit board is obtained based on the time difference from the time when the infrared temperature sensor measures the surface temperature of the printed circuit board, and the target temperature and A correction value estimation process of estimating a heater temperature correction value from the difference between the printed circuit board surface temperature measured in the first temperature measurement process and the heat capacity substitute characteristic value and changing the heater temperature set value, and a first temperature measurement process. A third temperature measurement process for measuring the surface temperature of the printed circuit board at the same transport speed is set, and a difference between the surface temperature of the printed circuit board measured in the third temperature measurement process and the target temperature is set in advance. , The set value of the changed heater temperature is registered. If the set value is out of the allowable range, the correction value estimation process and the third temperature measurement process are performed in accordance with the surface temperature of the printed circuit board measured in the third temperature measurement process. 4. The reflow soldering apparatus according to claim 2, wherein the process is repeated until the difference from the target temperature falls within an allowable range.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022120069A1 (en) * 2020-12-03 2022-06-09 Illinois Tool Works Inc. Apparatus having closed loop ir camera heat detection system and method

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