(57)【要約】【課題】炉内を循環する雰囲気気体の風速の低下等による半田付け不良等の不具合を防止できるようにしたリフロー半田付け方法を提供する。【解決手段】所定の温度に制御された雰囲気気体を送風機８によって炉１内を循環させ、炉１内を所定の速度に制御されたコンベヤ６で電子部品が搭載された基板７を搬送することにより半田付けを行なうリフロー半田付け方法において、雰囲気気体の風速を管理するために送風機８の駆動モータ９の回転数を検出し、この検出信号に基づいて風速の異常を判定する。風速の異常が判定された場合にそれを表示することが好ましい。上記に代えて、送風機８の駆動モータ９の回転数を検出し、この検出信号に応じてモータ回転数を所定の回転数に維持して雰囲気気体の風速を制御するようにしてもよい。【選択図】図２
2011020168.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の温度に制御された雰囲気気体を送風機によって炉内を循環させ、前記炉内を所定の速度に制御されたコンベヤで電子部品が搭載された基板を搬送することにより半田付けを行なうリフロー半田付け方法において、雰囲気気体の風速を管理するために前記送風機の駆動モータの回転数を検出し、この検出信号に基づいて風速の異常を判定することを特徴とするリフロー半田付け方法。
【請求項２】
風速の異常が判定された場合にそれを表示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方法。
【請求項３】
所定の温度に制御された雰囲気気体を送風機によって炉内を循環させ、前記炉内を所定の速度に制御されたコンベヤで電子部品が搭載された基板を搬送することにより半田付けを行なうリフロー半田付け方法において、雰囲気気体の風速を管理するために前記送風機の駆動モータの回転数を検出し、この検出信号に応じてモータ回転数を所定の回転数に維持して雰囲気気体の風速を制御することを特徴とするリフロー半田付け方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リフロー半田付け方法に関し、特に炉内を循環する雰囲気気体の風速を管理する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
リフロー半田付け装置は、一般に、搬送ラインに沿った各ゾーンに設けられている送風機によって雰囲気気体が各ゾーン内を循環しており、電子部品が搭載された基板をコンベヤで搬送しながら、ヒータで加熱された雰囲気気体（以下、熱風ともいう。）により電子部品を基板に半田付けする（例えば特許文献１参照）。炉内の各ゾーンを搬送される基板の温度プロファイルの一例を図５に示す。この温度プロファイルを実現するために、各ゾーンの雰囲気気体の温度、基板の搬送速度が所定の値に設定されているとともに、更に送風機の駆動モータの回転数が所定の値に設定される。モータの回転数は、通常、モータに入力されるインバータ出力の周波数によって設定され、それにより送風機の回転数が決定し、送風機から吹き出される雰囲気気体の風速が決定する。すなわち、循環する雰囲気気体の風速すなわち基板に吹き付けられる熱風の風速が決定される。
【０００３】
上記図５に示す温度プロファイルを実現するために、各ゾーンの雰囲気気体の温度、基板の搬送速度、インバータ出力周波数は例えば次のように設定される。
（各ゾーンの雰囲気気体温度）：
ゾーン１  ゾーン２  ゾーン３  ゾーン４  ゾーン５  ゾーン６  ゾーン７  ゾーン８
１９５℃  １８５℃  １８０℃  １７５℃  １７０℃  ２３０℃  ２５０℃  ２６０℃
（基板の搬送速度）：
０．８ｍ／ｍｉｎ
（インバータ出力周波数）：
３５Ｈｚ
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１−８３３９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のリフロー半田付け装置において、従来は、各ゾーンの雰囲気気体の温度と、基板の搬送速度については、それぞれ所定の温度、搬送速度になるように制御されている。しかしながら、モータの回転数については制御されていない。したがって、モータベアリングの劣化などによってモータ回転数が変動した場合、変動したモータ回転数でリフロー半田付け装置は運転される。例えば、モータ回転数が所定値まで低下した状態でリフロー半田付け装置が運転されると、送風機の回転数が低下して熱風の風速が低下し、基板に吹き付けられる熱風が少なくなって半田付け不良等の不具合が発生する。
【０００６】
本発明は上記点に鑑みてなされたものであり、炉内を循環する雰囲気気体の風速の低下等による半田付け不良等の不具合を防止できるようにしたリフロー半田付け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】
【０００７】
上記課題を解決するために本発明は次の解決手段を採る。すなわち、
本発明は、所定の温度に制御された雰囲気気体を送風機によって炉内を循環させ、前記炉内を所定の速度に制御されたコンベヤで電子部品が搭載された基板を搬送することにより半田付けを行なうリフロー半田付け方法において、雰囲気気体の風速を管理するために前記送風機の駆動モータの回転数を検出し、この検出信号に基づいて風速の異常を判定することを特徴とする。
【０００８】
上記において、風速の異常が判定された場合にそれを表示することが好ましい。
【０００９】
また、本発明は次のように構成してもよい。所定の温度に制御された雰囲気気体を送風機によって炉内を循環させ、前記炉内を所定の速度に制御されたコンベヤで電子部品が搭載された基板を搬送することにより半田付けを行なうリフロー半田付け方法において、雰囲気気体の風速を管理するために前記送風機の駆動モータの回転数を検出し、この検出信号に応じてモータ回転数を所定の回転数に維持して雰囲気気体の風速を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、炉内を循環する雰囲気気体の風速の低下などによる半田付け不良等の不具合を未然に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態であるリフロー半田付け装置を示す正面図である。
【図２】モータ回転数の制御ブロック図である。
【図３】（ａ）はモータ回転数の検出部分を示す正面図、（ｂ）は回転板の平面図である。
【図４】モータ回転数の制御ブロック図である。
【図５】炉内の各ゾーンを搬送される基板の温度プロファイルを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施形態を図面を参照しながら説明する。
【００１３】
リフロー半田付け装置は、図１に示されているように、炉１内に、１個のバッファ室２と、５個の予熱室３と、３個のリフロー室４と、１個の冷却室５とをコンベヤ６の搬送ラインに沿って順に有している。炉１内には、半田の酸化を防止するために不活性気体、本実施形態では窒素ガスが供給されており、電子部品を搭載したプリント基板７がコンベヤ６によって炉１内を搬送される。電子部品を搭載したプリント基板７は、半田付け箇所にペースト状のクリーム半田が塗られている。
【００１４】
８は送風機、９は送風機８を駆動するモータ、１０はヒータ、１１は導風装置である。これらで熱風循環装置１２が構成され、予熱室３とリフロー室４には熱風循環装置１２がコンベヤ６を挟んで上下に設けられている。冷却室５には、コンベヤ６を挟んで上下に冷却風循環装置１３が設けられている。冷却風循環装置１３は、上記熱風循環装置１２とはヒータを備えていない点でのみ相違し、他の構成は同じである。
【００１５】
したがって、電子部品を搭載したプリント基板７は、炉１の入口側でコンベヤ６に載せられ、コンベヤ６によって炉１内を搬送される。予熱室３とリフロー室４と冷却室５では、各室３，４，５内の送風機８がモータ９によって回転駆動される。
【００１６】
予熱室３とリフロー室４では、ヒータ１０によって加熱された炉１内の雰囲気気体は、送風機８の回転軸方向に臨む吸入口から送風機８内に吸入され、送風機８の半径方向に設けられている吐出口から導風装置１１に吐出され、導風装置１１に案内されて複数の吹き出し口からコンベヤ６上のプリント基板７に吹き付けられる。その後、上記のように、雰囲気気体は送風機８の吸入口から吸入されて、吐出口から吐出される。このようにして、所定の温度に加熱された雰囲気気体が熱風循環装置１２によって各室３，４内を循環し、プリント基板７が加熱される。また、冷却室５では、冷却風としての雰囲気気体が冷却室５内を循環し、コンベヤ６上のプリント基板７を冷却する。
【００１７】
したがって、電子部品を搭載したプリント基板７はコンベヤ６で搬送されながら、例えば図５の温度プロファイルに示されているように、予熱室３で所定の高温度に加熱された後、リフロー室４で高温の半田付け温度まで加熱されてクリーム半田が加熱溶融され、冷却室５で溶融半田が冷却固化されて、電子部品が基板上に半田付けされる。
【００１８】
図５に示されるような温度プロファイルを実現するために、各予熱室３及びリフロー室４内の雰囲気気体の温度、電子部品を搭載したプリント基板７の搬送速度すなわちコンベヤ６の搬送速度、及び送風機８の駆動モータ９の回転数が管理される。
【００１９】
上記において、各予熱室３及びリフロー室４内の雰囲気気体の温度と、コンベヤ６の搬送速度は、それぞれ図示外の制御手段によって制御されており、常に所定の値に維持されるように構成されている。例えば、雰囲気気体の温度については、各予熱室３及びリフロー室４内に設けられた温度センサによって雰囲気気体の温度が検出され、この検出温度に基づいて室内の雰囲気気体の温度が所定の温度になるように温調器によってヒータ１０へ供給される電力が制御される。コンベヤ６の搬送速度については、コンベヤチェーン等が巻回されているギヤの回転軸に接続されたロータリエンコーダによって回転数パルスが検出され、その回転数パルスがインバータに取り込まれ、この検出された回転数パルスに基づいてコンベヤの回転軸の回転数が所定の回転数になるようにインバータによって駆動モータへ出力するインバータ出力の周波数が制御される。
【００２０】
一方、送風機８の駆動モータ９の回転数については、送風機８の駆動モータ９に入力されるインバータ出力の周波数は設定周波数がそのまま維持される。そのため、本実施形態では、モータ９のベアリングの劣化などによってモータ９の回転数が変動し、モータ９の回転数が所定値まで低下した場合などに異常を知らせるように構成されている。
【００２１】
以下、図２により説明すると、１４は交流電源、１５はインバータ、１６はモータ９の回転数を検出する手段である。１７はコントローラで、モータ９の回転数が異常か否かを判定する判定手段１８と、モータ９の回転数が異常であると判定手段１８が判定した場合にそれを表示手段１９に出力する出力手段２０とを有している。
【００２２】
インバータ１５は交流電源１４とモータ９との間に接続されており、交流電源１４の周波数を変換して、モータ９に所定の周波数の交流電力を出力する。モータ９の回転数（ｒｐｍ）は「インバータ１５の出力周波数×６０」で算出することができる。例えば、インバータ１５の出力周波数が３５Ｈｚの場合、モータ９の回転数は３５Ｈｚ×６０＝２１００ｒｐｍとなる。
【００２３】
モータ９の回転数検出手段１６は、図３にその一例が示されているように、半径方向のスリットを複数有する回転板２１がモータ９の回転軸９ａに取り付けられており、センサ２２がスリットを検出するように構成されている。センサ２２は光線が回転板２１のスリットを通過することでオンになる光センサで構成されている。なお、モータ９の回転数検出手段１６は上記構成に限らない。
【００２４】
判定手段１８はモータ９の回転数検出手段１６から出力された検出信号に基づいてモータ回転数を算出し、そのモータ回転数が所定の範囲内（例えば、±１０％以下の誤差を有する範囲内）にあるか否かを判定する。モータ９の回転数が異常であると判定手段１８が判定した場合は、それを出力手段２０が表示手段１９に出力し、表示手段１９がそれを表示する。コントローラ１７はコンピュータやＰＬＣなどで構成されるが、これらに限らない。表示手段１９は異常警告ランプ等の視覚手段や音声等の聴覚手段で異常を表示する。
【００２５】
モータ９の回転数と、送風機８から吹き出される雰囲気気体の風速とは相関関係（例えば比例関係）がある。したがって、上記構成によれば、送風機８駆動用のモータ９が正常に回転しているかを判定することによって、雰囲気気体の風速の異常を判定できる。その結果、モータ９の回転数の低下（送風機８の回転数の低下）すなわち雰囲気気体の風速の低下などによる半田付け不良等の不具合を未然に防止できる。
【００２６】
なお、上記では、判定手段１８は回転数検出手段１６が検出した検出信号に基づいてモータ回転数を算出し、そのモータ回転数が所定の範囲内にあるか否かを判定したが、回転数検出手段１６が検出した検出信号に基づいてインバータの出力周波数を算出し、その周波数が所定の範囲内にあるか否かを判定するように構成することもできる。
【００２７】
本発明は、上記では、雰囲気気体の風速を管理するために、モータ９の回転数が異常か否かを判定して雰囲気気体の風速の異常を判定するようにしたが、雰囲気気体の風速の管理は上記に限らない。モータ９の回転数を所定の回転数に維持するようにインバータ１５の出力周波数を制御することによって、雰囲気気体の風速を制御するように構成してもよい。
【００２８】
以下、図４により説明すると、１４は交流電源、１５はインバータ、１６はモータ９の回転数を検出する手段、２３は制御手段である。
【００２９】
交流電源１４、インバータ１５、モータ９の回転数検出手段１６は上記実施形態で説明したものと同じである。
【００３０】
制御手段２３はモータ９の回転数検出手段１６から出力された検出信号に応じて、モータ９の回転数を所定の回転数に維持するようにインバータ１５の出力周波数を制御する。すなわち、制御手段２３は回転数検出手段１６が検出した検出信号に基づいてモータ回転数を算出し、そのモータ回転数と設定されたモータ回転数とを比較して、差があればモータ９の回転数が所定の回転数になるようにインバータ１５の出力周波数を補正する。制御手段２３はコンピュータやＰＬＣなどで構成されるが、これらに限らない。
【００３１】
モータ９の回転数と、送風機８から吹き出される雰囲気気体の風速とは相関関係（例えば比例関係）がある。したがって、上記構成によれば、送風機８駆動用のモータ９が常に所定の回転数に維持されるため、送風機８から吹き出される雰囲気気体の風速は所定の値に維持される。その結果、モータ９の回転数の低下（送風機８の回転数の低下）すなわち雰囲気気体の風速の低下などによる半田付け不良等の不具合を防止できる。
【００３２】
なお、本発明は、以上の実施形態においては、送風機８を駆動するモータ９の回転数として、モータ回転軸９ａの回転数を検出したが、これに限ることはない。例えば、送風機８の回転数を検出してモータの回転数とすることもできる。
【００３３】
また、上記実施形態では、送風機の駆動用のモータとして交流モータを使用したが、直流モータを使用することもできる。直流モータの回転数の変更方法としては、電源電圧を変動、電源の電流値を変動、モータの負荷を変動、あるいは電源を変動パルスで出力するなどの方法が挙げられる。
【００３４】
また、本実施形態では炉１内の雰囲気気体として窒素ガスを使用したものを示したが、雰囲気気体は窒素ガスに限らない。例えば、空気を使用する場合もある。
【符号の説明】
【００３５】
１・・炉、２・・バッファ室、３・・予熱室、４・・リフロー室、５・・冷却室、６・・コンベヤ、７・・電子部品を搭載したプリント基板、８・・送風機、９・・モータ、９ａ・・モータ回転軸、１０・・ヒータ、１１・・導風装置、１２・・熱風循環装置、１３・・冷却風循環装置、１４・・交流電源、１５・・インバータ、１６・・モータ回転数検出手段、１７・・コントローラ、１８・・判定手段、１９・・表示手段、２０・・出力手段、２１・・回転板、２２・・センサ、２３・・制御手段。
【図１】
2011020168.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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