(57)【要約】【課題】筐体の接合部からの気体の漏れを防止し、処理に要する時間を抑制することができる製造装置を提供する。【解決手段】製造装置を、筐体１と、加圧手段２と、気体供給手段３と、濃度計測手段４と、制御手段５を備える構成とする。筐体１は、本体部６と、本体部６と弾性部材８を介して接合する蓋部７とを有する。加圧手段２は、本体部６と蓋部７の少なくとも一方を、もう一方の側に押す圧力を加える。気体供給手段３は、筐体１の内部に第１の気体を導入する。濃度計測手段４は、筐体１内の第２の気体の濃度を計測する。制御手段５は、第１の気体の導入を開始してから、第２の気体の濃度が基準濃度以下となるまでの時間または第１の気体の導入量を基に、圧力を制御する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体部と、前記本体部と弾性部材を介して接合する蓋部とを有する筐体と、
前記本体部と前記蓋部の少なくとも一方を、もう一方の側に押す圧力を加える加圧手段と、
前記筐体の内部に第１の気体を導入する導入手段と、
前記筐体内の第２の気体の濃度を計測する濃度計測手段と、
前記第１の気体の導入を開始してから前記第２の気体の濃度が基準濃度以下となるまでの、前記第１の気体の導入量または時間を基に前記圧力を制御する制御手段と
を備えることを特徴とする製造装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記第１の気体の導入を開始してから、前記第２の気体の濃度が基準濃度以下となるまでの時間があらかじめ設定された基準時間よりも長いときに、前記加圧手段が加える前記圧力を増加させることを特徴とする請求項１に記載の製造装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記第１の気体の導入を開始してから、前記第２の気体の濃度が基準以下となるまでの前記第１の気体の導入量が基準以上であったときに、前記加圧手段が加える前記圧力を増加させることを特徴とする請求項１に記載の製造装置。
【請求項４】
前記第１の気体の導入量の基準は、以前に同内容の処理を行った際の前記第１の気体の導入量を基に設定されていることを特徴とする請求項２に記載の製造装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記第１の気体の導入を開始してからの時間が、前記第２の気体の濃度が基準以下となる前に第２の基準時間を超えたときに、前記加圧手段が加える前記圧力を増加させることを特徴とする請求項１から４いずれかに記載の製造装置。
【請求項６】
前記第１の気体の導入を開始してからの時間が、前記第２の気体の濃度が基準以下となる前に前記第２の基準時間を超え、前記加圧手段が加える前記圧力を増加させた後に、前記第２の気体の濃度が基準濃度以下とならなかった場合に、アラームを出力するアラーム出力手段をさらに備えることを特徴とする請求項５に記載の製造装置。
【請求項７】
処理対象の部材を前記筐体内で搬送する搬送手段と、
前記筐体内を加熱する加熱手段と
をさらに備え、
前記第１の気体は窒素であり、前記第２の気体は酸素であることを特徴とする請求項１から６いずれかに記載の製造装置。
【請求項８】
本体部と、前記本体部と弾性部材を介して接合する蓋部とを有する筐体の内部に第１の気体を導入し、
前記筐体内の第２の気体の濃度を計測し、
前記本体部と前記蓋部の少なくとも一方を、もう一方の側に押す圧力を、前記第１の気体の導入を開始してから前記第２の気体の濃度が基準濃度以下となるまでの、前記第１の気体の導入量または時間を基に制御することを特徴とする制御方法。
【請求項９】
前記第１の気体の導入を開始してから、前記第２の気体の濃度が基準濃度以下となるまでの時間があらかじめ設定された基準時間よりも長いときに、前記圧力を増加させることを特徴とする請求項８に記載の制御方法。
【請求項１０】
前記第１の気体の導入を開始してから、前記第２の気体の濃度が基準以下となるまでの前記第１の気体の導入量が基準以上であったときに、前記圧力を増加させることを特徴とする請求項８に記載の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製造装置に関するものであり、特に、製造装置の制御技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子部品を基板に半田付けする際のリフロー工程では、電極の酸化や半田材の酸化を抑制するために、リフロー装置内に不活性ガスである窒素を充填することで低酸素濃度の雰囲気下でリフロー処理が行われる。
【０００３】
リフロー装置の炉体は、メンテナンスのために蓋が開く構造となっていることが多い。また、炉体には蓋を閉めた時に充填する窒素が漏れないようにパッキンが取り付けられている。しかし、パッキンがリフロー装置の熱などにより劣化すると、炉体と蓋に隙間が生じて窒素が漏れ出す。窒素が漏れ出すと、設定した酸素濃度に到達しない状態や、設定した酸素濃度に到達する時間が増加し、酸化による不具合やリフロー工程の長時間化が生じ得る。そのため、リフロー工程において、パッキンの劣化等が生じた場合にも炉内の酸素濃度を適切な範囲に制御できる技術があることが望ましく、関連する技術の開発が行われている。リフロー工程において炉内の酸素濃度を制御する技術としては、例えば、特許文献１のような技術が開示されている。
【０００４】
特許文献１は、筐体の変形の補正機能を有するリフロー装置に関するものである。特許文献１のリフロー装置は、上側の筐体の上面の２点と、下側の筐体の下面の２点を互いの方向に引っ張るテンション装置を有している。特許文献１は、テンション装置によって筐体の変形を補正することで、上側筐体と下側筐体の間の気密性を維持することができるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１７００７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の技術は、次のような点で十分ではない。特許文献１のリフロー装置は、筐体に引っ張る力を加えることで筐体の変形を補正し気密性を維持しようとしている。しかし、上側筐体と下側筐体の間に取り付けるパッキンに劣化が生じたようなときには、筐体の変形量の補正だけでは新たに漏れが生じるなど、十分な気密性が維持できない恐れがある。そのため、特許文献１の技術は、接合部からの気体の漏れを防止し、処理に要する時間を抑制する技術としては十分ではない。
【０００７】
本発明は、上記の課題を解決するため、部材に劣化が生じたような場合にも、筐体の接合部からの気体の漏れを抑制することができる製造装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するため、本発明の製造装置は、筐体と、加圧手段と、気体供給手段と、濃度計測手段と、制御手段を備えている。筐体は、本体部と、本体部と弾性部材を介して接合する蓋部とを有する。加圧手段は、本体部と蓋部の少なくとも一方を、もう一方の側に押す圧力を加える。気体供給手段は、筐体の内部に第１の気体を導入する。濃度計測手段は、筐体内の第２の気体の濃度を計測する。制御手段は、第１の気体の導入を開始してから第２の気体の濃度が基準濃度以下となるまでの、第１の気体の導入量または時間を基に圧力を制御する。
【０００９】
本発明の制御方法は、本体部と、本体部と弾性部材を介して接合する蓋部とを有する筐体の内部に第１の気体を導入する。本発明の制御方法は、筐体内の第２の気体の濃度を計測する。本発明の制御方法は、本体部と蓋部の少なくとも一方を、もう一方の側に押す圧力を第１の気体の導入を開始してから第２の気体の濃度が基準濃度以下となるまでの、第１の気体の導入量または時間を基に制御する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によると、筐体の接合部からの気体の漏れを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施形態の構成の概要を示す図である。
【図２】本発明の第２の実施形態の構成の概要を示す図である。
【図３】本発明の第２の実施形態のリフロー装置の構成を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施形態のリフロー装置の炉体蓋を開けた状態を模式的に示した図である。
【図５】本発明の第２の実施形態の制御装置の構成を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施形態の動作フローの概要を示す図である。
【図７】本発明の第３の実施形態の構成の概要を示す図である。
【図８】本発明の第３の実施形態のリフロー装置の構成を示す図である。
【図９】本発明の第３の実施形態の制御装置の構成を示す図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態の動作フローの概要を示す図である。
【図１１】本発明の第３の実施形態の動作フローの概要を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態について図を参照して詳細に説明する。図１は、本実施形態の製造装置の構成の概要を示したものである。本実施形態の製造装置は、筐体１と、加圧手段２と、気体供給手段３と、濃度計測手段４と、制御手段５を備えている。筐体１は、本体部６と、本体部６と弾性部材８を介して接合する蓋部７とを有する。加圧手段２は、本体部６と蓋部７の少なくとも一方を、もう一方の側に押す圧力を加える。気体供給手段３は、筐体１の内部に第１の気体を導入する。濃度計測手段４は、筐体１内の第２の気体の濃度を計測する。制御手段５は、第１の気体の導入を開始してから第２の気体の濃度が基準濃度以下となるまでの、第１の気体の導入量または時間を基に圧力を制御する。
【００１３】
本実施形態の製造装置は、第１の気体が筐体１の内部に導入され、濃度計測手段４において第２の気体の濃度を計測している。また、本実施形態の製造装置は、制御手段５において、第１の気体の導入を開始してから第２の気体の濃度が基準濃度以下となるまでの、第１の気体の導入量または時間を基に、加圧手段２が本体部６と蓋部７を、もう一方の側に押す際の圧力を制御している。このように、本実施形態の製造装置は、第１の気体が導入されることで筐体１の外に出される第２の気体の濃度を基に、本体部６と蓋部７の間の弾性部材８にかける力を調節している。よって、本実施形態の製造装置は、第２の気体の濃度に基づいて、弾性部材８にかける力を変化させることで本体部６と蓋部７の間の気密性を調整することができる。その結果、本実施形態の製造装置は、筐体の接合部からの気体の漏れを抑制することができる。
【００１４】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態について図を参照して詳細に説明する。図２は、本実施形態のリフロー処理システムの構成の概要を示したものである。本実施形態のリフロー処理システムは、リフロー装置１０と、制御装置２０と、記憶装置３０を備えている。本実施形態のリフロー処理システムは、リフロー装置１０において配線基板等に電子部品を半田付けする際のリフロー処理を行う製造装置である。リフロー処理は、リフロー装置１０の炉内において、窒素雰囲気化で加熱することで行われる。
【００１５】
リフロー装置１０の構成について説明する。図３は、本実施形態のリフロー装置１０の構成を示したものである。また、図４は、本実施形態のリフロー装置１０において、炉体蓋が開いた状態を模式的に示したものである。図３および図４は、リフロー装置１０の部材の搬送方向に対して垂直な方向の断面図である。本実施形態のリフロー装置１０は、炉体１１と、炉体蓋１２と、パッキン１３と、開閉用シリンダ１４と、酸素濃度計測部１５と、供給口１６と、配管１７と、制御バルブ１８を備えている。
【００１６】
炉体１１は、リフロー炉の本体であり、搬送レール等の搬送ユニットや加熱ユニット等のリフロープロセスに対応したユニットを備えている。加熱ユニットは、炉体蓋１２側に取付けられていてもよい。また、炉体１１には、外部から窒素を導入する配管１７が接続され、炉体１１の内部に窒素の供給口１６が形成されている。供給口１６を介して導入される窒素は、炉体１１と炉体蓋１２で構成される筐体で形成されている炉内に充填され、窒素量が増えるに従って、内部に存在していた酸素等が筐体の外部に排出される。炉内への窒素の供給量は、制御バルブ１８を制御装置２０が制御することで調整される。
【００１７】
炉体蓋１２は、開閉可能な蓋として炉体１１に取り付けられている。炉体１１と、炉体蓋１２の間にはパッキン１３が取り付けられ、炉体蓋１２を閉めた際に気密性が保たれるように構成されている。炉体蓋１２は、開閉用シリンダ１４の動作に応じて炉体１１との間隔を変化させる。
【００１８】
パッキン１３は、炉体１１と、炉体蓋１２に接合部に取り付けられ、炉体１１と、炉体蓋１２の接合部の気密性を保つ機能を有する弾性部材である。パッキン１３は、例えば、シリコーンゴムやフッ素ゴムなどの耐熱性のゴムによって形成されている。炉体１１と炉体蓋１２の間隔が狭くなると、パッキン１３は、圧力を受けて変形することで、炉体１１と炉体蓋１２の接合部の隙間を埋めることで気密性を保つ。パッキン１３は、例えば、リフロー装置１０の搬送方向に対して、炉体１１と炉体蓋１２の接合部に連続的に取り付けられる。
【００１９】
本実施形態の炉体１１、炉体蓋１２およびパッキン１３は、第１の実施形態の筐体１に相当する。本実施形態の炉体１１は、第１の実施形態の本体部６に相当する。また、本実施形態の炉体蓋１２は、第１の実施形態の蓋部に相当する。また、本実施形態のパッキン１３は、第１の実施形態の弾性部材８に相当する。
【００２０】
開閉用シリンダ１４は、炉体蓋１２を開閉する機能と、炉体１１と炉体蓋１２の間隔を調整する機能を有する。開閉用シリンダ１４は、制御装置２０の制御に基づいてシリンダを伸縮させて長さを変化させることで炉体蓋１２の開閉および炉体１１と炉体蓋１２の間隔を調整する。開閉用シリンダ１４が収縮すると、炉体１１と炉体蓋１２の間隔が狭くなり、パッキン１３にかかる圧力が増す状態となる。また、本実施形態の開閉用シリンダ１４は、第１の実施形態の加圧手段２に相当する。
【００２１】
酸素濃度計測部１５は、リフロー炉内の酸素濃度を計測する機能を有する。酸素濃度計測部１５は、酸素濃度の計測結果の情報を制御装置２０の酸素濃度入力部２３に送る。また、本実施形態の酸素濃度計測部１５は、第１の実施形態の濃度計測手段４に相当する。
【００２２】
供給口１６は、窒素をリフロー装置１０の内部に導入する際の導入口である。供給口１６は、リフロー装置１０の内部に複数、備えられていてもよい。
【００２３】
配管１７は、リフロー装置１０の外部から内部に窒素を供給する配管である。供給口１６が複数ある場合には、配管１７は、分岐構造を有していてもよい。
【００２４】
制御バルブ１８は、配管１７から供給口１６を介してリフロー装置１０内に導入される窒素の流量を制御する。また、本実施形態の供給口１６、配管１７および制御バルブ１８は、第１の実施形態の気体供給手段３に相当する。
【００２５】
制御装置２０の構成について説明する。図５は、本実施形態の制御装置２０の構成を示したものである。制御装置２０は、炉制御部２１と、シリンダ制御部２２と、酸素濃度入力部２３が備えられている。
【００２６】
炉制御部２１は、リフロー処理を行う部材を載せるパレットの搬送系の制御、リフロー炉内の温度制御およびその他のリフロー炉の動作に関する制御を行う。また、炉制御部２１は、制御バルブ１８を制御し、リフロー装置１０内への窒素の供給の開始と停止の制御や流量の制御を行う。
【００２７】
シリンダ制御部２２は、開閉用シリンダ１４の伸縮動作を制御する機能を有する。シリンダ制御部２２は、開閉用シリンダ１４の伸縮動作を制御し、炉体蓋１２の開閉、および、炉体１１と炉体蓋１２の間隔の調整を行う。すなわち、シリンダ制御部２２は、開閉用シリンダ１４の伸縮を制御することで接合部において炉体蓋１２から炉体１１側へかかる圧力を調整する。
【００２８】
酸素濃度入力部２３は、酸素濃度計から酸素濃度の計測結果のデータが入力される。また、本実施形態の制御装置２０の機能は、第１の実施形態の制御手段５に相当する。
【００２９】
制御装置２０の各部位における処理は、例えば、情報処理装置上でコンピュータプログラムを実行することで行われる。そのような各処理を行うコンピュータプログラムは、記録媒体に記録して頒布することもできる。記録媒体としては、例えば、データ記録用磁気テープや、ハードディスクなどの磁気ディスクを用いることができる。また、記録媒体としては、ＣＤ-ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）やＤＶＤ（Digital Versatile Disc）などの光ディスク、光磁気ディスクを用いることもできる。不揮発性の半導体記憶装置を記録媒体として用いてもよい。また、制御装置２０の各部位における処理は、ＦＰＧＡ（Field - Programmable Gate Array）等の半導体処理装置によって行われてもよい。
【００３０】
記憶装置３０は、リフロー装置１０の各設定情報や制御装置２０がリフロー装置１０を制御する際に用いる各データを保存する。記憶装置３０は、例えば、不揮発性の半導体記憶装置やハードディスクによって構成されている。記憶装置３０は、制御装置２０と一体のものであってもよく、また、生産管理システム等に備えられた記憶領域にネットワークを介して接続するものであってもよい。
【００３１】
本実施形態のリフロー処理システムの動作について説明する。図６は、本実施形態のリフロー処理システムの動作フローの概要を示したものである。
【００３２】
始めに、作業者の電源投入やスイッチ操作等によって、リフロー装置１０、制御装置２０および記憶装置３０の起動が行われる（ステップＳ１１）。
【００３３】
立ち上げが行われる際に、制御装置２０の炉制御部２１は、リフロー処理に関する各設定値が保存されたファイルであるリフロー設定ファイルを記憶装置３０から読み出す。リフロー設定ファイルには、リフロー装置１０の炉内の温度および酸素濃度の設定値や搬送ユニットのレール幅の設定値などリフロー処理を行う際の設定値のデータが処理対象の基板ごとに保存されている。炉制御部２１は、リフロー設定ファイルのデータを基に、リフロー装置１０内の各ユニットの設定を行う。
【００３４】
リフロー装置１０が起動されると、炉制御部２１は、リフロー装置１０が起動された時刻を記憶装置３０に保存する（ステップＳ１２）。
【００３５】
リフロー装置１０の起動時刻を保存すると、炉制御部２１は、リフロー装置１０の炉内への窒素の供給を開始し、炉内に窒素を充填する（ステップＳ１３）。リフロー装置１０の炉内に窒素が供給されると、炉内から酸素が炉外に追い出させることで炉内の酸素濃度が徐々に低下する。
【００３６】
窒素の供給を開始すると、炉制御部２１は、酸素濃度入力部２３を介して入力されるリフロー装置１０の炉内の酸素濃度のデータを監視する。炉制御部２１は、炉内の酸素濃度が予め設定された基準値以下であるかを確認する。
【００３７】
酸素濃度があらかじめ設定された基準値以下のとき（ステップＳ１４でＹｅｓ）、炉制御部２１は、リフロー装置１０の起動時刻から酸素濃度が基準以下になった時刻までの時間を算出する（ステップＳ１５）。酸素濃度が基準以下になった時刻までの時間を算出すると、炉制御部２１は、算出した時間を記憶装置３０に保存する。
【００３８】
酸素濃度が基準以下になった時刻までの時間を算出すると、炉制御部２１は、算出した時間と、酸素濃度が基準以下に到達する時間の基準としてあらかじめ設定されている時間とを比較する。
【００３９】
酸素濃度が基準以下になるまでの時間が予め設定された時間未満のとき（ステップＳ１６でＹｅｓ）、炉制御部２１は、開閉用シリンダ１４による加圧状態が適切であると判断する。酸素濃度が基準以下になるまでの時間が予め設定された範囲内のとき、炉内の温度が設定温度に到達すると（ステップＳ１７）、リフロー装置１０の運転準備が完了する(ステップＳ１８）。リフロー装置１０の運転準備が完了すると、順次、リフロー処理が実施される。
【００４０】
酸素濃度が基準以下になるまでの時間が予め設定された時間以上のとき（ステップＳ１６でＹｅｓ）、炉制御部２１は、シリンダ制御部２２を介して開閉用シリンダ１４による加圧を増加させる（ステップＳ２４）。炉制御部２１は、シリンダ制御部２２を介して開閉用シリンダ１４が短くなる方に制御し、炉体１１と炉体蓋１２の間隔を狭くすることで加圧量を増加させる。
【００４１】
酸素濃度があらかじめ設定された基準値よりも高いとき（ステップＳ１４でＮｏ）、炉制御部２１は、経過時間が上限を超えているかを確認する。経過時間が上限を超えていないとき（ステップＳ１９でＮｏ）、ステップＳ１３における窒素の充填が継続され、炉制御部２１は、リフロー装置１０の炉内の酸素濃度のデータを監視する。
【００４２】
経過時間が上限を超えている（ステップＳ１９でＹｅｓ）、炉制御部２１は、シリンダ制御部２２を介して開閉用シリンダ１４による加圧を増加させる（ステップＳ２０）。炉制御部２１は、シリンダ制御部２２を介して開閉用シリンダ１４が短くなる方に制御し、炉体１１と炉体蓋１２の間隔を狭くすることで加圧量を増加させる。
【００４３】
加圧量が増加されると、炉制御部２１は、炉内の酸素濃度が減少しているかを確認する。酸素濃度が減少しているとき（ステップＳ２１でＹｅｓ）、炉制御部２１は、酸素濃度が基準以下になるまで窒素の充填を継続する。酸素濃度が減少し酸素濃度が基準以下になると（ステップＳ２２）、炉制御部２１は、炉内の温度が設定温度に到達するまで温度を上昇させる。炉内の温度が設定温度に到達すると（ステップＳ１７）、リフロー装置１０の運転準備が完了する(ステップＳ１８）。リフロー装置１０の運転準備が完了すると、順次、リフロー処理が実施される。
【００４４】
加圧量を増しても酸素濃度が減少しないとき（ステップＳ２１でＮｏ）、炉制御部２１は、パッキン１３の劣化や各ユニットの不具合が生じていると判断し、アラームを発する。アラームは、制御装置２０に接続された表示装置や音声出力装置を介して作業者等に通知される。また、アラームは、ネットワークを介して生産管理システム等に送られるようにしてもよい。
【００４５】
本実施形態の制御装置２０は、記憶装置３０から温度設定、酸素濃度設定およびレール幅設定などが保存された設定ファイルを読み込み、読み出した設定でリフロー装置１０を起動させる。リフロー装置１０が起動すると、炉内には外部供給源から窒素の導入が開始される。
【００４６】
窒素の導入の開始後、時間が経過すると炉内は、設定した酸素濃度に達する。炉内が設定した酸素濃度に達した時間を、時間Ａとする。酸素濃度が設定値に達すると、制御装置２０は、設定した酸素濃度を保つ様に窒素の流量を調整する。しかし、パッキン１３が劣化し、炉体１１と炉体蓋１２の間に隙間が生じると、流入した窒素がその隙間から流出するため設定した酸素濃度に達する時間Ａが増加する。
【００４７】
制御装置２０は、この時間Ａを計測し、時間Ａが過去のデータと統計的に比較して任意に設定した範囲以上に増加していた場合、開閉用シリンダ１４を縮む方向に設定した圧力を加え、パッキン１３を加圧することで炉体１１と炉体蓋１２の間の隙間を無くす。また、制御装置２０は、起動からの経過時間Ｂがあらかじめ設定された上限時間Ｃを超えている場合も、同様にパッキン１３を加圧する。また、制御装置２０は、設定された圧力までパッキン１３を加圧した状態で、基準時間が経過しても酸素濃度が下がっていない場合は、パッキン１３の交換を促すアラームを表示する。
【００４８】
本実施形態のリフロー処理システムは、酸素濃度の基準値への到達時間の変化を基に、パッキン１３を加圧することによって窒素漏れを防止している。酸素濃度の基準値への到達時間の変化は、パッキン１３の劣化による窒素漏れによって生じ得る。本実施形態のリフロー処理システムでは、パッキン１３の劣化による窒素漏れが生じているような場合に、パッキン１３にかかる圧力を増加させて気密性を高めることで、窒素漏れによる酸素濃度の基準値への到達時間が長時間化することを避けることができる。また、本実施形態のリフロー処理システムでは、酸素濃度の基準値への到達時間を抑制することで、リフロー装置の立ち上げに要する時間を短くすることができるとともに、窒素漏れによる窒素の消費量の増加を抑制することができる。また、本実施形態のリフロー処理システムでは、パッキン１３を加圧することによって窒素漏れを防止することで劣化したパッキン１３を長く使うことで交換回数を少なくできるので、リフロー装置１０のメンテナンス工数を削減できる。
【００４９】
本実施形態のリフロー処理システムは、制御装置２０において、リフロー装置１０内に窒素の導入が開始されてから炉内の酸素濃度が基準以下になるまでの時間を算出し、算出した時間が基準以上であった場合に、開閉用シリンダ１４を収縮させている。開閉用シリンダ１４を収縮させることで、炉体１１と炉体蓋１２の接合部の間隔が狭まり、パッキン１３にかかる圧力が増加することで、接合部の気密性が増加する。そのため、パッキン１３が劣化して、窒素漏れが生じ、窒素の導入が開始されてから炉内の酸素濃度が基準以下になるまでの時間が長くなったような場合にも、接合部の気密性を高めることで窒素が充填されるまでの時間を抑制することができる。また、接合部の気密性を高めることで、窒素の消費量を抑制することができる。以上より、本実施形態のリフロー処理システムは、筐体の接合部からの気体の漏れを防止し、処理に要する時間を抑制することができる。
【００５０】
（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態について図を参照して詳細に説明する。図７は、本実施形態のリフロー処理システムの構成の概要を示したものである。本実施形態のリフロー処理システムは、リフロー装置４０と、制御装置５０と、記憶装置３０を備えている。本実施形態の記憶装置３０の構成と機能は、第２の実施形態の記憶装置３０と同様である。
【００５１】
リフロー装置４０の構成について説明する。図８は、本実施形態のリフロー装置４０の構成を示したものである。本実施形態のリフロー装置４０は、炉体１１と、炉体蓋１２と、パッキン１３と、開閉用シリンダ１４を備えている。また、リフロー装置１０は、酸素濃度計測部１５と、供給口１６と、配管１７と、制御バルブ１８と、窒素流量計測部４１を備えている。本実施形態の炉体１１、炉体蓋１２、パッキン１３、開閉用シリンダ１４、酸素濃度計測部１５、供給口１６、配管１７および制御バルブ１８の構成と機能は、第２の実施形態の同名称の部位と同様である。
【００５２】
窒素流量計測部４１は、リフロー装置４０の炉内に導入される窒素流量を計測し、計測結果を制御装置５０に出力する。窒素流量計測部４１は、制御バルブ１８と一体のモジュールとして形成されていてもよい。
【００５３】
制御装置５０の構成について説明する。図９は、本実施形態の制御装置５０の構成を示したものである。制御装置５０は、炉制御部５１と、窒素流量解析部５２と、シリンダ制御部５３と、酸素濃度入力部５４と、窒素流量入力部５５を備えている。本実施形態のシリンダ制御部５３および酸素濃度入力部５４の構成と機能は、第２の実施形態の同名称の部位と同様である。
【００５４】
炉制御部５１は、第２の実施形態の炉制御部２１と同様の機能を有する。また、本実施形態の炉制御部５１は、窒素漏れの有無の判断を窒素流量解析部５２から送られてくる窒素流量の情報を基に行う。
【００５５】
窒素流量解析部５２は、窒素流量を解析し、窒素漏れの有無を判断する機能を有する。窒素流量解析部５２は、窒素の流量のデータを取得し、レシピすなわちリフローの処理条件と関連づけて窒素の積算流量のデータを記憶装置３０に保存している。窒素流量解析部５２は、リフロー処理が行われる際に、窒素流量と過去の処理における窒素流量とを統計的に比較する。窒素流量解析部５２は、窒素流量が過去の処理における窒素流量よりもあらかじめ設定された基準以上、増加したとき、基準以上増加していることを示す情報を炉制御部５１に出力する。
【００５６】
窒素流量入力部５５は、窒素流量計測部４１から窒素流量の計測結果のデータが入力される。
【００５７】
本実施形態のリフロー処理システムの動作について説明する。図１０および図１１は、本実施形態のリフロー処理システムの動作フローを示したものである。
【００５８】
始めに、作業者の電源投入やスイッチ操作等によって、リフロー装置４０、制御装置５０および記憶装置３０の起動が行われる（ステップＳ３１）。
【００５９】
立ち上げが行われる際に、制御装置５０の炉制御部５１は、リフロー処理に関する各設定値が保存されたファイルであるリフロー設定ファイルを記憶装置３０から読み出す。リフロー設定ファイルには、リフロー装置４０の炉内の温度および酸素濃度の設定値や搬送ユニットのレール幅の設定値などリフロー処理を行う際の設定値のデータが処理対象の基板ごとに保存されている。炉制御部５１は、リフロー設定ファイルのデータを基に、リフロー装置４０内の各ユニットの設定を行う。
【００６０】
リフロー装置４０が起動されると、炉制御部５１は、リフロー装置４０が起動された時刻を記憶装置３０に保存する（ステップＳ３２）。
【００６１】
リフロー装置４０の起動時刻を保存すると、炉制御部５１は、リフロー装置４０の炉内への窒素の供給を開始し、炉内に窒素を充填する（ステップＳ３３）。リフロー装置４０の炉内に窒素が供給されると、炉内の酸素濃度が徐々に低下する。
【００６２】
窒素の供給を開始すると、炉制御部５１は、窒素流量入力部５５を介して窒素流量計測部４１から窒素流量のデータを取得する。炉制御部５１は、取得した窒素流量のデータを時系列のデータとして記憶装置３０に保存する（ステップＳ３４）。
【００６３】
炉制御部５１は、酸素濃度入力部５４を介して入力されるリフロー装置４０の炉内の酸素濃度のデータを監視する。炉制御部５１は、炉内の酸素濃度が予め設定された基準値以下であるかを確認する。
【００６４】
酸素濃度があらかじめ設定された基準値以下のとき（ステップＳ３５でＹｅｓ）、炉制御部５１は、酸素濃度が基準値に到達した時刻を記憶装置３０に保存する（ステップＳ３６）。
【００６５】
酸素濃度が基準以下になった時刻が保存されると、窒素流量解析部５２は、記憶装置３０のデータを参照し、リフロー装置１０の起動時から酸素濃度が基準以下になった時刻までの窒素消費量の積算値を算出する（ステップＳ３７）。窒素消費量の積算値を算出すると、窒素流量解析部５２は、算出した窒素消費量の積算値のデータを記憶装置３０に保存する。
【００６６】
窒素消費量の積算値のデータを記憶装置３０に保存すると、窒素流量解析部５２は、新たに計測して保存した窒素消費量データと、同一レシピの過去の窒素消費量のデータとを統計的に比較する。同一レシピとは、例えば、リフロー設定ファイルが同一の処理条件のことをいう。窒素流量解析部５２は、例えば、同一レシピの過去の窒素消費量の平均値や中央値と、新たに計測して保存した窒素消費量のデータを比較する。
【００６７】
新たに保存した窒素消費量が過去のデータよりも新た締め設定された基準以上増加しているとき（ステップＳ３８でＹｅｓ）、窒素流量解析部５２は、シリンダ制御部５３を介して開閉用シリンダ１４による加圧を増加させる（ステップＳ４７）。炉制御部５１は、シリンダ制御部５３を介して開閉用シリンダ１４が短くなる方に制御し、炉体１１と炉体蓋１２の間隔を狭くすることで加圧量を増加させる。
【００６８】
酸素濃度があらかじめ設定された基準値よりも高いとき（ステップＳ３５でＮｏ）、炉制御部５１は、経過時間が上限を超えているかを確認する。経過時間が上限を超えていないとき（ステップＳ４１でＮｏ）、ステップＳ３３における窒素の充填が継続され、炉制御部５１は、リフロー装置４０の炉内の酸素濃度のデータを監視する。
【００６９】
経過時間が上限を超えている（ステップＳ４１でＹｅｓ）、炉制御部５１は、シリンダ制御部５３を介して開閉用シリンダ１４による加圧を増加させる（ステップＳ４２）。炉制御部５１は、シリンダ制御部５３を介して開閉用シリンダ１４が収縮するように制御し、炉体１１と炉体蓋１２の間隔を狭くすることで加圧量を増加させる。
【００７０】
加圧量が増加されると、炉制御部５１は、炉内の酸素濃度が減少しているかを確認する。酸素濃度が減少しているとき（ステップＳ４４でＹｅｓ）、炉制御部５１は、酸素濃度が基準以下になるまで窒素の充填を継続する。酸素濃度が減少し酸素濃度が基準以下になると（ステップＳ４５）、炉制御部５１は、炉内の温度が設定温度に到達するまで温度を上昇させる。炉内の温度が設定温度に到達すると（ステップＳ３９）、リフロー装置４０の運転準備が完了する(ステップＳ４０）。リフロー装置４０の運転準備が完了すると、順次、リフロー処理が実施される。
【００７１】
加圧量を増しても酸素濃度が減少しないとき（ステップＳ４４でＮｏ）、炉制御部５１は、パッキン１３の劣化や各ユニットの不具合が生じていると判断し、アラームを発する。アラームは、制御装置５０に接続された表示装置や音声出力装置を介して作業者等に通知される。また、アラームは、ネットワークを介して生産管理システム等に送られるようにしてもよい。
【００７２】
本実施形態のリフロー処理システムは、第２の実施形態と同様の効果を有する。また、本実施形態のリフロー処理システムは、窒素の積算消費量を算出し、過去のデータとの変化から窒素漏れの有無を判断している。そのため、本実施形態のリフロー処理システムは、窒素流量の変化が大きいような場合にも、窒素漏れを適正に検出し、パッキン１３に加える圧力を調整することができる。
【００７３】
第２および第３の実施形態のリフロー装置は、搬送方向に対して垂直な方向において、炉体蓋の一方を炉体に固定し、もう一方を開閉用シリンダで動作させることで炉体蓋の開閉および炉体と炉体蓋の間隔を調整している。そのような構成に代えて、炉体蓋の両側に開閉用シリンダを取り付けることで炉体蓋の動作を制御してもよい。また、リフロー装置の長辺方向に対して、複数の開閉用シリンダを備えていてもよい。
【００７４】
第２および第３の実施形態の技術は、筐体内の気体成分を置換する構成の装置であればリフロー装置以外の製造装置に用いることもできる。例えば、第２および第３の実施形態の技術は、筐体内の雰囲気を制御して製造を行うフラットパネルディスプレイ、半導体装置、２次電池およびその他の電子装置の製造装置に用いることもできる。
【符号の説明】
【００７５】
１    筐体
２    加圧手段
３    気体供給手段
４    濃度計測手段
５    制御手段
１０    リフロー装置
１１    炉体
１２    炉体蓋
１３    パッキン
１４    開閉用シリンダ
１５    酸素濃度計測部
１６    供給口
１７    配管
１８    制御バルブ
２０    制御装置
２１    炉制御部
２２    シリンダ制御部
２３    酸素濃度入力部
３０    記憶装置
４０    リフロー装置
４１    窒素流量計測部
５０    制御装置
５１    炉制御部
５２    窒素流量解析部
５３    シリンダ制御部
５４    酸素濃度入力部
５５    窒素流量入力部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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