(57)【要約】【課題】電子部品焼成用電気炉において、炉室の温度をより精密にかつ外乱などによる炉室温度の乱れなく制御するための、また複雑なパラメータの入力を行わずに温度設定の行える温度制御方法およびこれらを具備する制御方法を提供する。【解決手段】上下ヒータ室と炉室が耐熱性部材で完全に仕切られ、上下ヒータ室内のヒータがそれぞれ独立して温度制御を行い、炉室の温度を調節する構造の電気炉において、上下ヒータ室および炉室にそれぞれ制御用の熱電対を設け、さらに上ヒータ室、炉室および下ヒータ室の温度が入力され上下ヒータ室のヒータを制御する制御用回路を設け、該制御用回路により炉室の設定温度を基準に上下ヒータ室のヒータを制御して、炉室の温度を制御することを特徴とする電気炉の温度制御方法。【選択図】　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下ヒータ室と炉室が耐熱性部材で完全に仕切られ、上下ヒータ室内のヒータがそれぞれ独立して温度制御を行い、炉室の温度を調節する構造の電気炉において、上下ヒータ室および炉室にそれぞれ制御用の熱電対を設け、さらに上ヒータ室、炉室および下ヒータ室の温度が入力され上下ヒータ室のヒータを制御する制御用回路を設け、該制御用回路により炉室の設定温度を基準に上下ヒータ室のヒータを制御して、炉室の温度を制御することを特徴とする電気炉の温度制御方法。
【請求項２】
温度制御のための設定パラメータが、炉室設定温度、上下のヒータ室の温度差、設定値までの昇温速度、上下ヒータ室の過熱温度であることを特徴とする請求項１に記載の電気炉の温度制御方法。
【請求項３】
上下ヒータ室と炉室が耐熱性部材で完全に仕切られ、上下ヒータ室内のヒータがそれぞれ独立して温度制御を行い、炉室の温度を調節する構造の電気炉において、上下ヒータ室および炉室にそれぞれ制御用の熱電対を設け、さらに上ヒータ室、炉室および下ヒータ室の温度が入力され上下ヒータ室のヒータを制御する制御用回路を設け、該制御用回路により炉室の設定温度を基準に上下ヒータ室のヒータを制御して、炉室の温度を制御することを特徴とする電気炉。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品焼成用電気炉において、炉室の温度をより精密にかつ外乱などによる炉室温度の乱れなく制御するための温度制御方法およびそれらを具備する電気炉に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品焼成用電気炉において、電子部品をセットした炉室を精密に温度制御する場合、上下・左右・前後などをセラミックス板等の耐熱性部材で炉室と隔離し、上下ヒータ室及び炉室をそれぞれ個別に温度制御を行っている。
【０００３】
電子部品焼成用電気炉室がこのように分離されているのは、精密な温度制御を行う目的の他、焼成用電子部品（処理物）からガスが発生する場合があり、ガスによるヒータへの悪影響を及ばないようにするためにも有効な手段である。
【０００４】
以下、図２および図３により、従来の電子部品焼成用電気炉の温度制御方法を説明する。
【０００５】
図２は、従来の電気炉の炉室温度を制御する方法を説明するためのフロー図である。
【０００６】
電気炉２１は、セラミック板等の耐熱性部材により、上ヒータ室２２、炉室２３および下ヒータ室２４に分離されている。上ヒータ室２２には上ヒータ室制御用熱電対２５と上ヒータ室制御用ヒータ２８が、下ヒータ室２４には下ヒータ室制御用熱電対２７と下ヒータ室制御用ヒータ２９が設けられている。上ヒータ室制御用熱電対２５は上ヒータ室制御用温度調節計３０と接続され、この上ヒータ室制御用温度調節計３０の出力信号は、上ヒータ室制御用ＳＣＲ３３に送られ、上ヒータ室制御用ヒータ２８が制御される。同様に、下ヒータ室制御用熱電対２７は下ヒータ室制御用温度調節計３１と接続され、この下ヒータ室制御用温度調節計３１の出力信号は、下ヒータ室制御用ＳＣＲ３２に送られ、下ヒータ室制御用ヒータ２９が制御される。また、上ヒータ室２２、炉室２３および下ヒータ室２４の温度は、温度記録計３４に記録される。
【０００７】
図２に示した電気炉２１の温度を制御するためには、上ヒータ室制御用温度調節計３０および下ヒータ制御用温度調節計３１に希望する温度を入力し、その信号がそれぞれ上ヒータ室制御用ＳＣＲ３３と下ヒータ室制御用ＳＣＲ３２を経て、上ヒータ室制御用ヒータ２８と下ヒータ室制御用ヒータ２９に電気が供給され、上下ヒータ室２２，２４の温度を調節し、炉室２３温度を調節するものである。
【０００８】
炉室２３に取付けられた熱電対２６は、温度記録計３４に接続されている。この熱電対２６は、炉室２３の温度を記録するのみであり、炉室２３温度を制御するためのものではない。したがって、炉室２３へのガス投入や、処理物の移動などの外乱により、炉室２３温度は変動する。
【０００９】
例えば、図２に示した電気炉２１において、炉室２３温度を１０００℃に設定したい場合、この温度制御方法では炉室２３の熱電対２６が制御用ではないため、上下ヒータ室２２，２４の温度を経験により、例えば１０５０℃程度に設定し、炉室２３温度が１０００℃に近づくように上下ヒータ制御用温度調節計３０，３１をそれぞれ微調節する必要がある。図２に示した従来方法は、高精度な温度制御を求められる処理物には不向きな制御方法である。
【００１０】
その他の従来の制御方法を図３にフロー図として示す。図２と同一の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００１１】
図３の従来例が図２の従来例と異なる点を以下に列挙する。
【００１２】
炉室２１には、炉室温度制御用熱電対３９を設け、炉室温度制御用温度調節計３７により上下ヒータ室制御用ヒータ２８，２９を上下ヒータ室制御用ＳＣＲ３３，３２を介して電気を供給し、制御するものである。上下ヒータ室制御用ＳＣＲ３３，３２に供給される電力は、それぞれ出力調整ボリューム３５，３６により調節される。
【００１３】
また、上下ヒータ室２２，２４に設置される熱電対３８，４０は、加熱防止用熱電対であり、上下ヒータ室２２，２４の温度を監視するものであり、危険温度以上になると温度記録計３４からの信号により、警報が発せられるように設定されている。しかし、熱電対３８，４０は制御するためのものではないため、希望する温度に設定することはできない。
【００１４】
図２の従来方法に比べ、炉室２１の温度制御の制度は高くなる。例えば、炉室２１内の温度を１０００℃に設定したい場合、炉室２１内は１０００℃に設定される。しかし、上下ヒータ室２２，２３の温度はそれぞれ上ヒータ室制御用ＳＣＲ３３と下ヒータ室制御用ＳＣＲ３２の出力調整用ボリューム３５，３６で決定されるため、上下ヒータ室２２，２４の温度を同じ温度に設定したくても非常に困難であった。
【００１５】
したがって、図３に示した従来の制御方法は、炉室内の上下温度差を自由に制御するためには不向きであった。
【００１６】
【発明の解決しようとする課題】
本発明は、上下ヒータ室と炉室がセラミックス板等の耐熱性部材で完全に仕切られ、上下ヒータ室内のヒータがそれぞれ独立して温度制御を行い炉室の温度を調節する構造の電気炉において、炉室の温度をより精密にかつ外乱などによる炉室温度の乱れなく制御するための、また複雑なパラメータの入力を行わずに温度設定の行える温度制御方法および電気炉を提供することを課題としている。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、以下要旨の本発明により解決される。
（１）　上下ヒータ室と炉室が耐熱性部材で完全に仕切られ、上下ヒータ室内のヒータがそれぞれ独立して温度制御を行い、炉室の温度を調節する構造の電気炉において、上下ヒータ室および炉室にそれぞれ制御用の熱電対を設け、さらに上ヒータ室、炉室および下ヒータ室の温度が入力され上下ヒータ室のヒータを制御する制御用回路を設け、該制御用回路により炉室の設定温度を基準に上下ヒータ室のヒータを制御して、炉室の温度を制御することを特徴とする電気炉の温度制御方法。
（２）　温度制御のための設定パラメータが、炉室設定温度、上下のヒータ室の温度差、設定値までの昇温速度、上下ヒータ室の過熱温度であることを特徴とする（１）に記載の電気炉の温度制御方法。
（３）　上下ヒータ室と炉室が耐熱性部材で完全に仕切られ、上下ヒータ室内のヒータがそれぞれ独立して温度制御を行い、炉室の温度を調節する構造の電気炉において、上下ヒータ室および炉室にそれぞれ制御用の熱電対を設け、さらに上ヒータ室、炉室および下ヒータ室の温度が入力され上下ヒータ室のヒータを制御する制御用回路を設け、該制御用回路により炉室の設定温度を基準に上下ヒータ室のヒータを制御して、炉室の温度を制御することを特徴とする電気炉。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態を図面により説明する。図１は、本発明の制御方法を説明するためのフロー図である。
【００１９】
本発明の電気炉１は、図１に示すように上ヒータ室２および下ヒータ室４と炉室３がセラミックスの板などの耐熱部材で完全に仕切られている。上ヒータ室２には上ヒータ室制御用熱電対５と上ヒータ室制御用ヒータ８が、下ヒータ室４には下ヒータ室制御用熱電対７と下ヒータ室制御用ヒータ９が設けられている。炉室３にも、炉室制御用熱電対６が設けられている。これらの各制御用熱電対５，６，７は、制御用回路が内蔵された炉室制御用温度調節計１５に接続されている。
【００２０】
炉室制御用温度調節計１３では、不図示のタッチパネルやパソコンから温度制御のためのパラメータが入力される。
【００２１】
制御用のパラメータとしては、「炉室設定温度（例えば１０００℃）」、「上下ヒータ室の温度差（例えば０℃）」、「上ヒータ室の警報発生温度（例えば１１００℃」、「下ヒータ室の警報発生温度（例えば１０００℃）」、「設定温度までの昇温速度」等を挙げることができる。なお、炉室制御用温度調節計１５には、従来の温度調節計と同様な機能（例えばＰＩＤ演算など）を設けてもよい。
【００２２】
炉室制御用温度調節計１３に内蔵された制御回路により、それぞれ上ヒータ室制御用ヒータ８、下ヒータ室制御用ヒータ９に電力を供給する上ヒータ室制御用ＳＣＲ１０、下ヒータ室制御用ＳＣＲ１１に個別に信号が送られ、それぞれ制御され炉室３の温度が適正に制御される。
【００２３】
制御回路では、入力された「炉室設定温度」および「昇温温度」に基づいて演算され、上ヒータ室制御用ＳＣＲ１０、下ヒータ室制御用ＳＣＲ１１に信号が送られ、それぞれ上ヒータ室制御用ヒータ８と下ヒータ室制御用ヒータ９に電流が流れ、各ヒータが加熱される。
【００２４】
炉室設定温度に到達すると、炉室制御用熱電対６により、炉室制御用温度調節計１３に内蔵された回路により、上ヒータ室制御用ＳＣＲ１０、下ヒータ室制御用ＳＣＲ１１に信号が送られ、それぞれ上ヒータ室制御用ヒータ８と下ヒータ室制御用ヒータ９への電流が遮断され、炉室３の温度が設定温度を超えないように調節される。
【００２５】
また、精密な温度制御が必要な場合は、入力された「上下ヒータ室温度差」のパラメータに基づいて、個別に上ヒータ室制御用ＳＣＲ１０と下ヒータ室制御用ＳＣＲ１１に信号が送られ、それぞれ上下ヒータ室制御用ヒータを制御し、設定した「上下ヒータ室温度差」が保たれるように制御する。
【００２６】
制御用回路で制御する方式は、特に限定されないが、例えばＯＮ−ＯＦＦ制御、サイクル制御、ＰＩＤ制御等を挙げることができる。
【００２７】
また、上ヒータ室２、炉室３、下ヒータ室４の温度は、それぞれの熱電対により測定され、温度記録計１２に記録される。
【００２８】
【実施例】
実施例１
進行方向に複数回路から構成されているトンネル型の炉に、本発明を採用した例をとりあげ説明する。
【００２９】
例にあげるトンネル型の炉は１０回路から構成されており、すべての回路において本発明を使用している。各回路のパラメータは表１のとおりである。
【００３０】
【表１】
2004077055.tif 000002
【００３１】
本発明方法に従い運転を行った。各回路とも設定された昇温速度にあわせて制御を行い、上下ヒータ室２，４の温度差を０℃に保ちながら設定温度に到達した。到達した後も例えば、炉室３が１２００℃設定部分において、上ヒータ室２温度１２５０℃、下ヒータ室４温度１２５０℃で安定し上下ヒータ室２，４の温度差を０℃に保ちながら制御を行った。
【００３２】
しかしながら、この状態で炉室３に投入したサヤ内の温度分布測定をメジャーリングなどで行ったところ上部温度が２０℃程度高い（キープ温度において）ことがわかった。これは当然熱の流れなどが関与しているためである。このトンネル型の炉の場合、温度分布保証が１０℃以下であるため、保証外の結果となった。
【００３３】
そこで、この温度差を補正するために、炉室３の設定が１２００℃である全回路において、温度差を−２０℃（上ヒータ室温度−下ヒータ室温度）に設定しなおした。結果は温度分布８℃となり保証を満足することができた。このとき上ヒータ室１２４０℃、下ヒータ室１２６０℃で安定し、上下ヒータ室２，４の温度差は２０℃であった。
【００３４】
このように、希望しかつ高精度な温度制御を簡単に行うことが可能になっただけでなく、単純な入力ミスも減少させることができた。
【００３５】
【発明の効果】
上記のように本発明により、上下ヒータ室と炉室がセラミックスの板などで完全に仕切られ、上下ヒータ室内のヒータがそれぞれ独立して温度制御を行い炉室の温度を調節する構造の電気炉において、炉室の温度をより精密にかつ外乱などによる炉室温度の乱れなく制御することが可能となり、また複雑なパラメータの入力を行わずに温度設定が行えるため、人的ミスによる温度調節不良の発生も抑制できた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の制御方法を説明するためのフロー図。
【図２】従来の制御方法を説明するためのフロー図。
【図３】従来の制御方法を説明するためのフロー図。
【符号の説明】
１　電気炉
２　上ヒータ室
３　炉室
４　下ヒータ室
５　上ヒータ室制御用熱電対
６　炉室制御用熱電対
７　下ヒータ室制御用熱電対
８　上ヒータ室制御用ヒータ
９　下ヒータ室制御用ヒータ
１０　上ヒータ室制御用ＳＣＲ
１１　下ヒータ室制御用ＳＣＲ
１２　温度記録計
１３　炉室制御用温度調節計
【図１】
2004077055.tif 000003
【図２】
2004077055.tif 000004
【図３】
2004077055.tif 000005