(57)【要約】【課題】省労力で温度制御対象の温度制御を可能とすると共に、温度プロファイルの管理を簡易に行うことの可能な温度設定用基板、温度設定装置、温度設定システム、及び、前記温度設定装置により温度制御の行われるリフロー炉を提供する。【解決手段】無線タグ２６は原基板２２の中央部に配置され、第１温度センサ２８Ａ、第２温度センサ２８Ｂは無線タグ２６の両側に配置されている。無線タグ２６に備えられた記録部３２には、この温度設定用基板３０の温度プロファイルが記録されている。送信部３６は、温度プロファイル、第１温度センサ２８Ａで検知される温度についての温度データＡ、及び第２温度センサ２８Ｂで検知される温度についての温度データＢを温度設定装置２０へ送信する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
部品が配置されると共に、この部品を接着するための接着部材が塗布された原基板と、
前記原基板に設けられ、温度を検知する温度センサと、
前記原基板及び前記部品の少なくとも一方に設けられ、前記原基板の温度プロファイルが記録された記録媒体と、前記温度プロファイル及び前記温度センサにより検知された温度に関する温度データを無線で送信可能な送信手段と、を含む無線タグと、
を備えた温度設定用基板。
【請求項２】
請求項１の温度設定用基板からの前記温度プロファイル及び前記温度データを無線により受信する受信手段と、
前記受信手段により受信された前記温度プロファイル及び前記温度データに基づいて、温度制御対象の温度制御を行う温度制御手段と、
を備えた温度設定装置。
【請求項３】
請求項２の温度設定装置により炉内の温度が制御されるリフロー炉。
【請求項４】
請求項１の温度設定用基板と、
請求項２の温度設定装置と、
を備えた温度設定システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、温度設定用基板、温度設定装置、リフロー炉、及び温度設定システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
通常、電子部品を基板上に実装するためには、半田付けが行われる。この半田付けの工程としては、まず、基板上の所定の位置に半田が塗布され、その上に電子部品が配置される。そして、塗布された半田がリフロー炉内で溶融され、電子部品の端子が半田により基板に電気的に接続される。その後、リフロー炉内の温度を調節して半田を固めることにより、半田付けが完了する。
【０００３】
このとき、リフロー炉内の温度が低いと半田が溶融せず、また、リフロー炉内の温度が高すぎると半田が流動して部品位置がずれるなど、正しい接続が行われない。したがって、温度制御対象としてのリフロー炉内の温度を適切に管理する必要がある。そこで、特許文献１、特許文献２に記載の技術では、基板の温度を測定する温度センサ及び測定された温度を送信する送信機を基板と共にリフロー炉内に搬送し、送信機より送信されてくる温度に基づいてリフロー炉内の温度が調整されている。しかしながら、特許文献１、特許文献２に記載の技術では、半田付けを行う基板の種類や実装される部品を変更する毎に、変更された基板の種類や部品に適した温度に指定し直す必要があり、面倒であった。また、基板の種類や部品の種類、配列などにより温度プロファイルは異なるため、多くの温度プロファイルを記憶しておく必要があり、多くのデータを管理する必要があった。
【０００４】
【特許文献１】
特開平７−１５４０６２号公報
【０００５】
【特許文献２】
特開平８−１８２１７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記事実を考慮して成されたものであり、省労力で温度制御対象の温度制御を可能とすると共に、温度プロファイルの管理を簡易に行うことの可能な温度設定用基板、温度設定装置、温度設定システム、及び、前記温度設定装置により温度制御の行われるリフロー炉を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、第１の発明の温度設定用基板は、部品が配置されると共に、この部品を接着するための接着部材が塗布された原基板と、前記原基板に設けられ、温度を検知する温度センサと、前記原基板及び前記部品の少なくとも一方に設けられ、前記原基板の温度プロファイルが記録された記録媒体と、前記温度プロファイル及び前記温度センサにより検知された温度に関する温度データを無線で送信可能な送信手段と、を含む無線タグと、を含んで構成されている。
【０００８】
ここで、無線タグとは、いわゆるＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ  ＦｒｅｑｕｅｎｃｙＩＤｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）タグを意味する。また、温度プロファイルとは、部品を原基板に接着するための最適な温度をいい、例えば、炉内で温度設定用基板が搬送されながら加熱される場合には、搬送過程における時間毎の温度を示す。
【０００９】
上記温度設定用基板において、原基板には、部品が配置されると共にこの部品を接着するための接着部材が塗布されている。部品を配線用基板に適切に接着するためには、適切に接着部材を加熱する必要がある。そこで、温度センサを原基板に設け、加熱が行われる温度制御対象における原基板の温度を検知する。一方、無線タグの記録媒体には、原基板の温度プロファイルが記録されている。この無線タグは、原基板に設けられていてもよいし、部品に設けられていてもよい。無線タグの送信手段により、温度プロファイル、及び温度センサにより検知された温度に関する温度データが送信される。したがって、温度プロファイルを受信する受信側に、温度プロファイルを自動的に認識させことができる。これにより、受信側では、原基板や原基板に配置される部品の種類が変更されることにより温度プロファイルが変更しても、ユーザーが温度制御対象の最適温度を変更する必要がなくなる。したがって、省労力により適切に温度制御を行うことができる。また、原基板上の無線タグに温度プロファイルが記録されているので、基板と共に温度プロファイルを管理することができ、温度プロファイルの管理を簡易に行うことができる。
【００１０】
第２の発明の温度設定装置は、請求項１の温度設定用基板からの前記温度プロファイル及び前記温度データを無線により受信する受信手段と、前記受信手段により受信された前記温度プロファイル及び前記温度データに基づいて、温度制御対象の温度制御を行う温度制御手段と、を含んで構成されている。
【００１１】
上記温度設定装置では、受信手段により第１の発明の温度設定用基板からの温度プロファイルが無線により受信される。これにより、自動的に原基板の種類や部品の種類毎に異なる温度プロファイルを認識することができる。そして、温度制御手段により、受信した温度プロファイル、及び温度データに基づいて温度制御対象の温度制御が行われる。したがって、原基板や原基板に配置される部品の種類が変更される毎に、ユーザーが種類特定データを変更する必要がなく、省労力により適切な温度制御を行うことができる。また、原基板上で温度プロファイルが管理されているので、基板毎に異なる温度プロファイルを温度設定装置で管理する必要がない。
【００１２】
第３の発明のリフロー炉は、第２の発明の温度設定装置により炉内の温度が制御されている。
【００１３】
本発明のリフロー炉によれば、第２の発明と同様に、省労力により炉内の温度を適切に制御することができる。
【００１４】
第４の発明の温度設定システムは、第１の発明の温度設定用基板と、第２の発明の温度設定装置と、を含んで構成されている。
【００１５】
本発明の温度設定システムによれば、第１の発明の温度設定用基板の無線タグに備えられた送信手段から送信される温度プロファイル及び温度データを、第２の発明の温度設定装置の受信手段が受信し、受信した温度プロファイル及び温度データに基づいて温度制御がなされるので、省労力で適切に温度設定を行うことができる。また、原基板上で温度プロファイルが管理されているので、温度プロファイルの管理を簡易に行うことができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本実施形態について説明する。
【００１７】
図１に示すように、本実施形態のリフロー炉１０は、筐体１１を備え、筐体１１の内部にコンベア１２及びヒータ１４を備える。コンベア１２は、無端状の搬送体が２つのローラ１６に巻きかけられて構成されている。２つのローラ１６のうちの一方が駆動源に接続されて回転駆動され、これにより搬送体がＸ方向に移動される。部品の実装が行われる基板は、コンベア１２によりリフロー炉１０内を搬送される。ヒータ１４は、コンベア１２の上下に複数配置されリフロー炉１０内を加熱する。筐体１１の外部には、温度設定装置２０が設けられている。
【００１８】
図２に示すように、本実施形態の温度設定用基板３０は、原基板２２、実装される複数の電子部品２４、無線タグ２６、第１温度センサ２８Ａ、及び第２温度センサ２８Ｂを備える。電子部品２４は、原基板２２に形成される図示しない配線にしたがって所定の位置に配置されている。原基板２２の各々の電子部品２４との接続位置には、クリーム半田（図示省略）が塗布されている。無線タグ２６は原基板２２のほぼ中央部に配置され、第１温度センサ２８Ａと第２温度センサ２８Ｂとは、無線タグ２６を挟んだ両側に配置されている。なお、本実施形態では無線タグ２６を原基板２２の中央部に配置したが、無線タグ２６の配置位置は原基板２２上のいずれの位置でもよく、さらには、電子部品２４上に配置することもできる。
【００１９】
図３に示すように、無線タグ２６は、記録部３２、回路部３４、及び送信部３６を備える。記録部３２には、温度設定用基板３０の温度プロファイルが記録されている。回路部３４は、記録部３２、送信部３６、第１温度センサ２８Ａ、及び第２温度センサ２８Ｂと接続されており、記録部３２に記録されている温度プロファイル、第１温度センサ２８Ａから得られる温度データＡ、第２温度センサ２８Ｂから得られる温度データＢに所定の処理を加えて送信部３６へ出力する。送信部３６は、回路部３４から出力された温度プロファイル、温度データＡ及び温度データＢを温度設定装置２０の後述する受信部２４へ送信する。
【００２０】
ここで、温度プロファイルについて説明する。温度プロファイルは、図４に示すように、時間経過と基板温度との関係を示すものである。すなわち、部品を基板に適切に接続させるためには、リフロー炉１０内での搬送過程において最適な温度変化が必要であるが、この温度変化を示すのが温度プロファイルである。通常、温度プロファイルは、最初のプリヒートゾーンでは、クリーム半田が溶融する直前のプリヒート温度（プリヒートゾーンの実線ＴＡと実線ＴＢの間の温度）に保たれ、次にリフローゾーンでクリーム半田が溶融するリフロー温度（リフローゾーンの実線ＴＡと実線ＴＢの間の温度）に引き上げられ、最後の冷却ゾーンで急激に温度が下げられる構成になっている。なお、プリヒート温度やリフロー温度は、部品種類や原基板種類によって異なっている。
【００２１】
図５に示すように、温度設定装置２０は、受信部４０、制御部４２、及びメモリ部４４を備える。受信部４０は、無線タグ２６の送信部３６から送信される温度プロファイル、及び温度データを受信する。メモリ部４４には、ヒータ１４や駆動ローラ１６を制御するための制御プログラムが記録されている。
【００２２】
制御部４２は、受信部４０、メモリ部４４、ヒータ１４、及び駆動ローラ１６と接続されている。制御部４２は、受信部４０で受信した温度プロファイルに基づいて、ヒータ１４及び駆動ローラ１６を制御可能とされている。この制御は、メモリ部４４に記録されている制御プログラムにしたがって行われる。
【００２３】
次に、本実施形態の作用について説明する。
【００２４】
温度設定用基板３０をコンベア１２にセットしてリフロー炉１０の図示しないスタートボタンを押すと、駆動ローラ１６が駆動して、コンベア１２により温度設定用基板３０がＸ方向へ移動される。温度設定用基板３０に設置された無線タグ２６の送信部３６は、記録部３２に記録された温度プロファイルを、無線通信により温度設定装置２０へ送信する。また、送信部３６は、第１温度センサ２８Ａ、第２温度センサ２８Ｂで検知された温度を、各々温度データＡ、温度データＢとして随時温度設定装置２０へ送信する。温度設定装置２０の制御部４２では、図６に示す温度設定処理が開始される。
【００２５】
ステップＳ１０で、温度設定用基板３０の無線タグ２６からの、温度プロファイルを受信する。ステップＳ１２で、無線タグ２６から、温度データＡ、温度データＢを受信し、ステップＳ１４で、温度プロファイルの該当する時間の基板温度と受信された温度とを比較する。この温度の比較は、温度データＡ、温度データＢで別々に行われる。例えば、温度プロファイルが図４の実線ＴＡ、ＴＢで示されるものであり、受信された温度が破線ＴＣである場合には、対応するｔ２の時点で、目標温度よりも低いという結果になる。
【００２６】
ステップＳ１６で、前記比較結果に基づいて、ヒータ１４及び駆動ローラ１６へ制御指示を出力する。前述の例では、リフローゾーンでの温度がリフロー温度まで上昇するようにヒータ１４を制御する。そして、ステップＳ１２へ戻って以下の処理を繰り返す。これにより、時間毎の温度設定基板３０の温度状態が測定され、リフロー炉１０の制御が行われる。本処理は、温度設定用基板３０の搬送が終了するまで継続される。
【００２７】
本実施形態によれば、温度設定用基板３０の無線タグ２６に温度プロファイルが記録されているので、この温度プロファイルを温度設定装置２０に送信することにより、温度設定装置２０に当該基板の温度プロファイルを自動的に認識させることができる。そして、温度設定装置２０で、受信した温度データに基づいて温度制御を行うので、原基板２２や原基板２２に配置される部品の種類が変更されても、ユーザーが温度プロファイルを変更する必要がない。したがって、省労力により適切な温度制御を行うことができる。
【００２８】
また、原基板２２に温度プロファイルが記録されているので、温度設定装置２０で、基板毎に異なる温度プロファイルを記録しておく必要がなく、温度プロファイルの管理が簡易に行える。
【００２９】
なお、本実施形態では、温度プロファイルと温度データとの比較を温度設定装置で行ったが、この比較を行う回路を無線タグ２６に設けて無線タグ２６で行ってもよい。この場合には、比較結果が温度設定装置２０へ送信され、温度設定装置２０ではこの比較結果に基づいて温度制御が行われる。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、第１の発明の温度設定用基板によれば、原基板上の無線タグで温度プロファイルが記録されているので、温度プロファイルの管理を簡易に行うことができる。また、送信手段により、この温度プロファイルが送信されるので、この温度プロファイルを受信する受信側に、自動的に温度プロファイルを認識させことができる。
【００３１】
また、第２の発明の温度設定装置によれば、受信した温度プロファイルに基づいて温度制御が行われるので、原基板や原基板に配置される部品の種類が変更されても、ユーザーが種類特定データを変更する必要はなく、省労力により適切な温度制御を行うことができる。また、直接温度プロファイルを受信するので、温度プロファイルを記録しておく必要がない。
【００３２】
また、第３の発明のリフロー炉によれば、第２の発明と同様に、省労力により炉内の温度を適切に制御することができる。
【００３３】
また、第４の発明の温度設定システムによれば、第１の発明の温度設定用基板の無線タグに備えられた送信手段から送信される温度プロファイル及び温度データを、第２の発明の温度設定装置の受信手段が受信し、受信した温度プロファイル及び温度データに基づいて温度制御がなされるので、省労力で適切に温度設定を行うことができる。また、原基板上で温度プロファイルが記録されているので、温度プロファイルの管理を簡易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態のリフロー炉の概略図である。
【図２】本実施形態の温度設定用基板の斜視図である。
【図３】本実施形態の無線タグの概略ブロック図である。
【図４】温度プロファイルの一例である。
【図５】本実施形態の温度設定装置の概略ブロック図である。
【図６】温度設定処理のフローチャートである。
【符号の説明】
１０    リフロー炉
２０    温度設定装置
２２    原基板
２４    電子部品（部品）
２６    無線タグ
２８Ａ        第１温度センサ（温度センサ）
２８Ｂ        第２温度センサ（温度センサ）
３０    温度設定用基板
３２    記録部（記録媒体）
３６    送信部（送信手段）
４０    受信部（受信手段）
４２    制御部（温度制御手段）
【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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