(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】第１無線タグ２６Ａは複数の第１電子部品２４Ａの中の１つの第１電子部品２４Ａ−１上に配置され、第１温度センサ２８Ａは第１電子部品２４Ａ−１の端子付近に配置されている。第１無線タグ２６Ａに備えられた記録部３２Ａには、第１電子部品２４Ａの種類を特定する部品種類データ、及び原基板２２の種類を特定する原基板種類データが記録されている。送信部３６Ａは、部品種類データ、原基板種類データ、及び温度データを温度設定装置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、前記原基板に接着される部品の種類を特定する部品種類データ及び前記原基板の種類を特定する原基板種類データの少なくとも一方が種類特定データとして記録された記録媒体と、前記種類特定データ及び前記温度センサにより検知された温度についての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種類特定データ及び前記温度データを無線により受信する受信手段と、
予め記録された複数の温度プロファイルの中から前記受信手段により受信された前記種類特定データに対応する温度プロファイルを抽出する抽出手段と、
前記抽出された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。
【０００４】
【特許文献１】
特開平７−１５４０６２号公報
【特許文献２】
特開平８−１８２１７号公報
【０００５】
【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。
【０００６】
【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、前記原基板に接着される部品の種類を特定する部品種類データ及び前記原基板の種類を特定する原基板種類データの少なくとも一方が種類特定データとして記録された記録媒体と、前記種類特定データ及び前記温度センサにより検知された温度についての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。
【０００７】
ここで、無線タグとは、いわゆるＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ  ＦｒｅｑｕｅｎｃｙＩＤｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）タグを意味する。
【０００８】
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での温度を検知する。一方、無線タグの記録媒体には、原基板に接着される部品の種類を特定する部品種類データ及び原基板の種類を特定する原基板種類データの少なくとも一方が種類特定データとして記録されている。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、種類特定データ及び温度センサで検知された温度についての温度データが送信される。したがって、種類特定データ及び温度データを受信する受信側に、これらのデータ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。
【０００９】
第２の発明の温度設定装置は、第１の発明の温度設定用基板からの前記種類特定データ及び前記温度データを無線により受信する受信手段と、予め記録された複数の温度プロファイルの中から前記受信手段により受信された前記種類特定データに対応する温度プロファイルを抽出する抽出手段と、前記抽出された温度プロファイル及び前記温度データに基づいて、温度制御を行う温度制御手段と、を含んで構成されている。
【００１０】
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種類特定データ及び温度データが無線により受信される。種類特定データを受信することにより、自動的に原基板の種類や部品の種類を認識することができる。そこで、抽出手段で、予め記録された複数の温度プロファイルの中から、受信された種類特定データに対応する温度プロファイルを抽出する。そして、温度制御手段により、抽出された温度プロファイルと受信した温度データに基づいて温度制御が行われる。
【００１１】
ここで、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。複数の温度プロファイルは、温度設定装置内の記録媒体に記録されていても、温度設定装置外の記録媒体に記録されていてもよい。
【００１２】
本発明の温度設定装置によれば、受信した種類特定データに対応した温度プロファイルが抽出され、この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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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種類特定データ及び温度データを、第２の発明の温度設定装置の受信手段が受信し、受信した種類特定データに対応する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。
【００１７】
【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。
【００１８】
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、一方は駆動源に接続されることにより回転駆動され、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。
【００１９】
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、実装される複数の第１電子部品２４Ａ、第２電子部品２４Ｂ、第１無線タグ２６Ａ、第２無線タグ２６Ｂ、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２４Ａ、２４Ｂ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の電子部品２４Ａ、２４Ｂ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。第１無線タグ２６Ａは複数の第１電子部品２４Ａの中の１つの第１電子部品２４Ａ−１上に配置され、第１温度センサ２８Ａは第１電子部品２４Ａ−１の端子付近に配置されている。第２無線タグ２６Ｂは原基板２２の複数の第２電子部品２４Ｂの中の１つの第２電子部品２４Ｂ−１の近傍に配置され、第２温度センサ２８Ｂは第２電子部品２４Ｂ−１の端子付近に配置されている。
【００２０】
図３に示すように、第１無線タグ２６Ａは、記録部３２Ａ、回路部３４Ａ、及び送信部３６Ａを備える。記録部３２Ａには、第１電子部品２４Ａの種類を特定する部品種類データ、及び原基板２２の種類を特定する原基板種類データが記録されている。回路部３４Ａは、記録部３２Ａ、送信部３６Ａ、及び第１温度センサ２８Ａと接続されており、記録部３２Ａに記録されている部品種類データ及び原基板種類データ、第１温度センサ２８Ａから得られる温度データに所定の処理を加えて送信部３６Ａへ出力する。送信部３６Ａは、回路部３４Ａから出力された部品種類データ、原基板種類データ、及び温度データを温度設定装置２０の後述する受信部２４へ送信する。
【００２１】
なお、第２無線タグ２６Ｂは、記録部３２Ｂ、回路部３４Ｂ、及び送信部３６Ｂを備え、これらは、第１無線タグ２６Ａの記録部３２Ａ、回路部３４Ａ、及び送信部３６Ａに対応しており、同様の構成であるため、詳細な説明は省略する。但し、原基板種類データは、記録部３２Ａに記録されているものと同一であるため、記録部３２Ｂに必ずしも原基板種類データを記録しておく必要はない。
【００２２】
図４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、送信部３６Ａ、３６Ｂから送信される部品種類データ、原基板種類データ、及び温度データを受信する。メモリ部４４には、部品種類、原基板種類毎に対応する温度プロファイル、及びヒータ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。
【００２３】
なお、部品種類、原基板種類毎に対応する温度プロファイルは、必ずしもメモリ部４４に記録されている必要はなく、温度設定装置２２の外部、例えばフレキシブルディスク、コンパクトディスク、ＤＶＤ、その他の外部記録媒体に記録されていてもよい。
【００２４】
温度プロファイルは、図５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Ａと実線Ｂ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Ａと実線Ｂ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。
【００２５】
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で受信した部品種類データ、原基板種類データに基づいて対応する温度プロファイルを抽出可能とされており、抽出された温度プロファイル及び温度データに基づいて、ヒータ１４及び駆動ローラ１６を制御可能とされている。
【００２６】
次に、本実施形態の作用について説明する。
【００２７】
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がＸ方向へ移動する。温度設定用基板３０に設置された、第１無線タグ２６Ａ、及び第２無線タグ２６Ｂは、記録部３２Ａ、３２Ｂの各々に記録された部品種類データ、及び原基板種類データを、無線通信により温度設定装置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。
【００２８】
ステップＳ１０で、温度設定用基板３０の第１無線タグ２６Ａ、及び第２無線タグ２６Ｂからの、部品種類データ、及び原基板種類データを受信する。ステップＳ１２で、各々の部品種類データ、及び原基板種類データに対応する温度プロファイル（第１無線タグ２６Ａからの部品種類データ及び原基板種類データに対応する温度プロファイルを温度プロファイルＡ、第２無線タグ２６Ｂからの部品種類データ及び原基板種類データに対応する温度プロファイルを温度プロファイルＢとする）をメモリ部４４から抽出する。ステップＳ１４で、第１無線タグ２６Ａ、及び第２無線タグ２６Ｂからの温度データを受信し、ステップＳ１６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、各々の無線タグ毎に行われる。例えば、温度プロファイルＡが、図５に示すような、プリヒート温度及びリフロー温度の温度プロファイル（実線Ａ、実線Ｂの間の温度）であり、受信された温度が破線Ｃである場合には、ｔ２の時点で、目標温度よりも低いという結果になる。ステップＳ１８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、リフローゾーンがやや高温となるようにヒータ１４を制御する。そして、ステップＳ１４へ戻って以下の処理を繰り返す。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。
【００２９】
本実施形態によれば、温度設定用基板３０の無線タグ２６Ａ、２６Ｂに部品種類データ、及び原基板種類データが記録されているので、この部品種類データ、及び原基板種類データを温度設定装置２０に送信することにより、温度設定装置２０に部品種類データ、及び原基板種類データ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、受信した部品種類データ、及び原基板種類データに対応した温度プロファイルを抽出し、この温度プロファイル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。
【００３０】
なお、本実施形態では、記録部３２Ａ、３２Ｂに、部品種類データ、及び原基板種類データを記録し、これらのデータに基づいて温度制御を行ったが、部品種類データまたは原基板種類データの何れか一方のデータを記録し、何れか一方のデータに基づいて温度制御を行うこともできる。
【００３１】
また、本実施形態では、温度設定用基板３０に２つの無線タグ、及び温度センサを設けたが、無線タグ、及び温度センサは１つ、あるいは３つ以上設けてもよい。
【００３２】
【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、送信手段により、種類特定データ及び温度データが送信されるので、種類特定データ及び温度データを受信する受信側に、これらのデータを自動的に認識させことができる。
【００３３】
また、第２の発明の温度設定装置によれば、受信した種類特定データに対応した温度プロファイルが抽出され、この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。
【００３４】
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。
【００３５】
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種類特定データ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、受信した種類特定データに対応する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。
【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】本実施形態の温度設定装置の概略ブロック図である。
【図５】温度プロファイルの一例である。
【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
２４Ａ    第１電子部品（部品）
２４Ｂ    第２電子部品（部品）
２６Ａ    第１無線タグ（無線タグ）
２６Ｂ    第２無線タグ（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
３２Ａ    記録部（記録媒体）
３２Ｂ    記録部（記録媒体）
３６Ａ    送信部（送信手段）
３６Ｂ    送信部（送信手段）
４０      受信部（受信手段）
４２      制御部（抽出手段、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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