(57)【要約】【課題】  被加熱物の物性値を用いることなく、加熱装置の表裏温度差を含む加熱条件を効率的に見出すことができる熱解析方法、及び該熱解析用のプログラムを提供する。【解決手段】  加熱装置の少なくとも１つの任意の測定位置における表裏温度差を含む加熱温度（Ｔａ）及び加熱時間（ｔ）と、被加熱物の少なくとも１つの任意の測定点における測定測定温度（初期温度Ｔｉｎｔ、到達温度Ｔｓ）とに基いて、各測定点ごとに加熱特性を１つの定数として数値化する。この加熱特性値（ｍ値）は、被加熱物の物性値を入力することなく算出可能となる。当該ｍ値を使用すれば、加熱条件の補正による被加熱物の温度プロフィールを実測することなく短時間に高い精度でシミュレートすることができる。このシミュレーションを用いれば、要求条件に適合した加熱条件を容易に求めることが可能となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加熱物を表裏から加熱する加熱源を備えた加熱装置の少なくとも１つの任意の測定位置における表裏異なる加熱温度及び当該測定位置における加熱時間と、被加熱物の少なくとも１つの任意の測定点における温度測定結果とに基き、前記被加熱物及び前記加熱装置の物理的特性を含む加熱特性を、前記各測定位置及び各測定点ごとに１つの定数として数値化することを特徴とする熱解析方法。
【請求項２】
前記数値化結果を使用し、与えられた表裏異なる加熱温度を含む加熱条件により前記加熱装置で加熱される被加熱物の温度プロファイルをシミュレートすることを特徴とする、請求項１に記載の熱解析方法。
【請求項３】
前記数値化結果を使用し、前記加熱装置に搬入された被加熱物を予め定められた要求条件に適合した温度プロファイルに沿って加熱するための前記加熱装置の表裏異なる加熱温度を含む加熱条件を見出すことを特徴とする、請求項１に記載の熱解析方法。
【請求項４】
前記加熱装置が複数の加熱区域から構成され、前記複数の加熱区域を通過する被加熱物を予め定められた要求条件に適合する温度プロファイルに沿って加熱するための前記表裏異なる加熱温度を含む加熱条件を、前記各加熱区域内の少なくとも１つの測定位置ごとに数値化された前記結果を用いて前記各加熱区域ごとに見出すことを特徴とする、請求項３に記載の熱解析方法。
【請求項５】
前記数値化結果を使用し、前記加熱装置に搬入され、加熱される被加熱物の複数の測定点間の許容温度ばらつきを含む要求条件を満たすための最も適した前記表裏の加熱源の相異なる加熱温度をシミュレーションにより見出すことを特徴とする、請求項１に記載の熱解析方法。
【請求項６】
前記測定位置における表裏いずれか一方の基準となる加熱源の加熱温度をＴａ、当該測定位置における前記測定点の初期温度をＴｉｎｔ、到達温度をＴｓ、当該測定位置での加熱時間をｔとしたとき、前記数値化された結果が、
【数１】
2005079217.tif 000016
で表されるｍ値であることを特徴とする、請求項１から請求項５のいずれか一に記載の熱解析方法。
【請求項７】
前記ｍ値を利用して、
Ｔｓ＝Ｔａ−（Ｔａ−Ｔｉｎｔ）ｅ−ｍｔ  （但し、ｅは自然対数の底）
で表される加熱基本式を基に、与えられた被加熱物の温度Ｔｓを満たすための加熱装置の前記加熱温度Ｔａと加熱時間ｔとを求めること、もしくは与えられた加熱装置の前記加熱温度Ｔａと加熱時間ｔとを用いて被加熱物の到達温度Ｔｓを求めることを特徴とする、請求項６に記載の熱解析方法。
【請求項８】
前記被加熱物の複数の測定点間の許容温度ばらつきを含む要求条件を満たすための最も適した前記表裏相異なる各加熱温度を見出すため、前記加熱装置の表裏相異なる加熱温度によって測定点近傍に形成される局部加熱温度と、前記両加熱温度の前記局部加熱温度に対する影響度の指標である温度差係数とを、前記ｍ値を利用して算出することを特徴とする、請求項７に記載の熱解析方法。
【請求項９】
前記局部加熱温度をＴｘ、表裏各加熱源の加熱温度をＴａ、Ｔｂ（Ｔａ＜Ｔｂ）、前記加熱源に対応した各温度差係数をＲａ、Ｒｂとしたとき、前記局部加熱温度Ｔｘ、各温度差係数Ｒａ、Ｒｂがそれぞれ：
【数２】
2005079217.tif 000017
で表されることを特徴とする、請求項８に記載の熱解析方法。
【請求項１０】
前記加熱装置の熱風の吹き出し速度を変化させる際に、予め求められた熱風の吹き出し速度とｍ値との関係を基に前記ｍ値を補正することを特徴とする、請求項７から請求項９のいずれか一に記載の熱解析方法。
【請求項１１】
被加熱物を表裏から加熱する加熱源を備えた加熱装置へ搬入される被加熱物を予め定められた要求条件に適合する温度プロファイルに沿って加熱するための加熱条件を見出す熱解析方法であって、
被加熱物サンプル・加熱装置の加熱条件を表裏間に加熱温度差を設けずに特定し、
被加熱物の加熱時の要求条件を設定し、
前記被加熱物サンプルを前記加熱条件で加熱して前記加熱装置の少なくとも１つの任意の測定位置で前記被加熱物サンプルの複数の測定点の温度を測定し、
前記複数の測定点の温度のばらつきが予め定められた閾値よりも小さい場合、前記各測定位置における加熱温度及び加熱時間と、前記各測定点における測定温度とを基に各測定位置及び各測定点ごとの加熱特性値を求め、
前記複数の測定点の温度のばらつきが予め定められた閾値よりも大きい場合、表裏間の加熱温度に予め定められた温度差を設けて加熱条件を特定し直し、
前記特定し直した加熱条件で被加熱物サンプルを再度加熱して前記加熱装置の少なくとも１つの任意の測定位置で前記被加熱物サンプルの複数の測定点の温度を測定し、
前記各測定位置における表裏いずれか一方の基準となる加熱温度及び加熱時間と、前記各測定点における測定温度とを基に各測定位置及び各測定点ごとの加熱特性値を求め、
前記表裏間の加熱温度差（０を含む）を維持した状態でそれぞれ前記加熱温度、前記加熱時間のいずれか一方もしくは双方を変化させた新たな加熱条件を設定し、
前記加熱特性値を利用し、加熱温度と被加熱物の温度との関係を表す加熱基本式を用いて前記新たな加熱条件における各測定位置及び各測定点ごとの温度を算出し、
前記算出された結果による温度プロファイルが前記要求条件を満たしている場合には、この新たな加熱温度と加熱時間とに基いて加熱条件を確定し、
前記算出された結果の温度プロファイルが前記要求条件を満たしていない場合には、前記表裏間の温度差（０を含む）を維持した状態で再度新たな加熱条件を設定し直し、前記手順を繰り返すことにより加熱条件を見出すことを特徴とする熱解析方法。
【請求項１２】
被加熱物を表裏から加熱する加熱源を備えている、少なくとも第１の加熱段階と第２の加熱段階とを含む複数の加熱区域からなる加熱装置へ搬入される被加熱物を予め定められた要求条件に適合する温度プロファイルに沿って加熱するための加熱条件を見出す熱解析方法であって、
被加熱物サンプル・前記各加熱段階の加熱条件を表裏間に加熱温度差を設けずに特定し、
被加熱物の要求条件を設定し、
前記加熱条件で被加熱物サンプルを加熱して加熱装置の各加熱区域ごとに少なくとも１つの任意の測定位置で前記被加熱物サンプルの複数の測定点の温度を測定し、
前記複数の測定点の温度のばらつきが前記各加熱段階の予め定められたいずれの閾値よりも小さい場合、前記各測定位置における加熱温度及び加熱時間と、前記各測定点における測定温度とを基に前記各測定位置及び各測定点ごとに加熱特性値を求め、
前記各加熱段階のいずれか１つ以上において前記複数の測定点の温度のばらつきが前記各加熱段階ごとに予め定められた閾値よりも大きい場合、当該加熱段階における表裏間の
加熱温度に予め定められた温度差を設けた加熱条件を特定し直し、
前記特定し直した加熱条件で被加熱物サンプルを再度加熱して前記加熱装置の少なくとも１つの任意の測定位置で前記被加熱物サンプルの複数の測定点の温度を測定し、
前記各測定位置における表裏いずれか一方の基準となる加熱温度及び加熱時間と、前記各測定点における測定温度とを基に各測定位置及び各測定点ごとの加熱特性値を求め、
前記表裏間の加熱温度差（０を含む）を維持した状態でそれぞれ前記加熱温度、前記加熱時間のいずれか一方もしくは双方を変化させた新たな加熱条件を設定し、
前記加熱特性値を利用し、加熱温度と被加熱物の温度との関係を表す加熱基本式を用いて前記新たな加熱条件における前記各測定位置及び各測定点ごとの温度を算出し、
前記算出された結果による温度プロファイルが各加熱段階の要求条件を満たしている場合には、前記新たな加熱温度と加熱時間に基いて加熱条件を確定し、
前記算出された結果の温度プロファイルが前記各加熱段階のいずれか１つ以上の要求条件を満たしていない場合には、当該加熱段階における加熱条件を、前記表裏の加熱温度差（０を含む）を維持した状態で設定し直し、前記手順を繰り返すことにより加熱条件を見出すことを特徴とする熱解析方法。
【請求項１３】
前記被加熱物が印刷されたクリーム半田上に複数の部品を装着した回路基板、前記第１の加熱段階が予熱段階、前記第２の加熱段階がリフロー段階、前記加熱条件を見出す熱解析が、前記クリーム半田を加熱溶融して前記回路基板に前記部品を接合する適切なリフロー加熱条件を見出すものであることを特徴とする、請求項１２に記載の熱解析方法。
【請求項１４】
前記予め定められた閾値が、予熱段階で約５℃、リフロー段階で約８℃、また前記予め定められた温度差が、予熱段階で約１０℃、リフロー段階で約２０℃であることを特徴とする、請求項１３に記載の熱解析方法。
【請求項１５】
前記算出された結果による温度プロファイルが前記要求条件を満たしている場合、加熱条件もしくは生産条件を確定する前に当該新たな加熱温度、加熱時間に基いて前記加熱装置で再度被加熱物サンプルを検証加熱して前記各測定位置ごとに前記各測定点の温度を測定し、
当該測定した結果による温度プロファイルが前記要求条件を満たしていない場合には、前記再度の被加熱物サンプルの検証加熱の結果に基いて再度各加熱特性値を求め直してこれまでの手順を繰り返し、
当該測定した結果による温度プロファイルが前記要求条件を満たしていることが検証された後に、前記新たな加熱温度と加熱時間に基いて加熱条件もしくは生産条件を確定することを更に含む、請求項１１から請求項１４のいずれか一に記載の熱解析方法。
【請求項１６】
前記測定位置における表裏いずれか一方の基準となる加熱源の加熱温度をＴａ、当該測定位置における前記測定点の初期温度をＴｉｎｔ、到達温度をＴｓ、当該測定位置での加熱時間をｔとしたとき、前記加熱特性値が、
【数３】
2005079217.tif 000018
で表されるｍ値であることを特徴とする、請求項１１から請求項１５のいずれか一に記載の熱解析方法。
【請求項１７】
前記測定位置における表裏いずれか一方の基準となる加熱源の加熱温度をＴａ、当該測定位置における前記測定点の初期温度をＴｉｎｔ、到達温度をＴｓ、当該測定位置での加熱時間をｔ、前記加熱特性値をｍとしたとき、前記加熱基本式が、
Ｔｓ＝Ｔａ−（Ｔａ−Ｔｉｎｔ）ｅ−ｍｔ  （但し、ｅは自然対数の底）
で表されることを特徴とする、請求項１１から請求項１６のいずれか一に記載の熱解析方法。
【請求項１８】
前記被加熱物の要求条件が、被加熱物を予め定められた温度で予め定められた時間だけ維持するための加熱保持温度及び同時間と、被加熱物の最高温度が到達すべき必要到達温度と、被加熱物が耐えられる限界である耐熱限界温度と、被加熱物が予め定められた温度で予め定められた時間まで耐えられる耐熱上限温度及び同時間と、被加熱物が事前に予め定められた温度で予め定められた時間だけ加熱される予熱温度及び同時間と、被加熱物の各測定点間の温度ばらつきの限界である目標温度ばらつきとの内のいずれか１つ、もしくはこれらの任意の組合せであることを特徴とする、請求項１１から請求項１７のいずれか一に記載の熱解析方法。
【請求項１９】
被加熱物を表裏から加熱する加熱源を備えた複数の加熱区域から構成される加熱装置内に搬送され、加熱される被加熱物が、予め定められた要求条件に適合する温度プロファイルに沿って加熱されるよう、前記複数の加熱区域ごとの表裏間の加熱温度差を含む加熱条件を見出すための手順を定めるプログラムであって、コンピュータに、
前記複数の各加熱区域の少なくとも１つの任意の測定位置における加熱温度及び加熱時間と、前記被加熱物を加熱して得られた複数の測定点における温度測定結果とに基いて算出された前記各測定位置及び各測定点ごとの加熱特性値を獲得する手順と、
前記複数の測定点の内、前記加熱段階で最高温度を示した測定点を抽出し、当該測定点が前記要求条件の温度をオーバしていないかを確認する確認手順Ａと、
前記確認手順Ａで、前記測定点が前記要求条件の温度をオーバしているときには、前記加熱温度を前記表裏間の加熱温度差を維持したままで予め定められた基準で下げる加熱条件の補正を加えた上、前記加熱特性値を用いて再度各測定点の温度を算出し、これまでの手順を繰り返す手順と、
前記確認手順Ａで、前記測定点が前記要求条件の温度をオーバしていないときには、当該測定点が前記要求条件の加熱時間をクリアしているかを確認する確認手順Ｂと、
前記確認手順Ｂで、前記測定点が前記要求条件の加熱時間まで達していないときには、加熱温度を前記表裏間の加熱温度差を維持したままで予め定められた基準で上げる、もしくは加熱時間を予め定められた基準で長くする加熱条件の補正を加えた上、前記加熱特性値を用いて再度各測定点の温度を算出し、これまでの手順を繰り返す手順と、
前記確認手順Ｂで、前記測定点が前記要求条件の加熱時間をオーバしているときには、加熱温度を前記表裏間の加熱温度差を維持したままで予め定められた基準で下げる、もしくは加熱時間を予め定められた基準で短くする加熱条件の補正を加えた上、前記加熱特性値を用いて再度各測定点の温度を算出し、これまでの手順を繰り返す手順と、
前記確認手順Ｂで、前記測定点が前記要求条件の加熱時間をクリアしているときは、他の測定点を含めて全ての測定点が前記要求条件をクリアしているかを確認する確認手順Ｃと、
前記確認手順Ｃで、前記要求条件をクリアしていない測定点が見つかったときには、前記加熱温度を前記表裏間の加熱温度差を維持したまま予め定められた基準で上げる、もしくは加熱時間を予め定められた基準で長くする加熱条件の補正を加えた上、前記加熱特性値を用いて再度各測定点の温度を算出してこれまでの手順を繰り返す手順と、
前記確認手順Ｃで、全ての測定点が前記要求条件をクリアしていることが確認されたときには、当該加熱条件を適切な加熱条件であると確定する手順と、を実行させることを特徴とするプログラム。
【請求項２０】
被加熱物を表裏から加熱する加熱源を備えた複数の加熱区域から構成される加熱装置内に搬送され、加熱される被加熱物が、予め定められた要求条件に適合する温度プロファイルに沿って加熱されるよう、前記複数の加熱区域ごとの前記表裏間の加熱温度差を含む加熱条件を見出すための手順を定めるプログラムであって、コンピュータに、
前記複数の各加熱区域の少なくとも１つの任意の測定位置における加熱温度及び加熱時間と、前記被加熱物を加熱して得られた複数の測定点における温度測定結果とに基いて算出された前記各測定位置及び各測定点ごとの加熱特性値を獲得する手順と、
前記複数の測定点の内、前記加熱時に最低温度を示した測定点である基準測定点を抽出する手順と、
前記抽出された基準測定点が前記要求条件の内、被加熱物の最高温度が到達すべき必要到達温度と被加熱物が耐えられる限界である耐熱限界温度との両要求条件をクリアする前記表裏間の加熱温度差を含む加熱条件を、前記少なくとも１つの加熱区域に対して前記各加熱特性値を用いて予め定められたアルゴリズムで検索する手順と、
前記検索の結果得られた加熱条件が、被加熱物を予め定められた温度で予め定められた時間だけ維持するための加熱保持温度及び同時間の要求条件をクリアしているかを確認する確認手順Ｄと、
前記確認手順Ｄで、前記検索の結果得られたいずれの加熱条件も前記加熱保持温度及び同時間の時間要件をクリアしていないときには、加熱時間を予め定められた基準で長くする加熱条件の補正を加えた上、前記加熱特性値を用いて再度各測定点の温度を算出してこれまでの手順を繰り返す手順と、
前記確認手順Ｄで、前記検索の結果得られた加熱条件の内、前記加熱保持温度及び同時間の時間条件をクリアしているものがあれば、これらが他の要求条件である被加熱物が予め定められた温度で予め定められた時間だけ耐えられる耐熱上限温度及び同時間の要求条件をクリアしているかを確認する確認手順Ｅと、
前記確認手順Ｅで、いずれの加熱条件も耐熱条件温度及び時間の時間条件をクリアしていないときには、加熱時間を予め定められた基準で短くする加熱条件の補正を加えた上、前記加熱特性値を用いて再度各測定点の温度を算出してこれまでの手順を繰り返す手順と、
前記確認手順Ｅで、加熱条件が前記耐熱上限温度及び同時間の時間条件をクリアしているものがあるときには、その加熱条件の内の前記加熱保持温度及び同時間の時間条件を最も短い時間でクリアした温度プロファイルの加熱条件を適切な加熱条件として仮設定する手順と、
前記仮設定された加熱条件に基き、前記各加熱特性値を利用して他の測定点の温度を算出し、全ての測定点が前記要求条件を全てクリアしているかを確認する確認手順Ｆと、
前記確認手順Ｆで、前記要求条件をクリアしていない他の測定点が見つかったときには、加熱時間を予め定められた基準で短くする加熱条件の補正を加えた上、前記加熱特性値を用いて各測定点の温度を算出して再度これまでの手順を繰り返す手順と、
前記確認手順Ｆで、全ての測定点が前記要求条件をクリアしているときには、前記仮設定された加熱条件を適切な加熱条件であると確定する手順と、を実行させることを特徴とするプログラム。
【請求項２１】
被加熱物を表裏から加熱する加熱源を備えた複数の加熱区域から構成される加熱装置内に搬送され、加熱される被加熱物が、第１の加熱段階と第２の加熱段階のそれぞれに対して予め定められた要求条件に適合する温度プロファイルに沿って加熱されるよう、前記複数の加熱区域ごとの前記表裏間の加熱温度差を含む加熱条件を見出すための手順を定めるプログラムであって、コンピュータに、
前記複数の各加熱区域の少なくとも１つの任意の測定位置における前記表裏間の加熱温度差を含む加熱温度及び加熱時間と、前記被加熱物を加熱して得られた複数の測定点における温度測定結果とに基いて算出された前記各測定位置及び各測定点ごとの加熱特性値を獲得する手順と、
前記少なくとも１つの測定点の内、前記加熱時に前記第１の加熱段階で最高温度を示した測定点を抽出し、当該測定点が第１の加熱段階の要求温度をオーバしていないかを確認する確認手順Ａと、
前記確認手順Ａで、前記測定点が前記第１の加熱段階の要求温度をオーバしているときには、第１の加熱段階の加熱温度を前記表裏間の加熱温度差を維持したままで予め定められた基準で下げる加熱条件の補正を加えた上、前記加熱特性値を用いて再度各測定点の温度を算出し、これまでの手順を繰り返す手順と、
前記確認手順Ａで、前記測定点が前記第１の加熱段階の要求温度をオーバしていないときには、当該測定点が前記第１の加熱段階の要求加熱時間をクリアしているかを確認する確認手順Ｂと、
前記確認手順Ｂで、前記測定点が前記第１の加熱段階の要求加熱時間まで達していないときには、前記第１の加熱段階の加熱温度を前記表裏間の加熱温度差を維持したまま予め定められた基準で上げる、もしくは加熱時間を予め定められた基準で長くする加熱条件の補正を加えた上、前記加熱特性値を用いて再度各測定点の温度を算出し、これまでの手順を繰り返す手順と、
前記確認手順Ｂで、前記測定点が前記第１の加熱段階の要求加熱時間をオーバしているときには、前記第１の加熱段階の加熱温度を前記表裏間の加熱温度差を維持したまま予め定められた基準で下げる、もしくは加熱時間を予め定められた基準で短くする加熱条件の補正を加えた上、前記加熱特性値を用いて再度各測定点の温度を算出し、これまでの手順を繰り返す手順と、
前記確認手順Ｂで、前記測定点が前記第１の加熱段階の要求加熱時間をクリアしているときは、他の測定点を含めて全ての測定点が前記第１の加熱段階の要求条件をクリアしているかを確認する確認手順Ｃと、
前記確認手順Ｃで、前記第１の加熱段階の要求条件をクリアしていない測定点が見つかったときには、前記第１の加熱段階の加熱温度を前記表裏間の加熱温度差を維持したまま予め定められた基準で上げる、もしくは加熱時間を予め定められた基準で長くする加熱条件の補正を加えた上、前記加熱特性値を用いて再度各測定点の温度を算出してこれまでの手順を繰り返す手順と、
前記確認手順Ｃで、全ての測定点が前記第１の加熱段階の要求条件をクリアしていることが確認された後、次に、前記加熱時において前記第２の加熱段階で最低温度を示した測定点である基準測定点を抽出する手順と、
前記抽出された基準測定点が第２の加熱段階における要求条件の内、被加熱物の最高温度が到達すべき必要到達温度と被加熱物が耐えられる限界である耐熱限界温度との両要求条件をクリアする加熱条件を、前記第２の加熱段階にある加熱区域に対して前記各加熱特性値を用いて予め定められたアルゴリズムで検索する手順と、
前記検索の結果得られた加熱条件が、被加熱物を予め定められた温度で予め定められた時間だけ維持するための加熱保持温度及び同時間の要求条件をクリアしているかを確認する確認手順Ｄと、
前記確認手順Ｄで、前記検索の結果得られたいずれの加熱条件も前記加熱保持温度及び同時間の時間要件をクリアしていないときには、加熱時間を予め定められた基準で長くする加熱条件の補正を加えた上、前記加熱特性値を用いて再度各測定点の温度を算出してこれまでの手順を繰り返す手順と、
前記確認手順Ｄで、前記検索の結果得られた加熱条件の内、加熱保持温度及び同時間の時間条件をクリアしているものがあれば、これらが他の要求条件である被加熱物が予め定められた温度で予め定められた時間だけ耐えられる耐熱上限温度及び同時間の要求条件をクリアしているものであるかを確認する確認手順Ｅと、
前記確認手順Ｅで、いずれの加熱条件も耐熱条件温度及び時間の時間条件をクリアしていないときには、加熱時間を予め定められた基準で短くする加熱条件の補正を加えた上、前記加熱特性値を用いて再度各測定点の温度を算出してこれまでの手順を繰り返す手順と、
前記確認手順Ｅで、加熱条件が耐熱上限温度及び同時間の時間条件をクリアしているものがあるときには、その加熱条件の内の前記加熱保持温度及び同時間の時間条件を最も短い時間でクリアした温度プロファイルの加熱条件を適切な加熱条件として仮設定する手順と、
前記仮設定された加熱条件に基き、前記加熱特性値を利用して他の測定点の温度を算出し、全ての測定点が第２の加熱段階の要求条件を全てクリアしているかを確認する確認手順Ｆと、
前記確認手順Ｆで、第２の加熱段階の要求条件をクリアしていない他の測定点が見つかったときには、加熱時間を予め定められた基準で短くする加熱条件の補正を加えた上、前記加熱特性値を用いて各測定点の温度を算出して再度これまでの手順を繰り返す手順と、
前記確認手順Ｆで、全ての測定点が第２の加熱段階の要求条件をクリアしているときには、前記仮設定された加熱条件を適切な加熱条件であると確定する手順と、を実行させることを特徴とするプログラム。
【請求項２２】
前記確認手順Ｆで耐熱上限温度及び同時間の時間条件をクリアしていない他の測定点が見つかり、加熱時間を短くする加熱条件の補正を加えて再度これまでの手順を繰り返した結果、この繰り返し過程における前記確認手順Ｄにおいて前記基準測定点に対するいずれの加熱条件も加熱保持温度及び同時間の時間要件をクリアできないものとなったときには、予め定められた基準で前記最終の繰り返し手順における加熱時間を長くする加熱条件の補正を加え、これをもって加熱条件設定の最終解として適切な加熱条件を確定する手順をさらに含むことを特徴とする、請求項２０又は請求項２１に記載のプログラム。
【請求項２３】
前記確認手順Ａ〜Ｆのいずれかにおいて要求条件をクリアすることができず、加熱条件の設定を変更してこれまでの手順を繰り返した結果、同一の確認手順において再び要求条件をクリアすることができずに同一手順をループして繰り返した場合、この繰り返し回数が予め定められた回数を越えれたときには適切な加熱条件の設定が不能である旨を出力する手順を更に含むことを特徴とする、請求項２１又は請求項２２のいずれか一に記載のプログラム。
【請求項２４】
被加熱物を表裏から加熱する加熱源を備えた第１の加熱段階と第２の加熱段階とから構成される加熱装置内に搬送され、加熱される被加熱物が、前記第１及び第２の加熱段階のそれぞれに対して予め定められた要求条件に適合して加熱されるよう、前記第１及び第２の加熱段階におけるそれぞれの表裏間の適切な加熱温度差を見出す手順を定めるプログラムであって、コンピュータに、
前記各加熱段階の少なくとも１つの測定位置において表裏間に加熱温度差なしの加熱温度、及び加熱時間を含む加熱条件下で加熱された被加熱物サンプルの複数の測定点の温度を測定し、この時の加熱条件、及び測定結果から算出された前記各測定位置及び各測定点ごとの加熱特性値を獲得する手順と、
前記第１及び第２の加熱段階の表裏の加熱源に対して予め個別に定められた温度差を設けた加熱条件で被加熱物サンプルを再度加熱して前記各測定位置及び各測定点ごとの温度を測定し、前記加熱特性値を用いて各測定位置における各測定点近傍の局部加熱温度を算出する手順と、
前記表裏にある加熱源の内のいずれか一方の基準となる加熱源の加熱温度と、前記算出された局部加熱温度とから、当該基準となる加熱源の前記局部加熱温度に対する影響度の指標である温度差係数を求める手順と、
前記第１及び第２の加熱段階における前記予め個別に定められた温度差の範囲内で、各々の加熱段階の加熱温度差を予め定められた一定の段差ごとに変化させた両加熱段階の温度差の任意の組み合わせにかかるシミュレーション加熱条件を設定する手順と、
前記各シミュレーション加熱条件で加熱する際の前記局部加熱温度を前記温度差係数を基に算出し、当該算出された局部加熱温度に基いて前記各測定位置及び測定点毎の温度を前記加熱特性値を用いてそれぞれシミュレーションにより算出する手順と、
前記シミュレーション結果から、前記第１及び第２の加熱段階のそれぞれに対して予め定められた要求条件に最適な第１及び第２の加熱段階の表裏間の温度差の組み合わせを見出す手順と、
を実行させることを特徴とするプログラム。
【請求項２５】
前記測定位置における表裏いずれか一方の基準となる加熱源の加熱温度をＴａ、当該測定位置における前記測定点の初期温度をＴｉｎｔ、到達温度をＴｓ、前記測定位置での加熱時間をｔとしたとき、前記加熱特性値が、
【数４】
2005079217.tif 000019
で表されるｍ値であり、前記加熱特性値を用いた測定点の温度算出が、
Ｔｓ＝Ｔａ−（Ｔａ−Ｔｉｎｔ）ｅ−ｍｔ  （但し、ｅは自然対数の底）
で表される加熱基本式により求められることを特徴とする、請求項１９から請求２４のいずれか一に記載のプログラム。
【請求項２６】
前記局部加熱温度をＴｘ、表裏各加熱源の加熱温度をＴａ、Ｔｂ（Ｔａ＜Ｔｂ）、前記加熱源に対応した各温度差係数をＲａ、Ｒｂ、前記加熱特性値をｍとしたとき、前記局部加熱温度Ｔｘ、各温度差係数Ｒａ、Ｒｂがそれぞれ：
【数５】
2005079217.tif 000020
で表されることを特徴とする、請求項２４に記載の熱解析方法。
【請求項２７】
前記確認手順Ａで前記測定点が前記要求条件の温度をオーバしているときの前記加熱温度を下げるための前記予め定められた基準が、表裏いずれか一方の基準となる加熱源の加熱温度を前記要求条件の加熱上限温度に一致させること、もしくは前記要求条件の加熱上限温度と測定もしくは算出された温度との差に一定の係数を乗じた値を元の加熱温度から減ずるもののいずれかであることを特徴とする、請求項１９又は請求項２１に記載のプログラム。
【請求項２８】
前記確認手順Ｂで、前記測定点が前記要求条件の加熱時間に達していないとき、もしくはオーバしているときの前記加熱温度を上げる、もしくは下げるための前記予め定められた基準が、前記被加熱物が各加熱区域における加熱によって順次昇温し、前記要求条件の温度に達した時点の加熱区域よりも前の段階にある加熱区域の加熱温度を前記表裏間の温度差（０を含む）を維持したまま予め定められた温度幅で上げる、もしくは下げるものであることを特徴とする、請求項１９または請求項２１に記載のプログラム。
【請求項２９】
前記確認手順Ｃで、前記要求条件をクリアしていない測定点が見つかったとき、前記加熱時間を長くする、もしくは短くするための前記予め定められた基準が、前記要求条件の時間に対するクリアしていない測定点の対応する時間の比率の内、最も１に近い値を元の搬送速度に乗ずること、あるいは前記最も１に近い値で元の加熱時間を除することのいずれかであることを特徴とする、請求項１９又は請求項２１に記載のプログラム。
【請求項３０】
前記基準測定点が必要到達温度と耐熱限界温度との要求条件をクリアする加熱条件を検索するための前記アルゴリズムは、
当該加熱段階にある少なくとも２つの加熱区域の内、先行する加熱区域の初期温度から当該先行する加熱区域の終了点で耐熱限界温度に達するまで上昇する温度勾配線と、前記先行する加熱区域の終了点から最終の加熱区域の終了点までこの耐熱限界温度で維持される上限線と、前記先行する加熱区域の初期温度から最終の加熱区域の終了点で必要到達温度に達するまで上昇する温度勾配線とによって囲まれる領域内に前記基準測定点が収まるよう、当該加熱段階にある少なくとも２つの加熱区域の加熱温度を、前記表裏間の温度差を維持したままで当該加熱段階の当初の温度から前記各加熱区域の設備限界温度の間で変動させた時の任意の温度の組み合せの中から抽出するものであることを特徴とする、請求項２０又は請求項２１に記載のプログラム。
【請求項３１】
前記確認手順Ｄで、前記いずれの加熱条件も前記時間要件をクリアしていないとき、前記加熱時間を長くするための前記予め定められた基準が、前記加熱保持温度及び同時間の時間要件に対するクリアしていない加熱条件のこれに対応した時間の比率の内、最も１に近い値を元の搬送速度に乗ずること、あるいは前記最も１に近い値で元の加熱時間を除することのいずれかであることを特徴とする、請求項２０又は請求項２１に記載のプログラム。
【請求項３２】
前記確認手順Ｅで、前記いずれの加熱条件も前記時間要件をクリアしていないとき、前記加熱時間を短くするための前記予め定められた基準が、前記耐熱上限温度及び同時間の時間要件に対するクリアしていない加熱条件のこれに対応した時間の比率の内、最も１に近い値を元の搬送速度に乗ずること、あるいは前記最も１に近い値で元の加熱時間を除することのいずれかであることを特徴とする、請求項２０又は請求項２１に記載のプログラム。
【請求項３３】
前記確認手順Ｆで、前記要求条件をクリアしていない他の測定点が見つかったとき、前記加熱時間を短くするための前記予め定められた基準が、加熱保持温度及び同時間の時間要件に対するクリアしなかった測定点のこれに対応する時間の比率、及び耐熱上限温度及び同時間の時間要件に対するクリアしなかった測定点のこれに対応する時間の比率の内のいずれか一方、もしくはこの双方の比率の中で最も１に近い比率を元の搬送速度に乗ずること、あるいは前記最も１に近い比率で元の加熱時間を除することのいずれかであることを特徴とする、請求項２０又は請求項２１に記載のプログラム。
【請求項３４】
前記被加熱物全体に対する要求条件に加えて、各測定点ごとに固有な個別要求条件を別途に設定しておき、前記要求条件をクリアしているか否かの各確認手順において被加熱物全体に対する要求条件を特定の測定点がクリアできていない場合であっても、当該特定の測定点が前記個別要求条件をクリアしておれば、前記被加熱物の要求条件がクリアされていると判断する手順をさらに含む、請求項１９から請求項３３のいずれか一に記載のプログラム。
【請求項３５】
被加熱物を予め定められた要求条件に適合する温度プロファイルに沿って加熱するための加熱条件を見出すプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、前記プログラムが、請求項１９から請求項３４のいずれか一に記載のプログラムであることを特徴とする、コンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項３６】
入力手段と、出力手段と、メモリ手段と、演算手段と、記録媒体読み取り手段とを備え、被加熱物を予め定められた要求条件に適合する温度プロファイルに沿って加熱できるよう、加熱装置の各加熱区域における加熱温度と加熱時間とを含む適切な加熱条件を見出し、その結果に基いて当該加熱装置を制御するための加熱制御装置であって、
前記記録媒体読み取り手段が、請求項３５に記載の記録媒体を読み取ることにより前記加熱装置を制御することを特徴とする加熱制御装置。
【請求項３７】
少なくとも１つの加熱区域と、前記少なくとも１つの各加熱区域を加熱するための各加熱源と、前記各加熱区域ごとの加熱条件を制御する加熱制御装置とを備え、搬入された被加熱物を予め定められた要求条件に適合する温度プロファイルに沿って加熱する加熱装置において、
前記加熱制御装置が、請求項３６に記載の加熱制御装置であることを特徴とする加熱装置。
【請求項３８】
前記加熱装置が、リフロー装置、熱処理装置、焼結装置、焼成装置、焼却装置、溶解装置のいずれかであることを特徴とする、請求項３７に記載の加熱装置。
【請求項３９】
加熱装置によって加熱される測定対象の物性値である表面積をＳ、体積をＶ、密度をρ、比熱をＣ、対流加熱の熱伝達率をｈとするとき、加熱源の温度Ｔａによって加熱される前記測定対象のΔｔ秒間における表面温度Ｔｓの温度変化量ΔＴを表す一般式である。
【数６】
2005079217.tif 000021
において、
【数７】
2005079217.tif 000022
で表される加熱特性値ｍを、前記測定対象を一度加熱して表面温度Ｔｓを測定することにより、前記測定対象の各物性値を一切入力せずに取得することを特徴とする熱解析方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被加熱物を所定の要求条件に適合する温度プロファイルに沿って加熱するための加熱条件を見出す熱解析方法、及び当該熱解析方法を実施する手順を定めるプログラムに関する。より詳しくは、本発明は、塗布されたクリーム半田上に電子部品を装着した回路基板を加熱し、半田を溶融させて前記電子部品を回路基板に半田接合するための適切な加熱条件を見出す熱解析方法、及び前記熱解析方法を実施するためのプログラム、さらに当該プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関する。本発明は更に、前記熱解析方法を実施する加熱制御装置、及び当該加熱制御装置を備えた加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
加熱装置を用いて被加熱物を加熱する際、被加熱物を所定の加熱温度で所定の時間維持すると共に、被加熱物の耐熱限界温度を越えないようにする等、加熱温度、加熱時間を適切に管理しなければならない。被加熱物を単に一定の温度で維持するだけにとどまらず、予熱、加熱、冷却を含む要求条件に適合した温度プロファイルに沿って被加熱物を加熱するには慎重な熱解析と加熱制御が要求されている。
【０００３】
一例として、電子回路基板等の回路形成体（以下、「回路基板」という。）に電子部品、光学部品などの部品を装着して半田接合するリフロー加熱が挙げられる。ここでは、一般に表面実装部品を搭載した回路基板にクリーム半田を印刷してこのクリーム半田上に部品を装着した後、リフロー加熱装置に搬入して半田を溶融することにより部品の半田付け接合を行っている。このリフロー加熱では、急激な加熱による部品や回路基板の熱損傷を回避するためにまず予熱を行う。この予熱は、酸化防止剤などのクリーム半田に含まれるフラックスを活性化させ、半田接合の品質を向上させる効果も有する。その後、半田を一定時間溶融点以上の温度に保ち、半田を完全に溶融させた後に凝固させて確実な半田接合を得るリフロー加熱を行う。
【０００４】
近年の環境保護要請に対応し、半田接合の分野では従来から使用されてきた錫−鉛系半田に代わって有害な鉛を含まない錫−銀−銅系や、錫−亜鉛−ビスマス系などの鉛フリー半田が使用される傾向にある。しかしながら、約１９０℃ほどの比較的低い溶融点であった鉛系半田に対して一般に鉛フリー半田の溶融点は約２２０℃ほどと高くなり、リフローに際してこれを従来より高温度まで加熱しなければならない。一方、回路基板に装着される電子部品などの熱破壊を防止するため、リフロー加熱時においてはこれら各部品の耐熱限界温度（耐熱保証温度）を越えないようにすることが要求される。例えばアルミ電解コンデンサではこの耐熱限界温度が約２４０℃とされている。加熱温度が低すぎる場合には部品の半田接合が保証できず、逆に温度が高すぎる場合には部品の熱破壊を引起す。したがって、リフロー装置で信頼性の高い半田接合を行うためには、半田を溶融点以上の温度に加熱すると同時に、被加熱物である回路基板や部品が各々の耐熱限界温度を越えないよう厳格な温度管理をすることが求められる。このため、熱風やパネルヒータ等の加熱源の温度条件や、加熱装置を通過する回路基板の搬送速度等を含むリフロー加熱条件を、被加熱物の要求度に応じて適切に設定しなければならない。
【０００５】
加熱装置で使用される加熱方式には、電気、又はガスや石油の燃焼による熱源からの熱風を被加熱物に吹き付ける対流式と、遠赤外線などを被加熱物に照射する輻射式とがある。熱処理装置、焼結装置、焼成装置、溶解装置、焼却装置など各加熱装置においては、それぞれの用途に応じて適切な加熱方式が採られている。特に上述した半田接合を目的とした半田リフロー装置などの厳格な温度管理が要求される場合、比較的温度制御が容易な対流式加熱が用いられる傾向にある。
【０００６】
従来、リフロー条件の設定に際しては、回路基板の少なくとも１箇所に温度測定用の熱電対を取付け、この測定点における加熱時の温度変化を測定する。そして、各測定点で所望の温度プロファイルに沿った温度測定結果が得られるまでリフロー装置の加熱条件を逐次変更しながら検証を繰り返し、適切なリフロー条件を設定していた。リフロー条件を変更した場合には加熱装置の温度が安定するまでの待ち時間を必要とし、また、適切な加熱条件を見出すまでには、一般にこの温度測定を少なくとも１０回ほど繰り返されていた。このため、温度条件の設定作業には長時間を要するほか、１つの測定結果に基いて加熱条件を補正するには熟練作業者の勘と経験を必要としていた。この試行錯誤の結果、加熱条件が得られたとしても、果たしてこれが加熱装置の最適な条件か、すなわち余裕を持って要求条件をクリアしている加熱条件であるかの判断はできなかった。
【０００７】
このような長時間の工数を必要とし、経験者の勘と経験に頼るリフロー条件の設定プロセスを改善する方策の幾つかが従来技術で提案されている。１例として、物性値の明らかな試験部材を加熱装置内で加熱してその温度変化を測定し、加熱装置の加熱特性をパラメータとして前記温度変化を微分方程式を用いて計算し、測定値と計算値との偏差が最小となるよう加熱装置の加熱特性を示す値を変化させて繰り返し計算することにより、最適な加熱特性を決定する方法が開示されている（例えば特許文献１参照。）。
【０００８】
また、他の例として、複数の加熱源に加熱条件を設定して被加熱物を加熱して被加熱物の複数の検出点の温度を検出、１つの加熱源における加熱条件の変化量と被加熱物の各検出点における検出温度の変化量との関係を各加熱源について算定し、この結果に基いて被加熱物の温度を目標温度にするための加熱条件を算出して加熱源を制御する方法が開示されている（例えば特許文献２参照。）。
【０００９】
しかしながら、上記いずれの方法においても、最適加熱条件の決定や加熱源を制御するために被加熱物（あるいは試験部材）の物性値を必要としており、したがってこれら物性値データを入手してこれを入力する必要がある。特に昨今では１つのプリント基板に１００個ほどの電子部品が実装されることも多く、基板、部品品種の切り替りが激しい状況下、被加熱物の測定対象個々についてそれぞれこのような物性値入力の手間を要する方法は多大の工数を要し、現場では実施しずらいのが現状である。また、被加熱物が混合物や組み合せ部品等である場合には、物性値そのものの入手が困難なケースもあり得た。
【００１０】
さらに従来技術では、複数の加熱区域を持つ加熱装置において、各加熱区域ごとの境界条件温度と熱風温度とを測定し、両者間の差の内で最小の差分だけ境界条件温度を変動させることにより境界条件温度を調整する方法が開示されている（例えば、特許文献３参照。）。しかしながらこの方法によれば、各加熱区域の境界において１つのファクタに基いて温度プロファイルを平行移動させて調整するだけであり、特にピーク温度が前記境界に存在していない温度プロファイルや複雑なカーブを描く温度プロファイルの各位置において精度の高い加熱シミュレーションを得ることは困難である。また、加熱装置全体が１つの温度制御で行われるため複数の測定点ごとの加熱状況は考慮されていないという問題点がある。
【００１１】
ところで、１つの回路基板上に実装される多種類の部品は、その仕様に応じて形状が異なっている。特に背の高い部品は搬送時に加熱源により接近した位置を通過するため、その上端部は相対的に温度上昇が激しい。一方、背の低い部品は加熱源から離れているため、これとは逆に温度上昇がやや緩慢となり、例えば回路基板上で半田接合される部分は加熱源から離れる位置にあることから温度上昇が相対的に遅れ勝ちとなる。半田溶融を確実にするために加熱温度を上昇させれば、これによって半田接合部よりも高い位置にある部品の先端部分が先に加熱されてこの部分で熱破壊を起こす危険性を伴う。
【００１２】
このため従来技術では、加熱源を回路基板の表裏面双方側にそれぞれ設け、その間を搬送される回路基板を表裏両面の加熱源を利用して加熱すると共に、特に半田接合部がより接近する裏面側（下側）にある加熱源の温度を表面側（上側）の加熱源温度よりも高目に設定し、半田接合部の加熱を促進させ、加えて部品の先端部分の熱破壊を防止する方法が知られている（例えば特許文献４参照。）。このように表裏面間の加熱温度に差異を設けた場合、リフロー条件の設定プロセスはより煩雑となることから一般にこれを簡便に行なうシミュレーション方法は知られておらず、また、行なわれていたとしても、前記被加熱物の物性値を入力することを必要とし、しかも信頼性が必ずしも満足できるものではなかった。
【特許文献１】特開２００２−４５９６１号公報
【特許文献２】特開平４−１０９６９５号公報
【特許文献３】米国特許第６，２８３，３７９号公報
【特許文献４】特開平４−１０９６９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
したがって本発明は、上述した従来の問題点に鑑み、被加熱物の物性値を用いることなく、また、試行錯誤による被加熱物サンプルの加熱と測定を繰り返すことなく、被加熱物の表裏間に温度差を設ける場合を含む加熱装置の加熱条件を効率的に見出すことができる熱解析方法、並びに当該熱解析方法を実施する加熱装置、加熱制御装置を提供することを目的としている。
【００１４】
本発明は更に、上述の熱解析方法を実施することができるコンピュータ読み取り可能な記録媒体、前記記録媒体に記録されるプログラム、さらには当該熱解析方法を実施可能な加熱制御装置、及び加熱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】
【００１５】
本発明は、加熱装置の任意の測定位置における表裏温度差を含む加熱温度と加熱時間、及び被加熱物の任意の測定点の温度のデータから、各測定位置及び各測定点ごとの加熱特性を１つの定数として数値化結果を求めることにより上述の課題を解決するもので、具体的には以下の内容を含む。
【００１６】
すなわち、本発明にかかる１つの態様は、被加熱物を表裏から加熱する加熱源を備えた加熱装置の少なくとも１つの任意の測定位置における表裏異なる加熱温度及び当該測定位置における加熱時間と、被加熱物の少なくとも１つの任意の測定点における温度測定結果とに基き、前記被加熱物及び前記加熱装置の物理的特性を含む加熱特性を、前記各測定位置及び各測定点ごとに１つの定数として数値化することを特徴とする熱解析方法に関する。前記数値化結果を使用すれば、与えられた表裏異なる加熱温度を含む加熱条件により前記加熱装置で加熱される被加熱物の温度プロファイルをシミュレートすることができ、あるいは逆に、前記加熱装置に搬入された被加熱物を予め定められた要求条件に適合した温度プロファイルに沿って加熱するための前記加熱装置の表裏異なる加熱温度を含む加熱条件を見出すことができる。前記加熱装置は、複数の加熱区域から構成されていてもよい。また、前記数値化結果を使用すれば、加熱装置に搬入され、加熱される被加熱物の複数の測定点間の許容温度ばらつきを含む要求条件を満たすための最も適した前記表裏の加熱源の相異なる加熱温度をシミュレーションにより見出すこともできる。
【００１７】
前記測定位置における表裏いずれか一方の基準となる加熱源の加熱温度をＴａ、当該測定位置における前記測定点の初期温度をＴｉｎｔ、到達温度をＴｓ、当該測定位置での加熱時間をｔとしたとき、前記数値化された結果は、
【数１】
2005079217.tif 000003
で表されるｍ値とすることができる。前記ｍ値を利用して、
Ｔｓ＝Ｔａ−（Ｔａ−Ｔｉｎｔ）ｅ−ｍｔ  （但し、ｅは自然対数の底）
で表される加熱基本式を基に、与えられた被加熱物の温度Ｔｓを満たすための加熱装置の前記加熱温度Ｔａと加熱時間ｔとを求めること、もしくは与えられた加熱装置の前記加熱温度Ｔａと加熱時間ｔとを用いて被加熱物の到達温度Ｔｓを求めることができる。
【００１８】
前記被加熱物の複数の測定点間の許容温度ばらつきを含む要求条件を満たすための最も適した前記表裏相異なる各加熱温度を見出すため、前記加熱装置の表裏相異なる加熱温度によって測定点近傍に形成される局部加熱温度と、前記両加熱温度の前記局部加熱温度に対する影響度の指標である温度差係数とを、前記ｍ値を利用して算出する。前記局部加熱温度をＴｘ、表裏各加熱源の加熱温度をＴａ、Ｔｂ（Ｔａ＜Ｔｂ）、前記加熱源に対応した各温度差係数をＲａ、Ｒｂとしたとき、前記局部加熱温度Ｔｘ、各温度差係数Ｒａ、Ｒｂはそれぞれ：
【数２】
2005079217.tif 000004
で表される。
【００１９】
本発明にかかる他の態様は、被加熱物を表裏から加熱する加熱源を備えている、少なくとも第１の加熱段階と第２の加熱段階とを含む複数の加熱区域からなる加熱装置へ搬入される被加熱物を予め定められた要求条件に適合する温度プロファイルに沿って加熱するための加熱条件を見出す熱解析方法であって、
被加熱物サンプル・前記各加熱段階の加熱条件を表裏間に加熱温度差を設けずに特定し、
被加熱物の要求条件を設定し、
前記加熱条件で被加熱物サンプルを加熱して加熱装置の各加熱区域ごとに少なくとも１つの任意の測定位置で前記被加熱物サンプルの複数の測定点の温度を測定し、
前記複数の測定点の温度のばらつきが前記各加熱段階毎に予め定められたいずれの閾値よりも小さい場合、前記各測定位置における加熱温度及び加熱時間と、前記各測定点における測定温度とを基に前記各測定位置及び各測定点ごとに加熱特性値を求め、
前記各加熱段階のいずれか１つ以上において前記複数の測定点の温度のばらつきが前記各加熱段階ごとに予め定められた閾値よりも大きい場合、当該加熱段階における表裏間の
加熱温度に予め定められた温度差を設けた加熱条件を特定し直し、
前記特定し直した加熱条件で被加熱物サンプルを再度加熱して前記加熱装置の少なくとも１つの任意の測定位置で前記被加熱物サンプルの複数の測定点の温度を測定し、
前記各測定位置における表裏いずれか一方の基準となる加熱温度及び加熱時間と、前記各測定点における測定温度とを基に各測定位置及び各測定点ごとの加熱特性値を求め、
前記表裏間の加熱温度差（０を含む）を維持した状態でそれぞれ前記加熱温度、前記加熱時間のいずれか一方もしくは双方を変化させた新たな加熱条件を設定し、
前記加熱特性値を利用し、加熱温度と被加熱物の温度との関係を表す加熱基本式を用いて前記新たな加熱条件における前記各測定位置及び各測定点ごとの温度を算出し、
前記算出された結果による温度プロファイルが各加熱段階の要求条件を満たしている場合には、前記新たな加熱温度と加熱時間に基いて加熱条件を確定し、
前記算出された結果の温度プロファイルが前記各加熱段階のいずれか１つ以上の要求条件を満たしていない場合には、当該加熱段階における加熱条件を、前記表裏の加熱温度差（０を含む）を維持した状態で設定し直し、前記手順を繰り返すことにより加熱条件を見出すことを特徴とする熱解析方法に関する。
【００２０】
前記被加熱物は印刷されたクリーム半田上に複数の部品を装着した回路基板、前記第１の加熱段階は予熱段階、前記第２の加熱段階はリフロー段階、前記加熱条件を見出す熱解析は、前記クリーム半田を加熱溶融して前記回路基板に前記部品を接合する適切なリフロー加熱条件を見出すものとすることができる。この場合、前記予め定められた閾値は、予熱段階で約５℃、リフロー段階で約８℃、また前記予め定められた温度差は、予熱段階で約１０℃、リフロー段階で約２０℃とすることができる。加熱特性値、加熱基本式は上述したものと同様である。
【００２１】
本発明にかかる更に他の態様は、被加熱物を表裏から加熱する加熱源を備えた複数の加熱区域から構成される加熱装置内に搬送され、加熱される被加熱物が、第１の加熱段階と第２の加熱段階のそれぞれに対して予め定められた要求条件に適合する温度プロファイルに沿って加熱されるよう、前記複数の加熱区域ごとの前記表裏間の加熱温度差を含む加熱条件を見出すための手順を定めるプログラムであって、コンピュータに、
前記複数の各加熱区域の少なくとも１つの任意の測定位置における前記表裏間の加熱温度差を含む加熱温度及び加熱時間と、前記被加熱物を加熱して得られた複数の測定点における温度測定結果とに基いて算出された前記各測定位置及び各測定点ごとの加熱特性値を獲得する手順と、
前記少なくとも１つの測定点の内、前記加熱時に前記第１の加熱段階で最高温度を示した測定点を抽出し、当該測定点が第１の加熱段階の要求温度をオーバしていないかを確認する確認手順Ａと、
前記確認手順Ａで、前記測定点が前記第１の加熱段階の要求温度をオーバしているときには、第１の加熱段階の加熱温度を前記表裏間の加熱温度差を維持したままで予め定められた基準で下げる加熱条件の補正を加えた上、前記加熱特性値を用いて再度各測定点の温度を算出し、これまでの手順を繰り返す手順と、
前記確認手順Ａで、前記測定点が前記第１の加熱段階の要求温度をオーバしていないときには、当該測定点が前記第１の加熱段階の要求加熱時間をクリアしているかを確認する確認手順Ｂと、
前記確認手順Ｂで、前記測定点が前記第１の加熱段階の要求加熱時間まで達していないときには、前記第１の加熱段階の加熱温度を前記表裏間の加熱温度差を維持したまま予め定められた基準で上げる、もしくは加熱時間を予め定められた基準で長くする加熱条件の補正を加えた上、前記加熱特性値を用いて再度各測定点の温度を算出し、これまでの手順を繰り返す手順と、
前記確認手順Ｂで、前記測定点が前記第１の加熱段階の要求加熱時間をオーバしているときには、前記第１の加熱段階の加熱温度を前記表裏間の加熱温度差を維持したまま予め定められた基準で下げる、もしくは加熱時間を予め定められた基準で短くする加熱条件の補正を加えた上、前記加熱特性値を用いて再度各測定点の温度を算出し、これまでの手順を繰り返す手順と、
前記確認手順Ｂで、前記測定点が前記第１の加熱段階の要求加熱時間をクリアしているときは、他の測定点を含めて全ての測定点が前記第１の加熱段階の要求条件をクリアしているかを確認する確認手順Ｃと、
前記確認手順Ｃで、前記第１の加熱段階の要求条件をクリアしていない測定点が見つかったときには、前記第１の加熱段階の加熱温度を前記表裏間の加熱温度差を維持したまま予め定められた基準で上げる、もしくは加熱時間を予め定められた基準で長くする加熱条件の補正を加えた上、前記加熱特性値を用いて再度各測定点の温度を算出してこれまでの手順を繰り返す手順と、
前記確認手順Ｃで、全ての測定点が前記第１の加熱段階の要求条件をクリアしていることが確認された後、次に、前記加熱時において前記第２の加熱段階で最低温度を示した測定点である基準測定点を抽出する手順と、
前記抽出された基準測定点が第２の加熱段階における要求条件の内、被加熱物の最高温度が到達すべき必要到達温度と被加熱物が耐えられる限界である耐熱限界温度との両要求条件をクリアする加熱条件を、前記第２の加熱段階にある加熱区域に対して前記各加熱特性値を用いて予め定められたアルゴリズムで検索する手順と、
前記検索の結果得られた加熱条件が、被加熱物を予め定められた温度で予め定められた時間だけ維持するための加熱保持温度及び同時間の要求条件をクリアしているかを確認する確認手順Ｄと、
前記確認手順Ｄで、前記検索の結果得られたいずれの加熱条件も前記加熱保持温度及び同時間の時間要件をクリアしていないときには、加熱時間を予め定められた基準で長くする加熱条件の補正を加えた上、前記加熱特性値を用いて再度各測定点の温度を算出してこれまでの手順を繰り返す手順と、
前記確認手順Ｄで、前記検索の結果得られた加熱条件の内、加熱保持温度及び同時間の時間条件をクリアしているものがあれば、これらが他の要求条件である被加熱物が予め定められた温度で予め定められた時間だけ耐えられる耐熱上限温度及び同時間の要求条件をクリアしているものであるかを確認する確認手順Ｅと、
前記確認手順Ｅで、いずれの加熱条件も耐熱条件温度及び時間の時間条件をクリアしていないときには、加熱時間を予め定められた基準で短くする加熱条件の補正を加えた上、前記加熱特性値を用いて再度各測定点の温度を算出してこれまでの手順を繰り返す手順と、
前記確認手順Ｅで、加熱条件が耐熱上限温度及び同時間の時間条件をクリアしているものがあるときには、その加熱条件の内の前記加熱保持温度及び同時間の時間条件を最も短い時間でクリアした温度プロファイルの加熱条件を適切な加熱条件として仮設定する手順と、
前記仮設定された加熱条件に基き、前記加熱特性値を利用して他の測定点の温度を算出し、全ての測定点が第２の加熱段階の要求条件を全てクリアしているかを確認する確認手順Ｆと、
前記確認手順Ｆで、第２の加熱段階の要求条件をクリアしていない他の測定点が見つかったときには、加熱時間を予め定められた基準で短くする加熱条件の補正を加えた上、前記加熱特性値を用いて各測定点の温度を算出して再度これまでの手順を繰り返す手順と、
前記確認手順Ｆで、全ての測定点が第２の加熱段階の要求条件をクリアしているときには、前記仮設定された加熱条件を適切な加熱条件であると確定する手順と、を実行させることを特徴とするプログラムに関する。前記第１及び第２の加熱段階は、いずれか一方のみを実施するものであってもよく、あるいは更に第３以降の更なる加熱段階が加わってもよい。
【００２２】
本発明にかかる更に他の態様は、被加熱物を表裏から加熱する加熱源を備えた第１の加熱段階と第２の加熱段階とから構成される加熱装置内に搬送され、加熱される被加熱物が、前記第１及び第２の加熱段階のそれぞれに対して予め定められた要求条件に適合して加熱されるよう、前記第１及び第２の加熱段階におけるそれぞれの表裏間の適切な加熱温度差を見出す手順を定めるプログラムであって、コンピュータに、
前記各加熱段階の少なくとも１つの測定位置において表裏間に加熱温度差なしの加熱温度、及び加熱時間を含む加熱条件下で加熱された被加熱物サンプルの複数の測定点の温度を測定し、この時の加熱条件、及び測定結果から算出された前記各測定位置及び各測定点ごとの加熱特性値を獲得する手順と、
前記第１及び第２の加熱段階の表裏の加熱源に対して予め個別に定められた温度差を設けた加熱条件で被加熱物サンプルを再度加熱して前記各測定位置及び各測定点ごとの温度を測定し、前記加熱特性値を用いて各測定位置における各測定点近傍の局部加熱温度を算出する手順と、
前記表裏にある加熱源の内のいずれか一方の基準となる加熱源の加熱温度と、前記算出された局部加熱温度とから、当該基準となる加熱源の前記局部加熱温度に対する影響度の指標である温度差係数を求める手順と、
前記第１及び第２の加熱段階における前記予め個別に定められた温度差の範囲内で、各々の加熱段階の加熱温度差を予め定められた一定の段差ごとに変化させた両加熱段階の温度差の任意の組み合わせにかかるシミュレーション加熱条件を設定する手順と、
前記各シミュレーション加熱条件で加熱する際の前記局部加熱温度を前記温度差係数を基に算出し、当該算出された局部加熱温度に基いて前記各測定位置及び測定点毎の温度を前記加熱特性値を用いてそれぞれシミュレーションにより算出する手順と、
前記シミュレーション結果から、前記第１及び第２の加熱段階のそれぞれに対して予め定められた要求条件に最適な第１及び第２の加熱段階の表裏間の温度差の組み合わせを見出す手順と、を実行させることを特徴とするプログラムに関する。両プログラムにおける加熱特性値、加熱基本式は、上述したものと同様である。
【００２３】
本発明にかかる更に他の態様は、被加熱物を予め定められた要求条件に適合する温度プロファイルに沿って加熱するための加熱条件を見出すプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、前記プログラムが上述したいずれかのプログラムであることを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関する。本発明にかかる更に他の態様は、当該記録媒体を読み取ることにより前記加熱装置を制御する加熱制御装置、及び当該加熱制御装置を使用する加熱装置に関する。前記加熱装置には、例えばリフロー装置、熱処理装置、焼結装置、焼成装置、焼却装置、溶解装置が含まれる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明にかかる熱解析方法によれば、被加熱物の温度管理が必要な加熱装置の表裏の加熱温度差を含む加熱条件を、長時間を要する試行錯誤を繰り返して見出す必要はなく、短時間でのシミュレーションを実施して容易に見出すことができ、熱解析に要する工数の低減と生産時においては設備の稼働率の向上、生産品質の向上を図ることができる。
【００２５】
また、従来提案されているシミュレーション手法と比較した場合、被加熱物の物性値をその都度入力する手間が省略され、より効率的な加熱条件の設定、もしくは熱解析が可能となる。特に、被加熱物の物性値が何らかの理由で得られない場合においても熱解析が可能となることから有利である。加熱装置、被加熱物の各物理的特性を踏まえた本発明にかかる加熱特性値（ｍ値）を使用することから、加熱装置の各測定位置及び被加熱物の各測定点に特有な加熱特性を反映させた精度の高いシミュレーションの実施が可能となる。
【００２６】
さらに、本発明にかかるプログラム、もしくはコンピュータ読み取り可能なプログラムを記録した記録媒体によれば、シミュレーションの結果に基く加熱条件の補正に際し、要求条件をクリアする蓋然性の高い加熱条件の補正をコンピュータ自身で設定することができ、熟練作業者の勘と経験に頼ることなく、短時間で適切な加熱補正条件を見出すことができる。また、要求条件に適合するように加熱する最も適した表裏加熱源間の温度差を、シミュレーションによって見出すことがでる。
【００２７】
前記記録媒体を備えた加熱制御装置、又は当該加熱制御装置を備えた本発明に係る加熱装置によれば、被加熱物を所定の要求条件で加熱すべき表裏の加熱源間の温度差を含む加熱条件を短時間で容易に見出すことができ、設備の稼働率を高め、製品の歩留まり率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明にかかる第１の実施の形態の熱解析方法につき、図面を参照して説明する。なお、以下の説明では、半田接合を目的としたリフロー装置を対象としているが、本発明の適用はこれに限定されるものではない。図１は、リフロー装置（上）とこのリフロー装置で加熱される被加熱物の温度プロファイル（下）の１例を対応させて表示している。被加熱物である回路基板１は、搬送装置８によって図の右側からリフロー装置１０内に搬入され、リフロー装置１０を矢印２に示す図の左方向に搬送の後、左側からリフロー装置１０外に搬出される。図１に示すリフロー装置の例では、装置内が加熱区域ＩからVIIまでの７つに区分され、各加熱区域Ｉ〜VIIごとにそれぞれ設けられた加熱源７ａ、７ｂから温度管理された熱風を被加熱物の表裏両面に矢印５で示すように上下から吹き付け、これによって被加熱物である回路基板１を適切な温度まで加熱している。
【００２９】
図１の下側に示すグラフは、前記リフロー装置１０内で加熱される回路基板１の温度変化、すなわち温度プロファイルを示している。図の右側から室温Ｔｒでリフロー装置に搬入された回路基板１は、加熱区域Ｉ、IIにおける加熱によって徐々に温度が上昇し、加熱区域IIIで予熱温度Ｔ０に至り、加熱区域IV、Ｖの間でこの予熱温度Ｔ０にて時間ｔ０の間保たれる。
【００３０】
その後、回路基板１は加熱区域VIに至って半田溶融に必要な加熱保持温度Ｔ２まで加熱され、加熱区域VIIでその温度が時間ｔ２以上維持されて半田を確実に溶融させた後、加熱区域外へ搬出され、回路基板１は徐々に温度を下げて室温に至る。この温度下降の間に溶融した半田が凝固して電子部品が回路基板１に半田接合される。加熱区域VIIを出た後の温度下降を促進するため、エアもしくは冷風を吹き付ける冷却装置１１が用いられることもある。なお、図示の温度プロファイルは単なる１例であって、各加熱区域Ｉ〜VIIの加熱条件を変化させることで、これ以外の温度プロファイルとすることも可能である。
【００３１】
ここで、電子部品の熱破壊を回避しつつ半田接合を確実に行うためには、リフロー装置１０での加熱において、一般に図１にも一部を表示する以下のａからｇに示す要求条件を満たすことが好ましい。以下は半田リフローを前提としたものであり、加熱目的が異なる場合には、他の要求条件となることもあり得る。
ａ．加熱保持温度及び同時間（Ｔ２、ｔ２）：被加熱物を一定目的のために所定の温度で所定の時間だけ維持する。半田リフローにおいては、半田を溶融点以上の温度に保持するための温度と時間。
ｂ．必要到達温度（Ｔｒｅｑ）：被加熱物の最高温度が到達すべき温度。半田リフローにおいては、半田を完全な液相にするために必要な到達温度。
ｃ．耐熱限界温度（Ｔｍａｘ）：被加熱物が耐えられる限界の温度。半田リフローにおいては、電子部品等の被加熱物の耐熱許容限界温度。
ｄ．耐熱上限温度及び同時間（Ｔ１、ｔ１）：被加熱物が所定温度において耐えられる時間。半田リフローにおいては、電子部品等の被加熱物が所定の温度以上に曝されるときの限界時間。
ｅ．予熱温度及び同時間（Ｔ０、ｔ０）：被加熱物が最終目的の加熱前に所定の温度で所定時間維持されるときの要求温度と時間。半田リフローにおいては、クリーム半田のフラックス活性化に適した温度と時間。
ｆ．リフロー温度ばらつき（ΔＴｍａｘ）：被加熱物の複数の測定点間のピーク温度のばらつきの限界。半田リフローにおいては、各電子部品間で局部的な加熱偏差をなくす。図１は１つの測定点の温度プロファイルのみを示しているため、複数の測定点間のばらつきであるΔＴｍａｘは図示されていない。
ｇ．予熱温度ばらつき（ΔＴ０）：予熱段階における測定点間の到達温度のばらつき。同じく、図１には表示されていない。
【００３２】
被加熱物である回路基板１がリフロー装置１０内を加熱されながら搬送される間に、回路基板１に設けられた１つもしくはそれ以上の測定点において、上述の要求条件が全て満足されるような各加熱区域Ｉ〜VIIにおける加熱源７ａ、７ｂの加熱条件を設定する必要がある。
【００３３】
ここで、一般に、熱源によって被加熱物が加熱される場合の両者の関係を表す温度変化式を導入する。図２は、被加熱物１上での測定点となる測定対象（ここでは電子部品）と、測定対象に加えられる熱量Ｑとを示している。このときの加熱方式は熱風による対流式加熱であるとする。測定対象は、表面積Ｓ、厚みＤ、体積Ｖとし、測定対象の物性値が密度ρ、比熱Ｃ、対流加熱の熱伝達率ｈ、また、加熱するための熱風の温度をＴａ、測定対象の温度をＴｓとすると、熱量Ｑは、
Ｑ＝ｈ（Ｔａ−Ｔｓ）Ｓ              ・・・・・・・・・・・・・・式１
と表される。
【００３４】
Δｔ秒間における測定対象の表面温度Ｔｓの温度変化量ΔＴは一般に、
【数３】
2005079217.tif 000005
と表され、右辺の{  }をはずして変形すると、
【数４】
2005079217.tif 000006
となる。ここで右辺の後半部分は輻射加熱による要因を示しており、αは被加熱物の放射線吸収率、εは被加熱物の放射線放射率、Ｆは熱放射の加熱源と被加熱物との形状係数、Ｔｈは輻射加熱の加熱源温度（表面温度）をそれぞれ表わしている。
【００３５】
対流加熱においては輻射加熱による要因をほぼ無視できることから、式３の右辺後半部分を省略すると、対流加熱における前記関係式は、
【数５】
2005079217.tif 000007
で概略表わすことができる。
【００３６】
ここで、
【数６】
2005079217.tif 000008
とおき、式４を書き換えると、
【数７】
2005079217.tif 000009
となる。初期値ｔ＝０での表面温度ＴｓをＴｉｎｔとして式６を書き換えると、
Ｔｓ＝Ｔａ−（Ｔａ−Ｔｉｎｔ）ｅ−ｍｔ    ・・・・・・・・式７
となる。ここで、ＴｓとＴｉｎｔはいずれも被加熱物の表面温度で、Ｔｉｎｔが加熱開始時の初期温度、Ｔｓが加熱後の到達温度を示している。また、ｅは自然対数の底である。本明細書においてはこの加熱源の加熱温度Ｔａと被加熱物の表面到達温度Ｔｓとの関係を示す式７を「加熱基本式」と呼ぶものとする。
【００３７】
この式７を用いてｍを逆算すると、
【数８】
2005079217.tif 000010
と表わすことができる。ｌｎは自然対数である。この式８のうち、右辺の加熱時間ｔ、加熱温度Ｔａ、初期温度Ｔｉｎｔ、到達温度Ｔｓはいずれも測定可能であり、これらの測定結果を用いればｍの値が算出可能となる。すなわち、被加熱物を一旦加熱してこれらの値を測定すれば、式５に示すような密度ρ、比熱物性値Ｃ、熱伝達率ｈなどの物性値を使用することなく式８を用いてｍの値を算出可能であることが分かる。本明細書において、このｍの値を「ｍ値」と呼ぶものとする。式８を用いて求められるｍ値は、実際に加熱装置によって被加熱物を測定した結果に基く値であり、加熱装置と被加熱物上の測定対象との両物理的特性を反映した加熱特性を１つの定数として数値化した値となる。
【００３８】
上述した加熱する際における加熱装置と被加熱物に絡む物理的特性の例としては、以下のものが含まれ得る。
加熱装置：加熱装置の構造、加熱装置の容積、加熱源の種類、加熱区域の数及び配置              、加熱源の応答性、熱干渉、外乱、など。
被加熱物：物性値（表面積Ｓ、厚みＤ、密度ρ、比熱Ｃ、熱伝達率ｈ、…）、形状、              初期温度、表面状態など、とくに回路基板にあっては実装密度、実装位置              、基板表面の回路配置など。
本明細書においては、これら加熱に関連する加熱装置及び被加熱物の両物理的特性を含めて「加熱特性」と呼ぶもので、前記ｍ値は、これらの加熱特性を数値化した「加熱特性値」であるといえる。
【００３９】
加熱装置で被加熱物を加熱する際、前記加熱特性に起因して同じ被加熱物であってもその場所によって加熱される状況が異なるのが常である。被加熱物の物性値のみを入力して利用する従来技術による熱解析では、被加熱物と加熱装置との間の物性値以外のこれら加熱特性が無視されるため、シミュレーション結果にばらつきを生じさせる原因となり得る。本願発明では、これらの加熱特性による影響因子を各測定点ごとに加味したｍ値を定めることができる。すなわち、このｍ値を使用することにより、単に被加熱物の物性値を使用してシミュレートする場合に比べて加熱実態により即した精度の高い結果を得ることができる。
【００４０】
図３は、前記ｍ値を求めるために加熱される被加熱物サンプル１（以下、「サンプル基板１」という。）の概要を示している。サンプル基板１には複数の電子部品３が装着され、この内、測定対象となる電子部品３ａ、３ｂ、３ｃには温度測定用の熱電対４がそれぞれ取り付けられている。当該熱電対４は、その測定結果を記録するための外部の記録装置６に接続される。この測定結果は、記録装置６から更に図示しないＡ／Ｄ変換器を介してコンピュータや加熱制御装置に接続可能である。図３では電子部品３ａ、３ｂ、３ｃの３つの測定点のみが測定対象となっているが、この数は任意に設定可能である。一般に、回路基板に搭載されている部品の加熱時の要求条件を一覧にし、その中から上下限温度条件に近い部品を複数個抽出して測定対象として選択すること、さらには熱容量が大きく、したがって加熱時の到達温度が低くなり勝ちな大型部品などを測定対象として選択することが好ましい。また、１つの部品に対して複数箇所（例えば背の高い部品の上端部と下部の接合部）の測定対象を設けることもできる。
【００４１】
図４は、上述の構成にかかるサンプル基板１を実際にリフロー装置１０に搬入して加熱し、リフロー装置１０内の１つの加熱区域、図示の例では図１の加熱区域Ｉにおけるｍ値を算出する際の各温度測定位置を示している。図の縦軸が測定点の温度、横軸が時間を示す。なお、本明細書では、温度を測定する対象となる測定対象の被加熱物上における場所を「測定点」、温度を測定する加熱装置内の場所（すなわち、各測定点に対してｍ値を算出すべき場所）を「測定位置」と呼んで両者を区別するものとする。図示の横軸は時間で表されているが、搬送される被加熱物が時間ｔを経過するごとに測定位置を通過するものと見ることができる。図の例では加熱区域Ｉ内にｎ個に均等配分された各測定位置があり、被加熱物はこの各測定位置において時間ｔずつ加熱され、この加熱によって順次昇温する。この測定位置の分布は均等配分に限定されることなく、任意に定めることができる。
【００４２】
室温Ｔｒで搬入されたサンプル基板が、加熱区域Ｉ内の各測定位置において温度Ｔａの熱風によって時間ｔずつ加熱され、Ｔｒから徐々に昇温する段階の各測定位置における測定対象部品（すなわち、測定点）３ａ、３ｂ、３ｃの表面温度Ｔｓをそれぞれ測定することにより、式８を使用して各測定点ごとに合計ｎ個のｍ値（ｍ１、ｍ２、ｍ３、…、ｍｎ）を求める。なお、式７、８において、１つの測定位置における初期温度Ｔｉｎｔは、直前の測定位置における到達温度Ｔｓである。
【００４３】
図４では電子部品３ｃに対するｍ値のみを示しているが、他の電子部品３ａ、３ｂに対しても温度測定結果を基に各ｎ個のｍ値を求める。本願発明者らの行った実験では１つの加熱区域において各測定点ごとにｎ＝１００、すなわち１００箇所の測定位置を定め、１００個のｍ値を求めている。このように多数のｍ値を求めるのは、同一加熱区域内においても熱風温度のばらつき、風速分布のばらつきがあり、またリフロー装置１０の出入口付近や加熱区域の境界付近においては外気による影響や加熱区域間の熱干渉が考えられることから、より細かく測定位置を細分化して加熱特性値を求め、後のシミュレーションの精度を高めるようにするものである。逆に、加熱装置の概要特性を把握するためだけであれば、極端には加熱区域ごとに１つのｍ値のみを求めることであっても、あるいは加熱装置全体で最もクリティカルとなる箇所について１つのｍ値のみを求めることであってもよい。
【００４４】
図４は加熱区域Ｉについて示しているが、他の加熱区域II〜VIIに対しても同様に測定位置を細分化してそれぞれの位置における表面温度を測定し、各測定位置におけるｍ値を求める。各加熱区域を同様に１００に区分したとすれば、測定点３箇所について合計で１００区分×７加熱区域×３測定点＝２１００個のｍ値が求まり、この各値がコンピュータや加熱制御装置に入力される。
【００４５】
ところで、図３に示すように、測定点（測定対象部品）３ａ、３ｂ、３ｃは部品の種類に応じてその形状、高さが異なっている。特に、図３の測定点３ｃに示すような背の高い部品においては、加熱時にその上端部分が加熱源７ａに接近することから、相対的にこの先端部分の温度上昇が激しくなる。このような温度上昇による部品の熱破壊を回避し、かつ、回路基板との間の確実な半田接合を得るため、上述したように、図１に示す上下方向に設けられた加熱源７ａ、７ｂの内、一般に下側（回路基板の裏側）にある加熱源７ｂの加熱温度を上側（同、表側）の加熱源７ａのそれよりも高く設定し、温度差を設けて加熱することが行なわれている。
【００４６】
このように被加熱物の表裏にある加熱源７ａ、７ｂ間で温度差を設けてサンプル基板１を加熱した場合、先の式８で求められたｍ値は、この表裏間の温度差をも包含した加熱特性値として算出される。本願発明者等の行った実験によれば、両加熱源７ａ、７ｂの加熱温度間の温度差が一定の限度内（たとえば約２０℃以内）であれば、式８に示すｍ値の定義において、後述するように加熱温度Ｔａを表裏いずれか一方の加熱源の加熱温度で代表して表しても大きな誤差は生じないことが分かった。また、両加熱源７ａ、７ｂの加熱温度間の温度差を同じ値に維持したままで加熱温度を変化させた場合、そのｍ値を使用して精度の高いシミュレーションができることが分かった。したがって本実施の形態において、被加熱物を加熱する表裏間の加熱温度に差がある場合においても、特記なき場合にはｍ値の定義にある加熱温度Ｔａは、表側にある加熱源７ａの加熱温度を指すものとする。裏側の加熱源７ｂの加熱温度をＴｂ（Ｔａ＜Ｔｂ）、表裏間の温度差をＤとすれば、裏側の加熱温度Ｔｂは、Ｔｂ＝Ｔａ＋Ｄで表される。この裏側の加熱温度Ｔｂの方を基準の加熱温度Ｔａと定義することも勿論可能である。
【００４７】
次に、以上のようにして求まった各測定位置と測定点に対するｍ値を利用して、リフロー装置１０の加熱条件を変化させた場合の被加熱物の温度プロファイルのシミュレーションを行う方法について説明する。上述したように、本実施の形態では、式５に示すような熱伝導率ｈ、密度ρ、比熱Ｃなどの物性値を用いることなく、サンプル基板の加熱、実測に基いて加熱特性値であるｍ値を算出する。このようにして算出されたｍ値は、各加熱測定位置と各測定点に特有な加熱特性を反映された値となるため、ｍ値を用いることで加熱条件の変化後の温度プロファイルを、従来技術のようなサンプル基板の加熱によって検証するまでもなく、効率的に、しかも高い精度でシミュレーションを行うことが可能となる。
【００４８】
図５（ａ）〜（ｅ）は、リフロー装置を使用した本実施の形態によるシミュレーションの実験結果１を示している。図５（ａ）はサンプル基板１をリフロー装置１０に搬入して加熱し、温度測定を行った際の各加熱区域における加熱温度を示している。このときの狙いの要求条件は以下の通りであった。
ａ．加熱保持温度及び同時間（Ｔ２、ｔ２）：２２０℃、２０秒以上
ｂ．必要到達温度（Ｔｒｅｑ）            ：２３０℃
ｃ．耐熱限界温度（Ｔｍａｘ）            ：２４０℃
ｄ．耐熱上限温度及び同時間（Ｔ１、ｔ１）：２００℃、４０秒以下
ｅ．予熱温度及び同時間（Ｔ０、ｔ０）    ：１６０℃〜１９０℃、６０秒〜１２０秒
ｆ．リフロー温度ばらつき（ΔＴｍａｘ）  ：８℃以内
ｇ．予熱温度ばらつき（ΔＴ０）          ：５℃以内
【００４９】
サンプル基板１は図５（ａ）の右側に示す加熱区域Ｉから搬入され、以下順に加熱区域II〜VIIを通過してリフロー装置１０外へ搬出される。この内、加熱区域Ｉ〜Ｖまでの第１の加熱段階は予熱段階、加熱区域VI、VIIの第２の加熱段階はリフロー段階である。図５（ａ）に示す加熱例では、加熱装置に設けられた表裏の加熱源７ａ、７ｂによる加熱温度Ｔａ、Ｔｂの間に温度差はなく、予熱段階では予熱温度の上限値である１９０℃、リフロー領域では耐熱限界温度である２４０℃としている。又、このときのサンプル基板１を搬送する搬送装置の搬送速度ｖは１．２５ｍ／分であった。なお、被加熱物が搬送装置で搬送される場合には、このように加熱時間ｔの代わりに、搬送速度ｖを用いて管理することもできる。すなわち、該当する測定位置の長さをｌとすれば、ｖ＝ｌ／ｔで置換することができる。
【００５０】
サンプル基板１を前記加熱条件に設定されたリフロー装置１０に搬入して加熱し、サンプル基板１のそれぞれの測定点についてリフロー装置１０の各測定位置における表面到達温度Ｔｓを測定する。その温度測定結果に基き、まず、前記要求条件の内、ｆ、ｇに示すリフロー温度ばらつきΔＴｍａｘ、及び予熱温度ばらつきΔＴ０が満足されているか否かがチェックされる。ここでは、いずれの温度ばらつきも前記ｆ、ｇに示す条件を満たしていたものとして、以下のシミュレーションのステップに進む。ｆ、ｇの条件が満足されているということは、各測定点間における温度ばらつきが僅かであることを意味し、したがって加熱源７ａ、７ｂの間に温度差を設ける必要がないことを意味する。すなわち、Ｔａ＝Ｔｂとして以下のシミュレーションを行なう。この際のｍ値は、加熱装置の加熱温度Ｔａ、加熱時間ｔ（ここでは搬送速度ｖ）とから式８を使用して算出される。
【００５１】
図５（ｂ）は、搬送装置の搬送速度ｖを同一（１．２５ｍ／分）としたままで加熱区域Ｉ、II、VIの温度をそれぞれ変更させてシミュレーションを行う際の加熱条件を示している。上述の通り、表裏の加熱温度Ｔａ、Ｔｂ間には温度差を設けていない。図５（ｃ）は、この変更された加熱条件を基に行ったシミュレーションの結果を示している。このシミュレーションは、各測定位置において求められたそれぞれの測定点のｍ値を使用して、式７の加熱基本式により被加熱物の各測定点における表面温度Ｔｓを算出することにより得られる。
【００５２】
図示の例では測定点が３箇所（測定点３ａ、３ｂ、３ｃ）で、シミュレーション結果の表示項目としてｆ．目標温度ばらつき（ΔＴｍａｘ）、ｃ．耐熱限界温度（Ｔｍａｘ、ここでは各測定点における「ピーク（最高）温度」）、ａ．加熱保持温度及び同時間（ｔ２、ここでは「２２０℃以上の時間」）、ｄ．耐熱上限温度及び同時間（ｔ１、ここでは「２００℃以上の時間」）の４項目を表している。シミュレーションでは被加熱物の１つの測定点に対してｍ値を測定した７００箇所の測定位置における表面温度Ｔｓが全て算出されているため、図示する項目以外にもデータ入手は勿論可能である。例えば、図示の例ではリフロー段階のデータのみを表示しているが、予熱段階（例えば、加熱区域IIIでの中央値など）のデータも必要に応じて入手可能である。
【００５３】
図５（ｄ）は、図５（ｃ）に示すものと同一測定点及び測定位置における同一項目について、検証目的で実際にサンプル基板１を加熱したときの測定結果を示している。また、図５（ｅ）は、図５（ｃ）のシミュレーション結果とこの図５（ｄ）の実測結果との差を示している。図５（ｅ）の結果からも分かるように、シミュレーションと実測との間において最大の温度差は測定点３ｂにおける２．４℃（２２８．１℃−２２５．７℃）、最大の時間差は測定点３ａにおける２．４秒（２８．０秒−２５．６秒）と僅かな差しか認められない。リフロー装置や測定装置自身のばらつきがあることも考慮すれば、この差は極めて僅少であって、本実施の形態にかかるシミュレーションの精度の高さを示している。
【００５４】
なお、図５（ｃ）、（ｄ）中に丸印を付してある測定点３ｂのピーク（最高）温度が、必要到達温度（Ｔｒｅｑ）、すなわち半田を完全な液相とするに必要な温度（２３０℃）条件をクリアしておらず、したがって更なるリフロー温度の上昇、もしくは搬送速度の低減の検討が必要であることを示している。
【００５５】
図６は、図５（ｃ）、（ｄ）に示す測定点３ａにおいて、本実施の形態によって得られるｍ値を使用したシミュレーション結果に基く温度プロファイルと、これと同一の条件でサンプル基板１をリフロー装置１０で実際に加熱して得られた結果の温度プロファイルとを対比している。縦軸が温度、横軸が時間（右から左）で、シミュレーションにおいては各加熱区域ごとに１００箇所（計７００箇所）の測定位置において得られたｍ値を使用して測定点の温度を算出し、これをプロットして温度プロファイルを作成している。図からも明らかなように、計７００箇所の温度シミュレーションを行うことでほぼ正確な温度プロファイルが求められることがわかる。
【００５６】
次に、図７（ａ）〜（ｅ）は、本実施の形態にかかるシミュレーションの他の実験結果２を示している。先の図５（ａ）〜（ｅ）に示す例では表裏の加熱温度Ｔａ、Ｔｂ間で温度差は設けられなかった。ここでは、当初のサンプル基板１の加熱でリフロー温度ばらつきΔＴｍａｘが８℃以内の要求条件を満たさなかったことから、図７（ａ）に示すようにリフロー加熱段階の加熱区域VI、VIIで表裏間に２０℃の温度差を設け、再度サンプル基板１の加熱を行なっている。図７（ａ）に示す加熱条件でサンプル基板１を加熱して各測定位置及び各測定点ごとの温度測定を行い、その結果に基いて各ｍ値が算出される。
【００５７】
次に、図７（ｂ）は、シミュレーションを行う場合の加熱条件を示している。図示のように、ここではリフロー段階の加熱区域VI、VIIの表裏の加熱温度Ｔａ、Ｔｂをそれぞれ２０℃ずつ上げ、また、予熱段階の加熱区域Ｖの表裏の加熱温度を１０℃ずつ上げている。上述したように、ここで重要なのは表裏にある各加熱源７ａ、７ｂの加熱温度Ｔａ、Ｔｂ間の温度差は、ｍ値を算出した時の温度差（予熱段階で０、リフロー段階で２０℃）のままに維持されることである。すなわち、表裏間の温度差を設けて算出されたｍ値を用い、その温度差に基く加熱特性をそのまま利用してシミュレーションを行うものとしている。
【００５８】
図７（ｃ）は、この上述したシミュレーションによって得られた結果であり、又図７（ｄ）は検証目的でこれと同一の加熱条件で実際に回路基板１を加熱して測定した結果を、また図７（ｅ）は、この両者間の差をそれぞれ示している。なお、この実験結果２では、測定点の数を３ａ〜３ｅの５点としている。図７（ｅ）からも明らかなように、シミュレーションと実測の間の差異は、温度で最大１．２℃（２３４．８℃−２３３．６℃）、時間で最大２．０秒（３２．０秒−３０．０秒）と、先の図５（ｅ）に示す差異と比べても遜色はなく、加熱源７ａ、７ｂ間に温度差が設けられていても、当該温度差を維持したままでその温度差に基くｍ値を利用することにより、極めて精度の高いシミュレーション結果が得られることを示している。
【００５９】
本願発明者らが行なった実験によれば、リフロー段階での温度ばらつきΔＴｍａｘが約８℃以上となった場合には、表裏の加熱源７ａ、７ｂの加熱温度Ｔａ、Ｔｂ間に温度差を設けずに加熱条件を変化させると適切な加熱条件を見出すのが困難なケースが多かった。逆にΔＴｍａｘが約８℃を越えた場合、表裏の加熱温度Ｔａ、Ｔｂに約２０℃の温度差を設けることで適切な加熱条件を容易に見出せること、また、加熱温度を変化させる場合にもこの温度差（約２０℃）を不変とすることでｍ値をそのまま利用して精度の高いシミュレーションができることを見出した。
【００６０】
温度ばらつきΔＴｍａｘを約８℃にするのは、鉛フリー半田を用いる厳しい温度制約が設けられている場合であって、例えば従来の鉛半田を用いるなどの温度制約が緩やかな場合には、ΔＴｍａｘが１０℃、あるいはそれ以上となっても被加熱物表裏の加熱温度Ｔａ、Ｔｂ間に差を設ける必要がない場合もあり得る。また、表裏間の温度差を約２０℃とする条件も、温度制約が緩やかである場合には更に温度差を大きくすることができる。但し、シミュレーションの加熱条件を変化させる場合にあっても表裏間の温度差はそのままの値に保つことが好ましい。
【００６１】
なお、図示されていないが、本願発明者らの行なった他の実験では、予熱段階における温度ばらつきΔＴ０が約５℃を越えた場合には、予熱段階の表裏の加熱温度Ｔａ、Ｔｂ間にも温度差を設けることが好ましく、また、その時の温度差は約１０℃とすることが好ましい。この場合においても、この約１０℃の温度差でサンプル基板１を加熱して算出されたｍ値を使用してシミュレーションを行い、シミュレーションの加熱条件設定の際にはこの温度差（１０℃）をそのままの値に保つことが好ましい。また、鉛半田を用いるなどの温度制約が緩やかな場合には、温度ばらつきΔＴ０は８℃、あるいはそれ以上とすることもできる。
【００６２】
以上のシミュレーションを行なう熱解析方法につき、図８のフローチャートを参照して再度説明する。この熱解析方法は、例えばリフロー加熱などの生産プロセスにおいて、加熱装置の生産条件を設定する方法に適用可能である。まずステップ＃１で、サンプル・加熱装置の条件を設定する。この中には、各加熱区域Ｉ〜VIIの加熱温度条件、加熱時間（搬送速度）、サンプル基板の温度測定点、及び各加熱区域における測定位置の設定が含まれる。ステップ＃１においては、表裏の加熱源７ａ、７ｂの加熱温度Ｔａ、Ｔｂの間には温度差は設けられていない。次にステップ＃２において、要求条件が入力される。ここでは、上述した各要求条件ａ〜ｇにあるＴ０、Ｔ１、Ｔ２、Ｔｍａｘ、Ｔｒｅｑ、ΔＴｍａｘ、ΔＴ０、ｔ０、ｔ１、ｔ２が含まれることが好ましいが、これ以外の要求条件とすることであってもよい。
【００６３】
以上の条件設定に基き、ステップ＃３でサンプル基板１を実際にリフロー装置１０に搬入してステップ＃１の加熱条件で加熱し、サンプル基板１の各測定点における表面温度Ｔｓ（初期温度Ｔｉｎｔ含む）を温度測定装置を用いて測定する。ステップ＃４で、前記の測定結果、測定点間の温度ばらつきが要求条件を満たしているかがチェックされる。前記例でいえば、予熱段階の温度のばらつきΔＴ０が５℃以内か、リフロー加熱段階のばらつきＴｍａｘが８℃以内かがチェックされる。これらのばらつきが許容範囲にない場合、ステップ＃５で表裏にある加熱源７ａ、７ｂの加熱温度Ｔａ、Ｔｂ間に温度差Ｄを設ける。例えば、予熱段階での温度ばらつきΔＴ０が許容範囲外であるとき、予熱段階にある裏側の加熱温度Ｔｂをステップ＃１で設定した温度に対して１０℃引き上げる。同じく、リフロー段階でのばらつきΔＴｍａｘが許容範囲外であるとき、リフロー段階にある裏側の加熱温度Ｔｂをステップ＃１で設定した温度に対して２０℃引き上げる。このような表裏間に温度差を設けた加熱条件で再度ステップ＃３に戻ってサンプル基板１を加熱し、各測定点の温度を測定する。なお、予熱段階の温度差１０℃、リフロー段階の温度差２０℃は１例であって、加熱目的に応じて予め他の温度差を設定しておくこともできる。
【００６４】
ステップ＃４で、予熱段階、リフロー段階のいずれの温度ばらつきも許容範囲内となれば、ステップ＃６で、そのときの加熱条件と測定結果とから各測定点及び各測定位置ごとの加熱特性値であるｍ値を算出する。ｍ値を算出する際の演算方法は、式８に示すこれまで説明した内容と同じである。但し、表裏の加熱源７ａ、７ｂ間に温度差がある場合の式８における加熱温度Ｔａは、表裏の加熱源７ａ、７ｂの内のいずれかを基準に定める。ここでは表側にある加熱源７ａの加熱温度Ｔａを基準に定めるものとして説明をするが、裏側の加熱温度Ｔｂを基準に定めることでもよい。繰り返しとなるが、本実施の形態のｍ値を算出するために、被加熱物の物性値を入力することは不要である。また、得られたｍ値は加熱装置及び被加熱物の物理的特性をも含めた加熱特性値となり、表裏の加熱源の間に温度差がある場合には当該温度差をも包含した加熱特性値となる。
【００６５】
次にシミュレーション段階に移行し、ステップ＃７でシミュレーション条件を設定する。ここでは各加熱区域ごとの加熱温度、加熱時間（搬送速度）を任意に設定することができる。但し、ステップ５で表裏面の加熱源間に温度差を設けた場合には、当該温度差を同一に保ったままで平行移動させた加熱温度Ｔａ、Ｔｂを設定する。後述するように加熱が対流式である場合には、この他にも熱風の速度変化量を設定することも可能である。ステップ＃８では、ステップ＃６で算出されたｍ値を使用し、前記シミュレーション条件に基いてシミュレートした結果に基いて温度プロファイルを作成する。図６に示すシミュレーションプロファイルでは１つの測定点のみの結果を示しているが、同様な温度プロファイルが各測定点全てについて求められる。この全てのプロファイルを基に、まずステップ＃９で第１の加熱段階で要求条件をクリアしているかがチェックされる。第１の加熱段階はリフロー加熱の例では予熱段階に相当する。ここで、全ての測定点における温度が要求条件Ｔ０、ｔ０（先の例で１５０〜１９０℃、６０〜１２０秒）を満たしているかがチェックされる。
【００６６】
全ての測定点でこの要求条件が満たされていない場合には、ステップ＃７に戻って加熱温度の変更など再度のシミュレーション条件の設定を行う。上述のように、当初のシミュレーション条件において、第１の加熱段階の加熱条件を要求条件の上限（先の例では１９０℃）と同じ温度に設定しておれば、通常は被加熱物がこれ以上の温度になることは考えられず、したがってここで要求条件がクリア出来ないということは要求条件温度を下回っていることを意味する。したがって、第１の加熱段階の要求条件がクリアされていないときの再度のシミュレーション条件設定では加熱温度を上げるか、もしくは加熱時間を長くする（搬送速度を遅くする）補正を加える。一般に、予熱などを目的とする第１の加熱段階は、最終目的である第２の加熱段階に比べて要求条件がより緩やかである。表裏の加熱温度Ｔａ、Ｔｂ間に温度差がある場合には、当該温度差はここでも同一に保たれる。
【００６７】
次にステップ＃１０で、第２の加熱段階での要求条件がクリアされているかがチェックされる。リフロー加熱の例では、通常はこの第２の加熱段階であるリフロー段階の加熱が電子部品などを高温破壊することなく確実に半田接合するよう全加熱行程を通して最も厳格な温度管理が要求される。なお、図示の例では第１と第２の２つの加熱段階をステップ＃９、＃１０に示しているが、要求条件が別途定められた第３、第４以降の加熱段階があってもよい。また、要求条件が１つの加熱段階のみに設定されている場合には、ステップ＃９又は＃１０のいずれかの加熱段階が省略されてもよい。
【００６８】
ステップ＃１０におけるチェックの結果、設定された要求条件が満たされていない場合には、ステップ７に戻って再度シミュレーション条件の設定を行う。例えば、シミュレーションの結果が図５（ｃ）に示すものとなれば、同図の丸印で囲った測定点３ｂの必要到達温度（Ｔｒｅｑ）が要求条件温度である２３０℃をクリアしていない。このような場合には要求条件をクリアさせるため、ステップ＃７でリフロー段階における加熱区域の加熱温度を上げるか、もしくは加熱時間を長くする（搬送速度を遅くする）などの加熱条件の変更を行う。表裏の加熱温度Ｔａ、Ｔｂの間に温度差を設けている場合には、当該温度差が維持されるのはこれまでと同様である。図１の下側にある図からも明らかなように、このリフロー段階では各種の要求条件が錯綜しており、適切なシミュレーション条件の設定には多くの要因を配慮する必要がある。
【００６９】
従来技術においては、サンプル基板を実際に加熱し、測定した結果に基いて熟練作業者が次の加熱条件を設定し直し、再度サンプル加熱を行って測定することの繰り返しであった。しかしながら本実施の形態においては、一度算出されたｍ値を用いて机上でシミュレーションを行うことができる。表裏の加熱源に加熱温度差を設けた場合であっても、この温度差を保ったままでの加熱条件を設定することで精度の高いシミュレーションを効率的に行うことができる。このためある程度任意に設定した条件で繰り返し確認することであっても短時間でこれを行うことができる。１つの例として、従来技術により１０回の加熱条件変更による加熱結果を実測により検証するには、上述した加熱装置が安定するまでの待ち時間などを含めて通常約５時間を要したのに対し、本実施の形態によるシミュレーションを用いればこれを１時間ほどで終えることができる。この適切な加熱条件を見出す操作をコンピュータで行えば更に効率的となることは明らかであるが、これに関しては後の実施の形態で説明する。
【００７０】
ステップ＃１０でリフロー領域における要求条件が全てクリアされておれば、破線で示す矢印に従ってステップ＃１３でシミュレーション結果に基く加熱条件の設定が完了する。ステップ＃１１、＃１２では、ステップ＃１０で設定された条件に基き、実際にサンプル基板を用いて検証加熱を行い、要求条件がクリアされているかの検証を行うものとしている。このステップ＃１１、＃１２はオプションであり、シミュレーションの精度が高いものであることが立証されておればこれらを省略することもできる。ステップ＃１１、＃１２のサンプル基板による検証加熱で万一要求条件が満たされていなかった場合には、ステップ＃６に戻ってこの検証加熱の際の測定データを使用してｍ値を算出し直し、再度シミュレーションを行う。このような加熱条件を変更したシミュレーションの繰り返しにより、より精度の高い温度予測を得ることができる。
【００７１】
また、サンプル基板１の加熱やシミュレーションの結果、例えば測定点の１つにおいて被加熱物が耐熱限界温度（Ｔｍａｘ）２４０℃を越え、他の測定点の１つにおいて必要到達温度（Ｔｒｅｑ）２３０℃に至らないような極端な状況（大きな温度ばらつき）も有り得る。このような場合、例えば搬送装置の搬送速度ｖ（もしくは加熱時間ｔ）を変化させることにより救済可能なケースもあるが、既に設定条件が限界で新たな補正条件の設定が難しいこともあり得る。本願発明では、このような場合においても幾つかのシミュレーションを短時間で行い、その結果、所定の条件のクリアが見込めない場合には早期に条件設定不能の判断を行うことができる。従来技術における試行錯誤では、このような場合においても繰り返して条件の模索を行うこととなり、時間的なロスを発生させていた。
【００７２】
以上、本実施の形態にかかる熱解析方法について説明してきたが、上述の熱解析方法は更に適用範囲を広げて利用することができる。その１例として、加熱区域における熱風の風速の変化によるシミュレーションが挙げられる。上述の実施の形態においては、熱風の風速は一定（例えば５ｍ／秒）であるとしている。これに対し、同一温度の熱風を吹き付ける場合であってもその風速が変化した場合には対象物に対する熱伝達に影響があることが知られている。この熱風の風速と熱伝達の関係は、一般に実験によって求めることができ、場合によっては統計的データが入手可能である。
【００７３】
１例として図９は、本願発明者らが実験によって得た加熱時の熱風の風速と加熱特性値であるｍ値との関係を示している。図の横軸が熱風の風速（ｍ／秒）で、縦軸がｍ値を示している。実験結果から、縦軸ｍ値をｙ、横軸風速をｘとすると、この両者の関係は、
ｙ＝０．０００６ｘ２−０．０００９ｘ＋０．０３７７  ・・・式９
の近似式で表される。このような関係を予め入手しておくことにより、シミュレーション条件の設定時において熱風の風速を変化させても、これによるｍ値の変化を式９によって補正し、その他は上述してきたものと全く同じ手順によって補正後のｍ値を使用してシミュレーションを実施することができる。
【００７４】
また、本発明に係る加熱特性値（ｍ値）のその他の適用の例として、上述の実施の形態では熱風を被加熱物に吹き付ける対流加熱を前提としているが、これを遠赤外線放射などを利用した輻射による加熱に対して適用することが挙げられる。式３で示したように、Δｔ時間で加熱される被加熱物の温度変化量ΔＴは一般に、
【数９】
2005079217.tif 000011
で表される。右辺の前半部分は対流による要素を示し、後半部分は輻射による要素を示している。対流による加熱をベースとした式４では、輻射加熱による影響をほぼ無視できるとして右辺の輻射加熱要素の後半部分を省略している。これと同様に、輻射による加熱の場合には、右辺の対流加熱要素の前半部分を省略して
【数１０】
2005079217.tif 000012
と表すことができる。この式１０を前記式４に置き換えて輻射による加熱をベースとした場合の加熱特性値を求め、あとは先の実施の形態で説明した内容と同じ手順により、この加熱特性値をもとにして輻射加熱の場合における各種のシミュレーションを行うことが可能である。
【００７５】
本発明に係る加熱特性値すなわちｍ値の更なる応用として、対象物を冷却する場合への適用がある。図１に示す加熱装置において、装置出口側に前述した冷却装置１１を示している。被加熱物である回路基板などを長く高温に放置することを避ける必要がある場合、エアもしくは冷風を被加熱物に吹き付けて冷却を促進させることができる。この冷却装置においても、全く同様に吹き付けるエアもしくは冷風の温度、冷却時間を定め、被加熱物（被冷却物）の測定点における温度を測定してｍ値を求め、あとは同様にしてこのｍ値を使用して温度シミュレーションを行うことができる。
【００７６】
なお、図１では加熱装置内で被加熱物を搬送装置で搬送する形式の加熱装置としているが、本実施の形態は、他の形式、例えば搬送装置を持たず、搬入された被加熱物を移動することなしに一定時間の加熱区分ごとに加熱装置の加熱温度を変化させることによって所定の温度プロファイルに沿った加熱を行う形式の加熱装置に対しても適用可能である。したがって、図１に示す加熱区域は必ずしも物理的に分離された異なる区域を意味せず、前記一定時間ごとの加熱区分もそれぞれ図示の加熱区域に相当するものと解釈しなければならない。
【００７７】
また、上述した実施の形態では与えられた温度プロファイル（要求条件）を得るための適切な加熱条件を設定する場合のシミュレーションについて述べているが、これとは逆に加熱条件を与え、この加熱条件によって加熱される被加熱物の温度プロファイルを求めるシミュレーションも勿論可能である。これは各測定位置に応じた加熱温度Ｔａ、加熱時間ｔを加熱基本式（式７）に入力することによって得られ、これを複数の測定位置（先の例では合計７００箇所）ごとに算出することによって例えば図６に示すような温度プロファイルのシミュレーション結果を得ることができる。表裏の加熱源７ａ、７ｂの間に温度差が設けられている場合にも、ｍ値を求めた際の基準となる加熱温度（上述の例では表側の加熱温度Ｔａ）に対応した加熱条件を与え、この温度差を維持したままで当該ｍ値を使用することによって同様の温度プロファイルのシミュレーションが可能である。
【００７８】
次に、本発明にかかる第２の実施の形態の熱解析方法について図面を参照して説明する。先の実施の形態では、各温度のばらつきΔＴ０、ΔＴｍａｘが許容範囲を越える場合に、表裏の加熱源の間に予め定められた温度差（例えば、予熱段階で１０℃、リフロー段階で２０℃）を設け、この予め定められた温度差を維持したままで加熱温度を変化させて熱解析を行なうものとしている。本実施の形態ではこれを改め、表裏の加熱温度Ｔａ、Ｔｂ間に設けるべき適切な温度差Ｄをシミュレーションによって求めるものとしている。使用する加熱装置は、図１に示すものと同様であってよく、また、被加熱物の加熱要求条件は先の実施の形態で示したものと同様とする。なお、以下の説明では鉛フリー半田を使用するリフロー加熱を例にしているが、他の熱解析においても同様に適用可能である。
【００７９】
図１０は、本実施の形態にかかる熱解析方法の手順を示すフローチャートである。図において、ステップ＃１からステップ＃３までは、図８に示す先の実施の形態と同様である。すなわち、両加熱源７ａ、７ｂの加熱温度Ｔａ、Ｔｂ間に温度差を設けていない加熱条件でサンプル基板１を加熱し、次にステップ＃４でそのときのｍ値を算出する。
【００８０】
ステップ＃５で、表裏にある加熱源の加熱温度Ｔａ、Ｔｂに温度差Ｄを設ける。例えば、予熱段階の各加熱温度Ｔａ、Ｔｂ間の温度差Ｄｐに１０℃、リフロー段階の各加熱温度Ｔａ、Ｔｂ間の温度差Ｄｒに２０℃など、予め定められた温度差Ｄ（Ｄｐ、Ｄｒ）を設ける。より具体的には、予熱段階での表側の加熱温度Ｔａ＝１８０℃、裏側の加熱温度Ｔｂ＝１９０℃、リフロー段階での表側の加熱温度Ｔａ＝２４０℃、下側の加熱温度Ｔｂ＝２６０℃とする。これらの温度差は、鉛フリー半田のリフロー加熱の例であって、他の温度差とすることも可能である。次にステップ＃６で、この温度差を設けた加熱条件によりサンプル基板１を再度加熱する。このサンプル基板１の加熱時に、サンプル基板１の各測定点３、及び加熱装置の各測定位置ごとに初期温度Ｔｉｎｔ、到達温度Ｔｓが測定される。例としてリフロー段階のある測定位置における１つの測定点３の初期温度Ｔｉｎｔが２３２℃、到達温度Ｔｓが２３８℃とそれぞれ測定されたとする。
【００８１】
次に、以上の測定結果に基き、ステップ＃７で前記測定点３近傍の局部加熱温度Ｔｘを求める。この局部加熱温度Ｔｘとは、測定点３の温度Ｔｓを上述の２３８℃とするに必要な測定点３の近傍に形成される局部的な仮想の加熱温度である。より具体的には、加熱基本式である式７：
Ｔｓ＝Ｔａ−（Ｔａ−Ｔｉｎｔ）ｅ−ｍｔ
を変形して、到達Ｔｓ（２３８℃）から逆に加熱温度Ｔａを求める式に改めると、
【数１１】
2005079217.tif 000013
となる。この式１１に、上述したＴｓ＝２３８℃、Ｔｉｎｔ＝２３２℃、またｍにはステップ＃４で算出したｍ値をそれぞれ代入すると、例えばＴａ＝２４８℃と算出される。
【００８２】
このようにして算出されたＴａ＝２４８℃という温度は、表側の加熱温度Ｔａ＝２４０℃と裏側の加熱温度Ｔｂ＝２６０℃という、表裏両側にある加熱源からの異なる加熱温度によって、当該測定点３の近傍に形成される局部的な想定加熱温度であるといえる。これを局部加熱温度Ｔｘと定義する。
【００８３】
次に、ステップ＃８で、表裏の各加熱温度Ｔａ、Ｔｂ（Ｔａ＜Ｔｂとする）が局部加熱温度Ｔｘに及ぼす影響度の指標となる温度差係数Ｒを求める。具体的に、表側の加熱温度Ｔａに対応する温度差係数Ｒａは：
【数１２】
2005079217.tif 000014
また、裏側の加熱温度Ｔｂに対応する温度差係数Ｒｂは：
【数１３】
2005079217.tif 000015
で表される。上述した例における具体的な数値を入れれば、
Ｒａ＝（２４８−２４０）／（２６０−２４０）＝０．４
Ｒｂ＝（２６０−２４８）／（２６０−２４０）＝０．６
となる。すなわち、当該測定点３において、局部的加熱温度に及ぼす影響度の指標は、表側の加熱源７ａが０．４、裏側の加熱源７ｂが０．６（双方の合計で１．０）と想定される。このような温度差係数Ｒをそれぞれの測定点３及び測定位置において算出する。
【００８４】
次に、ステップ＃９で、以上で求められた温度差係数Ｒを基に、予熱段階及びリフロー段階におけるそれぞれの表裏間の加熱源７ａ、７ｂの適切な温度差Ｄｐ、Ｄｒを求めるシミュレーションを行う。ここで、予熱段階の最大の温度差Ｄｐは１０℃、リフロー段階の最大の温度差Ｄｒは２０℃とし、各１０℃区切りの段差でのシミュレーションを行う場合を説明する。この際の温度差Ｄｐ、Ｄｒの組み合わせは以下の６通りとなる。
ａ．予熱段階の温度差Ｄｐ＝０    ；  リフロー段階の温度差Ｄｒ＝０
ｂ．予熱段階の温度差Ｄｐ＝０    ；  リフロー段階の温度差Ｄｒ＝１０℃
ｃ．予熱段階の温度差Ｄｐ＝０    ；  リフロー段階の温度差Ｄｒ＝２０℃
ｄ．予熱段階の温度差Ｄｐ＝１０℃；  リフロー段階の温度差Ｄｒ＝０
ｅ．予熱段階の温度差Ｄｐ＝１０℃；  リフロー段階の温度差Ｄｒ＝１０℃
ｆ．予熱段階の温度差Ｄｐ＝１０℃；  リフロー段階の温度差Ｄｒ＝２０℃
【００８５】
以上の各組み合わせにおける局部加熱温度Ｔｘを求めると、それぞれ以下の結果となる。なお、ここでは基準温度として表側の加熱温度Ｔａを用いるものとし、具体的には予熱段階をＴａ＝１９０℃、リフロー段階をＴａ＝２４０℃とする。繰り返しになるが、裏側の加熱温度Ｔｂの方を基準温度として用いることも同様に可能である。
＜予熱段階：Ｔｘ＝Ｔａ＋Ｄｐ×Ｒａ＞
ａ．Ｔｘ＝１９０＋０×０．４＝１９０℃
ｂ．Ｔｘ＝１９０＋０×０．４＝１９０℃
ｃ．Ｔｘ＝１９０＋０×０．４＝１９０℃
ｄ．Ｔｘ＝１９０＋１０×０．４＝１９４℃
ｅ．Ｔｘ＝１９０＋１０×０．４＝１９４℃
ｆ．Ｔｘ＝１９０＋１０×０．４＝１９４℃
＜リフロー段階：Ｔａ＋Ｄｒ×Ｒａ＞
ａ．Ｔｘ＝２４０＋０×０．４＝２４０℃
ｂ．Ｔｘ＝２４０＋１０×０．４＝２４４℃
ｃ．Ｔｘ＝２４０＋２０×０．４＝２４８℃
ｄ．Ｔｘ＝２４０＋０×０．４＝２４０℃
ｅ．Ｔｘ＝２４０＋１０×０．４＝２４４℃
ｆ．Ｔｘ＝２４０＋２０×０．４＝２４８℃
【００８６】
加熱温度Ｔｘとしたときの測定点３の到達温度Ｔｓは、加熱基本式である式７の
Ｔｓ＝Ｔｘ−（Ｔｘ−Ｔｉｎｔ）ｅ−ｍｔ
にそれぞれのＴｘ、Ｔｉｎｔの値を代入することにより得られる。初期温度であるＴｉｎｔは、それぞれ直前の測定位置における到達温度により求められる。同様にして、全ての測定点、測定位置においてそれぞれの温度Ｔｓを求めることにより、ステップ＃９で各測定点３の温度プロファイルを作成することができる。
【００８７】
リフロー加熱の場合には、各測定点のピーク温度のばらつきが最小となる温度差の組み合わせが最適な加熱条件となるため、ステップ＃１０で、上述のａ〜ｆの局部加熱条件の内から各測定点のピーク温度間が最少の温度差となるものを選択することによって予熱段階、リフロー段階における各最適な表裏間の加熱温度差Ｄｐ、Ｄｒを特定することができる。ステップ＃９では、全ての測定点における温度プロファイルを得ることができるため、ΔＴｍａｘが最小となる条件以外にも、加熱目的に合わせて要求条件に最も適する温度差の組み合わせをシミュレーション結果から任意に選択することができる。
【００８８】
なお、上述の例では、予熱段階とリフロー段階の温度差係数Ｒａを仮に同じとしているが、異なる場合であれば、それぞれの温度差係数を用いることによって同様に計算可能である。また、上記の例では温度差の組み合わせを１０℃区切りの段差ごととしているが、これを５℃区切り、２℃区切りなど、任意の段差ごとで同様にシミュレーションを行なうことができる。区切りをより細かくすることによって、当然ながら計算処理は多くなるがより詳細な熱解析が可能となる。
【００８９】
図１０において、ステップ＃１０で温度ばらつきΔＴｍａｘを最小とする最適な温度差Ｄｐ、Ｄｒが求められれば、以下は、図８に示すフローチャートのステップ＃７以下に示すフローを進めることによって、必要な加熱条件を求めるシミュレーションを行うことができる。すなわち、上述した図１０に示すフローによって測定点３の温度ばらつきを最小とする表裏間での加熱温度差Ｄをシミュレーションによって見出し、以下は先の実施の形態と同様にして要求条件を満足する最適な加熱条件を見出すことができる。
【００９０】
また、これまでの説明では、予熱段階の表裏間の加熱温度差が１０℃、リフロー段階の温度差が２０℃で、これを各々１０℃区切りの段差で組み合わせるという比較的シンプルなシミュレーション条件としているが、例えばリフロー段階の２つの加熱区域VI、VIIを個別に１０℃区切りの段差で最大各２０℃まで変動させ、これと予熱段階の１０℃の加熱温度差を含む３つの加熱条件の組み合わせとしたシミュレーションにするなど、より複雑なシミュレーションを行うことも可能である。
【００９１】
また、裏側の加熱温度Ｔｂが表側の加熱温度Ｔａよりも高温である例のみをこれまで示しているが、加熱目的に応じ表側の加熱温度Ｔａをより高温にする場合もあり得、この場合においても上述したロジックは同様に適用することが可能である。
【００９２】
次に、本発明にかかる第３の実施の形態について説明する。本実施の形態では、上述の第１及び第２の実施の形態で説明した熱解析をコンピュータで実施するためのプログラム、及び当該プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体に関する。
【００９３】
このプログラム及び記憶媒体には、基本的に先の２つの実施の形態で示した熱解析方法を実施するための手順が含まれる。すなわち、当該プログラムの第１の態様は、
表裏に加熱温度差を設けない一定の加熱条件、加熱時間の下に被加熱物サンプルを加熱してその複数の測定点の各温度を測定し、前記複数の測定点間の温度ばらつきの大きさを予め定められた閾値と比較する手順と、
前記温度ばらつきが予め定められた閾値よりも小さい場合には、この時の加熱条件、及び測定結果から、式８に示す加熱特性値であるｍ値を求める手順、もしくは同様にして求められたｍ値を獲得する手順と、
前記温度ばらつきが予め定められた閾値よりも大きい場合には、被加熱物を加熱する表裏の加熱温度に予め定められた温度差を設けて再度加熱し、前記複数の測定点間の温度ばらつきの大きさが予め定められた閾値内に納まることを確認する手順と、
前記確認の後、この時の加熱条件、及び測定結果から、式８に示す加熱特性値であるｍ値を求める手順、もしくは同様にして求められたｍ値を獲得する手順と、
回路基板などの被加熱物及び加熱装置のシミュレーション加熱条件を、表裏間の加熱温度差（０を含む）を維持したままで設定する手順と、
前記設定された各加熱条件と前記求められた各ｍ値とから、回路基板の各測定点ごとの温度を算出して温度プロファイルをシミュレートする手順と、
前記シミュレーション結果と前記要求条件とを比較して前記シミュレーション条件が要求条件をクリアできる加熱条件であるかを確認する手順と、
前記要求条件がクリアできない場合には、前記確認結果に基く次の適切な加熱条件を、前記表裏間の加熱温度差（０を含む）を維持したまま設定して再度シミュレーションを繰り返す手順と、
前記要求条件がクリアできた場合には、当該結果を加熱条件として確定する手順と、
前記表裏の加熱温度に予め定められた温度差を設けて加熱しても、複数の測定点間の温度ばらつきの大きさが前記予め定められた閾値内に納まらない場合、または、オプションとして前記シミュレーションの繰り返しが一定回数を越えた場合、適切な加熱条件の設定は不能であることを出力する手順と、
をコンピュータが実施するよう構成されている。
【００９４】
上述の手順は、先の第１の実施の形態で説明したものと基本的に同様である。ここで、表裏の加熱温度に設けられる予め定められた温度差は、例えば鉛フリー半田のリフロー加熱の場合には、予熱段階で約１０℃、リフロー段階で約２０℃、それぞれ下側加熱温度を上側加熱温度よりも高くする。また、前記複数の測定点間の温度ばらつきの大きさと比較される前記閾値は、例えば鉛フリー半田のリフロー加熱の場合、予熱段階で約５℃、リフロー段階で約８℃とすることができる。
【００９５】
このプログラム中には、適切なシミュレーション用加熱条件の選択と設定をコンピュータ自身が行うアルゴリズムを含めることができる。以下、そのアルゴリズムにつき詳述する。なお、以下の手順では、第１の加熱段階（以下、予熱段階とする。）、第２の加熱段階（以下、リフロー段階とする。）を含むリフロー加熱を例として説明しているが、これ以外の熱解析においても同様のアルゴリズムを適用することが可能である。
【００９６】
また、参考として、この際の被加熱物の要求条件は、下記の第１の実施の形態で示した条件と同一であるものとし、以下、必要に応じて説明の中にカッコ内に参考表示する。
ａ．加熱保持温度及び同時間（Ｔ２、ｔ２）：２２０℃、２０秒以上。
ｂ．必要到達温度（Ｔｒｅｑ）            ：２３０℃
ｃ．耐熱限界温度（Ｔｍａｘ）            ：２４０℃
ｄ．耐熱上限温度及び同時間（Ｔ１、ｔ１）：２００℃、４０秒以下。
ｅ．予熱温度及び同時間（Ｔ０、ｔ０）    ：１６０℃〜１９０℃、６０秒〜１２０秒。
【００９７】
なお、他の要求条件であるｆ．リフロー温度ばらつき（ΔＴｍａｘ）とｇ．予熱温度ばらつき（ΔＴ０）とは、以下の説明においては便宜上要求条件から除いている。先の実施の形態で説明したように、まず表裏の加熱源の間に温度差がない状態でサンプル加熱を行い、温度ばらつきΔＴｍａｘ、ΔＴ０が許容範囲にあるかがチェックされる。いずれかが許容範囲にない場合には表裏の加熱源間に温度差が設けられ、この加熱条件に基いて再度サンプル加熱を行なうことによってｍ値が算出される。上述したｍ値の取得は、このようにして算出された後のｍ値を取得することを意味している。
【００９８】
図８に示すフローチャートのステップ＃３において、サンプル基板を加熱してその温度測定結果からステップ＃６でｍ値を算出の後、ステップ＃７でシミュレーション用の加熱条件の設定を行い、以下シミュレーションを行うことによってこの加熱条件が被加熱物を加熱する際の要求条件をクリアしているかを確認するものとしている。このフローにおいて、コンピュータ自身がシミュレーション用の適切な加熱条件を見出すためのアルゴリズムを含むプログラムの手順を図１１に示している。
【００９９】
図１１において、まずステップ＃２１で加熱特性値（ｍ値）を獲得する。これは図８に示すステップ＃１〜ステップ＃６で得られるもので、複数の測定点と複数の測定位置に対して求められているものとする。表裏間の加熱源に温度差がある場合には、その温度差を設けた状態で得られたｍ値を取得する。次に、サンプル加熱時の測定結果又はシミュレーションによる算出結果から、ステップ＃２２で第１の加熱段階である予熱段階で最も高い測定温度となった測定点（図４に示す例に基いてこれを３ｃとする）を抽出する。これは、ステップ＃２３において予熱段階における加熱で温度条件の許容される上限を超えてオーバシュートすることがないかをまず最も高い測定点３ｃで確認するものである（確認手順Ａ）。ここでオーバシュートしておれば、予熱段階での加熱温度が前記予熱の許容される上限温度（１９０℃）を越えていることを意味している。この場合には、ステップ＃２４において予め定められた基準で加熱温度を下げる加熱条件の補正を加え、ステップ＃２５で改めてシミュレーションを行い、再度ステップ＃２２へ戻ってこれまでの手順を繰り返す。なお、表裏間の加熱源に予め温度差が設けられている場合には、加熱温度を下げる際に当該温度差がそのまま維持される。これは、以下に示す加熱温度の上昇・下降を行なう全ての操作においても同様である。また、以下、特記なき場合、加熱温度とは、基準となる表側の加熱温度（図１の上側の加熱源７ａによる加熱温度）Ｔａをいう。
【０１００】
予熱段階での加熱温度を下げる際の前記予め定められた基準の１つは、加熱温度を予熱段階の許容される上限温度（１９０℃）まで引き下げることである。その他の基準としては、測定結果又は算出結果による温度と前記許容される上限温度（１９０℃）との温度差を算出し、この温度差に一定の比率（１を含む）を乗じた温度分だけこれまでの加熱温度を引き下げることである。このような基準を予め定めておくことで、ステップ＃２４ではコンピュータ自身が加熱温度の補正を加えることができる。
【０１０１】
なお、図示していないが、ステップ＃２２で抽出された最も高い測定温度となった測定点が予熱段階における加熱で許容される下限温度（１６０℃）まで達してない場合には、逆にステップ＃２４において予め定められた基準で加熱温度を上げる加熱条件の補正を加える必要があり、その後、ステップ＃２５で改めてシミュレーションを行い、再度ステップ＃２２へ戻ってこれまでの手順を繰り返す。一般に被加熱物の温度は加熱温度と同一、もしくはこれよりも低くなるため、許容下限温度以下の加熱温度条件を予め設定することは一般には考え難い。したがって、これは万一の救済手段である。加熱温度を上げる際の前記予め定められた基準は、上述した加熱温度を引き下げる場合の基準に準ずるものとすることができる。
【０１０２】
ステップ＃２３で測定点３ｃが予熱上限温度を越えていなければ、次にステップ＃２６で、予熱時間ｔ０（６０秒以上）に達しているが確認される（確認手順Ｂ）。これがクリアされていない場合には、加熱装置に搬入された被加熱物が早めに予熱温度（１９０℃）まで昇温できるよう、ステップ＃２７で予め定められた基準で加熱温度を上げる補正、もしくは予め定められた基準で加熱時間を長くする（搬送速度を遅くする）補正を行う。
【０１０３】
図１２は、ステップ＃２７における加熱温度を上げるための予め定められた基準の１例を示している。図は被加熱物の温度プロファイルを示しており、縦軸は温度、横軸は時間（右から左）を示す。時間は加熱区域Ｉ〜VIIの経過で示している。加熱装置に温度Ｔｒで搬入された被加熱物は、加熱区域ＩからＶの第１の加熱（予熱）段階で順次昇温され、図示の例では加熱区域IIIの途中で予熱温度Ｔ０（１６０〜１９０℃）に達し、その後時間ｔだけこの予熱温度で保持される。この保持時間ｔが要求条件ｔ０（６０秒）を満たしていない（ｔ＜ｔ０）場合、前記の基準として、この予熱温度Ｔ０に到達した加熱区域（図示の例ではIII）よりも前の加熱区域（同、Ｉ、II）の加熱温度を例えば１℃上昇させる加熱条件の補正を行うものとする。この加熱温度の補正に基いて再度シミュレーションを行い、その結果にて未だ保持時間ｔがｔ０を満たしていない場合には、同様な操作で再度１℃上昇させ、これをｔ０がクリアできるまで繰り返す。なお、この上昇させる温度幅１℃は任意であり、これより大きくしても小さくしてもよい。
【０１０４】
ステップ＃２７における加熱時間を長くするための予め定められた基準の例としては、同じく図１２において、要求時間ｔ０に対する算出された時間ｔの比率（ｔ／ｔ０、＜１）をこれまでの搬送速度に乗ずる、あるいは、この比率でこれまでの加熱時間を除するなどの基準とすることができる。加熱温度、加熱時間のどちらで加熱条件の補正を行うか、もしくはこの双方で補正を行うかは任意に選択することができる。
【０１０５】
なお、図１１、１２には示していないが、予熱温度の保持時間が逆に要求条件ｔ０をオーバしている場合（＞１２０秒）には、上述とは逆に、加熱温度Ｔ０（１９０℃）に達した加熱区域よりも前にある各加熱区域の加熱温度を予め定められた基準で下げる補正を加えること、もしくは予熱段階の加熱時間を予め定められた基準で短くする補正を加えることにより、同様に対応することができる。この際の加熱温度を下げる、もしくは加熱時間を短くするための予め定められた補正の基準は、上述した加熱温度を上げる、もしくは加熱時間を長くする際の基準に準じたものとすることができる。予熱段階の時間条件は緩やかであり、通常このような方向の補正を行う必要はなく、したがってこれは万一の場合の救済対策である。
【０１０６】
ステップ＃２６で、最高温度測定点３ｃが予熱段階の要求条件をクリアできれば、次にステップ＃２８でその他の測定点が要求条件である予熱温度及び同時間を全てクリアできているかが確認される（確認手順Ｃ）。最高温度測定点３ｃが同条件をクリアしているため、クリアできていない測定点があればそれは加熱不足であることを意味している。この場合にはステップ＃２９で予め定められた基準で加熱時間を長くする（搬送速度を遅くする）、又は加熱温度を高くする補正を加え、ステップ＃２５に戻って補正後の新たな条件によりこれまでの手順を繰り返す。ステップ＃２９における補正の際の予め定められた基準としては、例えば時間未達である測定点の要求時間ｔ０（６０秒）に対する算出された時間ｔの比率（ｔ／ｔ０、＜１）の内、最も１に近い値をこれまでの搬送速度に乗ずる、あるいは、この最も１に近い値でこれまでの加熱時間を除するなどの基準を予め定めておく。あるいは加熱温度を高くする場合には、前記要求下限温度（１６０℃）を満足しない測定結果又は算出結果の温度と当該許容下限温度との温度差を算出し、このうちの最も大きい温度差に一定の比率（１を含む）を乗じて得られる温度分だけこれまでの加熱温度を引き上げるなどの基準を予め定めておく。表裏間に温度差がある場合、当該温度差がそのまま維持されることは上述した通りである。
【０１０７】
第１の加熱段階である予熱段階の要求条件が満たされたことが確認された後、次に、より厳格な温度管理が要求される第２の加熱段階のリフロー工程に至る。ステップ＃２８までの予熱段階における加熱条件が定まり、その結果に基いて行ったリフロー段階におけるシミュレーション結果が、図５（ｃ）に示すようになったと仮定する。簡略化のため、ここでは測定点は３ａ〜３ｃの３点のみとしている。次のステップ＃３０では、リフロー段階における測定結果又はシミュレーションの結果の中から、最低温度を示す測定点を抽出する。半田接合を目的とするリフロー工程では、半田が完全な液相となる必要到達温度（２３０℃）まで加熱することが必要であり、最低温度の測定点であってもこの要求条件をクリアすべきことから、この最低温度を示す測定点にまず注目するものである。図５（ｃ）に示す例では測定点３ｂ（ピーク（最高）温度：２２８．１℃）がこれに相当し（以下、これを「第１の基準測定点３ｂ」という。）、ここではこの第１の基準測定点３ｂが要求条件の１つである必要到達温度Ｔｒｅｑ（２３０℃）を満たしていないことを示している。
【０１０８】
このように第１の基準測定点３ｂが必要到達温度条件をクリアしていない場合、温度を上昇させる方向の対応が必要となる。しかし、これに伴なって一番高い温度を示すプロファイル（図５（ｃ）に示す例では測定点３ｃ）の温度も上昇することを意味し、これが耐熱限界温度Ｔｍａｘ（２４０℃）を越えないようにもしておかなければならない。このため、温度上昇の補正に際して、リフロー段階におけるシミュレーション結果の一番高い温度にある測定点（以下、これを「第２の基準測定点３ｃ」という。）を次に注目する。第１と第２の基準測定点以外の測定点（同図の例では、測定点３ａ）のプロファイルは、以降に述べる加熱温度条件の補正操作を行う際にも、この最高温度結果と最低温度結果とを示した両基準測定点３ｂと３ｃとの間に挟まれているものと想定しておく。
【０１０９】
図１１のステップ＃３１において、まず最低温度となった第１の基準測定点３ｂが、第２の加熱段階であるリフロー段階の要求条件を満たすような加熱条件の少なくとも１つをシミュレーションにより検索する。その検索方法の１例として、要求条件の内、耐熱限界温度Ｔｍａｘ（２４０℃）と必要到達温度Ｔｒｅｑ（２３０℃）を使った以下のアルゴリズムを用いることができる。図１３（ａ）はその概要を示しており、図の縦軸は温度、横軸は時間を表す。ここでは図１に示すようなリフロー段階で２つの加熱区域VI、VIIを備えた加熱装置を用いる場合を示おり、時間の経緯と共に被加熱物はこの両加熱区域を図の右から左へＶ、VI、VIIの順に搬送される。
【０１１０】
図１３（ａ）において、予熱段階の加熱区域Ｉ〜Ｖで予熱温度Ｔ０まで加熱された第１の基準測定点３ｂが、先行するリフロー加熱区域VIに入り、加熱区域VI、VIIを通過する間に加熱される際の狙いの温度範囲を斜線の領域Ｘで示している。この領域Ｘは、温度Ｔ０で加熱区域VIの開始点Ｈに搬入された測定点３ｂが、加熱区域VIの終了までの間に耐熱限界温度Ｔｍａｘまで加熱される温度勾配線に沿って点Ｅに至り、その後加熱区域VIIで点Ｇに至るまでＴｍａｘに維持される上限と、同じく予熱温度Ｔ０で加熱区域VIの開始点Ｈに入った測定点３ｂが加熱区域VIIの終了までの間に必要到達温度Ｔｒｅｑまで加熱される温度勾配線に沿って点Ｆに至る下限とに囲まれた領域となっている。
【０１１１】
温度プロファイルがこの領域Ｘ内に含まれていれば、第１の基準測定点３ｂは、少なくとも耐熱限界温度Ｔｍａｘを越えることはなく、かつ必要到達温度Ｔｒｅｑまで加熱されており、この両要求条件をクリアしていることとなる。なお、図示の例では点Ｈと点Ｅ、及び点Ｈと点Ｆとを直線で結んだ温度勾配線としているが、この線はいずれも上に凸、もしくは下に凸となった曲線であっても、あるいはその他の曲線／直線の組み合せであっても、点Ｅ、点Ｆに至るまでの間にＴｍａｘを越えることがないものであればよい。
【０１１２】
第１の基準測定点３ｂがこのような領域Ｘに収まるよう、ｍ値を用いたシミュレーションにより加熱区域VI、VIIの加熱条件を求める。具体的には、両加熱区域VI、VIIでは予熱温度（１９０℃）から設備許容温度（例えば、３００℃）までの間で加熱温度を変動することが可能であり、この温度範囲において例えば２℃ステップごとに各加熱区域VI、VIIの加熱温度を変動させたときのすべての組み合わせにおける測定点３ｂの温度プロファイルを、ｍ値を使用したシミュレーションによって求める。そして、そのシミュレーション結果の中から領域Ｘに入る加熱条件の組み合せのみを検索することにより行われる。前記２℃のステップは任意であり、より細かく区分したステップとしても、より粗く区分したステップとしてもよい。
【０１１３】
表裏の加熱温度間に例えば２０℃の温度差を設けている場合、上述した加熱温度の変動は表側加熱源の加熱温度は１７０℃から２８０℃まで例えば２℃ステップごと、裏側加熱源の加熱温度はこれに対応してそれぞれ１９０℃から３００℃まで２℃ステップごとの変動とする。この際の被加熱物の到達温度Ｔｓは、まず第２の実施の形態で説明した温度差係数Ｒを用いて局部加熱温度Ｔｘを求め、次に、この局部加熱温度Ｔｘを式７に示す加熱基本式のＴａに代入することによって算出することができる。
【０１１４】
なお、加熱装置によってはこの第２加熱段階では１つの加熱区域VIのみであったり、３つ以上の加熱区域VI、VII、VIII、…を備えている場合もあり得る。図１３（ｂ）、（ｃ）はこのような場合の領域Ｘの設定例を示している。加熱区域が１つの場合には、図１３（ｂ）に示す領域Ｘ内に入る加熱条件の検索を、当該加熱区域の加熱可能温度範囲で例えば２℃ステップでシミュレーションを行う。加熱区域が３つ（もしくは３つ以上）の場合には、例えば図１３（ｃ）に示すように先行する加熱区域VIの終了点で耐熱限界温度Ｔｍａｘに達する上限と、最終加熱区域VIIIの終了点で必要到達温度Ｔｒｅｑに達する下限で囲まれる領域Ｘを設定しておき、各加熱区域の加熱可能温度範囲の全ての組み合せでシミュレーションを行う。但し、図１３（ａ）〜（ｃ）に示す領域Ｘの設定は１例を示したもので、勿論これ以外の領域設定も可能である。また、図の点Ｈと点Ｅ、点Ｈと点Ｆをそれぞれ結ぶ線が直線でなくてもよいことは上述と同様である。
【０１１５】
図１４は、このようにして検索された加熱温度の組み合せに対する第１の基準測定点３ｂの各温度プロファイルのシミュレーション結果を示している。図ではリフロー段階の部分のみの温度プロファイルを表している。図において、第１の基準測定点３ｂに対する全ての加熱温度の組み合せの中から領域Ｘを満たしている６本の加熱条件が見出された場合を示している。各プロファイルは、いずれもその最高温度がＴｍａｘ以下、Ｔｒｅｑ以上となる要求条件を既に満たしており、また、加熱区域VI、VIIにおける加熱温度、表裏の加熱温度差、加熱時間が各プロファイルごとに一義的に対応して決まっている。
【０１１６】
図１１に戻って、次にステップ＃３２で、これらの見出された第１の基準測定点３ｂのプロファイルが、その他のリフロー段階の要求条件の１つである加熱保持温度及び同時間Ｔ２、ｔ２（２２０℃、２０秒以上）をクリアしているかがまず確認される（確認手順Ｄ）。この条件をクリアするものがなければ、それは加熱不足であることを意味し、その場合はステップ＃３３で予め定められた基準にしたがって加熱時間を長くする（搬送速度を遅くする）加熱条件の補正を加え、ステップ＃２５に戻ってこれまでの手順を繰り返す。
【０１１７】
ステップ＃３３における前記加熱時間を長くする補正を行う際の予め定められた基準の１例としては、加熱保持温度及び同時間の時間要件ｔ２（２０秒）に対するこれに対応した測定結果又は算出結果の時間の比率（ｔ／ｔ２、＜１）をこれまでの搬送速度に乗ずる、もしくはこの比率でこれまでの加熱時間を除するなどの基準を予め定めておくことにより対応する。
【０１１８】
ステップ＃３２で第１の基準測定点３ｂのプロファイルが前記条件をクリアしているものがあれば、次にステップ＃３４で、リフロー段階の他の要求条件である耐熱上限温度及び同時間の時間条件ｔ１（４０秒以下）をクリアしているかが確認される（確認手順Ｅ）。この条件をクリアしているものがなければ、それは加熱オーバであることを意味しており、この場合にはステップ＃３５で予め定められた基準で加熱時間を短くする（搬送速度を早くする）加熱条件の補正を加え、ステップ＃２５に戻ってこれまでの手順を繰り返す。この場合の予め定められた基準としては、例えば前記耐熱上限温度及び同時間の時間要件ｔ１に対するクリアしていない加熱条件におけるこれに対応した時間の比率（ｔ／ｔ１、＞１）の内、最も１に近い値を元の搬送速度に乗ずること、あるいは前記最も１に近い値で元の加熱時間を除することなどを予め決めておく。
【０１１９】
ステップ＃３４で第１の基準測定点３ｂのプロファイルが前記条件をクリアしているものがあれば、そのクリアしたものの中から加熱保持温度及び同時間の時間条件ｔ２（２０秒以上）を最も短い時間でクリアした第１基準測定点３ｂのプロファイルＡ（図１４参照）を抽出する。第１の基準測定点３ｂはサンプル加熱時に最低温度であり、しかもこの抽出されたプロファイルＡに対応する加熱条件は基準測定点３ｂの全ての要求条件をクリアしているものである。これ以外の測定点３ａ、３ｃは、いずれも当該プロファイルＡよりも高温側（上側、すなわち耐熱上限温度及び同時間が長くなる側）にあるものと想定されている。したがって、測定点３ｂに対しては最も低温側の（すなわち、最も短い時間でクリアする）プロファイルＡを抽出して、ステップ＃３６でこのプロファイルＡに対応する加熱区域VI、VIIの加熱条件をリフロー加熱条件として仮設定する。
【０１２０】
次に、ステップ＃３７において、前記仮設定された加熱条件によってその他全ての測定点を加熱したときの温度プロファイルを前記各ｍ値を利用してシミュレーションを行う。ステップ＃３８でこのシミュレーション結果に基き、これら他の測定点についてもリフロー段階の各要求条件をクリアしているかが確認される（確認手順Ｆ）。この場合において、上述したサンプル加熱で最高温度を示した第２の基準測定点３ｃが耐熱限界温度Ｔｍａｘなど他の要求条件を全てクリアしているかの確認をまず行う。第２の基準測定点３ｃがこれをクリアしていなければ、他の測定点の確認を行うまでもなく当該温度条件は適用できないことが判断できるからである。
【０１２１】
前記第２の基準測定点３ｃが前記の条件を満たしていることがシミュレーションで確認されれば、その他の測定点は第１と第２の両基準測定点３ｂ、３ｃの温度プロファイルの間に位置すると想定され、これらもリフロー段階の要求条件をクリアするものと想定され得る。但し、これらその他の測定点に関しても、必要に応じて同様にシミュレーションを行い、要求条件を満たしていることを確認しておくことが好ましい。
【０１２２】
このように、全ての測定点に関して全ての要求条件がクリアされているかがチェックされ、このクリアが確認できればステップ＃３９で加熱条件が確定される。逆に、ステップ＃３８で他の測定点に対するシミュレーションの結果、要求条件をクリア出来ない測定点が１つでも見つかった場合、再度加熱条件の補正が必要となる。この際、サンプル測定における最低温度の第１の基準測定点３ｂが要求条件をクリアしていることから、クリアできていない測定点は加熱オーバであることを意味している。したがってステップ＃３５で被加熱物の加熱時間を予め定められた基準で短くする（搬送速度を早くする）補正を加え、ステップ＃２５に戻って新たな条件設定により再度これまでの手順を繰り返す。
【０１２３】
ステップ＃３５における加熱時間を短くする補正を行う際には、加熱保持温度及び同時間ｔ２（２０秒）に対するクリアしなかった測定点のこれに対応したシミュレーション結果の時間の比率（ｔ／ｔ２、＞１）、耐熱上限温度及び同時間ｔ１（４０秒）に対するクリアしなかった測定点のこれに対応したシミュレーション結果の時間との比率（ｔ／ｔ１、＞１）のいずれか一方、もしくこの双方の比率の内の最も１に近い比率をこれまでの搬送速度に乗ずる、もしくはこの最も１に近い比率でこれまでの加熱時間を除するなどの基準を予め定めておくことにより対応する。
【０１２４】
以上の手順の結果、ステップ＃３８の要求条件のクリアが確認できれば、ステップ＃３９で最終的な加熱条件を確定することができる。この確定された加熱条件で被加熱物を加熱した場合、全ての測定点において第１および第２の両加熱段階の要求条件をクリアできることが、少なくともシミュレーションにおいて確認されたこととなる。図１１のフローには記されていないが、この後に同一の加熱条件で実際に被加熱物サンプルを検証加熱して各測定点の測定をし、前記の加熱条件が適切であることを検証するようにしてもよい。
【０１２５】
なお、図１１の各確認手順にそれぞれ加えられているステップ＃５０では、要求条件に適合できずに加熱条件が補正されてシミュレーションが繰り返される場合、同一のループでのシミュレーションの繰り返し回数ｎをカウントする。このｎが予め定められた回数を越えた場合にはステップ＃５１で加熱条件設定不能であることを出力する。これはオプションの手順であり、与えられた要求条件を満たす加熱条件が見出せないことを短時間に結論付けることを可能にしている。従来技術による被加熱物サンプルを加熱して検証する手順においてはこのような判断を短時間に出すのは困難であった。ステップ＃５１の出力の際には、要求温度に対してどの要求条件が満足されていないかを含めた演算結果を出力することがその後の対応策を分析する上で好ましい。
【０１２６】
但し、状況によっては加熱条件設定不能との結論を出さず、要求条件を満たさないまでも、近似する加熱条件をあくまでも見出したい場合があり得る。このような場合の対応策となるアルゴリズムを以下のように設定することができる。図１５（ａ）〜（ｃ）は、図１１に示す手順に従ってシミュレーションを重ねる過程で得られた加熱保持温度（Ｔ２）及び時間における時間（ｔ２）と、耐熱上限温度（Ｔ１）及び時間における時間（ｔ１）とに対応する各測定点３ａ〜３ｂの算出結果を示している。図１５（ａ）に示す段階では、丸印で示す第２の基準測定点３ｃがｔ１（４０秒以下）の要求条件を満たしておらず、図１１のステップ＃３８がクリアされていない。このため、ステップ＃３５に進んで加熱時間を短くする加熱条件補正の後、再度シミュレーションが繰り返される。
【０１２７】
図１５（ｂ）は、この再度のシミュレーションによって得られた同様内容の結果を示している。この結果を見ると、加熱時間が短く補正されたため先の第２の基準測定点３ｃはｔ１をクリア（４０秒）したものの、今度は第１の基準測定点３ｂがｔ２（２０秒以上）の条件を満たさなくなっている。図１１のステップに従えば、これはステップ＃３２がクリアされないこととなり、今度はステップ＃３３に進んで加熱時間を長くする条件補正が加えられて、再度シミュレーションが繰り返されることとなる。しかしながらこの手順によれば、加熱時間が長くなることによって次に第２の基準測定点３ｃが再びｔ１の要求条件（４０秒以下）をクリアできなくなることは明白であり、以下閉ループで同じ手順を繰り返すこととなる。
【０１２８】
このような場合の近似解の設定手順を図１６に示す。図１６は便宜的に図１１の第２加熱（リフロー）段階のみを示しているが、図１１と同様に第１加熱（予熱）段階を加えるものとしても良い。図１６に示す手順では、図１１の手順に対してステップ＃５２〜＃５４が追加されている。図１６において、図１５（ｂ）の結果に至った場合、上述のようにステップ＃３２がクリアされないためにステップ＃５２に進み、第２の基準測定点３ｃが耐熱上限温度及び同時間の時間ｔ１（４０秒以内）の限界にあるかがチェックされる。ここでいう限界とは、ｔ１の時間要件である４０秒ギリギリであるか、あるいは既に４０秒をオーバしていることをいう。第２の基準測定点３ｃが耐熱上限温度及び同時間の時間条件ｔ１の限界にあれば、ステップ＃３３に進んで加熱時間を長くする補正をしたところで、第２の基準測定点３ｃがこのｔ１の条件をクリアできなくなることは明らかである。なお、ここで、事前に一旦ステップ＃３８まで進んで第２の基準測定点３ｃが耐熱上限温度及び同時間の時間条件（ｔ１）をクリアできず、ステップ＃３５で加熱時間を短くする補正を加えた後に再度ステップ＃２５以降を繰り返した際にこのステップ＃３２がクリアできなかった場合には、既に第２の基準測定点３ｃはステップ＃５２でいう限界にあるといえる。
【０１２９】
この場合にはステップ＃５３に進み、第１の基準測定点３ｂ以外はその他の要求条件をクリアしているかがチェックされる。これは先の手順のステップ＃３８に相当する。但し、最も高い測定温度の第２の基準測定点３ｃが限界にあることから、その他の測定点はこの第１と第２の基準測定点３ｂ、３ｃの間にあることが想定されており、したがって図の破線で示すように、このステップ＃５３はスキップすることとしてもよい。
【０１３０】
ステップ＃５３がクリアされておれば、第１の基準測定点３ｂがｔ２の条件をクリアできるようステップ＃５４に進んで加熱時間を予め定められた基準で長くする補正を加え、この補正後の加熱条件をもってステップ＃３９で加熱条件設定の最終解を確定するものとする。図１５（ｃ）は、この確定された加熱条件によるシミュレーション結果を示している。加熱時間を長くしたことによって第１の基準測定点３ｂはｔ２（２０秒以上）をクリアしている。しかしながら、今度は第２の基準測定点３ｃがｔ１（４０秒以内）をクリアしていない状態となる。特にリフロー加熱の場合においては、半田を確実に溶融させることが主目的であるため、全ての測定点がｔ２をクリアすることを最優先した結果である。目的が異なる場合には、例えばｔ１を優先させる他のアルゴリズムとすることができる。ステップ＃５４における加熱時間を長くする前記予め定められた補正の基準として、例えばｔ２の要求時間と測定点３ｂの算出時間の比率（ｔ／ｔ２、＜１、図１５（ｂ）に示す例では、１８／２０）をこれまでの搬送速度に乗ずる、あるいはこの比率でこれまでの加熱時間を除するなどを予め定めておく。
【０１３１】
ステップ＃５３で他の測定点が要求条件をクリアしていない場合、ステップ＃５１で初めて加熱条件設定不能と判断する。但し、これは判断の問題であり、どんな形にせよ近似解が必要な場合には、先の破線で示すように、ステップ＃５３のチェック手順を加えることなく、ステップ＃５４、＃３９と進んで最終解を求めるようにしても良い。
【０１３２】
図１１を参照したこれまでの説明では、加熱要求条件として第１の加熱段階と第２の加熱段階とにおける熱解析を含めたプログラムを対象しているが、これ以外の場合にも同プログラムの適用は可能である。例えば１つの加熱段階の要求条件のみが与えらる加熱においては、図１１に示す第１の加熱段階、あるいは第２の加熱段階のいずれか一方を実施して加熱条件を確定してもよい。また、３つ以上の加熱段階に対して異なる要求条件がそれぞれ与えられる加熱においては、この第１、第２の各加熱段階のいずれか一方もしくは双方の各ステップを選択的に繰り返し実施し、加熱条件を確定してもよい。
【０１３３】
また、図１１に示すフローでは第２の加熱段階で要求条件がクリアできず、ステップ＃３３又はステップ＃３５で加熱条件の変更を加えた場合、その後のプロセスはステップ＃２５まで戻って第１の加熱段階からのシミュレーションを繰り返すものとしている。これに対し、例えば第１の加熱段階と第２の加熱段階との間で、加熱時間（あるいは被加熱物の搬送速度）を含む加熱条件が独立して制御できる形式の加熱装置が利用されていれば、図１１の破線で示すように、第１の加熱段階のステップ＃２５までフローを戻すことなく、ステップ＃４１で第２の加熱段階での加熱条件のみを変更させたシミュレーションを行い、あとステップ＃３０以下の第２の加熱段階のフローのみを繰り返すようにすることが可能である。
【０１３４】
これまで述べた手順においては、加熱される被加熱物の要求条件、例えば耐熱限界温度Ｔｍａｘ、耐熱上限温度及び同時間Ｔ１、ｔ１などを被加熱物である回路基板全体に対して１つのみ設定するものとしている。これは、複数の電子部品が温度管理の対象であるとき、その電子部品の内の熱的に最も厳しい要求条件を回路基板がクリアすべき最低条件としておけば、その他の電子部品に対しては問題を生ずることはないとの前提による。これに対し、各測定点ごとに個別の要求条件を別途入力しておき、これを補助の判断基準として利用することができる。加熱条件が熱的に非常に厳しいときには、回路基板に設定された耐熱限界温度（例えば、２４０℃）を測定点（すなわち、電子部品）の１つにおいてこれをオーバする（例えば２４５℃）事態となった場合であっても、当該電子部品がこれを上回る耐熱許容温度（例えば、２５０℃）を備えていれば、当該加熱条件は許容できるものと判断することもできる。特に要求条件を満たす加熱条件が見出せない場合において、このような救済ロジックを設定しておくことは加熱条件設定上、有利となる。
【０１３５】
なお、上述の説明ではリフロー加熱を例にしており、ここでは被加熱物が加熱装置の搬送装置で搬送されるため、加熱時間の長い・短いと搬送速度の早い・遅いとを互換的に表現している。例えばバッチ処理装置などの搬送装置を持たない加熱装置においては、搬送速度は関係なく、したがってこの場合には当該加熱装置内で所定温度で保持される間の加熱時間が加熱条件の対象となる。
【０１３６】
次に、本実施の形態にかかる２番目の態様は、表裏間の適切な加熱温度差をシミュレーションによって見出すロジックを含むプログラムに関する。このプログラムは、
表裏に加熱温度差を設けない一定の加熱条件、加熱時間の下に被加熱物サンプルを加熱してその複数の測定点の各温度を測定し、この時の加熱条件、及び測定結果から、式８に示す加熱特性値であるｍ値を求める手順、もしくは同様にして求められたｍ値を獲得する手順と、
次に、第１の加熱段階と第２の加熱段階の各々の表裏間に予め個別に定められた温度差を設け、この温度差を含む加熱条件で前記被加熱物サンプルを再度加熱して複数の測定点の各温度を測定し、改められた加熱基本式（式１１）を用いて各測定点近傍の局部加熱温度を算出する手順と、
前記表裏の加熱源の内、いずれか一方の基準となる加熱源の加熱温度と前記算出された局部加熱温度との間で、当該基準となる加熱源の局部加熱温度に対する加熱影響度の指標である温度差係数を求める手順と、
第１の加熱段階（予熱段階）の温度差と第２の加熱段階（リフロー段階）の温度差とを、予め定められた一定の温度段差ごとに変化させた任意の組み合わせにかかるシミュレーション加熱条件を設定する手順と、
前記シミュレーション加熱条件と、前記温度差係数を基に算出される局部加熱温度から、加熱基本式（式７）を使用して各測定点の温度プロファイルを見出すシミュレーションを行う手順と、
前記シミュレーション結果から、加熱目的に最も適した表裏の加熱温度を見出す手順と、
をコンピュータが実施するよう構成されている。
【０１３７】
以上の内容は、先の第２の実施の形態で説明したものと基本的に同様であり、ここで、例えば鉛フリー半田のリフロー加熱の場合には、前記表裏間に設けられる予め定められた温度差は、予熱段階で約１０℃、リフロー段階で約２０℃とすることができる。また、局部加熱温度、温度差係数を求める計算式は、先の第２の実施の形態に示す式１１、１２、１３と同様である。また、シミュレーション加熱条件を設定するための温度差に対する予め定められた一定の温度段差は、約１０℃単位ごと、細かくても約５℃単位とすることで十分である。
【０１３８】
以上のロジックに基いてシミュレーションを行うことにより、例えば測定点間の温度ばらつき（ΔＴｍａｘ）を最小とするために最適な表裏間の温度差を見出すことができ、後はこの見出された表裏の加熱源の温度差を一定に維持したままで加熱温度を変化させることによって、図１１のステップ＃２２以降に示す手順を同様に実施することができる。
ここで上述した手順では、測定点間の温度ばらつきΔＴｍａｘを最小とする加熱温度差を求めるものとしているが、これはリフロー加熱の場合に適用されるものであって、加熱目的が異なる場合においては、シミュレーションによって得られた結果から他の所望する加熱温度差を選択することも可能である。例えば、シミュレーションの目的が予熱段階の温度ばらつきΔＴ０を最小にする加熱温度差を見出すこと、あるいは、極端には温度ばらつきΔＴｍａｘを最大にする加熱温度差を見出すことであっても、これらの要求条件に最も適する表裏間の加熱温度差を選ぶことができる。
【０１３９】
以上、本実施の形態にかかる各態様のプログラムを説明してきたが、冒頭に記載した記憶媒体とは、これまで述べた手順を実行するための上述した各プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体をいう。
【０１４０】
次に、本発明にかかる第４の実施の形態につき説明する。本実施の形態は、第１及び第２の実施の形態で述べた熱解析方法を実施する熱解析装置、及び第３の実施の形態で述べたプログラムもしくは記録媒体を利用して加熱装置の温度制御を行う加熱制御装置、及び当該加熱制御装置を使用した加熱装置に関する。図１は、本実施の形態に係る加熱装置の１例でもある。図において、加熱装置１０は複数の過熱区域Ｉ〜VIIを含んでおり、各加熱区域には表裏の加熱温度が個別に制御可能な加熱源７ａ、７ｂが含まれている。被加熱物１は搬送装置８によって加熱装置１０に搬入され、前記各加熱区域Ｉ〜VIIを通過する間に、所定の要求条件に適合する温度プロファイルに沿って加熱される。
【０１４１】
加熱装置１０には、加熱制御装置２０が接続され、もしくは一体に形成され、この加熱制御装置２０は各加熱区域Ｉ〜VIIごとの加熱温度、及び被加熱物の搬送速度の制御が可能である。加熱制御装置２０は、サンプル基板１の加熱よって得られた測定温度を基に、先の実施の形態で説明した加熱特性値であるｍ値の算出が可能である。また、この算出されたｍ値を基に、入力された要求条件に適合した加熱条件を算出し、その算出結果に応じて加熱装置１０の加熱条件を制御することができる。この際、加熱制御装置２０は、第３の実施の形態で例示したプログラムを記録した記録媒体３０を利用することができる。
【０１４２】
図１７は、このような構成にかかる加熱制御装置２０の概略ブロック図を示している。加熱制御装置２０は入力手段２８を含み、この入力手段には加熱温度２１、加熱時間２２を含む加熱条件、更には被加熱物の要求条件２７が入力され得る。これとは別に、加熱特性値（ｍ値）を算出する際にはサンプル基板１を加熱装置１０で加熱した際の測定温度結果２３が入力される。加熱制御装置２０はメモリ手段２４を含み、このメモリ手段２４には被加熱物の温度を算出する加熱基本式（式７）、加熱特性値であるｍ値の算出式（式８）などを予め記憶することができる。さらに演算手段２５は、これらの情報を基にしてｍ値を算出することができ、更に補正された加熱条件に対応する温度を、この算出されたｍ値を利用してシミュレートすることができる。また、演算手段２５は、表裏の加熱源の間に温度差が設けられている場合、この温度差を含む加熱温度２１、測定温度２３を基に、第２の実施の形態で説明した局部加熱温度、温度差係数の算出も可能である。
【０１４３】
加熱制御装置２０は更に記録媒体読み取り手段２９を設け、記録媒体３０に記録されたプログラムのアルゴリズムを利用して、前記シミュレーション結果に基いて要求条件に適合した加熱条件を見出し、これを出力手段２６から出力することによって加熱装置１０を制御することができる。この場合の記録媒体３０は、第２の実施の形態で述べたものを利用することができる。また、表裏の加熱源の間に温度差が設けられている場合、温度差を設けて加熱して得られたサンプル基板に関するデータに基づき、記録媒体３０に記録されたプログラムのロジックを利用してシミュレーションを行い、測定点の許容温度ばらつきを満たす最適な表裏間の加熱温度差を求めることができる。
【０１４４】
図１７は、上述のように出力手段２６によって加熱装置１０を制御する機能を備えたものであるが、このような制御目的の出力手段２６を備えず、入力手段２８からの入力と、メモリ手段２４に記録された情報とに基いて加熱特性値を算出し、また、この算出された加熱特性値を利用して入力された加熱条件に対応する被加熱物の温度をシミュレートする熱解析装置として利用することもできる。さらには、必要に応じて記録媒体読み取り手段２９を備え、第２の実施の形態で述べた記録媒体を読み取ることによって予め定められたアルゴリズムに応じた温度シミュレーションをも行う熱解析装置とすることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１４５】
本発明は、特に部品実装の技術分野において、半田リフロー加熱を行なう適切な加熱条件を短時間で効率的に見出す際に有用であり、またこの他にも要求される温度プロファイルを満たす加熱条件をシミュレーションによって求める際、あるいは与えられた加熱条件によって得られる被加熱物の温度プロファイルをシミュレーションによって求める際などの熱解析に有用である。リフロー加熱以外の例としてより具体的には、鋼材などの熱処理に用いられる熱処理装置、焼結合金の加熱などに用いられる焼結装置、セラミック材などの焼成に用いられる焼成装置、各種材料の溶解に用いられる溶解装置、あるいは廃材の焼却に用いられる焼却装置など、凡そ温度制御、管理が必要とされる各種加熱装置に対して被加熱物を所定の温度プロファイルに沿って加熱することが要求される産業分野において広く適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１４６】
【図１】本発明の実施の形態にかかる熱解析方法の適用が可能なリフロー装置と、当該リフロー装置で加熱される典型的な温度プロファイルを示す説明図である。
【図２】加熱装置と被加熱物との間の熱伝達の関係を示す説明図である。
【図３】被加熱物サンプルと、各測定点における温度測定の状況を示す斜視図である。
【図４】加熱装置の１加熱区域における加熱特性値（ｍ値）の測定位置を示す説明図である。
【図５】本発明の実施の形態にかかかる熱解析方法によるシミュレーションの実験結果１を示す表である。
【図６】本発明の実施の形態にかかかる熱解析方法によるシミュレーションの結果求められる他の温度プロファイルを示すグラフである。
【図７】本発明の実施の形態にかかかる熱解析方法によるシミュレーションの結果求められる温度プロファイルを示すグラフである。
【図８】本発明の実施の形態にかかる熱解析方法の手順を示すフローチャートである。
【図９】対流加熱における熱風速度と加熱特性値との関係を求めた実験結果である。
【図１０】本発明の他の実施の形態にかかる熱解析方法の手順を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の更に他の実施の形態に係るプログラムの実施手順を示すフローチャートである。
【図１２】図１１に示すプログラムの第１の加熱段階における加熱条件補正の基準例を示す説明図である。
【図１３】図１１に示すプログラムの第２の加熱段階における加熱条件を見出すアルゴリズムを示す説明図である。
【図１４】図１１に示すプログラムの第２の加熱段階における加熱条件を見出すアルゴリズムを示す他の説明図である。
【図１５】本発明に係る熱解析によって得られる算出結果の例を示す表である。
【図１６】図１１に示すプログラムの第２の加熱段階の代替手順を示すフローチャートである。
【図１７】本発明の更に他の実施の形態に係る加熱制御装置、熱解析装置の概略ブロック図である。
【符号の説明】
【０１４７】
１．被加熱物（回路基板）、  ３．部品（測定点）、  ４．温度測定装置（熱電対）、  ６．記録装置、  ７ａ、７ｂ．加熱源、  ８．搬送装置、  １０．加熱装置（リフロー装置）、  １１．冷却装置、  ２０．加熱制御装置、  ３０．記録媒体。
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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