(57)【要約】 【課題】  連続的に加熱される多数枚のプリント基板の全部の加熱状態の変化をリアルタイムに把握できるようにする。【解決手段】  実装部品が載せられたプリント基板Ｐが連続的に搬送される搬送手段１と、搬送手段１を囲み搬送されるプリント基板Ｐを加熱するリフロー炉２と、プリント基板Ｐの搬送方向の複数点に固定的に設置され搬送途中のプリント基板Ｐの温度を検出する温度検出手段３と、搬送されるプリント基板Ｐの温度を管理する制御手段４とを備えている。制御手段４は、搬送されるプリント基板Ｐの各点での適正な温度を記憶した記憶部４１１と、搬送されるプリント基板Ｐの各点での適正な温度に許容範囲を設定する入力部４２と、設定された許容範囲を表示して搬送されるプリント基板Ｐの各点で温度検出手段３により検出された温度を経時的に重ね表示する表示部４３とからなる。【選択図】        図１
2005236071.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
実装部品が載せられたプリント基板が連続的に搬送される搬送手段と、搬送手段を囲み搬送されるプリント基板を加熱するリフロー炉と、プリント基板の搬送方向の複数点に固定的に設置され搬送途中のプリント基板の温度を検出する温度検出手段と、搬送されるプリント基板の温度を管理する制御手段とを備え、制御手段は、搬送されるプリント基板の各点での適正な温度を記憶した記憶部と、搬送されるプリント基板の各点での適正な温度に許容範囲を設定する入力部と、設定された許容範囲を表示して搬送されるプリント基板の各点で温度検出手段により検出された温度を経時的に重ね表示する表示部とからなるリフロー半田付装置。
【請求項２】
請求項１のリフロー半田付装置において、制御手段の表示部は搬送されているプリント基板ごとにウインドウを開いて表示することを特徴とするリフロー半田付装置。
【請求項３】
請求項１または２のリフロー半田付装置において、制御手段の表示部は各点の温度を繋ぐ線グラフを表示することを特徴とするリフロー半田付装置。
【請求項４】
請求項３のリフロー半田付装置において、制御手段の表示部はプリント基板の各点で温度検出手段により検出された温度を各ウインドウごとに色を異ならせて表示することを特徴とするリフロー半田付装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかのリフロー半田付装置において、制御手段は設定された許容範囲とプリント基板の各点で温度検出手段により検出された温度とを比較してプリント基板の製品としての良否を判定する演算部を有していることを特徴とするリフロー半田付装置。
【請求項６】
請求項５のリフロー半田付装置において、制御手段の表示部は演算部のプリント基板の製品としての良否の判定を表示することを特徴とするリフロー半田付装置。
【請求項７】
請求項１のリフロー半田付装置において、各点で温度検出手段により検出された温度情報を基に、基板が搬送される搬送手段の搬送速度の設定とリフロー炉の加熱構造の加熱温度の設定条件を自動的に変化させる学習機能を有していることを特徴とするリフロー半田付装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種の素子類からなる実装部品をプリント基板に半田付けするリフロー半田付装置に係る技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
最近、実装部品の多様化から、リフロー半田付装置において半田付けの精密な温度管理が必要とされるようになってきている。
【０００３】
従来、半田付けの温度管理の精密化を指向したリフロー半田付装置としては、例えば、以下に記載のものが知られている。
【特許文献１】特許第３２１３９５１公報  特許文献１には、実装部品が載せられたプリント基板が搬送される搬送手段と、搬送手段を囲み搬送されるプリント基板を加熱するリフロー炉と、プリント基板の同期搬送され搬送途中のプリント基板の温度を検出する温度検出手段と、搬送されるプリント基板の各点での適正な温度（プロファイル）を記憶した記憶部と記憶した温度と温度検出手段が検出した温度とを比較して搬送手段の速度を調整する演算部とからなる制御手段とを備えたリフロー半田付装置リフロー半田付装置が記載されている。
【０００４】
特許文献１に係るリフロー半田付装置は、搬送手段の速度（プリント基板の加熱時間）を調整することで、半田付けの精密な温度管理を実行する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に係るリフロー半田付装置では、搬送手段によって多数枚のプリント基板を連続的に搬送する場合に適用することができないとともに、プリント基板の加熱状態の変化をリアルタイムに把握することができないという問題点がある。
【０００６】
本発明は、このような問題点を考慮してなされたもので、連続的に加熱される多数枚のプリント基板の全部の加熱状態の変化をリアルタイムに把握することのできるリフロー半田付装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前述の課題を解決するため、本発明に係るリフロー半田付装置は、特許請求の範囲の各請求項に記載の手段を採用する。
【０００８】
即ち、請求項１では、実装部品が載せられたプリント基板が連続的に搬送される搬送手段と、搬送手段を囲み搬送されるプリント基板を加熱するリフロー炉と、プリント基板の搬送方向の複数点に固定的に設置され搬送途中のプリント基板の温度を検出する温度検出手段と、搬送されるプリント基板の温度を管理する制御手段とを備え、制御手段は、搬送されるプリント基板の各点での適正な温度を記憶した記憶部と、搬送されるプリント基板の各点での適正な温度に許容範囲を設定する入力部と、設定された許容範囲を表示して搬送されるプリント基板の各点で温度検出手段により検出された温度を経時的に重ね表示する表示部とからなる。
【０００９】
この手段では、連続的に加熱される多数枚のプリント基板の全部の温度が温度検出手段を通過するごとに制御部の表示部に表示されてプロファイルと対比される。
【００１０】
また、請求項２では、請求項１のリフロー半田付装置において、制御手段の表示部は搬送されているプリント基板ごとにウインドウを開いて表示することを特徴とする。
【００１１】
この手段では、各プリント基板が別個のウインドウで表示される。
【００１２】
また、請求項３では、請求項１または２のリフロー半田付装置において、制御手段の表示部は各点の温度を繋ぐ線グラフを表示することを特徴とする。
【００１３】
この手段では、プロファイルとプリント基板の加熱状態の変化とが線グラフで表示される。
【００１４】
また、請求項４では、請求項３のリフロー半田付装置において、制御手段の表示部はプリント基板の各点で温度検出手段により検出された温度を各ウインドウごとに色を異ならせて表示することを特徴とする。
【００１５】
この手段では、プリント基板の加熱状態の変化の線グラフの色がウインドウごとに異なる。
【００１６】
また、請求項５では、請求項１〜４のいずれかのリフロー半田付装置において、制御手段は設定された許容範囲とプリント基板の各点で温度検出手段により検出された温度とを比較してプリント基板の製品としての良否を判定する演算部を有していることを特徴とする  。
【００１７】
この手段では、プロファイルとプリント基板の温度とが演算部で比較されて製品としての良否が判定される。
【００１８】
また、請求項６では、請求項５のリフロー半田付装置において、制御手段の表示部は演算部のプリント基板の製品としての良否の判定を表示することを特徴とする。
【００１９】
また、請求項７では、各点で温度検出手段により検出された温度情報を基に、基板が搬送される搬送手段の搬送速度の設定とリフロー炉の加熱構造の加熱温度の設定条件を自動的に変化させる学習機能を有していることを特徴とする。
【００２０】
この手段では、表示部に演算部の判定が表示される。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係るリフロー半田付装置は、連続的に加熱される多数枚のプリント基板の全部の温度が温度検出手段を通過するごとに制御部の表示部に表示されてプロファイルと対比されるため、監視員が目視することによって、連続的に加熱される多数枚のプリント基板の全部の加熱状態の変化をリアルタイムに把握することができる効果がある。
【００２２】
また、請求項２として、各プリント基板が別個のウインドウで表示されるため、表示が明確になる効果がある。
【００２３】
また、請求項３として、プロファイルとプリント基板の温度変化とが線グラフで表示されるため、連続的に加熱される多数枚のプリント基板の全部の加熱状態の変化が把握しやすくなる効果がある。
【００２４】
また、請求項４として、プリント基板の加熱状態の変化の線グラフの色がウインドウごとに異なるため、連続的に加熱される多数枚のプリント基板の全部の加熱状態の変化を区別して把握しやすくなる効果がある。
【００２５】
また、請求項５として、プロファイルとプリント基板の温度とが演算部で比較されて製品としての良否が判定されるため、プリント基板の加熱状態の変化から不良品を指摘することができる効果がある。
【００２６】
また、請求項６として、表示部に演算部の判定が表示されるため、連続的に加熱される多数枚のプリント基板の全部の加熱状態の変化とともに製品としての良否をも把握することができる効果がある。
【００２７】
また、請求項７として、理想とするプロファイルデータとを比較判定して得たときの、基板が搬送される搬送手段の搬送速度の設定データとリフロー炉の加熱構造の加熱温度の設定データを自動的に変化設定させデータベースに蓄積する学習機能によって、より適正なプロファイルデータを設定し、良好なプリント基板の半田付を行う効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明に係るリフロー半田付装置を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
【００２９】
この形態は、図１に示すように、搬送手段１，リフロー炉２，温度検出手段３，制御手段４，プリント基板インレット検出手段５，プリント基板アウトレット検出手段６の各部で構成されている。
【００３０】
搬送手段１は、エンドレス状の網ベルト等からなるもので、実装部品が載せられたプリント基板Ｐを連続的に水平方向へ搬送する。
【００３１】
リフロー炉２は、搬送手段１のほぼ全長を囲むトンネル形に形成されてなるもので、搬送されるプリント基板Ｐを加熱する。リフロー炉２の内部は、搬送始端側から予熱室，加熱室の７室と冷却室の１室とに区画されている。なお、予熱室，加熱室における加熱構造については、自由に選択が可能である。
【００３２】
温度検出手段３は、プリント基板Ｐの搬送方向の複数点に固定的に設置されてなるもので、搬送途中のプリント基板Ｐの温度を検出する。この温度検出手段３は、リフロー炉２の予熱室，加熱室，冷却室の搬送終端側にそれぞれ固定的に設置された放射温度計である赤外線カメラからなる温度検出素子３１と、温度検出素子３１に接続された光ファイバ等からなる伝送ライン３２と、伝送ライン３２に接続されリフロー炉２の外部に設置されて温度検出素子３１の検出信号を数値データに変換する変換器３３とからなる。なお、温度検出素子３１として４チャンネルタイプが選択されているため、温度検出手段３が２系統配設されている。
【００３３】
制御手段４は、図２に詳細に示されるように、中央処理部４１，入力部４２，表示部４３からなるもので、搬送されるプリント基板Ｐの温度を管理する。中央処理部４１は、記憶部４１１，演算部４１２からなる。記憶部４１１には、搬送されるプリント基板Ｐの温度検出手段３の温度検出素子３１が設置された各点での適正な温度（プロファイル）や必要なデータ，プログラムが記憶されている。演算部４１２は、データの出入力，比較，解析等の処理機能が備えられている。入力部４２は、マウス，キーボード等からなるもので、中央処理部４１の記憶部４１１に演算部４１２を介して必要なデータを入力して記憶を指示する。この入力部４２から入力されるデータとしては、少なくとも前述のプロファイルに低温限界，高温限界からなる許容範囲を設定するものがある。表示部４３は、カラーディスプレイからなるもので、中央処理部４１の各種作業をテキスト，イメージで表示する。この表示部４３に表示される内容としては、少なくともプロファイルに設定された許容範囲を表示して搬送されるプリント基板Ｐの各点で温度検出手段３により検出された温度を経時的に重ね表示するものがある。なお、この制御手段４については、パーソナルコンピュータを採用することができる。
【００３４】
プリント基板インレット検出手段５は、搬送手段１の搬送始端に設置されてなるもので、プリント基板Ｐの通過を確認するとともにプリント基板Ｐに付されている必要なデータを読込んで制御手段４に送信する。
【００３５】
プリント基板アウトレット検出手段６は、搬送手段１の搬送終端に設置されてなるもので、プリント基板Ｐの通過を確認して制御手段４に送信する。
【００３６】
この形態では、まず、半田付作業に先行して準備作業を実施する。即ち、図３に示すように制御手段４の中央処理部４１の記憶部４１１に記憶されているプロファイルを線グラフからなるプロファイルグラフａとして表示部４３に表示させる。なお、この表示では、横軸が搬送手段１の長さ（プリント基板Ｐの加熱時間）で縦軸が温度となっている。そして、図４に示すように、制御手段４の入力部４２からプロファイルに低温限界，高温限界からなる許容範囲を設定する数値等を演算部４１２に入力して、プロファイルグラフａを線グラフからなる低温限界グラフｂと線グラフからなる高温限界グラフｃとに補正表示させる。
【００３７】
この準備作業が完了した後には、搬送手段１を駆動してプリント基板Ｐを規則的な間隔または不規則的な間隔で連続的に搬送して半田付作業を実施する。
【００３８】
搬送手段１で搬送されるプリント基板Ｐは、図５に示すように、プリント基板インレット検出手段５で通過を確認されるごとに制御手段４の表示部４３にウインドウＷが開かれて、管理番号，色表示からなる管理表示８とともに前述の低温限界グラフｂ，高温限界グラフｃが表示される。そして、プリント基板Ｐが温度検出手段３の温度検出素子３１を通過するごとに、検出されたプリント基板Ｐの温度が線グラフからなる検出温度グラフｄとして低温限界グラフｂ，高温限界グラフｃに経時的に重ね表示される。
【００３９】
図５では、搬送手段１によって６枚のプリント基板Ｐが連続的に搬送され、６つのウインドウＷが開かれている。そして、各ウインドウＷに表示されている検出温度グラフｄ，管理表示８の色が異なっている。
【００４０】
従って、連続的に加熱される多数枚のプリント基板Ｐの全部の加熱状態の変化をリアルタイムに把握することができる。この結果、監視員が６つのウインドウＷを目視して対比することにより、検出温度グラフｄが低温限界グラフｂ，高温限界グラフｃを超えたプリント基板Ｐが出現した場合に、プリント基板Ｐの固有の不具合に起因するのか加熱構造の全体，一部の不具合に起因するのか等を容易に判断することができる。なお、各プリント基板ＰごとにウインドウＷが開かれているため、不要なウインドウＷを非表示にしたり必要なウインドウＷを拡大表示して、プリント基板Ｐの加熱状態の変化の把握を容易にすることができる。また、ウインドウＷごとに検出温度グラフｄ，管理表示８の色が異なっていることは、プリント基板Ｐの誤認を防止するのに役立つ。
【００４１】
不具合の起因を判断した後には、監視員が搬送手段１の搬送速度やリフロー炉２の加熱構造の加熱温度等の調整を指示することになる。
【００４２】
なお、この形態では、前述のウインドウＷに加えて、各プリント基板Ｐが搬送手段１（リフロー炉２）のどの位置にあるかを表示するウインドウＷを制御手段４の表示部４３に表示させている。この表示は、プリント基板Ｐの全体の搬送状況を把握するのに役立つ。また、このウインドウＷでは、検出温度グラフｄが低温限界グラフｂ，高温限界グラフｃを超えたプリント基板Ｐが出現した場合に、制御手段４の中央処理部４１の演算部４１２でデータを比較してプリント基板Ｐの製品として良否を判定して、プリント基板Ｐがプリント基板アウトレット検出手段６を通過した際に判定表示７が表示される。
【００４３】
不良の判定表示７がなされたプリント基板Ｐについては、搬送手段１の搬送終端に接続された選択手段（図示せず）によって取除かれ、後続の処理工程から除外される。
【００４４】
図６は、リフロー半田付装置の搬送手段１の搬送速度の設定、リフロー炉２の加熱構造の加熱温度等の設定をするために理想とするプロファイル情報の取得と、理想とするプロファイルとを比較し近似値になるまで繰り返しリフロー半田付装置の搬送手段１の搬送速度の設定、リフロー炉２の加熱構造の加熱温度等の設定を自動的に設定変更する学習機能を示す概略処理フローである。
【００４５】
この処理では、リフロー半田付装置の搬送手段１の搬送速度の設定、リフロー炉２の加熱構造の加熱温度等の設定を行うに最適なプロファイルを得るための情報として、プリント基板Ｐの大きさ、厚み、材質、実装されている部品の数や種類等の基板情報の入力５１を行い、次に用途である産業別による基板の種類選択５２の情報を入力する。これら基板情報の入力５１と基板の種類選択５２を基に、理想とするプロファイル条件等の入力５３を行い、手動にてプリント基板Ｐをリフロー半田付装置内を通過させて温度検出手段３によって温度情報を収集し、理想とするプロファイルカーブのプロット５４（温度グラフ）を採取して、リフロー半田付装置の搬送手段１の搬送速度やリフロー炉２の加熱構造の加熱温度等（炉制御情報設定５５）の適正となる設定が行われる。
【００４６】
上記の理想となるプロファイルカーブに低温限界グラフｂ，高温限界グラフｃのＲＡＮＧＥ５４ｃの設定がなされ、プロファイルＤＢ６０より適正な設定を行ったリフロー半田付装置内へプリント基板Ｐを通過させ、温度検出手段３によって検出した温度と理想とするプロファイルデータとでＲＡＮＧＥ範囲内５７で比較判定され、理想とするプロファイルデータの近似値になるまで搬送手段１の搬送速度の設定値、リフロー炉２の加熱構造の加熱温度等の設定値を自動的に変更（炉制御情報補正５９）して繰り返し条件を満たすまで行われる。条件を満たした場合はプロファイルＤＢ６０に蓄積されて、搬送手段１の搬送速度、リフロー炉２の加熱構造の加熱温度等（炉制御情報設定５５）の適正な設定データとしてフィードバックされる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明に係るリフロー半田付装置を実施するための最良の形態の制御系統図である。
【図２】図１の要部の制御ブロック図である。
【図３】図１の半田付の準備作業の表示例を示す図である。
【図４】図３の表示の補正状態を示す図である。
【図５】図１の半田付の作業中の表示例を示す図である。
【図６】プロファイルデータを自動的に設定変更する学習機能を示す概略処理フローである。
【符号の説明】
【００４８】
１            搬送手段
２            リフロー炉
３            温度検出手段
４            制御手段
４１          中央処理部
４１１        記憶部
４１２        演算部
４２          入力部
４３          表示部
Ｐ            プリント基板
Ｗ            ウインドウ
ａ            プロファイルグラフ
ｂ            低温限界グラフ
ｃ            高温限界グラフ
ｄ            検出温度グラフ
【図１】
2005236071.tif 000003
【図２】
2005236071.tif 000004
【図３】
2005236071.tif 000005
【図４】
2005236071.tif 000006
【図５】
2005236071.tif 000007
【図６】
2005236071.tif 000008