JP2023552207A - Apparatus and method with closed loop IR camera thermal detection system - Google Patents
Apparatus and method with closed loop IR camera thermal detection system Download PDFInfo
- Publication number
- JP2023552207A JP2023552207A JP2023533977A JP2023533977A JP2023552207A JP 2023552207 A JP2023552207 A JP 2023552207A JP 2023533977 A JP2023533977 A JP 2023533977A JP 2023533977 A JP2023533977 A JP 2023533977A JP 2023552207 A JP2023552207 A JP 2023552207A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- camera
- circuit board
- detection system
- tunnel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 65
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 56
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 53
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 7
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 3
- 238000005304 joining Methods 0.000 claims description 3
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 184
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 70
- 230000008569 process Effects 0.000 description 36
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 28
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 25
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 16
- 239000000463 material Substances 0.000 description 14
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 12
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 12
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 12
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 11
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 11
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 9
- 238000004886 process control Methods 0.000 description 9
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 7
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 7
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 7
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 6
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 6
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 5
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 5
- 230000009471 action Effects 0.000 description 4
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 4
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 4
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 4
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 4
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 description 3
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 3
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 3
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 3
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 2
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 2
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 2
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- LQBJWKCYZGMFEV-UHFFFAOYSA-N lead tin Chemical compound [Sn].[Pb] LQBJWKCYZGMFEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 238000013439 planning Methods 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 230000003449 preventive effect Effects 0.000 description 1
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000010223 real-time analysis Methods 0.000 description 1
- 230000011664 signaling Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000001931 thermography Methods 0.000 description 1
- 229910001174 tin-lead alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012384 transportation and delivery Methods 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- 238000010200 validation analysis Methods 0.000 description 1
- 239000012855 volatile organic compound Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K1/00—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
- B23K1/0008—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering specially adapted for particular articles or work
- B23K1/0016—Brazing of electronic components
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K1/00—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
- B23K1/008—Soldering within a furnace
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K37/00—Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups
- B23K37/02—Carriages for supporting the welding or cutting element
- B23K37/0258—Electric supply or control circuits therefor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K37/00—Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups
- B23K37/02—Carriages for supporting the welding or cutting element
- B23K37/0282—Carriages forming part of a welding unit
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
- G01J5/0022—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry for sensing the radiation of moving bodies
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
- G01J5/0096—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry for measuring wires, electrical contacts or electronic systems
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
- B23K2101/36—Electric or electronic devices
- B23K2101/38—Conductors
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
- G01J2005/0077—Imaging
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
- H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
- H05K3/34—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
- H05K3/3494—Heating methods for reflowing of solder
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
- Molten Solder (AREA)
- Studio Devices (AREA)
Abstract
電子部品を電子基板に接合する装置は、複数の処理ゾーンを貫通するトンネルを備えるチャンバーハウジングと、複数の処理ゾーンを通してトンネル内の電子基板を移送するコンベヤと、チャンバーハウジングに結合される少なくとも１つの温度センサーを備える熱検出システムとを備える。少なくとも１つの温度センサーは、少なくとも１つの温度センサーの直近を通過する電子基板の温度を検出する。本装置は、複数の処理ゾーン、コンベヤ及び熱検出システムに結合されるコントローラーを更に備える。コントローラーは、熱検出システムから温度データを受信する。An apparatus for bonding electronic components to electronic substrates includes a chamber housing comprising a tunnel passing through a plurality of processing zones, a conveyor for transporting the electronic substrate in the tunnel through the plurality of processing zones, and at least one conveyor coupled to the chamber housing. and a heat detection system including a temperature sensor. The at least one temperature sensor detects the temperature of an electronic board passing in close proximity to the at least one temperature sensor. The apparatus further includes a controller coupled to the plurality of processing zones, the conveyor and the thermal detection system. A controller receives temperature data from the thermal detection system.
Description
本願は、包括的には、リフロープロセス、ウェーブはんだ付けプロセス、及び／又は選択的はんだ付けプロセス等の組立プロセスを利用することによる、プリント回路基板への電子部品の表面実装に関し、より詳細には、組立プロセス中にプリント回路基板に印加される熱を制御するように構成される装置に関する。 This application relates generally to the surface mounting of electronic components to printed circuit boards by utilizing assembly processes such as reflow processes, wave soldering processes, and/or selective soldering processes, and more particularly, , relates to an apparatus configured to control heat applied to a printed circuit board during an assembly process.
プリント回路基板の製造において、電子部品は、「リフローはんだ付け」として知られるプロセスによって、裸基板に表面実装されることが多い。典型的なリフローはんだ付けプロセスにおいて、はんだペーストのパターンを回路基板上に堆積し、１つ以上の電子部品の導線を、堆積したはんだペースト内に挿入する。その後、回路基板を炉に通し、そこで、はんだペーストを被加熱ゾーン内でリフロー（すなわち、溶融又はリフロー温度まで加熱）してから、冷却ゾーン内で冷却し、電子部品の導線を回路基板に電気的及び機械的に接続する。「回路基板」又は「プリント回路基板」という用語は、本明細書において使用される場合、例えばウェハー基板を含む、電子部品の任意のタイプの基板組立体を含む。 In the manufacture of printed circuit boards, electronic components are often surface mounted to bare boards by a process known as "reflow soldering." In a typical reflow soldering process, a pattern of solder paste is deposited onto a circuit board and the leads of one or more electronic components are inserted into the deposited solder paste. The circuit board is then passed through a furnace where the solder paste is reflowed (i.e. heated to melting or reflow temperature) in a heated zone and then cooled in a cooling zone to connect the electronic component leads to the circuit board. Physically and mechanically connected. The term "circuit board" or "printed circuit board" as used herein includes any type of substrate assembly of electronic components, including, for example, wafer substrates.
上述のように、今日のリフロー炉は、加熱チャンバー及び冷却チャンバーを有する。一貫したリフロープロセスプロファイルを実現するために、電子部品及び回路基板に印加される熱は、回路基板への電子部品の適切な機械的及び電気的接続を確実にするために精密に制御される。 As mentioned above, today's reflow ovens have a heating chamber and a cooling chamber. To achieve a consistent reflow process profile, the heat applied to the electronic components and circuit board is precisely controlled to ensure proper mechanical and electrical connection of the electronic components to the circuit board.
さらに、プリント回路基板の製造において、電子部品は、「ウェーブはんだ付け」として知られるプロセスによって、回路基板に実装することができる。典型的なウェーブはんだ機において、回路基板は、コンベヤによって傾斜路上を移動し、フラックス塗布ステーション、予熱ステーション、及び最終的にウェーブはんだ付けステーションを通過する。ウェーブはんだ付けステーションにおいて、はんだの波が、ウェーブはんだノズルを通して（ポンプによって）上向きに噴出し、はんだ付けされるプリント回路基板の部分に接触する。リフロー炉と同様、ウェーブはんだ機（及び選択的はんだ機）は、回路基板への電子部品の適切な機械的及び電気的接続を確実にするために、各ゾーンの熱が精密に制御されることが必要である。 Additionally, in the manufacture of printed circuit boards, electronic components can be mounted to circuit boards by a process known as "wave soldering." In a typical wave soldering machine, the circuit board is moved by a conveyor down a ramp through a fluxing station, a preheating station, and finally a wave soldering station. At a wave soldering station, a wave of solder is ejected upward (by a pump) through a wave solder nozzle and contacts the portion of the printed circuit board to be soldered. Similar to reflow ovens, wave soldering machines (and selective soldering machines) require that the heat in each zone be precisely controlled to ensure proper mechanical and electrical connection of electronic components to circuit boards. is necessary.
リフロー炉及びウェーブ（及び選択的）はんだ機の両方について、それぞれの機器のゾーンにおける熱の制御は、最適な性能のために非常に重要である。例えば、望ましくない温度変動により、回路基板の反りと、電子部品と回路基板との間の信頼できない接続とが生じるおそれがある。 For both reflow ovens and wave (and selective) soldering machines, control of heat in each equipment zone is very important for optimal performance. For example, undesirable temperature fluctuations can cause warping of the circuit board and unreliable connections between the electronic components and the circuit board.
本開示の１つの態様は、電子部品を電子基板に接合するリフロー炉に関する。１つの実施の形態において、前記リフロー炉は、複数の処理ゾーンを貫通するトンネルを備えるチャンバーハウジングと、前記複数の処理ゾーンを通して前記トンネル内の電子基板を移送するコンベヤと、前記チャンバーハウジングに結合される少なくとも１つの温度センサーを備える熱検出システムとを備える。前記少なくとも１つの温度センサーは、該少なくとも１つの温度センサーの直近を通過する前記電子基板の温度を検出する。前記リフロー炉は、前記複数の処理ゾーン、前記コンベヤ及び前記熱検出システムに結合されるコントローラーを更に備える。前記コントローラーは、前記熱検出システムから温度データを受信する。 One aspect of the present disclosure relates to a reflow oven for bonding electronic components to electronic substrates. In one embodiment, the reflow oven includes a chamber housing comprising a tunnel passing through a plurality of processing zones, a conveyor coupled to the chamber housing for transporting an electronic substrate in the tunnel through the plurality of processing zones. and a thermal detection system comprising at least one temperature sensor. The at least one temperature sensor detects the temperature of the electronic board passing in close proximity to the at least one temperature sensor. The reflow oven further includes a controller coupled to the plurality of processing zones, the conveyor, and the thermal detection system. The controller receives temperature data from the thermal detection system.
前記リフロー炉の実施の形態は、少なくとも１つのセンサー組立体を有する前記少なくとも１つの温度センサーを更に含むことができる。前記少なくとも１つのセンサー組立体は、支持構造体と、前記支持構造体に結合される支持ブラケットと、前記支持ブラケットに固定されるＩＲカメラとを備えることができる。前記支持構造体は、前記取付けプレート上に取り付けられるシュラウドを備えることができる。前記シュラウドは、前記ＩＲカメラによって前記トンネルの温度を検知することを可能にするために、前記トンネルの上部の開口を囲むように構成することができる。前記支持ブラケットは、不活性ガス源に接続するためのポートを備えることができる。前記支持ブラケットは、前記ＩＲカメラを保護するガラスカバーを備えることができる。前記支持ブラケットは、完全な視野を実現するように、前記ＩＲカメラを前記トンネルの上部に、所望の高さ及び所望の向きで取り付けるように構成することができる。前記少なくとも１つのセンサー組立体は、前記トンネル内の選択された場所のうちの２つ以上の別個の場所を測定するように複数のＩＲカメラを備えることができる。前記熱検出システムは、前記センサー組立体を使用して前記複数の処理ゾーンのゾーン温度の閉ループ制御を提供するように前記コントローラーを用いて構成することができる。前記少なくとも１つのセンサー組立体は、特定の電子基板レベルの場所で前記リフローはんだ付け炉の或る特定の処理ゾーン内で温度データを取得するように構成することができる。温度データは、特定の電子基板に関するデータが、前記コントローラーに関連付けられるディスプレイ上に提供される電子基板トレーサビリティを提供するために使用することができる。温度データは、前記リフローはんだ付け炉内のホットスポットゾーン／レベルを発見するために使用することができる。温度データは、前記リフローはんだ付け炉の性能を最適化し、及び／又は処理機器の下流入力を提供し、及び／又は電子基板に対して前記少なくとも１つのセンサー組立体によって行われるスキャンの開始時間及び終了時間を決定し、及び／又は前記電子基板の上下の電子基板プロファイルを生成するために使用することができる。前記閉ループ制御は、前記複数の処理ゾーン内の前記コンベヤの速度を制御することを含むことができる。前記電子基板は、バーコードスキャナーによってスキャンされるバーコードをそれぞれ備えることができる。前記コントローラーは、前記電子基板が前記リフローはんだ付け炉を通して前記コンベヤ上を移動する際に、前記電子基板の部品の温度を測定するためにスキャンモードを実現するように構成することができる。 The reflow oven embodiment may further include the at least one temperature sensor having at least one sensor assembly. The at least one sensor assembly may include a support structure, a support bracket coupled to the support structure, and an IR camera secured to the support bracket. The support structure can include a shroud mounted on the mounting plate. The shroud may be configured to surround an opening at the top of the tunnel to enable sensing the temperature of the tunnel by the IR camera. The support bracket may include a port for connection to an inert gas source. The support bracket may include a glass cover that protects the IR camera. The support bracket may be configured to mount the IR camera at the top of the tunnel at a desired height and orientation to achieve a complete field of view. The at least one sensor assembly may include a plurality of IR cameras to measure two or more distinct locations of the selected locations within the tunnel. The thermal detection system can be configured with the controller to provide closed loop control of zone temperatures of the plurality of processing zones using the sensor assembly. The at least one sensor assembly may be configured to obtain temperature data within a particular processing zone of the reflow soldering oven at a particular electronic board level location. Temperature data can be used to provide electronic board traceability where data regarding a particular electronic board is provided on a display associated with the controller. Temperature data can be used to find hot spot zones/levels within the reflow soldering oven. The temperature data optimizes the performance of said reflow soldering oven and/or provides downstream input for processing equipment and/or determines the start time and timing of scans performed by said at least one sensor assembly on an electronic board. It can be used to determine the end time and/or to generate electronic board profiles above and below the electronic board. The closed loop control may include controlling the speed of the conveyor within the plurality of processing zones. Each of the electronic boards may include a barcode that is scanned by a barcode scanner. The controller may be configured to implement a scan mode to measure temperatures of components of the electronic board as it moves on the conveyor through the reflow soldering oven.
本開示の別の態様は、リフロー炉において電子部品を電子基板に接合する方法に関する。１つの実施の形態において、本方法は、複数の処理ゾーンを貫通するトンネルを備えるチャンバーハウジングを通して電子基板を移送することと、前記チャンバーハウジングに結合される少なくとも１つの温度センサーを備える熱検出システムの直近を通過する前記電子基板の温度を検出することと、前記複数の処理ゾーン、前記コンベヤ及び前記熱検出システムに結合されるコントローラーを用いて、前記熱検出システムから温度データを受信することとを含む。 Another aspect of the present disclosure relates to a method of bonding an electronic component to an electronic board in a reflow oven. In one embodiment, the method includes transporting an electronic substrate through a chamber housing that includes a tunnel through a plurality of processing zones; and a thermal sensing system that includes at least one temperature sensor coupled to the chamber housing. sensing the temperature of the electronic board passing in close proximity; and receiving temperature data from the thermal sensing system using a controller coupled to the plurality of processing zones, the conveyor, and the thermal sensing system. include.
本方法の実施の形態は、バーコードスキャナーによって各基板に関連付けられるバーコードをスキャンすること、及び／又は前記電子基板が前記リフローはんだ付け炉を通して前記コンベヤ上を移動する際に、前記電子基板の部品の温度を測定するスキャンモードを実現するように前記リフローはんだ付け炉を制御することを更に含むことができる。前記熱検出システムは、前記センサー組立体を使用して前記複数の処理ゾーンのゾーン温度の閉ループ制御を提供するように前記コントローラーを用いて構成することができる。前記少なくとも１つのセンサー組立体は、特定の電子基板レベルの場所で前記リフローはんだ付け炉の或る特定の処理ゾーン内で温度データを取得するように構成することができる。温度データは、特定の電子基板に関するデータが、前記コントローラーに関連付けられるディスプレイ上に提供される電子基板トレーサビリティを提供するために使用することができる。温度データは、前記リフローはんだ付け炉内のホットスポットゾーン／レベルを発見するために使用することができる。温度データは、前記リフローはんだ付け炉の性能を最適化し、及び／又は処理機器の下流入力を提供し、及び／又は電子基板に対して前記少なくとも１つのセンサー組立体によって行われるスキャンの開始時間及び終了時間を決定し、及び／又は前記電子基板の上下の電子基板プロファイルを生成するために使用することができる。前記閉ループ制御は、前記複数の処理ゾーン内の前記コンベヤの速度を制御することを含むことができる。本方法は、バーコードスキャナーによって各基板に関連付けられるバーコードをスキャンすることを更に含むことができる。本方法は、前記電子基板が前記リフローはんだ付け炉を通して前記コンベヤ上を移動する際に、前記電子基板の部品の温度を測定するスキャンモードを実現するように前記リフローはんだ付け炉を制御することを更に含むことができる。 Embodiments of the method include scanning a barcode associated with each board with a barcode scanner and/or scanning a barcode of the electronic board as it moves on the conveyor through the reflow soldering oven. The method may further include controlling the reflow soldering furnace to implement a scan mode to measure the temperature of a component. The thermal detection system can be configured with the controller to provide closed loop control of zone temperatures of the plurality of processing zones using the sensor assembly. The at least one sensor assembly may be configured to obtain temperature data within a particular processing zone of the reflow soldering oven at a particular electronic board level location. Temperature data can be used to provide electronic board traceability where data regarding a particular electronic board is provided on a display associated with the controller. Temperature data can be used to find hot spot zones/levels within the reflow soldering oven. The temperature data optimizes the performance of said reflow soldering oven and/or provides downstream input for processing equipment and/or determines the start time and timing of scans performed by said at least one sensor assembly on an electronic board. It can be used to determine the end time and/or to generate electronic board profiles above and below the electronic board. The closed loop control may include controlling the speed of the conveyor within the plurality of processing zones. The method may further include scanning a barcode associated with each substrate with a barcode scanner. The method includes controlling the reflow soldering furnace to implement a scan mode to measure the temperature of components of the electronic board as the electronic board moves on the conveyor through the reflow soldering furnace. It can further include.
本開示の更に別の態様は、電子部品を電子基板に接合するウェーブはんだ機又は選択的はんだ機に関する。１つの実施の形態において、前記リフロー炉は、複数の処理ゾーンを貫通するトンネルを備えるチャンバーハウジングと、前記複数の処理ゾーンを通して前記トンネル内の電子基板を移送するコンベヤと、前記チャンバーハウジングに結合される少なくとも１つの温度センサーを備える熱検出システムとを備える。前記少なくとも１つの温度センサーは、該少なくとも１つの温度センサーの直近を通過する前記電子基板の温度を検出する。前記ウェーブはんだ機又は選択的はんだ機は、前記複数の処理ゾーン、前記コンベヤ及び前記熱検出システムに結合されるコントローラーを更に備える。前記コントローラーは、前記熱検出システムから温度データを受信する。前記少なくとも１つの温度センサーは、少なくとも１つのセンサー組立体を含むことができる。前記少なくとも１つのセンサー組立体は、支持構造体と、前記支持構造体に結合される支持ブラケットと、前記支持ブラケットに固定されるＩＲカメラとを備えることができる。前記支持構造体は、前記トンネルの上部に配置される取付けプレートと、前記取付けプレート上に取り付けられるシュラウドとを備えることができる。前記シュラウドは、前記ＩＲカメラによって前記トンネルの温度を検知することを可能にするために、前記取付けプレートの開口を囲むように構成することができる。前記支持ブラケットは、不活性ガス源に接続するためのポートを備えることができる。前記支持ブラケットは、前記ＩＲカメラを保護するガラスカバーを備えることができる。前記支持ブラケットは、完全な視野を実現するように、前記ＩＲカメラを前記トンネルの上部に、所望の高さ及び所望の向きに取り付けるように構成することができる。前記少なくとも１つのセンサー組立体は、前記トンネル内の選択された場所のうちの２つ以上の別個の場所を測定するように複数のＩＲカメラを備えることができる。前記熱検出システムは、前記少なくとも１つのセンサー組立体を使用して前記複数の処理ゾーンのゾーン温度の閉ループ制御を提供するように前記コントローラーを用いて構成することができる。前記少なくとも１つのセンサー組立体は、特定の電子基板レベルの場所で前記リフローはんだ付け炉の或る特定の処理ゾーン内で温度データを取得するように構成することができる。温度データは、特定の電子基板に関するデータが、前記コントローラーに関連付けられるディスプレイ上に提供される電子基板トレーサビリティを提供するために使用することができる。温度データは、前記ウェーブはんだ機又は選択的はんだ機内のホットスポットゾーン／レベルを発見するために使用することができる。温度データは、前記ウェーブはんだ機又は選択的はんだ機の性能を最適化し、及び／又は処理機器の下流入力を提供し、及び／又は電子基板に対して前記少なくとも１つのセンサー組立体によって行われるスキャンの開始時間及び終了時間を決定し、及び／又は前記電子基板の上下の電子基板プロファイルを生成するために使用することができる。前記閉ループ制御は、前記複数の処理ゾーン内の前記コンベヤの速度を制御することを含むことができる。前記電子基板は、バーコードスキャナーによってスキャンされるバーコードをそれぞれ備えることができる。前記コントローラーは、前記電子基板が前記ウェーブはんだ機又は選択的はんだ機を通して前記コンベヤ上を移動する際に、前記電子基板の部品の温度を測定するためにスキャンモードを実現するように構成することができる。 Yet another aspect of the present disclosure relates to a wave or selective solder machine for joining electronic components to electronic boards. In one embodiment, the reflow oven includes a chamber housing comprising a tunnel passing through a plurality of processing zones, a conveyor coupled to the chamber housing for transporting an electronic substrate in the tunnel through the plurality of processing zones. and a thermal detection system comprising at least one temperature sensor. The at least one temperature sensor detects the temperature of the electronic board passing in close proximity to the at least one temperature sensor. The wave soldering machine or selective soldering machine further comprises a controller coupled to the plurality of processing zones, the conveyor and the thermal detection system. The controller receives temperature data from the thermal detection system. The at least one temperature sensor may include at least one sensor assembly. The at least one sensor assembly may include a support structure, a support bracket coupled to the support structure, and an IR camera secured to the support bracket. The support structure may include a mounting plate disposed on top of the tunnel and a shroud mounted on the mounting plate. The shroud may be configured to surround an opening in the mounting plate to enable temperature sensing of the tunnel by the IR camera. The support bracket may include a port for connection to an inert gas source. The support bracket may include a glass cover that protects the IR camera. The support bracket may be configured to mount the IR camera at the top of the tunnel at a desired height and orientation to achieve a complete field of view. The at least one sensor assembly may include a plurality of IR cameras to measure two or more distinct locations of the selected locations within the tunnel. The thermal detection system may be configured with the controller to provide closed loop control of zone temperatures of the plurality of processing zones using the at least one sensor assembly. The at least one sensor assembly may be configured to obtain temperature data within a particular processing zone of the reflow soldering oven at a particular electronic board level location. Temperature data can be used to provide electronic board traceability where data regarding a particular electronic board is provided on a display associated with the controller. Temperature data can be used to find hot spot zones/levels within the wave soldering machine or selective soldering machine. Temperature data optimizes the performance of said wave soldering machine or selective soldering machine and/or provides downstream input for processing equipment and/or scans performed by said at least one sensor assembly on an electronic board. and/or to generate electronic board profiles for the top and bottom of said electronic board. The closed loop control may include controlling the speed of the conveyor within the plurality of processing zones. Each of the electronic boards may include a barcode that is scanned by a barcode scanner. The controller may be configured to implement a scan mode to measure the temperature of components of the electronic board as the electronic board moves on the conveyor through the wave soldering machine or selective soldering machine. can.
本開示の別の態様は、ウェーブはんだ機又は選択的はんだ機において電子部品を電子基板に接合する方法に関する。１つの実施の形態において、本方法は、複数の処理ゾーンを貫通するトンネルを備えるチャンバーハウジングを通して電子基板を移送することと、前記チャンバーハウジングに結合される少なくとも１つの温度センサーを備える熱検出システムの直近を通過する前記電子基板の温度を検出することと、前記複数の処理ゾーン、前記コンベヤ及び前記熱検出システムに結合されるコントローラーを用いて、前記熱検出システムから温度データを受信することとを含む。 Another aspect of the present disclosure relates to a method of joining an electronic component to an electronic board in a wave or selective soldering machine. In one embodiment, the method includes transporting an electronic substrate through a chamber housing that includes a tunnel through a plurality of processing zones; and a thermal sensing system that includes at least one temperature sensor coupled to the chamber housing. sensing the temperature of the electronic board passing in close proximity; and receiving temperature data from the thermal sensing system using a controller coupled to the plurality of processing zones, the conveyor, and the thermal sensing system. include.
本方法の実施の形態は、バーコードスキャナーによって各基板に関連付けられるバーコードをスキャンすること、及び／又は前記電子基板が前記機械を通して前記コンベヤ上を移動する際に、前記電子基板の部品の温度を測定するスキャンモードを実現するように前記機械を制御することを更に含むことができる。前記熱検出システムは、前記センサー組立体を使用して前記複数の処理ゾーンのゾーン温度の閉ループ制御を提供するように前記コントローラーを用いて構成することができる。前記少なくとも１つのセンサー組立体は、特定の電子基板レベルの場所で前記機械の或る特定の処理ゾーン内で温度データを取得するように構成することができる。温度データは、特定の電子基板に関するデータが、前記コントローラーに関連付けられるディスプレイ上に提供される電子基板トレーサビリティを提供するために使用することができる。温度データは、前記機械内のホットスポットゾーン／レベルを発見するために使用することができる。温度データは、前記機械の性能を最適化し、及び／又は処理機器の下流入力を提供し、及び／又は電子基板に対して前記少なくとも１つのセンサー組立体によって行われるスキャンの開始時間及び終了時間を決定し、及び／又は前記電子基板の上下の電子基板プロファイルを生成するために使用することができる。前記閉ループ制御は、前記複数の処理ゾーン内の前記コンベヤの速度を制御することを含むことができる。 Embodiments of the method include scanning a barcode associated with each board with a barcode scanner and/or measuring the temperature of components of the electronic board as the electronic board moves on the conveyor through the machine. The method may further include controlling the machine to implement a scan mode for measuring. The thermal detection system can be configured with the controller to provide closed loop control of zone temperatures of the plurality of processing zones using the sensor assembly. The at least one sensor assembly may be configured to obtain temperature data within a particular processing zone of the machine at a particular electronic board level location. Temperature data can be used to provide electronic board traceability where data regarding a particular electronic board is provided on a display associated with the controller. Temperature data can be used to discover hotspot zones/levels within the machine. The temperature data optimizes the performance of said machine and/or provides downstream input for processing equipment and/or determines the start and end times of scans performed by said at least one sensor assembly on an electronic board. can be used to determine and/or generate electronic board profiles above and below the electronic board. The closed loop control may include controlling the speed of the conveyor within the plurality of processing zones.
本開示の別の態様は、電子部品を電子基板に接合する装置に関する。１つの実施の形態において、前記装置は、複数の処理ゾーンを貫通するトンネルを備えるチャンバーハウジングと、前記複数の処理ゾーンを通して前記トンネル内の電子基板を移送するコンベヤと、前記チャンバーハウジングに結合される少なくとも１つの温度センサーを備える熱検出システムとを備える。前記少なくとも１つの温度センサーは、該少なくとも１つの温度センサーの直近を通過する前記電子基板の温度を検出する。前記装置は、前記複数の処理ゾーン、前記コンベヤ及び前記熱検出システムに結合されるコントローラーを更に備える。前記コントローラーは、前記熱検出システムから温度データを受信する。 Another aspect of the present disclosure relates to an apparatus for bonding electronic components to electronic substrates. In one embodiment, the apparatus includes a chamber housing comprising a tunnel passing through a plurality of processing zones, and a conveyor coupled to the chamber housing for transporting an electronic substrate in the tunnel through the plurality of processing zones. a thermal detection system comprising at least one temperature sensor. The at least one temperature sensor detects the temperature of the electronic board passing in close proximity to the at least one temperature sensor. The apparatus further includes a controller coupled to the plurality of processing zones, the conveyor, and the thermal detection system. The controller receives temperature data from the thermal detection system.
本開示の更に別の態様は、装置において電子部品を電子基板に接合する方法に関する。１つの実施の形態において、本方法は、複数の処理ゾーンを貫通するトンネルを備えるチャンバーハウジングを通して電子基板を移送することと、前記チャンバーハウジングに結合される少なくとも１つの温度センサーを備える熱検出システムの直近を通過する前記電子基板の温度を検出することと、前記複数の処理ゾーン、前記コンベヤ及び前記熱検出システムに結合されるコントローラーを用いて、前記熱検出システムから温度データを受信することとを含む。 Yet another aspect of the present disclosure relates to a method of bonding an electronic component to an electronic substrate in a device. In one embodiment, the method includes transporting an electronic substrate through a chamber housing that includes a tunnel through a plurality of processing zones; and a thermal sensing system that includes at least one temperature sensor coupled to the chamber housing. sensing the temperature of the electronic board passing in close proximity; and receiving temperature data from the thermal sensing system using a controller coupled to the plurality of processing zones, the conveyor, and the thermal sensing system. include.
添付の図面は、正確な縮尺で描かれるようには意図されていない。図面において、それぞれの図に示す各同一の又は略同一の構成要素は、同様の参照符号によって表されている。明確にする目的で、全ての図面において全ての構成要素に符号を付しているとは限らない。 The accompanying drawings are not intended to be drawn to scale. In the drawings, each identical or nearly identical component that is illustrated in the respective figures is represented by a like reference numeral. For clarity, not all components may be numbered in all drawings.
はんだペーストは、プリント回路基板の組立体において日常的に使用され、はんだペーストは、電子部品を回路基板に接合するために使用される。はんだペーストは、接合部形成用のはんだと、はんだ取付け用に金属表面を準備するフラックスとを含む。はんだペーストは、任意の数の適用方法を使用することによって、回路基板上に設けられる金属表面（例えば、電子パッド）上に堆積させることができる。１つの例において、ステンシルプリンターは、露出回路基板表面上に置かれる金属ステンシルにはんだペーストを押し通すようにスクイージーを利用してもよい。別の例において、ディスペンサーが、はんだペースト材料を回路基板の特定の領域上に供給してもよい。電子部品の導線は、はんだ堆積物と位置合わせされ、その中に型押しされて組立体を形成する。リフローはんだ付けプロセスにおいて、はんだは、その後、はんだを溶融させるのに十分な温度に加熱され、電子部品を回路基板に電気的かつ機械的に、恒久的に結合するように冷却される。はんだは、典型的には、接合される金属表面の溶融温度よりも低い溶融温度を有する合金を含む。また、温度は、電子部品に損傷を生じないのに十分な低温でなければならない。或る特定の実施形態において、はんだは、スズ鉛合金であり得る。しかしながら、鉛を含まない材料を利用するはんだを使用してもよい。 Solder pastes are routinely used in the assembly of printed circuit boards, and solder pastes are used to join electronic components to circuit boards. Solder paste includes solder to form the joint and flux to prepare the metal surface for solder attachment. Solder paste can be deposited onto metal surfaces (eg, electronic pads) provided on a circuit board by using any number of application methods. In one example, a stencil printer may utilize a squeegee to force solder paste through a metal stencil that is placed on the exposed circuit board surface. In another example, a dispenser may dispense solder paste material onto specific areas of a circuit board. The electronic component leads are aligned with the solder deposit and stamped therein to form the assembly. In a reflow soldering process, the solder is then heated to a temperature sufficient to melt the solder and cooled to permanently electrically and mechanically bond the electronic component to the circuit board. Solder typically includes an alloy that has a melting temperature lower than the melting temperature of the metal surfaces being joined. Also, the temperature must be low enough not to cause damage to the electronic components. In certain embodiments, the solder can be a tin-lead alloy. However, solders that utilize lead-free materials may also be used.
はんだ付けプロセスの温度制御は非常に重要である。本開示の１つの実施形態において、いくつかの赤外線（ＩＲ）カメラを有する熱検出システムは、リフローはんだ付け炉の戦略的場所内の回路基板の温度を精密に測定するために使用される。熱検出システムのＩＲカメラから取得される情報を使用して、電子部品と回路基板との間の適切な接続を確実にするためにリフロー炉の閉ループ制御を提供することができる。ＩＲカメラの代わりに他のタイプの温度測定デバイスを利用することができる。例えば、レーザー温度センサーを熱検出システムの一部として使用することができる。さらに、本明細書に記載の技法を、温度制御の改善を実現するために、他のタイプの回路基板処理機器、例えばウェーブはんだ機及び選択的はんだ機に使用することができる。 Temperature control in the soldering process is very important. In one embodiment of the present disclosure, a thermal detection system with several infrared (IR) cameras is used to precisely measure the temperature of circuit boards within strategic locations of a reflow soldering oven. Information obtained from the thermal detection system's IR camera can be used to provide closed-loop control of the reflow oven to ensure proper connections between the electronic components and the circuit board. Other types of temperature measurement devices can be used instead of IR cameras. For example, a laser temperature sensor can be used as part of the thermal detection system. Additionally, the techniques described herein can be used with other types of circuit board processing equipment, such as wave soldering machines and selective soldering machines, to provide improved temperature control.
これより、一般性を制限するためにではなく、説明のみを目的として、添付の図面を参照して本開示を詳細に記載する。本開示は、その応用が、以下の説明に示すか又は図面に示す構成要素の構造及び配置の詳細に限定されない。本開示において示される原理は、他の実施形態が可能であり、様々な方法で実施又は実行することができる。また、本明細書で用いる術語及び専門用語は、説明を目的とするものであり、限定するものとしてみなされるべきではない。本明細書における「含む（including）」、「備える（comprising）」、「有する（having）」、「包含する（containing）」、「伴う（involving）」及びそれらの変形の使用は、その前に列挙された項目及びその均等物とともに追加の項目を包含するように意図されている。 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present disclosure will now be described in detail, by way of explanation only and not by way of limitation of generality, with reference to the accompanying drawings. The present disclosure is not limited in its application to the details of construction and arrangement of components set forth in the following description or illustrated in the drawings. The principles presented in this disclosure are capable of other embodiments and of being practiced or carried out in various ways. Additionally, the terminology and terminology used herein are for purposes of explanation and should not be considered limiting. The use of "including", "comprising", "having", "containing", "involving" and variations thereof herein are preceded by It is intended to include additional items together with the listed items and their equivalents.
リフローはんだ付け炉
リフロープロセスにおいて、プリント回路基板を既定の温度プロファイルに従っておよそ３分～５分にわたって加熱する。完全な組立体（基板材料、部品、及びはんだペーストを含む）は、最低リフロー温度に達するべきであるが、過熱すべきではない。過熱すると、部品が損傷し、はんだに欠陥が生じるおそれがある。この加熱曲線を実現するために、リフローはんだ付け炉は、複数の加熱ゾーン及び冷却ゾーンを含む。これらのゾーンは、高温ガス又は低温ガスを回路基板に向かって吹き付ける。コンベヤ速度と組み合わせたこれらのゾーンのガス温度設定点は、回路基板組立体の最終加熱プロファイルを規定する。
Reflow Soldering Furnace In the reflow process, printed circuit boards are heated according to a predetermined temperature profile for approximately 3 to 5 minutes. The complete assembly (including board material, components, and solder paste) should reach a minimum reflow temperature, but should not overheat. Overheating can damage components and cause solder defects. To achieve this heating curve, reflow soldering ovens include multiple heating and cooling zones. These zones blow hot or cold gas toward the circuit board. The gas temperature set points for these zones in combination with the conveyor speed define the final heating profile of the circuit board assembly.
リフローはんだ付け炉が正しく動作することを確実にするために、プリント回路基板に熱電対を設けて、経時的に回路基板の温度を記録する。熱電対を、回路基板組立体の最低温度の場所及び最高温度の場所と、クリティカルな部品との上に配置して、部品が過熱されないことを確実にする。設定点及びコンベヤ速度を許容可能な仕様に収まるように決定すると、炉は、ゾーンの温度を許容可能な限度内に維持するために制御部及び熱プローブを含む。生産中、全ての既定の条件が依然として許容可能な仕様に収まることを保証するために、熱電対を有する回路基板がリフローはんだ付け炉を通され得る。既存のプロセス制御の欠点は、リフロープロセス中に回路基板組立体に対する温度制御がないことである。回路基板の部品及びはんだ接合部の検査をはんだ付けの後に行うが、回路基板を加熱する時間の最中は検証されない。 To ensure that the reflow soldering oven is operating properly, thermocouples are provided on the printed circuit board to record the temperature of the circuit board over time. Thermocouples are placed at the lowest and hottest locations of the circuit board assembly and over critical components to ensure that the components do not overheat. Once the set point and conveyor speed are determined to be within acceptable specifications, the furnace includes controls and thermal probes to maintain the zone temperature within acceptable limits. During production, circuit boards with thermocouples may be run through a reflow soldering oven to ensure that all predetermined conditions remain within acceptable specifications. A drawback of existing process controls is the lack of temperature control for the circuit board assembly during the reflow process. Inspection of circuit board components and solder joints is performed after soldering, but not during the time the circuit board is heated.
既存のプロセス制御は、ガス温度を測定するが、回路基板組立体における実際の温度は測定しない熱プローブを使用して、ゾーン温度及び条件を仕様内に維持することに関する。電子製造サービスの熱プロセスを規定、測定、監視及び改善するのに役立つソフトウェアツールを有する熱プロファイリングハードウェアが利用可能である。これらのシステムにより、プロセス制御がより良好になるため、リフローはんだ付け炉はよりスマートになり、欠陥が低減される。インテリジェントソフトウェアは、一貫した基板温度及びはんだ品質を保証する必要がある場合、炉の設定に変更を行う。 Existing process controls involve maintaining zone temperatures and conditions within specifications using thermal probes that measure gas temperatures but not the actual temperatures at the circuit board assembly. Thermal profiling hardware is available with software tools to help define, measure, monitor and improve thermal processes in electronic manufacturing services. These systems allow better process control, making reflow soldering ovens smarter and reducing defects. Intelligent software makes changes to furnace settings when necessary to ensure consistent board temperature and solder quality.
リフローはんだ付け炉のインテリジェントシステム及びプロセス制御にもかかわらず、はんだ付け中に回路基板組立体の実際の温度は検証されない。リフロー中の回路基板組立体の熱画像を取得することができる熱検出システムを実装すると、部品の損傷を防止し、はんだの欠陥を低減するプロセス制御に付加価値が生まれる。 Despite the intelligent systems and process controls of reflow soldering ovens, the actual temperature of the circuit board assembly is not verified during soldering. Implementing a thermal detection system that can capture thermal images of circuit board assemblies during reflow adds value to process control to prevent component damage and reduce solder defects.
本開示の実施形態は、炉の閉ループ温度制御を得るように、いくつかのＩＲカメラ組立体をリフローはんだ付け炉内に戦略的に位置決めした熱検出システムに関する。１つの実施形態において、ＩＲカメラ組立体のレンズは、正確な温度画像の作製を可能にするために清浄に保たれる。ＩＲカメラ組立体は、レンズの前に特殊なチャンバーを備え、このチャンバーに窒素がパージされて過圧が発生し、フラックスで汚染されたガスがレンズ上に凝縮することが回避される。清浄なレンズをフラックス残留物から保守するために本明細書において開示される別の方法は、ロールシステム上のレンズの前に透明箔を有することである。箔が汚れると、ロールは転回して新たな清浄な透明の箇所が出てくる。加えて、リフローはんだ付け炉は、ゾーン内のガスを清浄にする触媒を含むことができる。 Embodiments of the present disclosure relate to a thermal sensing system in which several IR camera assemblies are strategically positioned within a reflow soldering furnace to obtain closed loop temperature control of the furnace. In one embodiment, the lens of the IR camera assembly is kept clean to enable production of accurate temperature images. The IR camera assembly includes a special chamber in front of the lens that is purged with nitrogen to create an overpressure to avoid condensation of flux-contaminated gases on the lens. Another method disclosed herein to maintain clean lenses from flux residue is to have a transparent foil in front of the lenses on a roll system. When the foil becomes dirty, the roll is rotated to reveal a new clean transparent spot. Additionally, reflow soldering ovens can include a catalyst to clean the gas within the zone.
熱検出システムの実施形態は、リフロープロセスを制御する閉ループシステムの一部となる熱画像の使用を含む。熱画像からのデータは、リフローはんだ付け炉のインテリジェント制御システム内に統合される。カメラは、３Ｄ熱カメラ又は一般的な２Ｄカメラであり得る。生成されるデータ（異なる領域、部品、はんだペースト及び基板材料の温度）は、トレーサビリティ及び補正アクションのために使用することができる。リフロープロセスにおいて、複数のカメラを有することができる。熱画像スキャンは、リフロープロセスのスナップショットである。しかしながら、複数のカメラが設置される場合、スナップショットの収集物を使用して、液相線を上回る時間及びピーク温度のように重要なプロセスパラメーターを計算することができる。このデータを欠陥レベルに相関付けることができ、必要な変更を行うために、予防的アクションをプリンター又はディスペンサー又はピックアンドプレース機に送信することができる。 Embodiments of the thermal detection system include the use of thermal images to be part of a closed loop system that controls the reflow process. Data from the thermal images is integrated within the reflow soldering oven's intelligent control system. The camera can be a 3D thermal camera or a general 2D camera. The data generated (temperatures of different areas, components, solder paste and substrate materials) can be used for traceability and corrective actions. In the reflow process, it is possible to have multiple cameras. A thermal image scan is a snapshot of the reflow process. However, if multiple cameras are installed, the collection of snapshots can be used to calculate important process parameters such as time above liquidus and peak temperature. This data can be correlated to defect levels and preventive actions can be sent to the printer or dispenser or pick and place machine to make the necessary changes.
画像スキャンは、偏差を信号発信することもでき、リフローはんだ付け炉は、それに応じて応答することができる。温度が低すぎる又は高すぎる場合、コンベヤ速度を変更すること、又は熱伝導を増減するように１つ以上の加熱ゾーンのファン速度を調整すること等、種々のアクションを行うことができる。温度補正を行う他の方法は、回路基板を一時的に止めてより高温にすること、又は回路基板が高温すぎるとき、ゾーンに回路基板を押し通してより短い加熱時間を実現することである。これらの細かい補正には、回路基板の間に自由空間が必要になる。基板が低温すぎる場合、ＩＲランプをスキャナーの背後のゾーン内に設置して、仕様に収まるようにその特定の回路基板をより高速に加熱することができる。炉移送の追跡システムは、適切な瞬間にスキャンを行うように、リフローはんだ付け炉内の回路基板の位置を追跡するべきである。典型的には、コンベヤは、回路基板の速度を制御し、位置を規定するエンコーダー又は他のデバイスを有する。１つの実施形態において、回路基板を位置特定するために、追加のセンサーをスキャナー付近に設置することができる。回路基板は、バーコード、ＲＦＩＤタグ、又は他の何らかのタイプの識別情報トレーサビリティを有するように構成することができる。 The image scan can also signal deviations and the reflow soldering oven can respond accordingly. If the temperature is too low or too high, various actions can be taken, such as changing the conveyor speed or adjusting the fan speed of one or more heating zones to increase or decrease heat transfer. Other ways to perform temperature compensation are to temporarily shut down the circuit board to a higher temperature, or to push the circuit board through a zone to achieve a shorter heating time when the circuit board is too hot. These fine corrections require free space between the circuit boards. If the board is too cold, an IR lamp can be placed in a zone behind the scanner to heat that particular circuit board faster to meet specifications. The furnace transfer tracking system should track the position of the circuit board in the reflow soldering oven to perform the scan at the appropriate moment. Typically, the conveyor has an encoder or other device that controls the speed and defines the position of the circuit boards. In one embodiment, additional sensors can be placed near the scanner to locate the circuit board. The circuit board may be configured with a bar code, RFID tag, or some other type of identification traceability.
熱検出システムの実施形態は、画像スキャンを取得してリフロープロセス中のコンポーネント位置合わせを示し、コンポーネント移動欠陥を分析する。例えば、リフローはんだ付け炉内に複数のスキャナーが存在する場合、リフローはんだ付け炉内の位置は、コンポーネントが移動する場所で規定することができ、これは、このタイプの欠陥を回避するのに役立ち得る。更なるアクションは、ファンの交換、又は炉の特定のゾーンにおけるファン速度の低減を含むことができる。 Embodiments of the thermal detection system acquire image scans to show component alignment during the reflow process and analyze component movement defects. For example, if there are multiple scanners in a reflow soldering oven, the position in the reflow soldering oven can be defined by where the components move, which helps avoid this type of defect. obtain. Further actions may include replacing the fan or reducing fan speed in specific zones of the furnace.
熱検出システムの実施形態は、リフローはんだ付け炉内の戦略的な点における回路基板の温度プロファイルを取得するように更に構成される。これは、プローブの温度しか返さない熱電対プロファイリングよりも正確である。プローブの位置は、回路基板組立体上の最もクリティカルな箇所ではない場合があり、第２に、熱電対の取付けが非常に重要である。熱電対は、いくつかのランの後に緩む場合があるが、ＩＲカメラは、経時的に正確さを維持し、レンズが清浄さを維持していれば、サンプルの数によって制限されない。 Embodiments of the thermal detection system are further configured to obtain a temperature profile of the circuit board at strategic points within the reflow soldering oven. This is more accurate than thermocouple profiling, which only returns the temperature of the probe. The location of the probe may not be the most critical location on the circuit board assembly; second, thermocouple mounting is very important. Thermocouples may loosen after a few runs, but IR cameras maintain accuracy over time and are not limited by the number of samples provided the lens remains clean.
回路基板組立体をはんだ付けする一例示的なリフローはんだ付け装置の１つの実施形態が図１に示されている。そのような装置は、プリント回路基板製造及び組立の分野においてリフロー炉又はリフローはんだ付け炉とも呼ばれることがある。リフローはんだ付け炉は、図１において概して１０で示されており、その中を通過する回路基板上のはんだを予熱、リフローした後に冷却する通路を画定する断熱トンネルの形態でリフロー炉チャンバー１２を備える。リフロー炉チャンバー１２は、１つの例において、３つの予熱ゾーン１４、１６、１８と、その後に３つの浸漬ゾーン２０、２２、２４とを含む、複数の加熱ゾーンにわたって延在し、各ゾーンは、上部加熱器２６及び下部加熱器２８をそれぞれ備える。浸漬ゾーン２０、２２、２４の後には、例えば、同様に加熱器２６、２８を備える４つのスパイクゾーン３０、３２、３４、３６が続く。そして最終的に、スパイクゾーン３０、３２、３４、３６の後に、３つの冷却ゾーン３８、４０、４２が続く。他のリフローはんだ付け炉構成を提供することができる。
One embodiment of an exemplary reflow soldering apparatus for soldering circuit board assemblies is shown in FIG. Such equipment is also sometimes referred to as a reflow oven or reflow soldering oven in the field of printed circuit board manufacturing and assembly. The reflow soldering oven, indicated generally at 10 in FIG. 1, includes a
堆積されたはんだペースト及び電子部品を含む回路基板組立体４４は、固定速度コンベヤ（図１の破線において４６で示される）上の断熱リフロー炉チャンバー１２の各ゾーン（例えば、図１において左から右）を通過し、これにより、回路基板組立体の予熱、リフロー及びリフロー後の冷却の漸進的な制御が可能になる。固定速度コンベヤ４６は、ゾーンの間で分割し、可変速度コンベヤを具現することができることを理解されたい。予備的な予熱ゾーン１４、１６、１８において、基板組立体は、周囲温度からフラックス活性化温度まで加熱され、フラックス活性化温度は、鉛ベースのはんだの場合には約１３０℃～約１５０℃の範囲とすることができ、鉛を含まないはんだの場合にはより高温とすることができる。
Circuit board assemblies 44, including deposited solder paste and electronic components, are transported to each zone (e.g., from left to right in FIG. ), which allows for progressive control of preheating, reflow, and post-reflow cooling of the circuit board assembly. It should be appreciated that fixed
浸漬ゾーン２０、２２、２４において、回路基板組立体にわたる温度の変動は安定化し、活性化したフラックスが、リフローの前に部品の導線、電子パッド及びはんだ粉末を清浄にするための時間が設けられる。加えて、フラックス内のＶＯＣが気化される。浸漬ゾーン２０、２２、２４内の温度は、典型的には、鉛ベースのはんだの場合には約１４０℃～約１６０℃であり、鉛を含まないはんだの場合にはより高温である。或る特定の実施形態において、回路基板組立体は、浸漬ゾーン２０、２２、２４を通過するのに約３０秒～約４５秒を費やすことができる。
In the
スパイクゾーン３０、３２、３４、３６において、はんだをリフローするために、温度は素早く、はんだの溶融点を上回る温度まで上昇する。共晶又は準共晶スズ鉛はんだの溶融点は約１８３℃であり、リフロースパイクは、典型的には、溶融はんだのペースト範囲を超えるように溶融点を約２５℃～約５０℃上回るように設定される。鉛ベースのはんだの場合、スパイクゾーン内の典型的な最高温度は、約２００℃～約２２０℃の範囲内である。約２２５℃を上回る温度は、フラックスのベーキングを生じ、部品を損傷し、及び／又は接合部完全性を犠牲にするおそれがある。約２００℃を下回る温度は、接合部が完全にリフローすることを妨げるおそれがある。１つの実施形態において、回路基板組立体は、典型的には、スパイクゾーン３０、３２、３４、３６内の温度を、約１分にわたってリフロー温度を上回るように維持される。
In the
次に、冷却ゾーン３８、４０、４２において、温度はリフロー温度を下回り、回路基板組立体は、回路基板組立体がリフロー炉チャンバー１２を離れる前に、接合部を固化することで接合部完全性を維持するのに十分に冷却される。
Next, in cooling
フラックス抽出／濾過システム（図示せず）は、リフローはんだ付け炉１０によって生成されるガスから汚染物質を除去するために設けることができる。１つの実施形態において、入力ガスダクトは、リフロー炉チャンバー１２からフラックス抽出／濾過システムへの流体連通をもたらすように選択されるゾーンに又はそれらのゾーンの間に接続することができる。出力ガスダクトは、フラックス抽出／濾過システムからリフロー炉チャンバー１２に戻る流体連通をもたらすように選択されるゾーンに又はそれらのゾーンの間に接続することができる。動作時、蒸気流は、リフロー炉チャンバー１２から、入力ガスダクトを通して、システムを通して、その後、出力ガスダクトを通して、リフロー炉チャンバーに戻るように引き出される。入力ガスダクト、システム及び出力ガスダクトの同様の構成も同様に、リフローはんだ付け炉１０の他のゾーンから又はその間の蒸気流を引き出すように位置決めしてもよい。
A flux extraction/filtration system (not shown) may be provided to remove contaminants from the gases produced by the
リフローはんだ付け炉１０は、限定しないが、予熱ゾーン１４、１６、１８、浸漬ゾーン２０、２２、２４、スパイクゾーン３０、３２、３４、３６、及び冷却ゾーン３８、４０、４２に関連付けられる上部加熱器２６及び下部加熱器２８を含む、リフローはんだ付け炉のいくつかのステーションの動作を既知の方式で自動化するコントローラー５０を更に備える。図示のように、コントローラー５０は、リフローはんだ付け機１０のオペレーターが機械の動作を制御することができるユーザーインターフェースを備えるディスプレイ５２を備えることができる。
Reflow soldering
或る特定の実施形態において、コントローラー５０は、Microsoft社が提供するMicrosoft Windows（登録商標）オペレーティングシステム等の適切なオペレーティングシステムを、リフローはんだ付け炉１０の動作を制御するアプリケーション固有ソフトウェアとともに有するパーソナルコンピューターを使用するように構成することができる。コントローラー５０は、回路基板を製造する生産ラインを制御するために使用されるマスターコントローラーとネットワーク接続することができる。以下でより詳細に記載するように、熱検出システムによって取得される情報は、コントローラー５０によって使用して、リフローはんだ付け炉１０の性能を最適化することができる。この最適化には、反りの排除と、回路基板組立体上への電子部品のより良好でより信頼できる固定とが含まれる。
In certain embodiments,
図３を参照すると、リフローはんだ付け炉１０は、炉のゾーン内の熱を検出する、概して６０で示される熱検出システムを備える。図示の実施形態において、熱検出システム６０は、ＩＲカメラ組立体等、いくつかの、例えば３つのセンサー組立体を備え、それぞれ概して６２で示される。この例において、第１のＩＲカメラ組立体６２ａは、リフローはんだ付け炉１０の第３のゾーン（予熱ゾーン）と第４のゾーン（浸漬ゾーン）との間に位置決めされ、第２のＩＲカメラ組立体６２ｂは、第６のゾーン（浸漬ゾーン）と第７のゾーン（スパイクゾーン）との間に位置決めされ、第３のＩＲカメラ組立体６２ｃは、第９のゾーン（スパイクゾーン）と第１０のゾーン（冷却ゾーン）との間に位置決めされる。ＩＲカメラ組立体６２は、リフローはんだ付け炉の性能を最適化するために、リフローはんだ付け炉１０内の任意の場所に配備してもよいことを理解されたい。
Referring to FIG. 3,
各ＩＲカメラ組立体６２は、回路基板組立体が処理の前に適切にコンディショニングされることを確実にするために、ゾーンの間を通る際の回路基板組立体４４の温度を測定するように戦略的に配備される。各ＩＲカメラ組立体６２から取得される情報は、コントローラー５０に通信され、コントローラー５０は、リフローはんだ付け炉１０を通過する後続の回路基板組立体の閉ループ処理を提供する。
Each
リフローはんだ付け炉の用途について図４及び図５を更に参照すると、各ＩＲカメラ組立体６２は、リフローはんだ付け炉１０のチャンバー１２の上部壁６６上に取り付けられるシュラウド６４を備える。シュラウド６４は、チャンバー１２の上部壁６６において形成される開口を貫通して、ＩＲカメラ組立体６２によってトンネルの温度を検知することを可能にする。支持構造体は、シュラウドの上部においてシュラウド６４上に取り付けられる支持ブラケット６８を更に備える。支持ブラケット６８は、シュラウド６４内に不活性雰囲気を提供するように窒素（Ｎ２）源に接続するためのポート７０を備える。支持ブラケット６８は、センサーを支持ブラケットに接続するための入力ポート７２を更に備える。
With further reference to FIGS. 4 and 5 for reflow soldering oven applications, each
ＩＲカメラ組立体６２は、ＩＲカメラ７４を具現する温度センサーを更に備え、これは支持ブラケット６８によって動作位置に支持される。入力ポート７２にはケーブル７６が固定され、ＩＲカメラ７４をコントローラー５０に接続する。上述のように、任意のタイプの温度センサーを利用して、リフローはんだ付け炉１０のトンネル（チャンバー１２）内を移動する回路基板組立体の温度を測定してもよい。ＩＲカメラ７４は、シュラウド６４を通してリフローはんだ付け炉１０のトンネル（チャンバー１２）に向けられる視野を有する。この構成は、ＩＲカメラ組立体６２のＩＲカメラ７４が、リフローはんだ付け炉１０のトンネル（チャンバー１２）内を移動する回路基板組立体の温度を検出して、この情報をコントローラー５０に通信するものとなっている。熱検出システム６０から取得されるデータは、以下でより詳細に記載する様々な目的のために使用することができる。
図６を参照すると、センサー組立体の代替的な実施形態が概して８０で示されている。図示のように、センサー組立体８０は、ガントリー８２と、ガントリー及びコントローラー５０に接続されるＩＲカメラ８４を具現する温度センサーとを備える。この構成は、ガントリー８２が、コントローラー５０の制御下で、ＩＲカメラ８４をトンネル（チャンバー１２）の幅に沿って移動させて、プリント回路基板組立体がリフローはんだ付け炉１０を通過する際のプリント回路基板組立体の幅にわたる温度データを取得するものとなっている。センサー組立体８０は、不活性（清浄）雰囲気内にＩＲカメラ８４を維持するためにシュラウド（図示せず）を更に備えることができる。
Referring to FIG. 6, an alternative embodiment of a sensor assembly is shown generally at 80. As shown,
ウェーブはんだ機
ウェーブはんだプロセスにおいて、プロセスステップはいくつかある。フラックスをプリント回路基板組立体のはんだ側（下部）に噴霧することによって、プリント回路基板組立体を清浄にするフラックス塗布ステップがある。フラックスを塗布した後、プリント基板組立体を予熱ユニットに移送する。予熱ユニットは、対流又は放射加熱器等、種々の構想を具現することができる。目的は、プリント回路基板組立体を、典型的にははんだ付け先側（solder destination side）（上側基板）上で測定される既定の温度まで加熱することである。予熱器によってフラックスを活性化し、回路基板組立体は、はんだが上側基板を実現するまでは固化しないほどの高温となる。プリント回路基板組立体は、はんだの波に入る。はんだ付けプロセスは、はんだ付けプロセスに必要な温度で維持されるはんだの被加熱タンクからなる。タンク内では、はんだの波がセットアップされ、プリント回路基板組立体は、回路基板組立体の下側がはんだウェーブに接触するように、はんだウェーブの上を通る。
Wave Soldering Machine There are several process steps in the wave soldering process. There is a flux application step that cleans the printed circuit board assembly by spraying flux onto the solder side (bottom) of the printed circuit board assembly. After applying the flux, the printed circuit board assembly is transferred to a preheating unit. The preheating unit can embody various concepts, such as convection or radiant heaters. The purpose is to heat the printed circuit board assembly to a predetermined temperature, typically measured on the solder destination side (upper board). The preheater activates the flux and brings the circuit board assembly to a high enough temperature that the solder does not solidify until the top board is realized. The printed circuit board assembly enters the solder wave. The soldering process consists of a heated tank of solder that is maintained at the temperature required for the soldering process. Within the tank, a wave of solder is set up and the printed circuit board assembly is passed over the solder wave such that the underside of the circuit board assembly contacts the solder wave.
予熱中の回路基板組立体の温度は、典型的には、パイロメーターを用いて測定される。これは、通常、回路基板組立体が最後の予熱ユニットを通過した後で、はんだウェーブステーションに入る直前に行われる。しかしながら、パイロメーターのスポットは限定されるため、データは基板全体の１つの小さい領域しかカバーしない。 The temperature of the circuit board assembly during preheating is typically measured using a pyrometer. This is typically done after the circuit board assembly passes through the last preheat unit and just before entering the solder wave station. However, since the pyrometer's spot is limited, the data only covers one small area of the entire substrate.
ＩＲカメラを有する熱検出システムの実施形態は、プリント回路基板組立体全体をスキャンして、プリント回路基板組立体から温度データを取得することが可能である。 Embodiments of the thermal detection system with an IR camera are capable of scanning the entire printed circuit board assembly to obtain temperature data from the printed circuit board assembly.
熱検出システムの実施形態は、ＩＲカメラをウェーブはんだ機とともに、最後の予熱ユニットの後に備える。ＩＲカメラによって提供されるデータは、閉ループプロセス制御に使用することができる。ＩＲカメラが予熱ユニット内のプリント回路基板組立体の上方に設置される場合、ＩＲカメラは、ウェーブはんだ付けステーションに入る前に指定の温度が後続の基板について実現されるように、ユニットの予熱器を変更する情報を提供することができる。結果として、プリント回路基板組立体は、プリント回路基板組立体がはんだ付けされるときに最適な温度を実現することができ、これにより、欠陥が生じるリスクは最小限になる。データは記録され、データを基板識別情報（バーコード又はＲＦＩＤのような）と組み合わせて、組立中の欠陥又は現場故障に相関付けされ得るトレーサビリティのために使用することができる。 Embodiments of the thermal detection system include an IR camera with the wave soldering machine after the last preheating unit. The data provided by the IR camera can be used for closed loop process control. If the IR camera is installed above the printed circuit board assembly in the preheating unit, the IR camera will be installed in the preheater of the unit so that the specified temperature is achieved for the subsequent board before entering the wave soldering station. You may provide information that changes the. As a result, the printed circuit board assembly is able to achieve optimal temperatures when the printed circuit board assembly is soldered, thereby minimizing the risk of defects. The data can be recorded and used for traceability, which can be combined with board identification information (such as barcodes or RFID) and correlated to defects during assembly or field failures.
図７を参照すると、一例示的なウェーブはんだ機が概して１００で示されている。ウェーブはんだ機は、プリント回路基板組立体に対してウェーブはんだ塗布を行うために使用される。上述のように、ウェーブはんだ機１００は、プリント回路基板製造／組立ラインにおけるいくつかの機械のうちの１つである。図示のように、ウェーブはんだ機１００は、機械のコンポーネントを収容するように適合されるハウジング又はフレーム１０２を備える。この構成は、コンベヤ１０４が、プリント回路基板組立体４４を送達し、ウェーブはんだ機１００が処理するものとなっている。
Referring to FIG. 7, one exemplary wave soldering machine is shown generally at 100. Wave solder machines are used to apply wave solder to printed circuit board assemblies. As mentioned above,
各回路基板組立体４４は、ウェーブはんだ機１００に入ると、トンネル１０６を通してコンベヤ１０２に沿った傾斜路（例えば、水平に対して６度）に沿って移動する。ウェーブはんだ機１００は、プリント回路基板組立体をウェーブはんだ付けのためにコンディショニングするために、概して１０８で示されるフラックス塗布ステーションと、概して１１０で示される予熱ステーションとを備える。回路基板組立体４４は、コンディショニングされる（すなわち、加熱される）と、コンベヤ１０２に沿って、はんだ材料をプリント回路基板組立体に塗布するウェーブはんだ付けステーション（概して１１２で示される）に移動する。コントローラー１１４は、限定しないが、フラックス塗布ステーション１０８、予熱ステーション１１０、及びウェーブはんだ付けステーション１１２を含むウェーブはんだ機１００のいくつかのステーションの動作を既知の方式で自動化するために設けられる。
Once each circuit board assembly 44 enters the
リフローはんだ付け炉１０に関連付けられるコントローラー５０と同様に、ウェーブはんだ機１００のコントローラー１１４は、Microsoft社が提供するMicrosoft Windows（登録商標）オペレーティングシステム等の適切なオペレーティングシステムを、ウェーブはんだ機の動作を制御するアプリケーション固有ソフトウェアとともに有するパーソナルコンピューターを使用するように構成することができる。コントローラー１１４は、回路基板を製造する生産ラインを制御するために使用されるマスターコントローラーとネットワーク接続することができる。リフローはんだ付け炉１０と同様に、熱検出システムによって取得される情報は、コントローラー１１４によって使用して、ウェーブはんだ機１００の性能を最適化することができる。この最適化には、反りの排除と、回路基板組立体上への電子部品のより良好でより信頼できる固定とが含まれる。
Similar to the
図８を参照すると、フラックス塗布ステーション１０８は、ウェーブはんだ機１００を通過してコンベヤ１０４上で移動するプリント回路基板組立体にフラックスを塗布するように構成されている。予熱ステーション１１０は、いくつかの予熱器（例えば、予熱器１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ）を含み、それらの予熱器は、ウェーブはんだ付けプロセスのためにプリント回路基板組立体を準備するために、トンネル１０６を通ってコンベヤ１０４に沿って移動するプリント回路基板組立体の温度を徐々に上昇させるように構成されている。ウェーブはんだ付けステーション１１２は、はんだ材料のリザーバーと流体連通しているウェーブはんだノズル組立体を含む。溶融はんだ材料をリザーバーからウェーブはんだノズル組立体に送達するために、リザーバー内にポンプが設けられている。はんだ付けされると、プリント回路基板組立体は、コンベヤ１０４を介してウェーブはんだ機１００から、製造ラインに設けられた別のステーション、例えば、ピックアンドプレース機に出る。
Referring to FIG. 8,
いくつかの実施形態において、ウェーブはんだ機１００は、ウェーブはんだ機のトンネル１０６から揮発性汚染物質を除去する、全体として１１６で示すフラックス管理システムを更に含むことができる。図２に示すように、フラックス管理システム１１６は、予熱ステーション１１０の下方に配置されている。１つの実施形態において、フラックス管理システム１１６は、ウェーブはんだ機１００内でハウジング１０２によって支持され、トンネル１０６と流体連通しており、それについては図２に概略的に示す。フラックス管理システム１１６は、トンネル１０６から汚染ガスを受け取り、ガスを処理し、トンネルに清浄なガスを戻すように構成されている。フラックス管理システム１１６は、特に不活性雰囲気において、ガスから揮発性汚染物質を除去するように特に構成されている。
In some embodiments,
図９及び図１０を参照すると、ウェーブはんだ機１００は、機械のゾーン内、例えば、予熱ステーション１１０とウェーブはんだ付けステーション１１２との間の熱を検出する熱検出システムを備える。熱検出システムは、概して１２０で示されるＩＲカメラ組立体を具現するセンサー組立体を備える。ＩＲカメラ組立体は、回路基板組立体が処理の前に適切にコンディショニングされることを確実にするために、ゾーンの間を通る際の回路基板組立体４４の温度を測定するように戦略的に配備される。ＩＲカメラ組立体１２０から取得される情報は、コントローラー１１４に通信され、コントローラー１１４は、ウェーブはんだ機１００を通過する後続の回路基板組立体の閉ループ処理を提供する。
Referring to FIGS. 9 and 10,
ウェーブはんだ機の用途の場合、ＩＲカメラ組立体１２０は、ウェーブはんだ機１００のトンネル１０６の上部に配置される取付けプレート１２２と、取付けプレート上に取り付けられるシュラウド１２４とを有する支持構造体を備える。シュラウド１２４は、ＩＲカメラ組立体によってトンネル１０６の温度を検知することを可能にするために、取付けプレート１２２内の開口を包囲する。支持構造体は、シュラウドの上部においてシュラウド１２４上に取り付けられる支持ブラケット１２６を更に備える。支持ブラケット１２６は、シュラウド内に不活性雰囲気を提供するように窒素（Ｎ２）源に接続するためのポート１２８を備える。支持ブラケット１２６は、センサーを支持ブラケットに接続するための入力ポート１３０を更に備える。
For wave solder machine applications,
ＩＲカメラ組立体１２０は、支持ブラケット１２６によって動作位置に支持されるＩＲカメラ１３２を更に備える。入力ポート１３０にはケーブル１３４が固定され、ＩＲカメラ１３２をコントローラー１１４に接続する。上述のように、任意のタイプの温度センサーを利用して、ウェーブはんだ機１００のトンネル１０６内で回路基板組立体の温度を測定してもよい。ＩＲカメラ１３２は、シュラウド１２４を通してウェーブはんだ機１００のトンネル１０６に向けられる視野を有する。この構成は、ＩＲカメラ組立体１２０のＩＲカメラ１３２が、ウェーブはんだ機１００のトンネル１０６内で回路基板組立体の温度を検出して、この情報をコントローラー１１４に通信するものとなっている。
選択的はんだ機
選択的はんだプロセスにおいて、プロセスステップはいくつかある。まず、フラックスをプリント回路基板組立体のはんだ側（下部）に噴霧することによって、プリント回路基板組立体を清浄にするフラックス塗布ステップがある。フラックスを塗布した後、プリント基板組立体を予熱ユニットに移送する。予熱ユニットは、対流又は放射加熱器等、種々の加熱構想を含むように構成することができる。このプロセスステップの目的は、プリント回路基板組立体を、典型的にはプリント回路基板組立体のはんだ付け先側（上部）上で測定される既定の温度まで加熱することである。フラックスを活性化し、プリント回路基板組立体は、選択的はんだプロセスが行われるまでは、はんだが固化しないような高温となる。本開示の熱検出システムを実装する前に、予熱中のプリント回路基板組立体の温度をパイロメーターによって測定することができるが、パイロメーターがプリント回路基板組立体に関して生成する熱情報は、非常に限定されたものである。
Selective Soldering Machine There are several process steps in the selective soldering process. First, there is a flux application step that cleans the printed circuit board assembly by spraying flux onto the solder side (bottom) of the printed circuit board assembly. After applying the flux, the printed circuit board assembly is transferred to a preheating unit. Preheating units can be configured to include various heating concepts, such as convection or radiant heaters. The purpose of this process step is to heat the printed circuit board assembly to a predetermined temperature, typically measured on the soldering target side (top) of the printed circuit board assembly. The flux is activated and the printed circuit board assembly is brought to such a high temperature that the solder does not solidify until the selective soldering process is performed. Although the temperature of the printed circuit board assembly during preheating can be measured by a pyrometer before implementing the thermal detection system of the present disclosure, the thermal information that the pyrometer generates about the printed circuit board assembly is very It is limited.
予熱後、プリント回路基板組立体をはんだ領域に移送し、２つのはんだプロセスのうちの一方を行うことができる。一方のはんだプロセスにおいて、ポイントツーポイントはんだプロセスを行うように構成される小型はんだノズルを用いてはんだを塗布する。別のはんだプロセスにおいて、はんだ接合部を１回のディップによって作製するマルチウェーブプレート（multi-wave plate）によってはんだを塗布する。 After preheating, the printed circuit board assembly can be transferred to a soldering area and one of two soldering processes can be performed. In one soldering process, solder is applied using a small solder nozzle configured to perform a point-to-point soldering process. In another soldering process, the solder is applied by a multi-wave plate where the solder joints are made in one dip.
熱検出システムの実施形態は、ＩＲカメラ（２Ｄ又は３Ｄ）を選択的はんだプロセスに含めることができる。このカメラによって提供されるデータは、閉ループプロセス制御に使用することができる。カメラが予熱プロセスにおいてプリント回路基板組立体の上方に設置される場合、カメラから取得される温度データは、選択的はんだ機が基板をはんだ付けステーションに移送する準備が整っているときに指定の温度が実現されるように、ユニットの電力を変更するための情報を提供することができる。結果として、プリント回路基板組立体は、はんだ付けされるときに最適な温度を実現することができ、これにより、欠陥が生じるリスクが最小限になる。データは記録することができ、データをバーコード又はＲＦＩＤ等の基板識別情報と組み合わせて、組立中の欠陥又は現場故障に相関付けされ得るトレーサビリティのために使用することができる。 Embodiments of the thermal detection system can include an IR camera (2D or 3D) in the selective soldering process. The data provided by this camera can be used for closed loop process control. If the camera is installed above the printed circuit board assembly during the preheating process, the temperature data obtained from the camera will be stored at the specified temperature when the selective soldering machine is ready to transfer the board to the soldering station. Information can be provided to change the power of the unit so that it is realized. As a result, the printed circuit board assembly can achieve optimal temperatures when soldered, which minimizes the risk of defects. The data can be recorded and used in conjunction with substrate identification information such as barcodes or RFID for traceability that can be correlated to defects or field failures during assembly.
はんだステーションにおいて、ＩＲスキャナーを実装することもできる。マルチウェーブディッププロセスの場合、２Ｄ又は３Ｄカメラは、はんだ接合部の温度を測定するように構成することができる。そのような構成は、プリント回路基板組立体がはんだ接合部における応力を回避するように移動する前に、はんだが固化している（溶融点未満）か否かを識別することができる。また、このデータは、トレーサビリティ目的にも、プロセス最適化目的にも使用することができる。 An IR scanner can also be implemented at the soldering station. For multi-wave dip processes, a 2D or 3D camera can be configured to measure the temperature of the solder joint. Such a configuration can identify whether the solder is solidified (below the melting point) before the printed circuit board assembly is moved to avoid stress in the solder joints. This data can also be used for both traceability and process optimization purposes.
ポイントツーポイントはんだプロセスの場合、ＩＲスキャナーをはんだステーションの上方に実装すると、プリント回路基板組立体の状態を記録し、温度が温度公差範囲内にあることを検証することに利益をもたらすことができる。この情報を使用して、欠陥を低減し、プロセス制御をより良好にすることができる。 For point-to-point soldering processes, implementing an IR scanner above the soldering station can be beneficial in recording the condition of the printed circuit board assembly and verifying that the temperature is within the temperature tolerance range. . This information can be used to reduce defects and improve process control.
熱検出システムの他の態様
いくつかの実施形態において、支持ブラケットは、ＩＲカメラを保護するＩＲカメラガラスを備える。図９を参照すると、ＩＲカメラ１３２を保護するためにレンズ１４０が設けられる。ウェーブはんだ機１００のＩＲカメラ組立体１２０とともに示すが、レンズ１４０又はカメラガラスを、リフローはんだ付け炉１０に関連付けられるＩＲカメラ組立体６２とともに設けてもよいことを理解されたい。保護カバーを生成するための他のタイプの材料を設けてもよい。ＩＲカメラガラスは、加圧空気がＩＲカメラガラスを横切って移動して「空気カーテン」を生成することにより、ＩＲカメラの阻害を防止するように位置決めされる。１つの実施形態において、ＩＲカメラを保護するために、可動フィルムを設けることができる。
Other Aspects of Thermal Detection Systems In some embodiments, the support bracket includes an IR camera glass that protects the IR camera. Referring to FIG. 9, a
レンズ１４０は、リフローはんだ付け炉１０に関連付けられるＩＲカメラ７４に適用することができる。
いくつかの実施形態において、シュラウドは、別の不活性流体源に接続されるように構成することができる。 In some embodiments, the shroud can be configured to be connected to another source of inert fluid.
いくつかの実施形態において、シュラウドは、ＩＲカメラを保護するために温度制御される流体源に対して構成することができる。 In some embodiments, a shroud can be configured for a temperature controlled fluid source to protect the IR camera.
いくつかの実施形態において、支持ブラケットは、完全な視野を実現するように、ＩＲカメラを所望の高さ及び所望の向きで取り付けるように構成することができる。図示の構成において、ＩＲカメラは、リフローはんだ付け炉のトンネルの上部に取り付けられる。しかしながら、ＩＲカメラは、リフローはんだ付け炉のトンネルの側部上に取り付けてもよい。側部取付けの場合、トンネルを通過する回路基板の上部及び下部を視認するために、ミラーを利用することができる。 In some embodiments, the support bracket can be configured to mount the IR camera at a desired height and orientation to achieve a complete field of view. In the configuration shown, the IR camera is mounted at the top of the tunnel of the reflow soldering oven. However, the IR camera may be mounted on the side of the tunnel of the reflow soldering oven. For side mounting, mirrors can be utilized to view the top and bottom of the circuit board passing through the tunnel.
いくつかの実施形態において、ＩＲカメラは、回路基板を横切ってカメラを移動させるガントリーとして機能する支持構造体上に取り付けることができる。ＩＲカメラは、リフローはんだ付け炉のトンネルの内側又は外側に位置決めしてもよい。 In some embodiments, the IR camera can be mounted on a support structure that acts as a gantry to move the camera across the circuit board. The IR camera may be positioned inside or outside the tunnel of the reflow soldering oven.
いくつかの実施形態において、ＩＲカメラ組立体は、リフローはんだ付け炉のトンネル内の選択された位置内の２つ以上の別個の場所を測定するように複数のＩＲカメラを備えることができる。 In some embodiments, the IR camera assembly may include multiple IR cameras to measure two or more separate locations within a selected location within a tunnel of a reflow soldering oven.
いくつかの実施形態において、１次元ラインスキャンカメラを使用して、回路基板温度を検出することができる。 In some embodiments, a one-dimensional line scan camera can be used to detect circuit board temperature.
いくつかの実施形態において、２次元カメラを使用して、回路基板温度を検出することができる。 In some embodiments, a two-dimensional camera can be used to detect circuit board temperature.
いくつかの実施形態において、既存のリフローはんだ付け炉は、例えば、取付けプレート、シュラウド、支持ブラケット、窒素接続部、ＩＲカメラケーブル及びＩＲカメラを含む、複数のＩＲカメラ組立体を含む熱検出システムのコンポーネントを含む後付けキットによって更新することができる。リフローはんだ付け炉のコントローラーのために、ソフトウェア更新を提供することができる。 In some embodiments, an existing reflow soldering furnace is equipped with a thermal detection system that includes multiple IR camera assemblies, including, for example, a mounting plate, a shroud, a support bracket, a nitrogen connection, an IR camera cable, and an IR camera. Can be updated by retrofit kit containing components. Software updates can be provided for reflow soldering furnace controllers.
いくつかの実施形態において、熱検出システムは、ＩＲカメラ組立体又は他の温度検出デバイスを使用してゾーン温度の閉ループ制御を提供するように、コントローラーを用いて構成される。そのような閉ループ制御により、オペレーターは、回路基板温度を監視し、回路基板上のホットスポットを、回路基板の上部及び下部上の両方で位置特定することが可能になる。 In some embodiments, the thermal detection system is configured with a controller to provide closed-loop control of zone temperatures using an IR camera assembly or other temperature sensing device. Such closed loop control allows an operator to monitor circuit board temperature and locate hot spots on the circuit board, both on the top and bottom of the circuit board.
いくつかの実施形態において、コントローラーは、リフローはんだ付け炉の様々なゾーンの閉ループ制御を可能にする実行可能なソフトウェアを用いて構成される。 In some embodiments, the controller is configured with executable software that allows closed loop control of various zones of the reflow soldering oven.
いくつかの実施形態において、熱検出システムから取得される情報は、将来のアクションのために収集及び分析される。 In some embodiments, information obtained from the thermal detection system is collected and analyzed for future action.
いくつかの実施形態において、熱検出システムのＩＲカメラ組立体は、特定の基板レベルの場所でリフローはんだ付け炉の或る特定のゾーン内で温度データを取得する。 In some embodiments, the IR camera assembly of the thermal detection system acquires temperature data within a particular zone of a reflow soldering oven at a particular board level location.
いくつかの実施形態において、熱検出システムのＩＲカメラ組立体は、生産ラインに関連付けられる下流パラメーターのプロセス制御用のデータをコントローラーに提供し、及び／又は機器の問題に対処する。 In some embodiments, the IR camera assembly of the thermal detection system provides data to the controller for process control of downstream parameters associated with the production line and/or to address equipment issues.
いくつかの実施形態において、プリント回路基板は、回路基板ごとのデータを追跡するために、バーコードスキャナー、又は他のタイプの識別システムによってスキャンされるバーコードを有する。 In some embodiments, the printed circuit board has a barcode that is scanned by a barcode scanner, or other type of identification system, to track data on a per-circuit board basis.
いくつかの実施形態において、熱検出システムのＩＲカメラ組立体は、必要な基板ゾーンに閉ループ局所加熱を提供するように、コントローラーによって使用される温度データを取得する。リアルタイムのゾーン間（zone-to-zone）温度調整を、回路基板温度の均一性又は所望の温度プロファイルを目的として行うことができる。 In some embodiments, the IR camera assembly of the thermal detection system acquires temperature data that is used by the controller to provide closed-loop localized heating to the required substrate zones. Real-time zone-to-zone temperature adjustments can be made for circuit board temperature uniformity or desired temperature profiles.
いくつかの実施形態において、回路基板の閉ループ処理は、熱伝達を最適化するように１つ以上のゾーンにおけるコンベヤ速度を制御するようにコンベヤを制御することを含むことができる。ファンブロワー速度を制御することもできる。１つの実施形態において、コンベヤは、複数のゾーンに対応する複数のセクションを含むことができ、各コンベヤセクションは、コントローラーによって制御され、コンベヤセクションの速度を制御し、ひいては、回路基板に印加される温度を制御する。回路基板の局所加熱は、この構成によって実現される。 In some embodiments, closed-loop processing of circuit boards can include controlling a conveyor to control conveyor speed in one or more zones to optimize heat transfer. Fan blower speed can also be controlled. In one embodiment, the conveyor can include multiple sections corresponding to multiple zones, and each conveyor section is controlled by a controller that controls the speed of the conveyor section and, in turn, the voltage applied to the circuit board. Control temperature. Local heating of the circuit board is achieved by this configuration.
いくつかの実施形態において、熱検出システムから取得されるデータは、様々な目的に使用することができる。例えば、データを顧客に通信することができる。データを使用して、特定の回路基板に関するデータが顧客に相関付けされる回路基板トレーサビリティを提供することができる。データを使用して、リフローはんだ付け炉内のホットスポットゾーン／レベルを発見することができる。データを使用して、リフローはんだ付け炉の性能を最適化することができる。データを使用して、処理機器の下流入力を提供することができる。データを使用して、回路基板に対してＩＲカメラ組立体によって行われるスキャンの開始時間及び終了時間を決定することができる。データを使用して、或る特定の基板ゾーン又はレベルを決定するために、回路基板の上下の回路基板プロファイルを生成することができる。データを顧客が他の分析に使用し、顧客サーバー／ネットワーク又はクラウド上に記憶することができる。 In some embodiments, data obtained from a thermal detection system can be used for various purposes. For example, data can be communicated to a customer. The data can be used to provide circuit board traceability where data regarding a particular circuit board is correlated to a customer. The data can be used to discover hot spot zones/levels within a reflow soldering oven. The data can be used to optimize the performance of the reflow soldering oven. The data can be used to provide downstream input for processing equipment. The data can be used to determine the start and end times of scans performed by the IR camera assembly on the circuit board. The data can be used to generate circuit board profiles above and below the circuit board to determine certain board zones or levels. The data can be used by the customer for other analysis and stored on the customer server/network or cloud.
いくつかの実施形態において、コントローラーは、基板がリフローはんだ付け炉を通してコンベヤ上を移動する際に、全ての基板の部品の温度を測定するためにスキャンモードを実現するように構成することができる。 In some embodiments, the controller can be configured to implement a scan mode to measure the temperature of all board components as the boards move on the conveyor through the reflow soldering oven.
いくつかの実施形態において、熱検出システムは、モアレ分析（歪み／応力分析）中に熱撮像を行って、温度ホットスポットと反り応答との間を相関付けるように構成される。 In some embodiments, the thermal detection system is configured to perform thermal imaging during moiré analysis (strain/stress analysis) to correlate between temperature hot spots and warp response.
いくつかの実施形態において、熱検出システムは、リフローはんだ付け、ウェーブはんだ付け、ＳＲＴリワーク、及び選択的はんだ付け中にホットスポット及びコールドスポットを発見する。 In some embodiments, the thermal detection system finds hot and cold spots during reflow soldering, wave soldering, SRT rework, and selective soldering.
いくつかの実施形態において、熱検出システムを使用して、基板設計及び機能性を改善するように分析を提供することができる。 In some embodiments, thermal detection systems can be used to provide analysis to improve board design and functionality.
いくつかの実施形態において、熱検出システムを使用して、リフロープロセスにおけるボイドを低減することができる。 In some embodiments, a thermal detection system can be used to reduce voids in the reflow process.
いくつかの実施形態において、熱検出システムは、欠陥を低減するように温度制御の向上を実現する。 In some embodiments, the thermal detection system provides improved temperature control to reduce defects.
いくつかの実施形態において、熱検出システムは、反りを低減し、ホットスポットを識別し、部品過熱を決定し、プロファイル検証を取得し、ボイドを低減する戦略的場所において、複数の赤外線（ＩＲ）カメラ組立体を利用することによって、リフローはんだ付け炉のゾーン温度の統合閉ループ制御を組み込む。 In some embodiments, the thermal detection system includes multiple infrared (IR) sensors at strategic locations to reduce warpage, identify hot spots, determine component overheating, obtain profile validation, and reduce voids. Incorporates integrated closed-loop control of zone temperatures in a reflow soldering oven by utilizing a camera assembly.
いくつかの実施形態において、熱検出システムは、周囲条件及び生産中の製品に基づいて自己調整される設定を有する自己検知機器を含むように構成され、これにより、コストを削減しながら、可視性、生産性、トレーサビリティ及び応答時間を増大させる。 In some embodiments, the thermal detection system is configured to include self-sensing equipment with settings that self-adjust based on ambient conditions and the product being produced, thereby reducing cost while increasing visibility. , increasing productivity, traceability and response time.
いくつかの実施形態において、熱検出システムにより、サプライチェーンにわたって予防的アクション可能インテリジェンスを伴う可視性及び処方的リアルタイム分析が可能になる。 In some embodiments, the thermal detection system enables visibility and prescriptive real-time analysis with proactive and actionable intelligence across the supply chain.
いくつかの実施形態において、熱検出システムは、閉ループシステム内の複雑度を管理することによって柔軟性を増大させる。 In some embodiments, the thermal detection system increases flexibility by managing complexity within a closed loop system.
いくつかの実施形態において、標準的又はカスタムインターフェース及びデータ出力を開発するオープンアーキテクチャによって、接続性が改善される。アーキテクチャはいくつかのＭＥＭＳをサポートする。 In some embodiments, connectivity is improved through an open architecture that develops standard or custom interfaces and data outputs. The architecture supports several MEMS.
いくつかの実施形態において、オペレーターのエラー及び人数を削減するように、自動交換及び消耗品補充を提供することによって、オートメーションが改善される。 In some embodiments, automation is improved by providing automatic replacement and consumable replenishment to reduce operator error and manpower.
いくつかの実施形態において、熱検出システムは、機械パラメーターへのオペレーター介入を削減し、閉ループ制御を提供してより高い歩留まりを促すことによって、自己最適化を実現する。 In some embodiments, the thermal detection system achieves self-optimization by reducing operator intervention on machine parameters and providing closed-loop control to promote higher yields.
いくつかの実施形態において、リフローはんだ付け炉又はウェーブはんだ機の実際のニーズに基づいて、予測的保守項目を提供することによって、保守が改善される。また、保守の改善により、保守に基づく計画時間の代わりとなる又は計画時間が削減される。 In some embodiments, maintenance is improved by providing predictive maintenance items based on the actual needs of the reflow soldering oven or wave soldering machine. The maintenance improvements also replace or reduce maintenance-based planning time.
いくつかの実施形態において、リフローはんだ付け炉又はウェーブはんだ機に関連付けられるコントローラーは、コントローラーが取得した動作パラメーターに基づいて炉又は機械の動作を制御するように適合されるコントローラーを含む。コントローラーは、生産ラインに関連付けられるコントローラーと通信するように構成することができる。１つの実施形態において、コントローラーは、別のコントローラー、例えば、生産ラインに関連付けられるコントローラーと、コントローラー領域ネットワーク（ＣＡＮ）バス又は他のタイプのネットワークを介して通信するように構成することができる。他の実施形態において、マスターコントローラーは、生産ラインに関連付けられる個々の機器のコントローラーの動作を制御するために設けることができる。コントローラーは、コントローラーに動作可能に結合されるディスプレイを備えることができる。ディスプレイは、リフローはんだ付け炉又はウェーブはんだ機の動作パラメーター、例えば、限定しないが、炉又は機械のゾーンを通した温度データ、又は機械のはんだレベルに関連付けられるデータを表示するように適合される。そのような情報を獲得するために、適切なセンサーを設けることができる。上記の実施形態の代わりに又はこれに加えて、動作パラメーターは、リフローはんだ付け炉内に設けられるディスプレイ、ウェーブはんだ機内に設けられるディスプレイ、及び／又は生産ラインに関連付けられるディスプレイ上に表示してもよい。 In some embodiments, a controller associated with a reflow soldering furnace or wave soldering machine includes a controller adapted to control operation of the furnace or machine based on operating parameters obtained by the controller. The controller can be configured to communicate with a controller associated with a production line. In one embodiment, a controller may be configured to communicate with another controller, such as a controller associated with a production line, via a controller area network (CAN) bus or other type of network. In other embodiments, a master controller may be provided to control the operation of individual equipment controllers associated with the production line. The controller can include a display operably coupled to the controller. The display is adapted to display operating parameters of the reflow soldering oven or wave soldering machine, such as, but not limited to, temperature data through a zone of the oven or machine, or data associated with the solder level of the machine. Appropriate sensors can be provided to obtain such information. Alternatively or in addition to the above embodiments, the operating parameters may be displayed on a display provided within a reflow soldering oven, a display provided within a wave soldering machine, and/or a display associated with a production line. good.
他の実施形態において、リフローはんだ付け炉又はウェーブはんだ機を通して移動する回路基板等の物品の材料識別は、その物品を操作するデバイスと、物品をスキャンして識別するスキャナーとを含むことができる。例えば、リフローはんだ付け炉又はウェーブはんだ機は、回路基板を回転させて、回路基板上に提供されるコード又は所定の識別マークを、炉又は機械上に設けられるスキャナーに位置合わせするピンチホイールを備えるように構成することができる。このシステムは、回路基板に関連付けられる材料識別情報を、リフローはんだ付け炉又はウェーブはんだ機のレシピ、生産時間等に結び付けるように構成される。１つの実施形態において、物品を識別するためのバーコードを実装することができる。例えば、バーコードは、ＵＰＣコードの１Ｄスキャナー、ＱＲＣコードの２Ｄスキャナー、物品に適用される印刷ラベル、又は物品にエッチングされたレーザーエッチングラベルを含むことができる。別の実施形態において、物品を識別するＲＦＩＤシステムを実装することができる。例えば、ＲＦＩＤシステムは、物品に適用されるＲＦＩＤタグと、リフローはんだ付け炉又はウェーブはんだ機に関連付けられるＲＦＩＤリーダーとを備えることができる。ＲＦＩＤシステムの場合、リーダーと物品との間の見通し線は必要ない。さらに、可動カート内の全ての物品を識別するために、スキャンは必要ない。別の実施形態において、物品を識別する撮像又はビジョンシステムを実装することができる。 In other embodiments, material identification of an article, such as a circuit board, being moved through a reflow soldering oven or wave soldering machine can include a device that manipulates the article and a scanner that scans and identifies the article. For example, a reflow soldering oven or wave soldering machine is equipped with a pinch wheel that rotates the circuit board to align a code or predetermined identification mark provided on the circuit board to a scanner provided on the oven or machine. It can be configured as follows. The system is configured to link material identification information associated with a circuit board to a reflow soldering oven or wave soldering machine recipe, production time, etc. In one embodiment, a barcode may be implemented to identify the item. For example, a barcode can include a 1D scanner for UPC codes, a 2D scanner for QRC codes, a printed label applied to the article, or a laser etched label etched into the article. In another embodiment, an RFID system can be implemented to identify items. For example, an RFID system can include an RFID tag applied to an article and an RFID reader associated with a reflow soldering oven or wave soldering machine. For RFID systems, line of sight between the reader and the item is not required. Additionally, scanning is not required to identify all items within the mobile cart. In another embodiment, an imaging or vision system may be implemented to identify items.
いくつかの実施形態において、リフローはんだ付け炉又はウェーブはんだ機を通して処理される物品を追跡するために、データベースが提供される。１つの実施形態において、データベースは、オープンアプリケーション（アプリ）アーキテクチャを含むことができ、データをリフローはんだ付け炉又はウェーブはんだ機にプッシュするように構成することができる。炉又は機械は、炉又は機械と通信して、炉又は機械及び／又は生産ラインに対してデータをプッシュ／プルするように構成するか、又は生産ラインと直接通信するように構成することができる。データベースは、ジョブ情報又は材料情報を含むことができる。データベースは、生産ライン、リフローはんだ付け炉及び／又はウェーブはんだ機に関連付けられる製造実行システム（ＭＥＳ）と更に通信することができる。ＭＥＳシステムは、生産ランにいずれの材料が必要かを知るように構成することができる。可動カートは、ＭＥＳシステムと通信して、リフローはんだ付け炉又はウェーブはんだ機への物品の送達を調整するように構成することができる。 In some embodiments, a database is provided to track items being processed through a reflow soldering oven or wave soldering machine. In one embodiment, the database can include an open application (app) architecture and can be configured to push data to a reflow soldering oven or wave soldering machine. The furnace or machine may be configured to communicate with the furnace or machine to push/pull data to the furnace or machine and/or the production line, or may be configured to communicate directly with the production line. . The database may include job information or material information. The database may further communicate with a manufacturing execution system (MES) associated with the production line, reflow soldering oven, and/or wave soldering machine. The MES system can be configured to know which materials are needed for a production run. The mobile cart can be configured to communicate with the MES system to coordinate delivery of articles to a reflow soldering oven or wave soldering machine.
データベースは、識別情報、例えばバーコードナンバーに基づいて物品に関する情報を取り出すように更に構成することができる。１つの実施形態において、リフローはんだ付け炉又はウェーブはんだ機が、可動カートから届く材料を受け入れるようにプログラミングされる中央管理システムを提供することができる。リフローはんだ付け炉又はウェーブはんだ機は、ネットワークから炉又は機械を通して回路基板を処理するようにデータベースを更新するようにプログラミングされ、ネットワークはＭＥＳシステムに結び付けられる。 The database may be further configured to retrieve information about the item based on identification information, such as a barcode number. In one embodiment, a central management system can be provided in which reflow soldering ovens or wave soldering machines are programmed to accept material arriving from mobile carts. The reflow soldering oven or wave soldering machine is programmed to update the database as it processes circuit boards from the network through the oven or machine, and the network is tied to the MES system.
データベースは、追加の情報、例えば、温度データ、処理される回路基板の数、及び／又はリフローはんだ付け炉又はウェーブはんだ機に関連付けられる材料の消費量を記憶するように更に構成することができる。データベースは、情報をローカルに又はリモートに記憶するように構成することができ、１つ以上の生産ランに関連付けられるデータを記憶するように構成することができる。 The database may be further configured to store additional information, such as temperature data, the number of circuit boards processed, and/or material consumption associated with the reflow soldering oven or wave soldering machine. The database can be configured to store information locally or remotely, and can be configured to store data associated with one or more production runs.
データベースは、新たな生産ランが想定又はプログラミングされるときに予測データを共有するように構成することができる。例えば、温度処理効率に関する情報を記憶することに関して、データベースは、以下のこと、すなわち、ペースト消耗物品が補充を必要とする場合に、温度ゾーンデータ、処理される回路基板の数及びタイプに関する情報を記憶することと、アラーム及び／又はレポートをトリガーすることと、リフローはんだ付け炉、ウェーブはんだ機及び／又は生産ラインに関連付けられる在庫制御システムに信号発信することと、動作パラメーター及び実際の使用量及び上流／下流機器アクティビティに基づいて消耗品の使用量に関して分析を行うことと、取替え又は保守を予測することと、複数のサイトにわたって相関付けて将来の生産ランパラメーターを予測することとのうちの１つ以上を行うように構成することができる。 The database can be configured to share forecast data when new production runs are envisaged or programmed. For example, with respect to storing information regarding temperature processing efficiency, the database may store information regarding temperature zone data, number and type of circuit boards being processed, when paste consumables require replenishment, etc. storing, triggering alarms and/or reports, and signaling to inventory control systems associated with reflow soldering ovens, wave soldering machines and/or production lines, operating parameters and actual usage and one of: performing analysis on consumable usage based on upstream/downstream equipment activity and predicting replacement or maintenance; and correlating across multiple sites to predict future production run parameters. It can be configured to do more than one thing.
データベースは、ロットトレーサビリティに関連付けられるデータを記憶するように構成することができる。加えて、回路基板のＲＦＩＤ又は機械的キーイングは、これらの物品が処理のためにリフローはんだ付け炉又はウェーブはんだ機内に挿入されたときに、正しい位置合わせ／向き／方向／前後／上下を確実にするために提供される。低コストのリーダーがこの機能を行うことができる。 The database may be configured to store data associated with lot traceability. In addition, RFID or mechanical keying of circuit boards ensures correct alignment/orientation/orientation/front-to-back/top-down when these items are inserted into a reflow soldering oven or wave soldering machine for processing. provided for. A low cost reader can perform this function.
このように、本開示の少なくとも１つの実施形態のいくつかの態様について記載したが、当業者には様々な改変、変更及び改善が容易に想到することが理解されるべきである。こうした改変、変更及び改善は、本開示の一部であるように意図され、本開示の趣旨及び範囲内にあるように意図されている。したがって、上述した記載及び図面は単に例としてのものである。 Having thus described several aspects of at least one embodiment of the present disclosure, it should be understood that various modifications, changes, and improvements will readily occur to those skilled in the art. Such alterations, modifications, and improvements are intended to be part of this disclosure, and are intended to be within the spirit and scope of this disclosure. Accordingly, the above description and drawings are given as examples only.
１０ リフローはんだ付け炉
１２ リフロー炉チャンバー
１４ 予熱ゾーン
１６ 予熱ゾーン
１８ 予熱ゾーン
２０ 浸漬ゾーン
２２ 浸漬ゾーン
２４ 浸漬ゾーン
２６ 上部加熱器
２８ 下部加熱器
３０ スパイクゾーン
３２ スパイクゾーン
３４ スパイクゾーン
３６ スパイクゾーン
３８ 冷却ゾーン
４０ 冷却ゾーン
４２ 冷却ゾーン
４４ プリント回路基板組立体
４６ 固定速度コンベヤ
５０ コントローラー
５２ ディスプレイ
６０ 熱検出システム
６２ ＩＲカメラ組立体
６２ａ 第１のＩＲカメラ組立体
６２ｂ 第２のＩＲカメラ組立体
６２ｃ 第３のＩＲカメラ組立体
６４ シュラウド
６６ 上部壁
６８ 支持ブラケット
７０ ポート
７２ 入力ポート
７４ ＩＲカメラ
７６ ケーブル
８０ センサー組立体
８２ ガントリー
８４ ＩＲカメラ
１００ ウェーブはんだ機
１０２ ハウジング
１０４ コンベヤ
１０６ トンネル
１０８ フラックス塗布ステーション
１１０ 予熱ステーション
１１０ａ 予熱器
１１０ｂ 予熱器
１１０ｃ 予熱器
１１２ ステーション
１１４ コントローラー
１１６ フラックス管理システム
１２０ ＩＲカメラ組立体
１２２ プレート
１２４ シュラウド
１２６ 支持ブラケット
１２８ ポート
１３０ 入力ポート
１３２ ＩＲカメラ
１３４ ケーブル
１４０ レンズ
10
Claims (20)
複数の処理ゾーンを貫通するトンネルを備えるチャンバーハウジングと、
前記複数の処理ゾーンを通して前記トンネル内の電子基板を移送するコンベヤと、
前記チャンバーハウジングに結合される少なくとも１つの温度センサーを備える熱検出システムであって、前記少なくとも１つの温度センサーは、該少なくとも１つの温度センサーの直近を通過する前記電子基板の温度を検出する熱検出システムと、
前記複数の処理ゾーン、前記コンベヤ及び前記熱検出システムに結合されるコントローラーであって、前記熱検出システムから温度データを受信するコントローラーとを具備する装置。 In equipment for bonding electronic components to electronic boards,
a chamber housing with a tunnel passing through the plurality of processing zones;
a conveyor for transporting electronic substrates in the tunnel through the plurality of processing zones;
A thermal detection system comprising at least one temperature sensor coupled to the chamber housing, the at least one temperature sensor detecting a temperature of the electronic board passing in close proximity to the at least one temperature sensor. system and
a controller coupled to the plurality of processing zones, the conveyor, and the thermal detection system, the controller receiving temperature data from the thermal detection system.
複数の処理ゾーンを貫通するトンネルを備えるチャンバーハウジングを通して電子基板を移送することと、
前記チャンバーハウジングに結合される少なくとも１つの温度センサーを備える熱検出システムの直近を通過する前記電子基板の温度を検出することと、
前記複数の処理ゾーン、前記コンベヤ及び前記熱検出システムに結合されるコントローラーを用いて、前記熱検出システムから温度データを受信することとを含む方法。 In a method for joining an electronic component to an electronic board in a device,
transporting an electronic substrate through a chamber housing that includes a tunnel through a plurality of processing zones;
sensing the temperature of the electronic board passing in close proximity to a thermal detection system comprising at least one temperature sensor coupled to the chamber housing;
receiving temperature data from the thermal detection system using a controller coupled to the plurality of processing zones, the conveyor, and the thermal detection system.
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US202063120971P | 2020-12-03 | 2020-12-03 | |
| US63/120,971 | 2020-12-03 | ||
| US17/511,907 | 2021-10-27 | ||
| US17/511,907 US20220181177A1 (en) | 2020-12-03 | 2021-10-27 | Apparatus having closed loop ir camera heat detection system and method |
| PCT/US2021/061639 WO2022120069A1 (en) | 2020-12-03 | 2021-12-02 | Apparatus having closed loop ir camera heat detection system and method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2023552207A true JP2023552207A (en) | 2023-12-14 |
Family
ID=79259293
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2023533977A Pending JP2023552207A (en) | 2020-12-03 | 2021-12-02 | Apparatus and method with closed loop IR camera thermal detection system |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP4255660A1 (en) |
| JP (1) | JP2023552207A (en) |
| TW (1) | TW202227208A (en) |
| WO (1) | WO2022120069A1 (en) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10209629A (en) * | 1997-01-18 | 1998-08-07 | Matsushita Electric Works Ltd | Reflow soldering device |
| US5971249A (en) * | 1997-02-24 | 1999-10-26 | Quad Systems Corporation | Method and apparatus for controlling a time/temperature profile inside of a reflow oven |
-
2021
- 2021-12-02 EP EP21836683.9A patent/EP4255660A1/en active Pending
- 2021-12-02 TW TW110145015A patent/TW202227208A/en unknown
- 2021-12-02 JP JP2023533977A patent/JP2023552207A/en active Pending
- 2021-12-02 WO PCT/US2021/061639 patent/WO2022120069A1/en active Application Filing
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW202227208A (en) | 2022-07-16 |
| WO2022120069A1 (en) | 2022-06-09 |
| EP4255660A1 (en) | 2023-10-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2018139571A1 (en) | Soldering system, control device, control method, and program | |
| US6757966B2 (en) | Component mounting system and mounting method | |
| US20220181177A1 (en) | Apparatus having closed loop ir camera heat detection system and method | |
| US8240543B2 (en) | Electronic component mounting system, electronic component placing apparatus, and electronic component mounting method | |
| US6944521B2 (en) | Method of providing board packaging line program | |
| JP6178978B2 (en) | Electronic component mounting system and electronic component mounting method | |
| JPH10322015A (en) | Method and equipment for controlling time/temperature profile in reflow oven | |
| JP2014135425A (en) | Quality control system of printed circuit board | |
| US20230180395A1 (en) | Enhanced control using ai in apparatus having ir camera heat detection system | |
| US7663073B2 (en) | Optical processing apparatus | |
| CN116648321A (en) | Apparatus and method with closed loop IR camera heat detection system | |
| JP3873757B2 (en) | Electronic component mounting system and electronic component mounting method | |
| JP2023552207A (en) | Apparatus and method with closed loop IR camera thermal detection system | |
| JP7079371B2 (en) | Correction amount calculation device and correction amount calculation method | |
| JP6348145B2 (en) | Semiconductor laser device soldering system | |
| WO2024163004A1 (en) | Enhanced control using ai in apparatus having ir camera heat detection system | |
| JP3065750B2 (en) | Soldering inspection correction device | |
| WO2021240979A1 (en) | Mounting board manufacturing device and mounting board manufacturing method | |
| JP3900166B2 (en) | Component mounting board manufacturing apparatus and manufacturing method | |
| JP2018160645A (en) | Component mounting system and component mounting method | |
| JP5183991B2 (en) | Position confirmation device and position confirmation method | |
| JP2005085708A (en) | Local heating device and method | |
| JP2005135952A (en) | Device and method for mounting electronic component | |
| WO2023028182A1 (en) | Calibration of a soldering machine | |
| JP5503605B2 (en) | Soldering reflow device |