JPH08153965A - リフロー装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、プリント板搭載部品のリフロー処
理をリフロー装置制御部の制御により行うリフロー装置
において、稼働時間の低下を防止するリフロー装置を提
供することを目的とする。 【構成】 リフロー装置のマガジンラック搬入部に、バ
ーコード・リーダーを設け、搬入する一連のプリント板
を搭載したマガジンラックのバーコードを読み取る。そ
して、リフロー装置制御部はこれらのバーコードデータ
を記憶するとともに、同一リフロー条件のプリント板を
グルーピングし、現在リフロー処理中のプリント板のリ
フロー設定温度条件とリフロー処理しようとするグルー
ピングされた複数のプリント板グループのリフロー設定
温度条件とを比較して、所定の条件の順にグループ単位
でリフロー処理するよう構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プリント板のチップ部
品実装から半田付け作業まで行うプリント板自動実装工
程におけるリフロー装置の効率運用方法に関する。

【０００２】図８に示すように、プリント板に小さなチ
ップ部品を搭載するプリント板自動実装工程の概略の工
程として、先ず、プリント板へバーコード吹き付け機で
バーコードの吹き付けを行い、部品を搭載する位置に専
用の印刷機でクリーム半田を印刷する。そして、チップ
部品搭載機でチップ部品を搭載を行い、リフロー装置で
リフロー処理を行うような手順になっている。

【０００３】そして、これらの各工程の終了時、各工程
においてバーコード・リーダーでマガジンラックのバー
コードを読み取り、リフロー装置制御部がこれらの各工
程の終了日時データを記憶し、リフロー装置制御部で行
う管理の対象としている。

【０００４】電子機器のプリント板ユニットのリフロー
処理で使用するリフロー装置のリフロー処理プロセス
は、プロヒート工程（予備加熱工程）と半田溶融工程と
冷却工程により一連のリフロー処理工程が終了する。

【０００５】プリント板のリフロー処理工程では、プリ
ント板の板厚，部品数，部品の熱容量等によって、プリ
ント板毎に最適のリフロー温度を決定しており、幾種類
かのプリント板で構成する一連の半田付けの各工程にお
いては、温度プロファイルといって、プリント板によっ
て変化する最適温度の変化を時間軸で表した図表を用い
てリフロー処理を行っている。

【０００６】リフロー炉内は、いくつかのゾーンに区分
されている。例えば、３段階のプリヒートゾーンと１つ
の本加熱ゾーンの４つのゾーンがあるとすると、例え
ば、本加熱ゾーンの温度が２５０°Ｃとすれば、プリヒ
ートゾーンでは、一番目のゾーンから１５０°Ｃ，１６
５°Ｃ，１７８°Ｃのように徐々に温度を高く本加熱ゾ
ーンの温度に近づけて行くような温度傾斜になってい
る。本加熱ゾーンの温度が高くなれば、プリヒートゾー
ンの温度傾斜も高くなってくる。

【０００７】上述したように、同一温度設定条件でも、
プリント板の板厚や部品数，部品の熱容量等によって、
プロファイルが変化するが、安定した品質を維持するた
めには、各プリント板について最適の温度プロファイル
にすることは当然である。

【０００８】従来の多量生産一括製造と比較して近年で
は多品種ランダム製造になって来ており、温度条件の変
更が多くなって来ているが、リフロー装置でのリフロー
処理の運用効率を高くすることが要求されている。

【０００９】

【従来の技術】図９に従来のリフロー装置のフロー例を
示す。従来のリフロー装置では、プリント板を搭載した
マガジンラックを所定のラック収納棚へ収納すると、収
納した順序に、マガジンラックに搭載したプリント板を
リフロー炉へ投入し、投入したプリント板の温度プロフ
ァイルに従って温度調節しリフロー処理していた。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図９に
示す従来のリフロー装置の場合、リフロー炉へプリント
板を投入する順序はラック収納棚へ収納した順序である
ため、図１０の例に示すように、温度設定条件が投入す
るプリント板毎に違っていると、その都度温度調節が必
要となり、また、温度調節している間は、コンベアの移
動を停止する必要がある等、リフロー装置の稼働時間の
低下要因となっていた。

【００１１】本発明は、係る問題を解決するもので、リ
フロー炉の温度調節回数を減少させて稼働時間の低下を
防止するリフロー装置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理を説
明する図である。本発明は、プリント板に搭載した部品
のリフロー処理を、リフロー装置制御部の制御で、予め
記憶している複数のリフロー設定温度条件に対応したプ
ログラムのうちの指定された条件のプログラムに基づい
てリフロー処理するリフロー装置であって、該リフロー
装置のマガジンラック搬入部に、バーコード・リーダー
を設けて、搬入する一連のプリント板を搭載した該マガ
ジンラックのバーコードを読み取る。

【００１３】そして、前記リフロー装置制御部は、該バ
ーコードデータを記憶するとともに、現在リフロー処理
中のプリント板のリフロー設定温度条件とこれからリフ
ロー処理するプリント板のリフロー設定温度条件とを比
較して、所定の条件の順に一連の該プリント板をリフロ
ー処理することにより、目的を達成できる。

【００１４】特に、前記リフロー装置制御部は、現在リ
フロー処理中のプリント板のリフロー設定温度条件とこ
れからリフロー処理するプリント板のリフロー設定温度
条件とを比較して、設定条件変更の小さい順に一連の該
プリント板をリフロー処理することにより、目的を達成
できる。

【００１５】また、前記リフロー装置制御部は、リフロ
ー処理条件が同じプリント板を自動的にグルーピング
し、グルーピングされた該プリント板を連続してリフロ
ー処理することで、リフロー条件設定変更回数を減少さ
せる。

【００１６】また、前記リフロー装置制御部は、バーコ
ード・リーダーで読み取ったバーコードデータを用いて
経過時間を計算し、所定の時間を経過しているプリント
板を認識すると、優先してリフロー処理することによ
り、目的を達成できる。

【００１７】さらに、前記リフロー装置制御部は、前工
程等で事前にプリント板に付与された特急処理情報を認
識し、該特急処理情報を付与された該プリント板は優先
してリフロー処理することで、急を要するプリント板の
リフロー処理の遅延を防止する。

【００１８】

【作用】本発明は、バーコード・リーダーをリフロー装
置のプリント板搬入部に付加したバーコード・リーダー
がマガジンラックのバーコードを読み取ると、リフロー
装置制御部はそのデータを記憶するとともに、前の所定
の工程でバーコード・リーダーが読み取った時間から、
本発明において付加したリフロー装置搬入部のバーコー
ド・リーダーが該当マガジンラックのバーコードを読み
取った時間までの経過時間を計算させるようにしたの
で、所定時間を超過している場合には、所定の情報を該
当マガジンラックデータに付加することができる。

【００１９】また、リフロー装置制御部は予めプログラ
ムしている何種類かのリフロー設定温度条件を格納して
おり、現在リフロー処理を実行中のプリント板のリフロ
ー条件と、これからリフロー処理する各プリント板のリ
フロー条件とを比較することができるようにしたので、
任意の条件でリフロー処理する順序を決定することがで
きる。

【００２０】特に、リフロー条件の変更の小さい順にプ
リント板をリフロー処理するよう順序を決定することも
できる。また、リフロー装置制御部は、リフロー処理条
件が同じプリント板を自動的にグルーピングすることが
できるようにしたので、グルーピングされたプリント板
は連続してリフロー処理条件を変更しないでリフロー処
理することができる。

【００２１】また、前記リフロー装置制御部は、バーコ
ード・リーダーで読み取ったバーコードデータを用いて
経過時間を計算することができるので、所定の時間を経
過しているプリント板を認識すると、優先してリフロー
処理するできる。

【００２２】さらに、前記リフロー装置制御部は、前工
程等で事前にプリント板に付与された特急処理情報を認
識するようにしたので、特急処理情報を付与されたプリ
ント板を検出すると、優先してリフロー処理することが
できる。

【００２３】

【実施例】図２〜図７を用いて実施例について説明す
る。図２は本発明のリフロー装置の構成概要図例、図３
は本発明の実施例における製造準備段階での登録作業
例、図４は本発明の実施例におけるまとめ処理対象図番
の抽出例、図５は本発明の実施例におけるリフロー条件
のグルーピングと現在の実行条件との比較例、図６は本
発明の実施例におけるリフロー条件の切替え順序の決定
例、図７は本発明の実施例におけるリフロー炉へのプリ
ント板投入順序例を示す図である。

【００２４】図中、１１，１２はマガジンラック、２
１，２２はラック搬送手段、３０はリフロー装置制御
部、３１，３２，３９はバーコード・リーダー、３３は
ラック受取部、３４は基板排出部、３５はリフロー炉、
３６は基板コンベア、３７は基板受取部、３８はラック
排出部、４０はラック収納棚、５０はラック搬送手段の
軌道である。

【００２５】図２に示す本発明の実施例であるリフロー
装置の構成概要図例について、図１のフローを参照しな
がら説明する。なお、下記（ ）符号は、図１に示す
（ ）符号と一致する。

【００２６】基本的に各作業の流れを制御するのはリフ
ロー装置制御部３０であり、図示しないが、前工程等の
バーコードデータも入力し、制御管理に用いている。 （１）予め、製品であるプリント板を、その外形サイズ
を統一してマガジンラック１１，１２，・・・に搭載す
る。このとき、どのマガジンラック１１，１２，・・・
にどのプリント板を何枚入れたかを明確にしておく必要
があるため、リフロー装置制御部３０はマガジンラック
バーコードとプリント板のバーコードとの対応をとり記
憶しておく。このようにして準備したマガジンラック１
１，１２，・・・を前工程からラック搬送手段２１，２
２，・・・に乗せ、リフロー装置へ搬入する。 （２）ラック搬送手段２１，２２，・・・により、搬入
して来たマガジンラック１１，１２，・・・は、本発明
により、付加したバーコード・リーダー３１により、マ
ガジンラック１１，１２，・・・のバーコードを読み取
られ、読み取られたバーコードデータはリフロー装置制
御部３０へ送られる。

【００２７】なお、リフロー装置制御部３０は、図８に
示すプリント板のクリーム半田印刷が終了したとき、そ
の時点でマガジンラック１１，１２，・・・のバーコー
ドを読み取るが、読み取った時刻と、そのマガジンラッ
ク１１，１２，・・・がリフロー装置へ搬入されてバー
コード・リーダー３１でバーコードを読み取られるまで
に要した時間を計算し、所定時間以上経過しているマガ
ジンラック１１，１２，・・・に対しては、記憶してい
るそのマガジンラック１１，１２，・・・のバーコード
データに、時間制限品であることを示すフラグを付加す
る。

【００２８】このフラグは、クリーム半田印刷後、リフ
ロー処理するまでの時間が長くなると、表面の酸化が進
行したり、クリーム半田の粘度が高くなったりして、半
田付け不良が発生し易くなるのを防止するために付加す
るものである。 （３）そして、マガジンラック１１，１２，・・・は順
にラック収納棚４０に収納保管される。

【００２９】図示しないが、どのマガジンラック１１，
１２，・・・がラック収納棚４０のどの棚に収納された
かという情報は、別の監視機能によりリフロー装置制御
部３０の所定のデータ記憶領域に記憶される。 （４）一連のプリント板のラック収納棚４０への収納が
終了すると、リフロー炉３５への投入順序の決定処理を
行う。

【００３０】まず、図３に示すように、リフロー装置制
御部３０の記憶領域内部に、予めマガジンラック１１，
１２，・・・の番号と対応して、登録していた特急処理
を要することを示す特急フラグを付加されたマガジンラ
ック１１，１２，・・・の有無を確認する。

【００３１】そして、特急フラグを有するマガジンラッ
ク番号と同じ番号のマガジンラック１１，１２，・・・
がラック収納棚４０のいずれかに収納されていることを
確認すると、該当番号のマガジンラック１１，１２，・
・・を優先して、ラック受取部３３へ送り込み、収容さ
れていたプリント板が基板排出部３４を経てリフロー炉
へ順番に一枚ずつ送られる。

【００３２】そして、リフロー装置制御部３０は、リフ
ロー炉３５へ特急フラグのあるマガジンラック１１，１
２，・・・のプリント板が送り込まれると、該当するマ
ガジンラック１１，１２，・・・のラック収納棚４０上
のデータを消去する。 （５）特急フラグを有するマガジンラック１１，１２，
・・・がない場合は、リフロー装置制御部３０は、
（２）項で付加した時間制限品であることを示すフラグ
を有するマガジンラック１１，１２，・・・を確認す
る。もし、時間制限品であることを示すフラグを有する
マガジンラック１１，１２，・・・を確認すると、該当
マガジンラック１１，１２，・・・を優先してラック受
取部３３へ送り込む。そして、収容されていたプリント
板が基板排出部３４からリフロー炉３５へ順番に一枚ず
つ送られる。（図４参照）そして、リフロー装置制御部
３０は、リフロー炉３５へ時間制限フラグのあるマガジ
ンラック１１，１２，・・・のプリント板が送り込まれ
ると、該当するマガジンラック１１，１２，・・・のラ
ック収納棚４０上のデータを消去する。 （６）特急処理マガジンラックがラック収納棚４０にな
くなると、残りのマガジンラックについて、リフロー炉
３５へ送り出す順序を決定するために、図４の例に＊印
で示すように、まとめ処理対象図番をリストアップす
る。 （７）次に、図５の（２）項に示すように、予め製造す
る前にリフロー装置制御部３０に登録していたリフロー
条件番号、又は温度をキーとして同じリフロー条件番号
（又は温度）同士のマガジンラック番号をグルーピング
する。 （８）次に、（７）項で、同じリフロー条件にグルーピ
ングした各プリント板のリフロー条件と、現在リフロー
実行中のプリント板のリフロー条件と比較し、条件切替
え時間が短い順に、リフロー処理順序の並び替えを行
う。

【００３３】切替え条件としては、図６に示すように、
温度とリフロー炉での搬送速度とがあるが、温度を第一
優先とし、同一温度内の搬送速度を第二優先としてグル
ーピングする。

【００３４】図６の例では、現在の実行条件に対して、
グループ３がそのままの温度で速度のみが変わっている
ので、速度を変更するだけでよく、処理順番が１とな
る。次の処理順番２としては、温度条件が２５０°Ｃに
近い２６０°Ｃのグループ１が来る。そして、第３番目
の処理順番はグループ２となる。

【００３５】本発明の方法を示す図５，図６の例の場合
と、図１０に示す従来の方法の場合とを比較すると、従
来の方法の場合は、温度条件設定変更が７回必要なのに
対して、本発明の場合は３回でよいことになる。 （９）以下、（８）項で決定したリフロー処理順序に従
って、マガジンラックがラック受取部３３へ送られ、基
板排出部３４でマガジンラックからプリント板が一枚ず
つリフロー炉３５へ送出される。

【００３６】そして、リフロー装置制御部３０は、ラッ
ク受取部３３へ送り込んだマガジンラックについては、
ラック収納棚上のデータを消去する。 （１０）リフロー炉３５で、ラック収納棚４０から送ら
れて来たプリント板のチップ部品のリード部等のリフロ
ー処理を行う。

【００３７】リフロー処理が終了すると、プリント板は
基板コンベア部３６を通り、基板受取部３７でマガジン
ラックに再び収容され、ラック排出部３８よりコンベア
等のラック搬送手段の軌道５０のラック搬送手段２１，
２２，・・・に乗り、次工程へ搬送される。

【００３８】ここで、図６の例に示すように、グループ
１からグループ２へとグループが代わり、温度条件が２
５０°Ｃから２６０°Ｃ等に替わると、炉の温度が所定
の温度に達するまで、リフロー処理は待機状態となる。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の技術を用
いることにより、数量が少なく、かつ、多品種のリフロ
ー処理でも、グルーピングすることにより設定温度待ち
による停止回数が減少することができ、また、温度プロ
ファイルの変化の小さい順序に設定変更するように投入
順序を決定できるようにしたことにより、従来よりも各
設定変更による停止時間を短くすることができる。

【００４０】また、予め、特急処理を要することが判明
しているプリント板に対しては、特急フラグを事前に付
加しておくことにより、常に最優先でリフロー処理する
ことができるので、製造工程を円滑にすることができ
る。

【００４１】また、クリーム半田印刷終了からリフロー
処理までに長時間を要しているプリント板に対しては、
時間制限品フラグを付加するようにしたので、優先的に
リフロー処理することにより、半田付けの品質低下を防
止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理を説明する図である。

【図２】本発明のリフロー装置の構成概要図例を示す図
である。

【図３】本発明の実施例における製造準備段階での登録
作業例を示す図である。

【図４】本発明の実施例におけるまとめ処理対象図番の
抽出例を示す図である。

【図５】本発明の実施例におけるリフロー条件のグルー
ピングと現在の実行条件との比較例を示す図である。

【図６】本発明の実施例におけるリフロー条件の切替え
順序の決定例を示す図である。

【図７】本発明の実施例におけるリフロー炉へのプリン
ト板投入順序例を示す図である。

【図８】プリント板の部品実装フロー例である。

【図９】従来のリフロー装置のフロー例を示す図であ
る。

【図１０】従来例におけるリフロー炉へのプリント板投
入順序例を示す図である。

【符号の説明】

１１，１２ マガジンラック ２１，２２ ラック搬送手段 ３０ リフロー装置制御部 ３１，３２，３９ バーコード・リーダー ３３ ラック受取部 ３４ 基板排出部 ３５ リフロー炉 ３６ 基板コンベア ３７ 基板受取部 ３８ ラック排出部 ４０ ラック収納棚 ５０ ラック搬送手段の軌道

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プリント板に搭載した部品のリフロー処
   理を、リフロー装置制御部の制御で、予め記憶している
   複数のリフロー設定温度条件に対応したプログラムのう
   ちの指定された条件のプログラムに基づいてリフロー処
   理するリフロー装置であって、 該リフロー装置のマガジンラック搬入部に、バーコード
   ・リーダーを設け、リフロー処理するために搬入する一
   連のプリント板を搭載した該マガジンラックのバーコー
   ドを読み取るとともに、 前記リフロー装置制御部は、該バーコードデータを記憶
   するとともに、現在リフロー処理中のプリント板のリフ
   ロー設定温度条件とこれからリフロー処理するプリント
   板のリフロー設定温度条件とを比較して、所定の条件の
   順に一連の該プリント板をリフロー処理することを特徴
   とするリフロー装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、 前記リフロー装置制御部は、現在リフロー中のプリント
   板の設定温度条件と比較して、設定条件変更の小さい順
   に一連の該プリント板をリフロー処理することを特徴と
   するリフロー装置。
3. 【請求項３】 請求項１において、 前記リフロー装置制御部は、リフロー処理条件が同じプ
   リント板を自動的にグルーピングし、グルーピングされ
   た該プリント板を連続してリフロー処理することを特徴
   とするリフロー装置。
4. 【請求項４】 請求項１において、 前記リフロー装置制御部は、前記バーコード・リーダー
   で読み取ったバーコードデータを用いて経過時間を計算
   し、所定の時間を経過しているプリント板を認識する
   と、優先してリフロー処理することを特徴とするリフロ
   ー装置。
5. 【請求項５】 請求項１において、 前記リフロー装置制御部は、事前にプリント板に付与さ
   れた特急処理情報を認識し、該特急処理情報を付与され
   た該プリント板を優先してリフロー処理することを特徴
   とするリフロー装置。