JPH09283916A - リフロー炉およびリフロー炉による半田付け方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 温度調整が自在であり、実装基板に応じた加
熱が可能なリフロー炉およびリフローによる半田付け方
法を提案する。 【解決手段】 本加熱室３において、複数の電磁誘導加
熱装置２４ａ，２４ｂ，２４ｃ・・・からなる加熱部２
４を採用する構造にし、実装基板５の半田付けすべき部
分に対して選択的に加熱気体２８を吹きつける方法にし
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基板に供給された
電子部品等をプリント基板に形成されたパターンに半田
付けするための実装基板用リフロー炉及びリフロー炉に
よる半田付け方法に関し、特に加熱気体の温度制御がし
易いものに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のリフロー炉としては、例えば特開
平６−１６４１３０号公報に開示されるものが知られて
いる。昇温室、第１均熱室、第２均熱室、本加熱室の４
室を直列に配設し、各室毎に一つの加熱部を有してお
り、各室毎の温度調整が行われる構造になっている。ま
た、各室共通又は各室毎にコンベアが設けられ、コンベ
アで搬送される実装基板が各室を通って加熱されてい
く。加熱部の構造は、電気ヒータや遠赤外線ヒータと熱
風ファンの組み合わせであって、各室毎に熱風を循環さ
せて所定の温度に調整する構造になっている。

【０００３】このような構造のリフロー炉では、所定の
温度プロファイルを得るために、室の数を増やし、各室
毎に温度調整することになる。各室の温度を調整するた
めに、ヒータの容量を代えたりている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
たリフロー炉では、各室毎の温度調整によって所定温度
プロファイルを得るため、室内での温度分布を変えるよ
うな自由な温度調整ができないという問題点があった。
また、実装基板の上の部品の大きさや実装基板の厚さが
変わったときに、きめ細かく温度調整ができないという
問題点があった。さらに、実装基板が大きくても小さく
ても、所定の温度分布で処理するため、炉全体が大きな
実装基板用に設定されたままになり、小さな実装基板に
対してはエネルギーロスが大きいという問題点があっ
た。

【０００５】本発明は上述した問題点を解決するために
なされたものであり、その目的とするところは、温度調
整が自在であり、実装基板に応じた加熱が可能なリフロ
ー炉およびリフローによる半田付け方法を提案すること
にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために、本発明のうちで請求項１記載の発明は、コンベ
アで搬送される実装基板に加熱気体を吹きつけて半田付
けするリフロー炉であって、前記実装基板の半田付けす
べき部分に対して選択的に加熱気体を吹きつける加熱部
が設けられたことを特徴とするものである。選択的に加
熱気体を吹きつける加熱部の数を増やすか、その加熱部
を実装基板と同じ平面で移動させると、部分的な吹きつ
けとなる。

【０００７】また請求項２記載の発明は、請求項１にお
いて、前記加熱部は、電磁誘導で発熱する発熱体で気体
を加熱するものである。電磁誘導加熱は、気体に接する
発熱体を直接コイルの電磁誘導で加熱するため、熱伝達
効率が高く、応答性も高い。

【０００８】また請求項３記載の発明は、請求項１又は
２において、前記加熱部は、前記実装基板に対して複数
設けられ、この複数の加熱部の各々が温度調整可能なも
のである。複数の加熱部の個別のオンオフ又は個別の温
度調整によって、実装基板に対する加熱パターンが適切
になる。

【０００９】また請求項４記載の発明は、請求項１又は
２において、前記加熱部は、前記実装基板と平行な面内
で移動自在に設けられ、その移動速度が調前可能なもの
である。加熱部を平面内で移動させる移動速度と移動経
路の調整によって、実装基板に対する加熱パターンが適
切になる。

【００１０】また請求項５記載の発明は、コンベアで搬
送される実装基板に加熱気体を吹きつけて半田付けする
リフロー炉であって、前記実装基板に対して加熱気体を
吹きつける加熱部と、実装基板の半田付けすべき部分を
認識する視覚認識手段と、前記視覚認識手段で認識され
た前記部分に対して、前記加熱部からの加熱気体の吹き
つけ位置、又は前記加熱部からの加熱気体の温度の少な
くとも一つを制御する制御部と、を備えてなることを特
徴とするものである。温度が上がりにくい部分又は温度
が上がりやすい部分を形から認識し、認識した部分に積
極的又は消極的に加熱するように吹きつけ位置を制御す
る。

【００１１】また請求項６記載の発明は、コンベアで搬
送される実装基板に加熱気体を吹きつけて半田付けする
リフロー炉であって、前記実装基板に加熱気体を吹きつ
ける加熱部と、前記実装基板の温度を測定するセンサ手
段と、前記センサ手段で測定された前記実測基板の温度
に応じて、前記加熱部からの加熱気体の吹きつけ位置、
又は前記加熱部からの加熱気体の温度の少なくとも一つ
を制御する制御部と、を備えてなることを特徴とするも
のである。実装基板の温度を測定し、実装基板の温度が
均一になるように加熱する。

【００１２】また請求項７記載の発明は、請求項６にお
いて、前記温度制御部は、前記実装基板の表面の全体を
均一にするように制御するものである実装基板の表面温
度を均一にすると、ハンダが溶ける時間のバラツキがな
くなる。

【００１３】また請求項８記載の発明は、コンベアで搬
送される実装基板に加熱気体を吹きつけるリフロー炉に
よる半田付け方法であって、前記実装基板の半田付けす
べき部分に対して選択的に加熱気体を吹きつける加熱工
程を含んでなることを特徴とするものである。選択的に
加熱気体を吹きつける加熱工程の調整によって、実装基
板の粗密に応じた加熱パターンを採用できる。

【００１４】また請求項９記載の発明は、請求項８にお
いて、前記加熱工程は、電磁誘導で発熱する発熱体で気
体を加熱する工程を有しているものである。電磁誘導加
熱は、気体に接する発熱体を直接コイルの電磁誘導で加
熱するため、均一な加熱気体を作りだせる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は、本発明のリフロー炉の機
器構成図であり、図２は、複数からなる加熱部による半
田付け方法を示す図である。

【００１６】図１において、リフロー炉１は、予備加熱
室２と、本加熱室３と、出口室４とを上流から下流に向
かって順に直列配置してなるものである。

【００１７】予備加熱室２は、箱体１１内に、コンベア
１２と、ストッパー１３と、加熱部１４とを配設したも
のである。コンベア１２は、チップマウント後の実装基
板５を水平状態にして図示されない外気遮断用の入口室
から本加熱室３へと搬送する。この搬送途中にストッパ
ー１３で実装基板５が停止させられ、加熱部１４からの
熱風が基板全体に吹きつけられて予備加熱される。

【００１８】加熱部１４は、空気、窒素ガス、水素ガス
等の気体供給装置６に対して電磁誘導加熱装置１５に接
続し、電磁誘導加熱装置１５に対して下向きダクト１６
と分岐ダクト１７を接続してなる。下向きダクト１６の
吹き出し口１６ａから、電磁誘導加熱装置１５によって
予備加熱温度まで昇温した温風１８が実装基板５の上面
全体に対して吹き出す。電磁誘導加熱装置１５は、セラ
ミック等の非導電性筒体１５ａの外周にコイル１５ｂを
巻き、内側に強磁性体の発熱体１５ｃを配設したもので
ある。温度センサ１５ｄからのフィードバック制御によ
って、コイル１５ｂに接続された高周波電流発生器１５
ｄからの投入電力を調整し、所定温度の温風１８にす
る。なお、室内に吹き出された温風１８は再び電磁誘導
加熱装置１５に戻す循環式とすることもできる。また、
電磁誘導加熱装置１５に代わり、ヒータとファンによる
通常の循環加熱装置を採用することもできる。

【００１９】本加熱室３は、箱体２１内に、コンベア２
２と、ストッパー２３と、加熱部２４とを配設したもの
である。コンベア２２は、予備加熱室１１からの実装基
板５を水平状態にして出口室４へと搬送する。この搬送
途中にストッパー２３で実装基板５が停止させられ、加
熱部２４からの加熱気体が吹きつけられて本加熱されて
半田付けが行われる。

【００２０】加熱部２４は、合計９台の第１電磁誘導加
熱装置２４ａ〜第９電磁誘導加熱装置２４ｆを進行方向
３台×幅方向３台に配設したものである（図２の（ａ）
参照）。予備加熱室２の分岐ダクト１７にフランジ接続
されるメインダクト２５から温風を受け入れ、サブダク
ト２６を介して各電磁誘導加熱装置２４ａ，２４ｆに所
定量の予備加熱された気体を供給する。おな、気体の供
給手段として機能する分流ダクト１７に代わり、室内の
ブロアを用いることもできる。各電磁誘導加熱装置２４
ａ〜２４ｆの先端にはノズル２７が取り付けられ、実装
基板５に向かって６個のノズル２７からの熱風状態の加
熱気体が吹き出すようになっている。

【００２１】電磁誘導加熱装置２４ａ〜２４ｆの各々が
別個に温度調整可能になっており、サブダクト２６の各
々に設けられた図示されない開閉器によって別個に加熱
気体のオンオフもできるようになっている。この電磁誘
導加熱装置２４ａ〜２４ｆの構造は、予備加熱室２の電
磁誘導加熱装置１５と同様の構造になっているが、その
詳細構造は図３により後述する。

【００２２】出口室４は、半田付けが完了した実装基板
５を外気と遮断しつつ排出するためのものであり、本加
熱室３から出口室４に漏れ出る加熱気体を室外に排出し
たり回収したりする。実装基板５は箱体３１内にコンベ
ア３２で運び出される。

【００２３】なお、予備加熱室２の箱体１１と、本加熱
室３の箱体２１と、出口室４の箱体３１の各箱体は別個
に切り離し可能であり、車輪３３によって移動自在であ
る。従って、予備加熱室２を二段にしたり、本加熱室３
を二段にする等の組み替えが容易にできるようになって
いる。なお、箱体１１，２１，３１同志の接続は、例え
ばマグネットチャキングと機械式チャッキングの併用で
ワンタッチ動作になると便利である。

【００２４】つぎに、上述したリフロー炉１による半田
付け方法を図２により説明する。図２（ａ）は電磁誘導
加熱装置２４ａ〜２４ｆの先に取り付けられたノズルの
配列状態を示す上面図であり、図２（ｂ）と図２（ｃ）
は加熱パターンの一例を示す上面図である。

【００２５】図２（ｂ）において、実装基板５の実装密
度が図示のような粗密を有しており、加熱部がカバーで
きる一杯の大きさになっているとする。このとき、電磁
誘導加熱装置２４ｆの出力を「高」にし、電磁誘導加熱
装置２４ｃ，２４ｄ，２４ｅ，２４ｉの出力を「中」に
し、電磁誘導加熱装置２４ａ，２４ｂ，２４ｇ，２４ｈ
の出力を「低」にして実装基板５の実装密度に合った加
熱パターンに設定する。

【００２６】図２（ｃ）において、実装基板５の実装密
度が図示のような粗密を有しており、加熱部がカバーで
きる広さより狭い大きさになっているとする。このと
き、電磁誘導加熱装置２４ｇ，２４ｈ，２４ｉをオフに
して吹き出しそのものを停止させ、電磁誘導加熱装置２
４ｃの出力を「高」にし、電磁誘導加熱装置２４ａ，２
４ｂ，２４ｆの出力を「中」にし、電磁誘導加熱装置２
４ｄ，２４ｅの出力を「低」にして実装基板５の実装密
度のみならず実装基板５の 大きさにも合った加熱パタ
ーンに設定する。このように、本加熱室３の加熱部２４
が複数の電磁誘導加熱装置２４ａ〜２４ｆからなり、し
かも各電磁誘導加熱装置２４ａ〜２４ｆが別個にオンオ
フと出力調整による温度調整が可能になっているため、
半田付けすべき部分に対して選択的に加熱気体を吹きつ
けることができる。

【００２７】図３は、電磁誘導加熱装置２４ａ〜２４ｆ
の詳細構造を示す。各装置２４ａ〜２４ｆは、コラム５
１と、このコラム５１内に収納された発熱体５２と、前
記コラム５１の外周に巻かれたコイル５３と、コイル５
３に対する高周波電流発生器５４とからなっている。な
お、符号２７はノズルであり、符号５５は温度センサで
あり、符号５６は風量の調整とオンオフを行うためのダ
ンパ、符号５７は気体供給装置としてのブロアである。

【００２８】発熱体５２は、ジグザグの山型に折り曲げ
られた第１金属板６１と平たい第２金属板６２とを交互
に積層し、全体として円筒状の積層体６３に形成したも
のである。この第１金属板６１や第２金属板６２の材質
としては、ＳＵＳ４４７Ｊ１の如きマルテンサイト系ス
テンレスの耐蝕性に優れた強磁性材料が用いられる。そ
して、第１金属板６１の山（又は谷）は中心軸６４に対
して角度αだけ傾くように配設され、第２金属板６２を
挟んで隣り合う第１金属板６１の山（又は谷）は交差す
るように配設されている。そして、隣り合う第１金属板
６１における山（又は谷）の交差点において、第１金属
板６１と第２金属板６２がスポット溶接で溶着され、電
気的に導通可能になっている。

【００２９】結局、手前側の第１金属板６１と第２金属
板６２との間には、角度αだけ傾いた第１小流路６５が
形成され、第２金属板６２と奥側の第１金属板６１との
間には、角度−αだけ傾いた第２小流路６６が形成さ
れ、この第１小流路６５と第２小流路６６は角度２×α
で交差している。また、第１金属板６１や第２金属板６
２の表面には、流体の乱流を生じさせるための第３小流
路としての多数の孔６７が設けられている。さらに、第
１金属板６１や第２金属板６２の表面は平滑ではなく、
梨地加工又はエンボス加工によって微小な凹凸６８が全
面に施されている。この凹凸６８は山（又は谷）の高さ
に比較して無視できる程度に小さい。

【００３０】コイル５３に図示されない高周波電流発生
器からの高周波電流を流して、積層体６３に高周波磁界
を作用させると、第１金属板６１と第２金属板６２の全
体に渦電流が生じ、積層体６３が発熱する。このときの
温度分布は、第１金属板６１と第２金属板６２の長手方
向に延びた目玉型となり、周辺部より中心部の方が発熱
し、中央部を流れようとする流体の加熱に有利になって
いる。

【００３１】また、積層体６３内には交差する第１小流
路６５と第２小流路６６が形成され、周辺と中央との拡
散が行われ、加えて第３小通路を形成する孔６７の存在
によって、第１小流路６５と第２小流路６６間の厚み方
向の拡散も行われる。したがって、これらの小流路６
５，６６，６７によって積層体６３の全体にわたる流体
のマクロ的な分散、放散、揮散が生じる。加えて、表面
の微小な凹凸６８によってミクロ的な拡散、放散、揮散
も生じる。その結果、積層体６２を通過する流体は略均
一な流れになって、第１金属板６１及び第２金属板６２
と流体との均一な接触機会が得られる。その結果均一な
熱伝達が確保される。

【００３２】なお、コイル５３はリッツ線を撚り合わせ
たものであり、コラム５１の外周に巻回されるか、又は
コラム５１の肉厚内に巻回して埋設される。コラム５１
はコイル５３を保持し、流体通路を区画し、その通路内
に発熱体５２を収納するものであるため、耐蝕性、耐熱
性、耐圧性があって非磁性体の材質で形成される。具体
的には、セラミック等の無機質材料、ＦＲＰ（繊維強化
プラスチック）、フッ素樹脂等の樹脂材料、ステンレス
等の非磁性金属等が用いられるが、セラミックが最も好
ましい。

【００３３】ノズル２７から吹き出される熱風の温度は
温度センサ５５で検出されており、所望の加熱気体２８
が得られるように、高周波電流発生器５４の出力が調整
される。通常は、ブロア５７からの気体の風量は一定で
あり、ダンパ５６で風量のオンオフがなされる。風量の
調整による加熱気体の温度調整は応答性が悪いため行わ
れず、所定量の気体量にした後、高周波電流発生器５４
で出力調整による温度調整が行われる。

【００３４】このような構造の電磁誘導加熱装置２４ａ
〜２４ｆは小型であるにもかかわらず、高出力であり、
応答性に優れ、温度むらのない均一な加熱流体を所定温
度で吹き出せるという特性を有している。例えば５０ｍ
ｍ径の発熱体５２であっても１０ｋｗ近くまで出力可能
であり、加熱気体の温度は±１°まで制御可能である。
そのために、半田付けすべき部分に対して選択的に加熱
気体を吹きつけるものとして最適である。

【００３５】図４は他の加熱部４１の構造と作動を示す
図である。一つの電磁誘導加熱装置４２が、Ｘ軸駆動部
４３とＹ軸駆動部４４とＺ軸駆動部４５によって、Ｘ−
Ｙ−Ｚの空間の任意の所定位置に加熱部４１を所定速度
で移動させることができる構造になっている。すなわ
ち、Ｘ軸駆動部４３のモータ４３ａとＹ軸駆動部４４の
モータ４４ａの回転数を制御することによって、加熱部
４１は任意の移動パターンを任意の移動速度で移動する
ことができる。さらに、Ｚ軸駆動部４５の図示されない
モータの回転数を制御することによって、実装基板から
電磁誘導加熱装置４２の吹き出し口までの高さを任意に
変更することができる。なお、電磁誘導加熱装置４２へ
の空気、窒素ガス、水素ガスの供給はフレキシブルチュ
ーブ４６を介して行われる。

【００３６】実装基板５が図示のような粗密を有してい
るとすると、電磁誘導加熱装置４２が粗の部分は粗に移
動し、密な部分は密に移動し、加熱パターンを変更する
ことができる。また電磁誘導加熱装置４２の移動速度を
粗の部分では速く、密の部分では遅くすることもでき
る。また、粗の部分に対しては電磁誘導加熱装置４２を
高くして離し、密の部分に対しては電磁誘導加熱装置４
２を低くして近づけるようにすると、加熱パターンの変
更が一層容易になる。このように、Ｘ−Ｙ−Ｚ軸の駆動
手段を用いると、電磁誘導加熱装置４２を実装基板の任
意の部分に対して位置させることができる。更に、Ｘ−
Ｙ−Ｚ軸の駆動手段によって、実装がない部分は速く移
動し、実装の部分で一時的に停止して集中的に加熱する
ということも自在にできる。

【００３７】つぎに、図４のような実装基板に合った加
熱をよりきめ細かくすることができる制御部を備えたリ
フロー炉を図５により説明する。

【００３８】本加熱室３の機器配置は、図１のものと異
なり、コンベア２２の上を搬送される実装基板５の下側
に加熱部２４が配設され、実装基板５の上側には、ＣＣ
Ｄカメラ７１とライト７２と赤外線温度センサ７３とが
配設されている。

【００３９】ＣＣＤカメラ７１とライト７２は、ＣＣＤ
カメラ用コントローラ７４に接続され、コントローラ７
４はパソコン７５に接続されている。ＣＣＤカメラ７１
は多数の画素を二次元に配設したものであり、実装基板
５の表面を画像として取り込むことができるものであ
る。コントローラ７４は設定条件に従った画像処理を行
い、判定／認識とその結果の出力をする部分である。パ
ソコン７５は、判定／認識の結果に基づき、以下に述べ
るように加熱部の位置、温度の少なくとも一つの制御を
行うためのものである。なお、コントローラ７４が行う
画像処理には、２値化画像処理があり、正規化相関演算
などで部分の形態を判定／認識できるようになってい
る。したがって、ＣＣＤカメラ７１、コントローラ７４
が半田付けすべき部分を認識する視覚認識手段を構成
し、パソコン７５などが実装基板の認識された部分に対
する加熱部の選択的な吹きつけを行うための位置、温度
の少なくとも一つの制御を行う制御部を構成している。
特に、パソコン７５と後述する加熱部２４のＸ−Ｙ−Ｚ
−θｚステージが実装基板の認識された部分に対する加
熱部の位置を調整する位置制御部を構成している。

【００４０】赤外線温度センサ７８は、赤外線温度セン
サ用コントローラ７９に接続され、コントローラ７９は
パソコン７５に接続されている。この赤外線温度センサ
７８として、赤外線放射温度計を用いた場合の機器構成
を図６に示す。垂直走査鏡７８ａと水平走査鏡７８ｂと
光学系７８ｃとによって、実装基板５の表面を走査しつ
つ集光することによって、実装基板５の表面から放射さ
れている赤外線を検出器７８ｄによって電気信号に変換
する。この電気信号が増幅器７８ｅを経てコントローラ
７９を構成する信号処理部７９ａに出力され、実装基板
５の表面の温度分布をバッファメモリに記憶する。そし
て、図５のパソコン７５は、実装基板５の表面の温度分
布に基づき、以下に述べるように加熱部の位置又は温度
の少なくとも一つの制御を行う。また、加熱部２４を構
成する各電磁誘導加熱装置２４ａ〜２４ｎの各々に対し
て温度調整部８０ａ〜８０ｎが取り付けられており、各
電磁誘導加熱装置２４ａ〜２４ｎから吹きつけられる加
熱気体の吹きつけ温度パターンを変化させることができ
る。したがって、実装基板５の表面の温度パターンの均
一化を行うための加熱部２４の吹きつけパターンの適正
なものをパソコン７５が演算し、温度調整部８０ａ〜８
０ｎに必要な指令を与える。この温度調整部８０ａ〜８
０ｎはＰＩＤ制御方式などによって、指示値に対する相
対誤差が少なくなるように加熱部２４の各電磁誘導加熱
装置２４ａ〜２４ｎを制御する。したがって、赤外線温
度センサ７８、コントローラ７９などが実装基板の表面
の温度分布を測定するセンサ手段を構成し、パソコン７
５などが実装基板の表面に対する加熱部の選択的な吹き
つけを行うための位置、温度の少なくとも一つの制御を
行う制御部を構成している。特に、パソコン７５と温度
制御部８０ａ〜８０ｎなどが実装基板の表面の温度分布
に応じて加熱部２４から吹きつけられる加熱気体の温度
を調整する温度制御部を構成している。

【００４１】さらに、加熱部２４は吹きつける加熱気体
の温度パターンを変化させることができるだけではな
く、加熱部２４自体の位置を変化させることができる。
すなわち加熱部２４は、Ｘ−Ｙ−Ｚ−θｚステージ８１
又はアームロボットで加熱部２４の実装基板５に対する
位置をＸ−Ｙ−Ｚ−θｚの４自由度で制御することがで
きる。このＸ−Ｙ−Ｚ−θｚステージ８１は、図示のよ
うにθｚ角モータ８１ａ、Ｘ軸モータ８１ｂ、Ｙ軸モー
タ８１ｃ、Ｚ軸モータ８１ｄを有しており、これらモー
タ８１ａ〜８１ｄを駆動するためのドライバ８２と、こ
のドライバ８２に座標変換された必要な信号を送るため
の多軸ポジショナ８３とが備えられている。この多軸ポ
ジショナ８３はパソコン７５に接続されている。

【００４２】なお、パソコン７５はキーボード７６とモ
ニタ７７を有し、例えば赤外線温度センサ７８によって
測定された実装基板５の表面の温度パターンをモニタ７
７に表示したり、ＣＣＤカメラ７１で認識された実装基
板５の部品の半田付けすべき部分の映像をモニタ７７に
表示したりすることができる。また、キーボード７６に
よって、位置制御部と温度制御部とを含む制御部の設定
を自在に変えることもできる。また、図５のように、Ｃ
ＣＤカメラ７１と赤外線温度センサ７８とを並列に設け
る場合に限らず、赤外線温度センサ７８に画像認識機能
を持たせて視覚認識手段兼用とすることもできる。

【００４３】つぎに図５のリフロー炉の作動を説明す
る。実装基板５の上には大きさが異なったり材料が異な
る種々の部品が搭載されている。従って、ある部品に対
する特定部分では温度が上がりにくく、他のある部分対
する他の特定部分では温度が上がりやすくなっている。
このような特定部分をＣＣＤカメラ７１で判定／識別
し、温度が上がりにくい部分に対しては加熱部２４全体
の移動速度を遅くしたり近づけたりする位置の制御を行
う。実装基板５に対して加熱部２４から吹きつけられる
加熱気体の分布パターンを変化させて温度が上がりにく
い部分に対してはより高温の加熱気体を吹きつける制御
を行うこともできる。実装基板５の半田付けが完成する
ためには、温度が上がりにくい部分で半田の融点以上に
なっている必要があるが、そのために温度が上がりやす
い部分では必要以上の温度になって部品の熱損傷を起こ
す可能性があったが、温度の上がりにくい部分を識別し
て積極的且つ集中的に加熱すると、実装基板５の上の温
度のバラツキが生じにくくなり、部品の熱損傷を防止す
ることができる。

【００４４】この実装基板５の部分の認識に加えて、実
装基板５の表面の温度パターンを測定することができる
赤外線温度センサ７８を併用することによって、実際の
表面の温度パターンを検出することができる。この表面
の温度パターンに応じて、加熱部２４全体の移動速度や
高さを変化させたりづけたりする位置の制御を行った
り、加熱部２４から吹きつけられる加熱気体の分布パタ
ーンを変化させる温度の制御を行う。すると、半田付け
する部分のみならず、実装基板５の表面の全体の温度が
均一になる。実装基板５の表面の温度にバラツキがある
と、半田が溶ける時間にズレを生じ、半田が溶けた瞬間
に生じる表面張力によって、両側の電極のうち一方が表
面張力でランドから離れてしまうチップ浮きやチップ立
ちという現象が生じることがあるが、実装基板５の表面
の温度を均一にすることで、半田が溶ける時間を一致さ
せることができ、チップ浮きやチップ立ちを防止するこ
とができる。

【００４５】なお、図５の実施形態では、実装基板５の
部分の認識を行う視覚認識手段のみならず、実装基板５
の表面の温度を測定するセンサ手段を併用する場合を説
明したが、実装基板５の部分の認識を行う視覚認識手段
だけ、又は実装基板５の表面の温度を測定するセンサ手
段だけを使用することによっても、部品の熱損傷やチッ
プ浮き等をある程度防止できる。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のうち請求
項１記載の発明は、選択的に加熱気体を吹きつける加熱
部が設けられているため、フレキシブルな温度制御が可
能になり、低エネルギー化を実現することができるとい
う効果を奏する。

【００４７】請求項２記載の発明は、請求項１の発明の
効果に加えて、電磁誘導加熱によって小型で高精度の温
度制御を可能にするという効果を奏する。

【００４８】請求項３記載の発明は、請求項１又は２の
発明の効果に加えて、複数の加熱部の各々の温度制御に
よって実装基板の密度に応じた加熱ができるという効果
を奏する。

【００４９】請求項４記載の発明は、請求項１又は２の
発明の効果に加えて、移動可能な加熱部によって実装基
板の密度に応じた加熱ができるという効果を奏する。

【００５０】請求項５記載の発明は、視覚認識手段で認
識された前記部分に対する前記加熱部の選択的な吹きつ
けを可能にする制御部を有し、実装基板上の部品のうち
温度が上がりやすいものであるか、又は温度が上がりに
くいものであるかを判別し、例えば温度が上がりにくい
ものに対してはその位置に積極的に吹きつけるというよ
うなきめ細かい制御が可能になり、部品の熱損傷を防止
できるという効果を奏する。

【００５１】請求項６記載の発明は、センサ手段で測定
された前記実測基板の温度に応じて前記加熱部の選択的
な吹きつけを可能にする制御部を有し、実装基板をベー
スにしたきめ細かい温度制御を可能にするという効果を
奏する。

【００５２】請求項７記載の発明は、請求項６の発明の
効果に加えて、実装基板の表面全体の温度を均一にする
ことで、電極がランドから離れてしますチップ浮きやチ
ップ立ちというような異常現象を少なくすることができ
るいう効果を奏する。

【００５３】請求項８記載の方法に関する発明は、請求
項１の発明と同様に、フレキシブルな温度制御を可能
し、低エネルギー化を実現することができるという効果
を奏する。

【００５４】請求項９記載の発明は、請求項８の発明の
効果に加えて、電磁誘導加熱によって高精度の温度制御
を可能にするという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のリフロー炉の機器構成図である。

【図２】複数の加熱部による半田付け方法を示す図であ
る。

【図３】加熱部の構造図である。

【図４】移動可能な加熱部による半田付け方法を示す図
である。

【図５】本発明の他のリフロー炉の機器構成図である。

【図６】赤外線温度センサとそのコントローラの機器構
成図である。

【符号の説明】

１ リフロー炉 ２ 予備加熱室 ３ 本加熱室 ２４ 加熱部（複数） ２４ａ〜２４ｉ 電磁誘導加熱装置 ２７ ノズル ５１ コラム ５２ 発熱体 ５３ コイル ６１ 第１金属板 ６２ 第２金属板 ７１ ＣＣＤカメラ（視覚認識手段） ７４ ＣＣＤカメラ用コントローラ（視覚認識手段） ７５ パソコン（制御部、位置制御部、温度制御部） ７８ 赤外線温度センサ（センサ手段） ７９ 赤外線オンドセンサ用コントローラ（センサ手
段） ８０ａ〜８０ｎ 温度調整部（温度制御手段） ８１ Ｘ−Ｙ−Ｚ−θｚステージ（位置制御手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 別所 聖文 京都府京都市右京区花園土堂町10番地 オ ムロン株式会社内 (72)発明者 川村 泰三 大阪府茨木市美沢町19番21号 株式会社瀬 田技研内 (72)発明者 内堀 義隆 大阪府茨木市美沢町19番21号 株式会社瀬 田技研内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コンベアで搬送される実装基板に加熱気
   体を吹きつけて半田付けするリフロー炉であって、 前記実装基板の半田付けすべき部分に対して選択的に加
   熱気体を吹きつける加熱部が設けられたことを特徴とす
   るリフロー炉。
2. 【請求項２】 前記加熱部は、電磁誘導で発熱する発熱
   体で気体を加熱するものである請求項１記載のリフロー
   炉。
3. 【請求項３】 前記加熱部は、前記実装基板に対して複
   数設けられ、複数の加熱部の各々が温度調整可能である
   請求項１又は２記載のリフロー炉。
4. 【請求項４】 前記加熱部は、前記実装基板と平行な面
   内で移動自在に設けられ、移動速度が調整可能である請
   求項１又は２記載のリフロー炉。
5. 【請求項５】 コンベアで搬送される実装基板に加熱気
   体を吹きつけて半田付けするリフロー炉であって、 前記実装基板に対して加熱気体を吹きつける加熱部と、 実装基板の半田付けすべき部分を認識する視覚認識手段
   と、 前記視覚認識手段で認識された前記部分に対して、前記
   加熱部からの加熱気体の吹きつけ位置、又は前記加熱部
   からの加熱気体の温度の少なくとも一つを制御する制御
   部と、 を備えてなることを特徴とするリフロー炉。
6. 【請求項６】 コンベアで搬送される実装基板に加熱気
   体を吹きつけて半田付けするリフロー炉であって、 前記実装基板に加熱気体を吹きつける加熱部と、 前記実装基板の温度を測定するセンサ手段と、 前記センサ手段で測定された前記実測基板の温度に応じ
   て、前記加熱部からの加熱気体の吹きつけ位置、又は前
   記加熱部からの加熱気体の温度の少なくとも一つを制御
   する制御部と、 を備えてなることを特徴とするリフロー炉。
7. 【請求項７】 前記温度制御部は、前記実装基板の表面
   の全体を均一にするように制御するものである請求項６
   記載のリフロー炉。
8. 【請求項８】 コンベアで搬送される実装基板に加熱気
   体を吹きつけるリフロー炉による半田付け方法であっ
   て、 前記実装基板の半田付けすべき部分に対して選択的に加
   熱気体を吹きつける加熱工程を含んでなることを特徴と
   するリフロー炉における半田付け方法。
9. 【請求項９】 前記加熱工程は、電磁誘導で発熱する発
   熱体で気体を加熱する工程を有している請求項５記載の
   半田付け装置。