JPS63318089A - リフロ−炉 - Google Patents

リフロ−炉

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JPS63318089A
JPS63318089A JP62153821A JP15382187A JPS63318089A JP S63318089 A JPS63318089 A JP S63318089A JP 62153821 A JP62153821 A JP 62153821A JP 15382187 A JP15382187 A JP 15382187A JP S63318089 A JPS63318089 A JP S63318089A
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heated
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conveyor
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正一 松尾
Yasuo Koto
康男 小藤
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    • G05D23/19—Control of temperature characterised by the use of electric means
    • G05D23/1917—Control of temperature characterised by the use of electric means using digital means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B9/00—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity
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    • F27B9/40—Arrangements of controlling or monitoring devices
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［技術分野］ 本発明は、コンベアにて搬送される被加熱物体を加熱し
て接着剤め硬化、クリーム半田による半田付けなどを行
うためのリフロー炉に関するものである。
［背景技術］ 従来、コンベアにて搬送される被加熱物体を加熱して接
着剤の硬化、クリーム半田による半田付けなどを行うた
めのリフロー炉は、予め設定された制御条件によって運
転されるようになっていた。
しかしなから、このような従来例にあっては、す７０−
炉の各部の温度を所定温度に設定して被加熱物体が所定
の加熱パターンで加熱されるようにするための加熱手段
および搬送用コンベアの制御条件の設定が面倒であり、
初期運転がやり難いという問題があった。すなわち、上
記制御条件の設定は、被加熱物体の形状、材質や、コン
ベアによる被加熱物体の搬送速度、加熱手段の種類、発
熱量、個数などを考慮して行わなければならないので、
経験に基いた高度な熟練技術を要するものであり、しか
も、試運転を何度も繰り返して試行錯誤によって最適制
御条件を見付ける必要があるので、条件設定作業が非常
に面倒で、且つ長時間を要する上、テスト時の材料ロス
（プリント基板、半田、部品など）が多くなるという問
題があった。
［発明の目的１ 本発明は上記の点に鑑みて為されたものであり、その目
的とするところは、運転経験の浅い作業者でも条件設定
が簡単に、且つ短時間で行うことができ、初期運転がや
り易い上、テスト時間の材料ロスを少なくすることがで
きるり７０−炉を提供することにある。
［発明の開示］ （構　成） 本発明は、コンベアにて搬送される被加熱物体を加熱す
る加熱手段を搬送路に沿って配置し、コンベアによる搬
送速度および加熱手段による加熱温度を制御して所定の
加熱パターンで被加熱物体を加熱するようにしたリフロ
ー炉において、被加熱物体の形状、材質、被加熱温度な
どの被加熱条件を設定する条件設定手段と、データテー
ブルから上記被加熱条件に対応する加熱手段の加熱制御
データおよびコンベアの速度制御データを読出して加熱
手段およびコンベアを制御する加熱制御手段を設けるこ
とにより、運転経験の浅い作業者でも条件設定が簡単に
、且つ短時間で行うことかでト、初期運転がやり易い上
、テスト時の材料ロスを少なくすることができるり７０
−炉を提供するものである。
（実施例） 第１図は本発明一実施例を示すもので、コンベア２にて
搬送される被加熱物体１を加熱する加熱手段３を搬送路
に沿って配置し、コンベア２による搬送速度および加熱
手段３による加熱温度を制御して所定の加熱パターンで
被加熱物体１を加熱するようにしたリフロー炉において
、被加熱物体１の形状、材質、被加熱温度などの被加熱
条件を設定する条件設定手段４と、データテーブル５か
ら上記被加熱条件に対応する加熱手段３の加熱制御デー
タおよびコンベア２の速度制御データを読出して加熱手
段３およびコンベア２を制御する加熱制御手段６とを設
けたものであり、実施例にあ・では、条件設定手段４は
、予め設定されたランク分け（実施例では３ランク）に
基いて被加熱条件を段階設定するように形成されている
。また、上記被加熱条件に基いた加熱制御時における加
熱パターンを演算してシミュレーション結果を表示する
シミュレーション手段７が設けられており、このシミュ
レーション手段７の表示部に、被加熱条件および運転状
態を表示自在にしている。さらにまた、シミュレーショ
ン手段７の表示部には、シミュレーション結果と、加熱
パターン実測手段８にて実測された加熱パターンの実測
結果とを重ねて表示できるようにしている。第２図乃至
第４図は、加熱パターン実測手段８の構成例を示すもの
で、熱電対ＴＣ，〜ＴＣ，を用いて検出された被加熱物
体１の各部の温度データ（０〜３００℃、分解能１°Ｃ
１サンプリング時間０　、２５ｅｃ）を無線信号にて送
信する電池駆動型のデータ送信器２０と、無線信号を受
信して温度データを再生して出力するデータ受信器２１
と、データ受信器２１から出力される温度データをデー
タ処理するデータ処理回路２２と、レコーダ２３とで形
ｅ：、すれている。ここに、被加熱物体１であるプリン
ト基板上に載置されてコンベア２によって炉内を搬送さ
れるデータ送信器２０の回路部は、加熱手Ｐｉ３による
温度」二昇を回避するため表面がステンレスで裏にベー
クライトが張られた断熱ケース２０ａに収納され、断熱
ケース２０ａの一側面に送信アンテナＡＴＳが露出され
るとともに、熱電対ＴＣ，〜ＴＣ，が導出されている。
熱電対ＴＣ，〜ＴＣ４および送信アンテナＡＴｓの断熱
ケース２Ｏｎからの引き出し部は、マイカにて挟持され
た絶縁断熱型の引出し構造となっている。一方、データ
受信器２１の受信アンテナＡＴｒは、コンベア２の上方
に搬送方向に沿って張設されており、耐熱がいしく耐熱
温度が１３００℃）にて支持されている。このように受
信アンテナＡＴｒを搬送路に沿って張設しているので、
送信アンテナＡＴｓから発信される電波が他の機器に悪
影響を与えない程度の微弱電波（１５０ＭＨ７帯のＦ２
Ｄ形式の電波で、３ｍ離れた地点における電界強度が５
００μＶ　／　ｍ以下）であっても確実に受信できるこ
とになる。
また、実施例の条件設定手段４は、順次生産される複数
種の被加熱物体１にそれぞれ対応する複数の被加熱条件
が設定できるようになっており、被加熱条件の切り換え
順序を加熱パターン温度の低い順に設定するソーティン
グ手段９が設けられており、ソーティングされた被加熱
条件が順次加熱制御手段６に入力されるようになってい
る。なお、各手段の演算処理はマイクロコンピュータを
用いて行なわれるようになっている。
以下、プリント基板に電子部品を実装し、半田付は部分
にクリーム半田を塗布した被加熱物体１を所定の加熱パ
ターンで加熱して半田付けを行う場合の実施例の動作を
具体的に説明する。第５図は本発明の各手段の演算処理
を演算処理部ＣＰＵにで行うようにした場合のデータ入
力と、データ出力を示す図であり、モード切換え入力は
、本発明に係るリモート制御モードと、手動で各コント
ロールの制御条件を設定する手動制御モードとの切り換
えや、表示モードを切り換えるものである。
ここに、制御モードをリモート制御モードに設定した場
合における条件入力方式としては、被加熱物体またるプ
リント基板の品種番号を入力することによってデータメ
モリＭの既設データエリア（２４３種分登録）に予め設
定されている条件データが選択される生産品種入力方式
と、プリント基板の形状（面積、厚さ）および材質、実
装部品の面積、半田の融点などの仕様を入力する仕様入
力方式とがあり、新しい生産品種の場合には、仕様入力
方式で条件設定を行い、この設定条件データを新しい生
産品種の品種番号とともにデータメモリＭの追加データ
エリア（２５７種分確保）に書き込んでおくことに」：
す、次回の生産時には、生産時品種入力によって条件設
定を簡便に行えることになる。
また、仕様入力方式で条件を入力する場合において、実
施例では、予め設定されたランク分けに基いて被加熱条
件を段階設定するようにしており、プリント基板の厚さ
Ｔ　（ｍｍ）、基板面積Ｌ　Ｘ　Ｗ　（＋ｎｍ２）、使
用部品の最大寸法Ｄ（％）、プリント基板の材質Ｍ、半
田の融点Ｓ（’Ｃ）の５項目を下記表１に示すような、
３段階Ａ、Ｂ、Ｃのランクで入力するようになっている
。なお、プリント基板の厚さおよび面積、半田の融点な
どを実際の数字で入力して、演算処理部ＣＰＵ内でラン
ク分は処理を行うようにしても良いことは言うまでもな
い。
［表１］ 下記表２はデータメモリＭ内に形成される条件データテ
ーブルを示すものである。
［表２ま た条件データおよびその条件データに基いてデータテー
ブル（データメモリＭ内に形成される）５から読出され
た制御データは、シミュレーション手段７のＣＲＴにて
形成される表示部に第６図に示すように表示される。こ
の場合、設定された条件データに対応した制御データと
して、コンベア２の搬送速度（ｍ／ｍ１ｎ）、５個のヒ
ータＨの加熱設定温度（℃）、１個の紫外線ランプＵＶ
の点滅状態、３個のハロゲンランプＨＬに印加される電
圧比（％）などのデータが同時に表示されるようになっ
ている。なお、図示例では、設定された品種番号を含む
部分の条件データテーブルを部分表示し、設定されてい
る品種番号表示を反転表示モードにして設定された条件
を認識させるようにしている。
また、ランク外の条件を設定したい場合には、制御デー
タを微調整して新しい品種番号に対応させてそのデータ
を登録しておけば良い。
一方、シミュレーション手段７の表示部を上述のデータ
表示モードからシミュレーション表示モードに切り換え
ると、第７図に示すような加熱パターンのシミュレーシ
ョン結果（実線で示す）が表示される。また、加熱パタ
ーン実測手段１０を動作させた場合には、演算処理部Ｃ
ＰＵに入力される実測温度データおよび位置データに基
いて加熱パターンの実測結果（一点鎖線で示す）がシミ
ニレ−２８２手段７の表示部に表示されるようになって
おり、実施例では重ね合わせて表示されるシミュレーシ
ョン結果と、実測結果とを色違いで表示している。ここ
に、両結果が略一致している場合には、各手段が正常に
動作して所望の加熱パターンが得られていることを示し
ている。一方、両結果が一致していない場合には、各手
段の制御状態の異常あるいは加熱手段３を構成するヒー
タＨの劣化などが考えられ、補修を行う必要があること
を示しており、両結果のずれの程度を補修タイミングの
目安とすれば良いことになる。また、各手段が正常に動
作しており、しかもヒータＨの劣化が考えられない場合
には、条件設定に問題があることになるので、前述した
条件設定をやり直す必要があり、両結果が一致するよう
に条件設定の微調整を行えば良い。なお、ＣＲＴに表示
された画面は、プリンタによりそのままプリントアウト
することができるようになっており、設定された条件、
シミュレーション結果、実測結果を適宜プリントアウト
することによりデータ保存ができるようにしている。ま
た、通信手段によって外部装置にデータを転送すること
もできるようになっている。
ところで、多品種少量生産を行っている場合には、１日
の生産予定品種が複数の場合が考えられ、生産順序を考
慮しなければ生産品種切り換え時の昇温、降温に時間が
かかって待ち時間が長くなって効率的な生産が行えない
上、エネルギー損失が大きくなるという問題が生じる。
ここに、実施例にあっては、複数種の被加熱物体１にそ
れぞれ対応する複数の被加熱条件が設定できるように条
件設定手段２を形成して、被加熱条件の切り換え順序を
加熱パターン温度の低い順に設定するソーティング手段
９を設けており、加熱パターンを考慮した生産予定品種
の生産順序すなわち生産計画が最適に設定されるので、
生産品種切り換え時における待ち時間を少なくするとと
もに、エネルギー損失を少なくすることができるように
なっている。
また、自動的に設定された生産計画はＣＲＴ表示される
ようになっており、す７０−炉の運転者はこの生産計画
表示によって生産品種を切り換えるだけで最も効率的な
生産が容易に行えることになる。
さらに、実施例では、す７０−炉の運転中の各手段の動
作状態をＣＲＴ表示するようになっており、運転モード
におけるシミュレーション手段７の表示部には、＠８図
に示すようなモニタ画像が表示されている。また、演算
処理部ＣＰＵでは、同時に異常監視手段１０からの異常
監視入力に基いて各手段の異常チェックを行っており、
コンベア２の過負荷、紫外線ランプＵＶの冷却ファンの
過負荷、紫外線ランプＵＶの過昇温、ヒータＨの過昇温
あるいは過降温、ハロゲンランプＨＬの過昇温、非常停
止釦の操作などの異常発生が検知されたときには、その
旨を運転者に知らせるためのメツセージをＣＲＴ表示す
るようにしている。
［発明の効果］ 本発明は上述のように、コンベアにて搬送される被加熱
物体を加熱する加熱手段を搬送路に沿って配置し、コン
ベアによる搬送速度および加熱手段による加熱温度を制
御して所定の加熱パターンで被加熱物体を加熱するよう
にしたり７０−炉において、被加熱物体の形状、材質、
被加熱温度などの被加熱条件を設定する条件設定手段と
、データテーブルから上記被加熱条件に対応する加熱手
段の加熱制御データおよびコンベアの速度制御データを
読出して加熱手段およびコンベアを制御する加熱制御手
段とを設けたものであり、被加熱条件を設定することに
よって最適な加熱パターンが得られるように加熱手段お
よびコンベアの制御条件が設定されるので、運転経験の
浅い作業者でも条件設定が簡単に、且つ短時間で行うこ
とができ、初期運転がやり易いという効果があり、また
、従来例のように試行錯誤によって制御条件を設定する
必要がないので、テスト時の材料ロスを少なくすること
ができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明一実施例のブロック回路図、第２図は同
上の概略構成図、第３図は同上の要部構成図、第４図は
同上の要部斜視図、第５図乃至第８図は同上の動作説明
図である。 １は被加熱物体、２はコンベア、３は加熱手段、４は条
件設定手段、５はデータテーブル、６は加熱制御手段、
７はシミュレーション手段、８は加熱パターン実測手段
、９はソーティング手段である。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）コンベアにて搬送される被加熱物体を加熱する加
    熱手段を搬送路に沿って配置し、コンベアによる搬送速
    度および加熱手段による加熱温度を制御して所定の加熱
    パターンで被加熱物体を加熱するようにしたリフローに
    おいて、被加熱物体の形状、材質、被加熱温度などの被
    加熱条件を設定する条件設定手段と、データテーブルか
    ら上記被加熱条件に対応する加熱手段の加熱制御データ
    およびコンベアの速度制御データを読出して加熱手段お
    よびコンベアを制御する加熱制御手段とを設けたことを
    特徴とするリフロー炉。
  2. （２）予め設定されたランク分けに基いて被加熱条件を
    段階設定するように条件設定手段を形成したことを特徴
    とする特許請求の範囲第１項記載のリフロー炉。
  3. （３）被加熱条件に基いた加熱制御時における加熱パタ
    ーンを演算してシミュレーション結果を表示するシミュ
    レーション手段とを設けたことを特徴とする特許請求の
    範囲第２項記載のリフロー炉。
  4. （４）シミュレーション手段の表示部に被加熱条件を表
    示自在にしたことを特徴とする特許請求の範囲第２項記
    載のリフロー炉。
  5. （５）シミュレーション手段の表示部に、シミュレーシ
    ョン結果と、加熱パターンの実測結果を重ねて表示でき
    るようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第２項記
    載のリフロー炉。
  6. （６）複数種の被加熱物体にそれぞれ対応する複数の被
    加熱条件が設定できるように条件設定手段を形成し、被
    加熱条件の切り換え順序を加熱パターン温度の低い順に
    設定するソーティング手段を設けたことを特徴とする特
    許請求の範囲第１項記載のリフロー炉。
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