温度プロファイル推定方法及び温度プロファイル推定装置
【課題】リフロー装置内を搬送される対象基板の温度プロファイルを高精度に推定する。
【解決手段】温度プロファイル推定方法は、第１加熱条件が示す設定温度に従って加熱された区分内を搬送される対象基板の第１加熱特性値を区分ごとに取得するステップＳ１０１と、第２加熱条件が示す設定温度に従って加熱された区分内を搬送される対象基板の第２加熱特性値を区分ごとに取得するステップＳ１０２と、所与の加熱条件が示す設定温度に従って加熱された区分内を搬送される対象基板の第３加熱特性値を、第１加熱特性値と第２加熱特性値とに基づく補間により、区分ごとに推定するステップＳ１０３と、推定された第３加熱特性値を用いて、所与の加熱条件が示す設定温度に従って加熱された区分内を搬送される対象基板の温度の時間変化を区分ごとに推定することにより温度プロファイルを推定するステップＳ１０４とを含む。
【解決手段】温度プロファイル推定方法は、第１加熱条件が示す設定温度に従って加熱された区分内を搬送される対象基板の第１加熱特性値を区分ごとに取得するステップＳ１０１と、第２加熱条件が示す設定温度に従って加熱された区分内を搬送される対象基板の第２加熱特性値を区分ごとに取得するステップＳ１０２と、所与の加熱条件が示す設定温度に従って加熱された区分内を搬送される対象基板の第３加熱特性値を、第１加熱特性値と第２加熱特性値とに基づく補間により、区分ごとに推定するステップＳ１０３と、推定された第３加熱特性値を用いて、所与の加熱条件が示す設定温度に従って加熱された区分内を搬送される対象基板の温度の時間変化を区分ごとに推定することにより温度プロファイルを推定するステップＳ１０４とを含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リフロー装置内を搬送される対象基板の温度の時間変化を示す温度プロファイルを推定する温度プロファイル推定方法等に関する。
【背景技術】
【０００２】
リフロー装置は、それぞれが互いに独立して雰囲気温度を制御することができる複数のゾーンを有する。この複数のゾーンの雰囲気温度を適切に制御することにより、リフロー装置の内部を通過する実装基板（電子部品などの部品が実装された基板）の温度プロファイルを予め定められた温度条件に適合させることができる。
【０００３】
そこで、実装基板の温度が予め定められた温度条件に適合するように実装基板を加熱するための雰囲気温度を決定するために、雰囲気温度を変更しながら、実装基板の温度プロファイルをシミュレーションする方法が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００４】
特許文献１に記載の方法では、まず、設定温度と一致するように雰囲気温度が制御された各ゾーンを通過する実装基板の温度プロファイルを測定し、測定した温度プロファイルを用いて、各ゾーン又はゾーンを細分化した各区分における加熱特性値を算出する。そして、算出した加熱特性値を用いて、各ゾーンの雰囲気温度を変更した場合における実装基板の温度プロファイルを推定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−６４００２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、加熱能力又は放熱特性などのリフロー装置の特性などにより、設定温度と雰囲気温度とは一致しない場合がある。特に、設定温度が高い場合、放熱の影響が大きくなるため、設定温度と実際の雰囲気温度とが乖離する傾向がある。
【０００７】
また、各ゾーンの境界では、隣接するゾーンからガス（加熱された、空気又は窒素等の流体など）が流入又は流出するため、温度干渉領域が形成され、設定温度と実際の雰囲気温度とが乖離することが多い。
【０００８】
このように、設定温度と実際の雰囲気温度とが乖離した場合、特許文献１に記載の方法では、設定温度と雰囲気温度とが一致することを前提として温度プロファイルが推定されるため、推定された温度プロファイルの誤差が大きくなる。
【０００９】
そこで、本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、リフロー装置内を搬送される対象基板の温度プロファイルを高精度に推定することができる温度プロファイル推定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る温度プロファイル推定方法は、所与の加熱条件で加熱されたリフロー装置内を搬送される対象基板の温度の時間変化を示す温度プロファイルを推定する温度プロファイル推定方法であって、前記リフロー装置内を搬送方向に分割した区分ごとに、第１加熱条件が示す設定温度に従って加熱された前記区分内を搬送される前記対象基板の加熱特性を示す第１加熱特性値を取得する第１加熱特性値取得ステップと、第２加熱条件が示す設定温度に従って加熱された前記区分内を搬送される前記対象基板の加熱特性を示す第２加熱特性値を前記区分ごとに取得する第２加熱特性値取得ステップと、前記所与の加熱条件が示す設定温度に従って加熱された前記区分内を搬送される前記対象基板の加熱特性を示す第３加熱特性値を、前記第１加熱特性値と前記第２加熱特性値とに基づく補間により、前記区分ごとに推定する第３加熱特性値推定ステップと、推定された前記第３加熱特性値を用いて、前記所与の加熱条件が示す設定温度に従って加熱された前記区分内を搬送される前記対象基板の温度の時間変化を前記区分ごとに推定することにより、前記温度プロファイルを推定する温度プロファイル推定ステップとを含む。
【００１１】
これにより、設定温度と雰囲気温度とが一致しないことなどの理由により発生する温度プロファイルの推定誤差を、設定温度に応じた加熱特性値を用いて低減することができるので、高精度に温度プロファイルを推定することが可能となる。
【００１２】
また、さらに、前記第１加熱条件が示す設定温度に従って加熱された前記区分内を搬送される基準基板の加熱特性を示す第４加熱特性値を前記区分ごとに取得する第４加熱特性値取得ステップと、前記第２加熱条件が示す設定温度に従って加熱された前記区分内を搬送される基準基板の加熱特性を示す第５加熱特性値を前記区分ごとに取得する第５加熱特性値取得ステップとを含み、前記第２加熱特性値取得ステップでは、前記第４加熱特性値に対する前記第１加熱特性値の比を用いて、前記第５加熱特性値を前記第２加熱特性値へ前記区分ごとに変換することにより、前記第２加熱特性値を前記区分ごとに取得することが好ましい。
【００１３】
これにより、第２加熱特性値を得るために、第２加熱条件が示す設定温度に従って加熱された各区分内を搬送される対象基板の温度プロファイルを測定する必要がなくなる。したがって、対象基板が変わるたびに測定しなければならない温度プロファイルの数を減らすことができ、温度プロファイルを測定するための負荷を低減することができる。
【００１４】
また、前記第２加熱条件が示す設定温度は、前記第１加熱条件を示す設定温度よりも高い温度であって、前記各区分における前記リフロー装置の加熱能力によって定まる温度であることが好ましい。
【００１５】
これにより、設定温度と雰囲気温度とが一致しない可能性が高い、設定温度が高い場合における加熱特性値を、高精度に推定することができるので、高精度に温度プロファイルを推定することができる。
【００１６】
また、本発明の一態様に係る温度プロファイル推定装置は、所与の加熱条件で加熱されたリフロー装置内を搬送される対象基板の温度の時間変化を示す温度プロファイルを推定する温度プロファイル推定装置であって、前記リフロー装置内を搬送方向に分割した区分ごとに、第１加熱条件が示す設定温度に従って加熱された前記区分内を搬送される前記対象基板の加熱特性を示す第１加熱特性値を取得する第１加熱特性値取得部と、第２加熱条件が示す設定温度に従って加熱された前記区分内を搬送される前記対象基板の加熱特性を示す第２加熱特性値を前記区分ごとに取得する第２加熱特性値取得部と、前記所与の加熱条件が示す設定温度に従って加熱された前記区分内を搬送される前記対象基板の加熱特性を示す第３加熱特性値を、前記第１加熱特性値と前記第２加熱特性値とに基づく補間により、前記区分ごとに推定する第３加熱特性値推定部と、推定された前記第３加熱特性値を用いて、前記所与の加熱条件が示す設定温度に従って加熱された前記区分内を搬送される前記対象基板の温度の時間変化を前記区分ごとに推定することにより、前記温度プロファイルを推定する温度プロファイル推定部とを備える。
【００１７】
これにより、上記温度プロファイル推定方法と同様の効果を奏することができる。
【００１８】
また、本発明の一態様に係るリフロー装置は、上記温度プロファイル推定装置を備える。
【００１９】
これにより、上記温度プロファイル推定方法と同様の効果を奏することができる。
【００２０】
なお、本発明は、このような温度プロファイル推定方法として実現することができるだけでなく、温度プロファイル推定方法に含まれる各ステップをコンピュータに実行させるプログラムとして実現することもできる。そして、そのようなプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体、あるいはインターネット等の伝送媒体を介して配信することができるのは言うまでもない。
【発明の効果】
【００２１】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、設定温度と雰囲気温度とが一致しないことなどの理由により発生する温度プロファイルの推定誤差を、設定温度に応じた加熱特性値を用いて低減することができる。したがって、高精度に温度プロファイルを推定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】リフロー装置の一例を示す断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る温度プロファイル推定装置の機能構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る温度プロファイル推定装置の動作を示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態１に係る第１加熱特性値の一例を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る第２加熱特性値の一例を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係る第３加熱特性値推定処理を説明するための図である。
【図７】本発明の実施の形態１に係る温度プロファイル推定処理を説明するための図である。
【図８】本発明の実施の形態２に係る温度プロファイル推定装置の機能構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の実施の形態２に係る温度プロファイル推定装置の動作を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の変形例を説明するための図である。
【図１１】コンピュータのハードウェア構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明の一態様に係る温度プロファイル推定装置は、リフロー装置内を搬送される対象基板の温度プロファイルを推定する。そこで、まず、一般的なリフロー装置について、図１を用いて説明する。
【００２４】
図１は、リフロー装置の一例を示す断面図である。
【００２５】
リフロー装置１００は、実装基板を加熱することにより、部品を基板にはんだ付けする装置である。リフロー装置１００は、基板を搬送する搬送手段であるコンベアと、基板を加熱又は冷却するためのゾーンＡ〜Ｆとを有する。ゾーンＡ〜Ｃは、基板をはんだの溶融点未満の所定温度範囲に所定時間だけ保持されるように予備加熱するための予熱ゾーンである。また、ゾーンＤ、Ｅは、はんだの溶融点以上の所定温度範囲に所定時間だけ保持されるようにリフロー加熱するためのリフローゾーンである。また、ゾーンＦは、加熱された基板を冷却するための冷却ゾーンである。
【００２６】
これらの各ゾーンでは、それぞれ独立して雰囲気温度が制御される。具体的には、リフロー装置１００は、各ゾーンごとに設定された設定温度と各ゾーンの雰囲気温度とが一致するように、各ゾーンに配置された加熱器又は冷却器を制御する。
【００２７】
しかしながら、加熱能力もしくは冷却能力、又は放熱特性などリフロー装置１００の特性などにより、設定温度と実際の雰囲気温度とが一致しない場合がある。特に、各ゾーンの境界では、隣接するゾーンからガス（加熱された、空気又は窒素等の流体など）が流入又は流出するため、温度干渉領域が形成され、設定温度と実際の雰囲気温度とが乖離することが多い。
【００２８】
このようなリフロー装置１００内を搬送される対象基板の温度プロファイルを高精度に推定するための温度プロファイル推定装置について、以下に説明する。
【００２９】
（実施の形態１）
まず、本発明の実施の形態１について、図面を参照しながら説明する。
【００３０】
図２は、本発明の実施の形態１に係る温度プロファイル推定装置の機能構成を示すブロック図である。
【００３１】
温度プロファイル推定装置１０は、リフロー装置内を搬送される対象基板の温度プロファイルを推定する。具体的には、温度プロファイル推定装置１０は、第１加熱特性値取得部１１と、第２加熱特性値取得部１２と、第３加熱特性値推定部１３と、温度プロファイル推定部１４とを備える。
【００３２】
第１加熱特性値取得部１１は、第１加熱特性値を区分ごとに取得する。第１加熱特性値は、第１加熱条件が示す設定温度に従って加熱された各区分内を搬送される対象基板の加熱特性を示す。具体的には、第１加熱特性値は、例えば、設定温度Ｔａに設定された各区分内を搬送される対象基板の温度を測定した結果を用いて、式（１）に従って算出される。
【００３３】
【数１】
【００３４】
ここで、ｍは加熱特性値であり、ｔは区分を通過するのに要した時間であり、Ｔａは区分の設定温度であり、Ｔｉｎｔは区分の入口における基板温度であり、Ｔｓは区分の出口における基板温度である。
【００３５】
なお、区分とは、リフロー装置内を搬送方向に分割した空間を示す。本実施の形態のように、区分は、ゾーンＡ〜Ｆ等をさらに細分化した空間であることが品質的に好ましいが、基板の温度プロファイルに悪影響がなければ、ゾーンと同一であってもよい。また、加熱条件とは、リフロー装置内を搬送される基板を加熱するための条件であり、例えば、各ゾーンの設定温度と基板の搬送速度とを示す。
【００３６】
第２加熱特性値取得部１２は、第２加熱特性値を区分ごとに取得する。第２加熱特性値は、第２加熱条件が示す設定温度に従って加熱された各区分内を搬送される対象基板の加熱特性を示す。具体的には、第２加熱特性値は、例えば、設定温度Ｔａに設定された各区分内を搬送される対象基板の温度を測定した結果を用いて、式（１）に従って算出される。
【００３７】
第３加熱特性値推定部１３は、第１加熱特性値と第２加熱特性値とに基づく補間により、第３加熱特性値を区分ごとに推定する。第３加熱特性値は、第３加熱条件が示す設定温度に従って加熱された各区分内を搬送される対象基板の加熱特性を示す。
【００３８】
つまり、第３加熱特性値推定部１３は、第１加熱条件が示す設定温度と、第２加熱条件が示す設定温度との内側又は外側の設定温度における加熱特性値を補間することにより、第３加熱条件が示す設定温度における加熱特性値を第３加熱特性値として推定する。なお、補間とは、内挿及び外挿を含み、典型的には線形補間である。
【００３９】
ここで、第３加熱条件は、所与の加熱条件の一例であり、温度プロファイルを推定するために与えられる加熱条件である。所与の加熱条件を変更しながら、温度プロファイルを推定することにより、温度プロファイルを予め定められた温度条件に適合させるための加熱条件を探索することができる。
【００４０】
温度プロファイル推定部１４は、推定された第３加熱特性値を用いて、第３加熱条件が示す設定温度に従って加熱された区分内を搬送される対象基板の温度の時間変化を区分ごとに推定する。これにより、温度プロファイル推定部１４は、第３加熱条件で加熱されたリフロー装置内を搬送される対象基板の温度プロファイルを推定する。
【００４１】
具体的には、温度プロファイル推定部１４は、例えば、第３加熱条件が示す区分ごとの設定温度Ｔａ、及び第３加熱特性値ｍとを用いて、式（２）に従って、区分ごとに対象基板の温度変化を推定する。
【００４２】
【数２】
【００４３】
次に、以上のように構成された温度プロファイル推定装置１０における各種動作について、図３〜図７を用いて説明する。
【００４４】
図３は、本発明の実施の形態１に係る温度プロファイル推定装置の動作を示すフローチャートである。また、図４は、本発明の実施の形態１に係る第１加熱特性値の一例を示す図である。また、図５は、本発明の実施の形態１に係る第２加熱特性値の一例を示す図である。また、図６は、本発明の実施の形態１に係る第３加熱特性値推定処理を説明するための図である。また、図７は、本発明の実施の形態１に係る温度プロファイル推定処理を説明するための図である。
【００４５】
まず、第１加熱特性値取得部１１は、第１加熱特性値を区分ごとに取得する（Ｓ１０１）。図４に示すように、第１加熱特性値取得部１１は、第１加熱条件４１が示す設定温度（例えば、下限値）に従って加熱された各区分内を搬送される対象基板の温度プロファイル４２から算出される第１加熱特性値ｍ１ｉを取得する。
【００４６】
なお、第１加熱条件４１は、ゾーンＡ〜Ｆの設定温度が、順に、１６０℃、１６０℃、１６０℃、２３０℃、２３０℃、９０℃であり、搬送速度が０．６ｍ／ｍｉｎであることを示す。
【００４７】
また、温度プロファイル４２は、第１加熱条件４１に従って加熱されたリフロー装置１００内を搬送される対象基板に熱電対などの温度センサを取り付けて温度を測定することにより得られた温度プロファイルである。
【００４８】
続いて、第２加熱特性値取得部１２は、第２加熱特性値を区分ごとに取得する（Ｓ１０２）。図５に示すように、第２加熱特性値取得部１２は、第２加熱条件５１が示す設定温度（例えば、上限値）に従って加熱された各区分内を搬送される対象基板の温度プロファイル５２から算出される第２加熱特性値ｍ２ｉを取得する。
【００４９】
なお、第２加熱条件５１は、ゾーンＡ〜Ｆの設定温度が、順に、１９０℃、１９０℃、１９０℃、２６０℃、２６０℃、１２０℃であり、搬送速度が０．６ｍ／ｍｉｎであることを示す。つまり、第２加熱条件５１が示す設定温度は、第１加熱条件４１が示す設定温度よりも高い。
【００５０】
また、温度プロファイル５２は、第２加熱条件５１に従って加熱されたリフロー装置１００内を搬送される対象基板に熱電対などの温度センサを取り付けて温度を測定することにより得られた温度プロファイルである。
【００５１】
続いて、第３加熱特性値推定部１３は、第１加熱特性値と第２加熱特性値とに基づく補間により、各ゾーンを細分化した区分ごとに第３加熱特性値を推定する（Ｓ１０３）。例えば、ある区分において、設定温度が１６０℃のときの第１加熱特性値ｍ１ｉと設定温度が１９０℃のときの第２加熱特性値ｍ２ｉとが取得されていた場合、設定温度１８０℃のときの第３加熱特性値ｍ３ｉは、図６のグラフに示すように、１６０℃と１９０℃との内側の加熱特性値を内挿することにより推定される。
【００５２】
なお、一般的に、設定温度が低い場合よりも設定温度が高い場合の方が、設定温度と実際の雰囲気温度との差が大きくなりやすい。そこで、第２加熱条件５１が示す設定温度は、各ゾーンにおけるリフロー装置の加熱能力によって定まる温度であることが好ましい。具体的には、第２加熱条件５１が示す設定温度は、例えば、ゾーンを安定して加熱することができる上限の設定温度であることが好ましい。これにより、温度プロファイル推定装置１０は、設定温度と雰囲気温度との差が大きくなる可能性が高い加熱条件における加熱特性値を、高精度に推定することができるので、温度プロファイルの推定精度を向上させることができる。また例えば、第１加熱条件４１が示す設定温度は、基板のリフローはんだ付けのために、ゾーンを安定して加熱することができる下限値であることが好ましい。
【００５３】
次に、温度プロファイル推定部１４は、推定された第３加熱特性値を用いて、第３加熱条件が示す設定温度に従って加熱された区分内を搬送される対象基板の温度の時間変化を区分ごとに推定することにより、温度プロファイルを推定する（Ｓ１０４）。
【００５４】
例えば、図７に示すように、温度プロファイル推定部１４は、各区分において、第３加熱条件７１が示す設定温度に従って加熱される対象基板の第３加熱特性値ｍ３ｉを用いて、温度プロファイル７２を推定する。なお、温度プロファイル推定部１４は、さらに、この第３加熱条件７１を変更しながら、温度プロファイル７２が所定の温度条件７３を満たす加熱条件を探索してもよい。
【００５５】
以上のように、本実施の形態に係る温度プロファイル推定装置１０は、設定温度と雰囲気温度とが一致しないことなどの理由により発生する温度プロファイルの推定誤差を、設定温度に応じた加熱特性値を用いて低減することができる。したがって、温度プロファイル推定装置１０は、高精度に温度プロファイルを推定することが可能となる。
【００５６】
つまり、本来、加熱特性値は、実際の雰囲気温度を用いて算出されれば一定値であるが、設定温度を用いて算出した場合、設定温度と雰囲気温度とが乖離したときに変動する。したがって、従来のように、設定温度と雰囲気温度とが一致していることを前提に、加熱特性値を一定値として温度プロファイルを推定した場合には、設定温度と雰囲気温度とが乖離したときに温度プロファイルに推定誤差が生じる。そこで、本実施の形態に係る温度プロファイル推定装置１０は、設定温度に応じた第３加熱特性値を用いて温度プロファイルを推定することにより、高精度に温度プロファイルを区分ごとに推定することが可能となる。
【００５７】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２について、図面を参照しながら説明する。
【００５８】
本実施の形態に係る温度プロファイル推定装置２０は、第２加熱特性値の取得に関する処理が実施の形態１に係る温度プロファイル推定装置１０と異なるが、他の処理については同様である。したがって、以下に、実施の形態１と異なる点を中心に説明する。
【００５９】
図８は、本発明の実施の形態２に係る温度プロファイル推定装置の機能構成を示すブロック図である。図８において、図２と同一の構成要素については同一の符号を付し、説明を省略する。
【００６０】
第４加熱特性値取得部２１は、第４加熱特性値を区分ごとに取得する。第４加熱特性値は、第１加熱条件が示す設定温度に従って加熱された各区分内を搬送される基準基板の加熱特性を示す。つまり、第４加熱特性値は、第１加熱特性値が得られるときと同一の加熱条件（第１加熱条件）に従って加熱された、第１加熱特性値が得られるときの基板（対象基板）と異なる基板（基準基板）の加熱特性値である。
【００６１】
第５加熱特性値取得部２２は、第５加熱特性値を区分ごとに取得する。第５加熱特性値は、第２加熱条件が示す設定温度に従って加熱された各区分内を搬送される基準基板の加熱特性を示す。
【００６２】
第２加熱特性値取得部２３は、第４加熱特性値に対する第１加熱特性値の比を用いて、第５加熱特性値を第２加熱特性値へ区分ごとに変換することにより、第２加熱特性値を区分ごとに取得する。
【００６３】
具体的には、第２加熱特性値取得部２３は、例えば、式（３）に示すように、第４加熱特性値に対する第１加熱特性値の比を用いて、第５加熱特性値を第２加熱特性値へ区分ごとに変換する。
【００６４】
【数３】
【００６５】
ここで、ｍ１ｉは、区分ｉにおける第１加熱特性値である。また、ｍ２ｉは、区分ｉにおける第２加熱特性値である。また、ｍ４ｉは、区分ｉにおける第４加熱特性値である。また、ｍ５ｉは、区分ｉにおける第５加熱特性値である。
【００６６】
次に、以上のように構成された温度プロファイル推定装置２０における各種動作について、図９を用いて説明する。
【００６７】
図９は、本発明の実施の形態２に係る温度プロファイル推定装置の動作を示すフローチャートである。なお、図９において、図３と同一のステップについては同一の符号を付し、説明を省略する。
【００６８】
第１加熱特性値が取得された後、第４加熱特性値取得部２１は、第４加熱特性値を区分ごとに取得する（Ｓ２０１）。具体的には、第４加熱特性値取得部２１は、第１加熱条件４１が示す設定温度に従って加熱された各区分内を搬送される基準基板の測定された温度プロファイルから算出される第４加熱特性値ｍ４ｉを取得する。
【００６９】
また、第５加熱特性値取得部２２は、第５加熱特性値を区分ごとに取得する（Ｓ２０２）。具体的には、第５加熱特性値取得部２２は、第２加熱条件５１が示す設定温度に従って加熱された各区分内を搬送される基準基板の測定された温度プロファイルから算出される第５加熱特性値ｍ５ｉを取得する。
【００７０】
そして、第２加熱特性値取得部２３は、第４加熱特性値ｍ４ｉに対する第１加熱特性値ｍ１ｉの比を用いて、第５加熱特性値ｍ５ｉを第２加熱特性値ｍ２ｉへ区分ごとに変換する（Ｓ２０３）。つまり、第２加熱特性値取得部２３は、第２加熱条件５１に従って加熱されたリフロー装置１００内を搬送される対象基板の温度プロファイル５２を測定することなく、第２加熱特性値ｍ２ｉを取得することができる。
【００７１】
以上のように、本実施の形態に係る温度プロファイル推定装置２０は、第２加熱特性値を得るために、第２加熱条件が示す設定温度に従って加熱された各区分内を搬送される対象基板の温度プロファイルを測定する必要がない。したがって、対象基板が変わるたびに測定しなければならない温度プロファイルの数を減らすことができ、作業者の作業負荷を低減することができる。
【００７２】
つまり、本実施の形態に係る温度プロファイル推定装置２０では、基準基板の温度プロファイルを測定する負荷は増加するが、対象基板の温度プロファイルを測定する負荷は軽減する。したがって、温度プロファイル推定装置２０は、生産すべき基板が変更されるなどにより、温度プロファイルを推定すべき対象基板が変更される場合などに、温度プロファイルを測定する作業者の負荷を軽減させることができる。
【００７３】
以上、本発明の一態様に係る温度プロファイル推定装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したもの、あるいは異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。
【００７４】
例えば、上記実施の形態１及び２において、第３加熱特性値推定部１３は、２つの加熱特性値に基づく補間により、第３加熱特性値を推定していたが、さらに多くの加熱特性値に基づく補間により、第３加熱特性値を推定してもよい。この場合、第２加熱特性値取得部１２、２３及び第５加熱特性値取得部２２は、第２加熱条件が示す設定温度とは異なる設定温度に従って加熱された各区分内を搬送される対象基板又は基準基板の加熱特性値をさらに取得する。
【００７５】
図１０は、本発明の変形例を説明するための図である。図１０に示すように、第３加熱特性値推定部１３は、例えば、４つの加熱特性値に基づく区分線形補間などにより、第３加熱特性値を推定してもよい。これにより、第３加熱特性値推定部１３は、さらに高精度に第３加熱特性値を推定することができる。なお、第３加熱特性値推定部１３は、線形補間だけではなく、２次以上の多項式補間など曲線補間により、第３加熱特性値を推定してもよい。
【００７６】
また、上記実施の形態１又は２に係る温度プロファイル推定装置１０、２０は、リフロー装置１００に備えられてもよい。
【００７７】
また、図１に示したリフロー装置１００は一例であり、異なるゾーン構成のリフロー装置であっても本発明は適用されうる。例えば、リフロー装置１００が冷却ゾーンを備えない場合であっても、温度プロファイル推定装置１０、２０は、高精度に温度プロファイルを推定することができる。
【００７８】
さらに、本発明は、このような温度プロファイル推定装置の特徴的な構成要素が行う処理を実行する温度プロファイル推定方法として実現することもできる。また、その温度プロファイル推定方法を図１１に示すようなコンピュータに実行させるためのプログラムとして実現することもできる。そして、そのようなプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体、インターネット等の伝送媒体を介して配信することができる。
【００７９】
図１１は、コンピュータのハードウェア構成の一例を示す図である。温度プロファイル推定方法をコンピュータに実行させるためのプログラムは、例えば、コンピュータが読取可能な媒体であるＣＤ−ＲＯＭ５１５に記憶され、ＣＤ−ＲＯＭ装置５１４を介して読み出される。また例えば、温度プロファイル推定方法をコンピュータに実行させるためのプログラムは、有線若しくは無線ネットワーク、又は放送などを介して伝送される。
【００８０】
コンピュータ５００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）５０１、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）５０２、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）５０３、ハードディスク５０４、通信インタフェース５０５等を備える。
【００８１】
ＣＰＵ５０１は、ＣＤ−ＲＯＭ装置５１４を介して読み出されたプログラム、又は通信インタフェース５０５を介して受信したプログラムを実行する。具体的には、ＣＰＵ５０１は、ＣＤ−ＲＯＭ装置５１４を介して読み出されたプログラム、又は通信インタフェース５０５を介して受信したプログラムをＲＡＭ５０３に展開する。そして、ＣＰＵ５０１は、ＲＡＭ５０３に展開されたプログラム中のコード化された各命令を実行する。
【００８２】
ＲＯＭ５０２は、コンピュータ５００の動作に必要なプログラム及びデータを記憶する読み出し専用メモリである。ＲＡＭ５０３は、ＣＰＵ５０１がプログラムを実行するときにワークエリアとして使用される。具体的には、ＲＡＭ５０３は、例えば、プログラム実行時のパラメータなどのデータを一時的に記憶する。ハードディスク５０４は、プログラム、データなどを記憶する。
【００８３】
通信インタフェース５０５は、ネットワークを介して他のコンピュータとの通信を行なう。バス５０６は、ＣＰＵ５０１、ＲＯＭ５０２、ＲＡＭ５０３、ハードディスク５０４、通信インタフェース５０５、ディスプレイ５１１、キーボード５１２、マウス５１３及びＣＤ−ＲＯＭ装置５１４を相互に接続する。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
リフロー装置内を搬送される対象基板の温度の時間変化を示す温度プロファイルを推定する温度プロファイル推定装置などとして利用することができる。
【符号の説明】
【００８５】
１０、２０ 温度プロファイル推定装置
１１ 第１加熱特性値取得部
１２、２３ 第２加熱特性値取得部
１３ 第３加熱特性値推定部
１４ 温度プロファイル推定部
２１ 第４加熱特性値取得部
２２ 第５加熱特性値取得部
４１ 第１加熱条件
４２、５２、７２ 温度プロファイル
５１ 第２加熱条件
７１ 第３加熱条件
７３ 温度条件
１００ リフロー装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リフロー装置内を搬送される対象基板の温度の時間変化を示す温度プロファイルを推定する温度プロファイル推定方法等に関する。
【背景技術】
【０００２】
リフロー装置は、それぞれが互いに独立して雰囲気温度を制御することができる複数のゾーンを有する。この複数のゾーンの雰囲気温度を適切に制御することにより、リフロー装置の内部を通過する実装基板（電子部品などの部品が実装された基板）の温度プロファイルを予め定められた温度条件に適合させることができる。
【０００３】
そこで、実装基板の温度が予め定められた温度条件に適合するように実装基板を加熱するための雰囲気温度を決定するために、雰囲気温度を変更しながら、実装基板の温度プロファイルをシミュレーションする方法が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００４】
特許文献１に記載の方法では、まず、設定温度と一致するように雰囲気温度が制御された各ゾーンを通過する実装基板の温度プロファイルを測定し、測定した温度プロファイルを用いて、各ゾーン又はゾーンを細分化した各区分における加熱特性値を算出する。そして、算出した加熱特性値を用いて、各ゾーンの雰囲気温度を変更した場合における実装基板の温度プロファイルを推定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−６４００２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、加熱能力又は放熱特性などのリフロー装置の特性などにより、設定温度と雰囲気温度とは一致しない場合がある。特に、設定温度が高い場合、放熱の影響が大きくなるため、設定温度と実際の雰囲気温度とが乖離する傾向がある。
【０００７】
また、各ゾーンの境界では、隣接するゾーンからガス（加熱された、空気又は窒素等の流体など）が流入又は流出するため、温度干渉領域が形成され、設定温度と実際の雰囲気温度とが乖離することが多い。
【０００８】
このように、設定温度と実際の雰囲気温度とが乖離した場合、特許文献１に記載の方法では、設定温度と雰囲気温度とが一致することを前提として温度プロファイルが推定されるため、推定された温度プロファイルの誤差が大きくなる。
【０００９】
そこで、本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、リフロー装置内を搬送される対象基板の温度プロファイルを高精度に推定することができる温度プロファイル推定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る温度プロファイル推定方法は、所与の加熱条件で加熱されたリフロー装置内を搬送される対象基板の温度の時間変化を示す温度プロファイルを推定する温度プロファイル推定方法であって、前記リフロー装置内を搬送方向に分割した区分ごとに、第１加熱条件が示す設定温度に従って加熱された前記区分内を搬送される前記対象基板の加熱特性を示す第１加熱特性値を取得する第１加熱特性値取得ステップと、第２加熱条件が示す設定温度に従って加熱された前記区分内を搬送される前記対象基板の加熱特性を示す第２加熱特性値を前記区分ごとに取得する第２加熱特性値取得ステップと、前記所与の加熱条件が示す設定温度に従って加熱された前記区分内を搬送される前記対象基板の加熱特性を示す第３加熱特性値を、前記第１加熱特性値と前記第２加熱特性値とに基づく補間により、前記区分ごとに推定する第３加熱特性値推定ステップと、推定された前記第３加熱特性値を用いて、前記所与の加熱条件が示す設定温度に従って加熱された前記区分内を搬送される前記対象基板の温度の時間変化を前記区分ごとに推定することにより、前記温度プロファイルを推定する温度プロファイル推定ステップとを含む。
【００１１】
これにより、設定温度と雰囲気温度とが一致しないことなどの理由により発生する温度プロファイルの推定誤差を、設定温度に応じた加熱特性値を用いて低減することができるので、高精度に温度プロファイルを推定することが可能となる。
【００１２】
また、さらに、前記第１加熱条件が示す設定温度に従って加熱された前記区分内を搬送される基準基板の加熱特性を示す第４加熱特性値を前記区分ごとに取得する第４加熱特性値取得ステップと、前記第２加熱条件が示す設定温度に従って加熱された前記区分内を搬送される基準基板の加熱特性を示す第５加熱特性値を前記区分ごとに取得する第５加熱特性値取得ステップとを含み、前記第２加熱特性値取得ステップでは、前記第４加熱特性値に対する前記第１加熱特性値の比を用いて、前記第５加熱特性値を前記第２加熱特性値へ前記区分ごとに変換することにより、前記第２加熱特性値を前記区分ごとに取得することが好ましい。
【００１３】
これにより、第２加熱特性値を得るために、第２加熱条件が示す設定温度に従って加熱された各区分内を搬送される対象基板の温度プロファイルを測定する必要がなくなる。したがって、対象基板が変わるたびに測定しなければならない温度プロファイルの数を減らすことができ、温度プロファイルを測定するための負荷を低減することができる。
【００１４】
また、前記第２加熱条件が示す設定温度は、前記第１加熱条件を示す設定温度よりも高い温度であって、前記各区分における前記リフロー装置の加熱能力によって定まる温度であることが好ましい。
【００１５】
これにより、設定温度と雰囲気温度とが一致しない可能性が高い、設定温度が高い場合における加熱特性値を、高精度に推定することができるので、高精度に温度プロファイルを推定することができる。
【００１６】
また、本発明の一態様に係る温度プロファイル推定装置は、所与の加熱条件で加熱されたリフロー装置内を搬送される対象基板の温度の時間変化を示す温度プロファイルを推定する温度プロファイル推定装置であって、前記リフロー装置内を搬送方向に分割した区分ごとに、第１加熱条件が示す設定温度に従って加熱された前記区分内を搬送される前記対象基板の加熱特性を示す第１加熱特性値を取得する第１加熱特性値取得部と、第２加熱条件が示す設定温度に従って加熱された前記区分内を搬送される前記対象基板の加熱特性を示す第２加熱特性値を前記区分ごとに取得する第２加熱特性値取得部と、前記所与の加熱条件が示す設定温度に従って加熱された前記区分内を搬送される前記対象基板の加熱特性を示す第３加熱特性値を、前記第１加熱特性値と前記第２加熱特性値とに基づく補間により、前記区分ごとに推定する第３加熱特性値推定部と、推定された前記第３加熱特性値を用いて、前記所与の加熱条件が示す設定温度に従って加熱された前記区分内を搬送される前記対象基板の温度の時間変化を前記区分ごとに推定することにより、前記温度プロファイルを推定する温度プロファイル推定部とを備える。
【００１７】
これにより、上記温度プロファイル推定方法と同様の効果を奏することができる。
【００１８】
また、本発明の一態様に係るリフロー装置は、上記温度プロファイル推定装置を備える。
【００１９】
これにより、上記温度プロファイル推定方法と同様の効果を奏することができる。
【００２０】
なお、本発明は、このような温度プロファイル推定方法として実現することができるだけでなく、温度プロファイル推定方法に含まれる各ステップをコンピュータに実行させるプログラムとして実現することもできる。そして、そのようなプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体、あるいはインターネット等の伝送媒体を介して配信することができるのは言うまでもない。
【発明の効果】
【００２１】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、設定温度と雰囲気温度とが一致しないことなどの理由により発生する温度プロファイルの推定誤差を、設定温度に応じた加熱特性値を用いて低減することができる。したがって、高精度に温度プロファイルを推定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】リフロー装置の一例を示す断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る温度プロファイル推定装置の機能構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る温度プロファイル推定装置の動作を示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態１に係る第１加熱特性値の一例を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る第２加熱特性値の一例を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係る第３加熱特性値推定処理を説明するための図である。
【図７】本発明の実施の形態１に係る温度プロファイル推定処理を説明するための図である。
【図８】本発明の実施の形態２に係る温度プロファイル推定装置の機能構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の実施の形態２に係る温度プロファイル推定装置の動作を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の変形例を説明するための図である。
【図１１】コンピュータのハードウェア構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明の一態様に係る温度プロファイル推定装置は、リフロー装置内を搬送される対象基板の温度プロファイルを推定する。そこで、まず、一般的なリフロー装置について、図１を用いて説明する。
【００２４】
図１は、リフロー装置の一例を示す断面図である。
【００２５】
リフロー装置１００は、実装基板を加熱することにより、部品を基板にはんだ付けする装置である。リフロー装置１００は、基板を搬送する搬送手段であるコンベアと、基板を加熱又は冷却するためのゾーンＡ〜Ｆとを有する。ゾーンＡ〜Ｃは、基板をはんだの溶融点未満の所定温度範囲に所定時間だけ保持されるように予備加熱するための予熱ゾーンである。また、ゾーンＤ、Ｅは、はんだの溶融点以上の所定温度範囲に所定時間だけ保持されるようにリフロー加熱するためのリフローゾーンである。また、ゾーンＦは、加熱された基板を冷却するための冷却ゾーンである。
【００２６】
これらの各ゾーンでは、それぞれ独立して雰囲気温度が制御される。具体的には、リフロー装置１００は、各ゾーンごとに設定された設定温度と各ゾーンの雰囲気温度とが一致するように、各ゾーンに配置された加熱器又は冷却器を制御する。
【００２７】
しかしながら、加熱能力もしくは冷却能力、又は放熱特性などリフロー装置１００の特性などにより、設定温度と実際の雰囲気温度とが一致しない場合がある。特に、各ゾーンの境界では、隣接するゾーンからガス（加熱された、空気又は窒素等の流体など）が流入又は流出するため、温度干渉領域が形成され、設定温度と実際の雰囲気温度とが乖離することが多い。
【００２８】
このようなリフロー装置１００内を搬送される対象基板の温度プロファイルを高精度に推定するための温度プロファイル推定装置について、以下に説明する。
【００２９】
（実施の形態１）
まず、本発明の実施の形態１について、図面を参照しながら説明する。
【００３０】
図２は、本発明の実施の形態１に係る温度プロファイル推定装置の機能構成を示すブロック図である。
【００３１】
温度プロファイル推定装置１０は、リフロー装置内を搬送される対象基板の温度プロファイルを推定する。具体的には、温度プロファイル推定装置１０は、第１加熱特性値取得部１１と、第２加熱特性値取得部１２と、第３加熱特性値推定部１３と、温度プロファイル推定部１４とを備える。
【００３２】
第１加熱特性値取得部１１は、第１加熱特性値を区分ごとに取得する。第１加熱特性値は、第１加熱条件が示す設定温度に従って加熱された各区分内を搬送される対象基板の加熱特性を示す。具体的には、第１加熱特性値は、例えば、設定温度Ｔａに設定された各区分内を搬送される対象基板の温度を測定した結果を用いて、式（１）に従って算出される。
【００３３】
【数１】
【００３４】
ここで、ｍは加熱特性値であり、ｔは区分を通過するのに要した時間であり、Ｔａは区分の設定温度であり、Ｔｉｎｔは区分の入口における基板温度であり、Ｔｓは区分の出口における基板温度である。
【００３５】
なお、区分とは、リフロー装置内を搬送方向に分割した空間を示す。本実施の形態のように、区分は、ゾーンＡ〜Ｆ等をさらに細分化した空間であることが品質的に好ましいが、基板の温度プロファイルに悪影響がなければ、ゾーンと同一であってもよい。また、加熱条件とは、リフロー装置内を搬送される基板を加熱するための条件であり、例えば、各ゾーンの設定温度と基板の搬送速度とを示す。
【００３６】
第２加熱特性値取得部１２は、第２加熱特性値を区分ごとに取得する。第２加熱特性値は、第２加熱条件が示す設定温度に従って加熱された各区分内を搬送される対象基板の加熱特性を示す。具体的には、第２加熱特性値は、例えば、設定温度Ｔａに設定された各区分内を搬送される対象基板の温度を測定した結果を用いて、式（１）に従って算出される。
【００３７】
第３加熱特性値推定部１３は、第１加熱特性値と第２加熱特性値とに基づく補間により、第３加熱特性値を区分ごとに推定する。第３加熱特性値は、第３加熱条件が示す設定温度に従って加熱された各区分内を搬送される対象基板の加熱特性を示す。
【００３８】
つまり、第３加熱特性値推定部１３は、第１加熱条件が示す設定温度と、第２加熱条件が示す設定温度との内側又は外側の設定温度における加熱特性値を補間することにより、第３加熱条件が示す設定温度における加熱特性値を第３加熱特性値として推定する。なお、補間とは、内挿及び外挿を含み、典型的には線形補間である。
【００３９】
ここで、第３加熱条件は、所与の加熱条件の一例であり、温度プロファイルを推定するために与えられる加熱条件である。所与の加熱条件を変更しながら、温度プロファイルを推定することにより、温度プロファイルを予め定められた温度条件に適合させるための加熱条件を探索することができる。
【００４０】
温度プロファイル推定部１４は、推定された第３加熱特性値を用いて、第３加熱条件が示す設定温度に従って加熱された区分内を搬送される対象基板の温度の時間変化を区分ごとに推定する。これにより、温度プロファイル推定部１４は、第３加熱条件で加熱されたリフロー装置内を搬送される対象基板の温度プロファイルを推定する。
【００４１】
具体的には、温度プロファイル推定部１４は、例えば、第３加熱条件が示す区分ごとの設定温度Ｔａ、及び第３加熱特性値ｍとを用いて、式（２）に従って、区分ごとに対象基板の温度変化を推定する。
【００４２】
【数２】
【００４３】
次に、以上のように構成された温度プロファイル推定装置１０における各種動作について、図３〜図７を用いて説明する。
【００４４】
図３は、本発明の実施の形態１に係る温度プロファイル推定装置の動作を示すフローチャートである。また、図４は、本発明の実施の形態１に係る第１加熱特性値の一例を示す図である。また、図５は、本発明の実施の形態１に係る第２加熱特性値の一例を示す図である。また、図６は、本発明の実施の形態１に係る第３加熱特性値推定処理を説明するための図である。また、図７は、本発明の実施の形態１に係る温度プロファイル推定処理を説明するための図である。
【００４５】
まず、第１加熱特性値取得部１１は、第１加熱特性値を区分ごとに取得する（Ｓ１０１）。図４に示すように、第１加熱特性値取得部１１は、第１加熱条件４１が示す設定温度（例えば、下限値）に従って加熱された各区分内を搬送される対象基板の温度プロファイル４２から算出される第１加熱特性値ｍ１ｉを取得する。
【００４６】
なお、第１加熱条件４１は、ゾーンＡ〜Ｆの設定温度が、順に、１６０℃、１６０℃、１６０℃、２３０℃、２３０℃、９０℃であり、搬送速度が０．６ｍ／ｍｉｎであることを示す。
【００４７】
また、温度プロファイル４２は、第１加熱条件４１に従って加熱されたリフロー装置１００内を搬送される対象基板に熱電対などの温度センサを取り付けて温度を測定することにより得られた温度プロファイルである。
【００４８】
続いて、第２加熱特性値取得部１２は、第２加熱特性値を区分ごとに取得する（Ｓ１０２）。図５に示すように、第２加熱特性値取得部１２は、第２加熱条件５１が示す設定温度（例えば、上限値）に従って加熱された各区分内を搬送される対象基板の温度プロファイル５２から算出される第２加熱特性値ｍ２ｉを取得する。
【００４９】
なお、第２加熱条件５１は、ゾーンＡ〜Ｆの設定温度が、順に、１９０℃、１９０℃、１９０℃、２６０℃、２６０℃、１２０℃であり、搬送速度が０．６ｍ／ｍｉｎであることを示す。つまり、第２加熱条件５１が示す設定温度は、第１加熱条件４１が示す設定温度よりも高い。
【００５０】
また、温度プロファイル５２は、第２加熱条件５１に従って加熱されたリフロー装置１００内を搬送される対象基板に熱電対などの温度センサを取り付けて温度を測定することにより得られた温度プロファイルである。
【００５１】
続いて、第３加熱特性値推定部１３は、第１加熱特性値と第２加熱特性値とに基づく補間により、各ゾーンを細分化した区分ごとに第３加熱特性値を推定する（Ｓ１０３）。例えば、ある区分において、設定温度が１６０℃のときの第１加熱特性値ｍ１ｉと設定温度が１９０℃のときの第２加熱特性値ｍ２ｉとが取得されていた場合、設定温度１８０℃のときの第３加熱特性値ｍ３ｉは、図６のグラフに示すように、１６０℃と１９０℃との内側の加熱特性値を内挿することにより推定される。
【００５２】
なお、一般的に、設定温度が低い場合よりも設定温度が高い場合の方が、設定温度と実際の雰囲気温度との差が大きくなりやすい。そこで、第２加熱条件５１が示す設定温度は、各ゾーンにおけるリフロー装置の加熱能力によって定まる温度であることが好ましい。具体的には、第２加熱条件５１が示す設定温度は、例えば、ゾーンを安定して加熱することができる上限の設定温度であることが好ましい。これにより、温度プロファイル推定装置１０は、設定温度と雰囲気温度との差が大きくなる可能性が高い加熱条件における加熱特性値を、高精度に推定することができるので、温度プロファイルの推定精度を向上させることができる。また例えば、第１加熱条件４１が示す設定温度は、基板のリフローはんだ付けのために、ゾーンを安定して加熱することができる下限値であることが好ましい。
【００５３】
次に、温度プロファイル推定部１４は、推定された第３加熱特性値を用いて、第３加熱条件が示す設定温度に従って加熱された区分内を搬送される対象基板の温度の時間変化を区分ごとに推定することにより、温度プロファイルを推定する（Ｓ１０４）。
【００５４】
例えば、図７に示すように、温度プロファイル推定部１４は、各区分において、第３加熱条件７１が示す設定温度に従って加熱される対象基板の第３加熱特性値ｍ３ｉを用いて、温度プロファイル７２を推定する。なお、温度プロファイル推定部１４は、さらに、この第３加熱条件７１を変更しながら、温度プロファイル７２が所定の温度条件７３を満たす加熱条件を探索してもよい。
【００５５】
以上のように、本実施の形態に係る温度プロファイル推定装置１０は、設定温度と雰囲気温度とが一致しないことなどの理由により発生する温度プロファイルの推定誤差を、設定温度に応じた加熱特性値を用いて低減することができる。したがって、温度プロファイル推定装置１０は、高精度に温度プロファイルを推定することが可能となる。
【００５６】
つまり、本来、加熱特性値は、実際の雰囲気温度を用いて算出されれば一定値であるが、設定温度を用いて算出した場合、設定温度と雰囲気温度とが乖離したときに変動する。したがって、従来のように、設定温度と雰囲気温度とが一致していることを前提に、加熱特性値を一定値として温度プロファイルを推定した場合には、設定温度と雰囲気温度とが乖離したときに温度プロファイルに推定誤差が生じる。そこで、本実施の形態に係る温度プロファイル推定装置１０は、設定温度に応じた第３加熱特性値を用いて温度プロファイルを推定することにより、高精度に温度プロファイルを区分ごとに推定することが可能となる。
【００５７】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２について、図面を参照しながら説明する。
【００５８】
本実施の形態に係る温度プロファイル推定装置２０は、第２加熱特性値の取得に関する処理が実施の形態１に係る温度プロファイル推定装置１０と異なるが、他の処理については同様である。したがって、以下に、実施の形態１と異なる点を中心に説明する。
【００５９】
図８は、本発明の実施の形態２に係る温度プロファイル推定装置の機能構成を示すブロック図である。図８において、図２と同一の構成要素については同一の符号を付し、説明を省略する。
【００６０】
第４加熱特性値取得部２１は、第４加熱特性値を区分ごとに取得する。第４加熱特性値は、第１加熱条件が示す設定温度に従って加熱された各区分内を搬送される基準基板の加熱特性を示す。つまり、第４加熱特性値は、第１加熱特性値が得られるときと同一の加熱条件（第１加熱条件）に従って加熱された、第１加熱特性値が得られるときの基板（対象基板）と異なる基板（基準基板）の加熱特性値である。
【００６１】
第５加熱特性値取得部２２は、第５加熱特性値を区分ごとに取得する。第５加熱特性値は、第２加熱条件が示す設定温度に従って加熱された各区分内を搬送される基準基板の加熱特性を示す。
【００６２】
第２加熱特性値取得部２３は、第４加熱特性値に対する第１加熱特性値の比を用いて、第５加熱特性値を第２加熱特性値へ区分ごとに変換することにより、第２加熱特性値を区分ごとに取得する。
【００６３】
具体的には、第２加熱特性値取得部２３は、例えば、式（３）に示すように、第４加熱特性値に対する第１加熱特性値の比を用いて、第５加熱特性値を第２加熱特性値へ区分ごとに変換する。
【００６４】
【数３】
【００６５】
ここで、ｍ１ｉは、区分ｉにおける第１加熱特性値である。また、ｍ２ｉは、区分ｉにおける第２加熱特性値である。また、ｍ４ｉは、区分ｉにおける第４加熱特性値である。また、ｍ５ｉは、区分ｉにおける第５加熱特性値である。
【００６６】
次に、以上のように構成された温度プロファイル推定装置２０における各種動作について、図９を用いて説明する。
【００６７】
図９は、本発明の実施の形態２に係る温度プロファイル推定装置の動作を示すフローチャートである。なお、図９において、図３と同一のステップについては同一の符号を付し、説明を省略する。
【００６８】
第１加熱特性値が取得された後、第４加熱特性値取得部２１は、第４加熱特性値を区分ごとに取得する（Ｓ２０１）。具体的には、第４加熱特性値取得部２１は、第１加熱条件４１が示す設定温度に従って加熱された各区分内を搬送される基準基板の測定された温度プロファイルから算出される第４加熱特性値ｍ４ｉを取得する。
【００６９】
また、第５加熱特性値取得部２２は、第５加熱特性値を区分ごとに取得する（Ｓ２０２）。具体的には、第５加熱特性値取得部２２は、第２加熱条件５１が示す設定温度に従って加熱された各区分内を搬送される基準基板の測定された温度プロファイルから算出される第５加熱特性値ｍ５ｉを取得する。
【００７０】
そして、第２加熱特性値取得部２３は、第４加熱特性値ｍ４ｉに対する第１加熱特性値ｍ１ｉの比を用いて、第５加熱特性値ｍ５ｉを第２加熱特性値ｍ２ｉへ区分ごとに変換する（Ｓ２０３）。つまり、第２加熱特性値取得部２３は、第２加熱条件５１に従って加熱されたリフロー装置１００内を搬送される対象基板の温度プロファイル５２を測定することなく、第２加熱特性値ｍ２ｉを取得することができる。
【００７１】
以上のように、本実施の形態に係る温度プロファイル推定装置２０は、第２加熱特性値を得るために、第２加熱条件が示す設定温度に従って加熱された各区分内を搬送される対象基板の温度プロファイルを測定する必要がない。したがって、対象基板が変わるたびに測定しなければならない温度プロファイルの数を減らすことができ、作業者の作業負荷を低減することができる。
【００７２】
つまり、本実施の形態に係る温度プロファイル推定装置２０では、基準基板の温度プロファイルを測定する負荷は増加するが、対象基板の温度プロファイルを測定する負荷は軽減する。したがって、温度プロファイル推定装置２０は、生産すべき基板が変更されるなどにより、温度プロファイルを推定すべき対象基板が変更される場合などに、温度プロファイルを測定する作業者の負荷を軽減させることができる。
【００７３】
以上、本発明の一態様に係る温度プロファイル推定装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したもの、あるいは異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。
【００７４】
例えば、上記実施の形態１及び２において、第３加熱特性値推定部１３は、２つの加熱特性値に基づく補間により、第３加熱特性値を推定していたが、さらに多くの加熱特性値に基づく補間により、第３加熱特性値を推定してもよい。この場合、第２加熱特性値取得部１２、２３及び第５加熱特性値取得部２２は、第２加熱条件が示す設定温度とは異なる設定温度に従って加熱された各区分内を搬送される対象基板又は基準基板の加熱特性値をさらに取得する。
【００７５】
図１０は、本発明の変形例を説明するための図である。図１０に示すように、第３加熱特性値推定部１３は、例えば、４つの加熱特性値に基づく区分線形補間などにより、第３加熱特性値を推定してもよい。これにより、第３加熱特性値推定部１３は、さらに高精度に第３加熱特性値を推定することができる。なお、第３加熱特性値推定部１３は、線形補間だけではなく、２次以上の多項式補間など曲線補間により、第３加熱特性値を推定してもよい。
【００７６】
また、上記実施の形態１又は２に係る温度プロファイル推定装置１０、２０は、リフロー装置１００に備えられてもよい。
【００７７】
また、図１に示したリフロー装置１００は一例であり、異なるゾーン構成のリフロー装置であっても本発明は適用されうる。例えば、リフロー装置１００が冷却ゾーンを備えない場合であっても、温度プロファイル推定装置１０、２０は、高精度に温度プロファイルを推定することができる。
【００７８】
さらに、本発明は、このような温度プロファイル推定装置の特徴的な構成要素が行う処理を実行する温度プロファイル推定方法として実現することもできる。また、その温度プロファイル推定方法を図１１に示すようなコンピュータに実行させるためのプログラムとして実現することもできる。そして、そのようなプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体、インターネット等の伝送媒体を介して配信することができる。
【００７９】
図１１は、コンピュータのハードウェア構成の一例を示す図である。温度プロファイル推定方法をコンピュータに実行させるためのプログラムは、例えば、コンピュータが読取可能な媒体であるＣＤ−ＲＯＭ５１５に記憶され、ＣＤ−ＲＯＭ装置５１４を介して読み出される。また例えば、温度プロファイル推定方法をコンピュータに実行させるためのプログラムは、有線若しくは無線ネットワーク、又は放送などを介して伝送される。
【００８０】
コンピュータ５００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）５０１、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）５０２、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）５０３、ハードディスク５０４、通信インタフェース５０５等を備える。
【００８１】
ＣＰＵ５０１は、ＣＤ−ＲＯＭ装置５１４を介して読み出されたプログラム、又は通信インタフェース５０５を介して受信したプログラムを実行する。具体的には、ＣＰＵ５０１は、ＣＤ−ＲＯＭ装置５１４を介して読み出されたプログラム、又は通信インタフェース５０５を介して受信したプログラムをＲＡＭ５０３に展開する。そして、ＣＰＵ５０１は、ＲＡＭ５０３に展開されたプログラム中のコード化された各命令を実行する。
【００８２】
ＲＯＭ５０２は、コンピュータ５００の動作に必要なプログラム及びデータを記憶する読み出し専用メモリである。ＲＡＭ５０３は、ＣＰＵ５０１がプログラムを実行するときにワークエリアとして使用される。具体的には、ＲＡＭ５０３は、例えば、プログラム実行時のパラメータなどのデータを一時的に記憶する。ハードディスク５０４は、プログラム、データなどを記憶する。
【００８３】
通信インタフェース５０５は、ネットワークを介して他のコンピュータとの通信を行なう。バス５０６は、ＣＰＵ５０１、ＲＯＭ５０２、ＲＡＭ５０３、ハードディスク５０４、通信インタフェース５０５、ディスプレイ５１１、キーボード５１２、マウス５１３及びＣＤ−ＲＯＭ装置５１４を相互に接続する。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
リフロー装置内を搬送される対象基板の温度の時間変化を示す温度プロファイルを推定する温度プロファイル推定装置などとして利用することができる。
【符号の説明】
【００８５】
１０、２０ 温度プロファイル推定装置
１１ 第１加熱特性値取得部
１２、２３ 第２加熱特性値取得部
１３ 第３加熱特性値推定部
１４ 温度プロファイル推定部
２１ 第４加熱特性値取得部
２２ 第５加熱特性値取得部
４１ 第１加熱条件
４２、５２、７２ 温度プロファイル
５１ 第２加熱条件
７１ 第３加熱条件
７３ 温度条件
１００ リフロー装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所与の加熱条件で加熱されたリフロー装置内を搬送される対象基板の温度の時間変化を示す温度プロファイルを推定する温度プロファイル推定方法であって、
前記リフロー装置内を搬送方向に分割した区分ごとに、第１加熱条件が示す設定温度に従って加熱された前記区分内を搬送される前記対象基板の加熱特性を示す第１加熱特性値を取得する第１加熱特性値取得ステップと、
第２加熱条件が示す設定温度に従って加熱された前記区分内を搬送される前記対象基板の加熱特性を示す第２加熱特性値を前記区分ごとに取得する第２加熱特性値取得ステップと、
前記所与の加熱条件が示す設定温度に従って加熱された前記区分内を搬送される前記対象基板の加熱特性を示す第３加熱特性値を、前記第１加熱特性値と前記第２加熱特性値とに基づく補間により、前記区分ごとに推定する第３加熱特性値推定ステップと、
推定された前記第３加熱特性値を用いて、前記所与の加熱条件が示す設定温度に従って加熱された前記区分内を搬送される前記対象基板の温度の時間変化を前記区分ごとに推定することにより、前記温度プロファイルを推定する温度プロファイル推定ステップとを含む
温度プロファイル推定方法。
【請求項２】
さらに、
前記第１加熱条件が示す設定温度に従って加熱された前記区分内を搬送される基準基板の加熱特性を示す第４加熱特性値を前記区分ごとに取得する第４加熱特性値取得ステップと、
前記第２加熱条件が示す設定温度に従って加熱された前記区分内を搬送される基準基板の加熱特性を示す第５加熱特性値を前記区分ごとに取得する第５加熱特性値取得ステップとを含み、
前記第２加熱特性値取得ステップでは、前記第４加熱特性値に対する前記第１加熱特性値の比を用いて、前記第５加熱特性値を前記第２加熱特性値へ前記区分ごとに変換することにより、前記第２加熱特性値を前記区分ごとに取得する
請求項１に記載の温度プロファイル推定方法。
【請求項３】
前記第２加熱条件が示す設定温度は、前記第１加熱条件を示す設定温度よりも高い温度であって、前記各区分における前記リフロー装置の加熱能力によって定まる温度である
請求項１又は２に記載の温度プロファイル推定方法。
【請求項４】
所与の加熱条件で加熱されたリフロー装置内を搬送される対象基板の温度の時間変化を示す温度プロファイルを推定する温度プロファイル推定装置であって、
前記リフロー装置内を搬送方向に分割した区分ごとに、第１加熱条件が示す設定温度に従って加熱された前記区分内を搬送される前記対象基板の加熱特性を示す第１加熱特性値を取得する第１加熱特性値取得部と、
第２加熱条件が示す設定温度に従って加熱された前記区分内を搬送される前記対象基板の加熱特性を示す第２加熱特性値を前記区分ごとに取得する第２加熱特性値取得部と、
前記所与の加熱条件が示す設定温度に従って加熱された前記区分内を搬送される前記対象基板の加熱特性を示す第３加熱特性値を、前記第１加熱特性値と前記第２加熱特性値とに基づく補間により、前記区分ごとに推定する第３加熱特性値推定部と、
推定された前記第３加熱特性値を用いて、前記所与の加熱条件が示す設定温度に従って加熱された前記区分内を搬送される前記対象基板の温度の時間変化を前記区分ごとに推定することにより、前記温度プロファイルを推定する温度プロファイル推定部とを備える
温度プロファイル推定装置。
【請求項５】
請求項４に記載の温度プロファイル推定装置を備えるリフロー装置。
【請求項６】
請求項１に記載の温度プロファイル推定方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項１】
所与の加熱条件で加熱されたリフロー装置内を搬送される対象基板の温度の時間変化を示す温度プロファイルを推定する温度プロファイル推定方法であって、
前記リフロー装置内を搬送方向に分割した区分ごとに、第１加熱条件が示す設定温度に従って加熱された前記区分内を搬送される前記対象基板の加熱特性を示す第１加熱特性値を取得する第１加熱特性値取得ステップと、
第２加熱条件が示す設定温度に従って加熱された前記区分内を搬送される前記対象基板の加熱特性を示す第２加熱特性値を前記区分ごとに取得する第２加熱特性値取得ステップと、
前記所与の加熱条件が示す設定温度に従って加熱された前記区分内を搬送される前記対象基板の加熱特性を示す第３加熱特性値を、前記第１加熱特性値と前記第２加熱特性値とに基づく補間により、前記区分ごとに推定する第３加熱特性値推定ステップと、
推定された前記第３加熱特性値を用いて、前記所与の加熱条件が示す設定温度に従って加熱された前記区分内を搬送される前記対象基板の温度の時間変化を前記区分ごとに推定することにより、前記温度プロファイルを推定する温度プロファイル推定ステップとを含む
温度プロファイル推定方法。
【請求項２】
さらに、
前記第１加熱条件が示す設定温度に従って加熱された前記区分内を搬送される基準基板の加熱特性を示す第４加熱特性値を前記区分ごとに取得する第４加熱特性値取得ステップと、
前記第２加熱条件が示す設定温度に従って加熱された前記区分内を搬送される基準基板の加熱特性を示す第５加熱特性値を前記区分ごとに取得する第５加熱特性値取得ステップとを含み、
前記第２加熱特性値取得ステップでは、前記第４加熱特性値に対する前記第１加熱特性値の比を用いて、前記第５加熱特性値を前記第２加熱特性値へ前記区分ごとに変換することにより、前記第２加熱特性値を前記区分ごとに取得する
請求項１に記載の温度プロファイル推定方法。
【請求項３】
前記第２加熱条件が示す設定温度は、前記第１加熱条件を示す設定温度よりも高い温度であって、前記各区分における前記リフロー装置の加熱能力によって定まる温度である
請求項１又は２に記載の温度プロファイル推定方法。
【請求項４】
所与の加熱条件で加熱されたリフロー装置内を搬送される対象基板の温度の時間変化を示す温度プロファイルを推定する温度プロファイル推定装置であって、
前記リフロー装置内を搬送方向に分割した区分ごとに、第１加熱条件が示す設定温度に従って加熱された前記区分内を搬送される前記対象基板の加熱特性を示す第１加熱特性値を取得する第１加熱特性値取得部と、
第２加熱条件が示す設定温度に従って加熱された前記区分内を搬送される前記対象基板の加熱特性を示す第２加熱特性値を前記区分ごとに取得する第２加熱特性値取得部と、
前記所与の加熱条件が示す設定温度に従って加熱された前記区分内を搬送される前記対象基板の加熱特性を示す第３加熱特性値を、前記第１加熱特性値と前記第２加熱特性値とに基づく補間により、前記区分ごとに推定する第３加熱特性値推定部と、
推定された前記第３加熱特性値を用いて、前記所与の加熱条件が示す設定温度に従って加熱された前記区分内を搬送される前記対象基板の温度の時間変化を前記区分ごとに推定することにより、前記温度プロファイルを推定する温度プロファイル推定部とを備える
温度プロファイル推定装置。
【請求項５】
請求項４に記載の温度プロファイル推定装置を備えるリフロー装置。
【請求項６】
請求項１に記載の温度プロファイル推定方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１１−１７６２３９（Ｐ２０１１−１７６２３９Ａ）
【公開日】平成２３年９月８日（２０１１．９．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−４０８９６（Ｐ２０１０−４０８９６）
【出願日】平成２２年２月２５日（２０１０．２．２５）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月８日（２０１１．９．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月２５日（２０１０．２．２５）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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