特許 7116236 半田付け装置及び半田付け製品の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-08-01

(45)【発行日】2022-08-09

(54)【発明の名称】半田付け装置及び半田付け製品の製造方法

(51)【国際特許分類】

   B23K 1/005 20060101AFI20220802BHJP

   G01J 5/00 20220101ALI20220802BHJP

   B23K 31/00 20060101ALI20220802BHJP

   G01J 5/06 20220101ALI20220802BHJP

【ＦＩ】

B23K1/005 C

G01J5/00 101D

B23K1/005 B

B23K31/00 M

G01J5/06

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2021160867

(22)【出願日】2021-09-30

【審査請求日】2021-11-10

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000103976

【氏名又は名称】株式会社オリジン

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】特許業務法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】丸山 めぐ

(72)【発明者】

【氏名】小澤 直人

(72)【発明者】

【氏名】松田 純

【審査官】後藤 泰輔

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２００９／０９０８０８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１７－０９０３５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１５／１１１４２４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開昭６２－１１０１２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０１－１２４７２７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｋ １／００－３／０８，３１／００－３３／００，３７／００－３７／０８

Ｇ０１Ｊ ５／００－５／０４，５／０６－５／０６１，５／０８，５／０８０５，５／０８１８，５／１０－５／５８，５／６０，５／９０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

チャンバと、
前記チャンバの底面側に配設された赤外線ランプを備える熱源と、
前記熱源を動作させる熱源駆動部と、
前記チャンバの天面に設けられた透光性の窓と、
前記窓を介して前記チャンバ内の測定対象からの放射エネルギーを測定可能な１又は複数の放射型温度計と、
前記１又は複数の放射型温度計が測定した放射エネルギーと前記１又は複数の放射型温度計それぞれの前記測定対象に隣接する位置に設置された１又は複数の熱電対が検出した温度とから特定される特性データに基づいて作成された温度換算式を用いて、前記測定対象の温度を計測する温度計測部と、を備え、
前記温度換算式は、前記熱源駆動部が前記熱源を動作させていない状態における、前記１又は複数の放射型温度計が測定した放射エネルギーと前記１又は複数の放射型温度計それぞれの前記測定対象に隣接する位置に設置された１又は複数の熱電対が検出した温度とから特定される第１の特性データに基づいて作成された第１の温度換算式を備え、
前記温度計測部は、前記赤外線ランプからの放射エネルギーを考慮して、前記１又は複数の放射型温度計が測定した放射エネルギーを補正する、又は前記第１の温度換算式を用い前記放射エネルギーに基づいて特定される温度を補正する補正部を備える、
半田付け装置。

【請求項2】

前記熱源駆動部は、前記熱源の動作状態の異なる複数のステップで前記熱源を動作させ、
前記補正部は、前記１又は複数の放射型温度計が測定した放射エネルギーに基づいて特定される温度と前記１又は複数の熱電対が検出した温度の差に基づいて前記複数のステップ毎に特定された第１の補正値を用いて、前記１又は複数の放射型温度計が測定した放射エネルギーを補正する、第１の補正部を備える、
請求項１に記載の半田付け装置。

【請求項3】

前記１又は複数の放射型温度計は、複数の放射型温度計を含み、
前記測定対象の一部に接触した、前記熱電対とは異なる制御用熱電対を更に備え、
前記補正部は、前記複数の放射型温度計のうち前記制御用熱電対に最も近接した一の放射型温度計が測定した放射エネルギーに基づいて特定される温度と前記制御用熱電対が検出した温度との間の温度差に対応する第２の補正値を特定し、前記第２の補正値を用いて、前記複数の放射型温度計のそれぞれが測定した放射エネルギーに基づいて特定される温度を補正する、第２の補正部を備える、
請求項１又は請求項２に記載の半田付け装置。

【請求項4】

前記熱源駆動部から前記赤外線ランプに供給される電力を測定する電力測定部を更に備え、
前記補正部は、前記電力測定部が測定した前記赤外線ランプに供給される電力値と前記１又は複数の放射型温度計が測定する前記赤外線ランプからの放射エネルギーとの関係を特定した第１の調整テーブルを用いて、前記１又は複数の放射型温度計が測定した放射エネルギーを補正する、第３の補正部を備える、
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の半田付け装置。

【請求項5】

前記チャンバ内にギ酸を含む処理流体を供給する処理流体供給部を更に備え、
前記補正部は、前記チャンバ内に供給される前記処理流体のギ酸濃度と前記チャンバ内の放射エネルギーの透過率との関係を特定した第２の調整テーブルを用いて、前記１又は複数の放射型温度計が測定した放射エネルギーを補正する、第４の補正部を備える、
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の半田付け装置。

【請求項6】

請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の半田付け装置の前記チャンバ内にワークを配設する工程と、
前記半田付け装置を用いて前記ワークを半田付けする工程と、を備える、
半田付け製品の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は半田付け装置及び半田付け製品の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

半田付け装置、例えばリフロー炉を含む装置では、半田付けされるワークや熱源といった特定の部材の温度を測定し、一連の半田付け処理の制御に利用することが行われている。また、下記特許文献１には、半田付け装置内の測定対象の温度を装置外から測定することが可能な放射型温度計が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１５－１００８４１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

放射型温度計は、他の温度測定手段、例えば熱電対等のように、測定対象物の近傍に配設する必要がないため、配線等の引回しを含む配置の自由度が高いという利点がある。したがって、放射型温度計は、上記特許文献１に示す半田付け装置のように半田付け処理の制御のための温度検知手段として用いられたり、他の温度検知手段（例えば熱電対）を主に用いて半田付け処理の制御を行う半田付け装置に採用され不良品の検出といった生産管理のための補助的な温度検知手段として用いられたりすることがある。しかし、このような放射型温度計においては、放射型温度計の測定結果の精度が半田付け装置の構成要素や半田付け装置内の環境等に起因して低下する場合がある。具体的には、例えば放射型温度計の測定対象物以外からの放射エネルギーが放射型温度計の検出素子に入り込むことに起因するノイズにより、測定結果の精度低下を招くことがある。測定対象物の温度が正確に測定できない場合、半田付け装置における一連の半田付け処理の制御を適切に実行できない、あるいは生産管理を正常に行えないといった不具合が生じる可能性がある。

【0005】

本開示は、測定対象の温度を高精度に測定可能な半田付け装置及び半田付け製品の製造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】

【0006】

上記目的を達成するために、本開示の第１の態様に係る半田付け装置は、チャンバと；前記チャンバの底面側に配設された熱源と；前記熱源を動作させる熱源駆動部と；前記チャンバの天面に設けられた透光性の窓と；前記窓を介して前記チャンバ内の測定対象からの放射エネルギーを測定可能な１又は複数の放射型温度計と；前記１又は複数の放射型温度計が測定した放射エネルギーと前記１又は複数の放射型温度計それぞれの前記測定対象に隣接する位置に設置された複数の熱電対が検出した温度とから特定される特性データに基づいて作成された温度換算式を用いて、前記測定対象の温度を計測する温度計測部と；を含むものである。

【0007】

このような半田付け装置においては、放射型温度計の測定対象に隣接する位置に熱電対を設け、熱電対が検出した温度を用いて作成された温度換算式により、測定対象の温度計測が行われるため、作成された温度換算式が半田付け装置の状態等に即したものとなり、高精度な温度計測が実現できる。

【0008】

本開示の第２の態様に係る半田付け装置は、上記本開示の第１の態様に係る半田付け装置において、前記温度換算式は、前記熱源駆動部が前記熱源を動作させていない状態における、前記１又は複数の放射型温度計が測定した放射エネルギーと前記１又は複数の放射型温度計それぞれの前記測定対象に隣接する位置に設置された１又は複数の熱電対が検出した温度とから特定される第１の特性データに基づいて作成された第１の温度換算式を含み、前記温度計測部は、前記１又は複数の放射型温度計が測定した放射エネルギー、又は前記第１の温度換算式を用い前記放射エネルギーに基づいて特定される温度を補正する補正部を含む。

【0009】

このような半田付け装置においては、補正部によって放射型温度計が測定した放射エネルギーあるいはそれに基づいて特定される温度が補正されるため、温度計測の精度をより高めることができる。また、熱源を動作させていない状態のときに温度換算式が作成できるため、温度換算式を比較的簡単に準備できる。

【0010】

本開示の第３の態様に係る半田付け装置は、上記本開示の第２の態様に係る半田付け装置において、前記熱源駆動部は、前記熱源の動作状態の異なる複数のステップで前記熱源を動作させ、前記補正部は、前記複数のステップ毎に設定された第１の補正値を用いて前記１又は複数の放射型温度計が測定した放射エネルギーを補正する、第１の補正部を含む。

【0011】

このような半田付け装置においては、補正値をステップ毎に作成することで、きめ細かな補正を実現できる。

【0012】

本開示の第４の態様に係る半田付け装置は、上記本開示の第２又は３の態様に係る半田付け装置において、前記１又は複数の放射型温度計は、複数の放射型温度計を含み、前記測定対象の一部に接触した制御用熱電対を更に含み、前記補正部は、前記複数の放射型温度計のうち前記制御用熱電対に最も近接した一の放射型温度計が測定した放射エネルギーに基づいて特定される温度と前記制御用熱電対が検出した温度との間の温度差に対応する第２の補正値を特定し、前記第２の補正値を用いて、前記複数の放射型温度計のそれぞれが測定した放射エネルギーに基づいて特定される温度を補正する、第２の補正部を含む。

【0013】

このような半田付け装置においては、既存の制御用熱電対の検出結果を放射型温度計の温度計測に流用できるので、補正の実現が容易である。

【0014】

本開示の第５の態様に係る半田付け装置は、上記本開示の第２乃至４のいずれかの態様に係る半田付け装置において、前記熱源は、赤外線ランプを含み、前記熱源駆動部から前記赤外線ランプに供給される電力を測定する電力測定部を更に含み、前記補正部は、前記電力測定部が測定した前記赤外線ランプに供給される電力値と前記１又は複数の放射型温度計が測定する前記赤外線ランプからの放射エネルギーとの関係を特定した第１の調整テーブルを用いて、前記１又は複数の放射型温度計が測定した放射エネルギーを補正する、第３の補正部を含む。

【0015】

このような半田付け装置においては、放射型温度計に入射する外乱となり得る赤外線ランプからの放射エネルギーに基づいて、放射型温度計が検出した放射エネルギーを補正するため、放射型温度計が検出した放射エネルギーに含まれる外乱を除去できる。

【0016】

本開示の第６の態様に係る半田付け装置は、上記本開示の第２乃至５のいずれかの態様に係る半田付け装置において、前記チャンバ内にギ酸を含む処理流体を供給する処理流体供給部を更に含み、前記補正部は、前記チャンバ内に供給される前記処理流体のギ酸濃度と前記チャンバ内の放射エネルギーの透過率との関係を特定した第２の調整テーブルを用いて、前記１又は複数の放射型温度計が測定した放射エネルギーを補正する、第４の補正部を含む。

【0017】

このような半田付け装置においては、処理流体に含まれるギ酸が放射エネルギーを吸収するという特性を考慮した温度計測を行うことができる。

【0018】

本開示の第７の態様に係る半田付け装置は、上記本開示の第１の態様に係る半田付け装置において、前記温度換算式は、前記熱源駆動部が前記熱源を動作させている状態における、前記１又は複数の放射型温度計が測定した放射エネルギーと前記１又は複数の放射型温度計それぞれの前記測定対象に隣接する位置に設置された１又は複数の熱電対が検出した温度とから特定される第２の特性データに基づいて作成された第２の温度換算式を含む。

【0019】

このような半田付け装置においては、熱源を動作させている状態のときに温度換算式を作成するため、半田付け装置で行われる半田付け処理に即した温度換算式を作成できる。

【0020】

本開示の第８の態様に係る半田付け製品の製造方法は、上記第１乃至７のいずれかの態様に係る半田付け装置の前記チャンバ内にワークを配設する工程と、前記半田付け装置を用いて前記ワークを半田付けする工程と、を含むものである。

【0021】

このような半田付け製品の製造方法においては、半田付け装置の状態等に即した温度換算式を用いて温度計測が行われるため、高精度な温度計測が実現でき、半田付け工程を実行する際の各種制御も精度よく実行することができる。

【発明の効果】

【0022】

本開示の半田付け装置及び半田付け製品の製造方法によれば、測定対象の温度を高精度に測定可能となる。これにより、半田付け不良等の不具合の発生を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】本開示の第１の実施の形態に係る半田付け装置の一例を示す概略説明図である。

【図2】図１に示す半田付け装置の放射型温度計の一例を示す概略断面図である。

【図3】図１に示す制御部の一部を例示的に示した機能ブロック図である。

【図4】図１に示す半田付け装置において温度計測に用いられる温度換算式を作成する際の構造の一例を示した概略説明図である。

【図5】図１に示す半田付け装置で実行される半田付け処理の一連のステップにおける温度測定結果の経時変化を示したグラフである。

【図6】図１に示す半田付け装置を用いた半田付け製品の製造方法の一例を示すフローチャートである。

【図7】本開示の第２の実施の形態に係る半田付け装置の制御部の一部を例示的に示した機能ブロック図である。

【図8】本開示の第３の実施の形態に係る半田付け装置の制御部の一部を例示的に示した機能ブロック図である。

【図9】本開示の第４の実施の形態に係る半田付け装置の制御部の一部を例示的に示した機能ブロック図である。

【図10】本開示の第５の実施の形態に係る半田付け装置の制御部の一部を例示的に示した機能ブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下、図面を参照して本開示を実施するための各実施の形態について説明する。なお、以下では本開示の目的を達成するための説明に必要な範囲を模式的に示し、本開示の該当部分の説明に必要な範囲を主に説明することとし、説明を省略する箇所については公知技術によるものとする。

【0025】

＜第１の実施の形態＞
図１は、本開示の第１の実施の形態に係る半田付け装置の一例を示す概略説明図である。第１の実施の形態に係る半田付け装置１は、図１に示すように、リフロー炉として機能するものを採用することができる。リフロー炉としての半田付け装置１は、異なる処理を実行するチャンバがライン上に複数個連結されて構成される（これを「インラインタイプ」と呼ぶことがある）製造システム、例えば半導体基板に各種の電子部品を実装するための製造システムの一部を構成するものであってよい。この半田付け装置１では、ワークＷ、例えば電子部品が実装される半導体基板に半田付けを行うことが可能である。ここでいう半田付けには、少なくとも、ワークＷとしての半導体基板上に半球状の半田バンプを形成するために予め配設された原料半田を溶融させる、ワークＷとしての半導体基板上に半田バンプを生成する、あるいはクリーム半田やプリフォーム半田を介して配設された電子部品を実装することが含まれ得る。なお、本実施の形態係るワークＷとしては、上述したような基板等に加えて、当該基板等を収容し基板を製造システム内において搬送させるためのキャリアを含んでいてもよい。以下の説明においては、その理解を容易にするために、図１における幅方向をＸ方向、奥行方向をＹ方向、及び高さ（上下）方向をＺ方向と仮に定め、適宜用いるものとする。

【0026】

本実施の形態に係る半田付け装置１は、図１に示すように、少なくとも、チャンバ１０と、チャンバ１０の天板（天面の一例）１０Ｔに設けられた透光性の窓１１と、チャンバ１０の底壁（底面側の一例）１０Ｂ近傍に設けられた熱源としての複数本の赤外線（ＩｎｆｒａＲｅｄ、ＩＲ）ランプ１２と、ＩＲランプ１２を動作させる熱源駆動部１３と、１又は複数の放射型温度計２０とを含むものである。

【0027】

チャンバ１０は、内部に半田付けを行うワークＷを収容可能な箱型の筐体で構成することができる。このチャンバ１０の底壁１０Ｂ近傍には複数本の赤外線ランプ１２が配列され、天板１０Ｔには窓１１が設けられていてよい。また、このチャンバ１０のＸ方向における両端部に位置する側面には、製造システムのライン上を搬送されるワークＷを搬入するための入口側ゲート１４Ａと、リフロー半田付けを行った後のワークＷに対して次の処理を実行等するべくチャンバ１０外へ搬出する出口側ゲート１４Ｂとが設けられていてよい。これら入口側及び出口側ゲート１４Ａ、１４Ｂには、例えばそれぞれがＺ方向（図１に示す矢印Ｍ方向）にスライドすることで開閉可能な扉体を採用できる。

【0028】

チャンバ１０には、内部でリフロー半田付けを実行するために、半田の表面に形成される酸化膜を除去するための処理流体としての還元ガスを供給する還元ガス供給部（処理流体供給部の一例）１５が設けられていてよい。還元ガスとしては水素ガスやカルボン酸ガス等を用いることができるが、本実施の形態においてはギ酸ガスを採用したものを例示する。これに関連して、本実施の形態に係る半田付け装置１で半田付けがなされるワークＷにはフラックスを含まない半田が用いられてよい。加えて、このチャンバ１０の適所には、図示しないチャンバ１０内のガスを排出するための排出路や、チャンバ１０内に不活性ガス等の他のガスを供給するためのガス供給路等が設けられていてよい。また、チャンバ１０内のガスを排出する排出路に真空ポンプを取り付け、この真空ポンプを動作させることにより、リフロー半田付けにおける所定のタイミングで、チャンバ１０内を真空状態とすることができる構造を採用すると、半田内のボイド（空隙）の抑制等の観点から好ましい。

【0029】

窓１１は、天板１０Ｔの任意の位置、具体的にはチャンバ１０内のワークＷが配設される領域に対向する略中央位置に設けられたものであって、放射型温度計２０が検出する放射エネルギーを透過する部材、例えば石英ガラスが嵌め込まれたものとすることができる。この窓１１の大きさや位置は適宜調整が可能なものであるが、本実施の形態においては、天板１０Ｔの中央部分に、ワークＷの大きさよりも大きな窓１１を設けたものを例示している。また、窓１１に嵌め込まれる部材は石英ガラス以外の透光性材料からなるものであってもよい。

【0030】

赤外線ランプ１２は、ワークＷを加熱する熱源の一例であって、チャンバ１０の底面側に配設される。本実施の形態における赤外線ランプ１２は、チャンバ１０の底壁１０Ｂから僅かに離れた位置、詳しくは、チャンバ１０の底壁１０Ｂと、この底壁１０Ｂから所定距離離れた位置に支持された加熱プレート１６（後述）との間の空間内における所定の高さ位置に、複数本（図１においては７本）配設されている。この複数本の赤外線ランプ１２は、加熱プレート１６に向けて赤外線を照射するようにその照射方向が設定されていてよく、また複数本の赤外線ランプ１２のそれぞれは、Ｘ方向に沿って互いに所定の間隔を空けて実質的に平行に配列された、Ｙ方向に沿って延在する長尺なランプ部材で構成することができる。なお、本実施の形態においては、熱源として複数本の赤外線ランプ１２を採用しているが、ワークＷを加熱可能なものであればこれに限定されず、例えばホットプレート等の熱源を用いることもできる。また、赤外線ランプ１２の本数や形状も、上述したものに限定されず、適宜変更することが可能である。

【0031】

熱源駆動部１３は、複数本の赤外線ランプ１２のそれぞれに接続され、各赤外線ランプ１２に所定の電力を供給することで、各赤外線ランプ１２を動作させるものであってよい。この熱源駆動部１３から供給される電力値は、半田付け装置１における半田付け処理の各工程に合わせて制御され得る。

【0032】

放射型温度計２０は、チャンバ１０の外側の、窓１１を介してチャンバ１０内の測定対象に対向する位置に１乃至複数個、例えばｎ個設けられていてよい。このｎ個の放射型温度計２０においては、対向する測定対象から放射される放射エネルギーを測定することができる。本実施の形態においては、放射型温度計２０をＸ方向及びＹ方向に沿って所定間隔を空けて複数個（すなわちｎ≧２）設けたものを例示するが、放射型温度計２０が設けられる数は１個のみであってもよい。なお、以下の説明において、ｎ個の放射型温度計のそれぞれを区別する必要がある場合には各放射型温度計の符号に枝番を付して示し（具体的には、２０－１、２０－２、２０－３、・・・２０－ｎ）、ｎ個の放射型温度計に共通する説明を行う場合には上述の枝番は省略して記載するものとする。

【0033】

図２は、図１に示す半田付け装置の放射型温度計の一例を示す概略断面図である。放射型温度計２０は、図１及び図２に示すように、ワークＷや加熱プレート１６といった、チャンバ１０内の測定対象上に設定された特定の測定領域ＴＡから放射される放射エネルギーＲＥに基づいて、測定対象の温度を測定するものであってよい。この放射型温度計２０は、主に検出素子２１と、集光レンズ２２と、絞り２３と、鏡筒２４とを含んでいてよい。

【0034】

検出素子２１は、測定領域ＴＡから放射される放射エネルギーＲＥ、詳しくは赤外線放射エネルギーを検出するものであってよい。この検出素子としては、半導体素子、詳しくはＳｉ（シリコン）、Ｇｅ（ゲルマニウム）、ＩｎＧａＡｓ（インジウム・ガリウム・ヒ素）あるいはＩｎＳｂ（インジウム・アンチモン）素子等を用いたフォトダイオードを採用することができる。また、このフォトダイオードには、ＰＮ接合型のもの又はＰＩＮ構造のものを採用することができる。検出素子２１は、その受光面が鏡筒２４内に位置しており、且つその電極は、放射型温度計２０内の図示しない制御基板に接続できるよう、鏡筒２４の一端面から外部に延在していてよい。なお、検出素子２１としては上述のフォトダイオードには必ずしも限定されず、例えばサーモパイル等の他の赤外線センサを用いることも可能である。

【0035】

この検出素子２１としては、特にＩｎＧａＡｓフォトダイオードが用いられると好ましい。これは、本実施の形態に係る半田付け装置１においてギ酸を還元ガスとして用いていること、及び窓１１に嵌め込まれる材料に石英ガラスが採用されていることに関連するものである。詳しくは、ギ酸は特定の波長域の放射エネルギーを吸収する性質を有するため、放射型温度計２０がギ酸に吸収される波長の放射エネルギーに基づいて温度測定を行うものであると、実際の温度よりも低い検出結果となる。また、石英ガラスは一般的に０．３～２．６μｍの波長を透過するため、この範囲内の放射エネルギーに基づいて温度測定が可能な放射型温度計２０とする必要がある。この点、例えばＩｎＧａＡｓフォトダイオードは受光波長域が一般的に０．５～２．６μｍ（ＰＩＮ型の場合）であるため、ＩｎＧａＡｓフォトダイオードを検出素子２１に用いれば、石英ガラスを透過する放射エネルギーに基づいて温度測定が可能であり、且つギ酸による放射エネルギーの吸収を考慮する必要がほとんどなく、良好な温度測定を実現することができる。

【0036】

集光レンズ２２は、測定領域ＴＡからの放射エネルギー（具体的には赤外光）ＲＥを集束（集光）し、検出素子２１の受光面に入射させるためのものであってよい。この集光レンズ２２は、測定領域ＴＡと検出素子２１との間に配設できる。

【0037】

絞り２３は、測定領域ＴＡ以外の領域からの放射エネルギー（以下、これを「外乱」ともいう）が、放射型温度計２０に侵入することを防止するために設けられたものであってよい。この絞り２３は、その略中央部に測定領域ＴＡからの放射エネルギーＲＥを通過させるための開口が設けられ、比較的高い放射率（具体的には、例えば検出素子２１の感度波長域に対する放射率が０．５～１．０の範囲内）を有する板状あるいは膜状の部材とすることができる。この絞り２３は、図２に示すように、鏡筒２４の検出素子２１が取り付けられていない側の端部を部分的に覆うように設けることができる。

【0038】

鏡筒２４は、一方の端部が閉塞され他方の端部が開放された略円筒状の部材で構成することができる。この鏡筒２４の閉塞された側の端部の略中央部には、検出素子２１を取り付けることができる。この鏡筒２４内には、一方の端部から順に、検出素子２１、集光レンズ２２及び絞り２３が所定間隔を空けて配設される。

【0039】

本実施の形態に係る半田付け装置１は、上述した構成に加えて、さらに加熱プレート１６と、遮光板１７と、制御部３０とを含んでいてよい。このうち、加熱プレート１６は、チャンバ１０の側壁に設けられた支持片１０Ｓに支持された板状の部材で構成することができる。この加熱プレート１６には熱伝導率の高い材料を採用することができる。そして、この加熱プレート１６は、その下部に設けられた複数本の赤外線ランプ１２から放射される放射エネルギーを受けて加熱され、加熱プレート１６上に載置されるワークＷを加熱することができるものであってよい。

【0040】

また、この加熱プレート１６の温度を測定して半田付け処理の際の制御に利用するために、加熱プレート１６の適所に接触して加熱プレート１６の温度を測定する制御用熱電対１８がさらに設けられていてもよい。この制御用熱電対１８は、特定の放射型温度計２０（例えば放射型温度計２０－１）の測定領域ＴＡに隣接する位置に接触するように設けられていると好ましい。この制御用熱電対１８で検出された加熱プレート１６の温度は、制御部３０に送られて赤外線ランプ１２の出力等のＰＩＤ（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ－Ｉｎｔｅｇｒａｌ－Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ）制御に用いられ得る。なお、本実施の形態においては加熱プレート１６の温度を測定するために制御用熱電対１８を利用しているが、この熱電対に代えて、他の接触式温度計を採用することもできる。

【0041】

遮光板１７は、赤外線ランプ１２から照射される放射エネルギーが、加熱プレート１６の周囲の空間を介して天板１０Ｔ側に照射されるのを遮るための部材であってよい。遮光板１７は、具体的には比較的高い放射率（具体的には検出素子２１の感度波長域に対する放射率が０．５～１．０）を有する材料からなる額縁状の板体で構成することができる。この遮光板１７は、支持片１０Ｓと加熱プレート１６との間に配設されることで、この部分から天板１０Ｔ側に漏れ得る放射エネルギーの通過を遮ることができる。

【0042】

図３は、図１に示す制御部の一部を例示的に示した機能ブロック図である。制御部３０は、半田付け装置１による一連の処理を実行するための装置であってよい。したがって、この制御部３０は、（図１に点線で示されているように）半田付け装置１内の各構成要素（例えば熱源駆動部１３や、制御用熱電対１８、還元ガス供給部１５の制御バルブ等）に有線又は無線で電気的に接続されているとよい。また、この制御部３０内には、図３に示すように、複数個の放射型温度計２０がその放射エネルギーを検出する複数の測定領域ＴＡの温度を計測するための温度計測部３１を含むことができる。なお、制御部３０は、例えばシーケンサ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ、ＰＬＣ）を含むコンピュータによって構成することができる。当該コンピュータとは、少なくとも揮発性あるいは不揮発性のメモリ（例えばＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）やＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｃ Ｄｒｉｖｅ））と、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）に代表されるプロセッサとを含むものとすることができる。

【0043】

温度計測部３１は、複数の放射型温度計２０の出力結果から、測定対象の温度を計測するものである。この温度計測部３１における計測に際しては、予め準備された温度換算式が用いられる。温度計測部３１は、少なくとも出力結果取得部３２と、温度換算部３３と、データ格納部３４とを含んでいてよい。

【0044】

出力結果取得部３２は、複数個の放射型温度計２０の出力結果を取得するものであってよい。放射型温度計２０の出力結果は、各放射型温度計２０の測定領域ＴＡからの放射エネルギーＲＥを示す電圧値であってよい。これに関連して、各放射型温度計２０は、検出素子２１の検出結果を増幅する増幅器２５と、この増幅器２５が増幅した検出結果をＡＤ変換するＡＤ変換器２６とを有していてよい。増幅器２５及びＡＤ変換器２６は、検出素子２１と同様に、放射型温度計２０内の図示しない制御基板に実装することができる。つまり、この制御基板は、検出素子２１からの信号を所定のデータに変換するデータ変換部を構成しているものといえる。

【0045】

温度換算部３３は、出力結果取得部３２が取得した出力結果によって特定される放射エネルギーを、測定領域ＴＡの温度に換算するための計算手段であってよい。温度換算部３３では、放射エネルギーをデータ格納部３４内に格納されている温度換算式を用いることで、測定領域ＴＡの温度を算出することができる。この温度換算部３３は、例えばリニアライザで構成することができる。

【0046】

データ格納部３４は、温度計測に必要な種々のデータを格納可能な記憶媒体で構成することができる。このデータ格納部３４内には、少なくとも１つの温度換算式が格納されているとよい。また、このデータ格納部３４内には、必要に応じて、測定対象物、例えば加熱プレート１６等の放射率の値や、半田付け装置１に設置された放射型温度計２０の数や配置等が格納されていてよい。

【0047】

このデータ格納部３４内に格納された温度換算式は、事前に取得した各放射型温度計２０に関する特性データに基づいて作成される。そこで、以下には温度換算式を作成する一手法について説明を行う。

【0048】

図４は、図１に示す半田付け装置において温度計測に用いられる温度換算式を作成する際の構造の一例を示した概略説明図である。本実施の形態に係る半田付け装置１において温度換算式を作成する際には、図４に示すように、各放射型温度計２０の測定領域ＴＡに隣接する位置に、接触式温度計としての熱電対４０が一時的に取り付けられる。この熱電対４０は、測定領域ＴＡの数、すなわち放射型温度計２０の数と同数取り付けられるため、放射型温度計２０が１つのみの場合には取り付けられる熱電対４０も１つでよい。なお、図４においては、チャンバ１０内にワークＷが収容されていない状態で熱電対４０を取り付けた場合を例示しているが、ワークＷが加熱プレート１６上に配設された状態で温度換算式が作成されてもよい。その場合には、加熱プレート１６上に配設されたワークＷ上に形成される測定領域ＴＡの近傍に熱電対４０が取り付けられることになり、ワークＷが変更される毎に熱電対４０の着脱作業を行えばよい。なお、この熱電対４０は温度換算式の作成のために取り付けられたものであって、温度換算式が作成された後には、半田付け装置１から取り外されるものであってよい。

【0049】

ここで、熱電対４０は、一般に、配線の引回しが難しいことやスペースを占有するといった構造面での課題はあるものの、接触している対象物の温度は放射型温度計のような非接触式の温度計に比べて高精度に計測できる。したがって、測定領域ＴＡに隣接する位置に熱電対４０が取り付けられるのは、熱電対４０による測定領域ＴＡの温度測定を放射型温度計２０による測定領域ＴＡの温度測定と並行して実行することで、放射型温度計２０に対する外乱の影響を把握するためである。言い換えれば、本実施の形態においては、放射型温度計２０が外乱の影響がなければ測定できたであろう温度として熱電対４０の測定結果を利用することで、温度換算式を作成している。

【0050】

温度換算式を作成する際には、複数の熱電対４０が取り付けられた状態で、半田付け装置１による半田付け処理を実行すればよい。なお、以下に説明する本実施の形態に係る半田付け装置１の温度計測部３１で用いられる温度換算式としては、熱源駆動部１３が赤外線ランプ１２を動作させている状態である一連の半田付け処理における、各放射型温度計２０が検出した放射エネルギーと熱電対４０が検出した温度とから特定される特性データ（第２の特性データの一例）に基づいて作成された温度換算式（第２の温度換算式の一例）を作成する場合について説示する。

【0051】

図５は、図１に示す半田付け装置で実行される半田付け処理の一連のステップにおける温度測定結果の経時変化を示したグラフである。この図５には、一の放射型温度計２０が検出した放射エネルギーに基づいて特定される温度測定結果Ｔａの経時変化と、対応する熱電対４０による温度測定結果Ｔｂの経時変化とが示されており、且つ両測定結果Ｔａ及びＴｂ間の温度差（Ｔａ－Ｔｂ）の経時変化も併せて示されている。本実施の形態に係る半田付け装置１で実行される半田付け処理中の温度制御は、図５に示すように、概ね５つのステップで構成されているということができる。具体的には、室温から還元ガス供給部１５より供給されるギ酸の還元温度近傍、あるいは還元温度以上となるまで、比較的短時間で昇温させるステップ１と、ステップ１の完了後にワークＷの均熱性を確保するべく温度状態を保持するステップ２と、ワークＷの酸化膜が還元除去されるまでステップ２の終了時の温度状態を保持するステップ３と、半田の融点温度あるいはこの融点温度以上の温度に到達するまで昇温するステップ４と、半田の融点温度あるいはこの融点温度以上の温度状態を保持するステップ５とで構成されているということができる。なお、ステップ５が完了すると、ワークＷを冷却するステップが実行されるが、本実施の形態に係る半田付け装置１においては、ワークＷの冷却はチャンバ１０と出口側ゲート１４Ｂを介して接続された他の装置において行われるものとする。

【0052】

上述したステップ１～５のうち、放射型温度計２０が検出した放射エネルギーに基づいて特定される温度測定結果Ｔａと、対応する熱電対４０による温度測定結果Ｔｂとの温度差は、図５から分かるように、特に昇温を行っているステップ１及び４において大きくなっている。また、その温度差は、ほとんどの期間において、放射型温度計２０が検出した放射エネルギーに基づいて特定される温度測定結果Ｔａの方が、対応する熱電対４０による温度測定結果Ｔｂよりも高くなっている。

【0053】

ところで、本実施の形態に係る放射型温度計２０の検出素子２１は、上述した通り、ギ酸が吸収する波長域や石英ガラスを透過する波長域を考慮して、その受光波長域が一般的に０．５～２．６μｍであるＩｎＧａＡｓフォトダイオードを採用している。したがって、この検出素子２１はその受光波長域からみて赤外線（ＩＲ）ランプ１２から放射される赤外光を受光可能である。このことから、一連のステップにおいて放射型温度計２０が検出した放射エネルギーに基づいて特定される温度測定結果Ｔａの方が対応する熱電対４０による温度測定結果Ｔｂよりも高くなっている原因の１つとして、赤外線ランプ１２からの放射エネルギーが外乱として放射型温度計２０内に入射している可能性が考えられる。

【0054】

そこで、本実施の形態に係る半田付け装置１においては、放射型温度計２０の出力値Ｅは、測定領域ＴＡからの放射エネルギーＲＥの値ｒに外乱の値Δｒが付加されたものに基づいて生成されたものであると仮定する。加えて、同一の測定領域ＴＡに対して熱電対４０が測定した温度Ｔは、測定領域ＴＡの実際の温度、換言すれば、放射型温度計２０が測定領域ＴＡからの放射エネルギーＲＥの値ｒのみを検出していた（言い換えれば、検出素子２１に外乱が入り込まなかった）場合に生成される温度であるものとする。そして、これら放射型温度計２０の出力値Ｅ及び熱電対４０が測定した温度Ｔを用いて、温度換算式ｆ（Ｅ）を特定する。この温度換算式ｆ（Ｅ）は、各ステップにおいて所定時間間隔で取得された熱電対温度Ｔと放射型温度計２０の出力値Ｅとを用いて折線近似により、熱電対温度Ｔと放射型温度計２０の出力値Ｅとを近似多項式で近似させることにより、あるいは予め準備したデータテーブルを適用することにより、特定することができる。ここで、上述した通り、外乱の値Δｒは上述したステップ毎に大きく異なるため、より高精度に温度の計測ができるよう、温度換算式はステップ毎に作成することとする。また、温度換算式は、複数個（ｎ個）の放射型温度計２０のそれぞれに対して作成される。一の測定領域ＴＡに関するステップ毎の温度換算式ｆ（Ｅ）は、下記表１に示すように作成できる。

【0055】

【表1】

【0056】

上記のような温度換算式を利用することにより、温度換算部３３では、放射型温度計２０において外乱を含む放射エネルギーに基づいて出力された出力値Ｅから、測定領域ＴＡの温度を正確に算出することができる。

【0057】

次に、上述の構成を備える半田付け装置１を用いた半田付け製品の製造方法の一例について簡単に説明する。なお、以下の説明に際しては、半田付け製品をワークＷとし、半田付け装置１を用いてリフロー半田付けを実行するものを説明するものとする。ただし、半田付け製品の製造方法を実行する半田付け装置１には、温度換算式を作成する際に用いた熱電対４０は取り外されている。また、以下に説明する半田付け製品の製造方法はあくまで一例であって、ギ酸ガスの供給タイミングや温度制御の詳細は下記の説明に示したものに何ら限定されない。

【0058】

図６は、図１に示す半田付け装置を用いた半田付け製品の製造方法の一例を示すフローチャートである。本実施の形態に係る半田付け製品の製造方法は、図６に示すように、先ず、入口側ゲート１４Ａを開放し、チャンバ１０内にリフロー半田付けを行うワークＷを搬入して加熱プレート１６上の所定の位置に配設（載置）する（工程Ｓ１１）。次いで、入口側ゲート１４Ａを閉塞してチャンバ１０内を気密状態とし、窒素ガスパージ及び真空引き等を適宜実行した後、赤外線ランプ１２を動作させて加熱プレート１６及びワークＷの加熱を開始する（ステップ１に対応）。この際、放射型温度計２０による放射エネルギーの測定も開始され、この放射型温度計２０は以降の工程中継続的に放射エネルギーの測定を実行する。また、これに並行して、温度計測部３１での温度計測も開始される。これにより、以降の工程中は常に温度計測部３１による各放射型温度計２０の測定領域ＴＡの温度の計測が行われる。

【0059】

赤外線ランプ１２及び加熱プレート１６によりワークＷが加熱され、制御用熱電対１８が計測した温度、あるいは複数個の放射型温度計２０のうちの、ワークＷ上に測定領域ＴＡが設定された放射型温度計２０（例えば、図１における２つの放射型温度計２０－２、２０－３）の出力結果を用いて温度計測部３１が計測した温度が還元温度（例えば、１８０～２６０℃）に到達したことを検出（工程Ｓ１２）すると、所定のタイミングで（例えばステップ２又は３中の適切なタイミングで）還元ガス供給部１５を動作させてチャンバ１０内にギ酸ガスの供給を開始（工程Ｓ１３）する。チャンバ１０内にギ酸ガスが供給されると、ワークＷの半田バンプあるいはクリーム半田の表面に形成された酸化膜が還元除去される。また、この還元除去の途中あるいは還元除去が完了した後の所定のタイミングで、赤外線ランプ１２の出力を上昇させて更なる加熱を開始（ステップ４に対応）し、同じく制御用熱電対１８が計測した温度、あるいは放射型温度計２０の出力結果を用いて温度計測部３１が計測した温度が半田溶融温度（例えば、２２０～３５０℃）に到達したことを検知すると（工程Ｓ１４）、ワークＷの半田溶融が完了するまで所定の時間この温度状態を維持（ステップ５に対応）する。その後、チャンバ１０内への窒素ガス供給及びチャンバ１０内の排気を行ったのち、ワークＷの冷却を行うために、出口側ゲート１４Ｂを開放してワークＷを別のチャンバへ搬出して（工程Ｓ１５）半田付け装置１による一連の半田付け処理を完了する。

【0060】

上述した半田付け製品の製造方法によれば、上述した半田付け装置１が用いられるため、半田付け処理中のチャンバ１０内の各所の温度を高精度に検出することができる。したがって、半田付け処理における各構成要素の動作タイミング（例えば赤外線ランプ１２の出力の変更タイミングやギ酸ガスの供給タイミング等）を適切に制御できる、あるいは半田付け装置１の生産管理（例えば不良品や装置に生じる不具合の検出）を確実に実行することができるようになる。これにより、半田付け製品の製造歩留まりの高い製造方法を提供することができる。

【0061】

オプションとして、上記第１の実施の形態に係る半田付け装置１は、インラインタイプのリフロー炉として機能するものを例示したが、これに代えて、バッチ処理タイプのリフロー炉として機能するものを採用することもできる。その場合には、入口側及び出口側ゲート１４Ａ、１４Ｂに代えて、チャンバ１０の天板１０Ｔに開閉可能な構造を採用するとよい。また、チャンバ１０内にワークＷを冷却するための部材等を配設するとよい。

【0062】

以上説明した通り、上記第１の実施の形態に係る半田付け装置１及び半田付け製品の製造方法によれば、チャンバ１０の天板１０Ｔ側に設けられた１乃至複数個の放射型温度計２０によって測定される放射エネルギーに外乱が含まれていた場合であっても、予め準備した温度換算式を用いることで測定領域ＴＡの温度を正確に計測することができるようになる。したがって、放射型温度計２０を用いた温度測定の精度が向上する。また、上述した半田付け製品の製造方法において、放射型温度計２０の出力結果を用いて計測された温度を生産管理のためのモニタリング手段として利用する場合には、複数の放射型温度計２０がそれぞれ異なる測定領域ＴＡに対して放射エネルギーの測定を行うため、局所的な温度変動を検出することができ、制御用熱電対１８が計測した温度と比較等することで、不良品の検出や装置自体の不具合の検出を精度良く行うことができる。

【0063】

なお、上述した半田付け製品の製造方法において、放射型温度計２０の出力結果を用いて計測された温度を一連の半田付け処理の制御に利用する場合、加熱プレート１６上に測定領域ＴＡが設定された放射型温度計２０（例えば放射型温度計２０－１、２０－ｎ）の出力結果を用いて計測された温度や制御用熱電対１８が計測した温度をも考慮して、一連の半田付け処理の制御を行うことができる。また、ワークＷ上に測定領域ＴＡが設定された放射型温度計２０が複数個ある場合には、必要に応じて、各放射型温度計２０の出力結果を用いて計測された温度の平均値をワークＷの温度として採用するとよい。

【0064】

上述した第１の実施の形態においては、熱源駆動部１３が赤外線ランプ１２を動作させている状態、具体的には上述したステップ１～５の期間における、放射型温度計２０の出力値Ｅと熱電対４０が検出した温度Ｔとから特定される特性データに基づいて、各ステップ１～５毎に温度換算式を作成したものを例示した。このような温度換算式を用いれば、予め準備された温度換算式から最適なものを選択して利用するだけで、放射型温度計２０を用いた高精度な温度計測が可能となる。ところで、半田付け装置１で半田付け処理されるワークＷの形状や材質、ワークＷに含まれる半田の種類等は種々変更されるのが通常である。ワークＷの形状等が異なると、半田付け装置１による半田付け処理の制御内容もワークＷの形状等に合わせて調整する必要があるため、半田付け処理時に放射型温度計２０に入射する外乱の値も異なってくる。よって、ワークＷの形状等が異なっても放射型温度計２０を用いた温度計測を高精度に行うためには、ワークＷの形状等に合わせて温度換算式を複数準備する、あるいは温度換算式に入力される放射型温度計２０の出力結果あるいは温度換算部３３で算出した温度を補正するとよい。

【0065】

上記に関連して、以下には、本開示の他の実施の形態として、１又は複数の放射型温度計が測定した放射エネルギーを示す出力結果、又は１又は複数の放射型温度計が測定した放射エネルギーを示す出力結果に基づいて特定される温度を補正する補正部を有する半田付け装置について、説明を行う。

【0066】

＜第２の実施の形態＞
以下には先ず、本開示の第２の実施の形態に係る半田付け装置１Ａとして、半田付け処理中における測定対象の温度を各放射型温度計を用いて精度良く測定するために、熱源の動作状態の異なる複数のステップ毎に補正値（以下、「第１の補正値」という）を設定し、この補正値を用いて放射型温度計が測定した放射エネルギーを示す出力結果の値を補正するものについて説明する。

【0067】

本実施の形態において実施される補正の詳細を説明する前に、本実施の形態では上述した補正を行うため、温度換算部３３で用いる温度換算式は、第１の実施の形態に示したようなステップ毎に作成されたものを準備する必要は必ずしもない。一方で、放射型温度計２０は非接触式の温度計のため、その測定精度は接触式の温度計に比べると、放射率や外乱の影響を受けやすく精度が悪化する場合がある。以上の点を考慮すると、放射型温度計２０の測定精度を高める等の目的から、放射型温度計２０が検出した放射エネルギーと熱電対４０が検出した温度とから特定される特性データに基づいて作成される温度換算式を用いた温度換算は必要である。そこで、本実施の形態においては、その作成が（第１の実施の形態で説示したものに比べて）比較的簡単な第１の温度換算式を作成し、この第１の温度換算式に入力される放射型温度計２０の出力結果の値を補正して入力することで、高精度な温度の計測を実現する。

【0068】

上述の第１の温度換算式は、第１の実施の形態で説示した温度換算式と同様に、図４に示す半田付け装置１を用いて、各放射型温度計２０が検出した放射エネルギーを示す出力結果と熱電対４０が検出した温度とから特定される特性データ（以下、「第１の特性データ」ともいう）に基づいて作成されるものである。しかしながら、この第１の特性データは、熱源駆動部１３が赤外線ランプ１２を動作させていない状態における放射型温度計２０の出力結果及び熱電対４０の検出温度から特定されたものである点で、第１の実施の形態で説示したものとは異なっている。具体的には、第１の温度換算式は、例えばオフライン状態で専用のプログラム（例えばチャンバ１０内を所定温度まで加熱した後、長時間赤外線ランプ１２をオフにするような制御を実行するためのものであってもよい）を実行した際に得られる、放射型温度計２０により検出された放射エネルギーを示す出力値、及び熱電対４０により検出された温度から特定される特性データに基づいて作成することができる。あるいは、黒体炉を用いて特定された特性データに基づいて作成することもできる。このようにして作成された第１の温度換算式においては、赤外線ランプ１２からの放射エネルギーは考慮されていないものの、他の要因で生じ得る測定誤差を抑制可能な温度換算を実現することができる。

【0069】

上述の通り、第１の温度換算式においては赤外線ランプ１２からの放射エネルギーに起因する外乱は考慮されていないため、この外乱に起因する測定誤差を抑えるために、本実施の形態に係る半田付け装置１Ａは放射型温度計２０が検出した放射エネルギーを示す出力結果を補正する。言い換えれば、本実施の形態に係る半田付け装置１Ａは、上述した第１の実施の形態に係る半田付け装置１のような、外乱を考慮した温度換算式を利用して温度計測を行うことに代えて、下記の第１の補正部３５による補正を採用しているともいえる。

【0070】

図７は、本開示の第２の実施の形態に係る半田付け装置の制御部の一部を例示的に示した機能ブロック図である。本実施の形態に係る半田付け装置１Ａの制御部３０内には、温度計測部３１Ａが設けられており、且つこの温度計測部３１Ａは、第１の補正部３５を含んでいる。なお、本実施の形態に係る半田付け装置１Ａは、上述の第１の補正部３５を有している点以外は上述した第１の実施の形態に係る半田付け装置１と同様の構成を有していてよい。したがって、半田付け装置１Ａのうち、半田付け装置１と同様の構成からなる部分については同一の符号を付してその説明を省略する。

【0071】

第１の補正部３５は、放射型温度計２０が検出した放射エネルギーから、外乱に起因する放射エネルギーを取り除く補正を行うためのものであってよい。具体的には、この第１の補正部３５は、半田付け装置１Ａによる半田付け処理が、赤外線ランプ１２の動作状態の異なる複数のステップ（詳しくは、上述したステップ１～５）を有することに着目し、これらのステップ毎に生じる外乱の値を特定し、この外乱の値に基づいて第１の補正値を特定する。そして、出力結果取得部３２で放射型温度計２０の検出した放射エネルギーを示す出力結果が取得された際、この出力結果を、半田付け装置１Ａの実行しているステップに合わせて第１の補正値を用いて補正する。このような補正を行うと、放射型温度計２０が検出した放射エネルギーのうち、外乱に起因するものを除去するため、補正された出力結果は、補正前の出力結果よりも小さな値となる。そして、この補正された出力結果を温度換算部３３にて温度換算すれば、補正を行わなかった場合に比べて測定領域ＴＡの温度を精度よく計測できる。

【0072】

第１の補正部３５で用いられる第１の補正値は、種々の方法で特定することができるが、例えば、上述した熱電対４０を用いて放射型温度計２０が検出した放射エネルギーに含まれる外乱の程度を特定することで特定してもよい。具体的には、各放射型温度計２０それぞれに、図５に示すようなグラフを作成し、ステップ１～５における放射型温度計２０が検出した放射エネルギーに基づいて特定される温度と熱電対４０により特定される温度との間の温度差から放射型温度計２０に入射する外乱の程度を特定することで、放射型温度計２０が検出した放射エネルギーを示す出力結果を外乱の影響を除いた出力結果に補正可能な補正値を特定するようにしてもよい。

【0073】

上記第２の実施の形態に係る半田付け装置１Ａによれば、第１の補正部３５による補正を行うことで、第１の実施の形態に係る半田付け装置１と同様に、放射型温度計２０によって測定される放射エネルギーに外乱が含まれていた場合であっても、測定領域ＴＡの温度を正確に計測することができるようになる。そして、放射型温度計２０を用いた温度測定の精度が向上し、半田付け処理や生産管理を円滑に実行することができるようになる。

【0074】

＜第３の実施の形態＞
次に、本開示の第３の実施の形態に係る半田付け装置１Ｂとして、半田付け処理中における測定対象の温度を各放射型温度計を用いて精度良く測定するために、主に赤外線ランプ１２の出力制御に用いられる制御用熱電対１８の測定結果を利用して、各放射型温度計が測定した放射エネルギーに基づいて特定される温度を補正するものについて説明する。

【0075】

図８は、本開示の第３の実施の形態に係る半田付け装置の制御部の一部を例示的に示した機能ブロック図である。本実施の形態に係る半田付け装置１Ｂの制御部３０内には、温度計測部３１Ｂが設けられており、且つこの温度計測部３１Ｂは、第２の補正部３６を含んでいる。なお、本実施の形態に係る半田付け装置１Ｂは、上述の第２の補正部３６を有している点以外は上述した第１の実施の形態に係る半田付け装置１と同様の構成を有していてよい。したがって、半田付け装置１Ｂのうち、半田付け装置１と同様の構成からなる部分については同一の符号を付してその説明を省略する。ただし、本実施の形態に係る半田付け装置１Ｂが有する放射型温度計２０の数は、複数であるものとする。また、本実施の形態における温度換算部３３は、上述した第２の実施の形態に係るものと同様に、第１の温度換算式を用いて温度換算を行うものを例示する。

【0076】

第２の補正部３６は、赤外線ランプ１２の出力を制御するために設けられた制御用熱電対１８の測定結果を利用して、各放射型温度計２０が検出した放射エネルギーを示す出力結果に基づいて計測された温度を補正するものであってよい。これに関連して、第２の補正部３６は、制御用熱電対１８に接続され制御用熱電対１８の測定結果を取得することが可能となっている。第２の補正部３６による補正は、例えば以下のように行うことができる。すなわち、先ず制御用熱電対１８が接触している加熱プレート１６の位置に最も近接した測定領域ＴＡからの放射エネルギーを検出する一の放射型温度計２０（図１の場合であれば放射型温度計２０－１）を特定する。次いで、この一の放射型温度計２０－１が測定した放射エネルギーに基づいて特定される温度と、制御用熱電対１８が計測した温度との温度差を特定することで、この温度差に対応する補正値（以下、「第２の補正値」という）を特定する。そして、一の放射型温度計２０－１の出力結果に基づいて計測された温度に加えて、他の放射型温度計２０－２、２０－３、・・・、２０－ｎに基づいて計測された温度を、第２の補正値を用いて補正する。

【0077】

ここで、複数の放射型温度計２０に適用される第２の補正値は、共通の値であっても、異なる値であってもよい。第２の補正値を異なる値で構成する場合には、例えば各放射型温度計２０の配置や測定領域ＴＡが形成された測定対象物の種類（例えばワークＷであるのか、加熱プレート１６であるのか）に合わせて調整することで、複数の放射型温度計２０毎に異なる値を設定すればよい。

【0078】

上記第３の実施の形態に係る半田付け装置１Ｂによれば、第２の補正部３６による補正を行うことで、第１及び第２の実施の形態に係る半田付け装置１、１Ａと同様に、放射型温度計２０によって測定される放射エネルギーに外乱が含まれていた場合であっても、測定領域ＴＡの温度を正確に計測することができるようになる。そして、放射型温度計２０を用いた温度測定の精度が向上し、半田付け処理や生産管理を円滑に実行することができるようになる。

【0079】

加えて、上述した第２の補正部３６によれば、半田付け装置１Ｂが赤外線ランプ１２の出力を制御するために有している制御用の熱電対の測定結果を温度補正に流用することができる。したがって、第２の補正部３６で第２の補正値を特定する際、補正値を特定するための構成要素、例えば上述した熱電対４０のようなものを別途準備しなくてもよい。したがって、本実施の形態に係る半田付け装置１Ｂは、各放射型温度計が測定した放射エネルギーに基づいて特定される温度の補正を簡単に実現することができる。

【0080】

＜第４の実施の形態＞
次に、本開示の第４の実施の形態に係る半田付け装置１Ｃとして、半田付け処理中において測定対象の温度を各放射型温度計を用いて精度良く測定するために、赤外線ランプ１２の出力に基づいて、各放射型温度計が測定した放射エネルギーを補正するものについて説明する。

【0081】

図９は、本開示の第４の実施の形態に係る半田付け装置の制御部の一部を例示的に示した機能ブロック図である。本実施の形態に係る半田付け装置１Ｃの制御部３０内には、温度計測部３１Ｃが設けられており、且つこの温度計測部３１Ｃは、第３の補正部３７を含んでいる。また、本実施の形態に係る半田付け装置１Ｃの熱源駆動部１３内には、赤外線ランプ１２に供給する電力を測定可能な電力測定部４１が設けられている。なお、本実施の形態に係る半田付け装置１Ｃは、上述の第３の補正部３７及び電力測定部４１を有している点以外は上述した第１の実施の形態に係る半田付け装置１と同様の構成を有していてよい。したがって、この半田付け装置１Ｃのうち、半田付け装置１と同様の構成からなる部分については同一の符号を付してその説明を省略する。また、本実施の形態における温度換算部３３は、上述した第２及び第３の実施の形態に係るものと同様に、第１の温度換算式を用いて温度換算を行うものを例示する。

【0082】

第３の補正部３７は、熱源駆動部１３内に設けられた電力測定部４１に接続され、この電力測定部４１が測定した熱源駆動部１３から赤外線ランプ１２に供給される電力値に基づいて、１乃至複数の放射型温度計２０が検出した放射エネルギーを示す出力結果を補正するものであってよい。言い換えれば、第３の補正部３７は、赤外線ランプ１２に供給される電力値から赤外線ランプ１２の出力を特定し、赤外線ランプ１２の出力から、放射型温度計２０に外乱として入射する赤外線ランプ１２からの放射エネルギーを特定することで、１乃至複数の放射型温度計２０が検出した放射エネルギーを示す出力結果を補正しようとするものであるといえる。

【0083】

第３の補正部３７による補正を行うために、電力測定部４１が測定した赤外線ランプ１２に供給される電力値と、各放射型温度計２０が検出した放射エネルギーに含まれる外乱の値、詳しくは放射型温度計２０に入射する赤外線ランプ１２からの放射エネルギーとの関係を特定した第１の調整テーブルを作成するとよい。なお、各放射型温度計２０が検出した放射エネルギーに含まれる外乱の値は、赤外線ランプ１２を動作させた状態下で検出した放射エネルギーと赤外線ランプ１２を動作させていない状態下で検出した放射エネルギーとを比較すれば特定することができる。作成された第１の調整テーブルは、データ格納部３４内に格納しておくとよい。

【0084】

上記第４の実施の形態に係る半田付け装置１Ｃによれば、第３の補正部３７による補正を行うことで、第１乃至第３の実施の形態に係る半田付け装置１、１Ａ、１Ｂと同様に、放射型温度計２０によって測定される放射エネルギーに外乱が含まれていた場合であっても、測定領域ＴＡの温度を正確に計測することができるようになる。そして、放射型温度計２０を用いた温度測定の精度が向上し、半田付け処理や生産管理を円滑に実行することができるようになる。

【0085】

＜第５の実施の形態＞
最後に、本開示の第５の実施の形態に係る半田付け装置１Ｄとして、半田付け処理中における測定対象の温度を各放射型温度計を用いて精度良く測定するために、チャンバ内のギ酸濃度を参照して、各放射型温度計が測定した放射エネルギーを補正するものについて説明する。

【0086】

本実施の形態に係る半田付け装置１Ｄにおいて、処理流体として用いられるギ酸は、特定波長の放射エネルギーを吸収することが知られている。ここで、他の条件によってはギ酸による放射エネルギーの吸収の影響を大きく受けるような検出素子（例えばＩｎＳｂ等）を使う必要が生じることがある。そこで、本実施の形態は、チャンバ内のギ酸濃度からギ酸ガス雰囲気下における放射エネルギーの透過率を参照することで、放射型温度計２０を用いた温度計測の精度を向上させようとするものである。

【0087】

図１０は、本開示の第５の実施の形態に係る半田付け装置の制御部の一部を例示的に示した機能ブロック図である。本実施の形態に係る半田付け装置１Ｄの制御部３０内には、温度計測部３１Ｄが設けられており、且つこの温度計測部３１Ｄは、第４の補正部３８を含んでいる。なお、本実施の形態に係る半田付け装置１Ｄは、上述の第４の補正部３８を有している点以外は上述した第１の実施の形態に係る半田付け装置１と同様の構成を有していてよい。したがって、この半田付け装置１Ｄのうち、半田付け装置１と同様の構成からなる部分については同一の符号を付してその説明を省略する。また、本実施の形態における温度換算部３３は、上述した第２乃至第４の実施の形態に係るものと同様に、第１の温度換算式を用いて温度換算を行うものを例示する。

【0088】

第４の補正部３８は、還元ガス供給部１５、特に還元ガス供給部１５内の還元ガスの供給量を制御する制御バルブに接続され、還元ガス供給部１５から供給された還元ガスの量等に基づいてチャンバ１０内のギ酸濃度を特定し、特定されたギ酸濃度から放射エネルギーの透過率を特定して、１乃至複数の放射型温度計２０が検出した放射エネルギーを示す出力結果を補正するものであってよい。なお、この第４の補正部３８は、還元ガス供給部１５に加えて、チャンバ１０内のガスを排出するための排出路や、チャンバ１０内に不活性ガス等の他のガスを供給するためのガス供給路の動作状態をも検出可能な構成とするとよい。

【0089】

第４の補正部３８による補正を行うために、還元ガス供給部１５から供給された還元ガスの量等に基づいて特定されるチャンバ１０内のギ酸濃度と、チャンバ１０内の放射エネルギーの透過率との関係を特定した第２の調整テーブルを作成するとよい。この第２の調整テーブルは実験により求めることができる。作成された第２の調整テーブルは、データ格納部３４内に格納しておくとよい。

【0090】

上記第５の実施の形態に係る半田付け装置１Ｄによれば、第４の補正部３８による補正を行うことで、チャンバ１０内のギ酸濃度を考慮した温度測定が可能となり、測定領域ＴＡの温度を正確に計測することができるようになる。そして、放射型温度計２０を用いた温度測定の精度が向上したことで、半田付け処理や生産管理を円滑に実行することができるようになる。

【0091】

上述した第２乃至第５の実施の形態で説示した各補正部は、それぞれを組み合わせて採用することが可能である。各補正部を組み合わせることにより、放射型温度計２０を用いて温度測定の精度をさらに向上させることができる。同様に、第１の実施の形態に係る半田付け装置１に、上述の各補正部、特に第２乃至第４の補正部を適用すること、言い換えれば、第３乃至第５の実施の形態において用いられる温度換算式として、第１の実施の形態で説示したものを採用することも可能であることはいうまでもない。

【0092】

本開示は上述した実施の形態に限定されるものではなく、本開示の主旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することが可能である。そして、それらはすべて、本開示の技術思想に含まれるものである。

【符号の説明】

【0093】

１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ 半田付け装置
１０ チャンバ
１０Ｔ 天板
１０Ｂ 底壁
１１ 窓
１２ 赤外線ランプ（熱源の一例）
１３ 熱源駆動部
１５ 還元ガス供給部（処理流体供給部の一例）
１６ 加熱プレート
１８ 制御用熱電対
２０、２０－１～２０－ｎ 放射型温度計
３０ 制御部
３１、３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃ、３１Ｄ 温度計測部
３５ 第１の補正部
３６ 第２の補正部
３７ 第３の補正部
３８ 第４の補正部
４０ 熱電対
４１ 電力測定部
ＲＥ 放射エネルギー
ＴＡ 測定領域
Ｗ ワーク

【要約】      （修正有）

【課題】測定対象の温度を高精度に測定可能な半田付け装置及び半田付け製品の製造方法を提供すること。
【解決手段】本開示の半田付け装置１は、チャンバ１０と、チャンバ１０の底面側に配設された熱源１２と、熱源１２を動作させる熱源駆動部１３と、チャンバ１０の天面１０Ｔに設けられた透光性の窓１１と、窓１１を介してチャンバ１０内の測定対象Ｗからの放射エネルギーを測定可能な１又は複数の放射型温度計２０と、１又は複数の放射型温度計２０が測定した放射エネルギーと１又は複数の放射型温度計２０それぞれの測定対象に隣接する位置に設置された複数の熱電対が検出した温度とから特定される特性データに基づいて作成された温度換算式を用いて、測定対象Ｗの温度を計測する温度計測部と、を含む。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】