JP2004077190A

JP2004077190A - Method of determining quality of bonding condition

Info

Publication number: JP2004077190A
Application number: JP2002234952A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Ono; 大野　孝洋; Akihiro Nozawa; 野澤　明弘
Original assignee: Star Micronics Co Ltd
Current assignee: Star Micronics Co Ltd
Priority date: 2002-08-12
Filing date: 2002-08-12
Publication date: 2004-03-11

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a quality determining method to non-destructively determine the quality of bonding condition of a junction with high accuracy, in a component having the junction wherein conductive members are bonded by soldering or brazing. <P>SOLUTION: A rectangular pulse voltage is applied to a product to be determined having the junction with a magnetic circuit by soldering, such as a component mounted on a buzzer (step S1), and the current values in transient response are acquired at a plurality of points to create the vector data (step S2), and substituted to Mahalanobis distance formula derived in a standard space formed by the vector data to a good item having a normal bonding condition of the junction (step S3). The obtained Mahalonobis distance is compared with a predetermined threshold value to distinguish whether it is good or bad for bonding condition, thereby, the quality of the bonding condition of the junction can be determined (step S4). <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半田、ロウ付又はスポット溶接等により導電性を有する部材同士を接合させた接合部を有する部品において、その接合部の接合状態の良否を判定する良否判定方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
このような分野において、従来は、電気的な接合状態の良否を判定するために、ＬＣＲメータを用いて導通を確認することによって、上記した接合部の接合状態の良否を判定する方法が用いられていた。また、部材同士をロウ付して形成される部品の場合には、このロウ付けによる接合部の破壊強度を計測する破壊試験によって、接合状態の良否を判定する方法が用いられていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した電気的な接合状態の良否は、導通を確認するだけでは判定することができない場合がる。すなわち、接合部において半田の内部に空洞が生じており（以下、「トンネル半田」と呼ぶ）、その部品の出荷時には偶然に導通がとれていても、部品の出荷後に導通がとれなくなるという事態が多く生じていた。また、ロウ付けによる接合部の破壊試験は、部品を製造する工程の管理には適しているが、当然のことながら、破壊を伴うために、製品としてその部品を出荷するための試験としては用いることができない。
【０００４】
本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、半田またはロウ付による接合部を有する部品において、その接合部の接合状態の良否を非破壊で精度良く判定する良否判定方法を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の発明者等は、半田、ロウ付又はスポット溶接等により導電性を有する部材同士を接合させた接合部を有する部品において、この部品が磁気回路を備える場合に、この部品に方形パルス電圧を印加することによって得られる過渡応答中の電流値を複数ポイントで収集して、これらの電流値をベクトルデータとし、このベクトルデータを、接合部の接合状態が正常の良品に対するベクトルデータで形成した基準空間において導出されるマハラノビス距離計算式に代入して得られるマハラノビス距離値が、接合部の接合状態の良否によって大きくことなるという知見を得た。
【０００６】
また、上記した部品が磁気回路を有さないときには、この部品に磁気回路を接続して形成される被測定回路へ、上記した方形パルス電圧を印加することによって、同様の特性を得ることができるという知見を得た。
【０００７】
このような知見から上記課題を解決するため、本発明の良否判定方法は、磁気回路と、導電性を有する部材同士を接合させた接合部とを有する部品における上記接合部の接合状態の良否を判定する良否判定方法であって、被判定対象の上記部品に所定の方形パルス電圧を印加する電圧印加ステップと、上記所定の方形パルス電圧の印加にともなって、上記磁気回路に流れる電流の過渡応答において複数ポイントの電流値を取得すると共に、当該複数ポイントの電流値をベクトルデータとするデータ収集ステップと、上記接合状態が正常の複数の部品それぞれのベクトルデータによって形成される基準空間において導出されるマハラノビス距離計算式に、上記被判定対象の部品の上記ベクトルデータを代入して、マハラノビス距離を算出するマハラノビス距離算出ステップと、上記被判定対象の部品に対する上記マハラノビス距離と、所定の閾値とを比較することによって、当該被判定対象の部品における上記接合部の上記接合状態の良否を判定する良否判定ステップとを備えることを特徴としている。
【０００８】
この発明によれば、上述したように、磁気回路と、導電性を有する部材同士を接合させた接合部を有する被判定対象の部品に、方形パルス電圧を印加した場合の、過渡応答中の電流値を複数ポイントで取得してベクトルデータとし、接合部の接合状態が正常の部品、すなわち良品に対するベクトルデータによって形成される基準空間において導出されるマハラノビス距離計算式に代入する。このようにして得られるマハラノビス距離を、接合部の接合状態の良否を区別するための所定の閾値と比較することによって、上記した接合部の接合状態の良否判定が可能となる。
【０００９】
また、上記課題を解決するため、本発明の良否判定方法は、導電性を有する部材同士を接合させた接合部を有する部品における上記接合部の接合状態の良否を判定する良否判定方法であって、被判定対象の上記部品に磁気回路を電気的に接続して被測定回路を形成する被測定回路形成ステップと、上記被測定回路に所定の方形パルス電圧を印加する電圧印加ステップと、上記所定の方形パルス電圧の印加にともなって、上記磁気回路に流れる電流の過渡応答において複数ポイントの電流値を取得すると共に、当該複数ポイントの電流値をベクトルデータとするデータ収集ステップと、上記接合状態が正常の複数の部品それぞれに上記磁気回路を電気的に接続して形成される複数の被測定回路各々のベクトルデータによって形成される基準空間において導出されるマハラノビス距離計算式に、上記被測定回路の上記ベクトルデータを代入して、マハラノビス距離を算出するマハラノビス距離算出ステップと、上記被測定回路に対する上記マハラノビス距離と、所定の閾値とを比較することによって、上記被判定対象の部品における上記接合部の上記接合状態の良否を判定する良否判定ステップとを備えることを特徴としている。
【００１０】
この発明によれば、導電性を有する部材同士を接合させた接合部を有する被判定対象の部品であって磁気回路を有さない部品に、磁気回路を接続して被測定回路を形成する。そして、この被測定回路に方形パルス電圧を印加した場合の、過渡応答中の電流値を複数ポイントで取得してベクトルデータとし、接合部の接合状態が正常の部品、すなわち良品と磁気回路を接続して得られる被測定回路に対するベクトルデータによって形成される基準空間において導出されるマハラノビス距離計算式に代入する。このようにして得られるマハラノビス距離を、接合部の接合状態の良否を区別するための所定の閾値と比較することによって、上記した接合部の接合状態の良否判定が可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態にかかる良否判定方法について説明する。なお、以下の実施形態に関する説明においては、説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を附し、重複する説明は省略する。また、図面の寸法比率は、説明のものと必ずしも一致していない。
【００１２】
（第１実施形態）本発明の第１の実施形態にかかる良否判定方法について、添付の図面を参照して説明する。まず、本実施形態にかかる良否判定方法を適用可能な部品を内蔵する製品の一例であるブザー１について説明する。図１は、ブザー１の断面図である。図１に示すように、ブザー１は、熱可塑性樹脂からなる上側ケース１１と下側ケース２１を有しており、超音波溶接技術を用いることにより、上側ケース１１と下側ケース２１が接合されている。上側ケース１１は円筒形状を呈しており、その一端に上面部を有する。この上面部には放音口１２が形成され、この放音口１２に連続して放音筒１３が設けられている。そして、上側ケース１１と下側ケース２１で形成される内部空間には、ベース３１、鉄心３２、ボビン３３、コイル３４、マグネット３９、振動部４５が収容されている。
【００１３】
下側ケース２１の上記した内部空間側には、ベース３１が固着されており、略円柱形状の鉄心３２が、このベース３１と下側ケース２１とによりかしめられている。そして、ボビン３３はその底部がベース３１の上面に固着され、さらにその延出部が鉄心３２の外周沿うようにして載置されている。そして、ボビン３３の外周には、導線が巻きつけられてコイル３４が形成されている。また、マグネット３９は、環状のプラスチックマグネットからなり、その底面をベース３１に、外周面を上側ケース１１の内周面に当接させるとともに、コイル３４の外周から所定の間隔をもって配置されている。このマグネット３９の上面には、振動部４５が固定されており、この振動部４５は、薄膜円板形状の振動板４６を備え、その上面中央に円板形状の磁片４７が固着されている。さらに、略円柱形状のピン４０及び４１が下側ケース２１とベース３１のそれぞれに設けられたホールに挿通されると共に、下側ケース２１とベース３１によってかしめられている。そして、ピン４０及び４１が、コイル３４の両端の導線とそれぞれ半田付けされることによって、ピン４０及び４１がブザー１の外部との電気的な接点となる。
【００１４】
本実施形態の良否判定方法は、上記したピン４０及び４１とコイル３４の両端の導線との半田による接合部８の良否を判定する。そのための計測系について、以下に説明する。図２は、この計測系の構成を示す。図２に示すように、この計測系においては、接合部８の接合状態の良否を判定するため、以下の部品２を用意する。すなわち、下側ケース２１とベース３１とによって、鉄心３２と、ピン４０及び４１がかしめられ、鉄心３２に沿うようにボビン３３が配置され、さらに導線がボビン３３の外周に巻きつけられてコイル３４が形成され、この導線の両端がピン４０及び４１とそれぞれ半田による接合部８によって接合された状態の部品２を用意する。そして、ピン４０及び４１にファンクション・ジェネレータ１００を接続し、ファンクション・ジェネレータ１００から方形パルス電圧を部品２に印加する。そして、ピン４０及び４１とファンクション・ジェネレータ１００を接続した接続線の一方にカレント・プローブ１１０を接続して、電流を計測し、この電流値をデジタル・オシロスコープ１２０のチャンネル２への入力とする。また、ピン４０及び４１とファンクション・ジェネレータ１００を接続した接続線の他方とデジタル・オシロスコープ１２０のチャンネル１を接続して、上記の方形パルス電圧を計測する。
【００１５】
このような計測系を用いて部品２における接合部８の接合状態の良否を判定する良否判定方法について、図３に示すフローチャートを参照して説明する。本実施形態の良否判定方法では、被判定対象の部品２が備えるピン４０及び４１にファンクション・ジェネレータ１００から方形パルス電圧を加える（ステップＳ１）。次に、カレント・プローブ１１０によって計測される電流値を、デジタル・オシロスコープ１２０に入力する。そして、過渡応答中の電流値のうち、所定の複数ポイントの電流値を用いたベクトルデータを生成する（ステップＳ２）。次いで、接合部８の接合状態が正常であることが既知の良品である部品２に対して取得された上記の複数ポイントの電流値によるベクトルデータで形成した基準空間において導出されるマハラノビス距離計算式に、ステップＳ２で生成したベクトルデータを代入し、マハラノビス距離を算出する（ステップＳ３）。
【００１６】
ここで、マハラノビス距離計算式の導出について説明する。この導出においては、まず、基準空間を作成するため、良品であることが既知のｎ個の部品（この実施形態の場合は、良品であることが既知のｎ個の部品２）について、計測項目Ｘ_１，Ｘ_２・・・Ｘ_ｋ（部品２の場合は、上記した複数ポイントの電流値）を取得し、それぞれの計測項目の平均値ｍ_１，ｍ_２・・・・ｍ_ｋ及び標準偏差σ_１，σ_２・・・σ_ｋを求めておく。そして、ｎ個の部品それぞれの計測項目を式（１）によって基準化する。
【００１７】
【数１】

なお、式（１）において、添字のｉは上記の計測項目へのインデックスであり、ｊは基準空間の作成に用いたｎ個の部品それぞれへのインデックスである。
【００１８】
また、上記のように基準化されたｎ個の部品それぞれの計数項目を用いて、相関行列の逆行列ａ_ｉｊを求める。そして、相関行列の逆行列ａ_ｉｊ、平均値ｍ_１，ｍ_２・・・・ｍ_ｋ及び標準偏差σ_１，σ_２・・・σ_ｋを用いると、マハラノビス距離Ｄ^２を計算するためのマハラノビス距離計算式が、以下の式（２）として導出できる。
【００１９】
【数２】

この式（２）のＸ_ｉ、Ｘ_ｊに、被判定対象の部品について計測した上記の計測項目の値を代入すると、マハラノビス距離Ｄ^２が算出できる。
【００２０】
なお、本実施形態のように、デジタル・オシロスコープ１２０を用いて観察される複数ポイントの電流値をマハラノビス距離計算式に代入するには、マハラノビス距離を計算するための計算ソフトウェアに、上記の複数ポイントの電流値を人手で入力してもよい。また、所定のインターフェイス（例えばＧＰＩＢ）を介してデジタル・オシロスコープ１２０からコンピュータに上記の過渡応答中の電流値を取得し、コンピュータで複数ポイントの電流値を自動的に選択して、マハラノビス距離を計算するようプログラムしておいても良い。
【００２１】
図３に戻り、次に、良品と不良品の判定に用いるマハラノビス距離の閾値と、上述のように求めたマハラノビス距離とを比較し、マハラノビス距離が上記の閾値より小さければ、接合状態が良い、すなわち良品と判定し、大きければ不良品と判定する（ステップＳ４）。以上のようにして、本実施形態における良否判定方法を適用すると、部品２における接合部８の接合状態の良否判定が可能となる。
【００２２】
次に、この良否判定方法を部品２における接合部８の良否判定に適用した実験結果を示す。この実験では、図４に示す方形パルス電圧を部品２に印加した。図４は、デジタル・オシロスコープ１２０で観測したファンクション・ジェネレータ１００によって印加される方形パルス電圧と、カレント・プローブ１１０によって計測される上記の電流値に基づく電流波形である。図４に示すように、この実験では、ファンクション・ジェネレータ１００から、電圧３．６［Ｖ］、パルス幅４００［μｓｅｃ］の方形パルス電圧２１０を部品２に印加した。そして、この印加に伴って、カレント・プローブ１１０から得られる電流波形２２０は、上記の方形パルス電圧の印加に伴って、過渡応答を示す。そして、この過渡応答における複数ポイントの電流値として、２４ポイントの電流値を用い、これらを用いてマハラノビス距離計算式に代入するベクトルデータとした。
【００２３】
図５に、複数の部品２に対して求めたマハラノビス距離の頻度分布を示す。これらの部品２は、その接合部の接合状態の良否が既知であり、マハラノビス距離計算式の導出において、基準空間の生成に含めていないものを用いている。図５において、白抜きの棒グラフは上記した接合部８の接合状態が正常の良品である部品２に対するマハラノビス距離の頻度を示し、黒塗りの棒グラフは不良品の部品２に対するマハラノビス距離の頻度を示す。図５に示すように、接合状態の良否によってマハラノビス距離は大きく異なる。したがって、この頻度分布に示す接合状態の正常な良品と接合状態の悪い不良品のマハラノビス距離の中間に、上記した良否判定の閾値を設定すると、この良否判定方法によって明らかに部品２の上記した接合部における接合状態の良否の判定が可能であることがわかる。
【００２４】
（第２実施形態）次に、本発明の第２の実施形態について、添付の図面を参照して説明する。図６は、この実施形態にかかる良否判定方法を適用する部品３とともに、計測系の構成を示した図である。図６において、部品３は、インパクトドットプリンタのヘッドに用いられるクラッパ４とニードル５によって構成される部品である。このクラッパ４とニードル５は、銀ロウを用いたロウ付による接合部９によって接合されている。本実施形態の良否判定方法では、このロウ付による接合部９の接合状態の良否を判定する。
【００２５】
ここで、図６に示すように、部品３は、磁気回路を有さないので、第１実施形態で示した磁気回路を有するブザー１と部品３を接続して、被測定回路６を形成している。そして、このように形成した被測定回路６に、ファンクション・ジェネレータ１００を接続し、ファンクション・ジェネレータ１００から方形パルス電圧を印加する。そして、被測定回路６とファンクション・ジェネレータ１００を接続した接続線の一方にカレント・プローブ１１０を接続して、電流を計測し、この電流値をデジタル・オシロスコープ１２０のチャンネル２への入力とする。また、ファンクション・ジェネレータ１００を接続した接続線の他方とデジタル・オシロスコープ１２０のチャンネル１を接続して、上記の方形パルス電圧を計測する。
【００２６】
ここで、上記の方形パルス電圧としては、パルス幅２００［μｓｅｃ］、電圧５［Ｖ］の方形パルス電圧を用いている。この方形パルス電圧を２．５［ｋＨｚ］の周波数で印加し、最初の方形パルス電圧の印加後２０、３０、４０［μｓｅｃ］における電流値と、１０個目の方形パルス電圧の印加後２０、５０、６０、０、１１０、１２０、１８０、２６０［μｓｅｃ］における電流値との、１０ポイントの電流値を用いてベクトルデータとした。なお、このようなベクトルデータを用いて行う良否判定方法は、第１実施形態において図３を用いて説明した良否判定方法と同様であるので、説明を省略する。
【００２７】
以上のような良否判定方法を、溶接エネルギーを過剰にかけて、接合部９の接合状態を不良とした部品３を１０個と、接合状態が正常であることが既知の１０個の部品３とを用いて評価した結果、第１実施形態と同様に、この接合部９の接合状態の良否が判定できた。このように、磁気回路を有さない部品３においても、この部品３に磁気回路を有するブザー１を接続することによって、第１実施形態で示した良否判定方法と同様に、この良否判定方法によって、部品３における接合部９の接合状態の良否判定が可能となる。
【００２８】
以上、本発明の第１及び第２の実施形態について説明したが、本発明は上記した実施形態に限定されることなく種々の変形が可能である。例えば、上述した方形パルス電圧のパルス幅、電圧は、被判定対象となる部品の特性に応じて適宜変更可能である。また、この方形パルス電圧の印加に伴う過渡応答における複数ポイントの電流値は、接合部の良否の判定精度に応じて、そのポイント数等を適宜変更可能である。
【００２９】
さらに、半田や銀ロウによる接合以外にも、例えばスポット溶接による金属同士の接合や、かしめ止めによる接合等、金属同士などの導電性を有する部材同心の接合による接合部を有するものについて、応用が可能である。
【００３０】
【発明の効果】
本発明によれば、磁気回路と、半田またはロウ付等により導電性を有する部材同士を接合させた接合部を有する被判定対象の部品に、方形パルス電圧を印加した場合の、過渡応答中の電流値を複数ポイントで取得してベクトルデータとし、接合部の接合状態が正常の良品に対して求めたベクトルデータで形成する基準空間において導出されるマハラノビス距離計算式に、このベクトルデータを代入することによって得られるマハラノビス距離を、上記した接合部の接合状態の良否を区別するための所定の閾値と比較することによって、上記した接合部の接合状態の良否判定が可能となる。
【００３１】
また、本発明によれば、半田またはロウ付等により導電性を有する部材同士を接合させた接合部を有する被判定対象の部品であって、この部品が磁気回路を有さない場合に、この部品に磁気回路を接続することによって被測定回路を形成する。この被測定回路に方形パルス電圧を印加して、上記と同様にマハラノビス距離を求めることによって、上記の接合部の接合状態の良否判定が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ブザーの断面図である。
【図２】ブザーに備える部品と共に、計測系の構成を示した図である。
【図３】実施形態にかかる良否判定方法のフローチャートである。
【図４】実施形態にかかる良否判定方法に適用する方形パルス電圧と電流の過渡応答を示す図である。
【図５】ブザーに備える部品に第１実施形態の良否判定方法を適用した場合の、マハラノビス距離の分布を示す図である。
【図６】クラッパ及びニードルを備える部品と共に、計測系の構成を示した図である。
【符号の説明】
１…ブザー、２…部品、３…部品、４…クラッパ、５…ニードル、８，９…接合部、１００…ファンクション・ジェネレータ、１１０…カレント・プローブ、１２０…デジタル・オシロスコープ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a component determination method for determining the quality of a bonding state of a bonding portion of a component having a bonding portion in which conductive members are bonded to each other by soldering, brazing, spot welding, or the like.
[0002]
[Prior art]
In such a field, conventionally, in order to determine the quality of the electrical bonding state, the above-described method of determining the quality of the bonding state of the bonding portion by confirming conduction using an LCR meter is used. I was Further, in the case of a component formed by brazing members together, a method of determining the quality of a bonded state by a destructive test for measuring a breaking strength of a bonded portion by the brazing has been used.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, the quality of the above-mentioned electrical connection state may not be able to be determined only by checking the conduction. That is, a cavity is formed inside the solder at the joint (hereinafter, referred to as “tunnel solder”), and even if conduction is accidentally achieved at the time of shipment of the component, conduction may not be achieved after shipment of the component. Many had occurred. Also, the destruction test of the joint by brazing is suitable for managing the process of manufacturing the component, but it is naturally used as a test for shipping the component as a product because it involves destruction. I can't.
[0004]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and provides a good / bad judgment method for non-destructively and accurately judging a good / bad joint state of a joined portion in a component having a joined portion by soldering or brazing. That is the task.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
SUMMARY OF THE INVENTION The present inventors have proposed that a component having a joint in which conductive members are joined to each other by soldering, brazing, spot welding, or the like. Are collected at a plurality of points during the transient response obtained by applying, and these current values are used as vector data, and this vector data is formed as vector data for a non-defective product in which the bonding state of the bonding portion is normal. It has been found that the Mahalanobis distance value obtained by substituting into the Mahalanobis distance calculation formula derived in the reference space becomes large depending on the quality of the bonding state of the bonding portion.
[0006]
When the above-mentioned component does not have a magnetic circuit, similar characteristics can be obtained by applying the above-described square pulse voltage to a circuit to be measured formed by connecting a magnetic circuit to this component. I got the knowledge.
[0007]
In order to solve the above-mentioned problem from such knowledge, the quality determination method of the present invention is based on a magnetic circuit and a bonding part in which conductive members are bonded to each other. A voltage application step of applying a predetermined rectangular pulse voltage to the component to be determined, and a transient response of a current flowing through the magnetic circuit with the application of the predetermined rectangular pulse voltage. And a data collection step of obtaining the current values at a plurality of points and using the current values at the plurality of points as vector data, and the joint state is derived in a reference space formed by vector data of a plurality of normal parts. The Mahalanobis distance is calculated by substituting the vector data of the part to be determined into the Mahalanobis distance calculation formula. A lanobis distance calculating step, a quality determination step of comparing the Mahalanobis distance with respect to the part to be determined, and a predetermined threshold to determine whether the bonding state of the bonding part of the part to be determined is good or not. And characterized in that:
[0008]
According to the present invention, as described above, the current during a transient response when a rectangular pulse voltage is applied to a magnetic circuit and a component to be determined having a joint formed by joining conductive members. The values are obtained at a plurality of points to obtain vector data, which is substituted into a Mahalanobis distance calculation formula derived in a reference space formed by the vector data for a part having a normal bonding state, that is, a non-defective product. By comparing the Mahalanobis distance obtained in this way with a predetermined threshold value for distinguishing the quality of the bonding state of the bonding part, it is possible to determine the quality of the bonding state of the bonding part.
[0009]
Further, in order to solve the above problem, a pass / fail judgment method of the present invention is a pass / fail judgment method for judging pass / fail of a joining state of the joining portion in a component having a joining portion in which conductive members are joined. Forming a circuit to be measured by electrically connecting a magnetic circuit to the component to be determined; forming a circuit to be measured; applying a predetermined rectangular pulse voltage to the circuit to be measured; Along with the application of the square pulse voltage, the current value of a plurality of points is obtained in the transient response of the current flowing through the magnetic circuit, and a data collection step of using the current values of the plurality of points as vector data; and A reference space formed by vector data of each of a plurality of circuits under test formed by electrically connecting the magnetic circuit to each of a plurality of normal components. Substituting the vector data of the circuit under measurement into a Mahalanobis distance calculation formula derived in the above, a Mahalanobis distance calculation step of calculating a Mahalanobis distance, a Mahalanobis distance to the circuit under measurement, and a predetermined threshold value. A quality determining step of determining whether the bonding state of the bonding portion of the component to be determined is good or not by comparing.
[0010]
According to the present invention, a circuit to be measured is formed by connecting a magnetic circuit to a component to be determined that has a joining portion in which conductive members are joined and has no magnetic circuit. Then, when a square pulse voltage is applied to the circuit to be measured, the current value during the transient response is acquired at a plurality of points and is used as vector data, and a part having a normal bonding state at the bonding part, that is, a good product and a magnetic circuit are connected. Into the Mahalanobis distance calculation formula derived in the reference space formed by the vector data for the circuit to be measured obtained as described above. By comparing the Mahalanobis distance obtained in this way with a predetermined threshold value for distinguishing the quality of the bonding state of the bonding part, it is possible to determine the quality of the bonding state of the bonding part.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the pass / fail judgment method according to the embodiment of the present invention will be described. In the following description of the embodiments, in order to facilitate understanding of the description, the same components are denoted by the same reference numerals as much as possible in each drawing, and redundant description will be omitted. Also, the dimensional ratios in the drawings do not always match those described.
[0012]
(First Embodiment) A pass / fail judgment method according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. First, a buzzer 1, which is an example of a product incorporating a component to which the pass / fail determination method according to the present embodiment is applicable, will be described. FIG. 1 is a sectional view of the buzzer 1. As shown in FIG. 1, the buzzer 1 has an upper case 11 and a lower case 21 made of a thermoplastic resin, and the upper case 11 and the lower case 21 are joined by using an ultrasonic welding technique. ing. The upper case 11 has a cylindrical shape, and has an upper surface at one end. A sound output port 12 is formed in the upper surface portion, and a sound output tube 13 is provided continuously with the sound output port 12. The base 31, the iron core 32, the bobbin 33, the coil 34, the magnet 39, and the vibration part 45 are accommodated in an internal space formed by the upper case 11 and the lower case 21.
[0013]
A base 31 is fixed to the lower case 21 on the inner space side, and a substantially cylindrical iron core 32 is caulked by the base 31 and the lower case 21. The bobbin 33 has its bottom fixed to the upper surface of the base 31, and is further placed so that its extension extends along the outer periphery of the iron core 32. A coil is formed by winding a conductive wire around the outer periphery of the bobbin 33. The magnet 39 is made of an annular plastic magnet, and its bottom surface is in contact with the base 31, its outer peripheral surface is in contact with the inner peripheral surface of the upper case 11, and the magnet 39 is arranged at a predetermined distance from the outer periphery of the coil 34. A vibrating part 45 is fixed to the upper surface of the magnet 39. The vibrating part 45 includes a thin-film disk-shaped vibrating plate 46, and a disk-shaped magnetic piece 47 is fixed to the center of the upper surface. . Further, the substantially

cylindrical pins

40 and 41 are inserted into holes provided in the lower case 21 and the base 31, respectively, and are caulked by the lower case 21 and the base 31. The

pins

40 and 41 are electrically connected to the outside of the buzzer 1 by being soldered to the conductors at both ends of the coil 34, respectively.
[0014]
The pass / fail judgment method of the present embodiment judges pass / fail of the joints 8 by soldering the

pins

40 and 41 and the conductors at both ends of the coil 34. The measurement system for that will be described below. FIG. 2 shows the configuration of this measurement system. As shown in FIG. 2, in this measurement system, the following components 2 are prepared in order to determine the quality of the bonding state of the bonding portion 8. That is, the iron core 32 and the

pins

40 and 41 are swaged by the lower case 21 and the base 31, the bobbin 33 is arranged along the iron core 32, and the conductor is wound around the bobbin 33 to form the coil 34. Is formed, and the component 2 is prepared in a state where both ends of the conductor are joined to the

pins

40 and 41 by the joints 8 made of solder, respectively. Then, the function generator 100 is connected to the

pins

40 and 41, and the function generator 100 applies a square pulse voltage to the component 2. Then, a current probe 110 is connected to one of the connection lines connecting the

pins

40 and 41 and the function generator 100 to measure a current, and this current value is used as an input to the channel 2 of the digital oscilloscope 120. Also, the other of the connection lines connecting the

pins

40 and 41 and the function generator 100 is connected to the channel 1 of the digital oscilloscope 120, and the above-mentioned square pulse voltage is measured.
[0015]
With reference to the flowchart shown in FIG. 3, a description will be given of a quality determination method for determining the quality of the bonding state of the bonding portion 8 in the component 2 using such a measurement system. In the pass / fail determination method of the present embodiment, a rectangular pulse voltage is applied from the function generator 100 to the

pins

40 and 41 of the component 2 to be determined (step S1). Next, the current value measured by the current probe 110 is input to the digital oscilloscope 120. Then, among the current values during the transient response, vector data is generated using current values at a plurality of predetermined points (step S2). Next, the Mahalanobis distance calculation formula derived in the reference space formed by the vector data based on the current values of the plurality of points obtained for the non-defective part 2 whose joining state of the joining portion 8 is known to be normal. Is substituted for the vector data generated in step S2, and the Mahalanobis distance is calculated (step S3).
[0016]
Here, the derivation of the Mahalanobis distance calculation formula will be described. In this derivation, first, in order to create a reference space, measurement items for n parts known to be non-defective (in this embodiment, n parts 2 known to be non-defective) _{_{_{X 1, X 2 ··· X k}}} ( in the case of part 2, the current value of the plurality of points mentioned above) to get the average value _{_m} _1, _m 2 _{···· m} _k and the standard deviation of the respective measurement items σ ₁ , σ ₂ ... σ _k are obtained in advance. Then, the measurement items of each of the n parts are standardized by equation (1).
[0017]
(Equation 1)

In the equation (1), the subscript i is an index to the above-mentioned measurement item, and j is an index to each of the n parts used to create the reference space.
[0018]
Further, the inverse matrix a _ij of the correlation matrix is obtained by using the count items of the n parts standardized as described above. Then, using the inverse matrix a _ij of the correlation matrix, the average values m ₁ , m _2, ... _Mk and the standard deviations σ ₁ , σ _2, σ _k , Mahalanobis for calculating the Mahalanobis distance D ² The distance calculation formula can be derived as the following formula (2).
[0019]
(Equation 2)

By substituting the values of the above-described measurement items measured for the part to be determined into X _i and X _j of Expression (2), the Mahalanobis distance D ² can be calculated.
[0020]
In order to substitute the current values of a plurality of points observed using the digital oscilloscope 120 into the Mahalanobis distance calculation formula as in the present embodiment, the calculation software for calculating the Mahalanobis distance includes the above-mentioned plurality of points. May be manually input. Also, the computer obtains the current value during the above transient response from the digital oscilloscope 120 via a predetermined interface (for example, GPIB), automatically selects a plurality of points of the current value with the computer, and calculates the Mahalanobis distance. May be programmed.
[0021]
Returning to FIG. 3, next, the Mahalanobis distance threshold used for the determination of non-defective and defective products is compared with the Mahalanobis distance obtained as described above. If the Mahalanobis distance is smaller than the above threshold, the joint state is good. That is, it is determined as a non-defective product, and if it is larger, it is determined as a defective product (step S4). As described above, when the pass / fail determination method according to the present embodiment is applied, the pass / fail determination of the bonding state of the bonding portion 8 in the component 2 can be performed.
[0022]
Next, an experimental result in which this quality determination method is applied to quality determination of the joint 8 in the component 2 will be described. In this experiment, the square pulse voltage shown in FIG. FIG. 4 shows a square pulse voltage applied by the function generator 100 observed by the digital oscilloscope 120 and a current waveform based on the above current value measured by the current probe 110. As shown in FIG. 4, in this experiment, a square pulse voltage 210 having a voltage of 3.6 [V] and a pulse width of 400 [μsec] was applied to the component 2 from the function generator 100. Then, with this application, the current waveform 220 obtained from the current probe 110 shows a transient response with the application of the rectangular pulse voltage. Then, current values at 24 points were used as the current values at a plurality of points in this transient response, and these were used as vector data to be substituted into the Mahalanobis distance calculation formula.
[0023]
FIG. 5 shows a frequency distribution of Mahalanobis distances obtained for a plurality of parts 2. For these components 2, the quality of the joining state of the joining portion is known, and those which are not included in the generation of the reference space in deriving the Mahalanobis distance calculation formula are used. In FIG. 5, the white bar graph shows the frequency of the Mahalanobis distance for the part 2 having the normal bonding condition of the bonding portion 8 and the frequency of the Mahalanobis distance for the defective part 2. . As shown in FIG. 5, the Mahalanobis distance greatly differs depending on the quality of the bonding state. Therefore, if the above-described good / bad judgment threshold is set in the middle of the Mahalanobis distance between the normal good product and the bad product in the joint state shown in this frequency distribution, the above-mentioned joint judgment of the component 2 is clearly performed by this good / bad judgment method. It can be seen that it is possible to determine the quality of the bonding state at the part.
[0024]
Second Embodiment Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of a measurement system together with the component 3 to which the pass / fail determination method according to the embodiment is applied. In FIG. 6, a component 3 is a component constituted by a clapper 4 and a needle 5 used in a head of an impact dot printer. The clapper 4 and the needle 5 are joined by a joining portion 9 formed by brazing using silver brazing. In the pass / fail determination method of the present embodiment, the pass / fail of the bonding state of the bonding portion 9 due to the brazing is determined.
[0025]
Here, as shown in FIG. 6, since the component 3 has no magnetic circuit, the buzzer 1 having the magnetic circuit shown in the first embodiment and the component 3 are connected to form the circuit 6 to be measured. ing. Then, the function generator 100 is connected to the circuit under test 6 formed in this way, and a square pulse voltage is applied from the function generator 100. Then, a current probe 110 is connected to one of the connection lines connecting the circuit under test 6 and the function generator 100 to measure a current, and this current value is used as an input to the channel 2 of the digital oscilloscope 120. Further, the other of the connection lines to which the function generator 100 is connected is connected to the channel 1 of the digital oscilloscope 120, and the above-mentioned square pulse voltage is measured.
[0026]
Here, a square pulse voltage having a pulse width of 200 [μsec] and a voltage of 5 [V] is used as the above-mentioned square pulse voltage. This square pulse voltage is applied at a frequency of 2.5 [kHz], and the current values at 20, 30, and 40 [μsec] after the application of the first square pulse voltage and the current values at 20, 30, and 40 [μsec] after the application of the tenth square pulse voltage, Vector data was obtained using the current values at 10 points with the current values at 50, 60, 0, 110, 120, 180, and 260 [μsec]. The pass / fail judgment method performed using such vector data is the same as the pass / fail judgment method described with reference to FIG. 3 in the first embodiment, and a description thereof will not be repeated.
[0027]
The above-mentioned method of determining good or bad is performed by using 10 parts 3 having a bad joint state of the joint 9 and 10 parts 3 whose joint state is known to be normal by excessively applying welding energy. As a result, as in the first embodiment, the quality of the bonding state of the bonding portion 9 could be determined. As described above, even in the component 3 having no magnetic circuit, by connecting the buzzer 1 having the magnetic circuit to the component 3, like the pass / fail judgment method shown in the first embodiment, the pass / fail judgment method is used. In addition, it is possible to determine whether or not the bonding state of the bonding portion 9 in the component 3 is good.
[0028]
Although the first and second embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made. For example, the pulse width and voltage of the above-described rectangular pulse voltage can be appropriately changed according to the characteristics of the component to be determined. In addition, the current values at a plurality of points in the transient response accompanying the application of the rectangular pulse voltage can be appropriately changed in the number of points and the like according to the accuracy of determining the quality of the junction.
[0029]
Furthermore, in addition to joining with solder or silver brazing, applications having concentric joints made of conductive members such as metals, such as joining of metals by spot welding or joining by caulking, are applicable. It is possible.
[0030]
【The invention's effect】
According to the present invention, when a rectangular pulse voltage is applied to a component to be determined having a joint portion in which conductive members are joined to each other by soldering or brazing, a magnetic circuit, A current value is obtained at a plurality of points to obtain vector data, and the vector data is substituted into a Mahalanobis distance calculation formula derived in a reference space formed by vector data obtained for a non-defective product having a normal connection state at the connection portion. By comparing the Mahalanobis distance obtained as described above with a predetermined threshold value for distinguishing the quality of the bonding state of the bonding portion, it is possible to determine the quality of the bonding state of the bonding portion.
[0031]
Further, according to the present invention, when a component to be determined having a joint portion in which conductive members are joined by soldering or brazing, and this component does not have a magnetic circuit, A circuit to be measured is formed by connecting a magnetic circuit to the component. By applying a square pulse voltage to the circuit to be measured and determining the Mahalanobis distance in the same manner as described above, it is possible to determine the quality of the bonding state of the bonding portion.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view of a buzzer.
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of a measurement system together with components included in a buzzer.
FIG. 3 is a flowchart of a pass / fail determination method according to the embodiment.
FIG. 4 is a diagram showing a transient response of a rectangular pulse voltage and a current applied to the pass / fail determination method according to the embodiment.
FIG. 5 is a diagram illustrating a distribution of Mahalanobis distances when the pass / fail determination method of the first embodiment is applied to components provided in a buzzer.
FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of a measurement system together with components including a clapper and a needle.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Buzzer, 2 ... Part, 3 ... Part, 4 ... Clapper, 5 ... Needle, 8, 9 ... Joint, 100 ... Function generator, 110 ... Current probe, 120 ... Digital oscilloscope

Claims

A magnetic circuit, a quality determination method for determining the quality of the bonding state of the bonding portion in a component having a bonding portion in which members having conductivity are bonded,
A voltage application step of applying a predetermined rectangular pulse voltage to the component to be determined,
Along with the application of the predetermined rectangular pulse voltage, acquire current values at a plurality of points in a transient response of a current flowing through the magnetic circuit, and collect the current values at the plurality of points as vector data,
The Mahalanobis calculating the Mahalanobis distance by substituting the vector data of the part to be determined into the Mahalanobis distance calculation formula derived in the reference space formed by the vector data of each of the plurality of normal parts. A distance calculation step;
A quality determination step of comparing the Mahalanobis distance with respect to the component to be determined and a predetermined threshold to determine the quality of the bonding state of the bonding portion of the component to be determined. Pass / fail judgment method.

A quality determination method for determining the quality of the bonding state of the bonding portion in a component having a bonding portion obtained by bonding members having conductivity,
A circuit under test forming step of electrically connecting a magnetic circuit to the component to be determined to form a circuit under test,
A voltage application step of applying a predetermined rectangular pulse voltage to the circuit under test,
Along with the application of the predetermined rectangular pulse voltage, acquire current values at a plurality of points in a transient response of a current flowing through the magnetic circuit, and collect the current values at the plurality of points as vector data,
In the Mahalanobis distance calculation formula derived in a reference space formed by vector data of each of a plurality of circuits to be measured formed by electrically connecting the magnetic circuit to each of a plurality of normal parts in the joint state, Substituting the vector data of the circuit under measurement, a Mahalanobis distance calculating step of calculating a Mahalanobis distance,
A quality judgment step of comparing the Mahalanobis distance to the circuit to be measured with a predetermined threshold value to judge the quality of the bonding state of the bonding portion in the part to be determined. Pass / fail judgment method.