JP2008296238A - 加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】確実に傾斜面にヒーターチップといった加工ヘッドをならわせることができる加工装置を提供する。
【解決手段】ヒーターチップ１６は基点３８回りで姿勢変化自在に支持される。押し付け部材４３は基点３８でヒーターチップ１６に押し付け力を加える。押し付け部材４３はヒーターチップ１６に点接触することから、対象物の表面が規定の姿勢から傾斜してもヒーターチップ１６は表面にならう。ヒーターチップ１６は対象物の表面に対して規定の姿勢を確立する。したがって、ヒーターチップ１６は確実に対象物に対して平坦面３１全面から熱を伝達することができる。
【選択図】図６

Description

本発明は、対象物に加工ヘッドを押し付ける加工装置に関する。

例えば特許文献２に記載されるように、同時に複数のはんだを加熱するはんだ接合装置は広く知られる。このはんだ接合装置では平板状のヒーターチップが水平軸回りに揺動自在に支持される。ヒーターチップの先端には直線の縁が規定される。たとえ水平軸に直交する仮想垂直面内で水平面から傾斜する直線上にはんだが配列されても、ヒーターチップの縁は水平軸回りの揺動に基づき全てのはんだに接触することができる。
特開平２−１６９１７８号公報 特開昭５５−２４７２６号公報

ハードディスク駆動装置にはキャリッジアセンブリが組み込まれる。キャリッジアセンブリではキャリッジブロックに複数のヘッドサスペンションが搭載される。このとき、キャリッジブロック上のフレキシブルプリント基板にヘッドサスペンションのフレキシブルプリント基板は接合される。接合にあたってはんだが利用される。フレキシブルプリント基板はキャリッジブロック上でアルミニウム板に受け止められる。アルミニウム板の変形に応じてフレキシブルプリント基板の表面は水平面から傾斜する。こういった表面に満遍なく接触するヒーターチップはこれまでのところ提供されていない。

本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、確実に傾斜面にヒーターチップといった加工ヘッドをならわせることができる加工装置を提供することを目的とする。本発明は、そういった加工装置に適用されることができる加熱装置の制御方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、第１発明によれば、基点回りで姿勢変化自在に支持される加工ヘッドと、基点で加工ヘッドに押し付け力を加える押し付け部材とを備えることを特徴とする加工装置が提供される。

こういった加工装置では、押し付け部材は加工ヘッドに点接触することから、対象物の表面が規定の姿勢から傾斜しても加工ヘッドは表面にならう。加工ヘッドは対象物の表面に対して規定の姿勢を確立する。したがって、加工ヘッドは確実に対象物に対して所望の動作を実現することができる。

加工装置は、鉛直方向下方に加工ヘッドの先端を突き出させつつ加工ヘッドの重量を支持する支持部材と、鉛直方向に支持部材を上下動させる駆動機構とをさらに備えてもよい。かかる加工装置では加工ヘッドは鉛直方向上向きに下方から支えられる。したがって、支持部材が鉛直方向に下降すると、加工ヘッドの先端が対象物に突き当たる。反作用で加工ヘッドは支持部材から浮き上がる。こうして加工ヘッドは対象物の表面にならう。支持部材が鉛直方向に上昇すると、加工ヘッドは対象物から引き離される。

加工装置は、加工ヘッドに接触し、所定の温度まで加工ヘッドを加熱するヒーターブロックをさらに備えてもよい。かかる加工装置では加工ヘッドは加熱ヘッドとして機能する。加工装置は加熱装置として機能する。こういった加熱装置は例えばはんだの接合にあたって利用されることができる。複数のはんだが所定の二次元平面内に散在しても、加工ヘッドははんだに満遍なく熱を加えることができる。その結果、複数のはんだは確実に同時に溶融することができる。

このとき、加工装置は、鉛直方向にヒーターブロックを引き上げる引き上げ機構をさらに備えてもよい。かかる加工装置では、引き上げ機構の働きでヒーターブロックは加工ヘッドから引き離されることができる。加工ヘッドの冷却は促進される。このとき、押し付け部材は加工ヘッドに対して押し付け力の付加を維持することができる。したがって、加工ヘッドは冷却時に所定の位置に対象物を保持することができる。

ここで、加工装置は、加工ヘッドの表面に向き合わせられる開口から気流を噴き出す送風機構をさらに備えてもよい。気流は加工ヘッドに吹き付けられる。気流は加工ヘッドの熱を奪う。加工ヘッドの冷却はさらに促進される。

加工装置は、加工ヘッドに組み込まれて、測定温度を特定する第１温度情報を出力する第１温度センサと、ヒーターブロックに組み込まれて、測定温度を特定する第２温度情報を出力する第２温度センサとをさらに備えてもよい。第１および第２温度センサの出力に基づきヒーターブロックの加熱は制御されることができる。ヒーターブロックが加工ヘッドに接触する間には第１温度センサの出力に基づきヒーターブロックの加熱は制御されればよい。その結果、加工ヘッドは確実に所定の温度に加熱されることができる。その一方で、ヒーターブロックが加工ヘッドから引き離される間には第２温度センサの出力に基づきヒーターブロックの加熱は制御されればよい。その結果、加工ヘッドの冷却時にはヒーターブロックの過度の温度上昇は確実に回避されることができる。

第２発明によれば、伝熱ブロックにヒーターブロックを接触させつつヒーターブロックで所定の温度まで伝熱ブロックを加熱し、対象物に伝熱ブロックを接触させる工程と、伝熱ブロックからヒーターブロックを引き離し、伝熱ブロックを冷却する工程とを備えることを特徴とする加熱装置の制御方法が提供される。

かかる加熱装置の制御方法では、ヒーターブロックの働きで伝熱ブロックは加熱される。伝熱ブロックは所定の温度で対象物に接触することができる。対象物は確実に加熱される。伝熱ブロックからヒーターブロックが引き離されると、伝熱ブロックの温度は下降する。このとき、伝熱ブロックは対処物との接触を維持することができる。伝熱ブロックは対象物の冷却を促進しつつ所定の位置に対処物を保持することができる。

こういった加熱装置の制御方法では、伝熱ブロックの冷却にあたってヒーターブロックは所定の加熱温度に維持されればよい。その結果、伝熱ブロックの冷却時、ヒーターブロックの温度は高温に維持されることができる。伝熱ブロックの冷却完了後、ヒーターブロックが伝熱ヘッドに接触すると、伝熱ヘッドはすぐさま加熱されることができる。こうして伝熱ヘッドの冷却および加熱は短い周期で繰り返されることができる。加熱装置の処理時間は短縮される。こういった加熱装置ではヒーターブロックの加熱にあたって例えばセラミックヒーターが用いられることができる。セラミックヒーターでは加熱および冷却は短い周期で繰り返されることができないものの、比較的に小さな電流量で十分な熱は生み出されることができる。電流供給用の配線は小径化されることができる。したがって、比較的に小さい力でセラミックヒーターの姿勢変化は実現されることができる。伝熱ブロックおよびヒーターブロックの姿勢変化は簡単に許容されることができる。

加熱装置の制御方法は、伝熱ブロックの加熱にあたって伝熱ブロック内の温度センサから温度情報を取得する工程と、取得した温度情報に基づきヒーターブロックの加熱を制御する工程と、温度センサの温度情報で伝熱ブロックの温度が第１温度に到達すると、前記対象物に伝熱ブロックを接触させる工程と、伝熱ブロックの冷却にあたって前記温度センサから温度情報を取得する工程と、取得した温度情報に基づき対象物から伝熱ブロックを引き離す工程とを備えてもよい。温度センサの働きで加熱時に伝熱ブロックは確実に所定の温度まで加熱されることができる。同様に、温度センサの働きで引き離しに先立って伝熱ブロックは確実に所定の温度まで冷却されることができる。

このとき、加熱装置の制御方法は、伝熱ブロックからヒーターブロックが引き離されると、ヒーターブロック内の温度センサから温度情報を取得する工程と、取得した温度情報に基づきヒーターブロックの加熱を制御する工程とを備えてもよい。ヒーターブロックが加工ヘッドから引き離されると、ヒーターブロック内の温度センサの出力に基づきヒーターブロックの加熱は制御される。その結果、伝熱ブロックの冷却時にはヒーターブロックの過度の温度上昇は確実に回避されることができる。

以上のように本発明によれば、確実に傾斜面にヒーターチップといった加工ヘッドをならわせることができる加工装置は提供される。そういった加工装置に適用されることができる加熱装置の制御方法は提供される。

以下、添付図面を参照しつつ本発明の一実施形態を説明する。

図１は本発明の一実施形態に係る加工装置すなわちはんだ接合装置を概略的に示す。このはんだ接合装置１１は加工ヘッドユニットすなわち加熱ヘッドユニット１２を備える。加熱ヘッドユニット１２はバックプレート１３に固定される。バックプレート１３は案内レール１４に支持される。案内レール１４は鉛直方向に延びる。バックプレート１３は案内レール１４に沿って鉛直方向に上下動することができる。

バックプレート１３には動力源すなわちアクチュエータ１５が接続される。アクチュエータ１５はバックプレート１３に駆動力を伝達する。アクチュエータ１５の駆動力に基づきバックプレート１３は鉛直方向に上下動する。

加熱ヘッドユニット１２はヒーターチップ１６を備える。ヒーターチップ１６は支持部材１７に支持される。支持部材１７はバックプレート１３に固定される。ヒーターチップ１６は本発明に係る加工ヘッドおよび伝熱ブロックとして機能する。ヒーターチップ１６には上方からヒーターブロック１８が重ねられる。ヒーターチップ１６およびヒーターブロック１８は高い熱伝導率を有する金属材料から成形されればよい。こういった金属には例えばモリブデンやタングステン、黄銅などが挙げられる。黄銅には硬質クロムめっき処理が施されてもよい。ヒーターチップ１６およびヒーターブロック１８の詳細は後述される。

ヒーターブロック１８には引き上げ機構１９が関連づけられる。この引き上げ機構１９は、後述されるように、先端でヒーターブロック１８に連結される１対の腕部材２１を備える。腕部材２１は可動プレート２２に固定される。可動プレート２２は案内機構２３に連結される。案内機構２３は鉛直方向に可動プレート２２の移動を案内する。

引き上げ機構１９はシリンダ２４を備える。シリンダ２４は可動プレート２２に駆動力を伝達する。シリンダ２４の駆動力に基づき可動プレート２２は鉛直方向に上下動する。案内機構２３およびシリンダ２４は支持部材１７に支持される。

ヒーターチップ１６には送風機構２６が関連づけられる。この送風機構２６は、支持部材１７のニップル２７に接続される１対の可撓性パイプ２８を備える。可撓性パイプ２８には空気ポンプ２９が接続される。空気ポンプ２９は可撓性パイプ２８に空気を送り込む。空気ポンプ２９はバックプレート１３に取り付けられる。

ヒーターチップ１６の先端には平坦な接触面３１が規定される。この接触面３１には水平移動ステージ３２が向き合わせられる。水平移動ステージ３２は水平面に沿って移動することができる。水平移動ステージ３２は、水平面内に規定される直交座標系に従って位置決めされることができる。

水平移動ステージ３２上にはキャリッジ受け３３が固定される。このキャリッジ受け３３にハードディスク駆動装置向けのキャリッジユニットが受け止められる。キャリッジ受け３３は水平移動ステージ３２上にキャリッジユニットを固定する。同様に、水平移動ステージ３２上には押さえ具３４が固定される。キャリッジ受け３３にキャリッジユニットが受け止められると、後述されるように、押さえ具３４はヘッドサスペンションのフレキシブルプリント基板を保持する。

図２に示されるように、ヒーターチップ１６は、下端で接触面３１を規定する先端ブロック３５を備える。先端ブロック３５の上端には拡大ブロック３６が結合される。先端ブロック３５および拡大ブロック３６は一体化されればよい。拡大ブロック３６は先端ブロック３５よりも外側に広がる。拡大ブロック３６には接触面３１に平行に広がる下向きの平坦面３６ａが区画される。拡大ブロック３６は鉛直方向上方に向かって先細るテーパー形状に形作られる。

支持部材１７には、先端ブロック３５の周囲で拡大ブロック３６の重量を支持する１対の水平片３７が区画される。水平片３７の働きで拡大ブロック３６は鉛直方向上向きに下方から支えられる。先端ブロック３５は水平片３７同士の間から下方に突き出る。こうして先端ブロック３５の接触面３１は水平片３７の下面よりも下方に到達する。水平片３７には上向きの水平面３７ａが規定される。水平片３７は水平面３７ａで拡大ブロック３６の平坦面３６ａに向き合わせられる。水平片３７および先端ブロック３５の間には水平方向に所定の遊びが確保される。その結果、基点３８回りでヒーターチップ１６の姿勢変化は許容される。

水平面３７ａ上には断熱部材３９が敷き詰められる。断熱部材３９は比較的に低い熱伝導率を有する材料から構成されればよい。こういった材料には例えばステンレス鋼が挙げられる。断熱部材３９の表面には位置決めピン４１が形成される。位置決めピン４１は断熱部材３９の表面から鉛直方向に直立する。位置決めピン４１の上端は円錐形に形作られる。円錐形の頂点は１水平面内に配置される。

拡大ブロック３６の平坦面３６ａにはピン穴４２が形成される。ピン穴４２は位置決めピン４１を受け入れる。ピン穴４２の底面には円錐形の窪みが形成される。これら円錐形の頂点同士の間隔は位置決めピン４１の頂点同士の間隔に等しく設定される。しかも、２つのピン穴４２の深さは等しく設定される。したがって、位置決めピン４１の先端がピン穴４２の最深部に受け止められると、ヒーターチップ１６の水平姿勢は確立される。こうして接触面３１は水平に維持されることができる。

ヒーターチップ１６には押し付け部材４３が関連づけられる。押し付け部材４３は、鉛直方向に延びる軸部材から構成される。押し付け部材４３は比較的に低い熱伝導率を有する金属材料から成形されればよい。こういった材料には例えばステンレス鋼が挙げられる。押し付け部材４３の先端は例えば円錐形に形作られる。したがって、押し付け部材４３はヒーターチップ１６の上面に基点３８で点接触する。押し付け部材４３は鉛直方向に移動自在に受け部材４４に支持される。受け部材４４は支持部材１７に固定される。

押し付け部材４３にはフランジ部材４５が装着される。フランジ部材４５は軸方向移動不能に押し付け部材４３に固定される。フランジ部材４５と支持部材１７の下向き面との間には弾性部材すなわち第１伸張ばね４６が組み込まれる。第１伸張ばね４６は比較的に低い熱伝導率を有する金属材料から成形されればよい。こういった材料には例えばステンレス鋼が挙げられる。この第１伸張ばね４６は支持部材１７の下向き面から鉛直方向に下向きに押し付け部材４３を遠ざける。第１伸張ばね４６の伸張力に基づきヒーターチップ１６には鉛直方向に下向きの押し付け力が作用する。こうしてヒーターチップ１６は支持部材１７の水平片３７に押し付けられる。

ヒーターブロック１８には貫通孔４７が形成される。この貫通孔４７は鉛直方向に延びる。押し付け部材４３は貫通孔４７を通り抜ける。貫通孔４７と押し付け部材４３との間には所定の遊びが確保される。その結果、基点３８回りでヒーターブロック１８の姿勢変化は許容される。ヒーターブロック１８はヒーターチップ１６の姿勢変化に追従することができる。ヒーターブロック１８は鉛直方向上方に向かって先細るテーパー形状に形作られる。

ヒーターブロック１８の上向き面とフランジ部材４５との間には弾性部材すなわち第２伸張ばね４８が組み込まれる。第２伸張ばね４８は比較的に低い熱伝導率を有する金属材料から成形されればよい。こういった材料には例えばステンレス鋼が挙げられる。この第２伸張ばね４８はフランジ部材４５から鉛直方向に下向きにヒーターブロック１８を遠ざける。第２伸張ばね４８の伸張力に基づきヒーターブロック１８には鉛直方向に下向きの押し付け力が作用する。第２伸張ばね４８のばね力は第１伸張ばね４６のそれよりも著しく小さく設定される。こうしてヒーターブロック１８の下向き面は全面でヒーターチップ１６の上向き面に押し付けられる。ヒーターブロック１８はヒーターチップ１６に接触する。

ヒーターブロック１８には水平方向に開口する２つの横穴５１が区画される。横穴５１には前述の腕部材２１の先端が水平方向から進入する。シリンダ２４の働きで可動プレート２２が下限位置に位置決めされると、腕部材２１と横穴５１の内壁との間に遊びが確保される。その結果、ヒーターブロック１８の姿勢変化は許容される。ヒーターブロック１８の姿勢変化時、ヒーターブロック１８と腕部材２１との接触は回避される。シリンダ２４の働きで可動プレート２２が下限位置から上限位置に向かって移動すると、腕部材２１と横穴５１の内壁との間隔は解消される。腕部材２１は横穴５１に引っかかる。その後、可動プレート２２が上限位置に到達すると、ヒーターブロック１８は持ち上げられる。ヒーターブロック１８はヒーターチップ１６から引き離される。

送風機構２６は、支持部材１７内に区画される２本の通路５２を備える。個々の通路５２の一端には前述のニップル２７が接続される。通路５２の他端は開口５３でヒーターチップ１６の表面に向き合わせられる。可撓性パイプ２８に送り込まれた空気は通路５２の開口５３からヒーターチップ１６に向かって噴き出される。

図３に示されるように、ヒーターチップ１６には第１温度センサ５５が組み込まれる。第１温度センサ５５はヒーターチップ１６の温度を測定する。第１温度センサ５５は第１温度情報信号を出力する。第１温度情報信号では第１温度センサ５５の測定結果が特定される。

ヒーターブロック１８には第２温度センサ５６が組み込まれる。第２温度センサ５６はヒーターブロック１８の温度を測定する。第２温度センサ５６は第２温度情報信号を出力する。第２温度情報信号では第２温度センサ５６の測定結果が特定される。

ヒーターブロック１８には例えばセラミックヒーター５７が結合される。セラミックヒーター５７は例えばヒーターブロック１８内に埋め込まれればよい。セラミックヒーター５７はヒーターブロック１８を加熱する。

セラミックヒーター５７には制御回路５８が接続される。制御回路５８はセラミックヒーター５７の加熱温度を制御する。制御にあたって制御回路５８は第１および第２温度センサ５５、５６から第１および第２温度情報信号を取得する。後述されるように、制御回路５８は所定のソフトウェアプログラムに従って制御処理を実行する。こういったソフトウェアプログラムは例えば制御回路５８に内蔵のメモリ内に格納されればよい。

制御回路５８にはシリンダ２４、アクチュエータ１５、空気ポンプ２９および水平移動ステージ３２が接続される。制御回路５８はシリンダ２４、アクチュエータ１５、空気ポンプ２９および水平移動ステージ３２の動作を制御する。こういった制御処理の実行にあたって制御回路５８は前述のソフトウェアプログラムを利用する。

次にはんだ接合装置１１の動作を説明する。動作の開始に先立ってはんだ接合装置１１では初期状態が確立される。この初期状態では可動プレート２２は下限位置に位置決めされる。すなわち、シリンダ２４は休止状態に維持される。腕部材２１はヒーターブロック１８から離れる。第１伸張ばね４６の働きで押し付け部材４３からヒーターチップ１６上の基点３８に押し付け力は作用する。位置決めピン４１の先端はピン穴４２の最深部に受け止められる。ヒーターチップ１６の水平姿勢は確立される。接触面３１は水平に維持される。第２伸張ばね４８の働きでヒーターブロック１８の下向き平坦面はヒーターチップ１６の上向き平坦面に受け止められる。ヒーターブロック１８およびヒーターチップ１６は平坦面同士で広い接触面積で接触する。アクチュエータ１５の働きで支持部材１７は比較的に高い位置に保持される。空気ポンプ２９は休止状態に維持される。

ここで、図４に示されるように、はんだ接合装置１１にはハードディスク駆動装置向けのキャリッジユニット６１がセットされる。キャリッジユニット６１はキャリッジ受け３３に固定される。図５に示されるように、このキャリッジユニット６１ではキャリッジブロックの表面に第１フレキシブルプリント基板６２が重ね合わせられる。重ね合わせにあたって第１フレキシブルプリント基板６２にはアルミニウム製の薄板６３が裏打ちされる。第１フレキシブルプリント基板６２の表面には、相互に並列に延びる複数列の導電パッド端子列が形成される。個々の導電パッド端子にははんだペーストが盛られる。

第１フレキシブルプリント基板６２上には複数の第２フレキシブルプリント基板６４が重ね合わせられる。１つの導電パッド端子列に１つの第２フレキシブルプリント基板６４が位置合わせされる。第２フレキシブルプリント基板６４は押さえ具３４で保持される。押さえ具３４は導電パッド端子列に対応の第２フレキシブルプリント基板６４を押さえ込む。こうして第２フレキシブルプリント基板６４の導電端子は個々の導電パッド端子上に配置される。

キャリッジユニット６１のセットが完了すると、作業者はスイッチを入れる。制御回路５８はソフトウェアプログラムに従って制御処理を開始する。最初に制御回路５８は水平移動ステージ３２の位置合わせを実施する。その結果、キャリッジユニット６１上で全ての導電端子を含む領域はヒーターチップ１６の接触面３１に向き合わせられる。続いて制御回路５８はセラミックヒーター５７の加熱を制御する。セラミックヒーター５７の熱はヒーターブロック１８およびヒーターチップ１６に伝達される。ヒーターチップ１６の温度は上昇する。制御回路５８はセラミックヒーター５７の制御にあたって第１温度センサ５５の第１温度情報信号を参照する。制御回路５８は第１目標温度に第１温度（例えば摂氏３５０度）を設定する。第１温度ははんだの溶融温度よりも高い温度に設定されればよい。ヒーターチップ１６の温度は第１温度に向けて上昇していく。

ヒーターチップ１６の温度が第１温度に到達すると、制御回路５８は加熱ヘッドユニット１２の下降を指示する。アクチュエータ１５に向けて所定の制御信号が制御回路５８から出力される。ヒーターチップ１６は第２フレキシブルプリント基板６４上の導電端子に向けて下降していく。

図６に示されるように、ヒーターチップ１６が鉛直方向に下降すると、ヒーターチップ１６の先端は導電端子に突き当たる。このとき、制御回路５８は支持部材１７の下降を維持する。アクチュエータ１５は駆動力を維持する。その結果、キャリッジユニット６１の反作用でヒーターチップ１６は位置決めピン４１から浮き上がる。第１伸張ばね４６は収縮する。ヒーターチップ１６の接触面３１はキャリッジユニット６１上の傾斜面にならう。接触面３１は水平面から傾斜する。ヒーターチップ１６の傾斜に応じてヒーターブロック１８は傾斜する。ヒーターチップ１６およびヒーターブロック１８の接触は維持される。接触面３１は、傾斜面内に配列される全ての導電端子に満遍なく接触する。導電端子にはヒーターチップ１６から均一に熱が伝達される。ヒーターチップ１６の接触は所定の時間（例えば５秒）にわたって維持される。全てのはんだは同時に溶融する。ヒーターチップ１６の温度は第１温度センサ５５の働きで前述の第１温度に維持されればよい。

所定の時間が経過すると、制御回路５８は腕部材２１の引き上げを指示する。シリンダ２４には所定の制御信号が制御回路５８から供給される。腕部材２１は鉛直方向に上昇する。図７に示されるように、腕部材２１はヒーターブロック１８の横穴５１に引っかかる。したがって、ヒーターブロック１８は鉛直方向に引き上げられていく。第２伸張ばね４８は収縮していく。第１伸張ばね４６のばね力に比べて第２伸張ばね４８のばね力は著しく小さいことから、第２伸張ばね４８の収縮に拘わらず第１伸張ばね４６はヒーターチップ１６に押し付け力を作用し続ける。ヒーターチップ１６は導電端子との接触を維持する。こうしてヒーターブロック１８はヒーターチップ１６から引き離される。ヒーターブロック１８からヒーターチップ１６に向けて熱の伝達は阻害される。その結果、ヒーターチップ１６の温度は下降し始める。このとき、制御回路５８は空気ポンプ２９に作動を指示する。開口５３から気流が噴き出す。気流はヒーターチップ１６に吹き付けられる。こうしてヒーターチップ１６の冷却は促進される。ヒーターチップ１６の温度は下降していく。

制御回路５８はヒーターチップ１６の温度を監視する。制御回路５８は第２目標温度に第２温度（例えば摂氏２００度）を設定する。第２温度ははんだの固化温度よりも低い温度に設定されればよい。ヒーターチップ１６の温度が十分に低下すると、はんだは固化する。その結果、キャリッジブロック上の第１フレキシブルプリント基板６２に個々の第２フレキシブルプリント基板６４は接合される。第１温度情報信号で第２温度が特定されると、制御回路５８ははんだの固化を確認する。

こうしてはんだの固化が確認されると、制御回路５８は加熱ヘッドユニット１２の上昇を指示する。アクチュエータ１５に向けて所定の制御信号が制御回路５８から出力される。支持部材１７は鉛直方向に上昇していく。その結果、図８に示されるように、位置決めピン４１の先端はピン穴４２の最深部に受け止められる。こうしてヒーターチップ１６は水平片３７に鉛直方向下方から支えられる。ヒーターチップ１６は水平姿勢に復帰する。さらに支持部材１７が上昇していくと、ヒーターチップ１６は上昇する。ヒーターチップ１６は第２フレキシブルプリント基板６４上の導電端子から引き離される。同時に、制御回路５８は空気ポンプ２９の停止を指示する。空気ポンプ２９は休止状態に復帰する。

ヒーターチップ１６の冷却中、セラミックヒーター５７の加熱は制御され続ける。制御にあたって制御回路５８は第２温度センサ５６の第２温度情報信号を参照する。制御回路５８は例えば前述の第１目標温度（第１温度）を維持する。こうしてヒーターブロック１８の温度は第１温度に維持される。このとき、第１温度センサ５５の第１温度情報信号では冷却中のヒーターチップ１６の温度が特定されることから、第１温度情報信号に基づきセラミックヒーター５７の加熱が制御されると、セラミックヒーター５７は過度の温度上昇に曝されてしまう。加熱の制御にあたって制御回路５８が第２温度情報信号を参照すれば、セラミックヒーター５７の過度の温度上昇は確実に回避されることができる。

加熱ヘッドユニット１２が初期位置に復帰すると、制御回路５８は下限位置に腕部材２１を復帰させる。したがって、ヒーターブロック１８はヒーターチップ１６に重ね合わせられる。ヒーターブロック１８はヒーターチップ１６に支えられる。前述のようにヒーターブロック１８は第１温度に維持されることから、ヒーターチップ１６はすぐさま加熱されることができる。ヒーターチップ１６の加熱および冷却は短い周期で繰り返されることができる。

続いて制御回路５８は水平移動ステージ３２の移動を開始する。水平移動ステージ３２は加熱ヘッドユニット１２に向き合わせられる空間から離脱する。その後、キャリッジ受け３３からキャリッジユニット６１は取り外される。新たなキャリッジユニット６１がセットされる。こうしてはんだ接合装置１１の動作は繰り返されていく。

以上のようなはんだ接合装置１１では、例えば図９に示されるように、ヒーターチップの加熱にあたって熱気流が利用されてもよい。熱気流は例えば開口５３からヒーターチップ１６ａに吹き付けられればよい。このとき、ヒーターチップ１６ａには熱気流の流通路上でフィン６５が形成されてもよい。フィン６５の働きで熱気流から効率的にヒーターチップ１６ａに熱は伝達されることができる。ヒーターチップ１６ａの冷却時には、前述と同様に、開口５３から低温（常温）の気流がヒーターチップ１６ａに吹き付けられればよい。図中、前述の実施形態と均等な構成や構造には同一の参照符号が付される。

その他、例えば図１０に示されるように、ヒーターチップの加熱にあたってハロゲンランプ６６が用いられてもよい。ハロゲンランプ６６はヒーターチップ１６ｂの表面に向き合わせられればよい。このとき、図１０から明らかなように、ヒーターチップ１６ｂはできる限り薄型化されることが望まれる。図中、前述の実施形態と均等な構成や構造には同一の参照符号が付される。

本発明の一実施形態に係る加工装置すなわちはんだ接合装置の構造を概略的に示す斜視図である。 加熱ヘッドユニットの拡大正面断面図である。 はんだ接合装置の制御系の構成を概略的に示すブロック図である。 はんだ接合装置にセットされたハードディスク駆動装置向けキャリッジユニットを概略的に示す斜視図である。 キャリッジユニットの拡大斜視図である。 図２に対応し、傾斜面にヒーターチップを接触させる加熱ヘッドユニットを概略的に示す拡大正面断面図である。 図２に対応し、傾斜面およびヒーターチップの接触を維持しつつヒーターチップからヒーターブロックを引き離す加熱ヘッドユニットを概略的に示す拡大正面断面図である。 図２に対応し、ヒーターチップおよびヒーターブロックの間に間隔を維持しつつ上昇する加熱ヘッドユニットを概略的に示す拡大正面断面図である。 図２に対応し、他の実施形態に係る加熱ヘッドユニットを概略的に示す拡大正面断面図である。 図２に対応し、さらに他の実施形態に係る加熱ヘッドユニットを概略的に示す拡大正面断面図である。

符号の説明

１１ 加工装置（加熱装置としてのはんだ接合装置）、１４ 駆動機構を構成する案内機構、１５ 駆動機構を構成するアクチュエータ、１６ 加工ヘッド（伝熱ブロック）としてのヒーターチップ、１７ 支持部材、１８ ヒーターブロック、１９ 引き上げ機構、２６ 送風機構、３５ 加工ヘッドの先端（先端ブロック）、３８ 基点、４３ 押し付け部材、５３ 開口、５５ 第１温度センサ、５６ 第２温度センサ。

Claims (10)

1. 基点回りで姿勢変化自在に支持される加工ヘッドと、基点で加工ヘッドに押し付け力を加える押し付け部材とを備えることを特徴とする加工装置。
2. 請求項１に記載の加工装置において、鉛直方向下方に加工ヘッドの先端を突き出させつつ加工ヘッドの重量を支持する支持部材と、鉛直方向に支持部材を上下動させる駆動機構とをさらに備えることを特徴とする加工装置。
3. 請求項２に記載の加工装置において、前記加工ヘッドに接触し、所定の温度まで加工ヘッドを加熱するヒーターブロックをさらに備えることを特徴とする加工装置。
4. 請求項３に記載の加工装置において、鉛直方向に前記ヒーターブロックを引き上げる引き上げ機構をさらに備えることを特徴とする加工装置。
5. 請求項４に記載の加工装置において、前記加工ヘッドの表面に向き合わせられる開口から気流を噴き出す送風機構をさらに備えることを特徴とする加工装置。
6. 請求項５に記載の加工装置において、前記加工ヘッドに組み込まれる第１温度センサと、前記ヒーターブロックに組み込まれる第２温度センサとをさらに備えることを特徴とする加工装置。
7. 伝熱ブロックにヒーターブロックを接触させつつヒーターブロックで所定の温度まで伝熱ブロックを加熱し、対象物に伝熱ブロックを接触させる工程と、伝熱ブロックからヒーターブロックを引き離し、伝熱ブロックを冷却する工程とを備えることを特徴とする加熱装置の制御方法。
8. 請求項７に記載の加熱装置の制御方法において、前記伝熱ブロックの冷却にあたって、前記ヒーターブロックは所定の加熱温度に維持されることを特徴とする加熱装置の制御方法。
9. 請求項８に記載の加熱装置の制御方法において、前記伝熱ブロックの加熱にあたって伝熱ブロック内の温度センサから温度情報を取得する工程と、取得した温度情報に基づきヒーターブロックの加熱を制御する工程と、温度センサの温度情報で伝熱ブロックの温度が第１温度に到達すると、前記対象物に伝熱ブロックを接触させる工程と、伝熱ブロックの冷却にあたって前記温度センサから温度情報を取得する工程と、取得した温度情報に基づき対象物から伝熱ブロックを引き離す工程とを備えることを特徴とする加熱装置の制御方法。
10. 請求項９に記載の加熱装置の制御方法において、前記伝熱ブロックからヒーターブロックが引き離されると、前記ヒーターブロック内の温度センサから温度情報を取得する工程と、取得した温度情報に基づきヒーターブロックの加熱を制御する工程とを備えることを特徴とする加熱装置の制御方法。

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