JP5838580B2 - Solder bend detection device - Google Patents

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本発明は、ハンダ曲がり検出装置に関する。 The present invention relates to a solder bending detection device.

従来、プリント基板等に対し、自動糸ハンダづけ装置を用いたハンダ付けが行われている。自動糸ハンダ装置を用いた場合、例えば、糸ハンダの供給制御に不具合が生じると、自動糸ハンダ装置が備えるハンダ供給部にハンダ詰まりが発生したり、ハンダ付けの位置がずれたりすることがある。このようなハンダ不良を検出することができるものとして、例えば特許文献1が知られている。糸ハンダ(ハンダワイヤ)を用いてチップにハンダ付けを行う場合、糸ハンダをチップに接触させる。すなわち、両者が接触していない場合、適切なハンダ付けを行うことができない。そこで、特許文献1には、接触体としての糸ハンダを対象物であるチップに接触させ、そのときの電圧の変化に基づいてハンダワイヤとチップとの接触を検出している。   Conventionally, soldering using an automatic thread soldering device has been performed on printed circuit boards and the like. When an automatic yarn soldering device is used, for example, if a defect occurs in the supply control of the yarn solder, solder clogging may occur in the solder supply unit provided in the automatic yarn soldering device, or the soldering position may shift. . For example, Patent Document 1 is known as one that can detect such a solder failure. When soldering a chip using thread solder (solder wire), the thread solder is brought into contact with the chip. That is, when both are not in contact, appropriate soldering cannot be performed. Therefore, in Patent Document 1, yarn solder as a contact body is brought into contact with a chip that is an object, and contact between the solder wire and the chip is detected based on a change in voltage at that time.

特開2005−227112号公報JP 2005-227112 A

しかしながら、ハンダ不良を招来するハンダの状態は種々想定される。このため、単に糸ハンダとチップとの接触を判断しただけでは、どのような原因により、より具体的には、ハンダがどのような状態になっているためにハンダ不良が生じているのかを判断することが困難であった。ハンダ不良が発生したときに、ハンダがどのような状態となっているのかを把握することは、ハンダ付け作業を効率よく行うために必要となる。特に、近年、用いられることが多くなっている鉛フリーハンダは、融点が高く、有鉛ハンダと比較するとハンダの詰まりが発生し易くなっている。また、鉛フリーハンダを用いたハンダ付けを行う場合、ハンダ供給部から供給された糸ハンダの先端には、ハンダ小手先やワーク側の電子部品のピン等が接触するため糸ハンダの先端が曲がったり、球状になったりしやすい。このような特性を備える鉛フリーハンダを用いる場合にも、ハンダがどのような状態となっているのかを把握することは、ハンダ付け作業を効率よく行うためには必要となる。   However, various solder states that cause solder defects are assumed. For this reason, simply judging the contact between the thread solder and the tip, it is possible to determine what causes, more specifically, what kind of state the solder is in and the solder failure has occurred. It was difficult to do. It is necessary to grasp the state of the solder when a solder failure occurs in order to efficiently perform the soldering operation. In particular, lead-free solder, which has been frequently used in recent years, has a high melting point, and solder clogging is likely to occur compared to leaded solder. In addition, when soldering using lead-free solder, the tip of the thread solder may be bent because the tip of the thread solder supplied from the solder supply unit comes into contact with the solder hand tip or the pin of the electronic component on the workpiece side. , Easy to be spherical. Even when lead-free solder having such characteristics is used, it is necessary to grasp the state of the solder in order to perform the soldering work efficiently.

そこで、本明細書開示のハンダ曲がり検出装置は、ハンダの状態、特に曲がりを検出することを課題とする。 Therefore, an object of the solder bending detection device disclosed in this specification is to detect the state of the solder , in particular, the bending .

本明細書開示のハンダ曲がり検出装置は、ハンダ供給部からハンダが供給されるハンダ供給位置を挟んで対向配置された電極と、当該電極と前記ハンダ供給部から供給されたハンダとの間の静電容量値を取得する静電容量値取得手段と、前記静電容量値取得手段によって前記電極毎に取得される静電容量値のバランスと、ハンダ送り量に対する前記静電容量値の変化量である静電容量変化量をハンダが正常であるときの変化量と比較した結果とに基づいて、前記ハンダ供給部から供給されたハンダの曲がりを判断する演算部と、を備えている。 The solder bend detection device disclosed in this specification includes an electrode disposed oppositely across a solder supply position to which solder is supplied from a solder supply unit, and a static between the electrode and the solder supplied from the solder supply unit. Capacitance value acquisition means for acquiring a capacitance value, a balance of capacitance values acquired for each of the electrodes by the capacitance value acquisition means, and a change amount of the capacitance value with respect to a solder feed amount A calculation unit that determines a bending of the solder supplied from the solder supply unit based on a result of comparing a certain capacitance change amount with a change amount when the solder is normal ;

電極は、ハンダ供給部に供給されたハンダとともにコンデンサを形成し、演算部は、その静電容量値に基づいて、ハンダの状態を判断することができる。例えば、ハンダが曲がっていることにより、電極とハンダとの間隔が狭くなっているときは、静電容量値が大きくなる。また、これとは逆に、電極とハンダとの間隔が広くなっているときは、静電容量値が小さくなる。これにより、演算部は、ハンダの状態を検出することができる。   The electrode forms a capacitor together with the solder supplied to the solder supply unit, and the calculation unit can determine the state of the solder based on the capacitance value. For example, when the distance between the electrode and the solder is narrow due to the bending of the solder, the capacitance value increases. On the other hand, when the distance between the electrode and the solder is wide, the capacitance value is small. Thereby, the calculating part can detect the state of solder.

本明細書開示のハンダ曲がり検出装置によれば、ハンダの状態、特に曲がりを検出することができる。 According to the solder bending detection device disclosed in the present specification, it is possible to detect the state of the solder , in particular, the bending .

図1は、ハンダ供給部から供給されるハンダに生じ得るハンダの状態を示す説明図であり、図1(A)は正常状態、図1(B)はハンダの先端が球状になった状態、図1(C)はハンダの先端が曲がった状態、図1(D)はハンダが詰まった状態を示す図面である。1A and 1B are explanatory views showing a state of solder that can occur in solder supplied from a solder supply unit, FIG. 1A is a normal state, FIG. 1B is a state where the tip of the solder is spherical, FIG. 1C shows a state where the tip of the solder is bent, and FIG. 1D shows a state where the solder is clogged. 図2は、ハンダ供給部に設けられたハンダ供給孔とハンダとの関係を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing the relationship between solder supply holes and solder provided in the solder supply unit. 図3は、実施例の自動ハンダ装置の概略構成を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a schematic configuration of the automatic soldering apparatus according to the embodiment. 図4(A)はハンダ供給部の先端部分を示す説明図であり、図4(B)はハンダ供給部を先端側から見た説明図である。FIG. 4A is an explanatory view showing the tip portion of the solder supply portion, and FIG. 4B is an explanatory view of the solder supply portion as viewed from the front end side. 図5は、ハンダ状態検出装置に形成される回路の等価回路を示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing an equivalent circuit of a circuit formed in the solder state detection device. 図6は、ハンダが曲がったときの等価回路を示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram showing an equivalent circuit when the solder is bent. 図7(A)は、ハンダ供給部から供給されるハンダの量が少ない状態を示す説明図であり、ハンダ供給部から供給されるハンダの量が多い状態を示す説明図である。FIG. 7A is an explanatory diagram illustrating a state where the amount of solder supplied from the solder supply unit is small, and is an explanatory diagram illustrating a state where the amount of solder supplied from the solder supply unit is large. 図8(A)はハンダ状態検出装置内に形成される静電容量ブリッジ回路を示す説明図であり、図8(B)はハンダ状態検出装置のブロック図である。FIG. 8A is an explanatory diagram showing a capacitance bridge circuit formed in the solder state detection device, and FIG. 8B is a block diagram of the solder state detection device. 図9はハンダ状態の判定テーブルの一例である。FIG. 9 is an example of a solder state determination table. 図10は自動ハンダ装置の制御の一例を示すフロー図である。FIG. 10 is a flowchart showing an example of control of the automatic soldering apparatus. 図11は他の例を示す模式図である。FIG. 11 is a schematic diagram showing another example.

以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。ただし、図面中、各部の寸法、比率等は、実際のものと完全に一致するようには図示されていない場合がある。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, in the drawings, the dimensions, ratios, and the like of each part may not be shown so as to completely match the actual ones.

まず、ハンダ供給部13aから供給されるハンダに生じ得るハンダの状態を図1(A)〜図1(D)を参照しつつ説明する。図1(A)はハンダ1が、ハンダ供給部13が備えるハンダ供給孔13a1を通じて正常に供給された状態を示している。図1(B)はハンダ供給孔13a1を通じて供給されたハンダ1の先端が球状になった状態を示している。図1(C)はハンダ供給孔13a1を通じて供給されるハンダ1の先端が曲がった状態を示している。図1(D)はハンダ供給孔13a1を通じて供給されるハンダ1がハンダ供給孔13a1に詰まった状態を示す図面である。   First, the state of the solder that may occur in the solder supplied from the solder supply unit 13a will be described with reference to FIGS. 1 (A) to 1 (D). FIG. 1A shows a state in which the solder 1 is normally supplied through a solder supply hole 13a1 provided in the solder supply unit 13. FIG. 1B shows a state in which the tip of the solder 1 supplied through the solder supply hole 13a1 is spherical. FIG. 1C shows a state in which the tip of the solder 1 supplied through the solder supply hole 13a1 is bent. FIG. 1D is a view showing a state in which the solder 1 supplied through the solder supply hole 13a1 is clogged in the solder supply hole 13a1.

図2を参照すると、ハンダ供給部13aに設けられたハンダ供給孔13a1の直径はW2であり、ハンダ1の直径W1よりも大きい。このため、ハンダ1とハンダ供給孔13a1の内周壁との間に隙間が生じ得る。このため、ハンダが振れることがあり、図1(B)〜(D)に示すようなハンダ状態が創出されることがある。これらのハンダ状態は、ハンダ不良発生の原因となる。 Referring to FIG. 2, the diameter of the solder supply hole 13a1 provided in the solder supply unit 13a is W2, which is larger than the diameter W1 of the solder 1. For this reason, a gap may be formed between the solder 1 and the inner peripheral wall of the solder supply hole 13a1. For this reason, the solder may swing and a solder state as shown in FIGS. 1B to 1D may be created. These solder states cause a solder failure.

図3は、本実施例のハンダ状態検出装置100を含む自動ハンダ装置10の概略構成を示す説明図である。図4(A)はハンダ供給部13aの先端部分を示す説明図であり、図4(B)はハンダ供給部13aを先端側から見た説明図である。図5は、ハンダ状態検出装置100に形成される回路の等価回路110を示す説明図である。   FIG. 3 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of the automatic soldering device 10 including the solder state detecting device 100 of the present embodiment. FIG. 4A is an explanatory view showing a tip portion of the solder supply unit 13a, and FIG. 4B is an explanatory view of the solder supply unit 13a viewed from the tip side. FIG. 5 is an explanatory diagram showing an equivalent circuit 110 of a circuit formed in the solder state detection device 100.

自動ハンダ装置10は、対象ワーク11に対し、電子部品12a〜12d等のハンダ付けを行う。自動ハンダ装置10は、ハンダ供給装置13を備えている。ハンダ供給装置13は、ハンダ供給部13aを備えている。ハンダ供給部13a1は、ハンダ供給装置13内にセットされたハンダ1を図4(A)に示すハンダ供給位置Pに供給する。ハンダ供給装置13は、ハンダ1の送り量を調整する。   The automatic soldering apparatus 10 solders electronic parts 12a to 12d and the like to the target workpiece 11. The automatic soldering device 10 includes a solder supply device 13. The solder supply device 13 includes a solder supply unit 13a. The solder supply unit 13a1 supplies the solder 1 set in the solder supply device 13 to the solder supply position P shown in FIG. The solder supply device 13 adjusts the feed amount of the solder 1.

ハンダ供給部13aは、移動ステージ14上に搭載されている。移動ステージ14は、移動ステージコントローラ14aの指令に基づいて、ハンダ供給部13aをX方向及びY方向に移動させる。また、移動ステージ14は、ハンダ供給部13aの傾きを変化させる機構を備えている。なお、ハンダ供給装置13は、Z方向に移動することができ、対象ワーク11に対し、接近し、離間することができる。   The solder supply unit 13 a is mounted on the moving stage 14. The moving stage 14 moves the solder supply unit 13a in the X direction and the Y direction based on a command from the moving stage controller 14a. Further, the moving stage 14 includes a mechanism for changing the inclination of the solder supply unit 13a. Note that the solder supply device 13 can move in the Z direction, and can approach and leave the target workpiece 11.

自動ハンダ装置10は、ハンダ加熱ユニット15を備えている。ハンダ加熱ユニット15は、レーザによってハンダ1を溶融する。ハンダ加熱ユニット15は、レーザに代えて、小手を用いることもできる。   The automatic soldering apparatus 10 includes a solder heating unit 15. The solder heating unit 15 melts the solder 1 with a laser. The solder heating unit 15 can use a hand instead of a laser.

自動ハンダ装置10は、ハンダ状態検出装置100を備える。ハンダ状態検出装置100は、ハンダ曲がり検出装置として機能する。ハンダ状態検出装置100は、ハンダ供給位置Pの側方に配置された電極101a、101b、101c、101dを備えている。電極101a、101b、101c、101dは、フレーム13bを介してハンダ供給部13aに支持されている。本実施例では電極数を4としているが、電極は他の数であってもよい。各電極101a〜101dは、樹脂でコーティングされている。より具体的にはアクリル樹脂でコーティングされている。樹脂コーティングされていることにより、ハンダ1や対象ワーク11と接触したときの短絡を回避することができる。また、誘電率を向上させることができ、後に詳述するハンダ状態の検出の精度が向上する。また、電極にハンダのフラックスが付着することによる腐食の発生を抑制し、また、清掃の点でも、有利となる。 The automatic soldering device 10 includes a solder state detection device 100. The solder state detection device 100 functions as a solder bending detection device. The solder state detection device 100 includes electrodes 101a, 101b, 101c, and 101d arranged on the side of the solder supply position P. The electrodes 101a, 101b, 101c, and 101d are supported by the solder supply unit 13a through the frame 13b. In this embodiment, the number of electrodes is four, but the number of electrodes may be other numbers. Each of the electrodes 101a to 101d is coated with a resin. More specifically, it is coated with an acrylic resin. By being resin-coated, it is possible to avoid a short circuit when contacting the solder 1 or the target workpiece 11. Further, the dielectric constant can be improved, and the accuracy of detection of a solder state, which will be described in detail later, is improved. Further, the occurrence of corrosion due to the solder flux adhering to the electrode is suppressed, and it is advantageous in terms of cleaning.

電極101a、101b、101c、101dはハンダ供給位置Pを挟んで対向配置されている。具体的には、電極101aと電極101cとが対向配置され、電極101bと電極101dとが対向配置されている。電極をこのように配置することにより、ハンダ1が曲がっているか否か、ハンダ1が太いか又は細いかを判断することができる。これについては、後に詳述する。   The electrodes 101a, 101b, 101c, and 101d are arranged to face each other with the solder supply position P in between. Specifically, the electrode 101a and the electrode 101c are arranged to face each other, and the electrode 101b and the electrode 101d are arranged to face each other. By arranging the electrodes in this manner, it can be determined whether the solder 1 is bent or not, and whether the solder 1 is thick or thin. This will be described in detail later.

図5は、ハンダ状態検出装置100に形成される回路の等価回路110を示す説明図である。各電極101a〜101bは、ハンダ供給部103から供給されたハンダ1とともにそれぞれコンデンサ111a〜111dを形成する。コンデンサは、面積S、極板間距離d、誘電率εとしたときに、その静電容量C(F)は、
C=ε(S/d)
と表せる。これにより、
d=ε(S/C)
と表すことができる。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing an equivalent circuit 110 of a circuit formed in the solder state detection device 100. Each of the electrodes 101 a to 101 b forms capacitors 111 a to 111 d together with the solder 1 supplied from the solder supply unit 103. When the capacitor has an area S, an electrode plate distance d, and a dielectric constant ε, its capacitance C (F) is
C = ε (S / d)
It can be expressed. This
d = ε (S / C)
It can be expressed as.

上記等価回路110においてハンダ1を各電極101a〜101bの中心に配置すると、各コンデンサ111a〜111dにおける静電容量値Ca、Cb、Cc、Cdは同値となる。これが、例えば、ハンダ1の先端が曲がり、図6に示すように、コンデンサ111dの極板間距離が広がり、これに対向するコンデンサ111aの極板間距離が狭くなると、各静電容量値は、以下の如くなる。すなわち、
Ca=Cc、Cb>Cd
となる。
In the equivalent circuit 110, when the solder 1 is disposed at the center of each of the electrodes 101a to 101b, the capacitance values Ca, Cb, Cc, and Cd in the capacitors 111a to 111d have the same value. For example, when the tip of the solder 1 is bent and the distance between the electrode plates of the capacitor 111d is increased as shown in FIG. 6 and the distance between the electrode plates of the capacitor 111a facing this is reduced, each capacitance value is It becomes as follows. That is,
Ca = Cc, Cb> Cd
It becomes.

このように、静電容量値のバランスを用いることにより、ハンダ1の状態を検出することができる。例えば、図1(B)に示すようにハンダ1の量が多く、球形になってしまったような場合は、ハンダ1が各電極101a〜101bに接近することになるので、各コンデンサ111a〜111dの値が通常値よりも大きくなる。ハンダ1の量が少ない場合も同様に検出することができる。   Thus, the state of the solder 1 can be detected by using the balance of capacitance values. For example, as shown in FIG. 1B, when the amount of the solder 1 is large and the solder 1 becomes spherical, the solder 1 approaches the electrodes 101a to 101b, and thus the capacitors 111a to 111d. The value of becomes larger than the normal value. The case where the amount of solder 1 is small can be detected in the same manner.

さらに、例えば、図7(A)に示すように、ハンダ1の量が少ないときは、面積Sが小さいことになるため、静電容量値は小さくなる。これとは逆に図7(B)に示すようにハンダ1の量が多すぎる場合は、面積Sが大きくなるため、静電容量値は大きくなる。このように、ハンダ1の量に関する状態も検出することができる。なお、図1(D)に示す如く、ハンダ1がハンダ供給孔13a1に詰まっている場合は、静電容量値は0となる。より具体的には、後述する制御PC102の指令に基づいてハンダ供給装置がハンダの供給動作を行っているにもかかわらず、静電容量値が0となっている場合は、ハンダ供給孔13a1にハンダが詰まっていると判断することができる。   Further, for example, as shown in FIG. 7A, when the amount of the solder 1 is small, the area S is small, so the capacitance value is small. On the contrary, as shown in FIG. 7B, when the amount of the solder 1 is too large, the area S becomes large, and the capacitance value becomes large. In this way, the state relating to the amount of solder 1 can also be detected. As shown in FIG. 1D, when the solder 1 is clogged in the solder supply hole 13a1, the capacitance value is zero. More specifically, if the capacitance value is 0 even though the solder supply device performs the solder supply operation based on a command from the control PC 102 described later, the solder supply hole 13a1 It can be determined that the solder is clogged.

ハンダ状態検出装置100は、演算部として制御PC(パソコン)102を備えている。制御PC102は、ハンダ状態検出装置100によるハンダ状態検出のための演算を行うだけでなく、自動ハンダ装置10の制御も行う。このため、ハンダ供給装置13と電気的に接続されており、ハンダ供給装置13の制御も行う。従って、制御PC102は、ハンダ1の送り量の指示も行う。さらに、移動ステージコントローラ14aと電気的に接続され、移動ステージコントローラ14aに対する指示も行う。さらに、制御PC102は、ハンダ加熱ユニット15とも電気的に接続されている。   The solder state detection apparatus 100 includes a control PC (personal computer) 102 as a calculation unit. The control PC 102 not only performs calculations for the solder state detection by the solder state detection device 100 but also controls the automatic solder device 10. For this reason, it is electrically connected to the solder supply device 13 and also controls the solder supply device 13. Accordingly, the control PC 102 also instructs the feed amount of the solder 1. Further, it is electrically connected to the moving stage controller 14a, and also instructs the moving stage controller 14a. Further, the control PC 102 is also electrically connected to the solder heating unit 15.

制御PC102には、警報装置102aと復帰スイッチ102bが設けられている。警報装置102aはオペレータによる調整、復帰作業が必要な状態を検出したときに警報を発する。復帰スイッチ102bは、オペレータによる復帰作業が完了したときにオペレータによって押下され、自動ハンダ処理に復帰させるスイッチである。   The control PC 102 is provided with an alarm device 102a and a return switch 102b. The alarm device 102a issues an alarm when it detects a state that requires adjustment and return work by the operator. The return switch 102b is a switch that is pressed by the operator when the return work by the operator is completed and returns to the automatic soldering process.

ハンダ状態検出装置100は、図8(A)に示す静電容量ブリッジ回路(以下、「静電容量ブリッジ」という)103a〜103dを備える。静電容量ブリッジ103a〜103dには、上述したコンデンサ111a〜111dがそれぞれ組み込まれている。すなわち、静電容量ブリッジ103aは、コンデンサ111aを備え、静電容量ブリッジ103bは、コンデンサ111bを備える。静電容量ブリッジ103cは、コンデンサ111cを備え、静電容量ブリッジ103dは、コンデンサ111dを備える。これらの静電容量ブリッジ103a〜103dは、各電極101a〜101dとハンダ1との間の静電容量値を取得する静電容量取得値手段に相当する。制御PC102は、静電容量取得手段に相当する静電容量ブリッジ103a〜103dによって取得される静電容量値に基づいて、ハンダ供給部13aから供給されたハンダ1の状態を判断する。   The solder state detection device 100 includes capacitance bridge circuits (hereinafter referred to as “capacitance bridges”) 103a to 103d shown in FIG. The capacitors 111a to 111d described above are incorporated in the capacitance bridges 103a to 103d, respectively. That is, the capacitance bridge 103a includes a capacitor 111a, and the capacitance bridge 103b includes a capacitor 111b. The capacitance bridge 103c includes a capacitor 111c, and the capacitance bridge 103d includes a capacitor 111d. These capacitance bridges 103 a to 103 d correspond to capacitance acquisition value means for acquiring a capacitance value between the electrodes 101 a to 101 d and the solder 1. The control PC 102 determines the state of the solder 1 supplied from the solder supply unit 13a based on the capacitance value acquired by the capacitance bridges 103a to 103d corresponding to the capacitance acquisition means.

図8(B)は、ハンダ状態検出装置100のブロック図である。ハンダ状態検出装置100は、上述のように静電容量ブリッジ103a〜103dを備える。さらに、コンパレータCmp_A、コンパレータCmp_B、コンパレータCmp_C、コンパレータCmp_Dを備えている。さらに、コンパレータCmp_AC、コンパレータCmp_BDを備えている。   FIG. 8B is a block diagram of the solder state detection device 100. The solder state detection device 100 includes the capacitance bridges 103a to 103d as described above. Further, a comparator Cmp_A, a comparator Cmp_B, a comparator Cmp_C, and a comparator Cmp_D are provided. Further, a comparator Cmp_AC and a comparator Cmp_BD are provided.

コンパレータCmp_Aは、静電容量ブリッジ103aにより得られた静電容量値Caに基づいて算出される電圧と、制御PC102から出力される基準電圧とを比較する。ここで、基準電圧とは、図1(A)に示すようにハンダ1が正常に供給されている状態で測定される静電容量値に基づいて算出される電圧の値である。基準電圧は、デジタルアナログコンバータDAC_Aを介してコンパレータCmp_Aに入力される。コンパレータCmp_Aの出力は、制御PC102に戻される。また、制御PC102には、静電容量ブリッジ103aで得られた値がアナログデジタルコンバータADC_Aを介して入力される。   The comparator Cmp_A compares the voltage calculated based on the capacitance value Ca obtained by the capacitance bridge 103a with the reference voltage output from the control PC 102. Here, the reference voltage is a voltage value calculated based on a capacitance value measured in a state where the solder 1 is normally supplied as shown in FIG. The reference voltage is input to the comparator Cmp_A through the digital / analog converter DAC_A. The output of the comparator Cmp_A is returned to the control PC 102. Further, the value obtained by the capacitance bridge 103a is input to the control PC 102 via the analog-digital converter ADC_A.

コンパレータCmp_Bは、静電容量ブリッジ103bにより得られた静電容量値Cbに基づいて算出される電圧と、制御PC102から出力される基準電圧とを比較する。ここで、基準電圧とは、図1(A)に示すようにハンダ1が正常に供給されている状態で測定される静電容量値に基づいて算出される電圧の値である。基準電圧は、デジタルアナログコンバータDAC_Bを介してコンパレータCmp_Bに入力される。コンパレータCmp_Bの出力は、制御PC102に戻される。また、制御PC102には、静電容量ブリッジ103bで得られた値がアナログデジタルコンバータADC_Bを介して入力される。   The comparator Cmp_B compares the voltage calculated based on the capacitance value Cb obtained by the capacitance bridge 103b with the reference voltage output from the control PC 102. Here, the reference voltage is a voltage value calculated based on a capacitance value measured in a state where the solder 1 is normally supplied as shown in FIG. The reference voltage is input to the comparator Cmp_B via the digital / analog converter DAC_B. The output of the comparator Cmp_B is returned to the control PC 102. Further, the value obtained by the capacitance bridge 103b is input to the control PC 102 via the analog-digital converter ADC_B.

コンパレータCmp_Cは、静電容量ブリッジ103Cにより得られた静電容量値Ccに基づいて算出される電圧と、制御PC102から出力される基準電圧とを比較する。ここで、基準電圧とは、図1(A)に示すようにハンダ1が正常に供給されている状態で測定される静電容量値に基づいて算出される電圧の値である。基準電圧は、デジタルアナログコンバータDAC_Cを介してコンパレータCmp_Cに入力される。コンパレータCmp_Cの出力は、制御PC102に戻される。また、制御PC102には、静電容量ブリッジ103cで得られた値がアナログデジタルコンバータADC_Cを介して入力される。   The comparator Cmp_C compares the voltage calculated based on the capacitance value Cc obtained by the capacitance bridge 103C with the reference voltage output from the control PC 102. Here, the reference voltage is a voltage value calculated based on a capacitance value measured in a state where the solder 1 is normally supplied as shown in FIG. The reference voltage is input to the comparator Cmp_C via the digital / analog converter DAC_C. The output of the comparator Cmp_C is returned to the control PC 102. Further, the value obtained by the capacitance bridge 103c is input to the control PC 102 via the analog-digital converter ADC_C.

コンパレータCmp_Dは、静電容量ブリッジ103dにより得られた静電容量値Cdに基づいて算出される電圧と、制御PC102から出力される基準電圧とを比較する。ここで、基準電圧とは、図1(A)に示すようにハンダ1が正常に供給されている状態で測定される静電容量値に基づいて算出される電圧の値である。基準電圧は、デジタルアナログコンバータDAC_Dを介してコンパレータCmp_Dに入力される。コンパレータCmp_Dの出力は、制御PC102に戻される。また、制御PC102には、静電容量ブリッジ103dで得られた値がアナログデジタルコンバータADC_Dを介して入力される。   The comparator Cmp_D compares the voltage calculated based on the capacitance value Cd obtained by the capacitance bridge 103d with the reference voltage output from the control PC 102. Here, the reference voltage is a voltage value calculated based on a capacitance value measured in a state where the solder 1 is normally supplied as shown in FIG. The reference voltage is input to the comparator Cmp_D through the digital / analog converter DAC_D. The output of the comparator Cmp_D is returned to the control PC 102. Further, the value obtained by the capacitance bridge 103d is input to the control PC 102 via the analog-digital converter ADC_D.

コンパレータCmp_ACは、静電容量ブリッジ103aにより得られた静電容量値Caに基づいて算出される電圧と、静電容量ブリッジ103cにより得られた静電容量値Ccに基づいて算出される電圧とを比較する。コンパレータCmp_ACの出力は、制御PC102に戻される。   The comparator Cmp_AC generates a voltage calculated based on the capacitance value Ca obtained by the capacitance bridge 103a and a voltage calculated based on the capacitance value Cc obtained by the capacitance bridge 103c. Compare. The output of the comparator Cmp_AC is returned to the control PC 102.

コンパレータCmp_A〜コンパレータCmp_Dの結果を用いることによりハンダ1が太すぎる状態、細すぎる状態、球状になっている状態を検出することができる。   By using the results of the comparators Cmp_A to Cmp_D, it is possible to detect a state in which the solder 1 is too thick, too thin, or in a spherical shape.

コンパレータCmp_BDは、静電容量ブリッジ103bにより得られた静電容量値Cbに基づいて算出される電圧と、静電容量ブリッジ103dにより得られた静電容量値Cdに基づいて算出される電圧とを比較する。コンパレータCmp_BDの出力は、制御PC102に戻される。 The comparator Cmp_BD outputs a voltage calculated based on the capacitance value Cb obtained by the capacitance bridge 103b and a voltage calculated based on the capacitance value Cd obtained by the capacitance bridge 103d. Compare. The output of the comparator Cmp_BD is returned to the control PC 102.

コンパレータCmp_AC、コンパレータCmp_BDの結果を用いることにより、ハンダ1の先端が曲がっていることを検出することができる。   By using the results of the comparators Cmp_AC and Cmp_BD, it is possible to detect that the tip of the solder 1 is bent.

また、制御PC102は、静電容量ブリッジ103a〜103dで得られた値の変化に基づいて、これが、正常状態時の変化と比較することにより、ハンダ1の状態を検出する。   In addition, the control PC 102 detects the state of the solder 1 based on the change in the value obtained by the capacitance bridges 103a to 103d, by comparing this with the change in the normal state.

図9は、ハンダ状態の判定テーブルである。ハンダが正常のときは、静電容量のバランス、すなわち、対向配置されたコンデンサにおける静電容量値はほぼ一致する。また、静電容量値自体も当然、通常値を示す。ハンダ送り量に対する静電容量変化量も通常時変化量となる。   FIG. 9 is a solder state determination table. When the solder is normal, the balance of the capacitances, that is, the capacitance values of the capacitors arranged opposite to each other substantially coincide. Also, the capacitance value itself naturally shows a normal value. The amount of change in capacitance with respect to the solder feed amount is also the amount of change during normal time.

これに対し、ハンダ1が規定値よりも長い状態の場合は、対向配置されたコンデンサにおける静電容量値はほぼ一致しバランスするが、その静電容量値は、通常値よりも大きくなる。これは、面積Sが大きくなることに起因している。ハンダ送り量に対する静電容量変化量は通常時変化量となる。   On the other hand, when the solder 1 is longer than the specified value, the capacitance values of the capacitors arranged opposite to each other are substantially matched and balanced, but the capacitance value is larger than the normal value. This is because the area S is increased. The amount of change in capacitance with respect to the solder feed amount is the amount of change during normal times.

ハンダ1が規定値よりも短い状態の場合は、対向配置されたコンデンサにおける静電容量値はほぼ一致しバランスするが、その静電容量値は、通常値よりも小さくなる。これは、面積Sが小さくなることに起因している。ハンダ送り量に対する静電容量変化量は通常時変化量となる。   When the solder 1 is shorter than the specified value, the capacitance values of the capacitors arranged opposite to each other are substantially matched and balanced, but the capacitance value is smaller than the normal value. This is because the area S becomes small. The amount of change in capacitance with respect to the solder feed amount is the amount of change during normal times.

ハンダ1が詰まった状態の場合は、静電容量値はそれぞれ0となる。すなわち、ハンダ1が詰まった状態の場合は、制御PCがハンダ送り指令を発しているにもかかわらず、静電容量値0が観測される。また、ハンダ送り量に対する静電容量変化量も観測されない。   In the case where the solder 1 is clogged, the capacitance values are 0 respectively. That is, when the solder 1 is clogged, a capacitance value of 0 is observed even though the control PC issues a solder feed command. Also, the amount of change in capacitance with respect to the solder feed amount is not observed.

ハンダ1が曲がった状態の場合は、対向配置されたコンデンサにおける静電容量値はアンバランスな状態となる。すなわち、ハンダが近づいた側の静電容量値が大きくなり、離れた側の静電容量値が小さくなる。ハンダ送り量に対する静電容量変化量も通常時とは異なる変化となる。   When the solder 1 is bent, the capacitance values of the capacitors disposed opposite to each other are in an unbalanced state. In other words, the capacitance value on the side closer to the solder is increased, and the capacitance value on the separated side is decreased. The capacitance change amount with respect to the solder feed amount also changes differently from the normal time.

ハンダ1が球状になったり、通常よりも太くなったりしている状態の場合は、対向配置されたコンデンサにおける静電容量値はほぼ一致しバランスするが、その静電容量値は、通常値よりも大きくなる。これは、ハンダ1が各電極にほぼ均等に接近しているためである。また、ハンダ送り量に対する静電容量変化量は通常と異なる。これは、電極が対向しているハンダの面積が正常時とは異なるため、移動に対する感度が異なるからである。   When the solder 1 is in a spherical shape or thicker than usual, the capacitance values of the capacitors disposed opposite to each other are substantially matched and balanced, but the capacitance value is lower than the normal value. Also grows. This is because the solder 1 is approaching each electrode almost equally. Further, the amount of change in capacitance with respect to the solder feed amount is different from the usual amount. This is because the area of the solder facing the electrodes is different from that in the normal state, and the sensitivity to movement is different.

ハンダ1が通常よりも細い状態の場合は、対向配置されたコンデンサにおける静電容量値はほぼ一致しバランスするが、その静電容量値は、通常値よりも小さい。これは、ハンダ1が各電極にほぼ均等に離間しているためである。また、ハンダ送り量に対する静電容量変化量は通常と異なる。これは、電極が対向しているハンダの面積が正常時とは異なるため、移動に対する感度が異なるからである。   When the solder 1 is thinner than usual, the capacitance values of the capacitors arranged opposite to each other are substantially matched and balanced, but the capacitance value is smaller than the normal value. This is because the solder 1 is substantially evenly spaced from each electrode. Further, the amount of change in capacitance with respect to the solder feed amount is different from the usual amount. This is because the area of the solder facing the electrodes is different from that in the normal state, and the sensitivity to movement is different.

このように、静電容量値に基づいて、ハンダの状態を検出することができる。   In this way, the state of the solder can be detected based on the capacitance value.

つぎに、図10を参照して、自動ハンダ装置10における制御の一例を説明する。自動ハンダ装置10を稼動させるときは、まず、オペレータにより、対象ワーク11が自動ハンダ装置10にセットされる。そして、制御PC102に対象ワーク毎のハンダ付け位置に関する情報が入力される。その後、ハンダ付けが開始される。自動ハンダ装置10の制御は制御PC102によって行われる。   Next, an example of control in the automatic soldering apparatus 10 will be described with reference to FIG. When operating the automatic soldering apparatus 10, first, the target workpiece 11 is set on the automatic soldering apparatus 10 by the operator. Then, information regarding the soldering position for each target workpiece is input to the control PC 102. Thereafter, soldering is started. The automatic solder apparatus 10 is controlled by the control PC 102.

まず、ステップS1では、事前に入力された全ての箇所のハンダ付けが完了したか否かを判断する。Yesと判断されたときは、処理は終了となる(エンド)。   First, in step S1, it is determined whether or not the soldering of all the parts inputted in advance is completed. When it is determined as Yes, the processing is ended (end).

ステップS1でNoと判断したときは、ステップS2へ進む。ステップS2では、ハンダ供給部13aをハンダ付け位置に移動させる。そして、ステップS3において、ハンダ供給装置13によりハンダ1の供給を開始する。ハンダ1の供給が開始されると、ハンダ状態検出装置100は、ステップS4においてハンダ1の状態検出を開始する。すなわち、図9に掲げた異常の検出を行う。この結果、ステップS5においてハンダ量の異常、すなわち、ハンダ1の先端が球状になったり、太すぎたり、細すぎる状態が観察されていないか判断する。ステップS5でYesと判断したときは、ステップS6へ進む。ステップS6では、制御PC102は、警報装置102aによる警報を発する。オペレータは、調整を行い、調整完了後は、復帰スイッチ102bを押下する。ステップS7では、この復帰スイッチ102bが押下されたか否かを判断する。ステップS7でYesと判断したときは、再びステップS4からの処理を繰り返す。ステップS5でNoと判断したときはステップS8へ進む。ステップS8では、ハンダ位置の異常、すなわち、ハンダの曲りが検出されたか否かを判断する。ステップS8でYesと判断したときは、ステップS9へ進む。ステップS9では、移動ステージ14により、ハンダの位置や角度の調整を行う。このとき、制御PC102は、各静電容量ブリッジから取得した値に基づいて、ずれ量を算出し、移動ステージコントローラ14aに移動指令を発する。そして、ステップS8でNoと判断したときはステップS10へ進み、ハンダ付けを行う。   When it is determined No in step S1, the process proceeds to step S2. In step S2, the solder supply unit 13a is moved to the soldering position. In step S <b> 3, the supply of the solder 1 is started by the solder supply device 13. When the supply of the solder 1 is started, the solder state detection device 100 starts detecting the state of the solder 1 in step S4. That is, the abnormality shown in FIG. 9 is detected. As a result, in step S5, it is determined whether the solder amount is abnormal, that is, whether the tip of the solder 1 is spherical, too thick, or too thin is observed. When it is determined Yes in step S5, the process proceeds to step S6. In step S6, the control PC 102 issues an alarm by the alarm device 102a. The operator makes an adjustment, and presses the return switch 102b after the adjustment is completed. In step S7, it is determined whether or not the return switch 102b has been pressed. If it is determined YES in step S7, the processing from step S4 is repeated again. When it is determined No in step S5, the process proceeds to step S8. In step S8, it is determined whether or not an abnormality in the solder position, that is, a solder bend, has been detected. When it is determined Yes in step S8, the process proceeds to step S9. In step S9, the position and angle of the solder are adjusted by the moving stage 14. At this time, the control PC 102 calculates a deviation amount based on the value acquired from each capacitance bridge, and issues a movement command to the movement stage controller 14a. And when it is judged No at step S8, it progresses to step S10 and soldering is performed.

以上、説明したように、本実施例のハンダ状態検出装置100によれば、ハンダの状態を検出することができる。すなわち、ハンダ1の詰まりや曲り、太かったり細かったりといった形状の異常まで検出することができる。このとき、ハンダ1に対し非接触で検出することができる。これにより、検出工程において、ハンダの先端形状に影響を及ぼすことがない。   As described above, according to the solder state detection apparatus 100 of the present embodiment, the state of the solder can be detected. That is, it is possible to detect even abnormalities of the shape such as clogging or bending of the solder 1 and being thick or thin. At this time, it is possible to detect the solder 1 without contact. Thereby, in the detection process, the tip shape of the solder is not affected.

なお、図11に示すように、電極101a〜101dに代えて、対象ワーク111上に電極201a〜201dを配置するようにしてもよい。   As shown in FIG. 11, the electrodes 201 a to 201 d may be arranged on the target work 111 instead of the electrodes 101 a to 101 d.

以上本発明の好ましい実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。   Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the specific embodiments, and various modifications, within the scope of the gist of the present invention described in the claims, It can be changed.

10 自動ハンダ装置
11、111 対象ワーク
12a〜12d 電子部品
13 ハンダ供給装置
13a ハンダ供給部
13a1 ハンダ供給孔
13b フレーム
14 移動ステージ
14a 移動ステージコントローラ
15 ハンダ加熱ユニット
100 ハンダ状態検出装置
101a〜101d、201a〜201d 電極
102 制御PC(演算部)
102a 警報装置
102b 復帰スイッチ
103a〜103d 静電容量ブリッジ゛
110 等価回路
111a〜111d コンデンサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Automatic solder apparatus 11, 111 Target workpiece 12a-12d Electronic component 13 Solder supply apparatus 13a Solder supply part 13a1 Solder supply hole 13b Frame 14 Moving stage 14a Moving stage controller 15 Solder heating unit 100 Solder state detection apparatus 101a-101d, 201a- 201d electrode 102 control PC (arithmetic unit)
102a Alarm device 102b Return switch 103a to 103d Capacitance bridge 110 Equivalent circuit 111a to 111d Capacitor

Claims (2)

ハンダ供給部からハンダが供給されるハンダ供給位置を挟んで対向配置された電極と、
当該電極と前記ハンダ供給部から供給されたハンダとの間の静電容量値を取得する静電容量値取得手段と、
前記静電容量値取得手段によって前記電極毎に取得される静電容量値のバランスと、ハンダ送り量に対する前記静電容量値の変化量である静電容量変化量をハンダが正常であるときの静電容量変化量と比較した結果とに基づいて、前記ハンダ供給部から供給されたハンダの曲がりを判断する演算部と、
を、備えたハンダ曲がり検出装置。
Electrodes disposed opposite to each other across a solder supply position where solder is supplied from a solder supply unit;
A capacitance value acquisition means for acquiring a capacitance value between the electrode and the solder supplied from the solder supply unit;
When the solder is normal, the balance of the capacitance value acquired for each electrode by the capacitance value acquisition means and the capacitance change amount that is the change amount of the capacitance value with respect to the solder feed amount. Based on the result of comparison with the amount of change in capacitance, a calculation unit that determines the bending of the solder supplied from the solder supply unit;
Solder bend detection device.
前記電極は、ハンダ供給部からハンダが供給されるハンダ供給位置を正方形の重心に配置し、該正方形の各頂点の4か所に配置された請求項1記載のハンダ曲がり検出装置。  The solder bending detection device according to claim 1, wherein the electrodes are arranged at a center of gravity of a square at a solder supply position to which solder is supplied from a solder supply unit, and are arranged at four points of each vertex of the square.
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