JP6057685B2 - Pulse heat type soldering management method and management apparatus - Google Patents

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Description

この発明は、パルスヒート方式のハンダ付けに適用するハンダ付け管理方法と、管理装置とに関するものである。   The present invention relates to a soldering management method applied to pulse heat type soldering, and a management apparatus.

従来より広く用いられているリフローハンダ付け装置においては、ヒータチップをワーク(ハンダ付けする対象)に対してばねを介して押圧しながら加熱し、ハンダを溶融させる。そして所定の加熱終了時点になると加熱を停止し(あるいは温度を下げ)ハンダの凝固を待ってヒータチップを上昇させるものである(特許文献1)。   In a reflow soldering apparatus that has been widely used conventionally, a heater chip is heated while being pressed against a work (target to be soldered) through a spring to melt the solder. Then, when the predetermined heating end time is reached, the heating is stopped (or the temperature is lowered) and the heater chip is raised after the solder is solidified (Patent Document 1).

ここに加熱終了時点はヒータチップ温度の上昇中にハンダ溶融温度よりも低い所定温度(始点)になる時点から加熱時間を計測し、この時間が設定値になるとヒータチップの加熱を停止し、冷却させる(特許文献1)。   Here, when heating ends, the heating time is measured from the time when the heater chip temperature rises to a predetermined temperature (starting point) lower than the solder melting temperature. When this time reaches the set value, heating of the heater chip is stopped and cooling is performed. (Patent Document 1).

またハンダを溶融温度まで急速に加熱し、ハンダの溶融に伴うヒータチップの下降を検出してから設定時間の間に前記溶融温度よりも低い接合温度にし、この接合温度状態で設定時間(仕上がり位置保持時間)経過後に冷却を開始してハンダが凝固温度になるとヒータチップを上昇させるものも有る(特許文献2)。   Also, the solder is rapidly heated up to the melting temperature, and after the detection of the lowering of the heater chip accompanying the melting of the solder, the bonding temperature is set to a temperature lower than the melting temperature for a set time. There is also one that raises the heater chip when the soldering reaches a solidification temperature after cooling starts after elapse of the holding time (Patent Document 2).

特開平11−54905号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-54905 特開2010−167450号公報JP 2010-167450 A

しかしこのように時間によって加熱の終了を管理するものでは、ワークの特性(大きさ、温度、放熱性、加熱に伴うワークの変形)などの違いによってハンダ付けが不適切になることがあるという問題が有る。例えば一度にハンダ付けするワークの大きさに比べ加熱時間が不足してハンダ付けが不十分になったり、ワークが小さい時などに加熱時間が過大になってワークに熱損傷を発生させたりする恐れがあり得る。また異なるハンダ付け部位に対してヒータチップを順次移動させながら連続してハンダ付けする時には、ハンダ付け開始時のヒータチップ温度が不揃いになり、ハンダ付け品質が不安定化することが考えられる。   However, in the case of controlling the end of heating according to time in this way, there is a problem that soldering may be inappropriate due to differences in workpiece characteristics (size, temperature, heat dissipation, deformation of workpiece due to heating), etc. There is. For example, the heating time may be insufficient compared to the size of the workpiece to be soldered at one time, and soldering may be insufficient, or the heating time may be excessive when the workpiece is small, causing thermal damage to the workpiece. There can be. Also, when soldering continuously while sequentially moving the heater chips to different soldering sites, it is conceivable that the heater chip temperature at the start of soldering becomes uneven and the soldering quality becomes unstable.

この発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、ハンダ付け部位の特性、例えば大きさ、温度、放熱性、ワークの変形などに変動があっても、ハンダ付けを適切にすることができ、ハンダ付け品質を安定化することができるパルスヒート方式のハンダ付け管理(監視、モニタリング)方法を提供することを第1の目的とする。またこの方法の実施に直接使用するハンダ付け管理(監視、モニタリング)装置を提供することを第2の目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and soldering can be made appropriate even if there are variations in the characteristics of the soldering site, such as size, temperature, heat dissipation, and deformation of the workpiece. A first object is to provide a soldering management (monitoring and monitoring) method of a pulse heat system that can stabilize the soldering quality. It is a second object of the present invention to provide a soldering management (monitoring, monitoring) device that is directly used for carrying out this method.

この発明によれば第1の目的は、パルス電流によりヒータチップの温度管理を行いながらハンダ付けを行うパルスヒート方式のハンダ付け管理方法において、
ヒータチップがワークに到達しその押圧力が所定圧になると、前記ヒータチップを加熱開始し、前記ヒータチップの前記パルス電流を制御することにより前記ヒータチップの先端温度を所定の加熱特性に基づいて制御する一方、ハンダ溶融温度よりも低い所定温度を始点とし所定の加熱終了時点までの前記ヒータチップ温度の時間積分値を継続して求め、前記ヒータチップ温度の時間積分値を設定値と比較することによって、ハンダ付けの管理を行うことを特徴とするパルスヒート方式のハンダ付け管理方法、により達成される。
According to the present invention, a first object is to provide a soldering management method of a pulse heat method in which soldering is performed while performing temperature management of a heater chip by a pulse current.
When the heater chip reaches the workpiece and the pressing force reaches a predetermined pressure, heating of the heater chip is started, and the tip temperature of the heater chip is controlled based on predetermined heating characteristics by controlling the pulse current of the heater chip. On the other hand, the time integrated value of the heater chip temperature is continuously obtained from a predetermined temperature lower than the solder melting temperature as a starting point until the predetermined heating end time, and the time integrated value of the heater chip temperature is compared with a set value. This is achieved by a pulse heat type soldering management method characterized by performing soldering management.

また第2の目的は、パルス電流によりヒータチップの温度管理を行いながらハンダ付けを行うパルスヒート方式のハンダ付け管理装置において
ヒータチップをワークに対してばねを介して押圧するばね加圧式接合装置と
ヒータチップを昇降制御する昇降制御手段と
ヒータチップ温度を検出する温度センサーと
ヒータチップに供給する加熱電流を制御して前記ヒータチップの先端温度を所定の加熱特性に基づいて制御する温度制御手段と
ハンダ溶融温度よりも低い所定温度を設定する始点設定手段と
前記始点設定手段の設定温度を始点として所定の加熱終了時点まで前記ヒータチップ温度の時間積分値を継続して求める積分手段と
ヒータチップがワークに到達しその押圧力が所定圧になると、前記ヒータチップを加熱開始するようにヒータチップの昇降およびヒータチップ温度を制御すると共に、前記積分手段で求めた積分値を設定値と比較することによってハンダ付けの管理を行う主制御手段と
を備えることを特徴とするパルスヒート方式のハンダ付け管理装置、により達成される。
A second object is a pulse heat type soldering management apparatus that performs soldering while controlling the temperature of the heater chip with a pulse current ;
A spring pressurizing joining device that presses the heater chip against the workpiece via a spring ;
Elevating control means for elevating and controlling the heater chip ;
A temperature sensor for detecting the heater chip temperature ;
Temperature control means for controlling the heating current supplied to the heater chip to control the tip temperature of the heater chip based on predetermined heating characteristics ;
Starting point setting means for setting a predetermined temperature lower than the solder melting temperature ;
And integrating means for obtaining continuously a time integral value of the heater tip temperature to a predetermined heating end as a starting point the set temperature of the start point setting means;
When the heater chip reaches the workpiece and the pressing force reaches a predetermined pressure, the heater chip is controlled to move up and down and the heater chip temperature so as to start heating the heater chip, and the integrated value obtained by the integrating means is set as a set value. A main control means for managing the soldering by comparing ;
This is achieved by a pulse heat type soldering management device.

第1の発明によれば、ヒータチップ加熱中のはんだ溶融温度よりも低い所定温度(θ0)を始点(その時点をt0)として、時間tの関数であるヒータチップ温度(θ)の時間積分値Sの演算を行い、この積分値Sが設定値に達したことからハンダ付けの管理(監視、モニタリング)を行うものであるから、ワークの加熱量を積分値Sにすることができる。ここに加熱量は、積分値Sと一定の相関があるから、この方法が適切であると考えられる。 According to the first invention, the predetermined time (θ 0 ) lower than the solder melting temperature during heating of the heater chip is a starting point (the time is t 0 ), and the time of the heater chip temperature (θ) that is a function of time t Since the integral value S is calculated and the integral value S reaches the set value, the soldering management (monitoring and monitoring) is performed. Therefore, the heating amount of the workpiece can be set to the integral value S. Since the heating amount has a certain correlation with the integral value S, this method is considered appropriate.

このため、ハンダ付け部位の特性(大きさ、温度、放熱性、ワーク変形など)の違いがあっても加熱量を一定にすることができ、ハンダ付けを適切にすることができる。このためハンダ付け品質を安定化することができる。また第2の発明によれば、第1の発明の実施に直接使用するハンダ付け管理装置が得られる。   For this reason, even if there are differences in the characteristics (size, temperature, heat dissipation, workpiece deformation, etc.) of the soldering parts, the heating amount can be made constant and soldering can be made appropriate. For this reason, soldering quality can be stabilized. Further, according to the second invention, a soldering management apparatus used directly for carrying out the first invention can be obtained.

この発明の一実施例を示すハンダ付け管理装置のブロック図Block diagram of a soldering management apparatus showing an embodiment of the present invention そのハンダ付け管理工程を示す動作流れ図Operation flow chart showing the soldering management process このハンダ接合工程を示す図Diagram showing this solder joint process 他の実施例を示すハンダ付け管理装置のブロック図Block diagram of a soldering management apparatus showing another embodiment そのハンダ付け管理工程を示す動作流れ図Operation flow chart showing the soldering management process

ここに積分値の比較対象である設定値は、チータチップの加熱終了時点までの積分値とすることができる(請求項2)。すなわちこの管理方法では、加熱終了時点(ハンダ付け終了時点)をこの積分値により決定するものである。またこの管理方法は、他の適宜手段によってハンダ付けを終了させた場合にこのハンダ付けが適切であったか否かを判定するものであってもよい。   Here, the set value to be compared with the integral value can be an integral value up to the end of heating of the cheetah chip (claim 2). That is, in this management method, the heating end point (soldering end point) is determined based on the integral value. Moreover, this management method may determine whether or not this soldering is appropriate when the soldering is terminated by other appropriate means.

ハンダ付けの適否を判定する場合は、設定値をヒータチップの適切な加熱終了に対応する積分値を含む所定範囲として設定し、ヒータチップの加熱終了時点での積分値がこの所定範囲内にあればハンダ付けは適切とし、この所定範囲外にあればハンダ付けは不適切とする(請求項3)。   When determining whether soldering is appropriate or not, the set value is set as a predetermined range including an integral value corresponding to the end of proper heating of the heater chip, and the integrated value at the end of heating of the heater chip is within this predetermined range. If it is out of this predetermined range, soldering is inappropriate (Claim 3).

この場合にはハンダ付けの終了を示す加熱終了時点は別の方法によって判別するが、この加熱終了時点は前記特許文献1に示されているように、加熱時間で設定しておくことができる(請求項4)。この加熱終了時点は、ハンダの溶融に伴ってヘッド(ヒータチップ)が下降するので、この下降を検出した時点で設定するものであってもよい(請求項5)。 In this case, the heating end point indicating the end of soldering is determined by another method, but this heating end point can be set by the heating time as shown in Patent Document 1 ( Claim 4). Since the head (heater chip) descends as the solder melts, this heating end time may be set when the descending is detected .

請求項6の管理装置において、設定値はチータチップの加熱終了時点までの積分値を設定し、主制御手段はヒータチップ温度の時間積分値が前記設定値に一致した時にヒータチップの加熱を停止するものとすることができる(請求項7)。   7. The management apparatus according to claim 6, wherein the set value is an integral value up to the end of heating of the cheetah chip, and the main control means stops heating the heater chip when the time integral value of the heater chip temperature matches the set value. (Claim 7).

しかし積分値によってハンダ付けの良否を判定することも可能であり、この場合には、設定値を適切な加熱終了に対応する積分値を含む所定範囲として設定しておく。そして主制御手段は、ヒータチップ温度の時間積分値が前記設定値の所定範囲に入っていればハンダ付けは適切とし、所定範囲から外れていればハンダ付けは不適切と判定する(請求項8)。   However, it is also possible to determine the quality of soldering based on the integral value. In this case, the set value is set as a predetermined range including the integral value corresponding to the appropriate heating end. The main control means determines that the soldering is appropriate if the time integral value of the heater chip temperature is within a predetermined range of the set value, and that the soldering is inappropriate if it is outside the predetermined range. ).

図1において、符号10は加圧式接合装置であり、ヒータチップ12をワーク14に対してコイルばね16を介して押圧し、ヒータチップ12にパルス電流を供給して発熱させることによってワーク14をハンダ付けするものである。この加圧式接合装置10は基台部18と、その上面に設けた水平なワーク保持台20と、上方へ起立する支柱部22とを有する。支柱部22には、前記ワーク保持台20側の上方に折曲された略逆L字状の保持部24が固定されている。この保持部24の上部は、ワーク保持台20に保持したワーク14の上方に延出している。   In FIG. 1, reference numeral 10 denotes a pressure bonding apparatus, which presses the heater chip 12 against the work 14 via a coil spring 16 and supplies the pulse current to the heater chip 12 to generate heat, thereby soldering the work 14. It is a thing to attach. This pressurizing type joining apparatus 10 has a base part 18, a horizontal work holding base 20 provided on the upper surface thereof, and a column part 22 standing upward. A substantially inverted L-shaped holding portion 24 that is bent upward on the workpiece holding base 20 side is fixed to the support portion 22. The upper portion of the holding portion 24 extends above the work 14 held on the work holding base 20.

保持部24の上部にはアクチュエータとしてのエアシリンダ26が固定されている。このエアシリンダ26は、その出力軸であるピストン軸28を垂直にして保持部24の上面に固定したものである。ピストン軸28は保持部24に設けた開口30から下方に突出している。なおこのピストン軸28の中心軸線は垂直であり前記ワーク14を通る。   An air cylinder 26 as an actuator is fixed to the upper portion of the holding portion 24. The air cylinder 26 is fixed to the upper surface of the holding portion 24 with a piston shaft 28 serving as an output shaft thereof being vertical. The piston shaft 28 protrudes downward from an opening 30 provided in the holding portion 24. The central axis of the piston shaft 28 is vertical and passes through the workpiece 14.

ピストン軸28の上端はシリンダ26から上方へ突出し、ここにストローク設定ダイヤル32が螺合している。このダイヤル32はピストン軸28の押下ストロークを設定する。シリンダ26内は、ピストン軸28に固定したピストン34により上空気室と下空気室に区画され、上・下空気室の一方にエアポンプ34の空気圧が昇降制御手段36で制御されて供給され、この時他方からは空気が排気される。空気を供給する空気室を切り換えることにより、ピストン軸28を上下動させることができる。   An upper end of the piston shaft 28 protrudes upward from the cylinder 26, and a stroke setting dial 32 is screwed therein. The dial 32 sets the pressing stroke of the piston shaft 28. The inside of the cylinder 26 is divided into an upper air chamber and a lower air chamber by a piston 34 fixed to a piston shaft 28. The air pressure of the air pump 34 is supplied to one of the upper and lower air chambers by being controlled by an elevation control means 36. Air is exhausted from the other time. By switching the air chamber that supplies air, the piston shaft 28 can be moved up and down.

エアシリンダ26の下方には、上下一対のばねケース38、40が支持部22に上下スライド可能に保持されている。すなわちこれらのばねケース38、40にはスライドブロック38a、40aが固定され、これらは支持部22に固定したスライドレール42に互いに独立して上下動自在に保持されている。ばねケース38、40は対向面側が開口し、これらの開口内に前記ピストン軸28の中心軸線上に位置する前記コイルばね16が収容されている。   Below the air cylinder 26, a pair of upper and lower spring cases 38 and 40 are held by the support portion 22 so as to be slidable up and down. That is, slide blocks 38 a and 40 a are fixed to the spring cases 38 and 40, and these are held by a slide rail 42 fixed to the support portion 22 so as to be movable up and down independently of each other. The opposite sides of the spring cases 38 and 40 are open, and the coil spring 16 positioned on the central axis of the piston shaft 28 is accommodated in these openings.

コイルばね16は、後記するようにヒータチップ12がワーク14を加圧した状態で、上下のばねケース38、40の対向面間に間隙ができるように、その長さが設定されている。なお前記ストローク設定ダイヤル32は、ピストン軸28が上のばねケース38を押し下げた時にピストン軸28の最大下降量を設定する。   The length of the coil spring 16 is set so that a gap is formed between the opposing surfaces of the upper and lower spring cases 38 and 40 in a state where the heater chip 12 pressurizes the workpiece 14 as will be described later. The stroke setting dial 32 sets the maximum lowering amount of the piston shaft 28 when the piston shaft 28 pushes down the upper spring case 38.

上のばねケース38内には、コイルばね16の上端が下方から当接するフリーピストン44が上下動自在に収容され、このフリーピストン44の上面には偏芯カム46が転接している。偏芯カム46の水平なカム軸48は、その一端がばねケース38を貫通して突出するようにばねケース38回転自在に保持され、この突出端にダイヤル50が固定されている。このダイヤル50の回転によって偏芯カム46が回転し、フリーピストン44の高さを調節可能としている。この結果後記するように、ヒータチップ12がワーク14を押圧するコイルばね16のばね力が調節可能になる。   A free piston 44 with which the upper end of the coil spring 16 abuts from below is accommodated in the upper spring case 38 so as to be movable up and down, and an eccentric cam 46 is in rolling contact with the upper surface of the free piston 44. The horizontal cam shaft 48 of the eccentric cam 46 is rotatably held by the spring case 38 so that one end thereof protrudes through the spring case 38, and the dial 50 is fixed to the protruding end. The eccentric cam 46 is rotated by the rotation of the dial 50 so that the height of the free piston 44 can be adjusted. As a result, as will be described later, the spring force of the coil spring 16 by which the heater chip 12 presses the workpiece 14 can be adjusted.

下のばねケース40の下端にはシャンク52を介してヒータチップ12が固定されている。ヒータチップ12は幅広の電気抵抗材を略U字状に形成したものであり、給電端子(図示せず)から供給されるパルス電流によって発熱する。このヒータチップ12の先端付近には熱電対からなる温度センサー54が固定されている。   The heater chip 12 is fixed to the lower end of the lower spring case 40 via a shank 52. The heater chip 12 is formed by forming a wide electric resistance material in a substantially U shape, and generates heat by a pulse current supplied from a power supply terminal (not shown). A temperature sensor 54 made of a thermocouple is fixed near the tip of the heater chip 12.

図1において56は温度制御手段であり、前記温度センサー54が検出するヒータチップ12の先端温度θを監視して、この温度θを主制御手段58が出力する指令温度θとなるようにヒータチップ12に供給するパルス電流iを制御する。すなわちヒータチップ温度θを指令温度θにするようにパルス電流iを変化させる。 56 in FIG. 1 is a temperature control means, a heater by monitoring the tip temperature theta heater chip 12 where the temperature sensor 54 detects, as the temperature theta is the main control unit 58 becomes instruction temperature theta t to output The pulse current i supplied to the chip 12 is controlled. That changes the pulse current i to the heater chip temperature theta in instruction temperature theta t.

ここに指令温度θは、時間と共に変化する加熱特性を持つ。主制御手段58はまた、前記の昇降制御手段34に対してヒータチップ12の昇降位置を制御する高さ信号hを送出する。昇降制御手段34は、この高さ信号hに基づいてエアシリンダ26の上下の空気室に供給する空気圧を切り換え、ヒータチップ12の高さとヒータチップ12のワーク14に対する押圧力を制御する。 Here, the command temperature θ t has a heating characteristic that changes with time. The main control means 58 also sends a height signal h for controlling the elevation position of the heater chip 12 to the elevation control means 34. The elevation control means 34 switches the air pressure supplied to the upper and lower air chambers of the air cylinder 26 based on the height signal h, and controls the height of the heater chip 12 and the pressing force of the heater chip 12 against the work 14.

温度制御手段56は、ヒータチップ12の温度θを積分手段60に送る。ここに温度θは、時間tと共に変化する時間tの関数である。この積分手段60は、ヒータチップ温度θが始点設定手段62により設定されたハンダ溶融温度よりも低い所定温度θ0に到達すると、この温度θ0を始点としてヒータチップ温度θの時間積分値Sを継続して求める。すなわちこの積分値Sは、温度θと微小時間経過dtとの積(θ・dt)を始点θ0の時点t0からチータチップ加熱終了の時点t2まで時間について加算(積分)したものである。この積分値Sは、図3における斜線部分の面積に対応する。 The temperature control unit 56 sends the temperature θ of the heater chip 12 to the integration unit 60. Here, the temperature θ is a function of time t that varies with time t. When the heater chip temperature θ reaches a predetermined temperature θ 0 lower than the solder melting temperature set by the starting point setting means 62, the integrating means 60 calculates the time integrated value S of the heater chip temperature θ from the temperature θ 0 as a starting point. Continue to seek. In other words, the integral value S is obtained by adding (integrating) the product (θ · dt) of the temperature θ and the minute time lapse dt with respect to time from the time point t 0 at the start point θ 0 to the time point t 2 at the end of the cheetah chip heating. . This integrated value S corresponds to the area of the hatched portion in FIG.

ここに加熱終了時点t2は、積分値設定手段64で設定される積分値設定値S0を前記積分手段60で求めた積分値Sと比較し、これらが一致(S0=S)することを前記主制御手段58で検出した時点である。 Here, at the heating end point t 2 , the integral value set value S 0 set by the integral value setting means 64 is compared with the integral value S obtained by the integral means 60, and these values coincide (S 0 = S). Is detected by the main control means 58.

次にこの実施例の動作を図2、3を用いて説明する。まず始点となる温度θ0を始点設定手段62に設定し、また積分値設定値S0を積分値設定手段64に設定する(図2のステップS100)。昇降制御手段34は主制御手段58の高さ指令hに基づいてヒータチップ(すなわちヘッド)12を下降させる。ヒータチップ12の位置(ヘッド位置)がワーク14に到達しその押圧力が所定圧になると、主制御手段34はヒータチップ12にパルス電流を供給し、ヒータチップ12を所定の加熱特性に基づいて加熱する(ステップS102)。 Next, the operation of this embodiment will be described with reference to FIGS. First, the temperature θ 0 as the starting point is set in the starting point setting means 62, and the integral value setting value S 0 is set in the integral value setting means 64 (step S100 in FIG. 2). The elevation control means 34 lowers the heater chip (that is, the head) 12 based on the height command h of the main control means 58. When the position (head position) of the heater chip 12 reaches the work 14 and the pressing force reaches a predetermined pressure, the main control means 34 supplies a pulse current to the heater chip 12, and the heater chip 12 is controlled based on predetermined heating characteristics. Heat (step S102).

ヒータチップ12の温度すなわちヘッド温度θが始点温度θ0になると(ステップS104)、この時点t0から積分手段60はθの時間積分を開始する(ステップS106)。主制御手段58は、この積分値Sが設定値S0に到達すると(ステップS108)、その時点t2を加熱終了時点としてヒータチップ12へのパルス電流供給を停止する(ステップS110)。このためヒータチップ12の温度θが下降する。 When the temperature of the heater chip 12, that is, the head temperature θ becomes the starting point temperature θ 0 (step S104), the integrating means 60 starts time integration of θ from this time t 0 (step S106). The main control unit 58, when the integrated value S reaches the set value S 0 (step S108), and stops the pulse current supply to the heater chip 12 to the time t 2 as a heating end (step S110). For this reason, the temperature θ of the heater chip 12 decreases.

なおハンダの加熱中にハンダがその溶融温度に到達すると、その溶融の進行につれてヒータチップ12はコイルばね16の復帰力(押圧力)により次第に下降する。ヘッド位置pは加熱中はワーク14に当たってその下降位置がp1に保たれる。そしてハンダの溶融が始まるとヘッド位置pが下降して一定高さp2になる。図3においてAは、ヒータチップ12が下降を開始する時点を示す。 When the solder reaches its melting temperature during the heating of the solder, the heater chip 12 is gradually lowered by the restoring force (pressing force) of the coil spring 16 as the melting proceeds. The head position p is in contact with the workpiece 14 during heating and the lowered position is kept at p 1 . The head position p is lowered to constant height p 2 when solder melting begins. In FIG. 3, A indicates a time point when the heater chip 12 starts to descend.

ヒータチップ12がAから下降開始して、高さp2になる時点がヒータチップ12の加熱終了時点t2に一致していれば、加熱量の不足が無く、無駄な加熱時間も無くなり、理想的なハンダ付けが行われる。従来装置では、この加熱終了時点t2が理想的ハンダ付けになるように加熱中の到達温度θ1の持続時間Tによって設定していた。図3でヘッド位置pの変位特性p3はこの理想的な時のヘッド位置変化を示している。 If the time when the heater chip 12 starts to descend from A and reaches the height p 2 coincides with the heating end time t 2 of the heater chip 12, there is no shortage of heating amount, and there is no wasted heating time. Soldering is performed. In the conventional apparatus, the end time t 2 of heating is set by the duration T of the reached temperature θ 1 during heating so that ideal soldering is performed. Displacement characteristic p 3 of the head position p in Fig. 3 shows the head position changes when this ideal.

なおこの図3には参考のために、ハンダが理想的な場合p3より早く溶融開始してヘッドの下降開始が早い場合をp4で示し、ハンダの溶融開始が遅れた場合をp5で示している。これらp4やp5の場合は、例えばワーク14の大きさ、温度、放熱性、ワークの変形などによって生じ得るものである。この発明では、一定の加熱時間Tに変えて、積分値Sを一定にしているので、このようなバラツキの発生を防ぐことが可能になるものである。 Note that for reference in FIG. 3, the solder has started melting earlier than the ideal case p 3 shows the case starts lowering of the head is fast at p 4, a case where solder melting start is delayed by p 5 Show. In the case of p 4 and p 5 , for example, it may be caused by the size, temperature, heat dissipation, deformation of the workpiece 14 or the like. In the present invention, since the integral value S is made constant instead of the constant heating time T, it is possible to prevent such variation.

以上のようにしてハンダ終了時点t2で加熱が終了すると、ヒータチップ温度θが次第に下降する。そしてハンダ凝固温度以下に冷えることを検出すると、ヒータチップ12を上昇させて、一回のハンダ付けを終了する(ステップS112)。 When heated by the solder termination time t 2 as described above is terminated, the heater chip temperature θ is lowered gradually. When it is detected that the temperature is lower than the solder solidification temperature, the heater chip 12 is raised, and one soldering is finished (step S112).

前記実施例では積分値Sを設定値S0と比較して両者が一致することによりヒータチップ12の加熱を終了する。すなわち、ヒータチップ12へのパルス電流の供給を停止するものである。しかしこの実施例2では、積分値Sと設定値S0との比較に変えて、ハンダ付け終了後に(ヒータチップ12の加熱を終了した後に)積分値Sが設定値S0を含む所定範囲に入っているかを判定し、適切なハンダ付けであるか否かの判定を行うものである。なお図4では、前記図1と同一箇所には同一符号を付したのでその説明は繰り返さない。 In the above-described embodiment, the integral value S is compared with the set value S 0, and when both match, the heating of the heater chip 12 is terminated. That is, the supply of the pulse current to the heater chip 12 is stopped. However, in the second embodiment, instead of comparing the integrated value S with the set value S 0 , the integrated value S falls within a predetermined range including the set value S 0 after the soldering is finished (after the heating of the heater chip 12 is finished). It is determined whether it is inserted, and it is determined whether or not the soldering is appropriate. In FIG. 4, the same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated.

この場合ハンダ付けの終了時点は、他の方式により決定するものとする。例えば前記した図3に示すように、加熱中の到達温度θ1の時間Tで設定するもの、ハンダ溶融に伴って下降するヘッドの下降を検出してから設定時間経過後に冷却するもの(特許文献2参照)、あるいは温度θの変化曲線の傾き(接線の微分値)変化で設定するもの、などであってもよい。この実施例2では、適宜方式により加熱終了を検出した時に、この終了点が適切であるかどうかを判定するものである。 In this case, the end point of soldering is determined by another method. For example, as shown in FIG. 3 described above, the temperature is set at the time T of the ultimate temperature θ 1 during heating, or the head is cooled after the set time elapses after detecting the head descending as the solder melts (Patent Document) 2), or a value set by changing the slope (tangential differential value) of the change curve of the temperature θ. In Example 2, when the end of heating is detected by an appropriate method, it is determined whether or not this end point is appropriate.

この実施例2は、図4に示すように、理想的な積分値Sを含む積分値範囲Sl〜Shの設定手段64Aを備え、主制御手段58Aはハンダ付けの終了を検出すると共に、積分手段60が求める積分値Sがこの積分値範囲に含まれているか否かを判定する。すなわちSl<S<Shが成立する時にはハンダ付けは適正であると判定し、不成立であれば不適切と判定する。適正であれば次のワーク14のハンダ付けに移る。不適切であれば適宜の警告手段により警告させたり、主制御手段58Aや他の装置にそのハンダ不良箇所についてのデータを記憶させる。 The second embodiment, as shown in FIG. 4, the comprising a setting means 64A of the integral value range S l to S h including the ideal integration value S, the main control unit 58A detects the end of the soldering, It is determined whether or not the integral value S obtained by the integrating means 60 is included in this integral value range. That is, when S 1 <S <S h is satisfied, it is determined that the soldering is appropriate, and when it is not satisfied, it is determined as inappropriate. If it is appropriate, the process proceeds to soldering of the next work 14. If inadequate, warning is made by appropriate warning means, or data on the solder defective portion is stored in the main control means 58A or another device.

この実施例2の動作を示す図5においては、前記図2と対応するステップには同一の符号を付した。この実施例2が図2と異なるのは、ステップS100Aで積分値Sに変えて積分値の範囲Sl〜Shを設定することと、外部あるいは主制御手段58Aで検出するハンダ付け終了(加熱終了)を示す信号(ステップS150)によってヒータチップ12の加熱を停止し冷却することと(ステップS152)、ヒータチップ12の加熱停止・冷却・ヘッド上昇させることと(ステップS154)、主制御手段58Aで積分値Sが設定範囲内に入っているかを判定して(ステップS156)、範囲外ならハンダ付け不適切として警報を出したりこのハンダ付け部位を記憶しておくこと(ステップS158)、である。 In FIG. 5 showing the operation of the second embodiment, the same reference numerals are given to the steps corresponding to FIG. Differs from the second embodiment is that of FIG. 2, and setting the range S l to S h of the integral value in place of the integrated value S in step S100A, soldering termination detecting an external or main control unit 58A (heating The heating of the heater chip 12 is stopped and cooled by a signal indicating (end) (step S150) (step S152), the heating of the heater chip 12 is stopped, cooled and the head is raised (step S154), and the main control means 58A. In step S156, it is determined whether the integrated value S is within the set range (step S156). If the integrated value S is out of the range, an alarm is given as inappropriate soldering, and the soldered part is stored (step S158). .

10 加圧式接合装置
12 ヒータチップ(ヘッド)
14 ワーク
16 コイルばね
18 ヒータチップ
34 昇降制御手段
56 温度制御手段
58、58A 主制御手段
60 積分手段
62 始点設定手段
64 積分値設定手段
64A 積分値範囲設定手段
10 Pressure Bonding Device 12 Heater Chip (Head)
14 Workpiece 16 Coil spring 18 Heater chip 34 Elevating control means 56 Temperature control means 58, 58A Main control means 60 Integration means 62 Start point setting means 64 Integral value setting means 64A Integral value range setting means

Claims (8)

パルス電流によりヒータチップの温度管理を行いながらハンダ付けを行うパルスヒート方式のハンダ付け管理方法において、
ヒータチップがワークに到達しその押圧力が所定圧になると、前記ヒータチップを加熱開始し、前記ヒータチップの前記パルス電流を制御することにより前記ヒータチップの先端温度を所定の加熱特性に基づいて制御する一方、ハンダ溶融温度よりも低い所定温度を始点とし所定の加熱終了時点までの前記ヒータチップ温度の時間積分値を継続して求め、前記ヒータチップ温度の時間積分値を設定値と比較することによって、ハンダ付けの管理を行うことを特徴とするパルスヒート方式のハンダ付け管理方法。
In the soldering management method of the pulse heat method that performs soldering while performing the temperature management of the heater chip by the pulse current,
When the heater chip reaches the workpiece and the pressing force reaches a predetermined pressure, heating of the heater chip is started, and the tip temperature of the heater chip is controlled based on predetermined heating characteristics by controlling the pulse current of the heater chip. On the other hand, the time integrated value of the heater chip temperature is continuously obtained from a predetermined temperature lower than the solder melting temperature as a starting point until the predetermined heating end time, and the time integrated value of the heater chip temperature is compared with a set value. A soldering management method of a pulse heat system, characterized in that soldering management is performed.
加熱終了時点は前記時間積分値が前記設定値となった時点とし、前記設定値は理想的ハンダ付け時におけるヒータチップの加熱終了時点までの前記時間積分値である請求項1のパルスヒート方式のハンダ付け管理方法。 Heating the end is the time when the time integral value is equal to the set value, the set value of the pulse heat method of claim 1 wherein said time integral value to heating the end of the heater chip during ideal soldering Soldering management method. 設定値は、ヒータチップ温度がハンダ溶融温度よりも低い所定温度となる始点から適切な加熱終了時点に対応する前記ヒータチップ温度の時間積分値を含む所定範囲として設定し、ヒータチップの加熱終了時点での前記時間積分値がこの所定範囲内にあればハンダ付けは適切とし、この所定範囲外にあればハンダ付けは不適切とする請求項1のパルスヒート方式のハンダ付け管理方法。 The set value is set as a predetermined range including a time integral value of the heater chip temperature corresponding to an appropriate heating end time from a starting point at which the heater chip temperature becomes a predetermined temperature lower than the solder melting temperature. 2. The pulse heat type soldering management method according to claim 1 , wherein the soldering is appropriate if the time integration value at is within the predetermined range, and the soldering is inappropriate if it is outside the predetermined range. 加熱終了時点は、ハンダ溶融温度よりも低い所定温度を始点として設定される一定の加熱時間で設定される請求項3のパルスヒート方式のハンダ付け管理方法。 4. The pulse heat type soldering management method according to claim 3, wherein the heating end point is set with a predetermined heating time set starting from a predetermined temperature lower than the solder melting temperature . 加熱終了時点は、ハンダ溶融に伴うヘッド下降して所定の高さになった時点で設定し、この時点までの前記時間積分値が所定範囲内にあるか否かによってハンダ付けの適否を判定する請求項のパルスヒート方式のハンダ付け管理方法。 Heating the end sets when the head due to the solder melting becomes lowered a predetermined height, determining the appropriateness of soldering depending on whether the time integral value up to this point is within a predetermined range The soldering management method of the pulse heat system according to claim 3 . パルス電流によりヒータチップの温度管理を行いながらハンダ付けを行うパルスヒート方式のハンダ付け管理装置において
ヒータチップをワークに対してばねを介して押圧するばね加圧式接合装置と
ヒータチップを昇降制御する昇降制御手段と
ヒータチップ温度を検出する温度センサーと
ヒータチップに供給する加熱電流を制御して前記ヒータチップの先端温度を所定の加熱特性に基づいて制御する温度制御手段と
ハンダ溶融温度よりも低い所定温度を設定する始点設定手段と
前記始点設定手段の設定温度を始点として所定の加熱終了時点まで前記ヒータチップ温度の時間積分値を継続して求める積分手段と
ヒータチップがワークに到達しその押圧力が所定圧になると、前記ヒータチップを加熱開始するようにヒータチップの昇降およびヒータチップ温度を制御すると共に、前記積分手段で求めた積分値を設定値と比較することによってハンダ付けの管理を行う主制御手段と
を備えることを特徴とするパルスヒート方式のハンダ付け管理装置。
In the soldering management device of the pulse heat type that performs soldering while controlling the temperature of the heater chip with the pulse current ;
A spring pressurizing joining device that presses the heater chip against the workpiece via a spring ;
Elevating control means for elevating and controlling the heater chip ;
A temperature sensor for detecting the heater chip temperature ;
Temperature control means for controlling the heating current supplied to the heater chip to control the tip temperature of the heater chip based on predetermined heating characteristics ;
Starting point setting means for setting a predetermined temperature lower than the solder melting temperature ;
And integrating means for obtaining continuously a time integral value of the heater tip temperature to a predetermined heating end as a starting point the set temperature of the start point setting means;
When the heater chip reaches the workpiece and the pressing force reaches a predetermined pressure, the heater chip is controlled to move up and down and the heater chip temperature so as to start heating the heater chip, and the integrated value obtained by the integrating means is set as a set value. A main control means for managing the soldering by comparing ;
A soldering management apparatus of a pulse heat system characterized by comprising:
設定値は前記始点からヒータチップの加熱終了時点までの前記ヒータチップ温度の時間積分値設定され、主制御手段はヒータチップ温度の時間積分値が前記設定値に一致した時にヒータチップの加熱を停止する請求項のパルスヒート方式のハンダ付け管理装置。 Set value is set by the time integral value of the heater tip temperature to heating the end of the start point Karahi Tachippu, the heating of the heater chip when the main control means for time integration value of the heater chip temperature matches the set value The soldering management apparatus of the pulse heat system according to claim 6 , which is stopped. 設定値は適切な加熱終了に対応する前記時間積分値を含む所定範囲として設定され、主制御手段はヒータチップ温度の時間積分値を前記設定値と比較してハンダ付けの適否を判定する請求項のパルスヒート方式のハンダ付け管理装置。 The set value is set as a predetermined range including the time integral value corresponding to an appropriate heating end, and the main control means determines the suitability of soldering by comparing the time integral value of the heater chip temperature with the set value. 6 pulse heat type soldering management device.
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