JP6406693B2 - 半田処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、半田を基板上に供給して溶融させる半田処理装置に関する。

近年、多くの機器に電子部品を実装した電子回路が搭載されている。電子回路の形成工程においては、リード線を基板上の配線パターンに接合するための半田付け処理が行われる。

このような処理を効率良く行うことの出来る装置として、半田を基板上に供給して溶融させる半田処理装置が利用されている。半田処理装置は、例えば、半田鏝の内部を通るようにして半田片を基板上へ供給し、半田鏝の熱によってその半田を溶融させる。特許文献１には、供給された半田片を加熱溶融させて半田付けを行うように構成された装置が開示されている。

特許第5184359号公報

しかし、従来の半田処理装置では、半田付け処理等の各工程は主に時間によって管理されており、基板上へ半田が供給されない等の不具合を検知することは容易ではない。半田処理装置においては、このような不具合の検知が容易となっていることが望ましい。

本発明は上記事情に鑑み、基板上へ半田が供給されない等の不具合の検知を、容易に行うことが可能となる半田処理装置の提供を目的とする。

本発明に係る半田処理装置は、半田を基板上に供給して溶融させる半田処理装置であって、前記供給の経路である供給孔を有し略筒形状で、前記略筒形状の先端部が前記基板に近接又は接触して、前記供給された半田を溶融させる半田鏝部と、前記供給孔を通るように半田を前記基板上へ落下させて供給する半田供給部とを備え、前記供給された半田の少なくとも一部が前記供給孔内で原形を留めた状態にて、前記溶融を進行させるようにし、前記半田鏝部の側面の、前記溶融が始まる前の半田の上端位置である第１位置より下側の位置を含む領域にスリットを有する構成とする。

本構成によれば、基板上へ半田が供給されない等の不具合の検知を、容易に行うことが可能となる。

また、上記構成としてより具体的には、前記スリットの領域は、前記略筒形状の先端部から２５ｍｍ以内の範囲に収まっている構成としてもよく、前記半田鏝部の軸方向と鉛直方向とのなす角度が１５度以内である構成としてもよい。また、上記構成としてより具体的には、前記スリットの幅２ｍｍ以下である構成としてもよく、前記スリットの長さが０．５ｍｍ〜２０ｍｍの範囲内である構成としてもよい。

また、上記構成としてより具体的には、前記スリットの領域は、前記溶融が完了した半田の上端位置である第２位置より、上側の位置を含んでいる構成としてもよい。また、上記構成としてより具体的には、前記スリットの領域は、前記溶融が完了した半田の上端位置である第２位置より、下側の位置を含んでいる構成としてもよい。また、上記構成としてより具体的には、前記スリットを介して前記供給孔内の半田を検出する検出手段を備えた構成としてもよい。

また、上記構成としてより具体的には、前記スリットを介し、第１位置から第２位置までの範囲内における所定位置にて、半田が存在するか否かを検出する検出手段と、前記検出手段からの検出信号の経時変化によって、前記半田鏝部への半田の供給および半田の溶融を判定する第１判定手段とを備える構成としてもよい。

また、上記構成としてより具体的には、前記半田供給部から前記半田鏝部へ半田が供給されるようにしてから、前記第１判定手段が、前記半田鏝部に半田が供給されたと判定するまでの時間を計測する第１計測手段と、前記第１計測手段によって計測された時間が所定の第１基準時間を超えた場合は処理異常と判断する第１異常判断手段とをさらに備える構成としてもよい。

また、上記構成としてより具体的には、前記第１判定手段が、前記半田供給部から前記半田鏝部に半田が供給されたと判定してから、前記第１判定手段が前記半田鏝部の半田が溶融したと判定するまでの時間を計測する第２計測手段と、前記第２計測手段によって計測された時間が所定の第２基準時間を超えた場合は処理異常と判定する第２異常判定手段とをさらに備える構成としてもよい。

また、上記構成としてより具体的には、第１異常判断手段と第２異常判定手段の少なくとも一方が処理異常と判定した場合に、異常を知らせる報知手段をさらに備える構成としてもよい。

また、上記構成としてより具体的には、前記第１基準時間および前記第２基準時間の少なくとも一方が、更新可能に設定される構成としてもよい。また、当該構成において、前記半田供給部による半田の供給量が調節可能であり、前記供給量に応じて、前記第１基準時間および前記第２基準時間の少なくとも一方を更新する更新手段を備えた構成としてもよい。

また、上記構成としてより具体的には、前記スリットを介し、第２位置より下側の所定位置にて、半田が存在するか否かを検出する検出手段を備え、前記検出手段からの検出信号の経時変化によって、前記半田鏝部へ半田が供給されたこと及び前記半田鏝部が前記基板から離間した後に、前記供給孔内に半田が残存していないことを判定する第２判定手段とを備える構成としてもよい。

また、上記構成としてより具体的には、前記半田供給部から前記半田鏝部へ半田が供給されるようにしてから、前記第２判定手段が、前記半田鏝部に半田が供給されたと判定するまでの時間を計測する第１計測手段と、前記第１計測手段によって計測された時間が所定の基準時間を超えた場合は処理異常と判断する第１異常判断手段とをさらに備える構成としてもよい。

また、上記構成としてより具体的には、第１異常判断手段が処理異常と判定した場合、又は前記第２判定手段が、前記半田鏝部が前記基板から離間した後に、前記供給孔内に半田が残存していることを検知した場合に、異常を知らせる報知手段をさらに備える構成としてもよい。

また、上記構成としてより具体的には、前記基準時間が更新可能に設定される構成としてもよい。また、当該構成において、前記半田供給部による半田の供給量が調節可能であり、前記供給量に応じて前記基準時間を更新する更新手段を備えた構成としてもよい。

また、上記構成としてより具体的には、前記半田鏝部の、前記スリットに対向する位置に貫通孔をさらに有し、前記検出手段は、前記スリット及び前記貫通孔を通るように前記供給孔内へ光を照射し、該照射された光の前記供給孔からの透過光に基づいて前記検出を行う構成としてもよい。

また、上記構成としてより具体的には、前記検出手段は、前記スリットを介して前記供給孔内へ光を照射し、該照射された光の反射光に基づいて前記検出を行う構成としてもよい。また、上記構成としてより具体的には、前記検出手段は、前記スリットを介して前記供給孔内の撮影を行い、該撮影により得られた画像に基づいて前記検出を行う構成としてもよい。

本発明に係る半田処理装置は、半田が溶融する前の静止した状態の検出を行うので、光等を利用した非接触センサーを用いても正確な検出ができる。

また、本発明に係る半田処理装置は、半田の溶融前と溶融後の供給孔内における半田の有無を検出するので、半田が半田鏝部に供給され且つ溶融したことを検出できる。

そしてまた、本発明に係る半田処理装置は、半田が溶融した後に、半田鏝部の供給孔内に半田が残存しているかどうかを検出するので、半田が基板に流れない異常を検出できる。

本実施形態に係る半田付けシステムの斜視図である。 第１実施形態に係る半田処理装置の断面図である。 第１実施形態に係る制御の流れに関するフローチャートである。 第１実施形態に係る半田付け処理の過程に関する説明図である。 第１実施形態に係る半田付け処理の過程に関する説明図である。 第１実施形態に係る半田付け処理の過程に関する説明図である。 第１実施形態に係る半田付け処理の過程に関する説明図である。 検出手段の他の例に関する説明図である。 検出手段の更に他の例に関する説明図である。 第２実施形態に係る半田処理装置の断面図である。 第２実施形態に係る制御の流れに関するフローチャートである。 第２実施形態に係る半田付け処理の過程に関する説明図である。 第２実施形態に係る半田付け処理の過程に関する説明図である。 第２実施形態に係る半田付け処理の過程に関する説明図である。 第２実施形態に係る半田付け処理の過程に関する説明図である。

本発明の実施形態について、第１実施形態と第２実施形態を例に挙げ、図面を参照しながら以下に説明する。なお、本発明の内容はこれらの実施形態に何ら限定されるものではない。また、以下の説明で用いる上下左右の方向は、図１に示す通りである。

１．第１実施形態
まず第１実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係る半田処理装置Ｘの斜視図であり、図２は、図１に示す半田処理装置Ｘを平面Ａ（半田鏝の中心軸を含み、上下左右に広がる平面）で切断した場合の断面図である。なお、図１では図の見易さを考慮して、支持部１の一部を切断して表示している。また、図２の右下側には、鏝先５の外観図を示している。

半田処理装置Ｘは、上方から糸半田Ｗ１を供給し、下部に設けられた半田鏝Ｓａを利用して、半田鏝Ｓａの下方に配置される基板（配線基板）へリード線を半田付けすることが可能である。図１および図２に示すように、半田処理装置Ｘは支持部１、カッターユニット２、駆動機構３、半田送り機構６、及び半田鏝Ｓａを備えている。

支持部１は、立設された平板状の壁体１１を備えている。カッターユニット２は、半田送り機構６によって送られた糸半田Ｗ１を所定長さの半田片に切断するものである。カッターユニット２は、摺動ガイド１３に固定されたカッター下刃２２と、カッター下刃２２の上部に配置され、摺動可能に配置されたカッター上刃２１とを備えている。また、カッターユニット２は、駆動機構３の後述する第２アクチュエータ３２によって、上下方向（カッター上刃２１の摺動方向と交差する方向）に駆動されるプッシャーピン２３を備えている（図２参照）。

図２に示すように、カッター上刃２１は、半田送り機構６にて送られた糸半田Ｗ１が挿入される貫通孔である上刃孔２１１と、プッシャーピン２３が挿入された貫通孔であるピン孔２１２とを備えている。上刃孔２１１の下端の辺縁部は切刃状に形成されている。カッター下刃２２は、上刃孔２１１を貫通した糸半田Ｗ１が挿入される貫通孔である下刃孔２２１を備えている。下刃孔２２１の上端の辺縁部は切刃状に形成されている。上刃孔２１１と下刃孔２２１とは、糸半田Ｗ１が挿入されている状態で、糸半田Ｗ１と交差する方向にずれることで、互いの切刃によって糸半田Ｗ１を半田片に切断する。

上刃孔２１１とピン孔２１２とは、カッター上刃２１の摺動方向に並んで設けられている。カッター上刃２１は、上刃孔２１１と下刃孔２２１とが上下に重なる位置と、ピン孔２１２と下刃孔２２１とが上下に重なる位置との間を摺動する。

図２に示すように、駆動機構３は、カッター下刃２２に固定されカッター上刃２１を摺動させる第１アクチュエータ３１と、カッター上刃２１に取り付けられ、プッシャーピン２３を駆動する第２アクチュエータ３２とを備えている。第１アクチュエータ３１は、カッター下刃２２に固定されたシリンダ３１１と、シリンダ３１１の内部に配置され、供給される空気の圧力で伸縮するピストンロッド３１２とを備えている。ピストンロッド３１２の先端部分がカッター上刃２１に固定されており、ピストンロッド３１２の伸縮動作によってカッター上刃２１が摺動する。

なお、半田処理装置Ｘは、ピストンロッド３１２がシリンダ３１１に収納されたとき、カッター上刃２１が右端にあり、ピン孔２１２が下刃孔２２１と上下に重なるようになっている。また、半田処理装置Ｘは、ピストンロッド３１２がシリンダ３１１から最も突出したとき、図２に示すようにカッター上刃２１が左端にあり、上刃孔２１１が下刃孔２２１と上下に重なるようになっている。

第２アクチュエータ３２は、カッター上刃２１に固定されたシリンダ３２１と、プッシャーピン２３を備えている。プッシャーピン２３は、シリンダ３２１の空気圧で伸縮するピストンロッドの先端に固定されている。第２アクチュエータ３２は、ピン孔２１２と下刃孔２２１とが上下に重なっている状態のとき、ピストンロッドを伸長させることで、プッシャーピン２３を下刃孔２２１に挿入し、ピストンロッドをシリンダ３２１に収容することでプッシャーピン２３を下刃孔２２１から抜く。カッターユニット２によって切断された半田片が下刃孔２２１に残っている場合でも、このプッシャーピン２３の動作によって、押し出される。

半田送り機構６は、鏝先５（供給孔５１）へ糸半田Ｗ１を供給するものであり、糸半田Ｗ１を送る一対の送りローラ６１と、送りローラ６１で送られる糸半田Ｗ１をガイドするガイド管６２とを備えている。一対の送りローラ６１は、支持部１に取り付けられており、糸半田Ｗ１を挟むとともに、回転することで糸半田Ｗ１を下方に送る。送りローラ６１は回転角度（回転数）によって、送り出す糸半田Ｗ１の長さを決定している。半田処理装置Ｘは、例えば外部からの指示等に応じてこの長さを変更することにより、鏝先５への半田の供給量を調節するようになっていても良い。

ガイド管６２は、弾性変形可能な管体であり、上端は、送りローラ６１の糸半田Ｗ１が送り出される部分に近接して配置されている。また、ガイド管６２の下端はカッター上刃２１の摺動に追従して移動するものであり、上刃孔２１１に連結されている。ガイド管６２はカッター上刃２１が摺動する範囲で引っ張られたり、突っ張ったりしないように設けられている。

また、図１および図２に示すように、半田鏝Ｓａは、カッターユニット２の下方に固定されている。半田鏝Ｓａの詳細について以下に説明する。

半田鏝Ｓａは、ヒーターユニット４と、ヒーターユニット４に取り付けられた鏝先５を備えている。図２に示すように、ヒーターユニット４は、通電によって発熱する半田付け用のヒーター４１と、ヒーター４１を取り付けるためのヒーターブロック４２とを備えている。

ヒーターブロック４２は円筒形状を有しており、外周面には、ヒーター４１が巻き付けられている。ヒーターブロック４２は、軸方向の下端部に鏝先５をとりつけるための断面円形状の凹部４２１と、凹部４２１の底部の中心部から反対側に貫通する半田供給孔４２２とを備えている。図２に示すように、ヒーターブロック４２は、カッター下刃２２の下部に設けられたヒーターブロック固定板２５に固定されている。これにより下刃孔２２１は、ヒーターブロック４２の半田供給孔４２２、および鏝先５の供給孔５１に連通している。

鏝先５は、半田に対して非濡れ性の部材であり、上下方向（軸方向）に伸びる円筒形状となっている。鏝先５の中央部分には、軸方向に延びる供給孔５１が形成されている。鏝先５は、高い熱伝導率を有する材質により形成されている。鏝先５の材質としては、窒化アルミニウム、タングステンカーバイド、またはボロンナイトライドのセラミック材質などが好適である。

鏝先５は、半田鏝Ｓａの本体に対して着脱可能であり、装着時には上部がヒーターブロック４２の凹部４２１に挿入して配置され、下端部がヒーターブロック４２より下方に突出する。この状態において、鏝先５の供給孔５１と半田供給孔４２２とが連通する。カッターユニット２で切断された糸半田は、下刃孔２２１から半田供給孔４２２を介して供給孔５１に供給される。

半田鏝Ｓａで半田付けを行う場合、ヒーターブロック４２を介してヒーター４１の熱が伝達され、その熱で供給孔５１に供給された半田片を溶融する。半田処理装置Ｘは、筒形状の鏝先５を上下方向へ移動させることが可能であり、鏝先５の先端を基板Ｂｄへ十分近づけた状態で半田付けを行うことが出来る。

また、鏝先５の側面には、供給孔５１内を側面から露出させるスリット５２が設けられている。そして半田処理装置Ｘには、図２に示すように、スリット５２を介して供給孔５１内の半田を検出する検出手段７１が設けられている。検出手段７１は、スリット５２を介して供給孔５１内の撮影を行い、この撮影により得られた画像に基づいて当該検出を行う。

なお、図２に示すように、供給孔５１内において検出手段７１によって撮影される上下方向の位置は、位置Ｐ_０となっている。これにより検出手段７１は、供給孔５１内の位置Ｐ_０に半田が存在するときには、半田が有ること（半田有り）を検出し、供給孔５１内の位置Ｐ_０に半田が存在しないときには、半田が無いこと（半田無し）を検出する。検出手段７１は、当該検出の結果を示す検出信号を継続的に出力する。なお、検出手段７１は、移動手段(不図示)によって検出位置を調節するようにしても良い。

また、半田処理装置Ｘには、当該装置が正常に機能するように各種動作を制御する制御機構ＣＳ（不図示）が設けられている。制御機構ＣＳは、例えばＭＰＵやＣＰＵ等の論理回路を備え、第１アクチュエータ３１、第２アクチュエータ３２、ヒーター４１、およびローラ６１等を制御する機能を有している。また、制御機構ＣＳは、半田処理装置Ｘ（少なくとも鏝先５を含む部分）の上下方向等への移動を制御する機能を有しており、更に、鏝先５の温度情報（例えば非接触センサー或いは熱電対により検出される）を継続的に取得することが可能となっている。

また、検出手段７１は、供給孔５１内における半田の有無（位置Ｐ_０における半田の有無）を示す検出信号を、継続的に制御機構ＣＳへ出力するようになっている。これにより制御機構ＣＳは、この検出信号に基づいて各種動作を制御することが可能である。

更に、制御機構ＣＳは、所定条件が満たされたときに警報を発することが可能となっている。この警報は、ユーザに所定の不具合が生じたことを報知するためのものであり、例えば、既定のディスプレイ表示、ランプの点灯や点滅、音声出力などによって実現され得る。

制御機構ＣＳは、基板Ｂｄへリード線Ｌｅを半田付けするための一連の動作が適切に遂行されるように、各部を制御する。当該制御の流れについて、図３に示すフローチャートを参照しながら以下に説明する。

半田処理装置Ｘへ半田付け処理の実行指示が与えられると、制御機構ＣＳは所定の初期設定処理を実行する（ステップＳ１）。この初期設定処理には、鏝先５を基板Ｂｄに近接又は接触させるように半田処理装置Ｘを移動させる処理、ヒーター４１の発熱を開始させる処理、および各初期値をリセットする処理が含まれる。なお、この段階では、図４に示すように供給孔５１内へ半田は供給されていないため、検出手段７１は「半田無し」を検出することになる。

初期設定処理の実行後、制御機構ＣＳは時間Ｔ０のカウントを開始する（ステップＳ２）。そして制御機構ＣＳは、時間Ｔ０が既定の基準時間Ｖ０に達するまで、鏝先５が正常な温度（半田を適切に溶融させ得る既定温度）となったか否かを監視する（ステップＳ３〜Ｓ４）。当該監視の結果、時間Ｔ０が基準時間Ｖ０に達するまでに鏝先５が正常な温度とならなかった場合には（ステップＳ４のＹｅｓ）、制御機構ＣＳは第１警報を発する（ステップＳ５）。第１警報によって、ユーザは、鏝先５の温度制御等に不具合があったことを知ることが出来る。

一方、時間Ｔ０が基準時間Ｖ０に達するまでに鏝先５が正常な温度となった場合には（ステップＳ３のＹｅｓ）、制御機構ＣＳは、ローラ６１や各アクチュエータ（３１、３２）を制御して糸半田Ｗ１を切断し、供給孔５１を通るように所定長さの半田片Ｗ２を落下させるようにして、鏝先５（基板Ｂｄ上）へ半田片Ｗ２が供給されるようにする（ステップＳ６）。

その後、制御機構ＣＳは時間Ｔ１のカウントを開始する（ステップＳ７）。そして制御機構ＣＳは、時間Ｔ１が既定の基準時間Ｖ１に達するまで、検出手段７１によって「半田有り」が検出されるか否かを監視する（ステップＳ８〜Ｓ９）。

ここで、半田片Ｗ２が基板Ｂｄ上へ正しく供給された直後（半田片Ｗ２の溶融が始まる前）の様子を、図５に示す。本図に示すように、供給された半田片Ｗ２は、基板Ｂｄ或いはリード線Ｌｅに支えられた格好で供給孔５１内に残っており、このときの半田片Ｗ２の上端位置は第１位置Ｐ_１である。なお、基板Ｂｄ或いはリード線Ｌｅと鏝先５との位置関係、および、半田片Ｗ２のサイズ等は決まっているため、第１位置Ｐ_１もこれに応じて決まる。

更に、図５に示すように、検出手段７１によって撮影される位置Ｐ_０は、第１位置Ｐ_１より下側に設定されている。そのため、半田片Ｗ２が基板Ｂｄ上へ正しく供給された場合には、図５に示す通り、検出手段７１によって「半田有り」が検出され、逆に半田片Ｗ２が基板Ｂｄ上へ供給されない場合には、検出手段７１により「半田無し」が検出され続けることになる。

そこで当該監視（ステップＳ８〜Ｓ９）の結果、時間Ｔ１が基準時間Ｖ１に達するまでに「半田有り」が検出されなかった場合には（ステップＳ９のＹｅｓ）、制御機構ＣＳは第２警報を発する（ステップＳ１０）。第２警報によって、ユーザは、半田片Ｗ２の供給に不具合があったこと（例えば、半田片Ｗ２が途中で詰まり落下しなかったこと等）を知ることが出来る。

一方、時間Ｔ１が基準時間Ｖ１に達するまでに「半田有り」が検出された場合には（ステップＳ８のＹｅｓ）、制御機構ＣＳは時間Ｔ２のカウントを開始する（ステップＳ１１）。そして制御機構ＣＳは、時間Ｔ２が既定の基準時間Ｖ２に達するまで、検出手段７１によって「半田無し」が検出されるか否かを監視する（ステップＳ１２〜Ｓ１３）。

ここで、鏝先５からの熱により半田片Ｗ２の溶融が進行していき、当該溶融が完了したとき（半田片Ｗ２の全体が溶融したとき）の様子を、図６に示す。本図に示すように、溶融済み半田Ｗ３は供給孔５１内に残存しており、このときの溶融済み半田Ｗ３の上端位置は第２位置Ｐ_２である。供給された半田片Ｗ２や供給孔５１のサイズ等は決まっているため、第２位置Ｐ_２もこれに応じて決まる。

更に、図６に示すように、検出手段７１によって撮影される位置Ｐ_０は、第２位置Ｐ_２より上側に設定されている。そのため、半田片Ｗ２の溶融が完了した場合には、検出手段７１によって「半田無し」が検出され、逆に半田片Ｗ２の溶融が進行しない場合には、検出手段７１により「半田有り」が検出され続けることになる。

そこで、当該監視（ステップＳ１２〜Ｓ１３）の結果、時間Ｔ２が基準時間Ｖ２に達するまでに「半田無し」が検出されなかった場合には（ステップＳ１３のＹｅｓ）、制御機構ＣＳは第３警報を発する（ステップＳ１４）。第３警報によって、ユーザは、半田片Ｗ２の加熱等に不具合があったことを知ることが出来る。

一方、時間Ｔ２が基準時間Ｖ２に達するまでに「半田無し」が検出された場合には（ステップＳ１２のＹｅｓ）、制御機構ＣＳは、例えば、鏝先５の温度が所定値以下となるのを監視することにより、溶融済み半田Ｗ３の固化を待機する（ステップＳ１５）。その後、制御機構ＣＳは、図７に示すように、鏝先５を基板Ｂｄから離間させるように半田処理装置Ｘを移動させる（ステップＳ１６）。この段階で、今回の半田付け処理は正常に完了したことになる。

また、スリット５２を介して供給孔５１内の半田を検出する手段としては、上述した検出手段７１（供給孔５１内の撮影により得られた画像に基づいて検出を行う手段）の形態に限られず、他の形態の手段が採用されても構わない。当該他の形態について、具体例を挙げて以下に説明する。

一例としては図８に示すように、光の照射とその反射光を受光する機能を備えた検出手段（「検出手段７２」とする）が挙げられる。検出手段７２は、スリット５２を介して供給孔５１内へ光を照射し、この照射された光の反射光に基づいて、供給孔５１内の半田を検出するように構成されている。光が照射される位置での半田片の有無によって、反射光の量などが異なることになる。検出手段７２は、この原理を利用して供給孔５１内の半田を検出することが可能である。

また、他の例としては図９に示すように、発光部７３ａと受光部７３ｂを備えた検出手段（「検出手段７３」とする）が挙げられる。検出手段７３は、鏝先５のスリット５２に対向する位置（供給孔５１を挟んで反対側の側面）に貫通孔５３が設けられた場合に、利用することが可能である。

発光部７３ａは、スリット５２及び貫通孔５３を順に通るように供給孔５１内へ光を照射し、受光部７３ｂは、貫通孔５３から漏れ出す光（該照射された光の供給孔５１からの透過光）を受光する。光が照射される位置での半田片の有無によって、透過光の量などが異なることになる。検出手段７３は、この原理を利用して供給孔５１内の半田を検出することが可能である。

また、鏝先５に形成されるスリット５２や貫通孔５３の大きさ等については、例えば図９の各パターンに示すように、種々の形態が採用され得る。なお、パターンＡの場合には、スリット５２が大きく設けられ、貫通孔５３は小さく設けられている。また、パターンＢの場合には、スリット５２と貫通孔５３は何れも大きく設けられ、パターンＣの場合には、スリット５２と貫通孔５３は何れも小さく設けられている。

以上の通り第１実施形態では、鏝先５の側面の第１位置Ｐ_１（溶融が始まる前の半田片Ｗ２の上端位置）より下側の位置を含む領域にスリット５２が設けられており、かつ、スリット５２の領域は、溶融済み半田Ｗ３（溶融が完了した半田）の上端位置である第２位置Ｐ_２より上側の位置を含んでいる。

そして、第１実施形態の半田処理装置Ｘは、検出手段（スリット５２を介し、第１位置Ｐ_１から第２位置Ｐ_２までの範囲内における所定位置Ｐ_０にて、半田が存在するか否かを検出する手段）と、第１判定手段（検出手段からの検出信号の経時変化によって、鏝先５への半田の供給および半田の溶融を判定する手段）と、第１計測手段（半田送り機構６から鏝先５へ半田が供給されるようにしてから、第１判定手段が、鏝先５に半田が供給されたと判定するまでの時間Ｔ１を計測する手段）とを有している。

更に、第１実施形態の半田処理装置Ｘは、第１異常判断手段（第１計測手段によって計測された時間Ｔ１が基準時間Ｖ１を超えた場合は処理異常と判断する手段）と、第２計測手段（第１判定手段が半田送り機構６から鏝先５に半田が供給されたと判定してから、第１判定手段が鏝先５の半田が溶融したと判定するまでの時間Ｔ２を計測する手段）と、第２異常判定手段（第２計測手段によって計測された時間Ｔ２が基準時間Ｖ２を超えた場合は処理異常と判定する手段）とを有している。

また更に、第１実施形態の半田処理装置Ｘは、第１異常判断手段と第２異常判定手段の少なくとも一方が処理異常と判定した場合に、異常を知らせる（警報を発する）報知手段をさらに備えている。なお、上記の各基準時間（Ｖ１、Ｖ２）の少なくとも一方は、更新可能に設定されることが望ましい。

特に、半田送り機構６による半田の供給量が調節可能である場合、半田処理装置Ｘは、当該供給量に応じて各基準時間（Ｖ１、Ｖ２）の少なくとも一方を更新する更新手段を備えていることが望ましい。これにより半田の供給量が変更されても、その変更に応じて各基準時間（Ｖ１、Ｖ２）を更新し、処理異常を適切に判別することが可能となる。

２．第２実施形態
次に第２実施形態について各図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明では、第１実施形態と異なる部分の説明に重点をおき、第１実施形態と共通する部分については説明を省略することがある。

図１０は、第２実施形態に係る半田処理装置Ｘの断面図（図２の場合と同様の視点による図）である。なお、図１０では、ヒーターブロック固定板２５より上側の部分（第１実施形態と同じ構成である）については表示を省略している。

本図に示すように第２実施形態における検出手段７１は、第１実施形態に比べて、供給孔５１内の下方寄りの箇所を撮影するように設定されている。より具体的に説明すると、供給孔５１内において検出手段７１によって撮影される位置Ｐ_０’、第２位置Ｐ_２（溶融済み半田Ｗ３の上端位置）よりも下側となっている（図１４を参照）。

また、検出手段７１による位置Ｐ_０’の撮影を可能とするように、スリット５２の領域は、第２位置Ｐ_２より下側の位置を含むように設定されている。図１０に示すスリット５２は、鏝先５の下端にまで達しているが、検出手段７１による位置Ｐ_０’の撮影が可能である限り、スリット５２の具体的形態は特に限定されない。

第２実施形態における制御機構ＣＳも、基板Ｂｄへリード線Ｌｅを半田付けするための一連の動作が適切に遂行されるように、各部を制御する。第２実施形態における当該制御の流れについて、図１１に示すフローチャートを参照しながら以下に説明する。なお、第２実施形態における制御内容は、主に、ステップＳ１１〜Ｓ１６の処理がステップＳ２１〜Ｓ２４に置換わっている点で、第１実施形態とは異なっている。

半田処理装置Ｘへ半田付け処理の実行指示が与えられると、制御機構ＣＳは、第１実施形態の場合と同様の初期設定処理を実行する（ステップＳ１）。なお、この段階では、図１２に示すように供給孔５１内へ半田は供給されていないため、検出手段７１は「半田無し」を検出することになる。

初期設定処理の実行後、制御機構ＣＳは時間Ｔ０のカウントを開始する（ステップＳ２）。そして制御機構ＣＳは、時間Ｔ０が既定の基準時間Ｖ０に達するまで、鏝先５が正常な温度となったか否かを監視する（ステップＳ３〜Ｓ４）。当該監視の結果、時間Ｔ０が基準時間Ｖ０に達するまでに鏝先５が正常な温度とならなかった場合には（ステップＳ４のＹｅｓ）、制御機構ＣＳは第１警報を発する（ステップＳ５）。

一方、時間Ｔ０が基準時間Ｖ０に達するまでに鏝先５が正常な温度となった場合には（ステップＳ３のＹｅｓ）、制御機構ＣＳは、ローラ６１や各アクチュエータ（３１、３２）を制御して糸半田Ｗ１を切断し、供給孔５１を通るように所定長さの半田片Ｗ２を落下させるようにして、鏝先５へ（基板Ｂｄ上へ）半田片Ｗ２が供給されるようにする（ステップＳ６）。

その後、制御機構ＣＳは時間Ｔ１のカウントを開始する（ステップＳ７）。そして制御機構ＣＳは、時間Ｔ１が既定の基準時間Ｖ１に達するまで、検出手段７１によって「半田有り」が検出されるか否かを監視する（ステップＳ８〜Ｓ９）。

半田片Ｗ２が基板Ｂｄ上へ正しく供給された直後（半田片Ｗ２の溶融が始まる前）の様子を、図１３に示す。本図のように、検出手段７１によって撮影される位置Ｐ_０’は、第１位置Ｐ_１より下側に設定されている。そのため、半田片Ｗ２が基板Ｂｄ上へ正しく供給された場合には、図１３に示す通り検出手段７１によって「半田有り」が検出され、逆に半田片Ｗ２が基板Ｂｄ上へ供給されない場合には、検出手段７１により「半田無し」が検出され続けることになる。

そこで当該監視（ステップＳ８〜Ｓ９）の結果、時間Ｔ１が基準時間Ｖ１に達するまでに「半田有り」が検出されなかった場合には（ステップＳ９のＹｅｓ）、制御機構ＣＳは第２警報を発する（ステップＳ１０）。

一方、時間Ｔ１が基準時間Ｖ１に達するまでに「半田有り」が検出された場合（ステップＳ８のＹｅｓ）、すなわち半田片Ｗ２が基板Ｂｄ上へ正しく供給された場合には、制御機構ＣＳは、半田片Ｗ２が一旦溶融してから（溶融済み半田Ｗ３となってから）固化するのを待機する（ステップＳ２１）。この待機する間、制御機構ＣＳは、半田片Ｗ２が一旦溶融してから固化するように、ヒーター４１の温度を適切に制御する。そして制御機構ＣＳは、例えば鏝先５の温度が所定温度（半田が固化する温度）にまで下がったときに、溶融済み半田Ｗ３が固化したと判断する。

ここで、鏝先５からの熱により半田片Ｗ２の溶融が進行していき、当該溶融が完了したとき（半田片Ｗ２の全体が溶融したとき）の様子を、図１４に示す。第１実施形態の場合と同様に、溶融済み半田Ｗ３の上端位置は第２位置Ｐ_２である。但し第２実施形態の場合には、検出手段７１によって撮影される位置Ｐ_０’は第２位置Ｐ_２より下側であるため、半田片Ｗ２の溶融が進行しても、検出手段７１は「半田有り」を検出したままとなる。

溶融済み半田Ｗ３が固化したと判断すると、次に制御機構ＣＳは、鏝先５を基板Ｂｄから離間させるように半田処理装置Ｘを移動させる（ステップＳ２２）。鏝先５を基板Ｂｄから離間させた後、制御機構ＣＳは、検出手段７１によって「半田無し」が検出されるか否かを判別する（ステップＳ２３）。

ここで、図１５に、鏝先５を基板Ｂｄから離間させた状態を示す。なお、図１５（Ａ）は、固化した溶融済み半田Ｓ３が基板Ｂｄ上に固着した場合の状態（正常な状態）を示している。この場合、固化した溶融済み半田Ｓ３は供給孔５１内に残っていないため、検出手段７１は「半田無し」を検出することになる。

また、図１５（Ｂ）は、固化した溶融済み半田Ｓ３が何らかの要因により基板Ｂｄに固着せず、供給孔５１内に残ってしまった状態（異常な状態）を示している。この場合、固化した溶融済み半田Ｓ３は供給孔５１内（位置Ｐ_０’を含む箇所）に残っているため、検出手段７１は「半田有り」を検出したままとなる。

すなわち第２実施形態では、検出手段７１による検出結果を利用して、供給孔５１内に半田が残ってしまう異常を判別することが可能である。制御機構ＣＳは、鏝先５を基板Ｂｄから離間させた後も「半田有り」が検出されたままの場合には（ステップＳ２３のＮｏ）、所定の第４警報を発する（ステップＳ２４）。

第４警報によって、ユーザは、供給孔５１内に半田が残ってしまう異常があったことを、知ることが出来る。一方、鏝先５を基板Ｂｄから離間させた後に「半田無し」が検出された場合には（ステップＳ２３のＹｅｓ）、当該異常は生じなかったとみなされ、今回の半田付け処理は正常に完了する。

また、第２実施形態においても第１実施形態の場合と同様に、スリット５２を介して供給孔５１内の半田を検出する手段としては、上述した検出手段７１（供給孔５１内の撮影により得られた画像に基づいて検出を行う手段）の形態に限られず、他の形態の手段が採用されても構わない。当該他の形態の具体例については、第１実施形態の場合と同様、図８に示すように光の照射とその反射光を受光する機能を備えた検出手段７２や、図９に示すように発光部７３ａと受光部７３ｂを備えた検出手段７３など挙げられる。

以上の通り第２実施形態では、鏝先５の側面の第１位置Ｐ_１（溶融が始まる前の半田片Ｗ２の上端位置）より下側の位置を含む領域にスリット５２が設けられており、かつ、スリット５２の領域は、溶融済み半田Ｗ３（溶融が完了した半田）の上端位置である第２位置Ｐ_２より下側の位置を含んでいる。

そして第２実施形態の半田処理装置Ｘは、検出手段（スリット５２を介し、第２位置Ｐ_２より下側の所定位置Ｐ_０’にて、半田が存在するか否かを検出する手段）と、第２判定手段（検出手段からの検出信号の経時変化によって、鏝先５へ半田が供給されたこと及び鏝先５が基板Ｂｄから離間した後に、供給孔５１内に半田が残存していないことを判定する手段）とを備えている。

また、第２実施形態の半田処理装置Ｘは、第１計測手段（半田送り機構６から鏝先５へ半田が供給されるようにしてから、第２判定手段が、鏝先５に半田が供給されたと判定するまでの時間Ｔ１を計測する手段）と、第１異常判断手段（第１計測手段によって計測された時間Ｔ１が所定の基準時間Ｖ１を超えた場合は処理異常と判断する手段）とをさらに備えている。

また更に、第２実施形態の半田処理装置Ｘは、第１異常判断手段が処理異常と判定した場合、又は第２判定手段が、鏝先５が基板Ｂｄから離間した後に、供給孔５１内に半田が残存していることを検知した場合に、異常を知らせる（警報を発する）報知手段をさらに備えている。

なお、上記の基準時間Ｖ１は、更新可能に設定されることが望ましい。特に、半田送り機構６による半田の供給量が調節可能である場合、半田処理装置Ｘは、当該供給量に応じて基準時間Ｖ１を更新する更新手段を備えていることが望ましい。これにより半田の供給量が変更されても、その変更に応じて基準時間Ｖ１を更新し、処理異常を適切に判別することが可能となる。

４．その他
以上に説明した各実施形態の半田処理装置Ｘは、半田を基板Ｂｄ上に供給して溶融させる装置であり、前記供給の経路である供給孔５１を有し略筒形状で、この略筒形状の先端部が基板Ｂｄに近接又は接触して、前記供給された半田を溶融させる半田鏝部（鏝先５）と、供給孔５１を通るように半田を基板Ｂｄ上へ落下させて供給する半田供給部（半田送り機構６等）とを備えている。

また、半田処理装置Ｘは、前記供給された半田の少なくとも一部が供給孔５１内で原形を留めた状態にて、前記溶融を進行させるようにする。更に、半田処理装置Ｘは、鏝先５の側面の、前記溶融が始まる前の半田の上端位置である第１位置Ｐ_１より下側の位置を含む領域にスリット５２を有する。そのため半田処理装置Ｘによれば、基板Ｂｄ上へ半田が供給されない等の不具合の検知を、容易に行うことが可能となっている。

なお、各実施形態におけるスリットの形状やサイズ等は、半田処理装置Ｘの仕様や用途などに応じて適切に設定することが可能である。例えば、スリット５２の領域が前記略筒形状（スリーブ）の先端部から２５ｍｍ以内の範囲に収まるように設定しても良く、半田の流出防止等の観点から、スリット５２の幅が２ｍｍ以下であるように設定しても良い。また、スリット５２の長さ（上下方向のサイズ）が０．５ｍｍ〜２０ｍｍの範囲内となるように設定しても良い。

また、供給孔５１における半田のスムーズな落下や半田の付着防止等の観点から、鏝先５の軸方向は出来るだけ鉛直方向に近いことが好ましく、特に、鏝先５の軸方向と鉛直方向とのなす角度が１５度以内であることが望ましい。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこの内容に限定されるものではない。また、本発明の実施形態は、発明の趣旨を逸脱しない限り、種々の改変を加えることが可能である。

１ 支持部
２ カッターユニット
３ 駆動機構
４ ヒーターユニット
５ 鏝先
６ 半田送り機構
１１ 壁体
１３ 摺動ガイド
２１ カッター上刃
２２ カッター下刃
２３ プッシャーピン
３１ 第１アクチュエータ
３２ 第２アクチュエータ
４１ ヒーター
４２ ヒーターブロック
４３ ヒーターブロック保持部
５１ 供給孔
６１ 送りローラ
６２ ガイド管
２１１ 上刃孔
２１２ ピン孔
２２１ 下刃孔
３１１ シリンダ
３１２ ピストンロッド
３２１ シリンダ
４２１ 凹部
４２２ 半田供給孔
Ｘ 半田処理装置
Ｓａ 半田鏝
Ｗ１ 糸半田
Ｗ２ 半田片
Ｗ３ 溶融済み半田
Ｂｄ 基板
Ｌｅ リード線

Claims (22)

1. 半田を基板上に供給して溶融させる半田処理装置であって、
   前記供給の経路である供給孔を有し略筒形状で、前記略筒形状の先端部が前記基板に近接又は接触して、前記供給された半田を溶融させる半田鏝部と、
   前記供給孔を通るように半田を前記基板上へ落下させて供給する半田供給部と
   を備え、
   前記供給された半田の少なくとも一部が前記供給孔内で原形を留めた状態にて、前記溶融を進行させるようにし、
   前記半田鏝部の側面の、前記溶融が始まる前の半田の上端位置である第１位置より下側の位置を含む領域にスリットを有することを特徴とする半田処理装置。
2. 前記スリットの領域は、前記半田鏝部の先端部から２５ｍｍ以内の範囲に収まっている請求項１に記載の半田処理装置。
3. 前記半田鏝部の軸方向と鉛直方向とのなす角度が１５度以内である請求項１又は２に記載の半田処理装置。
4. 前記スリットの幅が２ｍｍ以下である請求項１から請求項３の何れかに記載の半田処理装置。
5. 前記スリットの長さが０．５ｍｍ〜２０ｍｍの範囲内である請求項１から請求項４の何れかに記載の半田処理装置。
6. 前記スリットの領域は、前記溶融が完了した半田の上端位置である第２位置より、上側の位置を含んでいる請求項１に記載の半田処理装置。
7. 前記スリットの領域は、前記溶融が完了した半田の上端位置である第２位置より、下側の位置を含んでいる請求項１に記載の半田処理装置。
8. 前記スリットを介して前記供給孔内の半田を検出する検出手段を備えた請求項１から請求項７の何れかに記載の半田処理装置。
9. 前記スリットを介し、第１位置から第２位置までの範囲内における所定位置にて、半田が存在するか否かを検出する検出手段と、
   前記検出手段からの検出信号の経時変化によって、前記半田鏝部への半田の供給および半田の溶融を判定する第１判定手段と
   を備える請求項６に記載の半田処理装置。
10. 前記半田供給部から前記半田鏝部へ半田が供給されるようにしてから、前記第１判定手段が、前記半田鏝部に半田が供給されたと判定するまでの時間を計測する第１計測手段と、
    前記第１計測手段によって計測された時間が所定の第１基準時間を超えた場合は処理異常と判断する第１異常判断手段と
    をさらに備える請求項９に記載の半田処理装置。
11. 前記第１判定手段が、前記半田供給部から前記半田鏝部に半田が供給されたと判定してから、前記第１判定手段が前記半田鏝部の半田が溶融したと判定するまでの時間を計測する第２計測手段と、
    前記第２計測手段によって計測された時間が所定の第２基準時間を超えた場合は処理異常と判定する第２異常判定手段と
    をさらに備える請求項１０に記載の半田処理装置。
12. 第１異常判断手段と第２異常判定手段の少なくとも一方が処理異常と判定した場合に、異常を知らせる報知手段をさらに備える請求項１１に記載の半田処理装置。
13. 前記第１基準時間および前記第２基準時間の少なくとも一方が、更新可能に設定される請求項１１または請求項１２に記載の半田処理装置。
14. 前記半田供給部による半田の供給量が調節可能であり、
    前記供給量に応じて、前記第１基準時間および前記第２基準時間の少なくとも一方を更新する更新手段を備えた請求項１３に記載の半田処理装置。
15. 前記スリットを介し、第２位置より下側の所定位置にて、半田が存在するか否かを検出する検出手段を備え、
    前記検出手段からの検出信号の経時変化によって、前記半田鏝部へ半田が供給されたこと及び前記半田鏝部が前記基板から離間した後に、前記供給孔内に半田が残存していないことを判定する第２判定手段と
    を備える請求項７に記載の半田処理装置。
16. 前記半田供給部から前記半田鏝部へ半田が供給されるようにしてから、前記第２判定手段が、前記半田鏝部に半田が供給されたと判定するまでの時間を計測する第１計測手段と、
    前記第１計測手段によって計測された時間が所定の基準時間を超えた場合は処理異常と判断する第１異常判断手段と
    をさらに備える請求項１５に記載の半田処理装置。
17. 第１異常判断手段が処理異常と判定した場合、又は前記第２判定手段が、前記半田鏝部が前記基板から離間した後に、前記供給孔内に半田が残存していることを検知した場合に、異常を知らせる報知手段をさらに備える請求項１６に記載の半田処理装置。
18. 前記基準時間が更新可能に設定される請求項１６または請求項１７に記載の半田処理装置。
19. 前記半田供給部による半田の供給量が調節可能であり、
    前記供給量に応じて前記基準時間を更新する更新手段を備えた請求項１８に記載の半田処理装置。
20. 前記半田鏝部の、前記スリットに対向する位置に貫通孔をさらに有し、
    前記検出手段は、
    前記スリット及び前記貫通孔を通るように前記供給孔内へ光を照射し、該照射された光の前記供給孔からの透過光に基づいて前記検出を行う請求項８から請求項１９の何れかに記載の半田処理装置。
21. 前記検出手段は、
    前記スリットを介して前記供給孔内へ光を照射し、該照射された光の反射光に基づいて前記検出を行う請求項８から請求項１９の何れかに記載の半田処理装置。
22. 前記検出手段は、
    前記スリットを介して前記供給孔内の撮影を行い、該撮影により得られた画像に基づいて前記検出を行う請求項８から請求項１９の何れかに記載の半田処理装置。