JP6928631B2 - 高周波誘導加熱ヘッドと、それを用いた高周波誘導加熱装置 - Google Patents

Description

本発明は、高周波誘導加熱ヘッドと、それを用いた高周波誘導加熱装置に関するものである。

回路基板上における部品を、はんだ付けする方法として、回路基板の上下に、第１、第２のコア体を配置し、前記第１、第２のコア体に加熱コイルから磁束を供給することで、回路基板に実装された電子部品などのはんだ付けを行うものが提案されている（これに類似する先行文献としては下記特許文献１が存在する）。

また、回路基板の表面上に、一つの環状のコア体を配置し、このコア体に加熱コイルから磁束を供給するものも提案されている。
このコア体では、環状のコア体の一部に切り欠き部を設け、この切り欠き部を、はんだ場所に移動させ、この切り欠き部で、はんだを溶融させ、はんだ付けを行っている（これに類似する先行文献としては下記特許文献２が存在する）。

特開２０００−４２７３０号公報 特開２０１４−１２０６４９号公報

上記前者の先行技術では、回路基板の上下に、第１、第２のコア体を配置しているので、第１、第２のコア体で挟まれた回路基板上の、はんだ付け部だけを加熱することが出来るようになる。
したがって、回路基板上の他の電子部品などを不用意に加熱することが無くなるという利点がある。

しかしながら、回路基板の上下面には、他の部品が実装されており、しかもその大きさ、背の高さもまちまちであるので、それらを考慮して、第１、第２のコア体を、希望の場所に移動させるのは非常に難しく、生産性の向上が求められる。
そこで、後者の先行文献では、回路基板の表面上に、一つのコア体を配置し、このコア体に加熱コイルから磁束を供給する構成となっているので、コア体の移動は回路基板の表面上だけで行えば良く、その点では、作業性を向上できる。
しかしながら、この後者の先行文献では、コア体の切り欠き部の大きさは固定されたものであるので、はんだ付け部の状況、つまり、はんだ付けする部品の大きさや形状によっては、コア体を取り替える必要も発生し、その点では、生産性の向上が課題となる。

そこで、本発明は、生産性を向上させることを目的とするものである。

そして、この目的を達成するために本発明の高周波誘導加熱ヘッドは、回路基板の一面側において、それぞれの先端側に設けた加熱部が、第１の間隔を介して対向配置させられる第１及び第２のコア体と、これら第１及び第２のコア体の少なくとも一方を可動させ、前記第１のコア体の加熱部と前記第２のコア体の加熱部との間に存在する前記第１の間隔の距離を調整する可動機構と、前記第１及び第２のコア体に磁束を供給するコイルと、を備え、前記第１及び第２のコア体は、前記第１及び第２のコア体の加熱部以外の部分で、加熱時における、前記第１及び第２のコア体の加熱部間に存在する前記第１の間隔よりも小さな第２の間隔を介して磁気的に結合される構成にするとともに、前記第１のコア体の加熱部で、前記第２のコア体の加熱部に対向する部分と、前記第２のコア体の加熱部で、前記第１のコア体の加熱部に対向する部分には、それぞれの加熱部分を覆う保護層を設け、この保護層は、前記第１及び第２のコア体の加熱部の、それぞれが対向する方向に対して、水平方向に直交する方向において、中央部の層厚さよりも、両側部分の層厚さを薄くした構成とした。

以上のように本発明の高周波誘導加熱ヘッドは、回路基板の一面側において、それぞれの先端側に設けた加熱部が、第１の間隔を介して対向配置させられる第１及び第２のコア体と、これら第１及び第２のコア体の少なくとも一方を可動させ、第１のコア体の加熱部と第２のコア体の加熱部との間に存在する前記第１の間隔の距離を調整する可動機構とを備え、前記第１及び第２のコア体は、前記第１及び第２のコア体の加熱部以外の部分で、加熱時における、前記第１及び第２のコア体の加熱部間に存在する前記第１の間隔よりも小さな第２の間隔を介して磁気的に結合される構成としたものである。
このため、本発明においては、回路基板の一面上において、高周波誘導加熱ヘッドの加熱部で、加熱すべき部品の加熱をすることができ、生産性を高めることが出来る。

また、第１及び第２のコア体の加熱部の対向距離も可変できるので、加熱する部品の形状、大きさ等にも容易に対応でき、高周波誘導加熱ヘッドを交換する必要が無く、この点でも生産性を高めることが出来る。

さらに、本発明においては、第１のコア体の加熱部で、第２のコア体の加熱部に対向する部分と、第２のコア体の加熱部で、第１のコア体の加熱部に対向する部分には、それぞれの加熱部分を覆う保護層を設けたので、第１及び第２のコア体の加熱部間に、加熱すべき部品が、相対的に移動される状態となる時に、第１又は第２のコア体の加熱部に、加熱すべき部品が触れるのを、保護層が防ぎ、その結果として、加熱部の摩耗、損傷などを抑制することが出来る。

さらにまた、前記保護層は、第１、第２のコア体の加熱部の、それぞれが対向する方向に対して、水平方向に直交する方向において、中央部の層厚さよりも、両側部分の層厚さを薄くした構成としたので、第１、第２のコア体の加熱部間に、加熱すべき部品が、相対的に移動しやすくなる。
つまり、加熱される部品が、第１及び第２のコア体の加熱部間に相対的に移動される時には、その入り口側において、保護層の層厚さが薄いので、第１、第２のコア体の加熱部間には大きな隙間が存在し、その結果として、第１、第２のコア体の加熱部間に、加熱すべき部品が、相対的に移動しやすくなるのである。

また、保護層は、第１、第２のコア体の加熱部の、それぞれが対向する方向に対して、水平方向に直交する方向において、中央部の層厚さが、両側部分の層厚さよりも厚くなっているので、加熱すべき部品が、例えば、細いリード線で、傾斜した状態となっていた場合でも、好ましいはんだ付け作業が行える。
つまり、リード線が傾斜していても、第１、第２のコア体の加熱部の入り口側は、保護層が薄く、十分な隙間が存在するので、リード線は、第１、第２のコア体の加熱部間に相対的に移動することができ、しかも、その後、傾斜した状態のリード線が、第１、第２のコア体の加熱部間の中央部に相対的に移動する時には、傾斜側の保護膜に、リード線が当接し、リード線の傾斜状態を緩和する状態となり、これらの結果として、好ましいはんだ付け作業が行えるのである。

本発明の一実施形態にかかる高周波誘導加熱ヘッドを用いた高周波誘導加熱装置の斜視図である。 同、高周波誘導加熱装置の正面図である。 同、高周波誘導加熱装置の側面図である。 同、高周波誘導加熱装置の高周波誘導加熱ヘッドの一部を拡大した正面側斜視図である。 同、高周波誘導加熱装置の高周波誘導加熱ヘッドの動作を説明する図である。 同、高周波誘導加熱装置の高周波誘導加熱ヘッドの動作を説明する図である。 同、高周波誘導加熱装置を用いて、はんだ付けをするサンプルの一例を示す斜視図である。 同、高周波誘導加熱装置の高周波誘導加熱ヘッドの一部拡大斜視図である。 図８の高周波誘導加熱ヘッドの一部拡大正面図である。 図８の高周波誘導加熱ヘッドの一部拡大平面図である。 同、高周波誘導加熱装置の制御ブロック図である。 同、高周波誘導加熱装置の動作を説明するフローチャートである。 同、高周波誘導加熱装置の動作を説明するフローチャートである。 本発明の他の実施形態にかかる高周波誘導加熱装置の高周波誘導加熱ヘッドの一部拡大斜視図である。 図１４の高周波誘導加熱ヘッドの一部拡大正面図である。 図１４の高周波誘導加熱ヘッドの一部拡大平面図である。

以下、本発明の一実施形態を、添付図面を用いて説明する。

（実施の形態１）
図１〜図３は、高周波誘導加熱装置を示し、高周波誘導加熱ヘッド１と、ＸＹΘテーブル２とを備えている。
ＸＹΘテーブル２の可動枠２ａには、配線基板の一例として、プリント配線基板３が装着されている。

この実施形態で用いたプリント配線基板３には、その下面に、電子部品４が接着剤（図示せず）で仮止めされ、図７〜図１０に示すように、電子部品４の端子５は、プリント配線基板３に設けた貫通孔６を、下方から上方へと貫通し、その先端がプリント配線基板３の上方へと突出している。

また、図７〜図１０に示すように、プリント配線基板３の貫通孔６内、および、プリント配線基板３の上下面における貫通孔６の開口縁には、はんだ付けのためのランド７が、銅などによって設けられている。
さらに、ランド７には、予め、クリームはんだが塗布されている。また、ランド７の近傍に、糸はんだ（図示せず）を供給する場合もある。

本実施形態では、図１〜図３に示すように、プリント配線基板３の上面側において、高周波誘導加熱ヘッド１により、電子部品４の端子５、および、ランド７のクリームはんだを加熱し、クリームはんだを溶融させ、その一部を、貫通孔６内にも流入させ、これにより電子部品４の端子５を、ランド７部分、貫通孔６内に、電気的、機械的に接続するものである。
また、プリント配線基板３の上面側において、ランド７の近傍に、糸はんだを供給し、その糸はんだを、電子部品４の端子５、ランド７とともに加熱し、溶融した糸はんだを、ランド７上、および貫通孔６内に流入させ、これにより電子部品４の端子５を、ランド７部分、貫通孔６内に、電気的、機械的に接続する場合もある。

このように、はんだとしてはランド７上に塗布したクリームはんだや、ランド７上に供給する糸はんだが用いられるが、以降の説明では、ランド７上に、クリームはんだを塗布したものを例に、説明を続ける。
さて、そのようなはんだ付けを行う高周波誘導加熱ヘッド１は、図１〜図３に示すように、例えば、フェライトなどの軟磁性体よりなるコア体８、９を備えている。

コア体８、９は、それぞれ、Ｃの字状となっており、その開口側を対向させた状態で組み合わされている。
具体的には、コア体８は上方に、軸支部８ａ、中部に磁路部８ｂ、下方に加熱部８ｃを備えている。
同じく、コア体９は上方に、軸支部９ａ、中部に磁路部９ｂ、下方に加熱部９ｃを備えている。

そして、これらのコア体８、９を、上述のごとく、その開口側を対向させた状態で組み合わせる。
このとき、コア体８、９の軸支部８ａ、９ａは重ね合わされ、この状態で、それぞれの軸支部８ａ、９ａに設けた貫通孔（図示せず）に、回動支軸１０を貫通させている。
つまり、コア体８、９は、回動支軸１０の周りに、回動自在に支持されているのである。

コア体８、９について説明を続ける。
これらのコア体８、９は板状体で形成されているが、加熱部８ｃ、９ｃにおける、板厚方向の断面積（板厚方向に切断した場合に、そこに存在する断面の面積）は、磁路部８ｂ、９ｂや、軸支部８ａ、９ａ近傍における、板厚方向の断面積（板厚方向に切断した場合に、そこに存在する断面の面積）よりも小さくしている。

つまり、図８〜図１０に示すように、高周波誘導加熱ヘッド１によって、電子部品４の端子５、および、ランド７のクリームはんだを加熱し、クリームはんだを溶融させる場合には、コア体８、９の加熱部８ｃ、９ｃを端子５の両側に、近接（非接触状態）させるが、目標とする端子５、およびランド７部分に、磁束を集中させ、効果的に加熱すべく、コア体８、９の加熱部８ｃ、９ｃは小型化（板厚方向の断面積を小さくする）することが好ましい。

これに対して、磁路部８ｂ、９ｂや、軸支部８ａ、９ａは、磁束が通りやすいように、その板厚方向の断面積（板厚方向に切断した場合に、そこに存在する断面の面積）を、加熱部８ｃ、９ｃにおける、板厚方向の断面積（板厚方向に切断した場合に、そこに存在する断面の面積）よりも大きくする必要がある。

また、軸支部８ａ、９ａ近傍における、板厚方向の断面積（板厚方向に切断した場合に、そこに存在する断面の面積）を、それぞれの磁路部８ｂ、９ｂにおける、板厚方向の断面積（板厚方向に切断した場合に、そこに存在する断面の面積）よりも大きくしている。
これは、コア体８、９が開閉動作を行う場合でも、軸支部８ａ、９ａ間では、その重なり、摺動する部分に存在する隙間を介して、両者間に磁束が流れるので、軸支部８ａ、９ａの対向面積を大きくし、これにより、この軸支部８ａ、９ａ間で磁束が流れやすく、かつ、軸支部８ａ、９ａの一部に、磁束が集中しないようにするためである。

そのようなことを考慮し、軸支部８ａ、９ａの重なり部分に存在する隙間（第2の間隔）の距離を、加熱時における、加熱部８ｃ、９ｃ間に存在する距離（第1の間隔）よりも小さくし、軸支部８ａ、９ａでの磁気的結合が効果的に行われるようにしている。

また、この部分に関して別の表現で説明すると、コア体８、９は板状体で形成されているので、つぎのような表現でも説明される。
つまり、コア体８を平面視した場合、軸支部８ａは、磁路部８ｂ、加熱部８ｃよりも平面積が大きな状態となっている。
また、コア体９を平面視した場合、軸支部９ａは、磁路部９ｂ、加熱部９ｃよりも平面積が大きな状態となっている。

そして、このように面積を大きくした軸支部８ａを、図１〜図３のように重ねた状態で、コア体８、９を開閉させるので、軸支部８ａ、９ａは常に広い面積で、しかも狭い距離で対向することとなり、その結果として、軸支部８ａ、９ａ間における磁気抵抗は小さく、磁束の移動は効果的に行われる。

次に、コア体８、９を開閉動作させる構成について説明する。
コア体８、９を開閉動作（回動動作）させる回動支軸１０の一端は、基体１１の下部縦面に、ＸＹΘテーブル２と水平状態で固定されている。

基体１１の上部水平面には、モータ１２が固定されている。このモータ１２は、例えば特開２０１６−５９１７０号公報に示されるようなステッピングモータで構成された、一般的なものであるので、説明の煩雑化を避けるために、簡単な説明にとどめる。
つまり、この特開２０１６−５９１７０号公報に記載されたように、内部の、ローターマグネットのシャフトに雄ねじを形成し、このシャフトの雄ねじに、上下に移動する移動体１３を、螺合させている。

この移動体１３の下端は、コア体８、９の上方に配置された、連結部１４に連結されている。
また、連結部１４には、図１に示す左右方向に対向する状態で、リンク機構１５、１６が連結されている。

リンク機構１５、１６は周知の構造で、二枚の折れ曲げ板１５ａ、１５ｂ、１６ａ、１６ｂで構成され、上部の関節部分は、連結部１４の回動軸１４ａに回動自在に支持されている。
また、リンク機構１５の中部には、折れ曲げ板１５ａ、１５ｂを関節動作させるように、支軸１５ｃが設けられている。
同じように、リンク機構１６の中部には、折れ曲げ板１６ａ、１６ｂを関節動作させるように、支軸１６ｃが設けられている。

また、リンク機構１５の折れ曲げ板１５ｂ下部は、コア体９の軸支部９ａに、爪部１５ｄにより固定されている。
同じように、リンク機構１６の折れ曲げ板１６ｂ下部は、コア体８の軸支部８ａに、爪部１６ｄにより固定されている。

なお、リンク機構１５の折れ曲げ板１５ｂ下部も、リンク機構１６の折れ曲げ板１６ｂ下部も、基体１１に固定した回動支軸１０に対しては、回動自在となっている。

以上の構成で、モータ１２を正転させ、または逆転させることで、移動体１３を上下動させ、連結部１４も上下動させ、リンク機構１５、１６の折れ曲がり状態を可変することで、コア体８、９の加熱部８ｃ、９ｃを開閉動作させるのである。
つまり、電子部品４の端子５が細い場合には、コア体８、９の加熱部８ｃ、９ｃを接近（加熱部８ｃ、９ｃ間のギャップが狭い）させ、また、電子部品４の端子５が太い場合には、コア体８、９の加熱部８ｃ、９ｃを、広げる（加熱部８ｃ、９ｃ間のギャップを広げる）のである。

次に、コア体８、９の上下動について説明する。
コア体８、９や、モータ１２を支持した基体１１は、上下動機構１７に連結され、この上下動機構１７により基体１１を上下動させることで、コア体８、９も上下動させる。

上下動機構１７は、外周に螺旋状の溝が設けられたシャフト１８をモータ１９で正転、または逆転させ、シャフト１８の外周に螺合連結された連結体２０を上下動させ、連結体２０に固定された基体１１を上下動させ、これにより、コア体８、９を上下動させる構成となっている。
なお、モータ１９も、例えば特開２０１６−５９１７０号公報に示されるようなステッピングモータで構成された、一般的なものであるので、説明の煩雑化を避けるために、簡単な説明にとどめる。

このモータ１９は、上述したモータ１２とは異なり、内部のローターマグネットのシャフトに、シャフト１８を連結している。つまり、シャフト１８は回転動作を行うように構成されている。
また、連結体２０の上下動をスムーズに行わせるために、シャフト１８とは平行状態で支持軸２１も設けられ、これにより基体１１を固定した連結体２０は、シャフト１８と支持軸２１に支えられた状態で、上下動することになる。

次に、コア体８、９に磁束を供給するためのコイル２２について説明する。
このコイル２２は、内部に冷却水を循環させるパイプ形状のもので、一例として１ＭＨｚ、１００Ａの電流が供給される。
したがって、前記冷却水を安定的に供給するためにも、コイル２２は、ＸＹΘテーブル２の上方の定置に配置され、これ自体は基本的には可動させず、ＸＹΘテーブル２の可動枠２ａと、コア体８、９を可動させる。

図１〜図３は、ＸＹΘテーブル２によって、図７のプリント配線基板３の、はんだ付けする端子５が設定位置に移動配置された状態で、コア体８、９が下降させられた状態を示している。
つまり、はんだ付け時には、図１〜図３に示すように、コア体８、９の間に、コイル２２が存在する状態にしなければならないので、加熱部８ｃ、９ｃを開いた状態で、コア体８、９を、上方から下降させ、コア体８、９の間に、コイル２２が存在する状態とする。

次に、加熱すべき端子５の太さ、形状に対応する加熱部８ｃ、９ｃ間のギャップまで、コア体８、９を閉じ、その後、図８から図１０のように、コア体８、９を、端子５位置にまで下降させる。
そして、この状態でコイル２２に通電し、プリント配線基板３の上面側において、高周波誘導加熱ヘッド１によって、電子部品４の端子５、および、ランド７のクリームはんだを加熱し、ランド７のクリームはんだを溶融させ、その一部を、貫通孔６内にも流入させ、これにより電子部品４の端子５をランド７と、貫通孔６内に、電気的、機械的に接続するのである。

本実施形態では、図７に示すように、プリント配線基板３の上面側には、複数本の端子５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ、５ｆ、５ｇ、５ｈ、５ｉ、５ｊが存在している場合について説明する。
この内、端子５ａ〜５ｃはＹ方向に、断続的ながら直線的に配置され、また、端子５ｄ〜５ｅはＸ方向に、断続的ながら直線的に配置され、さらに、端子５ｆ〜５ｈはＹ方向に、断続的ながら直線的に配置され、また、端子５ｉ〜５ｊはＸ方向に、断続的ながら直線的に配置されている。

そこで、本実施形態では、端子５ａ〜５ｊを一筆書きにはんだ付けする状況を説明する。
まず、図８〜図１０のように、ＸＹΘテーブル２をＹ方向に移動させ、端子５ａを、コア体８、９の加熱部８ｃ、９ｃ間に移動させ、その状態で、コイル２２に通電し、高周波誘導加熱ヘッド１によって、電子部品４の端子５ａ、および、ランド７のクリームはんだを加熱し、ランド７のクリームはんだを溶融させ、その一部を、貫通孔６内にも流入させ、これにより電子部品４の端子５ａをランド７と、貫通孔６内に、電気的、機械的に接続する。ここで、一旦、コイル２２への通電を停止する。

次に、ＸＹΘテーブル２をＹ方向に移動させ、端子５ｂを、コア体８、９の加熱部８ｃ、９ｃ間に移動させ、その状態で、コイル２２に通電し、高周波誘導加熱ヘッド１によって、電子部品４の端子５ｂ、および、ランド７のクリームはんだを加熱し、ランド７のクリームはんだを溶融させ、その一部を、貫通孔６内にも流入させ、これにより電子部品４の端子５ｂをランド７と、貫通孔６内に、電気的、機械的に接続する。ここで、一旦、コイル２２への通電を停止する。

次に、ＸＹΘテーブル２をＹ方向に移動させ、端子５ｃを、コア体８、９の加熱部８ｃ、９ｃ間に移動させ、その状態で、コイル２２に通電し、高周波誘導加熱ヘッド１によって、電子部品４の端子５ｃ、および、ランド７のクリームはんだを加熱し、ランド７のクリームはんだを溶融させ、その一部を、貫通孔６内にも流入させ、これにより電子部品４の端子５ｃをランド７と、貫通孔６内に、電気的、機械的に接続する。ここで、一旦、コイル２２への通電を停止する。

次に、ＸＹΘテーブル２をＹ方向に移動させ、その後、Θ回転させ、次に、Ｘ方向に移動させ、端子５ｄを、コア体８、９の加熱部８ｃ、９ｃ間に移動させ、その状態で、コイル２２に通電し、高周波誘導加熱ヘッド１によって、電子部品４の端子５ｄ、および、ランド７のクリームはんだを加熱し、ランド７のクリームはんだを溶融させ、その一部を、貫通孔６内にも流入させ、これにより電子部品４の端子５ｄをランド７と、貫通孔６内に、電気的、機械的に接続する。ここで、一旦、コイル２２への通電を停止する。

次に、ＸＹΘテーブル２をＸ方向に移動させ、端子５ｅを、コア体８、９の加熱部８ｃ、９ｃ間に移動させ、その状態で、コイル２２に通電し、高周波誘導加熱ヘッド１によって、電子部品４の端子５ｅおよび、ランド７のクリームはんだを加熱し、ランド７のクリームはんだを溶融させ、その一部を、貫通孔６内にも流入させ、これにより電子部品４の端子５ｅをランド７と、貫通孔６内に、電気的、機械的に接続する。ここで、一旦、コイル２２への通電を停止する。

次に、ＸＹΘテーブル２をＸ方向に移動させ、その後、Θ回転させ、次に、Ｙ方向に移動させ、端子５ｆを、コア体８、９の加熱部８ｃ、９ｃ間に移動させ、その状態で、コイル２２に通電し、高周波誘導加熱ヘッド１によって、電子部品４の端子５ｆ、および、ランド７のクリームはんだを加熱し、ランド７のクリームはんだを溶融させ、その一部を、貫通孔６内にも流入させ、これにより電子部品４の端子５ｆをランド７と、貫通孔６内に、電気的、機械的に接続する。ここで、一旦、コイル２２への通電を停止する。

次に、ＸＹΘテーブル２をＹ方向に移動させ、端子５ｇを、コア体８、９の加熱部８ｃ、９ｃ間に移動させ、その状態で、コイル２２に通電し、高周波誘導加熱ヘッド１によって、電子部品４の端子５ｇ、および、ランド７のクリームはんだを加熱し、ランド７のクリームはんだを溶融させ、その一部を、貫通孔６内にも流入させ、これにより電子部品４の端子５ｇをランド７と、貫通孔６内に、電気的、機械的に接続する。ここで、一旦、コイル２２への通電を停止する。

次に、ＸＹΘテーブル２をＹ方向に移動させ、端子５ｈを、コア体８、９の加熱部８ｃ、９ｃ間に移動させ、その状態で、コイル２２に通電し、高周波誘導加熱ヘッド１によって、電子部品４の端子５ｈ、および、ランド７のクリームはんだを加熱し、ランド７のクリームはんだを溶融させ、その一部を、貫通孔６内にも流入させ、これにより電子部品４の端子５ｈをランド７と、貫通孔６内に、電気的、機械的に接続する。ここで、一旦、コイル２２への通電を停止する。

次に、ＸＹΘテーブル２をＹ方向に移動させ、その後、Θ回転させ、次に、Ｘ方向に移動させ、端子５ｉを、コア体８、９の加熱部８ｃ、９ｃ間に移動させ、その状態で、コイル２２に通電し、高周波誘導加熱ヘッド１によって、電子部品４の端子５ｉ、および、ランド７のクリームはんだを加熱し、ランド７のクリームはんだを溶融させ、その一部を、貫通孔６内にも流入させ、これにより電子部品４の端子５ｉをランド７と、貫通孔６内に、電気的、機械的に接続する。ここで、一旦、コイル２２への通電を停止する。

次に、ＸＹΘテーブル２をＸ方向に移動させ、端子５ｊを、コア体８、９の加熱部８ｃ、９ｃ間に移動させ、その状態で、コイル２２に通電し、高周波誘導加熱ヘッド１によって、電子部品４の端子５ｊ、および、ランド７のクリームはんだを加熱し、ランド７のクリームはんだを溶融させ、その一部を、貫通孔６内にも流入させ、これにより電子部品４の端子５ｊをランド７と、貫通孔６内に、電気的、機械的に接続する。ここで、一旦、コイル２２への通電を停止する。
以降、同じ繰り返しにより、次の、ＸＹΘテーブル２に装着されたプリント配線基板３に対するはんだ付けが行われる。

本実施形態において特徴的なのは、上述したように複数の端子５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ、５ｆ、５ｇ、５ｈ、５ｉ、５ｊに対して、高周波誘導加熱ヘッド１によって、一筆書き（連続的に）にはんだ付けが行えることである。

さらに説明すれば、コア体８、９の加熱部８ｃ、９ｃ間の距離を変えることなく、連続的に端子５ａ〜５ｊに対してはんだ付けを行えるのである。
プリント配線基板３を、ＸＹΘテーブル２に装着したことも一つの特徴ではあるが、もっとも大きな特徴は、図８〜図１０に示すように、コア体８の加熱部８ｃで、コア体９の加熱部９ｃに対向する部分と、コア体９の加熱部９ｃで、コア体８の加熱部８ｃに対向する部分には、それぞれの加熱部８ｃ、９ｃ分を覆う保護層２３を設けたことである。

このように加熱部８ｃ、９ｃ分を覆う保護層２３を設けると、コア体８、９の加熱部８ｃ、９ｃ間に、加熱すべき部品である端子５が、ＸＹΘテーブル２によって、相対的に移動される状態となる時に、コア体８、９の加熱部８ｃ、９ｃに、加熱すべき端子５部品が触れるのを、保護層２３が防ぎ、その結果として、加熱部８ｃ、９ｃの摩耗、損傷などを抑制することが出来る。

また、保護層２３は、コア体８，９の加熱部８ｃ、９ｃの、それぞれが対向する方向（例えばＸ方向）に対して、水平方向に直交する方向（例えばＹ方向）において、中央部の層厚さよりも、両側部分の層厚さを薄くした構成としたので、コア体８、９の加熱部８ｃ、９ｃ間に、加熱すべき端子５が、相対的に移動しやすくなる。
つまり、加熱される端子５が、コア体８，９の加熱部８ｃ、９ｃに相対的に移動される時には、その入り口側において、保護層２３の層厚さが薄いので、コア体８，９の加熱部８ｃ、９ｃ間には大きな隙間が存在し、その結果として、コア体８，９の加熱部８ｃ、９ｃ間に、加熱すべき端子５が、相対的に移動しやすくなるのである。

また、保護層２３は、コア体８，９の加熱部８ｃ、９ｃの、それぞれが対向する方向（例えばＸ方向）に対して、水平方向に直交する方向（例えばＹ方向）において、中央部の層厚さが、両側部分の層厚さよりも厚くなっているので、加熱すべき端子５が、例えば、細いリード線で、傾斜した状態となっていた場合でも、好ましいはんだ付け作業が行える。
つまり、リード線が傾斜状態していても、コア体８，９の加熱部８c、９cの入り口側は、保護層２３が薄く、十分な隙間が存在するので、リード線は、コア体８，９の加熱部８c、９c間に相対的に移動することができ、しかも、その後、傾斜した状態のリード線が、コア体８，９の加熱部８c、９c間の中央部に相対的に移動する時には、傾斜側の保護膜２３に、リード線が当接し、リード線の傾斜状態を緩和する状態となり、これらの結果として、好ましいはんだ付け作業が行えるのである。

前記保護層２３は耐熱性と耐摩耗性を考慮してフッ素樹脂製とした。
この保護層２３は、図８〜図１０のように、コア体８，９の加熱部８c、９cの全周を覆う構成としても良いし、図１４〜図１６に示すように、コア体８，９の加熱部８c、９cで、対向する面にだけ設けても良い。
ただし、この場合にも、保護層２３は、コア体８，９の加熱部８ｃ、９ｃの、それぞれが対向する方向（例えばＸ方向）に対して、水平方向に直交する方向（例えばＹ方向）において、中央部の層厚さよりも、両側部分の層厚さを薄くした構成とする。

他の特徴点についても説明する。
本実施形態では、コア体８，９の、少なくとも一方の加熱部８c、９cを軸支部（回動支軸１０）とは反対側に向けた突出形状とし、その先端側には、図４のごとく、先端側に向けて拡角する先端磁束強化部８ｄ、９ｄを設けた。
図５、図６は磁束が加熱部８c、９c間に集中しているだけではなく、下方、つまり、ランド７側にも広がり、ランド７も加熱でき、効果的なはんだ付けが行えるようになった。

また、このようにコア体８，９の、少なくとも一方の加熱部８c、９cを軸支部（回動支軸１０）とは反対側に向けた突出形状とし、その先端側に、図４のごとく、先端側に向けて拡角する先端磁束強化部８ｄ、９ｄを設けたことにより、保護層２３形成時に、保護層２３の一部が、下方に垂れ下がるのも抑制できることとなる。
なお、図４〜図６では磁束の状態を判りやすくするために、保護層２３は表示していない。

図１１は、制御回路を示している。
前記コア体８、９を開閉させるモータ（Ｍ１）１２と、コア体８、９を上下動させるモータ（Ｍ２）１９は、制御部２４に接続されている。
また、ＸＹΘテーブル２のＸ軸用のモータ（Ｍ３）２５と、Ｙ軸用のモータ（Ｍ４）２６、Θ回転用モータ（Ｍ５）２７、および、タイマー２８、メモリ２９も、制御部２４に接続されている。
さらに、コイル２２は、インバータ３０を介して制御部２４に接続されている。

なお、ＸＹΘテーブル２のモータ２５、２６、２７としては、ステッピングモータを用いている。
ステッピングモータは、例えば特開２０１６−５９１７０号公報などでも、良く知られているように、パルスを与える毎にそのステッピングモータ固有の角度だけ、正転方向にも、逆転方向にも、回転させることができるもので、本実施形態でも、制御が正確、簡単と言うことで、採用した。

また、現位置検出を、フォトインタラプタや、マイクロスイッチなどを用いて行えることも、モータ１２、１９、２５、２６、２７としてステッピングモータを用いた理由である。
また、モータ１２、１９、２５、２６、２７を制御するための位置情報などは、図１２、図１３に示す動作プログラムと共に、メモリ２９に記憶されている。

以上の構成において、動作説明を行う。
先ず、制御部２４によって、ＸＹΘテーブル２が駆動される。
すなわち、図７、図８に示すプリント配線基板３の、はんだ付けする端子５の設定位置は、メモリ２９に位置情報として記憶されているので、図８に示す位置まで、ＸＹΘテーブル２によって、プリント配線基板３が移動させられる（図１２のＳ１、Ｓ２）。

プリント配線基板３が定位置に移動させられると、モータ１９によって、加熱部８ｃ、９ｃを開いた状態で、コア体８、９が上方から下降させる（図１２のＳ３）。
コア体８、９が定位置（位置情報はメモリ２９に記憶）まで下降すると、モータ１２によって、コア体８、９を閉じる動作を行う（図１２のＳ４、Ｓ５）。
図８に示す、加熱すべき端子５の太さ、形状に対応する加熱部８ｃ、９ｃ間のギャップ位置（位置情報はメモリ２９に記憶）まで、コア体８、９が閉じられると、モータ１９によってコア体８、９が下降される（図１２のＳ６、Ｓ７）。
図８のように、コア体８、９が、端子５位置（位置情報はメモリ２９に記憶）にまで下降させられると、インバータ３０によりコイル２２に通電を開始する（図１２のＳ８、Ｓ９）。

タイマー２８により通電時間が完了したことが判定されると、コイル２２への通電を停止する（図１３のＳ１０〜Ｓ１２）。
以上のようにして、図７のランド７部分での端子５ａの、はんだ付けが完了すると、次のはんだ付けすべき対象物が存在するか、否かの判定が行われる（図１３のＳ１３）。

本実施形態では、図７のごとく複数の端子５ａ〜５ｊが存在しているので、加熱部８ｃ、９ｃ間のギャップを維持した状態で、ＸＹΘテーブル２によって、プリント配線基板３が移動させられ、次の端子５ｂのはんだ付けを行う（図１３のＳ１４、Ｓ１５、図１２のＳ９〜図１３のＳ１２）。

ここで特徴的なのは、端子５ａの加熱時にはコイル２２に通電するが、次の端子５ｂの移動時には、コイル２２への通電を行わないことである。
端子５ａの加熱時にコイル２２への通電を行うと、磁気によりコア体８、９の加熱部８c、９c間の距離が近接し、端子５ａの効果的な加熱が行える。

また、次の端子５ｂが、コア体８、９の加熱部８c、９c間に移動してくる時には、コイル２２への通電を断っているので、加熱部８c、９c間は広がり、これにより、加熱部８c、９c間に端子５ｂがスムーズに移動できるようになる。
コイル２２への通電の有無により、加熱部８c、９c間の距離が変わるのは、コア体８、９をリンク機構１５、１６によって保持しているからである。
つまり、リンク機構１５、１６は、二枚の折れ曲げ板１５ａ、１５ｂ、１６ａ、１６ｂで構成され、上部の関節部分は、連結部１４の回動軸１４ａに回動自在に支持され、中部は支軸１６ｃによって可動自在に支持され、下部は回動支軸１０に対して回動自在としているので、その遊び部分の寸法により、コイルへの通電の有無により、加熱部８c、９c間の距離が変わることになる。

そして、最後の端子５ｊへのはんだ付けが完了すると、モータ１９によりコア体８、９の加熱部８c、９cがコイル２２下方の所定位置まで上昇させ（図１３のＳ１６、Ｓ１７）、次に、モータ１２によってコア体８、９の加熱部８c、９cを所定状態まで開き（図１３のＳ１８、Ｓ１９）、その後、モータ１９によってコア体８、９の加熱部８c、９cをコイル２２上方の初期位置まで上昇させ、動作を停止する（図１３のＳ２０、Ｓ２１、Ｓ２２）。

本発明は、例えば、プリント配線基板への部品のはんだ接続に活用される。

１ 高周波誘導加熱ヘッド
２ ＸＹΘテーブル
２ａ 可動枠
３ プリント配線基板
４ 電子部品
５ 端子
６ 貫通孔
７ ランド
８ コア体
８ａ 軸支部
８ｂ 磁路部
８ｃ 加熱部
９ コア体
９ａ 軸支部
９ｂ 磁路部
９ｃ 加熱部
１０ 回動支軸
１１ 基体
１２ モータ
１３ 移動体
１４ 連結部
１５ リンク機構
１６ リンク機構
１７ 上下動機構
１８ シャフト
１９ モータ
２０ 連結体
２１ 支持軸
２２ コイル
２３ 保護層
２４ 制御部
２５ モータ
２６ モータ
２７ モータ
２８ タイマー
２９ メモリ
３０ インバータ

Claims (12)

1. 回路基板の一面側において、それぞれの先端側に設けた加熱部が、第１の間隔を介して対向配置させられる第１及び第２のコア体と、
   これら第１及び第２のコア体の少なくとも一方を可動させ、前記第１のコア体の加熱部と前記第２のコア体の加熱部との間に存在する前記第１の間隔の距離を調整する可動機構と、
   前記第１及び第２のコア体に磁束を供給するコイルと、を備え、
   前記第１及び第２のコア体は、前記第１及び第２のコア体の加熱部以外の部分で、加熱時における、前記第１及び第２のコア体の加熱部間に存在する前記第１の間隔よりも小さな第２の間隔を介して磁気的に結合される構成にするとともに、前記第１のコア体の加熱部で、前記第２のコア体の加熱部に対向する部分と、前記第２のコア体の加熱部で、前記第１のコア体の加熱部に対向する部分には、それぞれの加熱部分を覆う保護層を設け、この保護層は、前記第１及び第２のコア体の加熱部の、それぞれが対向する方向に対して、水平方向に直交する方向において、中央部の層厚さよりも、両側部分の層厚さを薄くしたことを特徴とする高周波誘導加熱ヘッド。
2. 前記第１及び第２のコア体の少なくとも一方は、回動支軸で回動自在に軸支された軸支部と、この軸支部と前記先端側の加熱部との間に設けた磁路部とを有する構成とした請求項１に記載の高周波誘導加熱ヘッド。
3. 前記第１及び第２のコア体は、それぞれ、回動支軸で回動自在に軸支された軸支部と、この軸支部と前記先端側の加熱部との間に設けた磁路部とを有し、前記第１のコア体の軸支部と前記第２のコア体の軸支部とを重合させ、前記第１のコア体の軸支部と前記第２のコア体の軸支部とに前記回動支軸を貫通させた請求項２に記載の高周波誘導加熱ヘッド。
4. 前記第１及び第２のコア体は、それぞれ、板状体で形成し、これら第１及び第２のコア体の、それぞれの軸支部近傍における、板厚方向の断面積を、それぞれの磁路部における、板厚方向の断面積よりも大きくした請求項３に記載の高周波誘導加熱ヘッド。
5. 前記第１及び第２のコア体は、それぞれ、板状体で形成し、これら第１及び第２のコア体の、それぞれの加熱部における、板厚方向の断面積を、それぞれの軸支部近傍における、板厚方向の断面積、および、それぞれの磁路部における、板厚方向の断面積よりも小さくした請求項１乃至４のいずれか一つに記載の高周波誘導加熱ヘッド。
6. 前記第１のコア体の加熱部と第２のコア体の加熱部との、加熱時における第１の対向距離は、前記軸支部側の距離よりも、先端側の距離を小さくした請求項２乃至５のいずれか一つに記載の高周波誘導加熱ヘッド。
7. 前記第１及び第２のコア体の、少なくとも一方の加熱部の先端側には、先端側に向けて拡角する先端磁束強化部を設けた請求項１乃至６のいずれか一つに記載の高周波誘導加熱ヘッド。
8. 前記第１及び第２のコア体の加熱部を、軸支部とは反対側に向けた突出形状とし、その先端側には、先端側に向けて拡角する先端磁束強化部を設けた請求項７に記載の高周波誘導加熱ヘッド。
9. 前記第１及び第２のコア体は、前記可動機構により、その加熱部を左右方向に接離させる構成とした請求項１乃至８のいずれか一つに記載の高周波誘導加熱ヘッド。
10. 前記保護層はフッ素樹脂製とした請求項１乃至９のいずれか一つに記載の高周波誘導加熱ヘッド。
11. 請求項１乃至１０のいずれか一つに記載の高周波誘導加熱ヘッドと、前記第１及び第２のコア体の加熱部の先端側に配置したＸＹΘテーブルと、を備えた高周波誘導加熱装置。
12. 前記高周波誘導加熱ヘッドの可動機構は、第１のモータを有し、前記第１及び第２のコア体を上下動させる上下動機構は、第２のモータを有し、前記ＸＹΘテーブルは、Ｘ軸用モータと、Ｙ軸用モータと、Θ用モータを有し、これらの第１のモータ、第２のモータ、Ｘ軸用モータ、Ｙ軸用モータ、Θ用モータおよび、前記コイルを制御部に接続した請求項１１に記載の高周波誘導加熱装置。

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