JP7109055B2 - 半田付け装置 - Google Patents

Description

本発明は配線基板などに部品の半田付けを行う半田付け装置に関するものである。

近年、多くの電子機器が電子部品を実装した電子回路を搭載している。前記電子回路では、配線基板に形成された貫通孔（スルーホール）に前記電子部品の端子やワイヤを挿入し、その先端部分を前記スルーホールの周囲に形成された配線パターン（ランド）に半田付けすることで、電子部品やワイヤの配線基板への実装固定を行っている（特許文献１等参照）。

例えば、特許文献１の発明では、半田接合部分にエアーを吹き付け、そのエアーの圧力を測定して、その測定値に基づいて、半田接合部の接合状態を確認している。また特許文献２の発明では、半田付け後にスルーホールを経由して空気が通過するか否かにより半田付けが完了しているか否かを判定している。

特開平１０－６２４０８号公報 特開２００４－９５９８９号公報

しかしながら、特許文献１，２の発明では半田付け不良は検知することができるものの、半田付け処理中の半田の状態を検知することはできない。

また、電機部品やワイヤを実装固定される配線基板には上方向あるいは下方向に反っているものが少なからず存在する。加えて、配線基板を保持する治具部材にも組み立て誤差及び寸法誤差が生じる。このため、予め入力されたデータに基づき鏝先の移動制御、特に配線基板に対する離接方向の位置の制御がなされると、本来は鏝先の先端が配線基板の表面に当接しなければならないところ、鏝先の先端と配線基板の表面との間に隙間が生じたり、あるいは鏝先が配線基板に設定よりも強く当接し配線基板が変形するといった不具合の生じるおそれがある。

そこで本発明は各々の配線基板の状態に対応して高い精度で鏝先の位置制御が行え、鏝先の状態を常に正確に判定することができる半田付け装置を提案することを目的とする。

また本発明の他の目的は、半田付け前に配線基板などの対象物に対して確実に予備加熱を行えるようにすることにある。

また本発明の他の目的は、半田付け後の対象物の半田付け状態をも判定することができるようにすることにある。

上記目的を達成する本発明に係る半田付け装置は、半田付けを行う対象物に半田片を供給し前記半田片を溶融させて前記対象物を半田付けする半田付け装置であって、半田片が供給される半田孔を有するとともに前記半田孔で前記半田片を加熱溶融する鏝先と、前記鏝先を加熱する加熱手段と、ガスを供給するガス供給源と、前記ガス供給源と前記半田孔とを連通し、前記ガス供給源からのガスを前記半田孔に供給するガス供給部と、前記ガス供給部内又は前記半田孔内を流れるガスの物理量を測定する測定部と、前記測定部で測定された前記ガスの物理量に基づいて、前記鏝先の状態を判定する状態判定部と、前記鏝先と前記対象物とを接触方向及び離間方向に相対的に移動させる移動手段とを有し、前記状態判定部が、前記鏝先と前記対象物との間に所定間隔の隙間が形成されたと判定した位置又は前記鏝先と前記対象物とが接触したと判定した位置を基準位置として、前記移動手段は前記鏝先と前記対象物とを相対的に移動させることを特徴とする。

上記構成において、前記測定部は、前記ガス供給部内又は前記半田孔内を流れるガスの圧力を測定する構成としてもよい。

また上記構成において、前記測定部は、前記ガス供給部内又は前記半田孔内を流れるガスの流量を測定する構成としてもよい。

また上記構成において、前記移動手段によって前記鏝先と前記対象物とが相対的に移動されて接触状態とされた後、前記状態判定部は、前記測定部で測定された前記ガスの物理量に基づいて前記半田片の前記半田孔での溶融を判定する構成としてもよい。

また上記構成において、前記状態判定部が前記半田片の前記半田孔での溶融と判定した後、前記移動手段は前記鏝先と前記対象物とを接触状態から離間する方向に所定距離相対的に移動させ、前記測定部が測定した前記ガスの物理量に基づいて前記状態判定部は前記対象物の半田付け状態をさらに判定する構成としてもよい。

また上記構成において、前記移動手段は、前記鏝先及び前記対象物の少なくとも一方を両者の接触位置からさらに接触する方向に移動させて、前記半田片が供給される前に前記加熱手段によって前記対象物の予備加熱を行う構成としてもよい。

本発明によれば、各々の配線基板の状態に対応して高い精度で鏝先の位置制御が行える。また、外部から観察のできない半田孔内部の鏝先の状態を常に正確に判定することも可能となる。

マニピュレーターの先端に本発明に係る半田付け装置を取り付けた装置の斜視図である。 図１に示す半田付け装置の斜視図である。 図１に示す半田付け装置の垂直断面図である。 図１に示す半田付け装置に設けられた駆動機構の一部の分解斜視図である。 初期状態における半田付け装置の鏝先の周囲及びガス供給部を示す図である。 鏝先接触状態における半田付け装置の鏝先の周囲及びガス供給部を示す図である。 半田片投入状態における半田付け装置の鏝先の周囲及びガス供給部を示す図である。 半田片溶融状態における半田付け装置の鏝先の周囲及びガス供給部を示す図である。 半田片流出状態における半田付け装置の鏝先の周囲及びガス供給部を示す図である。 鏝先離間状態における半田付け装置の鏝先の周囲及びガス供給部を示す図である。 半田付け装置が半田付けを１回行うときの半田孔内の圧力の変化を示す図である。 鏝先がランドに接触する付近の半田孔内の圧力の変化を示す図である。 半田孔内の汚れを判定する場合の状態図である。 配線基板ＢｄのランドＬｄと電子部品Ｅｐの端子Ｎｄとの半田付け状態を判定する場合の状態図である。 本実施形態に係る半田付け装置の変形例に用いられる鏝先の一例を示す断面図である。 第２実施形態に係る半田付け装置の鏝先及びガス供給部を示す図である。 鏝先接触状態における鏝先及びガス供給部を示す図である。 半田片投入状態における鏝先及びガス供給部を示す図である。 半田片溶融状態における鏝先及びガス供給部を示す図である 半田片流出状態における鏝先及びガス供給部を示す図である。 半田付け装置が半田付けを１回行うときの分岐流量の変化を示す図である。 第３実施形態に係る半田付け装置の鏝先及びガス供給部を示す図である。 第４実施形態に係る半田付け装置の鏝先及びガス供給部を示す図である。 第５実施形態に係る半田付け装置の鏝先及びガス供給部を示す図である。 初期状態における鏝先を示す図である。 鏝先接触状態における鏝先を示す図である。 半田片投入状態における鏝先を示す図である。 半田片溶融状態における鏝先を示す図である。 半田片流出状態における鏝先を示す図である。 鏝先離間状態における鏝先を示す図である。 半田付け装置が半田付けを１回行うときの分岐流量の変化を示す図である。 鏝先がランドに接触する付近の分岐流量の変化を示す図である。 第６実施形態に係る半田付け装置の鏝先及びガス供給部を示す図である。 鏝先接触状態における鏝先と窒素ガスの流れを示す図である。 半田片投入状態における鏝先と窒素ガスの流れを示す図である。 半田片溶融状態における鏝先と窒素ガスの流れを示す図である。 半田片流出状態における鏝先と窒素ガスの流れを示す図である。 半田付け装置が半田付けを１回行うときの配管の圧力の変化を示す図である。 第７実施形態に係る半田付け装置の鏝先及びガス供給部を示す図である。 本発明に係る半田鏝先の状態判定方法の第７実施形態の初期状態における鏝先の周囲及びガス供給部を示す図である。 同鏝先接触状態における鏝先の周囲及びガス供給部を示す図である。 同半田片投入状態における鏝先の周囲及びガス供給部を示す図である。 同半田片溶融状態における鏝先の周囲及びガス供給部を示す図である。 同半田片流出状態における鏝先の周囲及びガス供給部を示す図である。 同鏝先離間状態における鏝先の周囲及びガス供給部を示す図である。 同半田付け装置が半田付けを１回行うときのガス供給部の流量変化を示す図である。 鏝先がランドに接触する付近の流量Ｑ１の変化を示す図である。 同半田付け装置が半田付けを１回行うときのフローチャート図である。 同半田付け装置が半田付けを１回行うときのフローチャート図である。 第８実施形態に係る半田付け装置の鏝先及びガス供給部を示す図である。 同鏝先接触状態における鏝先及びガス供給部を示す図である。 同半田片投入状態における鏝先及びガス供給部を示す図である。 同半田片溶融状態における鏝先及びガス供給部を示す図である。 同半田片流出状態における鏝先及びガス供給部を示す図である。 同鏝先離間状態における鏝先の周囲及びガス供給部を示す図である。 同半田付け装置が半田付けを１回行うときのガス供給部の流量変化を示す図である。 第９実施形態に係る半田付け装置の鏝先及びガス供給部を示す図である。 同半田片溶融状態における鏝先の周囲及びガス供給部を示す図である。 同半田付け装置が半田付けを１回行うときのガス供給部の流量変化を示す図である。 第１０実施形態に係る半田付け装置の鏝先及びガス供給部を示す図である。 同半田片溶融状態における鏝先の周囲及びガス供給部を示す図である。 同半田付け装置が半田付けを１回行うときのガス供給部の圧力変化を示す図である。 第１０実施形態に係る半田付け装置の変形例を示す図である。 本発明に係る半田付け装置の他の例を示す図である。

以下に本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

（第１実施形態）
図１は、半田付け装置Ａ１によって配線基板Ｂｄに電子部品Ｅｐを半田付けする場合の斜視図である。治具Ｇｊに固定された配線基板Ｂｄには４つのスルーホールＴｈが形成されており、各スルーホールＴｈの内周面及び周縁にはランドＬｄが形成されている。そして、この４つのスルーホールの各々には、配線基板Ｂｄの裏面側に配置された電子部品Ｅｐから延出した４つの端子Ｎｄが下から上方向に挿通され、配線基板Ｂｄの上面から端子Ｎｄの先端が突出した状態となっている。

一方、多関節アームＡｍを有するマニピュレーターＭＬの先端に半田付け装置Ａ１が取り付けられている。マニピュレーターＭＬは基台Ｂｓ上に設置され、多関節アームＡｍは複数の関節部の各々において回転可能とされている。これにより、半田付け装置Ａ１は多関節アームＡｍによってＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向の所望位置に移動可能とされる。半田付けを行うとき、半田付け装置Ａ１は、移動手段としてのマニピュレーターＭＬによってＸ方向及びＹ方向に移動されて配線基板ＢｄのランドＬｄとの位置決めが行われる。そして、半田付け装置Ａ１がＺ方向に移動されることで、鏝先５ａの先端がランドＬｄに接触する。以下説明する実施形態ではこの半田付け装置Ａ１を用いて、配線基板Ｂｄの上面から突出した端子Ｎｄを半田付け装置Ａ１の鏝先５ａの半田孔５１（図３に図示）内に位置させ、鏝先５ａの半田孔５１に供給される半田片Ｗｈを溶融させて端子ＮｄとランドＬｄとを半田付けする。なお、本実施形態では、半田付け装置Ａ１を移動させているが、半田付け装置Ａ１を固定し配線基板Ｂｄを移動させる、あるいは半田付け装置Ａ１と配線基板Ｂｄの両者を移動させるようにしても構わない。

図２に半田付け装置Ａ１の斜視図を示し、図３に図２に示す半田付け装置の垂直断面図、図４は図２に示す半田付け装置に設けられた駆動機構の一部の分解斜視図である。なお、図２では、筐体の一部を切断し、半田付け装置Ａ１の内部を表示するようにしている。

図２に示すように、半田付け装置Ａ１は、装置ユニットＵと、装置ユニットＵをＺ方向の所定距離範囲で移動可能に支持する支持部材ＳＰと、装置ユニットＵと支持部材ＳＰを覆うカバーＣ（図２の波線）とを有する。

支持部材ＳＰは、四角形状のＹＺ平面を有しＸ方向に所定の厚みを有する板状の基部Ｍｆと、基部ＭｆのＸ方向一方側面のＹ方向中央部にＹ方向に所定幅を有しＸ方向に突出しＺ方向に連続するガイドレールＭｇと、ガイドレールＭｇにＺ方向に移動可能に取り付けられたブロックＭｂとを備える。

基部ＭｆのＺ方向上端部はマニピュレーターＭＬの多関節アームＡｍの先端に取り付けられる。ブロックＭｂには装置ユニットＵの壁体１１がＺ方向の略全域にわたって取り付けられている。すなわち、装置ユニットＵはブロックＭｂに固定され、ブロックＭｂと一体となってＺ方向に移動可能とされている。また、ブロックＭｂのＹ方向の一方側面の下端部には移動規制ピン９１が側面から外方に向かって垂直に突出して設けられている。

一方、基部ＭｆのＸ方向一方側面のＺ方向下部のＹ方向端部位置には、直方体形状の上ストッパー部９３と下ストッパー部９４とがＺ方向に所定距離隔てて対向するように設けられている。

ブロックＭｂの一方側面に設けられた移動規制ピン９１は、基部Ｍｆの上ストッパー部９３と下ストッパー部９４との間の領域に位置し、初期状態のときすなわち鏝先５ａが配線基板Ｂｄに当接していない状態のときは、装置ユニットＵ及びブロックＭｂの自重によって移動規制ピン９１は下ストッパー部９４に当接した状態となっている。換言すると、移動規制ピン９１が下ストッパー部９４に当接することで、装置ユニットＵのＺ方向下方への移動が規制される。他方、鏝先５ａが配線基板Ｂｄに当接して装置ユニットＵがＺ方向上方に移動した場合には、移動規制ピン９１が上トッパーに当接することで、装置ユニットＵのＺ方向上方向への移動が規制される。

装置ユニットＵは、支持部１、カッターユニット２、駆動機構３、ヒーターユニット４、鏝先５ａ、半田送り機構６及びガス供給部７ａ（図３に図示）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。なお、以下の説明では、便宜上、図２に示すように、壁体１１に沿う水平方向をＸ方向、壁体１１と垂直な水平方向をＹ方向、壁体１１に沿う鉛直方向をＺ方向とする。例えば、図２に示すように、壁体１１はＺＸ平面を有している。

支持部１は、壁体１１と、保持部１２と、摺動ガイド１３と、ヒーターユニット固定部１４とを備える。壁体１１は、鉛直方向に立設された平板状の壁体である。壁体１１は、半田付け装置Ａ１の支持部材としての役割を果たしている。保持部１２は、壁体１１のＺ方向の下端部より上方にずれた位置に固定されている。保持部１２は、駆動機構３の後述するエアシリンダー３１を保持する。ヒーターユニット固定部１４は、ヒーターユニット４の固定を行う部材であり、壁体１１のＺ方向の端部（下端部）に設けられている。

摺動ガイド１３は、壁体１１のＺ方向の下端部の近傍に、固定されている。摺動ガイド１３は、カッターユニット２の後述するカッター下刃２２と共に、壁体１１と固定されており、カッターユニット２の後述するカッター上刃２１をＸ方向に摺動可能にガイドする。

摺動ガイド１３は、Ｙ方向に対向して対をなす部材である。摺動ガイド１３は、一対の壁部１３１と、抜止部１３２とを有している。壁部１３１は、Ｘ方向に延びる平板状の部材である。一方の壁部１３１は、壁体１１と接触して配されており、壁体１１と反対側の面は、カッター下端２２と接触している。また、他方の壁部１３１は、カッター下刃２２の側面と接触している。つまり、一対の壁部１３１は、カッター下刃２２をＹ方向の両側から挟んでいる。そして、一対の壁部１３１及びカッター下刃２２は、ねじ等の締結具で壁体１１に共締めされて、固定される。

抜止部１３２は、一対の壁部１３１のそれぞれに設けられている。一対の壁部１３１は、カッター下刃２２のＺ方向上面よりもＺ方向に延びており、一対の壁部１３１のＺ方向の上端部から、それぞれ、他方に向かって延びている。すなわち、摺動ガイド１３は、一対の抜止部１３２を備えている。そして一対の抜止部１３２それぞれのＹ方向の先端は、接触しない、換言すると、摺動ガイド１３には上部に開口を有している。カッター上刃２１は、カッター下刃２２の上面と、抜止部１３２との間に少なくとも一部は配される。これにより、カッター上刃２１は、Ｘ方向にガイドされるとともに、Ｚ方向に抜け止めされる。

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Ｗを所定長さの半田片Ｗｈに切断する切断具である。カッターユニット２は、カッター上刃２１と、カッター下刃２２と、プッシャーピン２３とを備えている。

上述のとおり、カッター下刃２２は摺動ガイド１３とともに壁体１１に固定される。図３に示すように、カッター下刃２２は、下刃孔２２１と、ガス流入孔２２２とを備えている。下刃孔２２１は、カッター下刃２２をＺ方向に貫通する貫通孔であり、カッター上刃２１の後述する上刃孔２１１を貫通した糸半田Ｗが挿入される。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とを用いて、糸半田Ｗを所定長さの半田片Ｗｈに切断する。切断された半田片Ｗｈは、自重によって又はプッシャーピン２３に押されて、下刃孔２２１の内部を下方に落下する。下刃孔２２１は、ヒーターユニット４の後述する半田供給孔４２２を介して、鏝先５ａの後述する半田孔５１と連通している。下刃孔２２１の内部を落下した半田片Ｗｈは、半田供給孔４２２に達した後、半田孔５１に落下する。

ガス流入孔２２２は、カッター下刃２２の外側面と下刃孔２２１とを連通する孔である。ガス供給源ＧＳ１から供給されるガスはガス流入孔２２２に流入する。そして、ガスは、下刃孔２２１、半田供給孔４２２を通過して、半田孔５１に到達する。なお、ガスとは、半田を加熱して溶融するときに半田の酸化を抑制するために用いられるものである。すなわち、溶融した半田と酸素との接触を抑制するためのガスである。ガスとしては、例えば、窒素ガス、アルゴンガス、ヘリウムガス、二酸化炭素等を挙げることができる。本実施形態の半田付け装置Ａ１では、窒素ガスを供給するものとして説明する。

カッター上刃２１は、上述したとおり、カッター下刃２２のＺ方向上面上に配される。カッター上刃２１は、摺動ガイド１３によって摺動時に摺動方向がＸ方向になるようガイドされるとともにＺ方向に抜け止めされる。すなわち、カッター上刃２１は、カッター下刃２２のＺ方向の上面上をＸ方向に摺動する。なお、カッター上刃２１は、駆動機構３によって摺動される。

カッター上刃２１は、上刃孔２１１と、ピン孔２１２とを備えている。上刃孔２１１は、カッター上刃２１をＺ方向に貫通する貫通孔である、上刃孔２１１には、半田送り機構６から送られた糸半田Ｗが挿入される。上刃孔２１１の下端の辺縁部は切刃状に形成されている。ピン孔２１２は、カッター上刃２１をＺ方向に貫通する貫通孔である。ピン孔２１２には、プッシャーピン２３の後述するロッド部２３１が、摺動可能に挿入される。

プッシャーピン２３は、ロッド部２３１と、ヘッド部２３２と、バネ２３３とを有する。ロッド部２３１は、円柱状の部材であり、ピン孔２１２に摺動可能に挿入される。また、プッシャーピン２３がＺ方向下に移動することで、ロッド部２３の先端が、ピン孔２１２から突出する。ヘッド部２３２はロッド部２３１の軸方向の上端に連結される。ヘッド部２３２は、ピン孔２１２の内径よりも大きい外径を有する円板形状である。ヘッド部２３２は、ピン孔２１２に挿入されない。すなわち、ヘッド部２３２は、ロッド部２３１のピン孔２１２内への移動を制限する、いわゆる、ストッパーとしての役割を果たす。

バネ２３３は、ロッド部２３１の径方向外側を囲む圧縮コイルばねである。バネ２３３は、Ｚ方向下端部がカッター上刃２１の上面と接触し、Ｚ方向上端部がヘッド部２３２の下面と接触する。すなわち、バネ２３３は、カッター上刃２１の上面から反力を受け、ヘッド部２３２をＺ方向上に押す。これにより、ヘッド部２３２と連結されたロッド部２３１は、Ｚ方向上方に持ち上げられ、ロッド部２３１の下端が、ピン孔２１２の下端から突出しないように維持される。なお、ロッド部２３１のＺ方向下端部には、ピン孔２１２からの抜けを抑制する抜け止め（不図示）が設けられている。

プッシャーピン２３は、カッター上刃２１とカッター下刃２２で切断されて下刃孔２２１に残った半田片Ｗｈを下方に押す。そして、プッシャーピン２３は、ばね２３３の弾性力によって、常に上方に、すなわち、カッター下刃２２と反対側に押し上げられている。つまり、ロッド部２３１は、ヘッド部２３２が押されたときに、ピン孔２１２のＺ方向下端部から下に突出する。そして、ヘッド部２３２は、駆動機構３の後述するカム部材３３に押される。

カッター上刃２１において、上刃孔２１１とピン孔２１２とはＸ方向に並んで設けられている。カッター上刃２１は、Ｘ方向に摺動することで、上刃孔２１１と下刃孔２２１とが上下に重なる位置、又は、ピン孔２１２と下刃孔２２１とが上下に重なる位置に移動する。なお、カッター上刃２１は、一方の摺動端部まで摺動したときに上刃孔２１１と下刃孔２２１とが重なり、他方の摺動端部まで摺動したときにピン孔２１２と下刃孔２２１とが重なるように、摺動してもよい。

そして、上刃孔２１１と下刃孔２２１とがＺ方向に重なっている状態で、半田送り機構６から糸半田Ｗが送られると、上刃孔２１１を通過した糸半田Ｗが、下刃孔２２１に挿入される。上述のとおり、上刃孔２１１の下端の辺縁部が切刃状に形成されているとともに、下刃孔２２１の上端の辺縁部も切刃状に形成されている。そして、カッター上刃２１の下面は、カッター下刃２２の上面と接触している。そのため、下刃孔２２１に糸半田Ｗが挿入されている状態で、カッター上刃２１がＸ方向に摺動することで、上刃孔２１１および下刃孔２２１それぞれの切刃によって糸半田Ｗが切断される。

カッター上刃２１は、カム部材３３によってＸ方向に摺動される。そのため、カッター上刃２１及びプッシャーピン２３は、カム部材３３と同期している。カム部材３３は、ピン孔２１２が下刃孔２２１とＺ方向に重なったときに、ヘッド部２３２を押す。そのため、カッター上刃２１がＸ方向に摺動するときには、プッシャーピン２３のロッド部２３１の先端は、ピン孔２１２に収容されている。そのため、カッター上刃２１がＸ方向に摺動するときに、ロッド部２３１の先端とカッター下刃２２の上面とが接触するのを抑制し、ロッド部２３１の先端及び（又は）カッター下刃２２の変形、破損等が抑制される。

カッター上刃２１がＸ方向に摺動することで、下刃孔２１１とピン孔２１２とがＺ方向に重なる。ピン孔２１２が下刃孔２１１と重なっている状態で、ヘッド部２３２はカム部材３３に押される。これにより、プッシャーピン２３が、Ｚ方向下に移動する。プッシャーピン２３がピン孔２１２からＺ方向下方に突出すると、プッシャーピン２３の一部が下刃孔２１１に挿入される。下刃孔２１１の入り口に糸半田を切断した後述の半田片が残っている場合、プッシャーピン２３の先端が半田片を押して、半田片は落下する。

図２、図３に示すように、駆動機構３は、エアシリンダー３１と、ピストンロッド３２と、カム部材３３と、スライダー部３４と、ガイド軸３５とを有する。エアシリンダー３１は保持部１２に保持される。エアシリンダー３１は、有底円筒状である。エアシリンダー３１の内部には、ピストンロッド３２が収容されており、外部から供給される空気の圧力でピストンロッド３２を摺動駆動（伸縮）させる。エアシリンダー３１とピストンロッド３２とが駆動機構３のアクチュエーターを構成している。ピストンロッド３２は、エアシリンダー３１の内部に配されるとともに、一部が常にエアシリンダー３１の軸方向の一方の端部（ここでは、Ｚ方向の下端部）から、突出している。エアシリンダー３１は、ピストンロッド３２が突出する面がカッターユニット２に向くように、すなわち、Ｚ方向下に向くように、保持部１２に保持される。

ピストンロッド３２は、保持部１２に設けられた貫通孔（不図示）を貫通している。ピストンロッド３２は、ガイド軸３５と平行に設けられており、ガイド軸３５に沿って直線的に往復動する。ピストンロッド３２の先端部は、カム部材３３に固定されており、ピストンロッド３２の伸縮によって、カム部材３３がＺ方向に摺動する。カム部材３３の摺動は、ガイド軸３５によってガイドされている。

図３に示すように、ガイド軸３５は、下端部がカッター下刃２２に設けられた凹穴に嵌合されており、カッター下刃２２にねじ３５１でねじ止め固定されている。また、ガイド軸３５の上部は、保持部１２に設けられた孔を貫通しており、ピン３５２によって移動が規制されている。つまり、ガイド軸３５はねじ３５１によってカッター下刃２２と、ピン３５２によって保持部１２と固定されている。

なお、本実施形態において、ガイド軸３５は、ねじ３５１及びピン３５２によって固定されているが、これに限定されるものではなく、例えば、圧入、溶接等の固定方法で固定されるものであってもよい。また、本実施形態において、ガイド軸３５として円柱状の部材としているが、これに限定されるものではなく、断面多角形状や楕円等を利用してもよい。

図３、図４に示すように、カム部材３３は、矩形状の部材であり、長辺の一部を矩形状に切り欠いた凹部３３０と、カム部材３３に連結し、ガイド軸３５が貫通する貫通孔を備えた円筒形状の支持部３３１とを備えている。凹部３３０には、スライダー部３４が（Ｘ方向及びＺ方向に）摺動可能に配置される。また、支持部３３１はガイド軸３５と平行に延びる形状を有しており、カム部材３３のがたつきを抑制するために設けられている。つまり、カム部材３３がある程度厚みを有し、がたつきが発生しにくい構成の場合、円筒形状の部分を省略し、貫通孔だけで支持部３３１を構成してもよい。

そして、カム部材３３は、凹部３３０の中間部分に設けられて中心軸がガイド軸３５と直交する円柱状のピン３３２と、凹部３３０と隣接してプッシャーピン２３を押すピン押し部３３３と、支持部３３１内部に配置された軸受３３４とを備えている。ピン３３２は、スライダー部３４に設けられた後述するカム溝３４０に挿入される。また、軸受３３４は、ガイド軸３５に外嵌し、カム部材３３ががたつかないように、円滑に摺動させる部材である。

図３、図４に示すように、スライダー部３４は、長方形状の板状の部材であり、カッター上刃２１と一体的に形成されている。スライダー部３４は、板厚方向に貫通するとともに長手方向に延びるカム溝３４０を備えている。カム溝３４０は、ガイド軸３５と平行に延びる第１溝部３４１を上側に、同じくガイド軸３５と平行に延びる第２溝部３４２を下側に設けている。そして、第１溝部３４１と第２溝部３４２とは、Ｘ方向にずれて設けられており、カム溝３４０は第１溝部３４１と第２溝部３４２とを接続する接続溝部３４３を備えている。

カム溝３４０には、カム部材３３のピン３３２が挿入されており、カム部材３３がガイド軸３５に沿って移動することで、ピン３３２がカム溝３４０の内面を摺動する。ピン３３２がカム溝３４０の接続溝部３４３に位置するとき、接続溝部３４３の内面を押す。これにより、スライダー部３４及びスライダー部３４に一体的に形成されたカッター上刃２１がカム部材３３の摺動方向（Ｚ方向）と交差する方向（Ｘ方向）に移動（カッター下刃２２に対して摺動）する。

なお、本実施形態では、カム部材３３にピン３３２、スライド部３４にカム溝３４０を備えた構成を挙げて説明しているが、実際には、カム部材にカム溝、スライド部にピンを備えた構成であってもよい。

本実施形態では、駆動機構３のアクチュエーターとして空気圧を用いるものとしているが、これに限定されるものではなく、空気以外の流体（例えば、作動油）を用いるもの（油圧）であってもよい。また、流体を用いるものに限定されるものではなく、モーターやソレノイド等の電力を用いるものであってもよい。本実施形態では、１つのアクチュエーターと、カム及びカム溝を用いて、カッター上刃２１の摺動とプッシャーピン２３の押下を行っているが、これに限定されない。例えば、カッター上刃２１の摺動と、プッシャーピン２３の押下とを行うように、アクチュエーターを複数個（２個）備えていてもよい。

図２、図３に示すように、半田送り機構６は、糸半田Ｗを供給する。半田送り機構６は、一対の送りローラ６１と、ガイド管６２とを備えている。一対の送りローラ６１は、支持壁１１に回転可能に取り付けられている。一対の送りローラ６１は、糸半田Ｗの側面を挟んで回転することで、糸半田を下方に送る。なお、一対の送りローラ６１は、互いに他方に向かって付勢されており、その付勢力で糸半田Ｗを挟む。送りローラ６１の回転角度（回転数）によって、送り出した糸半田Ｗの長さが測定（決定）されている。

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Ｗ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の上刃孔２１１と連通するように設けられている。なお、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、ガイド管６２はカッター上刃２１が摺動する範囲で過剰に引っ張られたり、突っ張ったりしない長さ、および、形状を有している。

ヒーターユニット４は、半田片Ｗｈを加熱し、溶融させるための加熱装置であり、図３に示すように、壁体２２の下端部に設けられたヒーターユニット固定部１４に固定されている。ヒーターユニット４は、ヒーター４１と、ヒーターブロック４２とを備える。ヒーター４１は、通電により発熱する。ヒーター４１は、ここでは、円筒形状のヒーターブロック４２の外周面に巻き回された電熱線を有する。

ヒーターブロック４２は円筒形状を有しており、軸方向の端部に鏝先５ａを取り付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した半田供給孔４２２とを備えている。ヒーターブロック４２は、半田供給孔４２２と下刃孔２２１とが連通するように、カッター下刃２２に接触して設けられている。ヒーターブロック４２をこのように設けることで、半田片Ｗｈは、下刃孔２２１から半田供給孔４２２に移動する。

鏝先５ａは、円筒形状の部材であり、中央部分に軸方向に延びる半田孔５１を備えている。鏝先５ａは、ヒーターブロック４２の凹部４２１に挿入され、図示を省略した部材によって抜け止めがなされている。また、鏝先５ａの半田孔５１は、ヒーターブロック４２の半田供給孔４２２と連通しており、半田供給孔４２２から半田片Ｗｈが送られる。

鏝先５ａは、ヒーター４１からの熱が伝達されており、その熱で半田片Ｗｈを溶融させる。そのため、鏝先５ａは、高い熱伝導率を有する材料、例えば、炭化ケイ素、窒化アルミ等のセラミックやタングステン等の金属で形成されている。半田付け装置Ａ１において、鏝先５ａは円筒形状のものとしているが、これに限定されるものではなく、断面多角形又は楕円形の筒形状のものを用いてもよい。半田付けを行う配線基板Ｂｄ及び（又は）電子部品Ｅｐの端子Ｎｄの形状に合わせて異なる形状のものを用意するようにしてもよい。

鏝先５ａは、半田孔５１の投入された半田片Ｗｈが溶融する溶融領域５１０よりも上方、すなわち、窒素ガスが流れる方向の上流側に半田孔５１と外周面とを連通するリリース孔５３を備えている。リリース孔５３は、後述するように半田付け装置Ａを作動させた場合に、溶融した半田で半田孔５１の下端開口がせき止められる場合があり、このような場合にガス供給部７ａから供給される窒素ガスや気化したフラックスなどを鏝先５ａの外に逃がす役割を果たす。なお、リリース孔５３の内径は、半田孔５１の内径よりも小さい。すなわち、リリース孔５３は、半田孔５１に比べて流路抵抗が大きい。

また鏝先５ａは、溶融領域５１０よりも窒素ガス流動方向上流側に、半田孔５１と外周面とを連通する圧力測定用孔５４を備えている。圧力測定用孔５４は、半田孔５１内の圧力を測定するための孔であって、圧力測定用孔５４の内径は、リリース孔５３と同様に、半田孔５１の内径よりも小さい。すなわち、圧力測定用孔５４は、半田孔５１に比べて流路抵抗が大きい。鏝先５ａにおける圧力測定用孔５４の軸線方向の位置は、リリース孔５３と同じ位置であってもよいし異なる位置であってもよいが、リリース孔５３よりも上流側に配置すると、後述するように、気化したフラックスによる圧力測定孔５４の汚染を低減できる。

ガス供給部７ａは、半田付け装置Ａ１の外部に設けられたガス供給源ＧＳ１から供給されるガスを半田付け装置Ａ１に供給する。ガスとして、上述した、窒素ガス（不活性ガス）を用いることで半田の酸化を防止することが可能である。図３に示すように、ガス供給部７ａは、配管７０ａと、第１調整部７１と、第１計測部７２とを有する。なお、図３では、便宜上、配管７０ａを線図で示しているが、実際にはガスである窒素ガスが漏れない管体（例えば、樹脂管）である。

第１調整部７１は、流量制御弁を含む構成であり、配管７０ａを流れる窒素ガスの流量を調整している。第１計測部７２は配管７０ａを流れる窒素ガスの流量を計測する。すなわち、第１計測部７２は、第１調整部７１から吐出される窒素ガスの流量を計測している。そして、第１計測部７２は、計測した窒素ガスの流量が予め決められた流量となるように、第１調整部７１に対して、第１調整部７１を制御する制御信号を送信している。すなわち、ガス供給部７ａは、第１調整部７１と第１計測部７２を用いて、フィードバック制御を行っており、ガス供給源ＧＳ１から半田孔５１に供給される窒素ガスの流量を一定に制御している。なお、第１計測部７２の計測結果に基づいて、作業者が手動で第１調整部７１を操作して窒素ガスの流量を調整してもよい。また、何らか異常により計測した流量が予め決めた基準値と異なる又は予め設定した範囲から外れる場合には、制御部Ｃｏｎｔは、異常が発生している旨の警報及び（又は）半田付け装置の運転の停止を行ってもよい。

鏝先５ａに形成された圧力測定用孔５４の外側開口には圧力測定用配管８ａの一方端が接続されている。そして圧力測定用配管８ａの他方端には圧力測定部７５ａが接続されている。圧力測定部７５ａは、半田孔５１の内部の圧力を測定し、その測定結果を制御部Ｃｏｎｔに送信する。そして、制御部Ｃｏｎｔは、半田孔５１の内部の圧力及び／又は圧力変化に基づいて鏝先５ａの状態を判定する。すなわち、制御部Ｃｏｎｔは、鏝先５ａの状態を判定する状態判定部としての役割を果たす。また、制御部Ｃｏｎｔは、判定した鏝先５ａの状態に基づいて、半田付け装置Ａ１の動作制御を行ってもよい。半田付け装置Ａ１の制御としては、例えば、半田付け装置Ａの基板Ｂｄへの接近離間、糸半田Ｗｈの切断、鏝先５ａの加熱等を含む。

次に、鏝先５ａの半田孔５１内の圧力に基づいて鏝先５ａの状態を判定する判定方法について説明する。なお、ガス供給部７ａにおいて、ガス流入孔２２２に流入した窒素ガスは、すべて、鏝先５ａの半田孔５１に流入するものとする。例えば、ガス流入孔２２２は、下刃孔２２１と連通しており、下刃孔２２１は、カッター下刃２２をＺ方向上下に貫通している。窒素ガスが供給されている状態において、窒素ガスは、下刃案２２１のＺ方向上端から大量に抜けないようにすることが好ましい。

なお、鏝先５ａの半田孔５１内を流れる窒素ガスは、ガス供給源ＧＳ１からのガスを第１調整部７１で調整することで流量が調整される。第１調整部７１に備えられている流量制御弁は、配管内部の圧力にかかわらず窒素ガスを設定した流量で流し続ける。すなわち、ガス供給部７ａは、流量一定とする流量制御を行う。なお、半田孔５１内の圧力変化が極めて大きい場合、ガス供給部７ａの制御性能によって流量値が多少変動することがあっても再現性があれば問題ない。

半田付け装置Ａ１において、例えば、半田片Ｗｈが半田孔５１に供給された場合、半田孔５１の軸と直交する断面の一部を半田片Ｗｈが占める。そのため、半田孔５１の窒素ガスが流れる部分の流路面積が小さくなり、窒素ガスが流れにくくなる、すなわち、流路抵抗が大きくなる。そして、半田孔５１の流路抵抗が大きくなると半田孔５１内の圧力Ｐ１が上昇する。つまり、鏝先５ａの状態が変化することで半田孔５１内の圧力Ｐ１が変動する。制御部Ｃｏｎｔは、この圧力Ｐ１、或いは、圧力Ｐ１の変化に基づいて、鏝先５ａの状態を判定する。例えば、制御部Ｃｏｎｔは、圧力Ｐ１の変化とその変化の原因とを関連付けた情報を予め記憶している。制御部Ｃｏｎｔは、算出した圧力Ｐ１の変化に基づいて、その原因、すなわち、鏝先５ａの状況を判定する。

以下に、鏝先５ａの各状態における半田孔５１内の圧力Ｐ１について、図面を参照して説明する。図５～図１０は、半田付け装置の動作又は鏝先の状態を示す図である。また、図１１は、半田付け装置で半田付け作業を１回行うときの半田孔５１内の圧力Ｐ１の経時変化を示す図である。そして、図１２は、図１１において円で囲った部分、すなわち鏝先５ａが基板ＢｄのランドＬｄに接触する前後の半田孔５１内の圧力Ｐ１の経時変化の拡大図である。なお、この図に示す半田孔５１内の圧力Ｐ１の経時変化は本発明者が行った実測値であって、実線は鏝先５ａがランドＬｄに接近する際の圧力変化であり、破線は鏝先５ａがランドＬｄから離間する際の圧力変化である。本実施形態では、基板Ｂｄがスルーホール基板であり、スルーホールＴｈに挿入された端子Ｎｄを半田付けするものとして説明する。

本実施形態では、鏝先の状態として、初期状態、鏝先接触状態、半田片投入状態、半田片溶融状態、半田片流出状態、鏝先離間状態の６個の状態を挙げて説明する。半田付け装置Ａ１では、１回の半田付け時に上記の各状態に順に変化する。

（ａ）初期状態、
図５は初期状態における半田付け装置Ａ１の鏝先５ａを示す図である。図５に示すように、半田付装置Ａ１では、半田付けを行う前段階（例えば、鏝先５ａをプレヒートする、半田付けを行う基板Ｂｄを変更する等）において、鏝先５ａは、基板Ｂｄから離している。本実施形態では、鏝先５ａが基板Ｂｄから離れている状態を初期状態とする。すなわち、半田孔５１は、Ｚ方向下端の開口が大気に解放されている。また、本実施形態では、半田付け装置Ａが初期状態のときに、ヒーターユニット４を駆動して鏝先５ａを加熱する。初期状態において、ガス供給源ＧＳ１から窒素ガスの供給が開始されると、ガス供給部７ａに窒素ガスが供給される。上述のとおりガス供給部７ａは、第１調整部７１で窒素ガスを流量Ｑ１に調整している。

図５に示すように、半田付け装置Ａ１が初期状態において、鏝先５ａの半田孔５１の下端部はＺ方向下端の開口が大気に解放されている。そのため、ガス供給部７ａから半田孔５１に窒素ガスが供給されても、半田孔５１内の圧力Ｐ１は一定である。初期状態における半田孔５１内の圧力Ｐ１を圧力Ｐ１ａとする。初期状態において、鏝先５ａは、半田孔５１の下端が大気解放されているため、リリース孔５３から外部に流れる窒素ガスは少量である。

図１２に示すように、鏝先５ａがランドＬｄに近づいていくと鏝先５ａとランドＬｄとの間隔が狭くなり、これに伴って半田孔５１内の圧力Ｐ１が徐々に上昇する。そして、鏝先５ａがランドＬｄに接触すると、半田孔５１内の圧力Ｐ１は初期状態の圧力Ｐ１ａよりも高い圧力Ｐ１ｂとなってほぼ一定となる。鏝先５ａとランドＬｄとの間の隙間と半田孔５１内の圧力Ｐ１とのこのような相関関係に基づき、本実施形態では、圧力測定部７５ａによって半田孔５１内の圧力Ｐ１がＰｓｔと測定されると、制御部Ｃｏｎｔは鏝先５ａの下端とランドＬｄとの間に所定間隔の隙間が形成されたと判定しこの位置を基準位置として記憶する。そして、移動手段はこの基準位置を基準として鏝先５ａを移動させる。これにより基板Ｂｄが上方向あるいは下方向に反っていた場合であっても、鏝先５ａの下端と基板ＢｄのランドＬｄとの間隔を精度よく制御することができ、鏝先５ａの状態や半田付けの状態の判定がより確実に行えるようになる。

なお、圧力測定部７５ａによって鏝先５ａ内の圧力Ｐ１がＰ１ｂと測定され、制御部Ｃｏｎｔが鏝先５ａの下端とランドＬｄとが接触したと判定した位置を、移動手段による鏝先５ａの移動の基準位置としても構わない。ただし、図１２に示すように、鏝先５ａとランドＬｄとが接触する直前付近は鏝先５ａとランドＬｄとの距離変化に対する半田孔５１内の圧力Ｐ１の傾きが緩やかになる。換言すると、半田孔５１内の圧力Ｐ１の変化に対する鏝先５ａとランドＬｄとの距離の変化が大きくなる。このため鏝先５ａとランドＬｄとの距離を精度よく判定するには圧力測定に高い精度が求められる。一方、図１２において鏝先５ａとランドＬｄとの距離がおおよそ－０．４ｍｍから－０．１ｍｍの範囲では、鏝先５ａとランドＬｄとの距離変化に対する半田孔５１内の圧力Ｐ１の傾きが急峻であるので、それほど圧力測定が高い精度でなくても実使用上問題のない程度に鏝先とランドとの距離判定が可能となる。したがって、このような範囲に基準位置に対応する圧力Ｐｓｔを設定することが推奨される。

（ｂ）鏝先接触状態
図６は、鏝先接触状態における半田付け装置Ａ１の鏝先５ａを示す図である。前述のように、鏝先５ａの下端とランドＬｄとの間に所定間隔の隙間が形成され、半田孔５１内の圧力Ｐ１がＰｓｔとなった鏝先５ａの位置を基準位置として移動手段は鏝先５ａをさらに下方に移動させて鏝先５ａを基板ＢｄのランドＬｄに接触させる。このとき、鏝先５ａの基準位置からの移動距離は基準位置とランドＬｄとの距離であればよいが、ランドＬｄを半田付けに適切な温度に昇温させるプレヒートをより効率的に行うためには、鏝先５ａとランドＬｄとの接触位置からさらに鏝先５ａをランドＬｄの方向に所定距離移動させてもよい。

鏝先５ａをランドＬｄに接触させることで、鏝先５ａの半田孔５１がランドＬｄによって塞がれる。基板ＢｄはスルーホールＴｈに貫通させた端子Ｎｄを半田付けするものであり、図６に示すように、電子部品の端子ＮｄのＺ方向の上端部が半田孔５１に挿入される。また、半田孔５１を通過した窒素ガスは、端子Ｎｄが挿入されたスルーホールＴｈから外部に流出する。

端子Ｎｄが挿入されたスルーホールＴｈの窒素ガスが抜ける部分が窒素ガスの流路であり、その流路面積は、半田孔５１の軸と直交する面で切断した断面積よりも小さい。鏝先接触状態のとき、半田孔５１の先端側に、流路抵抗が形成される、すなわち、半田孔５１内の流路抵抗が初期状態よりも大きくなる。これにより、鏝先接触状態における半田孔５１内の窒素ガスの圧力Ｐ１ｂは初期状態の圧力Ｐ１ａよりも高くなる。

（ｃ）半田片投入状態
図７は、半田片投入状態における半田付け装置Ａ１の鏝先５ａを示す図である。半田付け装置Ａ１では、鏝先５ａをランドＬｄに接触させて、プレヒートを行い、ランドＬｄを適切な温度に昇温した後に、半田片Ｗｈを半田孔５１に投入する。なお、ランドＬｄのプレヒートの制御は、温度センサーでランドＬｄの温度を直接検出し、その温度で制御してもよいし、鏝先５ａとランドＬｄの接触時間で制御してもよい。

そして、プレヒートが終了したタイミングで、半田片Ｗｈを半田孔５１に投入する。なお、半田片Ｗｈはカッター上刃２１とカッター下刃２２で糸半田Ｗを切断して形成する。自重又はプッシャーピン２３で押されることで、半田片Ｗｈは落下し、下刃孔２２１、半田供給孔４２２を通過して、半田孔５１に投入される。半田片Ｗｈは、半田孔５１に挿入されている端子Ｎｄに接触して、半田孔５１の内部で停止する。このように、半田片Ｗｈが半田孔５１の途中で停止することで、半田孔５１の窒素ガスが通過する流路面積は、小さくなる。これにより、半田片投入状態のときには、鏝先接触状態のときに比べて、半田孔５１内の流路抵抗が大きくなる。そして、半田片投入状態のときの半田孔５１内の圧力Ｐ１ｃは、鏝先接触状態の圧力Ｐ１ｂよりも高くなる。

（ｄ）半田片溶融状態
図８は、半田片溶融状態における半田付け装置Ａ１の鏝先５ａを示す図である。半田付け装置Ａ１では、鏝先５ａはヒーターユニット４によって加熱されており、半田孔５１に投入された半田片Ｗｈは、鏝先５ａによって加熱され溶融される。溶融した半田片Ｗｈは粘度の高い液体である。そして、半田孔５１は、溶融した半田片によって塞がれる。これにより、半田孔５１の下端開口から窒素ガスが外部に漏れない又は漏れにくくなり、半田孔５１よりも内径の小さく流路抵抗の大きいリリース孔５３から窒素ガスの多くが外に放出されることになる。

結果として、半田片Ｗｈが溶融することで、半田孔５１内の窒素ガスの圧力Ｐ１ｄは半田片投入状態の圧力Ｐ１ｃよりも高くなる。

（ｅ）半田片流出状態
図９は、半田片流出状態における半田付け装置Ａ１の鏝先５ａを示す図である。溶融した半田片Ｗｈが流出すると、半田孔５１のＺ方向下端部は、ランドＬｄ及びスルーホールＴｈを塞いだ溶融した半田によって塞がれる。これにより、半田孔５１の下端開口から窒素ガスが外部に漏れない又は漏れにくくなる。そして、半田孔５１よりも内径の小さく流路抵抗の大きいリリース孔５３から窒素ガスの多くが外に放出されることになる。

結果として、半田孔５１内の窒素ガスの圧力Ｐ１ｅは半田片溶融状態の圧力Ｐ１ｄと等しい又は略等しくなる。なお、鏝先５ａは、常にヒーターユニット４によって加熱されているため、溶融した半田片Ｗｈは、すべて鏝先５ａの外部、すなわち、ランドＬｄと電子部品Ｅｐの端子Ｎｄとに通常は流出する。

（ｆ）鏝先離間状態
図１０は、鏝先離間状態における半田付け装置Ａ１の鏝先５ａを示す図である。半田付け装置Ａ１では、ランドＬｄと電子部品Ｅｐの端子Ｎｄとの半田付けが終了すると、鏝先５ａをランドＬｄから離間させる。半田片流出状態において、溶融した半田片Ｗｈは全量又は略全量が半田孔５１の外部に流出している。そのため、半田孔５１は、半田付け前の状態、すなわち、初期状態と同じ状態に戻る。これにより、半田孔５１内の窒素ガスの圧力Ｐ１ｆは初期状態と同じ圧力Ｐ１ａと略同じとなる。

上述のとおり、半田孔５１内の圧力Ｐ１ａ～Ｐ１ｄ（Ｐ１ｅ）は、各状態によって異なる値になる。制御部Ｃｏｎｔは、予め圧力Ｐ１ａ～Ｐ１ｄ（Ｐ１ｅ）の基準となる値をデータベースとして記憶しておき、圧力測定部７５ａから取得した半田孔５１内の圧力Ｐ１のデータと比較することで、現在の鏝先の状態を判定することができる。

また、半田片溶融状態の半田孔５１内の圧力Ｐ１ｄと半田片流出状態の半田孔５１内の圧力Ｐ１ｅとがほぼ同じであることから、半田孔５１内の圧力から状態の判定が困難な場合もある。そこで、制御部Ｃｏｎｔは、半田孔５１内の圧力Ｐ１の時間変化も考慮して、鏝先の状態を検出してもよい。例えば、第２計測部７５が半田孔５１内の圧力Ｐ１ｄを検出してから所定時間経過したことによって、制御部Ｃｏｎｔは、鏝先５ａが半田片溶融状態から半田片流出状態に変化したと判断してもよい。

半田付け装置Ａ１では、鏝先の状態が初期状態、鏝先接触状態、半田片投入状態、半田片溶融状態、半田片流出状態、鏝先離間状態の順に変化する。そして、各状態での半田孔５１内の圧力Ｐ１は、図１１に示すグラフに示すとおりになる。図１１は、半田付け装置Ａ１が半田付けを１回行うときの半田孔５１内の圧力Ｐ１の変化を示している。図１１では、縦軸が圧力Ｐ１、横軸が時間である。なお、図１１に示す圧力値Ｐ１ａ、Ｐ１ｂ、Ｐ１ｃ、Ｐ１ｄ、Ｐ１ｅ及びＰ１ｆは、基準値である。

図１１に示すように、第１領域Ａｒ１は、鏝先５ａが初期状態のときであり、第１領域Ａｒ１において、半田孔５１内の圧力が圧力Ｐ１ａとなっている。第２領域Ａｒ２は、鏝先５ａが鏝先接触状態であり、鏝先５ａが初期状態から鏝先接触状態に変わると鏝先５ａのランドＬｄへの接触によって圧力Ｐ１ａから圧力Ｐ１ｂに急激に変化する。すなわち、第１領域Ａｒ１から第２領域Ａｒ２への変化は急峻である。

また図１１における、第３領域Ａｒ３は、鏝先５ａが半田片投入状態を示しており、半田孔５１への半田片Ｗｈの投入よって半田孔５１の流路の一部が塞がれて流路抵抗が急に増加するため、圧力Ｐ１ｂから圧力Ｐ１ｃへは急激に変化する。すなわち、図１１において、第２領域Ａｒ２から第３領域Ａｒ３への変化は急峻である。

図１１における、第４領域Ａｒ４は、鏝先５ａが半田片溶融状態を示しており、半田孔５１は半田片Ｗｈの溶融によって塞がれるので、その流路抵抗は増加する。半田片の溶融は、まず、フラックスが比較的ゆっくり溶融し、その後半田は急激に溶融する。圧力Ｐ１ｃから圧力Ｐ１ｄへは、最初ゆっくり高くなり、一定の変化ののち急激に高くなる。すなわち、図１１において、第３領域Ａｒ３から第４領域Ａｒ４への変化は最初ゆっくりで、その後急激に高くなる。

また、上述のとおり、半田片溶融状態の圧力Ｐ１ｄと、半田片流出状態の圧力Ｐ１ｅとは、同じまたはほぼ同じであり、一定時間、圧力Ｐ１ｄから変化が小さい。

以上のとおり、半田孔５１内の圧力Ｐ１は、その値だけでなく、状態が変化するときの圧力Ｐ１の変化の割合（急激に変化する又はゆっくり変化する）にも特徴を有する。

半田付けの工程が正常に行われているかの判定は、次のように行われる。まず、予め各半田付け状態における半田孔５１内の圧力Ｐ１の基準値の範囲を設定する。そして、各半田付け状態における基準値の範囲と計測された半田孔５１内の圧力Ｐ１との比較によって判定を行う。例えば、半田片投入状態における判定について説明する。まず、半田片投入状態であるＡｒ３の時間帯において基準値の上限値Ｐｘ１、下限値Ｐｙ１を設定する。上限値Ｐｘ１、下限値Ｐｙ１は、それぞれ、Ｐｘ１＝Ｐ１ｃ＋ｘ１及びＰｙ１＝Ｐ１ｃ－ｙ１（ｘ１、ｙ１は正の数）で表される値である。そして、半田付け工程においてＡｒ３の時間帯に計測された半田孔５１内の圧力Ｐ１が上限値Ｐｘ１から下限値Ｐｙ１の間の範囲から逸脱したとき、制御部Ｃｏｎｔは、半田付け工程に異常があったとして警報あるいは運転の停止を行ってもよい。なお、ｘ１、ｙ１の一方が０であってもよい。

また、前述のｘ１やｙ１よりも小さな値であるｘ２やｙ２を用いて、第２上限値Ｐｘ２＝Ｐ１ｃ＋ｘ２及び第２下限値値Ｐｙ２＝Ｐ１ｃ－ｙ２を設定し、Ａｒ３の時間帯に計測された半田孔５１内の圧力Ｐ１が第２上限値Ｐｘ２から第２下限値Ｐｙ２の範囲外に逸脱した場合に、制御部Ｃｏｎｔは、作業者に注意を報知することもできる。なお、ｘ２、ｙ２の一方が０であってもよい。以上の説明では、第１上限値及び第１下限値を用いて警報或いは運転の停止を行う１段階のもの又は第２上限値及び第２下限値をさらに用いて注意、基準値を用いて警報或いは運転の停止を行う２段階のものを挙げているが、これらは一例であり、さらに多くの基準値を用いて、注意或いは警報を２段階以上で行ってもよい。また、半田片投入状態以外の状態のときにも同様に基準値の範囲が設けられており、基準値の範囲と測定された分岐流量とを比較することで、半田付けの工程が正常に行われているか判定する。

また、時間と圧力に関係なく、半田片Ｗｈが溶融もしくは流出すれば半田孔５１内の圧力Ｐ１は最大値まで増加する。制御部Ｃｏｎｔは、半田孔５１内の圧力Ｐ１のピーク値（ここでは、圧力Ｐ１ｄ）付近の値を検出したときに、半田片Ｗｈの溶融が行われたと判定することもできる。

また、制御部Ｃｏｎｔは、予め圧力Ｐ１ａ～Ｐ１ｄ（Ｐ１ｅ）の基準となる値をデータベースとして記憶しておき、圧力測定部７５ａから取得した半田孔５１内の圧力Ｐ１のデータと比較することで、半田孔５１の汚れ状態を判定することができる。あるいはまた、制御部Ｃｏｎｔは、鏝先５ａと基板Ｂｄとは非接触状態、鏝先５ａと基板Ｂｄとの接触、鏝先５ａへの半田片Ｗｈの投入、加熱溶融、鏝先５ａからの溶融半田の流出、鏝先５ａの基板Ｂｄからの離間といった一連の半田付け工程における半田孔５１内の窒素ガスの圧力の基準となる経時変化をデータベースとして記憶しておき、圧力測定部７５ａから取得した半田孔５１内の圧力Ｐ１の経時変化と比較することで半田孔５１の汚れ状態を判定することも可能である。

第３領域Ａｒ３すなわち半田孔５１への半田片Ｗｈの投入段階において半田孔５１の汚れ状態を判定する場合を例に説明する。図１３に、半田片Ｗｈが半田孔５１へ投入された状態図を示す。図７に示すような半田孔５１が汚れていない初期状態では半田孔５１内の圧力はＰ１ｃである。一方、図１３に示すような半田孔５１やリリース孔５３の内周壁にドロスなどの付着物が付着している状態では、半田孔５１内の窒素ガスが通過する流路面積が小さくなっているところ、半田片Ｗｈが投入されることによって流路面積はさらに小さくなるため、半田孔５１内の圧力は初期状態の圧力Ｐ１ｃよりも高い圧力Ｐ１ｃ’となる（図１１の一点鎖線）。制御部Ｃｏｎｔは、初期状態における圧力Ｐ１ｃを予め記憶しておき、測定された半田孔５１内の圧力と圧力Ｐ１ｃとを比較して半田孔の汚れ状態を判定することが可能となる。なお、図５に示すような初期状態のときの圧力Ｐ１ａのレベルによって半田孔５１の汚れ状態を判定することもできる。あるいはまた鏝先５ａの下端と配線基板Ｂｄとの間に所定間隔の隙間が形成された基準位置において圧力を計測することにより、鏝先５ａの先端部底面に付着した付着物を検出することもできる。このとき配線基板Ｂｄを取り付ける治具Ｇｊの支柱Ｓｕ（図１に図示）の上面の位置に鏝先Ｓａを移動させて基準位置を設定してもよい。その際に感度を向上させるために、窒素ガスの流量を大きくしてもよい。また圧力値が変動する場合には、平均化の処理を行って判別することもできる。

またさらに、鏝先５ａの以上のような状態の変化の外、配線基板ＢｄのランドＬｄと電子部品Ｅｐの端子Ｎｄとの半田付け状態を判定することも可能である。例えば図１４（ａ）に示すように、ランドＬｄと端子Ｎｄが正常に半田付けされた場合には半田は、２つの円錐の底面同士が接触した形状となる。一方、予備加熱が不十分な場合などには図１４（ｂ）に示すように半田が盛り上がった状態となる（イモ半田）。

そこで、制御部Ｃｏｎｔが半田の溶融が行われたと判定した後、移動手段は前述の基準位置を基準として鏝先５ａとランドＬｄとの間が距離Ｇの隙間が形成されるようにランドＬｄから鏝先５ａを離間させる。そして、半田孔５１内の圧力Ｐ１の変化によって半田付け状態を判定する。すなわち、鏝先５ａをランドＬｄから距離Ｇだけ離間させ所定時間保持して半田孔５１内の圧力Ｐ１を測定する。図１４（ａ）に示すように半田付けが正常になされていた場合には、鏝先５ａをランドＬｄから距離Ｇ離すことによって円錐状の半田と鏝先５ａの半田孔５１内周面との間に隙間が生じ、その隙間から半田孔５１内の窒素ガスが外部に流出するので、半田孔５１内の圧力Ｐ１は急激に減少して圧力Ｐ１ａと同じか略同じとなる。この場合は半田付けが完了したと判断して、鏝先５ａを継続してランドＬｄｄから離間させてもよい。

これに対して図１４（ｂ）に示すようにイモ半田が形成されていた場合には、鏝先５ａをランドＬｄから距離Ｇ離してもドーム状に盛り上がった半田と鏝先５ａの半田孔５１内周面とは依然として接触しているか、隙間があったとしても僅かであるため、半田孔５１内の圧力Ｐ１は減少しないか、減少しても微量である。以上のように、半田孔５１内の圧力Ｐ１の変化を測定することによって半田付け状態をも判断可能となる。

なお、鏝先５ａとランドＬｄとの離間距離Ｇは、半田付けが正常な場合には半田と半田孔５１の内周面とが接触せず、イモ半田が形成された場合には半田と半田孔５１の内周面とが接触する距離であって、供給される半田片Ｗｈの容積や半田孔５１の形状などを考慮し、また予備実験などに基づいて適宜決定すればよい。離間距離Ｇは通常０．２ｍｍ～２ｍｍの範囲である。また、鏝先５ａとランドＬｄとを距離Ｇまで離間させる際の鏝先５ａの離間速度に特に限定はないが、圧力Ｐ１の測定精度などの観点からは０．１ｍｍ／ｓｅｃ～１０ｍｍ／ｓｅｃの範囲が好ましい。より好ましくは０．２ｍｍ／ｓｅｃ～２ｍｍ／ｓｅｃの範囲である。また、鏝先５ａを離間距離Ｇで保持する時間は０．１ｓｅｃ～２ｓｅｃの範囲が好ましい。なお、半田が溶融しているにもかかわらず半田の流出が不十分とされた場合には、窒素ガスの供給を増加させたり、パルス的に圧力を上昇させて、溶融した半田を流出させることができる。

このような異常判定をも行うためには、制御部Ｃｏｎｔは、予め、図１１に示すような、半田付け工程１回における半田孔５１内の窒素ガスの圧力の時間変化を示すテーブルを記憶しておき、圧力測定部７５ａからの半田孔５１内の圧力データを時系列に並べて、挙動及び値を比較することで鏝先５ａの状態を判定するようにする。このような判定方法を用いることで、鏝先５ａの状態をより正確に判定することができる。

（第１変形例）
上述した実施形態では、半田片Ｗｈの太さ及び長さが一定である場合で説明している。しかしながら、糸半田Ｗの送りには、ばらつきが生じる場合がある。また、半田付けを行う面積が大きい等によって、半田片Ｗｈの形、大きさを意図的に変更する場合もある。このような場合、制御部Ｃｏｎｔは、鏝先接触状態の圧力Ｐ１ｂから圧力Ｐ１が変動したときの変動の大きさ、変動の挙動に基づいて、投入された半田片Ｗｈの形状、大きさ等を判定してもよい。なお、異なる大きさ、形状の半田片を投入する可能性がある場合、制御部Ｃｏｎｔは、各大きさ、形状の半田片Ｗｈごとに、各状態における半田孔５１内の圧力Ｐ１の基準値及び（又は）その時間変化を示すテーブルをデータベースとして備えていることが好ましい。

（第２変形例）
本実施形態に係る半田付け装置の変形例について図面を参照して説明する。図１５は、本実施形態に係る半田付け装置の変形例に用いられる鏝先の一例を示す断面図である。図１５に示すように、第２変形例の半田付け装置に用いられる鏝先５ｂは、半田孔５１ｂの内部に、半田片Ｗｈが端子Ｎｄと接触する前に、半田片Ｗｈを停止させる半田片停止部５１１が設けられている。

図１５に示すように、半田片停止部５１１は、Ｚ方向下方に向かって内径が減少するテーパ形状となっている。半田片停止部５１１に半田片Ｗｈが到達すると、半田片Ｗｈによって、半田孔５１ｂの隙間が小さくなる。これにより、半田片投入状態のときの半田孔５１ｂ内の流路抵抗が大きくなる。これにより、第２変形例において、半田片投入状態のときの圧力Ｐ１が大きくなる。そして、鏝先接触状態と、半田片投入状態のそれぞれのときの圧力Ｐ１の差が大きくなるため、制御部Ｃｏｎｔは、鏝先接触状態と、半田片投入状態とを判別しやすくなる。また、半田片Ｗｈが、半田片停止部５１１に到達する前に、半田孔５１ｂの内部で停止する場合がある。この場合、半田片による流路抵抗が、半田片Ｗｈが半田片停止部５１１に到達しているときに比べて小さくなる。このことを利用することで、制御部Ｃｏｎｔは、半田片Ｗｈが半田片停止部５１１に到達したこと、すなわち、半田片Ｗｈを確実に投入できたことを判定することができる。

本実施形態では、半田付け装置Ａ１が半田付けを行うときにとり得る状態として、初期状態、鏝先接触状態、半田片投入状態、半田片溶融状態、半田片流出状態、鏝先離間状態の６つの状態を挙げているが、これ以外の状態を判定するようにしてもよい。

（第３変形例）
上述の実施形態では、鏝先５ａが半田を溶融できる高温の状態にある場合で説明している。しかしながら、ヒーター４１の故障等によって鏝先５ａが半田を溶融するために設定された正常温度範囲内から外れる場合もあり得る。鏝先５ａを通過する窒素ガスは、鏝先５ａの温度によって、膨張する程度や粘度が異なるため、流路抵抗も増減し、その結果、窒素ガスの圧力も変化する。例えば、鏝先５ａの温度が低下すると窒素ガスの体積は減少し、粘度も低くなるので半田孔５１における窒素ガスの圧力は低下する。このことを利用して、制御部Ｃｏｎｔは、半田孔５１を大気に開放している状態、すなわち、鏝先５ａが初期状態のときの圧力Ｐ１ａを記憶しておき、記憶している圧力Ｐ１ａと計測した圧力Ｐ１とに基づいて、鏝先５ａの温度を判定することが可能である。

また、供給されるガスの種類が、窒素と空気或いは酸素との混合ガスのように変化した場合も、流路抵抗が変化するため、半田孔５１内の圧力Ｐ１に差異が生じる。このことを利用して、制御部Ｃｏｎｔは、半田孔５１を大気に開放している状態、すなわち、鏝先５ａが初期状態のときの圧力Ｐ１ａを記憶しておき、記憶している圧力Ｐ１ａと計測した圧力Ｐ１とに基づいて、供給されているガスが窒素ガス（供給されるべきガス）であるか否か判定できる。これにより、制御部Ｃｏｎｔは、例えば、ガス配管接続の誤りを検出することが可能である。

第１変形例、第２変形例及び第３変形例の動作は、例えば、一定の周期ごとに行うものとすることができる。一定の周期とは、例えば、時間で管理してもよいし、半田付け回数で管理してもよい。また、半田付け装置Ａ１の電源投入直後及び工程終了時に行うようにしてもよい。また、ランダムなタイミングで行うようにしてもよい。

（第２実施形態）
本実施形態に係る半田付け装置の他の例について図面を参照して説明する。図１６は、本発明に係る半田付け装置の他の例を示す図である。なお、図１６に示す半田付け装置Ｃでは、鏝先５ｃの溶融領域５１０よりも下流側において半田孔５１と外周面とを貫通するガスリリース部５２を備えている。それ以外は、第１実施形態の半田付け装置Ａ１と同じ構成を有している。そのため、鏝先５ｃにおいて半田付け装置Ａ１の鏝先５ａと実質上同じ部分には、同じ符号を付すとともに、同じ部分の詳細な説明は省略する。

ガスリリース部５２は、半田孔５１の溶融領域５１０よりも下流側において半田孔５１と外部とを連通する部分であって、本実施形態では、ガスリリース部５２は鏝先５ｃの外周面と半田孔５１とを連通する貫通孔形状のものとしているが、これに限定されるものではない。例えば、半田孔５１の溶融領域５１０よりも下流側と鏝先５ｃのＺ方向下端との間に半田孔５１と鏝先５ｃの外周面とを連通するように形成されたスリット形状や切り欠き形状であってもよい。また、上述の貫通孔、スリット、切り欠き以外にもガスリリース部５２として鏝先接触状態及び半田片流出状態のときに半田孔５１の窒素ガスを鏝先５ｃの外部に流出させることができる形状を広く採用することができる。

このような半田付け装置Ｃを用いたときの、制御部Ｃｏｎｔによる鏝先の状態の判定について、図面を参照して説明する。図１７は、鏝先接触状態における鏝先５ｃと窒素ガスの流れを示す図である。図１８は、半田片投入状態における鏝先５ｃと窒素ガスの流れを示す図である。図１９は、半田片溶融状態における鏝先５ｃと窒素ガスの流れを示す図である。図２０は、半田片流出状態における鏝先５ｃと窒素ガスの流れを示す図である。

半田付け装置Ｃにおいて、１回の半田付けにおける鏝先５ｃの取り得る状態は、第１実施形態と同じ、つまり初期状態、鏝先接触状態、半田片投入状態、半田片溶融状態、半田片流出状態、鏝先離間状態である。そして、初期状態、鏝先離間状態に関しては、第１実施形態の半田付け装置Ａ１と実質的に同じである。また、鏝先５ｃは、ガスリリース部５２を設けており、ガスリリース部５２からガスが流出可能な状態のとき、すなわち、鏝先接触状態、半田片投入状態、半田片流出状態の各状態において、半田孔５１内を流れる窒素ガスの圧力は、第１実施形態のときよりも少なくなる。そのため、半田孔５１内の圧力を圧力Ｐ１１として説明する。例えば、初期状態のとき、半田孔５１内の圧力を圧力Ｐ１１ｂとする。他の状態のときも同様に、圧力Ｐ１１ｃ、Ｐ１１ｅとする。

図１７に示す鏝先接触状態のとき、半田孔５１内の窒素ガスは、スルーホールＴｈから外部に流出するとともに、リリース孔５３及びガスリリース部５２からも外部に流出する。そのため、半田孔５１内の圧力Ｐ１１はガスリリース部５２が無いとき（第１実施形態）よりも低くなる。すなわち、半田孔５１内の圧力Ｐ１１ｂ（＜Ｐ１ｂ）となる。また、図１８に示す半田片投入状態のときも同様に、半田片Ｗｈによって流路抵抗は増える。一方で、ガスリリース部５２から窒素ガスが流出するので、半田孔５１内の圧力Ｐ１１は、ガスリリース部５２が無いとき（第１実施形態）よりも低くなる。すなわち、半田孔５１内の圧力Ｐ１１ｃ（＜Ｐ１ｃ）となる。そして半田片投入状態のときの半田孔５１内の圧力Ｐ１１ｃは、鏝先接触状態の半田孔５１内の圧力Ｐ１１ｂよりも高い。

図１９に示す半田片溶融状態のとき、半田孔５１の溶融領域５１０は、溶融した半田片Ｗｈで塞がれる。そのため、窒素ガスの流れ方向において、溶融領域５１０よりも下流側であるガスリリース部５２から窒素ガスは流出しない。このため、半田片溶融状態のときの半田孔５１内の圧力Ｐ１１ｄは第１実施形態（Ｐ１ｄ）とほぼ等しくなる。

図２０に示す半田片流出状態のとき、半田孔５１のＺ方向下端は、ランドＬｄによって塞がれる。また、溶融した半田片ＷｈがランドＬｄのスルーホールＴｈを塞いでいるため、窒素ガスは、スルーホールＴｈからは流出しない。一方で、半田片Ｗｈは溶融して溶融領域５１０から回路基板Ｂｄ側に流出しているため、半田孔５１内の窒素ガスは、ガスリリース部５２から外部へ流出する可能となる。つまり、ガスリリース部５２から窒素ガスは流出するので、半田孔５１内の圧力Ｐ１１は、ガスリリース部５２が無いとき（第１実施形態）よりも低くなる。すなわち、半田片流出状態のときの半田孔５１内の圧力は、圧力Ｐ１１ｅ（＜Ｐ１ｅ）である。また、半田片流出状態のとき、半田孔５１の窒素ガスがガスリリース部５２から流出しているため、圧力Ｐ１１ｅは、半田片溶融状態のときの圧力Ｐ１１ｄに比べて低い。

以上のとおり、鏝先５ｃにガスリリース部５２を設けることで、鏝先接触状態のときの半田孔５１内の圧力Ｐ１１ｂと、半田片投入状態のときの半田孔５１内の圧力Ｐ１１ｃと、半田片流出状態のときの半田孔５１内の圧力Ｐ１１ｅとを第１実施形態の半田付け装置Ａ１の場合と異なる値とすることができる。

そして、各状態での圧力Ｐ１１は図２１に示すグラフに示すとおりになる。図２１は、半田付け装置Ｃが半田付けを１回行うときの配管の圧力の変化を示している。図２１では、縦軸が半田孔５１内の圧力Ｐ１１、横軸が時間である。なお、以下の説明では、図１１と異なる挙動を示す部分についてのみ説明するものとする。

図２１に示すように、ガスリリース部５２を備えた鏝先５ｃを用いることで、半田片溶融状態を示す第４領域Ａｒ４（半田孔５１内の圧力Ｐ１１ｄ）の後に、半田孔５１内の圧力Ｐ１１ｅの半田片流出状態を示す第５領域Ａｒ５が現れる。

このように、鏝先５ｃにガスリリース部５２を設けることで、半田片溶融状態における半田孔５１内の圧力Ｐ１１ｄと、半田片流出状態おける半田孔５１内の圧力Ｐ１１ｅとを異なる値とすることができる。これにより、制御部Ｃｏｎｔは、半田片流出状態、すなわち、電子部品Ｅｐの端子ＮｄとランドＬｄとを半田付けが完了したことをより正確に検知することができる。

なお、本実施形態においても、制御部Ｃｏｎｔは、各状態における半田孔５１内の圧力をデータベースとして記憶して、圧力測定部７５ａからの半田孔５１内の圧力のデータと比較することで鏝先の状態を判定してもよい。また、図２１に示すような、半田孔５１内の圧力の時間変化を示すテーブルを記憶しておき、圧力測定部７５ａからの圧力のデータを時系列に並べて、挙動及び値を比較することで、鏝先５ｃの状態を判定してもよい。

また、時間と圧力の関係(図１１または図２１）のそれぞれの計測値を記憶しておき品質管理のデータベースを作成し、経時的な変化や雰囲気温度などの相関を統計処理によって算出することができる。

さらに、複数の半田付け箇所が存在する場合には、半田付け箇所によって各状態における流体の変化値が異なる場合があるので、各半田付け箇所毎に上記データベースを作成し、半田付け場所毎に異なった閾値を用いて判定を行うことも可能である。

そしてまた、第１実施形態と同様に、制御部Ｃｏｎｔが、鏝先５ａの下端とランドＬｄとの間に所定間隔の隙間が形成されたと判定した位置あるいは鏝先５ａの下端とランドＬｄとが接触したと判定した位置を基準位置として移動手段は鏝先５ａを移動させる。

（第３実施形態）
図２２に本発明に係る半田付け装置の他の実施形態を示す。第１実施形態及び第２実施形態で示した半田付け装置Ａ１，Ｃでは、少なくとも半田片溶融状態では、溶融領域５１０において溶融半田によって半田孔５１が塞がれる。このとき、半田孔５１内の窒素ガスや気化したフラックスなどはリリース孔５３から外に排出されるが、その一部は圧力測定用孔５４内にも進入するおそれがある。気化したフラックスなどを含んだガスが圧力測定用孔５４に進入すると、圧力測定用孔５４及び圧力測定用配管８ａの内周面にドロスなどの汚れが付着し、圧力測定部７５ａの測定精度が低下するおそれがある。

そこで、図２２に示す半田付け装置Ｄでは、圧力測定用配管８ａに不活性ガスを供給して圧力測定用孔５４及び圧力測定用配管８ａに気化したフラックスなどを含んだガスが進入しないようにした。

具体的には、圧力測定用配管８ａに形成されたガス供給孔８１にガス供給源ＧＳ２から不活性ガスがガス供給部７ｂを介して供給される。ここで、ガス供給孔８１の形成位置は、圧力測定用管８内に不活性ガスの滞留部が形成されないようにする観点からは、圧力測定用配管８ａの圧力測定部７５ａが取り付けられた端部側であるのが望ましい。ガス供給部７ｂは、配管７０ｂと、第２調整部７３ａと、第２計測部７４ａとを有する。配管７０ｂは、ガス供給源ＧＳ２からの不活性ガスをガス供給孔８１に流入させる配管である。なお、図２２では、便宜上、配管７０ｂを線図で示しているが、実際にはガスが漏れない管体（例えば、樹脂管）である。また、ガス供給源ＧＳ２から不活性ガスは、ここではガス供給源ＧＳ１から供給されるガスと同じ窒素ガスとする。

ガス供給源ＧＳ２から供給される窒素ガスは、第２調整部７３ａによって流量が調整される。そして第２計測部７４ａが、第２調整部７３ａから吐出される窒素ガスの流量を計測し、計測した窒素ガスの流量が予め決められた流量となるように第２調整部７３ａに対して第２調整部７３ａを制御する制御信号を送信している。なお、ガス供給源ＧＳ２から圧力測定用配管８ａに供給される窒素ガスの流量Ｑ２は、気化したフラックスなどが圧力測定用配管８ａ内に進入するのを防止できればよいため、半田孔５１内を流れる窒素ガスの流量Ｑ１に比べて遥かに少ない流量に設定される。また、圧力測定用配管８ａ内の窒素ガスの圧力は半田孔５１内の窒素ガスの圧力よりも高く設定される。

このような構成によれば、気化したフラックスなどを含んだガスが圧力測定用孔５４に進入することが効果的に抑制され、圧力測定用孔５４及び圧力測定用配管８ａの内周面へのドロスなどの汚れ付着が抑えられる。これにより長期間にわたって圧力測定部７５ａの測定精度を高い状態で維持できる。

（変形例）
図２２の半田付け装置Ｄでは、圧力測定用配管８ａ内を流動させる窒素ガスをガス供給源ＧＳ２から供給していたが、ガス供給源ＧＳ１から圧力測定用配管８ａに窒素ガスを供給するようにしてもよい。すなわち、ガス供給源ＧＳ１から半田孔５１内及び圧力測定用配管８ａ内に窒素ガスを供給するようにしてもよい。このような構成によってガス供給源を１つとすることができる。この場合にも、ガス供給源ＧＳ１と圧力測定用配管８ａとの間にガス供給部７ｂを設け、第２調整部７３ａによって流量を調整するとともに第２計測部７４ａによって窒素ガスの流量を計測し、圧力測定用配管８ａ内に供給される窒素ガスの流量が予め決められた流量となるように制御する。また、圧力測定用配管８ａ内の窒素ガスの圧力が半田孔５１内の窒素ガスの圧力よりも高くなるように制御する。

（第４実施形態）
図２３に本発明に係る半田付け装置の他の実施形態を示す。第１実施形態から第３実施形態で示した半田付け装置Ａ１，Ｃ，Ｄでは半田孔５１内の圧力を測定していたが、本発明に係る半田付け装置Ｅでは、ガス供給源ＧＳ１と半田孔５１とを連通しガス供給源ＧＳ１からガスを半田孔５１に供給するガス供給部における圧力を測定してもよい。図２３に示す半田付け装置Ｅでは配管７０ａに圧力測定部７５ａが設けられている。圧力測定部７５ａが配管７０ａに設けられた場合も第１実施形態と同様の圧力変化を測定することができ、配管７０ａ内を流れるガスの測定圧力に基づいて制御部Ｃｏｎｔは鏝先の状態を判定可能となる。以上の各実施形態において、圧力測定部７５ａは、半田孔５およびガス供給部を構成する配管７０ａ、ガス流入孔２２２、半田供給孔４２２のいずれに設けても構わない。

（第５実施形態）
図２４に本発明に係る半田付け装置の他の実施形態を示す。図２４に示す半田付け装置が、図３に示した第１実施形態と異なる点は、ガスリリース孔５３及び圧力測定用孔５４を有しない鏝先５ｄを用いる点とガス供給源ＧＳ１からのガス供給路が分岐している点である。それ以外は、第１実施形態の半田付け装置Ａ１と同じ構成を有している。そのため、実質上同じ部分には、同じ符号を付すとともに、同じ部分の詳細な説明は省略する。

ガス供給部７ｃは、半田付け装置Ｆの外部に設けられたガス供給源ＧＳ１から供給されるガスを半田付け装置Ｆに供給する。図２４に示すように、ガス供給部７ｃは、配管７０と、第１調整部７１と、第１計測部７２と、第２調整部７３と、第２計測部７４とを有する。

配管７０は、主配管７０１と、分岐配管７０２と、流入配管７０３とを有する。主配管７０１は、ガス供給源ＧＳ１から窒素ガスが流入する配管である。主配管７０１の下流側の分岐部で、流入配管７０３と分岐配管７０２とに分岐する。そして、流入配管７０３は、主配管７０１の分岐部とガス流入孔２２２とを連通している。すなわち、主配管７０１を流れた窒素ガスは、流入配管７０３を通って、ガス流入孔２２２に流入する。

一方、分岐配管７０２は、主配管７０１を流れるガスの一部を外部に流すための配管である。半田付け装置Ｆにおいて、ガス流入孔２２２は、下刃孔２２１、半田供給孔４２２及び半田孔５１に連通しており、半田孔５１は、外部に開口している。例えば、半田付け装置Ａ１を作動させた場合、溶融した半田で半田孔５１がせき止められる場合がある。この場合、ガス供給源ＧＳから供給されるガスが流れ出る場所がなくなり、配管を損傷する原因になり得る。そこで、配管７０には、分岐配管７０２を設けて、行き場のなくなった窒素ガスを外部に放出している。また、分岐配管７０２には、配管７０内部での窒素ガスの圧力の上昇を抑制する働きもある。

第１調整部７１は、主配管７０１に設けられている。第１調整部７１は、流量制御弁を含む構成であり、主配管７０１を流れる窒素ガスの流量を調整している。なお、第１調整部７１は、主配管７０１から分岐配管７０２が分岐する分岐点よりもガス供給源ＧＳ１側に設けられる。すなわち、第１調整部７１は、ガス供給源ＧＳからガス供給部７ｃに供給される全窒素ガスの流量を調整している。

第１計測部７２は、主配管７０１の第１調整部７１と分岐点との間に配されて、主配管７０１を流れる窒素ガスの流量を計測する。すなわち、第１計測部７２は、第１調整部７１から吐出される窒素ガスの流量を計測している。そして、第１計測部７２は、計測した窒素ガスの流量が予め決められた流量となるように、第１調整部７１に対して、第１調整部７１を制御する制御信号を送信している。すなわち、ガス供給部７ｃは、第１調整部７１と第１計測部７２を用いて、フィードバック制御を行っており、ガス供給源ＧＳから供給される窒素ガスの流量を一定に制御している。なお、第１計測部７２の計測結果に基づいて、作業者が手動で第１調整部７１を操作して窒素ガスの流量を調整してもよい。また、何らかの異常により計測した流量が予め決めた基準値と異なる又は予め設定した範囲から外れる場合には、制御部Ｃｏｎｔは、異常が発生している旨の警報及び（又は）半田付け装置の運転の停止を行ってもよい。

第２調整部７３は、分岐配管７０２に配されている。第２調整部７３は、分岐配管７０２を流れる窒素ガスの流量を絞る絞り弁を含む。第２調整部７３を調整することで、分岐配管７０２に流れる窒素ガスの流量が調整される。第１調整部７１で調整されたガスは、分岐点でガス流入孔２２２と分岐配管７０２に分かれて流れる。すなわち、第１調整部７１で調整されて主配管７０１を流れる窒素ガスの流量をＱ１、第２調整部７３で調整されて分岐配管７０２を流れる窒素ガスの流量を分岐流量Ｑ２、流入配管７０３を流れる窒素ガスの流量を供給流量Ｑ３とすると、Ｑ１＝Ｑ２＋Ｑ３の関係が成り立つ。

ガス供給部７ｃは、半田付け時の半田の酸化を抑制するために窒素ガスを供給するものであるため、分岐配管７０２よりも流入配管７０３へより多くの窒素ガスが流れるようにすることが好ましい。そのため、第２調整部７３では、しぼり弁で分岐配管７０２を絞り、流量Ｑ２をなるべく小さくしている。なお、第２調整部７３では絞り弁を用いて、絞り量を調整できるようにしているが、例えば、オリフィス等の流路抵抗が固定のものを用いてもよい。第２調整部７３は一定の絞り量のものを用いており、流入側の圧力が変動すると流量が変動する。

第２計測部７４は、分岐部と第２調整部７３の間に配されて、分岐部で分岐したガスの流量（すなわち、流量Ｑ２）を計測する。第２計測部７４は、制御部Ｃｏｎｔに接続されており、流量Ｑ２は、制御部Ｃｏｎｔに送信される。制御部Ｃｏｎｔは、流量Ｑ２に基づいて、鏝先５ｄの状態を判定する。すなわち、制御部Ｃｏｎｔは、鏝先５ｄの状態を判定する状態判定部としての役割を果たす。また、制御部Ｃｏｎｔは、判定した鏝先５ｄの状態に基づいて、半田付け装置Ｆの制御を行ってもよい。半田付け装置Ｆの制御としては、例えば、半田付け装置Ｆの基板Ｂｄへの接近離間、糸半田Ｗの切断、鏝先５ｄの加熱等を含む。

次に、分岐配管７０２の流量に基づいて鏝先５ｄの状態を判定する判定方法について説明する。なお、ガス供給部７ｃにおいて、ガス流入孔２２２に流入した窒素ガスは、すべて、鏝先５ｄの半田孔５１に流入するものとする。例えば、ガス流入孔２２２は、下刃孔２２１と連通しており、下刃孔２２１は、カッター下刃２２をＺ方向上下に貫通している。窒素ガスが供給されている状態において、窒素ガスは、下刃案２２１のＺ方向上端から抜けないように、密閉されるものとする。

なお、主配管７０１を流れる窒素ガスは、ガス供給源ＧＳ１からのガスを第１調整部７１で調整することで流量が調整される。主配管７０１を流れる窒素ガスの流量は、ガス供給部７ｃに供給される窒素ガスの全流量でもある。すなわち、ガス供給部７ｃに流れる窒素ガスの全流量はＱ１である。

第１調整部７１に備えられている流量制御弁は、配管内部の圧力にかかわらず、窒素ガスを設定した流量で流し続ける。すなわち、ガス供給部７ｃは、全流量Ｑ１を一定とする流量制御が行われている。そして、第２調整部７３には、絞り弁が採用されている。第２調整部７３では、分岐配管７０２の流路面積を絞っているだけであり、配管上流の圧力が上昇すると流量は変動する。すなわち、分岐流量Ｑ２は、圧力によって変動する。

半田付け装置Ｆにおいて、例えば、半田片Ｗｈが半田孔５１に供給された場合、半田孔５１の軸と直交する断面の一部を半田片Ｗｈが占める。そのため、半田孔５１の窒素ガスが流れる部分の流路面積が小さくなり、窒素ガスが流れにくくなる、すなわち、流路抵抗が大きくなる。そして、半田孔５１の流路抵抗が大きくなると、供給流量Ｑ３が減少する。つまり、鏝先の状態が変化することで、供給流量Ｑ３は変動する。制御部Ｃｏｎｔは、供給流量Ｑ３、或いは、供給流量Ｑ３の変化に基づいて、鏝先５ｄの状態を判定する。例えば、制御部Ｃｏｎｔは、供給流量Ｑ３の変化とその変化の原因とを関連付けた情報を予め記憶している。制御部Ｃｏｎｔは、算出した供給流量Ｑ３の変化に基づいて、その原因、すなわち、鏝先５ｄの状況を判定する。

全流量Ｑ１を一定に制御しているため、供給流量Ｑ３と分岐流量Ｑ２とは、一対一で変化する。実際には、制御部Ｃｏｎｔは、分岐流量Ｑ２に基づいて、鏝先５ｄの状態を判定している。例えば、供給流量Ｑ３が減少すれば、主配管７０１の全流量Ｑ１が略一定であるので、分岐流量Ｑ２が増加する。

以下に、鏝先５ｄの各状態における分岐流量Ｑ２について、図面を参照して説明する。図２５～図３０は、半田付け装置Ｆの動作又は鏝先の状態を示す図である。また、図３１は、半田付け装置Ｆで半田付け作業を１回行うときの分岐流量Ｑ２の変化を示す図である。そして、図３２は、図３１において円で囲った部分、すなわち鏝先５ｄが基板ＢｄのランドＬｄに接触する前後の半田孔５１内の分岐流量Ｑ２の経時変化の拡大図である。本実施形態では、基板Ｂｄがスルーホール基板であり、スルーホールＴｈに挿入された端子Ｎｄを半田付けするものとして説明する。

本実施形態では、鏝先５ｄの状態として、初期状態、鏝先接触状態、半田片投入状態、半田片溶融状態、半田片流出状態、鏝先離間状態の６個の状態を挙げて説明する。半田付け装置Ｆでは、１回の半田付け時の各状態を順に変化する。

（ａ）初期状態
図２５は初期状態における半田付け装置Ｆの鏝先５ｄの周囲及びガス供給部７ｃを示す図である。図２５に示すように、半田付装置Ｆでは、半田付けを行う前段階（例えば、鏝先５ｄをプレヒートする、半田付けを行う基板Ｂｄを変更する等）において、鏝先５ｄは、基板Ｂｄから離している。本実施形態では、鏝先５ｄが基板Ｂｄから離れている状態を初期状態とする。すなわち、半田孔５１は、Ｚ方向下端の開口が大気に解放されている。また、本実施形態では、半田付け装置Ｆが初期状態のときに、ヒーターユニット４を駆動して鏝先５ｄを加熱する。初期状態において、ガス供給源ＧＳ１から窒素ガスの供給が開始されると、ガス供給部７ｃに窒素ガスが供給される。上述のとおりガス供給部７ｃは、第１調整部７１で窒素ガスを全流量Ｑ１に調整している。

図２５に示すように、半田付け装置Ｆが初期状態において、鏝先５ｄの半田孔５１の下端部は、外部に開口している。半田孔５１の流路抵抗は低い。一方、分岐配管７０２は、第２調整部７３によって、流路が絞られているので流路抵抗が高い。そのため、主配管７０１を流れる窒素ガスの流量Ｑ１（全流量Ｑ１）の多くは供給配管７０３に供給流量Ｑ３ａとして流れる。制御部Ｃｏｎｔは、第２計測部７３からの流量を取得しており、初期状態において、分岐配管７０２には、分岐流量Ｑ２ａが流れる。分岐流量Ｑ２ａは、供給流量Ｑ３ａに比べて少ない。

図３２に示すように、鏝先５ｄがランドＬｄに近づいていくと鏝先５ｄとランドＬｄとの間隔が狭くなり、これに伴って半田孔５１の先端側に形成される流路抵抗、すなわち供給配管７０３の流路抵抗が初期状態から徐々に大きくなる。これにより、供給配管７０３に流れる供給流量Ｑ３は初期状態よりも徐々に少なくなる一方、分岐配管７０２に流れる分岐流量Ｑ２は初期状態よりも徐々に多くなる。そして、鏝先５ｄがランドＬｄに接触すると、分岐配管７０２に流れる分岐流量Ｑ２は初期状態の流量Ｑ２ａよりも多い流量Ｑ２ｂとなってほぼ一定となる。本実施形態では、第２計測部７４によって取得される分岐配管７０２の分岐流量Ｑ２が、設定された基準流量Ｑｓｔに達すると、制御部Ｃｏｎｔは鏝先５ｄの下端とランドＬｄとの間に所定間隔の隙間が形成されたと判定しこの位置を基準位置として記憶する。そして、移動手段はこの基準位置を基準として鏝先５ｄを移動させる。これにより、第１実施形態と同様に、基板Ｂｄが上方向あるいは下方向に反っていた場合であっても、鏝先５ｄの下端と基板ＢｄのランドＬｄとの間隔を精度よく制御することができ、鏝先５ｄの状態や半田付けの状態の判定がより確実に行えるようになる。

なお、第２計測部７４によって取得された分岐配管７０２の分岐流量Ｑ２がＱ２ｂで、制御部Ｃｏｎｔが鏝先５ｄの下端とランドＬｄとが接触したと判定した位置を、移動手段による鏝先５ｄの移動の基準位置としても構わない。ただし、図３２に示すように、鏝先５ｄとランドＬｄとが接触する直前付近は鏝先５ｄとランドＬｄとの距離変化に対する分岐流量Ｑ２の傾きが緩やかになる。換言すると、分岐配管７０２内の分岐流量Ｑ２の変化に対する鏝先５ｄとランドＬｄとの距離の変化が大きくなる。このため鏝先５ｄとランドＬｄとの距離を精度よく判定するには流量測定に高い精度が求められる。一方、図３２において鏝先５ｄとランドＬｄとが接触する前の所定間隔を有している間では、鏝先５ｄとランドＬｄとの距離変化に対する分岐流量Ｑ２の傾きが急峻であるので、それほど流量測定が高い精度でなくても実使用上問題のない程度に鏝先５ｄとランドＬｄとの距離判定が可能となる。したがって、このような範囲に基準位置に対応する分岐流量Ｑｓｔを設定することが推奨される。

（ｂ）鏝先接触状態
図２６は、鏝先接触状態における半田付け装置Ｆの鏝先５ｄを示す図である。前述のように、鏝先５ｄの下端とランドＬｄとの間に所定間隔の隙間が形成され、分岐配管７０２内の分岐流量Ｑ２がＱｓｔとなった鏝先５ｄの位置を基準位置として移動手段は鏝先５ｄをさらに下方に移動させて鏝先５ｄを基板ＢｄのランドＬｄに接触させる。このとき、鏝先５ｄの基準位置からの移動距離は基準位置とランドＬｄとの距離であればよいが、ランドＬｄを半田付けに適切な温度に昇温させるプレヒートをより効率的に行うためには、鏝先５ｄとランドＬｄとの接触位置からさらに鏝先５ｄをランドＬｄの方向に所定距離移動させてもよい。

端子Ｎｄが挿入されたスルーホールＴｈの窒素ガスが抜ける部分が窒素ガスの流路であり、その流路面積は、半田孔５１の軸と直交する面で切断した断面積よりも小さい。鏝先接触状態のとき、半田孔５１の先端側に、流路抵抗が形成される、すなわち、供給配管７０３の流路抵抗が、初期状態よりも大きくなる。これにより、供給流量Ｑ３ｂは初期状態のときよりも少なくなる。結果として、分岐配管７０２に初期状態よりも多くの窒素ガスが流入する。このとき、分岐配管７０２には、分岐流量Ｑ２ｂが流れる。分岐流量Ｑ２ｂは、分岐流量Ｑ２ａよりも多い。

（ｃ）半田片投入状態
図２７は、半田片投入状態における半田付け装置Ｆの鏝先５ｄの周囲及びガス供給部７ｃを示す図である。前述のように、半田付け装置Ｆでは鏝先５ｄをランドＬｄに接触させてプレヒートを行い、ランドＬｄを適切な温度に昇温した後に、半田片Ｗｈを半田孔５１に投入する。なお、ランドＬｄのプレヒートの制御は、温度センサーでランドＬｄの温度を直接検出し、その温度で制御してもよいし、鏝先５ｄとランドＬｄの接触時間で制御してもよい。

そして、プレヒートが終了したタイミングで、半田片Ｗｈを半田孔５１に投入する。なお、半田片Ｗｈはカッター上刃２１とカッター下刃２２で糸半田Ｗを切断して形成する。自重又はプッシャーピン２３で押されることで、半田片Ｗｈは落下し、下刃孔２２１、半田供給孔４２２を通過して、半田孔５１に投入される。半田片Ｗｈは、半田孔５１に挿入されている端子Ｎｄに接触して、半田孔５１の内部で停止する。このように、半田片Ｗｈが半田孔５１の途中で停止することで、半田孔５１の窒素ガスが通過する流路面積は、小さくなる。これにより、半田片投入状態のときには、鏝先接触状態のときに比べて、供給配管７０３の流路抵抗が大きくなる。半田片投入状態のときの供給流量Ｑ３ｃは、鏝先接触状態に比べて少なくなる。

結果として、分岐配管７０２に鏝先接触状態よりも多くの窒素ガスが流入する。このとき、分岐配管７０２には、分岐流量Ｑ２ｃが流れる。分岐流量Ｑ２ｃは、分岐流量Ｑ２ｂよりも多い。

（ｄ）半田片溶融状態
図２８は、半田片溶融状態における半田付け装置の鏝先５ｄの周囲及びガス供給部７ｃを示す図である。半田付け装置Ｆでは、鏝先５ｄはヒーターユニット４によって加熱されており、半田孔５１に投入された半田片Ｗｈは、鏝先５ｄによって加熱され溶融される。溶融した半田片Ｗｈは粘度の高い液体である。そして、半田孔５１は、溶融した半田片Ｗｈによって塞がれる。これにより、半田孔５１から窒素ガスが外部に漏れない又は漏れにくくなる。

すなわち、半田片Ｗｈが溶融することで、供給配管７０３の窒素ガスの流量、すなわち、供給流量Ｑ３ｄは半田片投入状態に比べて少なくなる。結果として、分岐配管７０２には、半田片投入状態よりも多くの窒素ガスが流入する。このとき、分岐配管７０２には、分岐流量Ｑ２ｄの窒素ガスが流れる。分岐流量Ｑ２ｄは、分岐流量Ｑ２ｃよりも多い。

（ｅ）半田片流出状態
図２９は、半田片流出状態における半田付け装置Ｆの鏝先５ｄの周囲及びガス供給部７ｃを示す図である。溶融した半田片Ｗｈが流出すると、溶融した半田片ＷｈはスルーホールＴｈを塞ぐ。そして、鏝先５ｄは、ランドＬｄと接触している。これにより、半田孔５１に流入した窒素ガスは、半田孔５１から外部に漏れない又は漏れにくい。すなわち、半田片流出状態では、供給配管７０３の窒素ガスの流量、すなわち、供給流量Ｑ３ｅは、半田片溶融状態と同程度に少ない。結果として、分岐配管７０２には、半田片溶融状態と同じか略同じ量の窒素ガスが流入する。このとき、分岐配管７０２には、分岐流量Ｑ２ｅが流れる。分岐流量Ｑ２ｅは、分岐流量Ｑ２ｄと同じか略同じである。なお、鏝先５ｄは、常にヒーターユニット４によって加熱されているため、溶融した半田片Ｗｈは、すべて鏝先５ｄの外部、すなわち、ランドＬｄと電子部品Ｅｐの端子Ｎｄとに流出する。

（ｆ）鏝先離間状態
図３０は、鏝先離間状態における半田付け装置Ｆの鏝先５ｄの周囲及びガス供給部７ｃを示す図である。半田付け装置Ｆでは、ランドＬｄと電子部品Ｅｐの端子Ｎｄとの半田付けが終了すると、鏝先５ｄをランドＬｄから離間させる。半田片流出状態において、溶融した半田片Ｗｈは全量又は略全量が半田孔５１の外部に流出している。そのため、半田孔５１は、半田付け前の状態、すなわち、初期状態と同じ状態に戻る。鏝先５ｄをランドＬｄから離間させたとき、分岐配管７０２に分岐流量Ｑ２ｆが流れているとすると、分岐流量Ｑ２ｆは、分岐流量Ｑ２ｅよりも少なく、分岐流量Ｑ２ａと同じか略同じである。

上述のとおり、分岐流量Ｑ２ａ～Ｑ２ｄ（Ｑ２ｅ）は、各状態によって異なる値になる。制御部Ｃｏｎｔは、予め分岐流量Ｑ２ａ～Ｑ２ｄ（Ｑ２ｅ）の基準となる値をデータベースとして記憶しておき、第２測定部７３から取得した分岐流量Ｑ２のデータと比較することで、現在の鏝先の状態を判定することができる。

また、半田片溶融状態の分岐流量Ｑ２ｄと半田片流出状態の分岐流量Ｑ２ｅとがほぼ同じであることから、分岐流量Ｑ２から状態の判定が困難な場合もある。そこで、制御部Ｃｏｎｔは、分岐流量Ｑ２の時間変化も考慮して、鏝先５ｄの状態を検出してもよい。例えば、第２計測部７４が分岐流量Ｑ２ｄを検出してから所定時間経過したことによって、制御部Ｃｏｎｔは、鏝先５ｄが半田片溶融状態から半田片流出状態に変化したと判断してもよい。

半田付け装置Ｆでは、鏝先の状態が初期状態、鏝先接触状態、半田片投入状態、半田片溶融状態、半田片流出状態、鏝先離間状態の順に変化する。そして、各状態での分岐流量Ｑ２は、図３１に示すグラフに示すとおりになる。図３１は、半田付け装置Ｆが半田付けを１回行うときの分岐流量Ｑ２の変化を示している。図３１では、縦軸が分岐流量Ｑ２、横軸が時間である。なお、図３１に示す流量値Ｑ２ａ、Ｑ２ｂ、Ｑ２ｃ、Ｑ２ｄ、Ｑ２ｅ及びＱ２ｆは、基準値である。

図３１に示すように、第１領域Ａｒ１は、鏝先が初期状態のときである。第１領域Ａｒ１において、分岐流量Ｑ２ａとなっている。図３１における、第２領域Ａｒ２は、鏝先が鏝先接触状態である。鏝先が初期状態から鏝先接触状態に変わると分岐流量Ｑ２ａが分岐流量Ｑ２ｂに変化する。分岐流量Ｑ２は、鏝先のランドＬｄへの接触によって変化するため分岐流量Ｑ２ａから分岐流量Ｑ２ｂには、急激に変化する。すなわち、図３１において、第１領域Ａｒ１から第２領域Ａｒ２への変化は急峻である。

また、図３１における、第３領域Ａｒ３は、鏝先５ｄが半田片投入状態である。半田孔５１に半田片Ｗｈが投入されると、分岐流量Ｑ２ｂが分岐流量Ｑ２ｃに変化する。半田孔５１への半田片Ｗｈの投入よって流路面積が急に変化するため、分岐流量Ｑ２ｂから分岐流量Ｑ２ｃへは急激に変化する。すなわち、図３１において、第２領域Ａｒ２から第３領域Ａｒ３への変化は急峻である。

図３１における、第４領域Ａｒ４は、鏝先５ｄが半田片溶融状態のときである。半田孔５１に半田片Ｗｈが溶融されると、分岐流量Ｑ２ｃが分岐流量Ｑ２ｄに変化する。半田孔５１における半田片Ｗｈの溶融によって流路面積が変化する。半田片Ｗｈの溶融は、まず、フラックスが溶融した後に、半田が溶融する。フラックスはゆっくり溶融し、半田は急激に溶融する。分岐流量Ｑ２ｃから分岐流量Ｑ２ｄへは、最初ゆっくり変化し、一定の変化ののち急激に変化する。すなわち、図３１において、第３領域Ａｒ３から第４領域Ａｒ４への変化は最初ゆっくりで、その後急激に変化する。

また、上述のとおり、半田片溶融状態の分岐流量Ｑ２ｄと、半田片流出状態の分岐流量Ｑ２ｅとは、同じまたはほぼ同じである。そのため、一定時間、分岐流量Ｑ２ｄから変化しない。

以上のとおり、鏝先５ｄの分岐配管７０２の窒素ガスの流量である分岐流量Ｑ２は、その値だけでなく、状態が変化するときの分岐流量Ｑ２の変化の割合（急激に変化する又はゆっくり変化する）にも特徴を有する。

半田付けの工程が正常に行われているかの判定、鏝先に異物の付着や混入の判定、配線基板ＢｄのランドＬｄと電子部品Ｅｐの端子Ｎｄとの半田付け状態を判定については、半田孔５１内の圧力Ｐ１に換えて分岐配管７０２の分岐流量Ｑ２を指標とすること以外は実施形態１の判定方法と同様にして行うことができる。

そしてまた本実施形態においても、制御部Ｃｏｎｔは、第１実施形態の「第１変形例」と同様の操作が可能である。また、第１実施形態の「第２変形例」に示すような、半田片停止部を備えた鏝先を用いることで、第１実施形態の「第２変形例」と同様の操作が可能である。

このような異常判定をも行うためには、制御部Ｃｏｎｔは、予め、図３１に示すような、半田付け１回における分岐流量の時間変化を示すテーブルを記憶しておき、第２測定部７４からの分岐流量のデータを時系列に並べて、挙動及び値を比較することで鏝先の状態を判定するようにする。このような判定方法を用いることで、鏝先の状態をより正確に判定することができる。

なお、制御部Ｃｏｎｔは、第１計測部７２が計測した主配管７０１を流れる窒素ガスの全流量（計測全流量とする）を取得してもよい。そして、制御部Ｃｏｎｔは、計測全流量が予め決められた全流量と異なる場合において、その差が一定範囲内の場合には、全流量Ｑ１を計測全流量に補正するとともに、各状態を判定するときの分岐流量（ここでは、Ｑ２ａ、Ｑ２ｂ、Ｑ２ｃ、Ｑ２ｄ等）を計測全流量に基づいて補正し、その補正値を用いて各状態の判定を行ってもよい。さらには、計測全流量と予め想定している全流量との差が、一定範囲を超える場合には、制御部Ｃｏｎｔは、状態の判定を中止するとともに、異常が発生している旨の警報及び（又は）運転の停止を行ってもよい。

以上示した第５実施形態では、分岐流路７０２に流量計測を行う第２計測部７４を設けて分岐流路の流量の変化に基づいて鏝先５ｄの状態を判定するようにしたが、供給流路７０３に第２計測部７４を設けて供給流路７０３を流れる窒素ガスの流量（供給流量）を直接計測し、供給流量の流量変化に基づいて鏝先５ｄの状態の判定を行ってもよい。この場合各状態における流量の変化は、上述した分岐流量と逆方向の挙動を示す。すなわち、供給流量と時間との関係は、図３１に示すテーブルとは上下逆転した挙動を示す。供給流量は、初期状態のときに最大流量となり、半田片溶融状態のときに最小流量となる。

（第６実施形態）
本実施形態に係る半田付け装置の他の例について図面を参照して説明する。図３３は、本発明に係る半田付け装置Ｇの鏝先５ｅ及びガス供給部７ｃを示す図である。なお、図３３に示す半田付け装置Ｇでは、鏝先５ｅに半田孔５１と外周面とを貫通するガスリリース部５２を備えている。それ以外は、第５実施形態の半田付け装置Ｆと同じ構成を有している。そのため、実質上同じ部分には、同じ符号を付すとともに、同じ部分の詳細な説明は省略する。

図３３に示すように、半田付けを行うとき、鏝先５ｅの半田孔５１には、電子部品Ｅｐの端子Ｎｄが挿入される。そして、カッターユニット２で糸半田Ｗから切断された半田片Ｗｈは、端子Ｎｄと接触した状態で、鏝先５ｅに加熱されて溶融する。このとき、半田孔５１の半田片Ｗｈが溶融する部分を溶融領域５１０とすると、ガスリリース部５２は、半田孔５１の溶融領域５１０と鏝先５ｅのＺ方向下端との間の部分と外周面とを連通している。

なお、本実施形態において、ガスリリース部５２は、鏝先５ｅの外周面と半田孔５１とを連通する貫通孔形状のものとしているが、これに限定されるものではない。例えば、半田孔５１の溶融領域５１０と鏝先５ｅのＺ方向下端との間に半田孔５１と鏝先５ｅの外周面とを連通するように形成された切欠き形状であってもよい。また、上述の貫通孔、スリット以外にも、ガスリリース部５２として、鏝先接触状態及び半田片流出状態のときに半田孔５１の窒素ガスを鏝先５ｅの外部に流出させることができる形状を広く採用することができる。

このような半田付け装置Ｇを用いたときの、制御部Ｃｏｎｔによる鏝先の状態の判定について、図面を参照して説明する。図３４は、鏝先接触状態における鏝先５ｅ及びガス供給部７ｃを示す図である。図３５は、半田片投入状態における鏝先５ｅ及びガス供給部７ｃを示す図である。図３６は、半田片溶融状態における鏝先５ｅ及びガス供給部７ｃを示す図である。図３７は、半田片流出状態における鏝先５ｅ及びガス供給部７ｃを示す図である。

半田付け装置Ｇにおいて、１回の半田付けにおける鏝先の取り得る状態は、第５実施形態と同じ、つまり、初期状態、鏝先接触状態、半田片投入状態、半田片溶融状態、半田片流出状態、鏝先離間状態である。そして、初期状態、鏝先離間状態に関しては、第５実施形態の半田付け装置Ｆと実質的に同じである。なお、鏝先接触状態、半田片投入状態、半田片流出状態、の各状態において、分岐配管７０２を流れる窒素ガスの流量は、第５実施形態のときよりも少なくなる。そのため、分岐流量Ｑ２を分岐流量Ｑ２２として説明する。例えば、鏝先接触状態のとき、分岐配管７０２を流れる窒素ガスの流量を分岐流量Ｑ２２ｂとする。各状態でも同様に、半田片投入状態及び半田片流出状態のそれぞれの分岐流量を、分岐流量Ｑ２２ｃ、Ｑ２２ｅとする。

第６実施形態と第５実施形態との相違点は、半田片溶融状態及び半田片流出状態のそれぞれの分岐流量Ｑ２ｄ及びＱ２２ｅの変化にある。半田片溶融状態(図３６）では第５実施形態と同様に溶融した半田片Ｗｈによって半田孔５１が塞がれるため、分岐流量Ｑ２ｄは第５実施形態のときと同等の大きさとなる。次の工程の半田片流出状態（図３７）ではスルーホールＴｈを塞ぐ一方でガスリリース部５２より窒素ガスが流出するので、供給配管７０３の流量Ｑ３ｅが増加し、分岐配管７０２の流量Ｑ２２ｅが減少する。第５実施形態では半田溶融状態から半田片流出状態への状態変化時の分岐流量の変化が小さい（或いはほとんどない）のに対し第６実施形態では前述の状態変化時の流量変化が大きくなり、状態変化の判定を容易に行うことができる。

また、鏝先接触状態のときスルーホールＴｈとガスリリース部５２とから窒素ガスが流れるため、第５実施形態と比較して分岐配管７０２の流量Ｑ２２ｂは小さくなる。そして、半田溶融状態のとき半田孔５１が塞がれるため、第５実施形態と同一の分岐流量Ｑ２ｄになる。このため、鏝先接触状態での分岐流量Ｑ２２ｂと半田溶融状態での分岐流量Ｑ２ｄとの差が、第５実施形態の（ｂ）鏝先接触状態での分岐流量Ｑ２ｂと（ｄ）半田溶融状態での分岐流量Ｑ２ｄとの差よりも大きい。これにより、半田片投入状態と半田片溶融状態の判別を容易に行うことができる。

なお、ガスリリース部５２の大きさを変更することにより鏝先接触状態と半田片流出状態におけるそれぞれの分岐流量Ｑ２２ｂとＱ２ｅの流量値を変更することができる。また、ガスリリース部５２を設けることにより、溶融した半田がスルーホールＴｈ内に流入した後、半田孔５１内の圧力が低下するので、スルーホールＴｈ内の溶融半田を押し出すことを防止できる。

そして、各状態での分岐流量Ｑ２は、図３８に示すグラフに示すとおりになる。図３８は、半田付け装置が半田付けを１回行うときの分岐流量の変化を示している。図３８では、縦軸が分岐流量Ｑ２、横軸が時間である。なお、以下の説明では、図３１と異なる挙動を示す部分についてのみ説明するものとする。

図３８に示すように、ガスリリース部５２を備えた鏝先５ｅを用いることで、半田孔溶融状態を示す第４領域Ａｒ４（分岐流量Ｑ２ｄ）の後に、分岐流量Ｑ２２ｅの半田片流出状態を示す第５領域Ａｒ５が現れる。

このように、鏝先５ｅにガスリリース部５２を設けることで、半田孔溶融状態における分岐配管７０２での窒素ガスの流量である分岐流量Ｑ２ｄと、半田片流出状態おける分岐配管７０２での窒素ガスの流量である分岐流量Ｑ２２eとを異なる値とすることができる。これにより、制御部Ｃｏｎｔは、半田片流出状態、すなわち、電子部品Ｅｐの端子ＮｄとランドＬｄとを半田付けが完了したことをより正確に検知することができる。

なお、本実施形態においても、制御部Ｃｏｎｔは、各状態における分岐流量をデータベースとして記憶して、第２測定部７４からの分岐流量のデータと比較することで鏝先の状態を判定してもよい。また、図３８に示すような、分岐流量の時間変化を示すテーブルを記憶しておき、第２測定部７４からの分岐流量のデータを時系列に並べて、挙動及び値を比較することで、鏝先の状態を判定してもよい。

また本実施形態においても、鏝先５ｅの以上のような状態の変化の外、配線基板ＢｄのランドＬｄと電子部品Ｅｐの端子Ｎｄとの半田付け状態を判定することも可能であり、制御部Ｃｏｎｔが半田の溶融が行われたと判定した後、鏝先５ｅとランドＬｄとの接触位置から距離ＧだけランドＬｄから鏝先５ｅを離間させ、分岐配管７０２に流れる分岐流量Ｑ２の変化によって半田付け状態を判定するようにしてもよい。

さらに本実施形態においても、半田付けの工程が正常に行われているかの判定、鏝先に異物の付着や混入の判定、配線基板ＢｄのランドＬｄと電子部品Ｅｐの端子Ｎｄとの半田付け状態を判定については、半田孔５１内の圧力Ｐ１に換えて分岐配管７０２の分岐流量Ｑ２を指標とすること以外は実施形態１の判定方法と同様にして行うことができる。

そしてまた本実施形態においても、制御部Ｃｏｎｔは、第１実施形態の「第１変形例」と同様の操作が可能である。また、第１実施形態の「第２変形例」に示すような、半田片停止部を備えた鏝先を用いることで、第１実施形態の「第２変形例」と同様の操作が可能である。

（第７実施形態）
以上説明した第１実施形態から第６実施形態の半田付け装置では、ガス供給部内を流れるガスの総流量を一定としてガス供給部内を流れるガスの流量や圧力などの物理量を測定して鏝先の状態を判定していたが、本実施形態以降の実施形態の半田付け装置では、ガス供給部内を流れるガスの供給圧力を一定としてガス供給部内を流れるガスの物理量を測定して鏝先の状態を判定する。図３９は、本発明に係る半田付け装置Ｈの鏝先及びガス供給部を示す図である。

ガス供給部７ｅは、半田付け装置Ｈの外部に設けられたガス供給源ＧＳ１から供給されるガスを半田付け装置Ｈに供給する。ガスとして、上述した、不活性ガスを用いることで半田の酸化を防止することが可能である。図３９に示すように、ガス供給部７ｅは、配管７０と、第１調整部７６と、ガスの流量や圧力を計測して電気信号を出力する計測部としての第１計測部７７と、第２計測部７８とを有する。なお、図３９では、便宜上、配管７０を線図で示しているが、実際にはガスである窒素ガスが漏れない管体（例えば、銅管や樹脂管）である。

配管７０はガス供給源ＧＳ１とを接続し、ガス供給源ＧＳ１からの窒素ガスをガス流入孔２２２に流入させる配管である。配管７０は、主配管７０４と、流入配管７０５とを有する。主配管７０４は、ガス供給源ＧＳ１から窒素ガスが流入する配管であり、流入配管７０５は、主配管７０４とガス流入孔２２２とを連通している。すなわち、主配管７０４を流れた窒素ガスは、流入配管７０５を通って、ガス流入孔２２２に流入する。

半田付け装置Ｈにおいて、ガス流入孔２２２は、下刃孔２２１、半田供給孔４２２及び半田孔５１に連通しており、半田孔５１は、外部に開口しているが、半田付け装置Ｈを作動させた場合、溶融した半田で半田孔５１がせき止められる場合がある。

第１調整部７６は、主配管７０４に設けられている。第１調整部７６は、圧力制御弁を含む構成であり、主配管７０４を流れる窒素ガスの圧力を調整している。第１調整部７６は、ガス供給源ＧＳ１からガス供給部７ｅに供給される窒素ガスの圧力を調整している。第２計測部７８は主配管７６を流れる窒素ガスの流量を計測する流量計である。

第１計測部７７は、主配管７０４の第１調整部７６の下流に配されて、主配管７０４を流れる窒素ガスの圧力を計測する。すなわち、第１計測部７７は、第１調整部７６から吐出される窒素ガスの圧力を計測している。そして、第１計測部７７は、計測した窒素ガスの圧力が予め決められた圧力となるように、第１調整部７６を制御する制御信号を送信している。すなわち、ガス供給部７ｅは、第１調整部７６と第１計測部７７を用いて、フィードバック制御を行っており、ガス供給源ＧＳ１から供給される窒素ガスの圧力を一定に制御している。なお、第１計測部７７の計測結果に基づいて、作業者が手動で第１調整部７６を操作して窒素ガスの圧力を調整してもよい。また、何らかの異常により計測した圧力又は流量が予め決めた基準値と異なる又は予め設定した範囲から外れる場合には、状態判定部Ｃｏｎｔは、異常が発生している旨の警報及び（又は）半田付け装置の運転の停止を行ってもよい。状態判定部Ｃｏｎｔは、判定した鏝先の状態に基づいて、半田付け装置Ｈの制御を行ってもよい。半田付け装置Ｈの制御としては、例えば、半田付け装置Ｈの基板Ｂｄへの接近離間、糸半田Ｗの切断、鏝先５ｄの加熱等を含む。

次に、圧力Ｐを一定で主配管７０４の流量に基づいて鏝先の状態を判定する判定方法について説明する。なお、ガス供給部７ｅにおいて、ガス流入孔２２２に流入した窒素ガスは、すべて、鏝先５ｄの半田孔５１に流入するものとする。例えば、ガス流入孔２２２は、下刃孔２２１と連通しており、下刃孔２２１は、カッター下刃２２をＺ方向上下に貫通している。窒素ガスが供給されている状態において、窒素ガスは、下刃案２２１のＺ方向上端から抜けないように、密閉されるものとする。ただし、ガス流入孔２２２に流入した窒素ガスが、鏝先５ｄの半田孔５１以外に分流しても同様の作用を行わせることが可能である。

なお、主配管７０４を流れる窒素ガスは、ガス供給源ＧＳ１からのガスを第１調整部７６で調整することで圧力が調整される。主配管７０４を流れる窒素ガスの流量は、ガス供給部７ｅに供給される窒素ガスの流量でもある。すなわち、ガス供給部７ｅに流れる窒素ガスの流量はＱ１である。

第１調整部７６に備えられている圧力制御弁は、配管内部の圧力にかかわらず、窒素ガスを設定した圧力で流し続ける。すなわち、ガス供給部７ｅは、圧力Ｐを一定とする圧力制御が行われている。

半田付け装置Ｈにおいて、例えば、半田片Ｗｈが半田孔５１に供給された場合、半田孔５１の軸と直交する断面の一部を半田片Ｗｈが占める。そのため、半田孔５１の窒素ガスが流れる部分の流路面積が小さくなり、窒素ガスが流れにくくなる、すなわち、流路抵抗が大きくなる。そして、半田孔５１の流路抵抗が大きくなると、流量Ｑ１が減少する。つまり、鏝先５ｄの状態が変化することで、流量Ｑ１は変動する。制御部Ｃｏｎｔは、流量Ｑ１、或いは、流量Ｑ１の変化に基づいて、鏝先５ｄの状態を判定する。例えば、状態判定部Ｃｏｎｔは、流量Ｑ１の変化とその変化の原因とを関連付けた情報を予め記憶している。状態判定部Ｃｏｎｔは、算出した流量Ｑ１の変化に基づいて、その原因、すなわち、鏝先５ｄの状況を判定する。

圧力Ｐを一定に制御しているため、流量Ｑ１は下流の流体抵抗の増減に伴って変化する。制御部Ｃｏｎｔは、流量Ｑ１に基づいて、鏝先５ｄの状態を判定している。例えば、半田孔５１内の流体抵抗が増加すれば、主配管７０４の圧力Ｐ１が略一定であるので、流量Ｑ２が減少する。

以下に、鏝先５ｄの各状態における流量Ｑ１について、図面を参照して説明する。図４０～図４５は、半田付け装置Ｈの動作又は鏝先５ｄの状態を示す図である。また、図４６は、半田付け装置で半田付け作業を１回行うときの流量Ｑ１の変化を示す図である。図４７は、図４６において円で囲った部分、すなわち鏝先５ｄが基板ＢｄのランドＬｄに接触する前後の主配管７０４の流量Ｑ１の経時変化の拡大図である。本実施形態では、基板Ｂｄがスルーホール基板であり、スルーホールＴｈに挿入された端子Ｎｄを半田付けするものとして説明する。

本実施形態では、鏝先の状態として、初期状態、鏝先接触状態、半田片投入状態、半田片溶融状態、半田片流出状態、鏝先離間状態の６個の状態を挙げて説明する。半田付け装置Ｈでは、１回の半田付け時に上記の各状態に順に変化する。

（ａ）初期状態
図４０は初期状態における半田付け装置の鏝先の周囲及びガス供給部を示す図である。図４０に示すように、半田付け装置Ｈでは、半田付けを行う前段階（例えば、鏝先５ｄをプレヒートする、半田付けを行う基板Ｂｄを変更する等）において、鏝先５ｄは、基板Ｂｄから離している。本実施形態では、鏝先５ｄが基板Ｂｄから離れている状態を初期状態とする。すなわち、半田孔５１は、Ｚ方向下端の開口が大気に開放されている。また、本実施形態では、半田付け装置Ｈが初期状態のときに、ヒーターユニット４を駆動して鏝先５ｄを加熱する。初期状態において、ガス供給源ＧＳから窒素ガスの供給が開始されると、ガス供給部７ｅに窒素ガスが供給される。上述のとおりガス供給部７ｅは、第１調整部７６で窒素ガスを圧力Ｐに調整している。

図４０に示すように、半田付け装置Ｈが初期状態において、鏝先５ｄの半田孔５１の下端部は、外部に開口している。半田孔５１の流路抵抗は低い。一方、そのため、主配管７０４を流れる窒素ガスの流量Ｑ１は多い。制御部Ｃｏｎｔは、第２計測部７８からの流量を取得しており、初期状態において、流量Ｑ１ａが流れる。

（ｂ）鏝先接触状態
図４１は、鏝先接触状態における半田付け装置の鏝先の周囲及びガス供給部を示す図である。半田付け装置Ｈでは、初期状態の後に半田付けを行うため、鏝先５ｄを基板ＢｄのランドＬｄに接触させる。半田付け装置Ｈでは、鏝先５ｄをランドＬｄに接触させることで、ランドＬｄを半田付けに適切な温度に昇温させる（プレヒート）。

そして、鏝先５ｄをランドＬｄに接触させることで、鏝先５ｄの半田孔５１がランドＬｄによって塞がれる。基板ＢｄはスルーホールＴｈに貫通させた端子Ｎｄを半田付けするものであり、図４１に示すように、電子部品の端子ＮｄのＺ方向の上端部が半田孔５１に挿入される。また、半田孔５１を通過した窒素ガスは、端子Ｎｄが挿入されたスルーホールＴｈから外部に流出する。

端子Ｎｄが挿入されたスルーホールＴｈの窒素ガスが抜ける部分が窒素ガスの流路であり、その流路面積は、半田孔５１の軸と直交する面で切断した断面積よりも小さい。鏝先接触状態のとき、半田孔５１の先端側に流路抵抗が形成される、すなわち、主配管７０４の流路抵抗が、初期状態よりも大きくなる。これにより、供給流量Ｑ１ｂは初期状態のときよりも少なくなる。

図４７に示すように、本実施形態では、第２計測部７８によって取得される主配管７０４の流量Ｑ１が、設定された基準流量Ｑｓｔに達すると、制御部Ｃｏｎｔは鏝先５ｄの下端とランドＬｄとの間に所定間隔の隙間が形成されたと判定しこの位置を基準位置として記憶する。そして、移動手段はこの基準位置を基準として鏝先５ｄを移動させる。これにより、第１実施形態と同様に、基板Ｂｄが上方向あるいは下方向に反っていた場合であっても、鏝先５ｄの下端と基板ＢｄのランドＬｄとの間隔を精度よく制御することができ、鏝先５ｄの状態や半田付けの状態の判定がより確実に行えるようになる。

なお、第２計測部７８によって取得された主配管７０４の流量Ｑ１がＱ１ｂで、制御部Ｃｏｎｔが鏝先５ｄの下端とランドＬｄとが接触したと判定した位置を、移動手段による鏝先５ｄの移動の基準位置としても構わない。ただし、図４７に示すように、鏝先５ｄとランドＬｄとが接触する直前付近は鏝先５ｄとランドＬｄとの距離変化に対する流量Ｑ１の傾きが緩やかになる。換言すると、主配管７０４内の流量Ｑ１の変化に対する鏝先５ｄとランドＬｄとの距離の変化が大きくなる。このため鏝先５ｄとランドＬｄとの距離を精度よく判定するには流量測定に高い精度が求められる。一方、図４７において鏝先５ｄとランドＬｄとが接触する前の所定間隔を有している間では、鏝先５ｄとランドＬｄとの距離変化に対する流量Ｑ１の傾きが急峻であるので、それほど流量測定が高い精度でなくても実使用上問題のない程度に鏝先５ｄとランドＬｄとの距離判定が可能となる。したがって、このような範囲に基準位置に対応する分岐流量Ｑｓｔを設定することが推奨される。

前述のように、鏝先５ｄの下端とランドＬｄとの間に所定間隔の隙間が形成され、主配管７０４内の流量Ｑ１がＱｓｔとなった鏝先５ｄの位置を基準位置として移動手段は鏝先５ｄをさらに下方に移動させて鏝先５ｄを基板ＢｄのランドＬｄに接触させる。このとき、鏝先５ｄの基準位置からの移動距離は基準位置とランドＬｄとの距離であればよいが、ランドＬｄを半田付けに適切な温度に昇温させるプレヒートをより効率的に行うためには、鏝先５ｄとランドＬｄとの接触位置からさらに鏝先５ｄをランドＬｄの方向に所定距離移動させてもよい。

（ｃ）半田片投入状態
図４２は、半田片投入状態における半田付け装置Ｈの鏝先５ｄの周囲及びガス供給部を示す図である。半田付け装置Ｈでは、鏝先５ｄをランドＬｄに接触させて、プレヒートを行い、ランドＬｄを適切な温度に昇温した後に、半田片Ｗｈを半田孔５１に投入する。なお、ランドＬｄのプレヒートの制御は、温度センサーでランドＬｄの温度を直接検出し、その温度で制御してもよいし、鏝先５ｄとランドＬｄの接触時間で制御してもよい。

そして、プレヒートが終了したタイミングで、半田片Ｗｈを半田孔５１に投入する。なお、半田片Ｗｈはカッター上刃２１とカッター下刃２２で糸半田Ｗを切断して形成する（図３９参照）。自重又はプッシャーピン２３で押されることで、半田片Ｗｈは落下し、下刃孔２２１、半田供給孔４２２を通過して、半田孔５１に投入される。半田片Ｗｈは、半田孔５１に挿入されている端子Ｎｄに接触して、半田孔５１の内部で停止する。このように、半田片Ｗｈが半田孔５１の途中で停止することで、半田孔５１の窒素ガスが通過する流路面積は、小さくなる。これにより、半田片投入状態のときには、鏝先接触状態のときに比べて、主配管７０４の流路抵抗が大きくなる。半田片投入状態のときの流量Ｑ１ｃは、鏝先接触状態に比べて少なくなる。
なお、半田片Ｗｈの直径や長さあるいはその形状によって流量Ｑ１ｃの値は異なるので、半田片Ｗｈに応じて流量Ｑ１ｃの判定基準を変更しても良い。

（ｄ）半田片溶融状態
図４３は、半田片溶融状態における半田付け装置の鏝先の周囲及びガス供給部を示す図である。半田付け装置Ｈでは、鏝先５ｄはヒーターユニット４によって加熱されており、半田孔５１に投入された半田片Ｗｈは、鏝先５ｄによって加熱され溶融される。溶融した半田片Ｗｈは粘度の高い液体である。そして、半田孔５１は、溶融した半田片によって塞がれる。これにより、半田孔５１から窒素ガスが外部に漏れない又は漏れにくくなる。すなわち、半田片Ｗｈが溶融することで、主配管７０４の窒素ガスの流量、つまり、供給流量Ｑ１ｄは半田片投入状態に比べて少なくなる。

（ｅ）半田片流出状態
図４４は、半田片流出状態における半田付け装置の鏝先の周囲及びガス供給部を示す図である。溶融した半田片Ｗｈが流出すると、溶融した半田片ＷｈはスルーホールＴｈを塞ぐ。そして、鏝先５ｄは、ランドＬｄと接触している。これにより、半田孔５１に流入した窒素ガスは、半田孔５１から外部に漏れない又は漏れにくい。すなわち、半田片流出状態では、主配管７０４の窒素ガスの流量、すなわち、流量Ｑ１ｅは、半田片溶融状態と同程度に少ない。なお、鏝先５ｄは、常にヒーターユニット４によって加熱されているため、溶融した半田片Ｗｈは、すべて鏝先５ｄの外部、すなわち、ランドＬｄと電子部品Ｅｐの端子Ｎｄとに流出する。

（ｆ）鏝先離間状態
図４５は、鏝先離間状態における半田付け装置の鏝先の周囲及びガス供給部を示す図である。半田付け装置Ｈでは、ランドＬｄと電子部品Ｅｐの端子Ｎｄとの半田付けが終了すると、鏝先５ｄをランドＬｄから離間させる。半田片流出状態において、溶融した半田片Ｗｈは全量又は略全量が半田孔５１の外部に流出している。そのため、半田孔５１は、半田付け前の状態、すなわち、初期状態と同じ状態に戻る。鏝先５ｄをランドＬｄから離間させたとき、主配管７０４に流量Ｑ１ｆが流れているとすると、流量Ｑ１ｆは、流量Ｑ１ａと同じか略同じである。

上述のとおり、流量Ｑ１ａ（Ｑ１ｆ）～Ｑ１ｄ（Ｑ１ｅ）は、各状態によって異なる値になる。制御部Ｃｏｎｔは、予め流量Ｑ１ａ（Ｑ１ｆ）～Ｑ１ｄ（Ｑ１ｅ）の基準となる値をデータベースとして記憶しておき、第２測定部７８から取得した流量Ｑ１のデータと比較することで、現在の鏝先５ｄの状態を判定することができる。

また、半田片溶融状態の流量Ｑ１ｄと半田片流出状態の流量Ｑ１ｅとがほぼ同じであることから、流量Ｑ１から状態の判定が困難な場合もある。そこで、制御部Ｃｏｎｔは、流量Ｑ１の時間変化も考慮して、鏝先５ｄの状態を検出してもよい。例えば、第２計測部７８が流量Ｑ１ｄを検出してから所定時間経過したことによって、制御部Ｃｏｎｔは、鏝先５ｄが半田片溶融状態から半田片流出状態に変化したと判断してもよい。

半田付け装置Ｈでは、鏝先の状態が初期状態、鏝先接触状態、半田片投入状態、半田片溶融状態、半田片流出状態、鏝先離間状態の順に変化する。そして、各状態での流量Ｑ１は、図４６に示すグラフに示すとおりになる。図４６は、半田付け装置Ｈが半田付けを１回行うときの流量Ｑ１の変化を示しており、縦軸が流量Ｑ１、横軸が時間である。なお、図４６に示す流量値Ｑ１ａ、Ｑ１ｂ、Ｑ１ｃ、Ｑ１ｄ、Ｑ１ｅ及びＱ１ｆは、上記の各状態ときの流量値である。

図４６に示すように、第１領域Ａｒ１は、鏝先５ｄが初期状態のときである。第１領域Ａｒ１において、流量Ｑ１ａとなっている。図４６における、第２領域Ａｒ２は、鏝先５ｄが鏝先接触状態である。鏝先５ｄが初期状態から鏝先接触状態に変わると流量Ｑ１ａが流量Ｑ１ｂに変化する。流量Ｑ１は、鏝先５ｄのランドＬｄへの接触によって変化するため流量Ｑ１ａから流量Ｑ１ｂには、急激に変化する。すなわち、図４６において、第１領域Ａｒ１から第２領域Ａｒ２への変化は急峻である。

また、図４６における、第３領域Ａｒ３は、鏝先５ｄが半田片投入状態である。半田孔５１に半田片Ｗｈが投入されると流量Ｑ１ｂが流量Ｑ１ｃに変化する。半田孔５１への半田片Ｗｈの投入よって流路面積が急に変化するため、流量Ｑ１ｂから流量Ｑ１ｃへは急激に変化する。すなわち、図４６において、第２領域Ａｒ２から第３領域Ａｒ３への変化は急峻である。

図４６における、第４領域Ａｒ４は、鏝先５ｄが半田片溶融状態のときである。半田孔５１に半田片Ｗｈが溶融されると、流量Ｑ１ｃが流量Ｑ１ｄに変化する。半田孔５１における半田片Ｗｈの溶融によって流路面積が変化する。半田片の溶融は、まず、フラックスが溶融した後に、半田が溶融する。フラックスはゆっくり溶融し、半田は急激に溶融する。流量Ｑ１ｃから流量Ｑ１ｄへは、最初ゆっくり変化し、一定の変化ののち急激に変化する。すなわち、図４６において、第３領域Ａｒ３から第４領域Ａｒ４への変化は最初ゆっくりで、その後急激に変化する。

また、上述のとおり、半田片溶融状態の流量Ｑ１ｄと、半田片流出状態の流量Ｑ１ｅとは、同じまたはほぼ同じである。そのため、一定時間、流量Ｑ１ｄから変化しない。

以上のとおり、鏝先５ｄの主配管７０４の窒素ガスの流量である流量Ｑ１は、その値だけでなく、状態が変化するときの流量Ｑ１の変化の割合（急激に変化する又はゆっくり変化する）にも特徴を有する。

半田付けの工程が正常に行われているかの判定は、次のように行われる。まず、予め半田付け状態における流量の基準値の範囲を設定する。そして、各半田付け状態における基準値の範囲と計測された流量との比較によって判定を行う。例えば、半田投入状態における判定について説明する。まず、半田投入状態であるＡｒ３の時間帯において基準値の上限値Ｑｘ１、下限値Ｑｙ１を設定する。上限値Ｑｘ１、下限値Ｑｙ１は、それぞれ、Ｑｘ１＝Ｑ２ｃ＋ｘ１及びＱｙ１＝Ｑ２ｃ－ｙ１（ｘ１、ｙ１は正の数）で表される値である。そして、半田付け工程においてＡｒ３の時間帯に計測された流量Ｑ１が上限値Ｑｘ１から下限値Ｑｙ１の間の範囲から逸脱したとき、制御部Ｃｏｎｔは、半田付け工程に異常があったとして警報あるいは運転の停止を行ってもよい。なお、ｘ１、ｙ１の一方が０であってもよい。

また、前述のｘ１やｙ１よりも小さな値であるｘ２やｙ２を用いて、第２上限値Ｑｘ２＝Ｑ２ｃ＋ｘ２及び第２下限値ｙ２＝Ｑ２ｃ－ｙ２を設定し、Ａｒ３の時間帯に計測された流量Ｑ１が第２上限値Ｑｘ２から第２下限値Ｑｙ２の範囲外に逸脱した場合に、制御部Ｃｏｎｔは、作業者に注意を報知することもできる。なお、ｘ２、ｙ２の一方が０であってもよい。以上の説明では、第１上限値及び下限値を用いて警報或いは運転の停止を行う１段階のもの又は第２上限値及び下限値をさらに用いて注意、基準値を用いて警報或いは運転の停止を行う２段階のものを挙げているが、これらは一例であり、さらに多くの基準値を用いて、注意或いは警報を２段階以上で行ってもよい。また、半田投入状態以外の状態のときにも同様に基準値の範囲が設けられており、基準値の範囲と測定された流量とを比較することで、半田付けの工程が正常に行われているか判定する。

また、時間と流量に関係なく、半田が溶融もしくは流出すれば流量Ｑ１は最大値まで増加する。制御部Ｃｏｎｔは、流量のピーク値（ここでは、流量Ｑ１ｄ）付近の値を検出したときに、半田の溶融が行われたと判定することもできる。

さらに、鏝先の以上のような状態の変化の外、鏝先に異物の付着や混入など何らかの異常が発生したことも判定することが可能である。例えば、第２計測部７８から制御部Ｃｏｎｔに対して送られる流量Ｑ１が、流量Ｑ１ａから流量Ｑ１ｂにゆっくり変化したとする。図４６に示すように、通常では、初期状態から鏝先接触状態へは、流量Ｑ１は急激に変化する。そうすると、通常とは異なって現在の流量Ｑ１がゆっくり変化しているため、鏝先が初期状態から鏝先接触状態に変化しているのではなく、異物の付着や混入等など何らかの異常が発生していると判定することが可能となる。なお、半田付け装置が何らかの異常と判定した場合には、制御部Ｃｏｎｔは、異常があった旨の警報及び（又は）運転の停止を行ってもよい。

このような異常判定を行うためには、制御部Ｃｏｎｔは、予め、図４６に示すような、半田付け１回における流量の時間変化を示すテーブルを記憶しておき、第２測定部７８からの流量のデータを時系列に並べて、挙動及び値を比較することで鏝先の状態を判定するようにする。また所定回数毎に流量データを記憶しておき、経時的な変化を判定することも可能である。このような判定方法を用いることで、鏝先の状態をより正確に判定することができる。

なお、制御部Ｃｏｎｔは、第１計測部７７が計測した主配管７０４を流れる窒素ガスの圧力を取得してもよい。そして、制御部Ｃｏｎｔは、計測圧力が予め決められた圧力と異なる場合において、その差が一定範囲内の場合には、各状態を判定するときの流量（ここでは、Ｑ１ａ、Ｑ１ｂ、Ｑ１ｃ、Ｑ１ｄ等）を圧力に基づいて補正し、その補正値を用いて各状態の判定を行ってもよい。さらには、計測圧力と予め想定している圧力との差が、一定範囲を超える場合には、制御部Ｃｏｎｔは、状態の判定を中止するとともに、異常が発生している旨の警報及び（又は）運転の停止を行ってもよい。

また本実施形態においても、鏝先の以上のような状態の変化の外、配線基板ＢｄのランドＬｄと電子部品Ｅｐの端子Ｎｄとの半田付け状態を判定することも可能であり、制御部Ｃｏｎｔが半田の溶融が行われたと判定した後、移動手段は基準位置を基準として鏝先５ｄを上方に移動させて、鏝先５ｄの下端とランドＬｄとの間が距離Ｇとなるよう離間させ、主配管７０４の窒素ガスの流量Ｑ１の変化によって半田付け状態を判定するようにしてもよい。すなわち、鏝先５ｄをランドＬｄから距離Ｇだけ離間させたときに、主配管７０４を流れる流量Ｑ１が大きく増加すれば正常な半田付け状態と判定し、流量Ｑ１が増加しないか、増加が僅かであればイモ半田が形成されていると判定する。

（第１変形例）
上述した実施形態では、半田片Ｗｈの太さ及び長さが一定である場合で説明している。しかしながら、糸半田Ｗの送りには、ばらつきが生じる場合がある。また、半田付けを行う面積が大きい等によって、半田片Ｗｈの形、大きさを意図的に変更する場合もある。このような場合、制御部Ｃｏｎｔは、鏝先接触状態の流量Ｑ１ｂから流量Ｑ１が変動したときの変動の大きさ、変動の挙動に基づいて、投入された半田片Ｗｈの形状、大きさ等を判定してもよい。なお、異なる大きさ、形状の半田片を投入する可能性がある場合、制御部Ｃｏｎｔは、各大きさ、形状の半田片Ｗｈごとに、各状態における流量の基準値及び（又は）その時間変化を示すテーブルをデータベースとして備えていることが好ましい。

（第２変形例）
上述の実施形態では、鏝先５ｄが半田を溶融できる高温の状態にある場合で説明している。しかしながら、ヒーター４１の故障等によって鏝先５ｄが半田を溶融するために設定された正常温度範囲内から外れる場合もあり得る。鏝先５ｄを通過する窒素ガスは、鏝先５ｄの温度によって、膨張する程度や粘度が異なるため、流路抵抗も増減し、その結果、窒素ガスの流量も変化する。例えば、鏝先５ｄの温度が低下すると窒素ガスの体積は減少し、粘度も低くなるので半田孔５１における窒素ガスの流量は増加する。このことを利用して、制御部Ｃｏｎｔは、半田孔５１を大気に開放している状態、すなわち、鏝先５ｄが初期状態のときの流量Ｑ１ａを記憶しておき、記憶している流量Ｑ１ａと計測した流量Ｑ１とに基づいて、鏝先５ｄの温度を判定することが可能である。

また、供給されるガスの種類が、窒素と空気或いは酸素との混合ガスのように変化した場合も、流路抵抗が変化するため、流量Ｑ１に差異が生じる。このことを利用して、制御部Ｃｏｎｔは、半田孔５１を大気に開放している状態、すなわち、鏝先５ｄが初期状態のときの流量Ｑ１ａを記憶しておき、記憶している流量Ｑ１ａと計測した流量Ｑ１とに基づいて、供給されているガスが窒素ガス（供給されるべきガス）であるか否か判定できる。これにより、制御部Ｃｏｎｔは、例えば、ガス配管接続の誤りを検出することが可能である。

第１変形例、第２変形例の動作は、例えば、一定の周期ごとに行うものとすることができる。一定の周期とは、例えば、時間で管理してもよいし、半田付け回数で管理してもよい。また、半田付け装置Ｈの電源投入直後及び工程終了時に行うようにしてもよい。また、ランダムなタイミングで行うようにしてもよい。

次に制御動作について説明する。図４８と図４９は半田付け装置Ｈが半田付けを１回行うときのフローチャートを示すものである。以下、図面に基づいて説明する。Ｓ１でガス供給源ＧＳ１から主配管７０４に窒素ガスの供給を開始し、Ｓ２でこのときの圧力を第１計測部７７で圧力を計測し、設定圧力とを比較しＳ３で圧力値を比較し、正常値になるまで第１調整部７６によりＳ４で圧力の調整を行う。

圧力が正常に達すると、Ｓ５で第２計測部７８により流量計測を行う。この流量と設定値とをＳ６で比較する。このときの流量値Ｑ１が、設定値と所定以上異なっている場合には、半田孔５１の形状や大きさが異なっていることを判断する。この場合、鏝先５ｄの部品が間違っていたり、取付が誤っていたり、あるいは付着物によって半田孔５１内部の形状が変化している場合が考えられるので、鏝形状異常としてＳ７で運転の停止や警報等の報知を行う。

鏝形状が正常と判断されれば、Ｓ８で供給している気体の種類を判断する。半田付けにおいて不活性ガスとして主として使用する窒素ガスは、空気を窒素と酸素とに分離して製造することができ、半田付け工程に応じて供給するガスを変更することが行われる。例えば、高圧の気体で異物を除去する場合には高圧空気を使用し、半田鏝の付着物を焼却する場合には酸素ガスを使用するので、配管を誤って接続することがある。供給される気体の種類によって圧力損失が異なるので、供給圧力が一定であれば気体によって流量値が異なり、この流量値によってＳ８で、窒素ガスが接続されているかを判断することができ、Ｓ９で供給気体の異常であることを判定する。同様に空気あるいは酸素ガスであることも判断できる。

次に、Ｓ１０で鏝先５ｄをヒーター４１で加熱を開始し、ヒーター温度を温度検出器（図示せず）で計測し、その値をＳ１１で設定値と比較し、所定温度に達した段階で、Ｓ１２で第２計測部７８により流量計測を行う。このときの流量値Ｑ１ａは気体温度が上昇しその温度に伴って体積が膨張しているので、流量値Ｑ１ａより窒素ガスの温度を算出することができ、Ｓ１３で鏝温度を算出する。そしてＳ１４で鏝温度の算出値が適切な範囲内になければ、鏝温度異常と判定する。ヒーター温度が正常であるのに鏝温度が異常な場合として、鏝先５ｄへの熱伝達が十分行われていないことが考えられ、Ｓ１５で鏝温度異常と判定する。

次に、Ｓ１６で鏝先５ｄが下方向（Ｚ方向）に移動し、配線基板Ｂｄに接触して予熱を行い、この状態でＳ１７で流量計測を行い、その流量値Ｑ１が設定値Ｑ１ｂ（図４６参照）の近似範囲内であるか否かをＳ１８で判定し、流量値Ｑ１が設定値Ｑ１ｂと近似範囲外であるとき、鏝先５ｄが回路基板Ｂｄに接触していないと判断して、Ｓ１９で鏝移動異常と判定する。

Ｓ１８の判定が正常であれば、Ｓ２０で切断された半田片Ｗｈを供給し、そのときの流量計測をＳ２１で行い、そのときの流量値Ｑ１が設定された流量値Ｑ１ｃ（図４６参照）の近似範囲内であるか否かをＳ２２で判断して、流量値Ｑ１が設定値１ｃの近似範囲外であるとき、半田片Ｗｈが供給されていないと判断し、Ｓ２３で半田片供給異常と判断する。

Ｓ２２の判定が正常であれば、Ｓ２４の時間遅延後にＳ２５（図４９）で流量計測を行い、そのときの流量値Ｑ１が設定された流量値Ｑ１ｄ（図４６参照）の近似範囲内であるか否かをＳ２６で判断して、流量値Ｑ１が設定値Ｑ１ｄの近似範囲外であるとき、半田片Ｗｈが溶融されていないと判断し、Ｓ２７で半田片溶融異常と判断する。

Ｓ２６の判定が正常であれば、Ｓ２８の時間遅延を設け、溶融した半田片Ｗｈが完全に溶融しスルーホールＴｈ内に流出した後に、Ｓ３３で鏝先５ｄを上方向（Ｚ方向）に移動させて回路基板Ｂｄから離脱させ、Ｓ３４で流量計測を行う。フローチャートＦＡ内のＳ２９～Ｓ３２の動作については後述する。そのときの流量値Ｑ１が設定された流量値Ｑ１ｆ（図４６参照）の近似範囲内であるか否かをＳ３５で判断して、流量値Ｑ１が設定値１ｆの近似範囲外であるとき、鏝先５ｄが回路基板Ｂｄから離脱されていない、あるいは半田片Ｗｈが半田孔５１内に残留していると判断し、Ｓ３６で鏝離脱異常または半田片残留異常と判断する。

Ｓ３５の判定が正常であれば、Ｓ３７で半田付け正常と判断する。そしてＳ３８で第１計測部７７で圧力を計測し、Ｓ３９で設定圧力とを初期の圧力計測値Ｑ１ａとを比較し、初期値の近似範囲外であれば、Ｓ４０の圧力変動異常として判断し、前記の計測値Ｑ１ａ～Ｑ１ｄを破棄し、さらに判断結果も破棄する。また、各ステップでの流量値を保存しておき、半田完了時にまとめてＳ６、Ｓ８、Ｓ１１、Ｓ１４、Ｓ１８、Ｓ２２等の全部又は一部の判定を行ってもよい。このときＳ３８の初期値の範囲外であるとき、その圧力値でＱ１ａ～Ｑ１ｄの値を補正しても良い。

（第８実施形態）
本実施形態に係る半田付け装置の他の例について図面を参照して説明する。図５０は、本発明に係る半田付け装置の他の例の鏝先及びガス供給部を示す図である。なお、図５０に示す半田付け装置Ｉでは、鏝先５ｅに半田孔５１と外周面とを貫通するガスリリース部５２を備えている。それ以外は、第７実施形態の半田付け装置Ｈと同じ構成を有している。そのため、実質上同じ部分には、同じ符号を付すとともに、同じ部分の詳細な説明は省略する。

図５１に示すように、半田付けを行うとき、鏝先５ｅの半田孔５１には、電子部品Ｅｐの端子Ｎｄが挿入される。そして、カッターユニット２（図３９参照）で糸半田Ｗから切断された半田片Ｗｈは、図５２に示すように端子Ｎｄと接触した状態で、鏝先５ｅに加熱されて溶融する。このとき、半田孔５１の半田片Ｗｈが溶融する部分を溶融領域５１０とすると、ガスリリース部５２は、半田孔５１の溶融領域５１０と鏝先５ｅのＺ方向下端との間の部分と外周面とを連通している。

なお、本実施形態において、ガスリリース部５２は、鏝先５ｅの外周面と半田孔５１とを連通する貫通孔形状のものとしているが、これに限定されるものではない。例えば、半田孔５１の溶融領域５１０と鏝先５ｅのＺ方向下端との間に半田孔５１と鏝先５ｅの外周面とを連通するように形成された切欠き形状であってもよい。また、上述の貫通孔、スリット以外にも、ガスリリース部５２として、鏝先接触状態及び半田片流出状態のときに半田孔５１の窒素ガスを鏝先５ｅの外部に流出させることができる形状を広く採用することができる。

このような半田付け装置Ｉを用いたときの、制御部Ｃｏｎｔによる鏝先５ｅの状態の判定について、図面を参照して説明する。
半田付け装置Ｉにおいて、１回の半田付けにおける鏝先５ｅの取り得る状態は、第７実施形態と同じ、つまり、図５０に示す初期状態、図５１に示す鏝先接触状態、図５２に示す半田片投入状態、図５３に示す半田片溶融状態、図５４に示す半田片流出状態と図５５に示す鏝先離間状態である。そして、初期状態、鏝先離間状態に関しては、第７実施形態の半田付け装置Ｈと実質的に同じである。なお、鏝先接触状態、半田片投入状態、半田片流出状態の各状態において、主配管７０４を流れる窒素ガスの流量は、第７実施形態のときよりも少なくなる。そのため、主配管７０４の流量を流量Ｑ２として説明する。例えば、鏝先接触状態のとき、主配管７０４を流れる窒素ガスの流量を流量Ｑ２ｂとする。各状態でも同様に、半田片投入状態及び半田片流出状態のそれぞれの流量を、流量Ｑ２ｃ、Ｑ２ｅとする。

第８実施形態と第７実施形態との主な相違点は、半田片溶融状態及び半田片流出状態のそれぞれの流量Ｑ１ｄ及びＱ２ｅの変化にある。半田片溶融状態(図５３）では第７実施形態と同様に溶融した半田片Ｗｈによって半田孔５１が塞がれるため、流量Ｑ１ｄは第７実施形態のときと同等の大きさとなる。次の工程の半田片流出状態（図５４）ではスルーホールＴｈを塞ぐ一方でガスリリース部５２より窒素ガスが流出するので、主配管７０４の流量Ｑ２ｅが減少する。第７実施形態では半田溶融状態から半田片流出状態への状態変化時の流量の変化が小さい（或いはほとんどない）のに対し第８実施形態では前述の状態変化時の流量変化が大きくなり、状態変化の判定を容易に行うことができる。

また、鏝先接触状態のときスルーホールＴｈとガスリリース部５２とから窒素ガスが流れるため、第７実施形態と比較して主配管７０４の流量Ｑ２ｂは小さくなる。そして、半田溶融状態のとき半田孔５１が塞がれるため、第７実施形態と同一の流量Ｑ１ｄになる。このため、鏝先接触状態での流量Ｑ２ｂと半田溶融状態での流量Ｑ１ｄとの差が、第７実施形態の鏝先接触状態での流量Ｑ１ｂと半田溶融状態での流量Ｑ１ｄとの差よりも大きい。これにより、半田片投入状態と半田片溶融状態の判別を容易に行うことができる。

なお、ガスリリース部５２の大きさを変更することにより鏝先接触状態と半田片流出状態におけるそれぞれの流量Ｑ２ｂとＱ２ｅの流量値を変更することができる。また、ガスリリース部５２を設けることにより、溶融した半田がスルーホールＴｈ内に流入した後、半田孔５１内の圧力が低下するので、スルーホールＴｈ内の溶融半田を押し出すことを防止できる。

そして、各状態での流量Ｑ２は、図５６に示すグラフに示すとおりになる。図５６は、半田付け装置が半田付けを１回行うときの流量の変化を示しており、縦軸が流量Ｑ２、横軸が時間である。なお、以下の説明では、図４６と異なる挙動を示す部分についてのみ説明するものとする。

ガスリリース部５２を備えた鏝先５ｅを用いることで、半田孔溶融状態を示す第４領域Ａｒ４（流量Ｑ２ｄ）の後に、流量Ｑ２ｅの半田片流出状態を示す第５領域Ａｒ５が現れる。

このように、鏝先５ｅにガスリリース部５２を設けることで、半田孔溶融状態における主配管７０４での窒素ガスの流量である流量Ｑ１ｄと、半田片流出状態おける流量Ｑ２eとを異なる値とすることができる。これにより、制御部Ｃｏｎｔは、半田片流出状態、すなわち、電子部品Ｅｐの端子ＮｄとランドＬｄとを半田付けが完了したことをより正確に検知することができる。

図４９のフローチャートのブロックＦＡ内に半田片流出状態のフローを示す。Ｓ２９で流量計測を行い、Ｓ３０でその流量値をＱ２ｅと比較し、Ｑ２ｅの近似範囲外のときＳ３１で基板への半田流出異常とし、範囲内であればＳ３２で時間の遅延を行って半田が凝固後Ｓ３３で鏝先５ｅを基板Ｂｄから離脱させる。

なお、本実施形態においても、制御部Ｃｏｎｔは、各状態における流量をデータベースとして記憶して、第２測定部７８からの流量のデータと比較することで鏝先の状態を判定してもよい。また、図５６に示すような、流量の時間変化を示すテーブルを記憶しておき、第２測定部７８からの流量のデータを時系列に並べて、挙動及び値を比較することで、鏝先５ｅの状態を判定してもよい。

また本実施形態においても、鏝先の以上のような状態の変化の外、配線基板ＢｄのランドＬｄと電子部品Ｅｐの端子Ｎｄとの半田付け状態を判定することも可能であり、制御部Ｃｏｎｔが半田の溶融が行われたと判定した後、移動手段が基準位置を基準としてランドＬｄから鏝先５ｅを距離Ｇだけ離間させ、主配管７０４に流れる流量Ｑ２の変化によって半田付け状態を判定するようにしてもよい。

本実施形態においても、制御部Ｃｏｎｔは、第７実施形態の「第１変形例」又は「第２変形例」同様の操作が可能である。

（第９実施形態）
本発明に係る半田付け装置のさらに他の例について図面を参照して説明する。図５７は、本発明に係る半田付け装置を示す図である。図５７に示す半田付け装置Ｊでは、鏝先５ｃが異なる以外、第８実施形態の半田付け装置Ｉと実質上同じ構成を有している。そのため、半田付け装置Ｊにおいて、半田付け装置Ｉと実質上同じ部分には、同じ符号を付すとともに、同じ部分の詳細な説明は省略する。

図５７に示すように半田付け装置Ｊの鏝先５ｃは、半田孔５１の投入された半田片Ｗｈが溶融する溶融領域５１０よりも上方、すなわち、窒素ガスが流れる方向において上流側と、外周面とを連通するリリース孔５３を備えている。リリース孔５３は、半田孔５１の窒素ガスと共に半田片の溶融時に気化したフラックスを逃がす孔である。リリース孔５３の内径は、半田孔５１の内径よりも小さい。すなわち、リリース孔５３は、半田孔５１に比べて流路抵抗が大きい。

以下に、制御部Ｃｏｎｔによる鏝先の状態の判定について図面を参照して説明する。なお、本実施形態において、半田付け装置Ｊが１回の半田付けを行うときの鏝先５ｃの取り得る状態は、第８実施形態と同じである。すなわち、初期状態、鏝先接触状態、半田片投入状態、半田片溶融状態、半田片流出状態、鏝先離間状態である。

以下に、鏝先５ｃの各状態における主配管７０４の窒素ガスの流量Ｑ３について、第８実施形態と異なる部分を図面を参照して説明する。図５７と図５８は、上述の初期状態と半田片溶融状態における鏝先を示す図である。また、図５９は、半田付け装置で半田付け作業を１回行うときの流量の変化を示す図である。本実施形態では、基板Ｂｄがスルーホール基板であり、スルーホールＴｈに挿入された端子Ｎｄを半田付けするものとして説明する。

半田付け装置Ｊでは、１回の半田付け時に上記の各状態に順に変化する。図５７は初期状態における鏝先を示す図である。図５７に示すように、初期状態では、半田孔５１は、Ｚ方向下端の開口が大気に開放されている。図５８は半田片溶融状態における鏝先５ｃを示す図であり、半田片Ｗｈは、鏝先５ｃによって加熱され、半田孔５１のＺ方向下端部は溶融した半田片Ｗｈによって塞がれる。半田片溶融状態のときには、半田孔５１の流路抵抗が大きくなり流量Ｑ３は減少する。しかしながらリリース孔５３が開放されているので、流量Ｑ３はゼロになることがなく流量値Ｑ３ｄになる。第１調整部７６は圧力Ｐを一定に保つ制御を行っているが、流量値がほぼゼロの状態に比べて、本実施形態のように流量Ｑ３が少量でも流れている方が、第１１調整部７６による圧力制御が容易にできる。

半田付け装置Ｊでは、鏝先の状態が、初期状態、鏝先接触状態、半田片投入状態、半田片溶融状態、半田片流出状態、鏝先離間状態の順に変化する。そして、各状態での主配管７０４の流量Ｑ３は、図５９に示すグラフに示すとおりになる。図５９は、半田付け装置Ｊが半田付けを１回行うときの主配管７０４の流量の変化を示しており、縦軸が流量Ｑ３、横軸が時間である。

図５９に示すように、第１領域Ａｒ１は、鏝先が初期状態のときであり、第１領域Ａｒ１において、主配管の流量がＱ３ａとなっている。

第４領域Ａｒ４は、鏝先が半田片溶融状態を示しており、半田孔５１は半田片Ｗｈの溶融によって塞がれるので、その流路抵抗は増加するが、前述のようにリリース孔５３の開放によって流量Ｑ３ｄになる。

なお、本実施形態において、半田孔５１が塞がれたとき、リリース孔５３を介して、半田孔５１に溜まった窒素ガスを排出している。しかしながら、これに限定されない。例えば、第２計測部７８の分岐配管７０６に内部のガスを外部に逃がすリリース孔を設けたり、あるいは分岐配管７０６を分岐させ、分岐した配管を窒素ガスを逃がすための配管としてもよい。

（第１０実施形態）
本実施形態に係る半田付け装置の他の例について図面を参照して説明する。図６０と図６１は、本発明に係る半田付け装置の他の例を示す図であり、第９実施形態との相違点は、主配管７０４の圧力を計測する第１計測部７７の下流配管に流体抵抗を調節できる絞りからなる流路抵抗体７９を設け、流路抵抗体７９の下流側に圧力を計測する第３計測部８３を設けた点にある。図６０と図６１は、それぞれ初期状態と半田片溶融状態における鏝先を示す図である。

図６０の初期状態において第３計測部８３の計測する圧力Ｐｍは、流路抵抗体７９の流体抵抗と、半田孔５１等からなる半田付け装置Ｋの流体抵抗との分圧された値になる。第１計測部７７の圧力は第１調整部７６により一定値Ｐに制御されているので、初期状態では半田付け装置Ｋの流体抵抗は比較的小さく、圧力Ｐｍは大気圧に近い小さな値となる。

図６１の半田片溶融状態においては、半田孔５１の大部分が塞がれて半田付け装置Ｋの流体抵抗は大きくなり、圧力Ｐｍは制御された圧力Ｐに近い値となる。
半田付け装置Ｋでは、鏝先の状態が初期状態、鏝先接触状態、半田片投入状態、半田片溶融状態、半田片流出状態、鏝先離間状態の順に変化する。図６２は、半田付け装置Ｋが半田付けを１回行うときの圧力Ｐｍの変化を示しており、縦軸が圧力Ｐｍ、横軸が時間である。

第１領域Ａｒ１は初期状態のときであり、上述のように圧力Ｐｍは低圧になり、圧力Ｐ４ａになる。第２領域Ａｒ２の鏝先接触状態、第３領域のＡｒ３の半田片投入状態になるに従い、半田孔５１の流体抵抗が増加するため、圧力ＰｍはＰ４ｂからＰ４ｃへと高まり、第４領域Ａｒ４の半田片溶融状態において最高の圧力値Ｐ４ｄとなる。その後第５領域Ａｒ５の半田片流出状態において、半田孔５１の流体抵抗が減少して圧力ＰｍはＰ４ｅに降下して、第６領域Ａｒ６の鏝先離間状態にでは圧力ＰｍはＰ４ｆとなって、第１領域Ａｒ１の初期状態の圧力Ｐ４ａに戻る。

なお、第１計測部７７と第３計測部８３はそれぞれ圧力計測器であり、計測する配管部分を切り換えて、１台の圧力計測器によって計測を行わせてもよい。
圧力計測器は、一般的に流量計測器より安価で計測範囲が広く応答速度も速いので、実用的な効果がある。

（第１変形例）
上述の第１０実施形態においては、流体絞りを流路抵抗体７９を用いていたが、その代わりに流量を計測する第４計測部８４を設けることができる。図６３はこのときの初期状態における鏝先と窒素ガスの流れを示す図である。第４計測部８４の流量計は流量を計測するために所定の流路抵抗を有するので、その流路抵抗を流路抵抗体として使用する。第４計測部８４は第７実施形態（図４０）で用いられた第２計測部７８の流量計を用いることができる。

（その他の実施形態）
鏝先として図１５に示す鏝先５ｂを用いることができる。図１５に示す鏝先５ｂの半田孔５１ｂには係止部５１１を設けられており、半田片Ｗｈはこの係止部５１１で当接して半田孔５１ｂの大部分を塞ぐ。このためこの部分の流路抵抗が大きくなり、半田片Ｗｈの供給前後での差が大きくなり、半田片Ｗｈの供給時の判定が容易になる。また、半田片Ｗｈが系止部５１１に確実に接触し、鏝先５ｂからの熱伝導により半田片Ｗｈの溶融を迅速に行うことができる。本実施形態は第７実施形態から第１０実施形態にも適用することができる。

図６４に示すように、主配管７０４と流入配管７０５の接続部において分岐配管７０６を分岐させることができる。この分岐配管７０６により主配管７０４を流れる窒素ガスの一部を外部に放出させ、半田孔５１が全閉状態にあっても、主配管７０４の最低流量を確保し、第１計測部７７の制御性能を高めることができる。また、この分岐配管７０６に可変絞り体８５を設けることにより、鏝先の状態変化に対する第７実施形態から第１０実施形態までの流量や圧力の変化割合（感度調節）を行うことができる。

時間と流量値の関係(図４６または図５６）または時間と圧力の関係(図５９または図６２）のそれぞれの計測値を記憶しておき品質管理のデータベースを作成し、経時的な変化や雰囲気温度などの相関を統計処理によって算出することができる。
さらに、複数の半田付け箇所が存在する場合には、半田付け箇所によって各状態における流体の変化値が異なる場合があるので、各半田付け箇所毎に上記データベースを作成し、半田付け場所毎に異なった閾値を用いて判定を行うことも可能である。

本実施形態では、半田付け装置Ｋが半田付けを行うときにとり得る状態として、初期状態、鏝先接触状態、半田片投入状態、半田片溶融状態、半田片流出状態、鏝先離間状態の６つの状態を挙げているが、これ以外の状態を判定するようにしてもよい。

また本実施形態でも、鏝先の以上のような状態の変化の外、配線基板ＢｄのランドＬｄと電子部品Ｅｐの端子Ｎｄとの半田付け状態を判定することも可能であり、制御部Ｃｏｎｔが半田の溶融が行われたと判定した後、移動手段が基準位置を基準としてランドＬｄから鏝先５ｃを距離Ｇだけ離間させ、主配管７０４を流れる窒素ガスの圧力Ｐｍが大きく減少すれば正常な半田付け状態と判定し、圧力Ｐｍが減少しないか、減少が僅かであればイモ半田が形成されていると判定する。

なお、本発明は、ガス供給部のガスの総流量や供給圧力を一定とした状態で、鏝先の流路抵抗の変化によって鏝先の状態を判定するものであるが、半田付け動作中に鏝先の流路抵抗が大きく変化してガス供給部のガスの総流量や供給圧力が変動する場合がある。この場合、ガスの流量や圧力を検出して第１調整部７１又は第１調整部７６にフィードバックし制御することでガス供給部のガスの総流量や供給圧力を一定にすることができる。

また、鏝先の初期状態でガス供給部のガスの総流量や供給圧力を一定に保ち、半田付けの動作中である鏝先の接触状態から鏝先離間状態までの間、流路抵抗が変化してガス供給部のガスの総流量や供給圧力が変動しても、第１調節部７１や第１調整部７６の操作せずにガス供給部の計測を行って鏝先の状態を判別することができる。

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。例えば、ガス圧力やガス流量の変化度合いを基にして、鏝先の温度や予熱時間あるいは半田付け時間を自動的に変更して、最適な半田付け条件を自動調整することも可能である。

また半田付け装置において制御部から出力される鏝先の移動開始・停止の信号や糸半田の切断信号などの動作信号出力時を基準として所定時間内に、前記ガス供給部内又は前記半田孔内を流れるガスの圧力や流量などの物理量が変化したかどうかによって鏝先の状態を判定することも可能である。

本発明に係る鏝先の状態判定方法は、半田付け工程中に直ちに鏝先の状態の判定を行うことができ、また外部より観察のできない半田孔内部の状態を常に正確に判定することが可能で有用である。

Ａ１～Ｋ 半田付け装置
１ 支持部材
１１ 壁体
１２ 保持部
１３ 摺動ガイド
１４ ヒーターユニット固定部
１５ アクチュエーター保持部
１６ ばね保持部
２ カッターユニット
２１ カッター上刃
２１１ 上刃孔
２１２ ピン孔
２２ カッター下刃
２２１ 下刃孔
２２２ ガス流入孔
２３ プッシャーピン
２３１ ロッド部
２３２ ヘッド部
２３３ ばね
３ 駆動機構
３１ エアシリンダー
３２ ピストンロッド
３３ カム部材
３３０ 凹部
３３１ 支持部
３３２ ピン
３３３ ピン押し部
３３４ 軸受
３４ スライダー部
３４０ カム溝
３４１ 第１溝部
３４２ 第２溝部
３４３ 接続溝部
３５ ガイド軸
４ ヒーターユニット
４１ ヒーター
４２ ヒーターブロック
４２１ 凹部
４２２ 半田供給孔
５ 鏝先
５１ 半田孔
５２ ガスリリース部
５３ リリース孔
６ 半田送り機構
６１ 送りローラ
６２ ガイド管
７ ガス供給部
７０ 配管
７１ 第１調整部
７２ 第１計測部
７３ 第２調整部
７４ 第２計測部
７５ 第２測定部
７６ 第１調整部
７７ 第１計測部
７８ 第２調整部
７９ 流路抵抗体
７０１ 主配管
７０２ 分岐配管
７０３ 供給配管
７０４ 主配管
７０５ 流入配管
７０６ 分岐配管
８３ 第３計測部
８４ 第４計測部
８５ 可変絞り体
Ｗ 半田
Ｂｄ 配線基板
Ｅｐ 電子部品
Ｌｄ ランド
Ｔｈ スルーホール
Ｎｄ 端子
Ｕ 装置ユニット
ＳＰ 支持部材
Ｍｇ ガイドレール
Ｍｂ ブロック
Ｍｆ 基部
ＭＬ マニピュレーター（移動手段）

Claims (7)

1. 半田付けを行う対象物に半田片を供給し前記半田片を溶融させて前記対象物を半田付けする半田付け装置において、
   半田片が供給される半田孔を有するとともに前記半田孔で前記半田片を加熱溶融する鏝先と、
   前記鏝先を加熱する加熱手段と、
   ガスを供給するガス供給源と、
   前記ガス供給源と前記半田孔とを連通し、前記ガス供給源からのガスを前記半田孔に供給するガス供給部と、
   前記ガス供給部内又は前記半田孔内を流れるガスの物理量を測定する測定部と、
   前記測定部で測定された前記ガスの物理量に基づいて、前記鏝先の状態を判定する状態判定部と、
   前記鏝先と前記対象物とを接触方向及び離間方向に相対的に移動させる移動手段と、
   を有し、
   前記状態判定部が、前記鏝先と前記対象物との間に所定間隔の隙間が形成されたと判定した位置を基準位置として、前記移動手段は前記鏝先と前記対象物とを相対的に移動させることを特徴とする半田付け装置。
2. 前記測定部は、前記ガス供給部内又は前記半田孔内を流れるガスの圧力を測定する請求項１記載の半田付け装置。
3. 前記測定部は、前記ガス供給部内又は前記半田孔内を流れるガスの流量を測定する請求項１記載の半田付け装置。
4. 前記移動手段によって前記鏝先と前記対象物とが相対的に移動されて接触状態とされた後、
   前記状態判定部は、前記測定部で測定された前記ガスの物理量に基づいて前記半田片の前記半田孔での溶融を判定する請求項１から請求項３のいずれかに記載の半田付け装置。
5. 前記状態判定部が前記半田片の前記半田孔での溶融を判定した後、
   前記移動手段は前記鏝先と前記対象物とを接触状態から離間する方向に所定距離相対的に移動させ、
   前記測定部が測定した前記ガスの物理量に基づいて前記状態判定部は前記対象物の半田付け状態をさらに判定する請求項４記載の半田付け装置。
6. 前記移動手段は、前記鏝先及び前記対象物の少なくとも一方を両者の接触位置からさらに接触する方向に移動させて、前記半田片が供給される前に前記加熱手段によって前記対象物の予備加熱を行う請求項１から請求項５のいずれかに記載の半田付け装置。
7. 前記状態判定部が前記鏝先と前記対象物との間に－０．４ｍｍ以上－０．１ｍｍ以下の隙間が形成されたと判定した位置を基準位置とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の半田付け装置。

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