JPH07320847A - 加熱接合用制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数種類の熱電対に対してそれぞれ適正に温
度検出を行なうことができ、加熱接合用制御装置を熱電
対の種類毎に設ける必要がなくなり、コストの低廉化を
図ることができ、装置の設置スペースの無駄を省くこと
ができる加熱接合用制御装置を提供すること。 【構成】 加熱接合用のヒータチップ４に添着された熱
電対５から出力される前記ヒータチップ４の検出温度を
フィードバックさせて、ヒータチップ４の温度を設定値
に保持するようにヒータチップ４への通電状態を制御す
る加熱接合用制御装置において、複数種類の熱電対５か
ら出力される信号をそれぞれの熱電対５に対応した適正
温度を示す信号としてフィードバックさせる熱電対出力
レベル調整器１６、１６ａを設けたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、加熱接合用制御装置に
係り、特に、通電により抵抗体等を発熱させて、複数の
部材を直接もしくは半田やろう等の溶融助材を介して溶
融接合させたり、部材を加熱と同時に加圧変形させて熱
かしめ等を行なう加熱接合装置に好適な加熱接合用制御
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、通電により抵抗体等を発熱させ
て接合を行なう加熱接合方法は、各種の産業分野におい
て多用されている。

【０００３】特に、今日においては、精密機器の接合部
や電子部品の接合部等のように、高い接合精度が要求さ
れるようになっている。

【０００４】そこで、従来においては、図４に示すよう
な加熱接合装置を用いて、高い接合精度をもった接合を
行なうようにしている。

【０００５】すなわち、例えば商用の２００Ｖの交流電
源１から供給される電力に対して加熱接合用制御装置２
をもって通電制御を施し、トランス３を介してヒータチ
ップ４に適正な電力を付与し、ヒータチップ４を発熱さ
せて各種の接合を行なうようにしている。このヒータチ
ップ４には温度検出用の熱電対５が添設されており、検
出温度が加熱接合用制御装置２へフィードバックされる
ように形成されている。

【０００６】このヒータチップ４には、図５（ａ）〜
（ｃ）に示すように、ブレード状に形成されたものや、
同図（ｄ）および（ｅ）に示すように、プローブ状に形
成されたものがある。各ヒータチップ４はタングステン
やモリブデン等の発熱特性や熱応答特性等に優れた素材
をもって形成されている。一方のブレード状のヒータチ
ップ４は、幅広い発熱部４ａを利用して、リフローソル
ダリング、精密ワイヤボンディング、マルチ・リード・
ボンディング等の接合に用いられており、他方のプロー
ブ状のヒータチップ４は、細い発熱部４ａを利用して、
テープ自動化ボンディング、半田付けの修正、金メッキ
熱圧接等の接合に用いられている。そして、各ヒータチ
ップ４の発熱部４ａの先端部にそれぞれ熱電対５が添着
されている。

【０００７】前記加熱接合用制御装置２は、トランス３
への通電電流を制御するものであり、その構成と作用と
を以下に説明する。

【０００８】図４においては、トランス３への通電電流
の制御手段として通電方向を相互に逆にして並列接続さ
れた１対のサイリスタ６、６が用いられている。このサ
イリスタに代えてインバータを用いて形成されているも
のもある。これらのサイリスタ６、６には点弧パルス発
生器７よりそのＯＮ、ＯＦＦ動作を制御する点弧パルス
が付与されるようになっている。交流電源１とサイリス
タ６との間には同期信号検出器８が接続されており、交
流の変化と同期した所定の信号を取出し、それをＣＰＵ
制御部９内に形成されている位相変換器１０とサイクル
カウンタ１１とに出力する。このＣＰＵ制御部９内には
シーケンス制御器１２と比較器１３とが更に形成されて
おり、両者には接合目的に応じてヒータチップ４への通
電状態を設定するパネル設定器１４からの設定情報が入
力されるように形成されている。即ち、パネル設定器１
４はヒータチップ４が付与する熱量を調整するために、
電流の大きさと通電時間等を手動によったり、予め設定
されている複数の設定値から適性な値を選択するように
して設定する。シーケンス制御器１２は接合開始の入力
信号を受けると、パネル設定器１４の設定内容に応じて
サイリスタ６への通電を行なうようにサイクルカウンタ
１１へ指示を出力する。これを受けたサイクルカウンタ
１１は、点弧パルス発生器７へ電流を流すタイミングの
許可信号を出力する。同時に、比較器１３は接合開始時
には熱電対５側からの入力がないために、パネル設定器
１４の設定内容に応じて位相変換器１０の位相変換を行
なわせる指示を出力する。この位相変換器１０は、同期
信号検出器８から入力される同期信号に対して比較器１
３からの指示に対応した位相変換を行なって適性な点弧
タイミングを点弧パルス発生器７へ出力する。サイクル
カウンタ１１と位相変換器１０からの入力を受けた点弧
パルス発生器７は点弧パルスを出力してサイリスタ６、
６を所定の点弧タイミングでＯＮ、ＯＦＦさせ、トラン
ス３を介してヒータチップ４に通電させる。ヒータチッ
プ４は通電されることにより発熱し、目的の接合部に熱
を供給し、接合を行なわせる。この時、ヒータチップ４
の発熱部４ａの先端部の温度が熱電対６をもって常に検
出され、その検出電圧が検出アンプ１５をもってパネル
設定器１４の設定値と比較可能なレベルに増幅されて比
較器１３に入力される。この比較器１３はパネル設定器
１４の設定値と検出アンプ１５から入力された検出温度
に相当する値とを比較し、検出温度が設定値より高い場
合には点弧パルス発生器７の点弧タイミングを遅らせて
通電電流量を低減させ、温度が設定値より低い場合には
点弧パルス発生器７の点弧タイミングを早くして通電電
流量を増大させることにより、ヒータチップ４の温度を
設定値に維持するようにさせている。前記検出アンプ１
５はヒータチップ４の温度をセンサ出力として表示器
（図示せず）に表示するように出力する。また、シーケ
ンス制御器１２は所定の接合が終了した場合の終了信号
等の各種の出力を前記表示器等に出力するように形成さ
れている。

【０００９】このようにして熱電対５を介してヒータチ
ップ４の温度をフィードバックして高い精度の接合を施
すようにしている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】熱電対５は基本的には
２つの異種の金属を接合して形成されており、接合され
る金属の種類の相違、被覆部材の相違等により、起電力
が相違したり、適用可能な温度範囲が相違したりするも
のであり、接合目的、接合温度等に応じた適性な熱電対
を選択してヒータチップ４に添着して用いられている。

【００１１】従って、図４に示す加熱接合用制御装置２
は、熱電対５からの検出電圧を検出アンプ１５により増
幅して比較器１３における比較可能な値にするものであ
るために、熱電対５が異なる種類のものとなれば出力電
圧も以前のものと相違するものとなり、これに対応する
加熱接合用制御装置２も熱電対５の種類に対応した特性
を有するものに変更する必要があった。

【００１２】ところが、一般に加熱接合用制御装置２と
熱電対５との組合せは、各製造メーカ毎に１種類に限定
されているのが現状であり、接合目的に応じて熱電対５
の種類を変更しようとすると、それに対応した加熱接合
用制御装置２を別個に製造したり、仕入れる必要がある
等の不都合があった。また、加熱接合用制御装置２は非
常に高価なものであり、これを熱電対の種類毎に設ける
ことは、コスト高を導き、また、装置の設置スペースも
いたずらに増大するという不都合があった。

【００１３】このような不都合は、複数のメーカより異
なった種類の熱電対を利用した加熱接合装置を仕入れ、
ヒータチップを相互に交換して接合を行なう場合等に発
生する。この時、ヒータチップに添着されている熱電対
を交換すればよいけれども、熱電対の交換は非常に面倒
なものである。なぜならば、２種類の金属より構成され
ている熱電対はヒータチップに接合しにくく、接合を失
敗すると熱電対の２種類の金属とヒータチップの金属と
からなる３種類の熱電対が形成されてしまい、正確な温
度の検出ができなくなったり、ヒータチップの発熱部か
ら熱電対を通して熱が逃げてしまういわゆる熱引きの問
題が発生してしまうものであった。

【００１４】本発明はこれらの点に鑑みてなされたもの
であり、複数種類の熱電対に対してそれぞれ適正に温度
検出を行なうことができ、加熱接合用制御装置を熱電対
の種類毎に設ける必要がなくなり、コストの低廉化を図
ることができ、装置の設置スペースの無駄を省くことが
できる加熱接合用制御装置を提供することを目的とす
る。

【００１５】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に請求項１に記載の加熱接合用制御装置は、加熱接合用
のヒータチップに添着された熱電対から出力される前記
ヒータチップの検出温度をフィードバックさせて、ヒー
タチップの温度を設定値に保持するようにヒータチップ
への通電状態を制御する加熱接合用制御装置において、
複数種類の熱電対から出力される信号をそれぞれの熱電
対に対応した適正温度を示す信号としてフィードバック
させる熱電対出力レベル調整器を設けたことを特徴とす
る。

【００１６】また、前記熱電対出力レベル調整器は、熱
電対の種類を指示する種類指示器と、熱電対からの出力
をその種類に対応した適正温度を示す信号に変換する出
力変換器とを有することを特徴とする。

【００１７】

【作用】本発明によれば、熱電対出力レベル調整器がヒ
ータチップの温度を検出する熱電対の種類に対応した適
正温度を示す信号を出力するために、いかなる種類の熱
電対を用いても常に適正な検出温度をフィードバックさ
せることができる。

【００１８】また、熱電対出力レベル調整器を請求項２
のように形成すれば、種類指示器により温度検出に用い
られる熱電対の種類を指示すると、出力変換器が当該熱
電対に対応した適正温度を示す信号を出力する。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１から図３につい
て説明する。

【００２０】図１は本発明の加熱接合用制御装置の１実
施例を適用した加熱接合装置の全体構成を示す。

【００２１】本実施例の加熱接合用制御装置２ａは、図
４の従来例に比較して、熱電対５の出力を比較器１３へ
入力するまでに熱電対５の種類に対応した適正温度を示
す信号に変換させる熱電対出力レベル調整器１６を設け
たものであり、その他は前記従来例と同様に形成されて
いる。従って、従来と同一部分には同一符号を付してそ
の説明を省略する。

【００２２】前記熱電対出力レベル調整器１６は、例え
ば図２に示すように形成されている。 図２により更に
説明すると、熱電対５の出力を増幅する検出アンプ１５
の次に、熱電対５の種類を指示する種類指示器１７が接
続されている。この種類指示器１７はロータリー式スイ
ッチ、プッシュ式スイッチ、ディップスイッチ等の複数
の出力端子１７ａ、１７ａを備えたスイッチ素子により
形成されており、操作者が接続状態を切換えることがで
きる。種類指示器１７の各出力端子１７ａには熱電対５
から受けた出力を熱電対５の種類に対応した適正温度を
示す信号に変換する出力変換器１８，１８ａ、１８ａが
それぞれ接続されている。各出力変換器１８ａの出力は
ＯＲ回路１９を介して比較器１３へ出力されるようにな
っている。

【００２３】次に、本実施例の作用を説明する。

【００２４】先ず、ヒータチップ４に添着されている熱
電対５の種類に対応されるように種類指示器１７の接続
状態を合わせる。これにより、熱電対５と出力変換器１
８ａとの組合わせが適正なものとなる。

【００２５】この状態でシーケンス制御器１２へ接合開
始を入力すると、従来例において説明した動作と同様に
して、ヒータチップへ通電されて接合が開始される。

【００２６】この接合が施されると熱電対５がヒータチ
ップ４の発熱部４ａの温度を検出し、その検出が検出ア
ンプ１５によって増幅され、続いて種類指示器１７によ
って選択された適正な出力変換器１８ａにおいて熱電対
５の種類に適正に対応した温度を示す信号とされ、続い
てＯＲ回路１９を経て比較器１３へ出力される。比較器
１３はＯＲ回路１９から入力される熱電対５の種類に対
応した適正温度と、パネル設定器１４によって設定され
ている接合温度の設定値とを比較し、その比較結果を位
相変換器１０へ出力する。

【００２７】このようにして本実施例によれば熱電対５
の種類に適正に対応した検出温度をフィードバックさせ
ることができ、ヒータチップ４の発熱部４ａの温度を設
定値に確実に保持して接合を施すことができ、精度が高
く、品質も高く、信頼性に優れた接合を施すことができ
る。

【００２８】また、ヒータチップ４等を変換すること等
により熱電対５が交換された場合には、前記と同様にし
て種類指示器１７の接続状態を熱電対５の種類に対応し
た適正なものに切換える。これにより、前記と同様にし
て熱電対５の種類に適正に対応した検出温度をフィード
バックさせて、極めて良好な接合を施すことができる。
図３は本発明に用いる熱電対出力レベル調整器の他の
実施例を示す。

【００２９】本実施例の熱電対出力レベル調整器１６ａ
は、マイコン等によって形成されており、熱電対５の種
類を各種の符号によって入力できる種類入力部２０と、
熱電対５の種類に対応した変換データをテーブルとして
記憶しているＲＯＭ等の変換データメモリ２１と、前記
種類入力部２０によって入力された種類に応じて変換ダ
ータメモリ２１から適正な変換データを読み出して出力
する出力制御部２２を備えている。

【００３０】本実施例においては、使用する熱電対５の
種類を種類入力部２０に入力しておくことにより、熱電
対５からの検出信号が検出アンプ１５により増幅されて
入力されると、この入力信号を変換データメモリ２１内
に記憶されている適正な変換データに基づいて変換し、
適正な検出温度として比較器１３へ出力される。

【００３１】なお、図３に示す実施例においては変換テ
ーブル用いて熱電対５からの入力信号を変換している
が、前記変換テーブルに代えて変換演算式を記憶させて
おき、その変換演算式の係数を熱電対の種類に応じて変
換させるようにして、熱電対５の種類に適正に対応した
ヒータチップ４の検出温度をフィードバックさせるよう
にしてもよい。

【００３２】従って、前記各実施例によれば、接合目的
に対応する種類の熱電対５を自由に選択して、常に極め
て良好な接合を施すことができる。

【００３３】なお、本発明は前記各実施例に限定される
ものではなく、必要に応じて変更することができる。

【００３４】

【発明の効果】このように本発明の加熱接合用制御装置
は構成され作用するものであるから、加熱接合用制御装
置を熱電対の種類毎に設ける必要がなくなり、コストの
低廉化を図ることができ、装置の設置スペースの無駄を
省くことができる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の加熱接合用制御装置の１実施例を適用
した加熱接合装置の概略を示すブロック図

【図２】本発明に用いる熱電対出力レベル調整器の１実
施例を示すブロック図

【図３】熱電対出力レベル調整器の他の実施例を示すブ
ロック図

【図４】従来の加熱接合装置を示す図１と同様の図

【図５】（ａ）〜（ｅ）はそれぞれヒータチップを示す
斜視図

【符号の説明】

２ａ 加熱接合用制御装置 ４ ヒータチップ ５ 熱電対 ６ サイリスタ １６，１６ａ 熱電対出力レベル調整器 １７ 種類指示器 １８，１８ａ 出力変換器

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加熱接合用のヒータチップに添着された
   熱電対から出力される前記ヒータチップの検出温度をフ
   ィードバックさせて、ヒータチップの温度を設定値に保
   持するようにヒータチップへの通電状態を制御する加熱
   接合用制御装置において、複数種類の熱電対から出力さ
   れる信号をそれぞれの熱電対に対応した適正温度を示す
   信号としてフィードバックさせる熱電対出力レベル調整
   器を設けたことを特徴とする加熱接合用制御装置。
2. 【請求項２】 熱電対出力レベル調整器は、熱電対の種
   類を指示する種類指示器と、熱電対からの出力をその種
   類に対応した適正温度を示す信号に変換する出力変換器
   とを有することを特徴とする請求項１に記載の加熱接合
   用制御装置。