JPH07326464A - 抵抗加熱接合用制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 熱電対の極性の接続方向が正逆のいずれの場
合においてもヒータチップの温度を常に正確に検出し
て、温度制御を行なうことができ、ヒータチップ、接合
対象物および熱電対の破損を完全に防止することができ
る抵抗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
る抵抗加熱接合用制御装置において、熱電対からの出力
を絶対値化して前記ヒータチップ４の適正な検出温度を
示す信号としてフィードバックさせる絶対値回路１６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、抵抗加熱接合用制御装
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抵抗加熱接合装置に好適な抵抗加
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
て接合を行なう抵抗加熱接合方法は、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３に示すよう
な抵抗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抵抗加熱接合用制御装
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、検出温度が抵抗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４（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】前記抵抗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３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、図５に示
すように、異なった２種類の金属Ａ，Ｂを接合して形成
されており、一方に金属Ｂを接地側とし、他方の金属Ａ
を正側として電気的に接続して、温度に応じた起電力を
検出アンプ１５へ出力するようにされている。

【００１１】ところが、この熱電対５の電気的接続の極
性を逆にして、金属Ａを接地側、金属Ｂを正側とする
と、出力される起電力が前記の極性の接続状態の場合と
正負が逆転してしまい、検出温度は実際の温度より低い
温度として出力される。これにより、比較器１３はヒー
タチップ４の温度がパネル設定器１４による設定温度よ
り低いとして、ヒータチップ４の温度を更に上昇させる
指令を位相比較器１０へ出力する。これを受けて最終的
にはヒータチップ４の発熱部４ａは設定温度より高い温
度まで加熱されることとなり、当該ヒータチップ４、接
合対象物および熱電対５の過大加熱による破損を誘発さ
せたり、接合不良を誘発させる等の不都合を招くもので
あった。

【００１２】本発明はこれらの点に鑑みてなされたもの
であり、熱電対の極性の接続方向が正逆のいずれの場合
においてもヒータチップの温度を常に正確に検出して、
温度制御を行なうことができ、ヒータチップ、接合対象
物および熱電対の破損を完全に防止することができ、信
頼性が高く、精度の良い、極めて優れた接合を施すこと
のできる抵抗加熱接合用制御装置を提供することを目的
とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明の抵抗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抵抗加熱接合用制御装置において、
熱電対からの出力を絶対値化して前記ヒータチップの適
正な検出温度を示す信号としてフィードバックさせる絶
対値回路を設けたことを特徴とする。

【００１４】

【作用】本発明によれば、絶対値回路が熱電対の出力を
絶対値化してヒータチップの適正な検出温度を示す信号
としてフィードバックさせるために、熱電対の極性の接
続方向が正逆のいずれの場合においてもヒータチップの
温度を常に正確に検出して、温度制御を行なうことがで
きる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１および図２につ
いて説明する。

【００１６】図１は本発明の抵抗加熱接合用制御装置の
１実施例を適用した抵抗加熱接合装置の全体構成を示
す。

【００１７】本実施例の抵抗加熱接合用制御装置２ａ
は、図３の従来例に比較して、熱電対５の出力を増幅す
る検出アンプ１５と比較器１３との間に、検出アンプ１
５の出力、すなわち熱電対５の出力を絶対値化して常に
適正な検出温度を示す信号として前記比較器１３へ出力
する絶対値回路１６を設けたものである。この絶対値回
路１６は、熱電対５と検出アンプ１５との間に設けても
良い。熱電対５の起電力は微小なものであるので、絶対
値回路１６は、図１のように検出アンプ１５の後段に設
けられた方が精度が高い。絶対位置回路１６としては公
知のものを利用することができる。例えば、図２は公知
の絶対値回路の一例を示すものである。図２においては
は、抵抗値がＲ₁ ＝２Ｒ₂ の関係にある２種類の抵抗Ｒ
₁ ，Ｒ₂ と、コンパレータＫ₁ ，Ｋ₂ と、ダイオードＤ
₁ ，Ｄ₂ と、コンデンサＣとを組合わせて形成されてい
る。

【００１８】その他の構成は、前記従来例と同様に形成
されており、同一部分には同一符号を付して、その説明
は省略する。

【００１９】次に、本実施例の作用を説明する。

【００２０】接合時にヒータチップ４の発熱部４ａが発
熱すると、熱電対５により発熱部４ａの温度に対応した
起電力が検出アンプ１５へ出力される。この検出アンプ
１５により増幅された出力は次の絶対値回路１６により
絶対値化される。すなわち、熱電対５の電気的接続の極
性が正逆いずれの方向であっても、当該熱電対５の出力
が絶対値化されて、常に正の値とされて、比較器１３へ
出力される。従って、絶対値回路１６の出力は、ヒータ
チップ４の発熱部４ａの温度に常に適正に対応した値と
なる。これにより、比較器１３においては熱電対５によ
り検出され、適正な値として絶対値回路１６から入力さ
れて来る検出温度と、パネル設定器１４により設定され
ている設定温度とが比較される。その後、前記従来例と
同様にしてサイリスタ６の点弧タイミングが制御され
て、ヒータチップ４への通電制御が行なわれることによ
り、極めて良好な接合が施される。

【００２１】このようにして本実施例によれば、絶対値
回路１６が熱電対５の出力を絶対値化してヒータチップ
４の適正な検出温度を示す信号としてフィードバックさ
せるために、熱電対５の極性の接続方向が正逆のいずれ
の場合においてもヒータチップ４の温度を常に正確に検
出して、温度制御を行なうことができ、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。

【００２２】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。

【００２３】

【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、熱電対の極性の接
続方向が正逆のいずれの場合においてもヒータチップの
温度を常に正確に検出して、温度制御を行なうことがで
き、ヒータチップ、接合対象物および熱電対の破損を完
全に防止することができ、信頼性が高く、精度の良い、
極めて優れた接合を施す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】本発明に用いる絶対値回の１実施例を示す回路
図

【図３】従来の加熱接合装置を示す図１と同様の図

【図４】（ａ）〜（ｅ）はそれぞれヒータチップを示す
斜視図

【図５】熱電対の接続の極性方向を示す概略図

【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 絶対値回路

Claims (1)

【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抵抗
   加熱接合用制御装置において、熱電対からの出力を絶対
   値化して前記ヒータチップの適正な検出温度を示す信号
   としてフィードバックさせる絶対値回路を設けたことを
   特徴とする抵抗加熱接合用制御装置。