JPH0783804A

JPH0783804A - ハンダ付け性試験装置

Info

Publication number: JPH0783804A
Application number: JP25638493A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Tomizuka; 健一冨塚; Kinjiro Takayama; 金次郎高山; Tamiji Masatoki; 民治政時; Harutoshi Tanaka; 治年田中
Original assignee: TARUCHIN KK; Sony Corp
Current assignee: TARUCHIN KK; Sony Corp
Priority date: 1993-07-23
Filing date: 1993-09-20
Publication date: 1995-03-31
Anticipated expiration: 2019-08-11
Also published as: JP3552061B2

Abstract

(57)【要約】【目的】マイクロギャップが容易に所定値に調整され
ると共に、所定温度への加熱が、迅速にかつ高精度で行
なわれ得るようにした、ハンダ付け性試験装置を提供す
ること。【構成】部品保持手段１２を支持する外力検出手段１
１と、この部品保持手段の下方にて部品接着部材１３を
上下動可能に支持する支持部材１４と、この支持部材の
下方に配設された加熱手段１７と、を備えている、ハン
ダ付け性試験装置１０において、部品保持手段に保持さ
れた電子部品等の試験片と部品接着部材の接触を検出す
る接触検出部２０が備えられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、リフローハンダ付け等
において、電子部品等の被ハンダ付け物をクリームハン
ダでハンダ付けする際の、被ハンダ付け物のハンダ付け
性の良否を判断するためのハンダ付け性試験装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば溶融したハンダの電子部品
に対するハンダ付け性を測定する装置としては、一般的
に確定したものがある。

【０００３】しかしながら、ソルダーペーストを使用し
たハンダ付けの場合、ソルダーペースト自体が、あまり
安定性のある製品ではないため、保存状態等によって、
特性が変化してしまうことがある。

【０００４】このため、実際にハンダ付け実装を行なう
前に、ソルダーペーストに対する部品のハンダ付け性を
試験して、ハンダ付け不良等の発生を抑止する必要があ
る。

【０００５】このようなハンダ付け性試験装置は、例え
ば本出願人による特開平０５−０７２１５３号に開示さ
れている。このハンダ付け性試験装置は、図９に示すよ
うに構成されている。

【０００６】図３において、ハンダ付け性試験装置１
は、外力検出手段としてのロードセル２と、部品保持手
段３と、部品載置台４ａ，支持台４ｂを有するベースス
テージ４と、このベースステージ４を水平方向に移動さ
せる水平移動手段５と、このベースステージ４を垂直方
向に移動させる垂直移動手段６と、上記支持台４ｂ上に
載置されたテストプリント基板を加熱するための加熱手
段７とから構成されている。

【０００７】このような構成のハンダ付け性試験装置１
によれば、先づ部品載置台４ａ上に、測定対象となるチ
ップ部品，ＱＦＰ部品等の電子部品８を載置すると共
に、支持台４ｂ上に、部品接着部材であるテストプリン
ト基板９を載置する。そして、このテストプリント基板
９の上面には、クリームハンダ９ａが印刷されている。

【０００８】尚、部品載置台４ａは、マイクロエレベー
タ４ｃによって、高さ調整されるようになっている。こ
の場合、テストプリント基板９の厚さを考慮して、部品
載置台４ａの上面が、このテストプリント基板９の上面
より、所望の、例えば数十ミクロンオーダーのギャッ
プ、所謂マイクロギャップδだけ高くなるように調整さ
れる。

【０００９】続いて、垂直移動手段６を動作させて、ベ
ースステージ４を上昇させ、部品保持手段３のエアピン
セット３ａの下面に、部品載置台４ａ上の電子部品８を
当接させる。さらに、ベースステージ４を上昇させる
と、電子部品８がエアピンセット３ａを押し上げること
になり、このベースステージ４が上方ストッパ４ｄに当
接した位置で、このベースステージ４の垂直移動が停止
される。同時に、この部品保持手段３のシリンダ３ｂが
減圧され、エアピンセット３ａが電子部品８を吸着保持
することになる。

【００１０】この状態から、ベースステージ４が下降さ
れると、エアピンセット３ａは、電子部品８を保持し続
けている。ここで、ロードセル２がゼロ調整される。

【００１１】その後、水平移動手段５により、ベースス
テージ４が図面にて右方に移動される。これにより、支
持台４ｂが、部品保持手段３のエアピンセット３ａの下
方に位置されることになる。

【００１２】そして、再び垂直移動手段６により、ベー
スステージ４を上方ストッパ４ｄに当接するまで上昇さ
せると、電子部品８の下面が、テストプリント基板９上
のクリームハンダ９ａに接触する。この際、部品載置台
４ａの高さが、このテストプリント基板９の上面よりδ
だけ高く設定されていることから、電子部品８は、この
プリント基板９に対して、δのギャップ間隔にて正確に
位置決めされ、クリームハンダ９ａ内に所定の浸漬深さ
だけ進入することになる。

【００１３】この状態から、加熱手段７によって、この
テストプリント基板９を加熱する。これにより、このク
リームハンダ９ａの熱的挙動が発生して、電子部品８に
対する浮力，濡れ力等の力が作用し、この力が、ロード
セル２によって、電気信号として出力される。ここで、
このロードセル２の出力の時間的変化は、例えば図１０
に示すように、得られる。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに構成されたハンダ付け性試験装置１においては、マ
イクロギャップの調整は、テストプリント基板９の厚さ
や、電子部品８の長さに対応して、マイクロエレベータ
４ｃを調整することにより行われる。従って、電子部品
８やテストプリント基板９が交換された場合、一定量の
マイクロギャップδを得るために、その都度マイクロエ
レベータ４ｃを調整しなければならず、操作が面倒であ
るという問題があった。

【００１５】また、加熱手段７は、所謂雰囲気加熱であ
ることから、テストプリント基板９の温度が不安定であ
ると共に、大熱容量の加熱を行なう場合、所定温度への
加熱を迅速に行なうことができず、また高精度の温度設
定が困難であるという問題があった。

【００１６】尚、加熱手段としては、例えば熱板を押し
当てる方法，赤外線投光による加熱，高周波誘導加熱，
熱風加熱等の方法が考えられる。しかしながら、熱板の
押し当てによる加熱方法は、熱伝達性に５乃至１０℃程
度の遅れが生じてしまい、温度ムラが発生しやすいとい
う問題があった。

【００１７】また、赤外線投光による加熱は、ハロゲン
ランプ等の局所加熱手段を使用したとしても、温度分布
の不均一となり、温度制御の精度を高くすることが困難
であり、さらに温度上昇速度もあまり高くすることがで
きないという問題があった。さらに、高周波誘導加熱
は、装置のコストが高くなってしまうという問題があっ
た。また、熱風加熱は、温度分布が不均一になってしま
うと共に、温度上昇速度もあまり高くすることができな
いという欠点があった。

【００１８】本発明は、以上の点に鑑み、マイクロギャ
ップが容易に所定値に調整されると共に、所定温度への
加熱が、迅速にかつ高精度で行なわれ得るようにした、
ハンダ付け性試験装置を提供することを目的としてい
る。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明によ
れば、部品保持手段を支持する外力検出手段と、この部
品保持手段の下方にて部品接着部材を上下動可能に支持
する支持部材と、この支持部材の下方に配設された加熱
手段と、を備えている、ハンダ付け性試験装置におい
て、上記部品保持手段に保持された電子部品と部品接着
部材の接触を検出する接触検出部が備えられている、ハ
ンダ付け性試験装置により、達成される。

【００２０】本発明によるハンダ付け性試験装置は、好
ましくは、前記接触検出手段が、外力検出手段からの出
力信号に基づいて、部品保持手段に保持された試験片と
部品接着部材の接触を検出するように構成される。

【００２１】本発明によるハンダ付け性試験装置は、好
ましくは、前記外力検出手段による圧力測定値を記録す
るための記録装置が備えられている。

【００２２】本発明によるハンダ付け性試験装置は、好
ましくは、前記部品接着部材の温度を検出するための温
度センサが備えられていて、この温度センサによる温度
測定値が、上記記録装置に記録される構成となってい
る。

【００２３】また、前記接触検出手段は、試験片と部品
接着部材とが当接することによって、これらが導通する
ことにより、試験片と部品接着部材との接触を検出する
構成とすることができる。

【００２４】

【作用】上記構成によれば、接触検出部が、部品接着部
材と電子部品等の試験片との接触を検出するまで、部品
接着部材を上昇させた後、この部品接着部材を所定量だ
け、相対的に下降させることにより、試験片と部品接着
部材との間に、一定量の間隙が形成されるので、例えば
試験片の寸法等に対応して、その都度調整を行なう必要
がなく、所定のマイクロギャップが形成される。

【００２５】ここで、加熱は、その直下に配設された加
熱手段によって直接的にまたは間接的に行なわれるの
で、比較的熱容量が大きい場合であっても、所定温度へ
の加熱が迅速にかつ正確に行なわれ得ることになると共
に、部品接着部材，試験片及びソルダーペーストが、均
一に加熱されることになる。

【００２６】上記接触検出手段が、外力検出手段からの
出力信号に基づいて、部品保持手段に保持された試験片
と部品接着部材の接触を検出するようになっている場合
には、この接触が、外力検出手段を利用して、その出力
信号を電気的に処理するだけの簡単な構成により、検出
されることになる。

【００２７】また、上記外力検出手段による圧力測定値
を記録するための記録装置が備えられている場合には、
検出した圧力変化が、視覚的に観察されることになる。
かくして、圧力変化曲線が容易に把握されることにな
る。

【００２８】部品接着部材の温度を検出するための温度
センサが備えられていて、この温度センサによる温度測
定値が、上記記録装置に記録される場合には、温度変化
曲線も同時に、視覚的に観察されるので、より一層ハン
ダ付け性の良否が容易に行なわれ得ることになる。

【００２９】

【実施例】以下、この発明の好適な実施例を図１乃至図
２を参照しながら、詳細に説明する。尚、以下に述べる
実施例は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に
好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲
は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載
がない限り、これらの態様に限られるものではない。

【００３０】図１は、本発明によるハンダ付け性試験装
置の第１の実施例を示している。図において、ハンダ付
け性試験装置１０は、外力検出手段としてのロードセル
１１と、部品保持手段１２と、部品接着手段としてのマ
イクロポット１３を保持する支持台１４と、この支持台
１４を垂直方向に移動させる駆動装置１５と、この駆動
装置を制御するための制御装置１６と、この支持台１４
の下方に配設されたヒータ１７と、このヒータ１７を所
定温度に加熱するための温度制御装置１８とを有してい
る。

【００３１】上記ロードセル１１は、固定部材１１ａを
介して固定保持されている。さらに、このロードセル１
１の出力信号は、記録装置１９に入力されることによ
り、圧力変化が記録されるようになっている。また、こ
のロードセル１１の出力信号は、タッチセンサ回路２０
に入力されている。これにより、ロードセル１１の負荷
がゼロになったとき、制御装置１６に制御信号が出力さ
れるようになっている。

【００３２】この部品保持手段１２は、ハンダ濡れ性試
験金属片２１または電子部品を保持するようになってい
る。

【００３３】また、マイクロポット１３には、スキージ
ングによって、一定量のクリームハンダが搭載される。

【００３４】上記温度制御装置１８は、マイクロポット
１３に備えられた温度センサ（図示せず）からの検出温
度に基づいて、ヒーター１７への通電を制御することに
より、マイクロポット１３内のクリームハンダ２２を、
一定温度に保持し得るようになっている。

【００３５】本実施例によるハンダ付け性試験装置１０
は、以上のように構成されており、先づ部品保持手段１
２にハンダ濡れ性試験金属片２１を保持させると共に、
マイクロポット１３内に、一定量のクリームハンダ２２
を搭載して、支持台１４上にセットする。

【００３６】この状態から、駆動装置１５を動作させ
て、この支持台１４を上方に移動させる。これにより、
この支持台１４の移動中に、上記金属片２１の下端が、
マイクロポット１３内のソルダーペースト試料２２を貫
通してマイクロポット１３の表面に当接すると、図２
（Ａ）に示すように、ロードセル１１により検出される
圧力は、Ａ点にある。

【００３７】ここで、更に駆動装置１５を動作させる
と、ロードセル１１の荷重は、支持台１４及びマイクロ
ポット１３によって支持されることになる。従って、ロ
ードセル１１の圧力は、徐々に減少して、図２（Ａ）の
Ｂ点で、圧力変化がなくなる。このＢ点が、タッチセン
サ回路２０によって、検出されて、その検出信号が、制
御装置１６に入力される。

【００３８】これにより、駆動装置１５が停止される。
この際、ロードセルは、金属片２１の下端が、マイクロ
ポット１３内のクリームハンダ２２を押し退けるための
必要な圧力、所謂初期圧力を検出することになる。そし
て、この初期圧力は、記録装置１９によって記録され
る。

【００３９】続いて、駆動装置１５を所定時間だけ動作
させることにより、マイクロギャップδの分だけ、例え
ば数十μｍ乃至数百μｍだけ、支持台１４を下降させ
る。これにより、この金属片２１の下端とマイクロポッ
ト１３の表面との間には、図示のように、マイクロギャ
ップδが形成されることになる。この際、金属片をマイ
クロポット１３の表面から引き離すために要する圧力、
所謂初期圧力の減少圧力（図２（Ａ）のＣ点からＤ点）
が、ロードセル１１により検出され、記録装置１９に記
録される。

【００４０】この場合、上記マイクロギャップδは、ク
リームハンダ２２の厚さ以内であり、さらに好ましく
は、クリームハンダの量，金属片２１のクリームハンダ
２２への接触面積，金属片２１とマイクロポット１３の
熱容量，温度調整装置１８の設定温度等に基づいて、選
定される。

【００４１】その後、図２（Ｂ）のｂ点にて、ヒーター
１７を動作させて、マイクロポット１３，クリームハン
ダ２２そして金属片２１を加熱する。かくして、このマ
イクロポット１３上に搭載されたクリームハンダ２２
は、設定温度まで加熱され、溶解される。

【００４２】その際、ロードセル１１は、上記初期圧力
及び減少圧力の差分が作用した状態にある。尚、ロード
セル１１は、この時点で、上記差分にてゼロリセットさ
れると共に、感度が例えば数１００倍に切換えられる。
かくして、このクリームハンダ２２が溶解する過程に
て、図２（Ｂ）のｂ点に示すように、金属片２１との間
に発生する浮力，濡れ力等の力が発生する。これらの力
の変化が、圧力変化として、ロードセル１１によって検
出され、電気信号として出力されて、記録装置１９にて
記録される。

【００４３】このようにしてロードセル１１で検出され
る圧力変化（図２（Ａ）参照）と、温度センサで検出さ
れるマイクロポット１３の温度変化（図２（Ｂ））によ
れば、以下の状態を示している。

【００４４】即ち、先づ図２（Ａ）の圧力変化において
は、Ａ点からＢ点は、駆動装置１５を動作させて支持台
１４を上昇させて、前以て一定量のクリームハンダ２２
を載置したマイクロポット１３を金属片２１に押し付け
る際に、金属片２１が、クリームハンダ２２に接触（Ａ
点）してから、マイクロポット１３に接触するまでの時
間を示す。

【００４５】Ｃ点からＤ点は、駆動装置１５を逆方向に
動作させて、マイクロポット１３を金属片２１から所定
のマイクロギャップδだけ引き離すまでの時間を示す。
Ｄ点からＥ点は、ヒーター１７の加熱によって、クリー
ムハンダ２２がマイクロポット１３を介して加熱され、
溶融を開始するまでの時間を示す。Ｅ点からＦ点は、ク
リームハンダ２２の溶融開始から金属片２１の電極部２
１ａに対する濡れが発生するまでの時間、Ｆ点からＧ点
は、濡れ発生から、完了までの時間をそれぞれ示してい
る。

【００４６】ここで、圧力変化は、Ａ点からＢ点では、
初期圧力を示し、Ｃ点からＤ点では、減少圧力を示して
いる。さらに、圧力変化は、Ｅ点からＦ点では、残留圧
力が作用している状態での、溶融したクリームハンダ２
２による金属片２１の浮力を示している。Ｆ点からＧ点
では、金属片２１の電極部２１ａに対するクリームハン
ダ２２の濡れ力による浮力減少から、平衡状態までの圧
力変化が示されている。

【００４７】また、図２（Ｂ）の温度変化においては、
ａ点における加熱開始、ｂ点におけるクリームハンダ溶
融開始、ｃ点における設定温度到達が示されている。

【００４８】このようにして記録装置１９で得られた圧
力変化及び温度変化に基づいて、圧力変化曲線のＤ点及
びＧ点，温度変化曲線のａ点及びｃ点を読み取ることに
より、Ｄ点からＧ点のトータル時間と、ａｃ間のトータ
ル時間，トータル温度が求められる。そして、これらの
トータル時間，トータル温度と、実際のリフローハンダ
付けの実施条件との比較が行なわれる。

【００４９】これにより、実施条件のプレヒート後の実
質的なリフロー加熱条件下の加熱時間よりもＤ点からＧ
点のトータル時間が長い場合には、当該クリームハンダ
を使用した被ハンダ付け物のリフローハンダ付けは、ハ
ンダ付け性が悪いと判断される。

【００５０】他方、ａｃ間のトータル時間が、前記実施
条件の加熱時間よりも長い場合には、本試験装置１０の
加熱条件が適切ではないと判断される。この場合、試験
装置１０のヒーター１７の加熱速度を速くする必要があ
る。

【００５１】好ましくは、試験装置１０におけるａｃ間
のトータル時間と、実質的な加熱条件下での加熱時間と
を一致させるように、当該試験装置１０の温度制御装置
１８に、昇温時間を設定する機能が設けられる。

【００５２】尚、上述した実施例において、圧力変化曲
線から読み取られたＤ点からＧ点のトータル時間と、実
質的なリフロー加熱条件との差異を、図示しない制御回
路等によって算出することにより、ハンダ付け性の判断
が自動的に行なわれ得るようにすることも可能である。
また、算出された差異に基づいて、この差異が所定値以
上である場合に、ランプを点灯させる等の表示が行なわ
れるようしてもよい。

【００５３】このように、上述の実施例によれば、所定
量のマイクロギャップは、試験片の下端を、一旦、部品
接着部材の上面に当接させた後、所定量だけ、部品接着
部材を相対的に下降させることにより、形成される。従
って、使用する部品接着部材の厚さや、試験片の寸法等
に関係なく、簡単な操作によって、所定量のマイクロギ
ャップが形成されることになる。また、クリームハンダ
の加熱がヒーターによって直接的にまたは間接的に行な
われることから、加熱が迅速にかつ正確に行なわれ得
る。

【００５４】また、部品保持手段に保持された試験片の
下端に対して、部品接着部材を支持する支持台を上昇さ
せ、この試験片と部品接着部材の接触が、ロードセルの
検出出力に基づいて検出されたとき、この部品接着部材
の上昇を停止させ、かつこの部品接着部材が所定量だけ
下降されることにより、使用する部品接着部材，試験片
等の寸法を考慮することなく、この試験片の下端と部品
接着部材の上面との間には、所定量のマイクロギャップ
が形成されることになる。

【００５５】図２は、本発明によるハンダ付け性試験装
置の第２の実施例を示している。図において、ハンダ付
け性試験装置３０は、外力検出手段としての電子天秤３
１と、部品保持手段としてのチャック３２と、部品接着
手段としてのマイクロルツボ３３を有しており、このマ
イクロルツボ３３にはクリーム半田等の試験試料３４が
収容されるようになっている。このチャック３２には、
ハンダ濡れ性試験金属片２１または電子部品を保持する
ようになっている。

【００５６】上記マイクロルツボ３３は例えば図示する
ように例えばラック部材にステー状の接続部３６を介し
て接続され、このラック部材は、駆動機構３５のピニオ
ンと歯合されている。これにより、マイクロルツボ３３
は、図において上下に移動するようになっている。ま
た、このマイクロルツボ３３の温度は温度変換手段３９
によって電気信号に変換されて出力されるようになって
いる。

【００５７】さらに、チャック３２，マイクロルツボ３
３，接続部材３６は導電材料で形成されており、導電性
を有する試験片３８が後述するようにマイクロルツボ３
３の底面に接触した場合に、この接触による導通を導電
タッチセンサ４１で検出できるようになっている。この
導電タッチセンサ４１の検出信号は、駆動機構３５の動
力源４２に与えられるようになっている。

【００５８】さらに、このハンダ付け性試験装置３０
は、部品接着手段としてのマイクロルツボ３３の図にお
いて下方に加熱手段４５を備えている。この実施例の場
合、加熱手段４５は、例えば溶融ハンダ４６ａを収容す
るハンダバス（浸漬加熱バス）４６と、このハンダバス
４６を上下に昇降駆動する駆動手段４７と、温度センサ
４８ｂの検出温度に基づいてハンダバス４６内の溶融ハ
ンダをヒータ４８ａにより所定温度に加熱する温度制御
手段４８とを備えている。

【００５９】本発明の第２の実施例は、以上のように構
成されており、先づ部品保持手段３２にハンダ濡れ性試
験金属片３８を保持させると共に、マイクロルツボ３３
内に、一定量のクリームハンダ３４を収容する。

【００６０】この状態から、駆動装置３５の駆動源４２
を動作させて、マイクロルツボ３３を上昇させる。この
マイクロルツボ３３の移動中に、上記金属片３８の下端
が、マイクロルツボ３３のソルダーペースト試料３４を
貫通してマイクロルツボ３３の底面に当接する。これに
より、金属片３８，マイクロルツボ３３，接続部材３６
は導通するので導電タッチセンサ４１に信号が入り、上
記金属片３８がマイクロルツボ３３の底面に接触したこ
とが正確に検出される。

【００６１】この導電タッチセンサ４１は、上記接触を
検出すると、駆動部３５に信号を送り、駆動源４２はこ
の信号を受けてピニオンを逆転させる。この場合、駆動
源４２は予め定められた回転数だけピニオンを回転させ
るので、図４に示すように上記金属片３８とマイクロル
ツボ３３の底面との間には、一定のマイクロギャップが
形成される。

【００６２】この状態で、図３に示す駆動手段４７を駆
動させてハンダバス４６を上昇させて図４に示すように
マイクロルツボ３３の外面が溶融ハンダ４６ａ内に浸漬
されるようにする。そして、この溶融ハンダ４６ａを加
熱手段４５により所定温度に加熱することにより、マイ
クロルツボ３３内のソルダーペースト試料３４が急速に
溶ける。

【００６３】かくして、この溶けたソルダーペースト試
料３４と金属片３８との間に働くぬれ力を電子天秤３１
によって荷重検出することにより、正確なぬれ力を計測
することができる。

【００６４】図４に示すマイクロギャップを正確に形成
する手段として、さらに、図５に示すような構成が考え
られる。図５は、図３のハンダ付け性試験装置とことな
る構成を中心に図示しており、図３と同様の符号を付し
た箇所は共通の構成となっている。図において、ハンダ
付け性試験装置５０には、マイクロルツボ３３の上方
で、かつチャック３２よりも下に、レーザ光等を照射す
る発光部５１と、この発光部５１と対向して受光部５２
とが配置されている。

【００６５】受光部５２は、レベル測定器５３と接続さ
れている。このレベル測定器５３は、マイクロルツボ３
３を上下動させる駆動手段３５と接続されている。した
がって、発光部５１から照射されたレーザ光が受光部５
２に到る光路Ｌ上に金属片３８の先端が位置することに
より、この金属片３８の先端の位置（金属片３８の長
さ）をレベル測定器５３が正確に検出して、その検出信
号を駆動手段３５に与える。

【００６６】駆動手段３５は、レベル測定器５３からの
検出信号を受けて、金属片３８の先端の正確な位置を
得、この位置に対して、所定のギャップ（マイクロギャ
ップ）を形成し得るように、所定距離マイクロルツボ３
５を上昇させる。

【００６７】尚、電子天秤３１を上下に昇降させる昇降
手段３７を設けて、レベル測定器５３からの検出信号を
鎖線に示すように、この昇降手段３７側に与えるように
してもよい。この場合は、マイクロルツボ３３は、駆動
手段３５により予め定められた位置に正確に移動させて
おき、この基準位置となるマイクロルツボ３３の底面に
対して所定のマイクロギャップを形成できるように、昇
降手段３７を駆動する。この際、目標位置にレーザ光の
光路Ｌを合わせておき、レベル測定器５３からの信号を
モニタしながら昇降手段３７を駆動して、金属片３８を
移動させ、金属片３８の先端がこの光路Ｌに達したこと
を検出することになる。図６は上記図３のハンダ付け性
試験装置３０における試験結果を一例として記録したも
のである。この場合、金属片３８は直径０．４ｍｍの銅
線をエメリーペーパー処理したものを用いている。この
場合、低融点金属の融点から加熱を開始して３０秒で摂
氏２５０度に到達している。マイクロルツボ３３内のソ
ルダーペースト試料は０．２ＣＣとし、金属片３８の試
料内浸漬深さ１ｍｍで、データをとったものである。

【００６８】図７は、図２に示すような、長くて細い金
属片を試験片として保持するために好適なチャック装置
の具体例を示している。このチャック装置６０は、ホル
ダー６１と、このホルダー６１に対して基端側がビス止
めされている板バネ６２とを備えている。このホルダー
６１の先端側には、円錐形の拡径部６３が設けられてお
り、この拡径部６３の中心には貫通孔６４が形成されて
いる。

【００６９】この貫通孔６４の内径は、試験片としての
細い長尺の金属片３８の外径より僅かに大きく形成され
ている。そして、拡径部６３内部の貫通孔６４の周囲６
５は断熱材が施されている。すなわち、この断熱部６５
は、断熱材料，例えばテフロン（登録商標），デルリン
（登録商標）等の樹脂材料や適宜のセラミック材料等で
形成されている。また、好ましくは、板バネ６２もこれ
らの材料でコーティングされることにより、断熱処理さ
れている。

【００７０】これにより、試験片３８は、図７（Ａ）に
示すように、チャック装置６０の拡径部６３の貫通孔６
４に挿通されることにより、その向きが正しく案内され
て位置決めされる。さらに、この試験片３８の端部を板
バネ６２によって挟むことによって、試験片３８はチャ
ック装置６０により確実に保持されることになる。

【００７１】しかも、チャック装置６０の金属片３８と
接触する領域の一部もしくは全部が断熱材料で形成され
ているから、試験試料としてのハンダの熱が金属片３８
を介してチャック装置６０側に逃げることがない。この
ため、このチャック装置６０を例えば図３のハンダ付け
性試験装置３０に装着して、ハンダのねれ性試験をする
場合には、試験開始から短時間で熱平衡に達し、正確な
試験結果が得られる。

【００７２】次に、図１および図３のハンダ付け性試験
装置の他の使用例について説明する。上述の実施例で
は、例えばクリームハンダのハンダ付け性に関して、そ
のぬれ力の測定を中心に説明したが、これらの装置は、
ハンダの粘着力を測定する場合にも使用できる。

【００７３】すなわち、リフロー炉を使用したリフロー
ソルダリングにあっては、実装基板等のランド上にソル
ダーペーストを施し、これに実装すべきチップ部品等を
載置した状態で、リフロー炉まで運ばれる。この間、チ
ップ部品は実装基板上で、ソルダーペーストの粘着力に
より保持されている。

【００７４】したがって、ソルダーペーストの粘着力は
どの程度であるかは、リフローソルダリングを行うにあ
たって有用な情報となる。このような試験の実施方法に
ついて、例えば本発明の第２の実施例のハンダ付け性試
験装置３０を用いる場合について説明する。先づ部品保
持手段３２に金属片３８を保持させると共に、マイクロ
ルツボ３３内に、一定量のクリームハンダ３４を収容す
る。

【００７５】この状態から、駆動装置３５の駆動源４２
を動作させて、マイクロルツボ３３を上昇させる。この
マイクロルツボ３３の移動中に、上記金属片３８の下端
が、マイクロルツボ３３のソルダーペースト試料３４を
貫通してマイクロルツボ３３の底面に当接する。これに
より、金属片３８，マイクロルツボ３３，接続部材３６
は導通するので導電タッチセンサ４１に信号が入り、上
記金属片３８がマイクロルツボ３３の底面に接触したこ
とが正確に検出される。

【００７６】この導電タッチセンサ４１は、上記接触を
検出すると、駆動部３５に信号を送り、駆動源４２はこ
の信号を受けてピニオンを逆転させる。この場合、駆動
源４２は予め定められた回転数だけピニオンを回転させ
るので、図４に示すように上記金属片３８とマイクロル
ツボ３３の底面との間には、一定のマイクロギャップが
形成される。

【００７７】ハンダのねれ性試験の場合は、この状態
で、図３に示す駆動手段４７を駆動させてハンダバス４
６を上昇させ、図４に示すようにマイクロルツボ３３の
外面が溶融ハンダ４６ａ内に浸漬されるようにするので
あるが、粘着力試験の場合は、ハンダバス４６を用いな
い。

【００７８】金属片３８が、マイクロルツボ３３内のク
リームハンダと接触した状態から、駆動装置３５の駆動
源４２を逆転させて、金属片３８とマイクロルツボ３３
の底面との距離を相対的にゆっくりと離間させる。

【００７９】これにより、金属片３８の先端に付着した
ハンダペーストが、マイクロルツボ３３底面に塗られた
ハンダペースト３４とのあいだで、いわば糸を引くよう
にして切れる瞬間の荷重を電子天秤３１で計測する。か
くして、図８に示されているように、Ａ，Ｂ２種類のク
ームハンダについて、上記粘着力を荷重に換算した試験
結果を得ることができる。

【００８０】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、マ
イクロギャップが容易に所定値に調整でき、しかも、所
定温度への加熱が、迅速にかつ高精度で行なえるように
した、ハンダ付け性試験装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるハンダ付け性試験装置の第１の実
施例を示す概略図である。

【図２】図１のハンダ付け性試験装置により検出される
（Ａ）圧力変化曲線及び（Ｂ）温度変化曲線である。

【図３】本発明によるハンダ付け性試験装置の第２の実
施例を示す概略図である。

【図４】図３の装置によりマイクロギャップを形成した
状態を示す要部概略図である。

【図５】図３の装置の変形例を示す要部概略図である。

【図６】図３の試験装置による記録結果の一例を示す図
である。

【図７】図３の装置に適用されるチャック装置の構成を
示す（Ａ）正面一部断面図，（Ｂ）側面図，（Ｃ）底面
図である。

【図８】図１及び図３の装置によりハンダの粘着力を検
出したようすを示す図である。

【図９】従来のハンダ付け試験装置の一例を示す概略図
である。

【図１０】図９の装置によるロードセル出力と各現象と
の関係を示す図である。

【符号の説明】

１０，ハンダ付け性試験装置１１ロードセル１２部品保持手段１３マイクロポット１４支持台１５駆動装置１６制御装置１７ヒーター１８温度制御装置１９記録装置２０タッチセンサ回路２１金属片２２クリームハンダ３０ハンダ付け性試験装置３３マイクロルツボ３５駆動装置３９温度変換装置４１導電タッチセンサ４１４５加熱装置４６ハンダバス

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者政時民治東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内 (72)発明者田中治年東京都墨田区横川２丁目20番11号タルチン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】部品保持手段を支持する外力検出手段
と、この部品保持手段の下方にて部品接着部材を上下動
可能に支持する支持部材と、この支持部材の下方に配設
された加熱手段と、を備えている、ハンダ付け性試験装
置において、上記部品保持手段に保持された電子部品等の試験片と部
品接着部材の接触を検出する接触検出部が備えられてい
ることを特徴とする、ハンダ付け性試験装置。
【請求項２】前記接触検出手段が、外力検出手段から
の出力信号に基づいて、部品保持手段に保持された試験
片と部品接着部材の接触を検出する構成としたことを特
徴とする、請求項１に記載のハンダ付け性試験装置。
【請求項３】前記外力検出手段による圧力測定値を記
録するための記録装置が備えられていることを特徴とす
る、請求項１または２に記載のハンダ付け性試験装置。
【請求項４】前記部品接着部材の温度を検出するため
の温度センサが備えられていて、この温度センサによる
温度測定値が、上記記録装置に記録される構成としたこ
とを特徴とする、請求項１ないし３の何れかに記載のハ
ンダ付け性試験装置。
【請求項５】前記接触検出手段は、試験片と部品接着
部材とが当接することによって、これらが導通すること
により、試験片と部品接着部材との接触を検出する構成
としたことを特徴とする、請求項１に記載のハンダ付け
性試験装置。