JPH08145924A - 超音波はんだ付用工具の摩耗検出方法及び装置 - Google Patents
超音波はんだ付用工具の摩耗検出方法及び装置Info
- Publication number
- JPH08145924A JPH08145924A JP6315472A JP31547294A JPH08145924A JP H08145924 A JPH08145924 A JP H08145924A JP 6315472 A JP6315472 A JP 6315472A JP 31547294 A JP31547294 A JP 31547294A JP H08145924 A JPH08145924 A JP H08145924A
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- JP
- Japan
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- ultrasonic
- impedance
- voltage
- vibrator
- load
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 超音波振動子のインピーダンスを検出，表示
し超音波はんだ付に効率のよい超音波振動を得る。 【構成】 超音波発生器１に発振回路３を介して接続さ
れた超音波振動子２で溶解はんだに超音波振動を与える
際、発振回路３の電圧Ｅｖと、超音波発生器１の出力電
流に見合った電圧Ｉｖとを検出回路６，９で検出し、超
音波振動子２のインピーダンスＺｖを演算器１３、表示
器１４で演算表示し、その適否を判断する。または表示
器１４にコンパレータと表示部を設け、インピーダンス
Ｚｖ又は負荷の最適値又は最適範囲を設定し、これと比
較して適否を表示部で表示する。
し超音波はんだ付に効率のよい超音波振動を得る。 【構成】 超音波発生器１に発振回路３を介して接続さ
れた超音波振動子２で溶解はんだに超音波振動を与える
際、発振回路３の電圧Ｅｖと、超音波発生器１の出力電
流に見合った電圧Ｉｖとを検出回路６，９で検出し、超
音波振動子２のインピーダンスＺｖを演算器１３、表示
器１４で演算表示し、その適否を判断する。または表示
器１４にコンパレータと表示部を設け、インピーダンス
Ｚｖ又は負荷の最適値又は最適範囲を設定し、これと比
較して適否を表示部で表示する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は超音波はんだ付用工具
の摩耗検出方法及び装置に関する。
の摩耗検出方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及び解決しようとする課題】従来溶解はん
だに超音波振動を印加してはんだ付を行う超音波はんだ
付方法が広く知られているが、ここで用いる超音波振動
子の振動周波数は設定によって与えられた周波数である
のに対し、振動子の周波数は温度条件や装置の構成その
他の条件（負荷）により固有の振動周波数が定まり、両
者の振動数にずれが生じると、脱調現象を超して急激に
振動子のインピーダンスが大きくなり、振動効率が低下
するという問題がある。
だに超音波振動を印加してはんだ付を行う超音波はんだ
付方法が広く知られているが、ここで用いる超音波振動
子の振動周波数は設定によって与えられた周波数である
のに対し、振動子の周波数は温度条件や装置の構成その
他の条件（負荷）により固有の振動周波数が定まり、両
者の振動数にずれが生じると、脱調現象を超して急激に
振動子のインピーダンスが大きくなり、振動効率が低下
するという問題がある。
【０００３】特に振動子の先端が過負荷により摩耗する
と超音波キャビテーションにより端面の滑らかな均一性
が失われ、凹凸が形成され、この状態での振動は無負荷
の状態に類似するので、インピーダンスは低下し、溶解
はんだに有効な超音波振動が伝わらない傾向となる。
と超音波キャビテーションにより端面の滑らかな均一性
が失われ、凹凸が形成され、この状態での振動は無負荷
の状態に類似するので、インピーダンスは低下し、溶解
はんだに有効な超音波振動が伝わらない傾向となる。
【０００４】この発明は上記現象の鑑み、はんだ付中の
負荷に対する振動子の摩耗状態（インピーダンス）を簡
便に把握し、発振器の調整等を容易にして効率のよい超
音波印加を行える方法及び装置を提供せんとするもので
ある。
負荷に対する振動子の摩耗状態（インピーダンス）を簡
便に把握し、発振器の調整等を容易にして効率のよい超
音波印加を行える方法及び装置を提供せんとするもので
ある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めの本発明の方法は、溶解はんだ側に設置された超音波
振動子２に超音波発生器１を接続し、溶解はんだに所定
振動周波数の超音波振動を印加する方法において、上記
超音波を生じさせる発振回路３の電圧Ｅｖと、発振回路
３の電流に対応する電圧Ｉｖとを検出し、該電圧Ｅｖ，
Ｉｖより超音波振動子２のインピーダンスＺｖを演算し
て表示することを特徴としている。同様に本発明の装置
は、溶解はんだに超音波振動を与える超音波振動子２と
該超音波振動子２に超音波振動を生じさせる超音波発生
器１を発振回路３で接続し、超音波振動中の上記発振回
路３の電圧Ｅｖと、発振回路３の電流に対応する電圧Ｉ
ｖとを検出する検出回路６，９と、検出された電圧Ｅ
ｖ，Ｉｖから超音波振動子２のインピーダンスＺｖを演
算する演算器１３と該インピーダンスＺｖ表示する表示
器１４を設けたことを第１の特徴としている。さらに第
２の特徴は、表示器１４をインピーダンスＺｖ又は負荷
の最適値若しくは最適範囲の設定が可能なコンパレータ
と最適か否かを表示する表示部からなる判定回路とで構
成した点である。
めの本発明の方法は、溶解はんだ側に設置された超音波
振動子２に超音波発生器１を接続し、溶解はんだに所定
振動周波数の超音波振動を印加する方法において、上記
超音波を生じさせる発振回路３の電圧Ｅｖと、発振回路
３の電流に対応する電圧Ｉｖとを検出し、該電圧Ｅｖ，
Ｉｖより超音波振動子２のインピーダンスＺｖを演算し
て表示することを特徴としている。同様に本発明の装置
は、溶解はんだに超音波振動を与える超音波振動子２と
該超音波振動子２に超音波振動を生じさせる超音波発生
器１を発振回路３で接続し、超音波振動中の上記発振回
路３の電圧Ｅｖと、発振回路３の電流に対応する電圧Ｉ
ｖとを検出する検出回路６，９と、検出された電圧Ｅ
ｖ，Ｉｖから超音波振動子２のインピーダンスＺｖを演
算する演算器１３と該インピーダンスＺｖ表示する表示
器１４を設けたことを第１の特徴としている。さらに第
２の特徴は、表示器１４をインピーダンスＺｖ又は負荷
の最適値若しくは最適範囲の設定が可能なコンパレータ
と最適か否かを表示する表示部からなる判定回路とで構
成した点である。
【０００６】
【作用】超音波振動子は発振回路を介して超音波発振器
により振動を与えられ、溶解はんだ中においてはんだ付
部に振動を与えるが、この時検出回路において発振回路
の電圧と電流が検出され、演算器により振動子のインピ
ーダンスが算出されるとともに、表示器により当該イン
ピーダンスの状態が表示される。オペレーターはこの表
示されたインピーダンスの適否を判断して超音波発振器
の調整を振動子の振動に対して最適に行うことができ
る。
により振動を与えられ、溶解はんだ中においてはんだ付
部に振動を与えるが、この時検出回路において発振回路
の電圧と電流が検出され、演算器により振動子のインピ
ーダンスが算出されるとともに、表示器により当該イン
ピーダンスの状態が表示される。オペレーターはこの表
示されたインピーダンスの適否を判断して超音波発振器
の調整を振動子の振動に対して最適に行うことができ
る。
【０００７】また表示器がコンパレータと表示部からな
る時は、予め振動子の周波数範囲と発振器の周波数に合
わせてインピーダンス又は負荷が適合する最適の値又は
最適範囲をコンパレータで設定しておき、表示部でその
適否を監視又は判断する。
る時は、予め振動子の周波数範囲と発振器の周波数に合
わせてインピーダンス又は負荷が適合する最適の値又は
最適範囲をコンパレータで設定しておき、表示部でその
適否を監視又は判断する。
【０００８】
【実施例】図１は本発明の基本構成図を示し、超音波発
振器１は溶解はんだ（図示しない）中にある超音波振動
子２に発振回路３で接続され、振動子２はその先端のチ
ップ４により溶解はんだに超音波振動を与える。
振器１は溶解はんだ（図示しない）中にある超音波振動
子２に発振回路３で接続され、振動子２はその先端のチ
ップ４により溶解はんだに超音波振動を与える。
【０００９】上記発振回路３における発振器１の出力両
端の電圧Ｅｖを取り出す電圧検出回路６（６ａ，６ｂ）
を接続し、このままでは発振器電圧は高すぎるので、降
圧抵抗７により適当な電圧に下げ、整流回路８に通し直
流電圧Ａｖを得る。
端の電圧Ｅｖを取り出す電圧検出回路６（６ａ，６ｂ）
を接続し、このままでは発振器電圧は高すぎるので、降
圧抵抗７により適当な電圧に下げ、整流回路８に通し直
流電圧Ａｖを得る。
【００１０】また発振器１の出力電流は、電流検出回路
９（９ａ．９ｂ）に接続されるピックアップコイル１１
を発振回路３に設けることによって、出力電流ｉ（Ａ）
に見合った電圧Ｉｖを得る。ここでＩｖを得るにはピッ
クアップコイル１１の代わりに図２（Ａ）に示すよう
に、極めて低い抵抗１１′を挿入し、その両端の電圧を
取り出してもよい。取り出されたＩｖを整流回路１２に
通し、直流電圧Ｂｖを得る。
９（９ａ．９ｂ）に接続されるピックアップコイル１１
を発振回路３に設けることによって、出力電流ｉ（Ａ）
に見合った電圧Ｉｖを得る。ここでＩｖを得るにはピッ
クアップコイル１１の代わりに図２（Ａ）に示すよう
に、極めて低い抵抗１１′を挿入し、その両端の電圧を
取り出してもよい。取り出されたＩｖを整流回路１２に
通し、直流電圧Ｂｖを得る。
【００１１】上記電圧Ａｖ及びＢｖを除算器（演算）回
路１３に通し、電気的にＡｖ／Ｂｖを行えばインピーダ
ンスに相当する電圧Ｚｖが得られ、この電圧Ｚｖを表示
器（電圧計）１４の値に増幅器１６により増幅較正して
表示器１４に加えれば、発振器動作中にして負荷のイン
ピーダンス状態を把握できる。図２（Ｂ）に示すように
除算器回路１３に代えて、その入力Ａｖ及びＢｖを対数
増幅器１３により対数増幅し、その結果を減算器１７に
通す回路でも同様の結果を得られる。
路１３に通し、電気的にＡｖ／Ｂｖを行えばインピーダ
ンスに相当する電圧Ｚｖが得られ、この電圧Ｚｖを表示
器（電圧計）１４の値に増幅器１６により増幅較正して
表示器１４に加えれば、発振器動作中にして負荷のイン
ピーダンス状態を把握できる。図２（Ｂ）に示すように
除算器回路１３に代えて、その入力Ａｖ及びＢｖを対数
増幅器１３により対数増幅し、その結果を減算器１７に
通す回路でも同様の結果を得られる。
【００１２】上記負荷のインピーダンスは、図４にしめ
すように発振器１から出力される周波数と振動子のその
時の固有振動周波数がマッチングした時に最も低くな
り、その点を共周波数ｆ０とする。
すように発振器１から出力される周波数と振動子のその
時の固有振動周波数がマッチングした時に最も低くな
り、その点を共周波数ｆ０とする。
【００１３】従って、もし発振器１の周波数を連続的に
変化させたとすると表示器の指針はｆ０で最も低くな
り、それ以外では高くなる傾向が目視できるから、発振
器１を最適負荷条件に合わせるには、指針の最も低くな
る点に設定すればよい。仮に負荷に対して温度等の外的
条件が変化して振動子２の固有振動周波数が変わったと
してもインピーダンスの最も低い点が最適負荷である事
に変わりはないので、適応範囲が広い。
変化させたとすると表示器の指針はｆ０で最も低くな
り、それ以外では高くなる傾向が目視できるから、発振
器１を最適負荷条件に合わせるには、指針の最も低くな
る点に設定すればよい。仮に負荷に対して温度等の外的
条件が変化して振動子２の固有振動周波数が変わったと
してもインピーダンスの最も低い点が最適負荷である事
に変わりはないので、適応範囲が広い。
【００１４】図１の基本回路で取り出されたインピーダ
ンスにみまう電圧Ｚｖを図３の様な比較回路に通し、予
め設定した最適負荷範囲にあるかどうかを判定し、その
結果を表示すればより簡単に負荷状態を監視できる。
ンスにみまう電圧Ｚｖを図３の様な比較回路に通し、予
め設定した最適負荷範囲にあるかどうかを判定し、その
結果を表示すればより簡単に負荷状態を監視できる。
【００１５】振動子２は機械系であるので、周波数の放
物線カーブＱが鋭く急峻となり、その最適負荷周波数範
囲ＶＲＨ〜ＶＲＬ範囲は狭く、それを外れると脱調現象
を起こして急激にインピーダンスは大きくなる。また負
荷がかかっていない時は、振動子の効率が上がるのでイ
ンピーダンスは低くなる傾向がある。
物線カーブＱが鋭く急峻となり、その最適負荷周波数範
囲ＶＲＨ〜ＶＲＬ範囲は狭く、それを外れると脱調現象
を起こして急激にインピーダンスは大きくなる。また負
荷がかかっていない時は、振動子の効率が上がるのでイ
ンピーダンスは低くなる傾向がある。
【００１６】今、振動子先端が負荷中で摩耗してくる
と、超音波キャビテーションのためにその先端の滑らか
な均一性が失われ、表面が凹凸状に荒れてくる。その結
果は空負荷の状態に類似して来るのでインピーダンスは
下がる傾向になる。従って、予め振動子の動作負荷状態
を求めれば最適負荷範囲ＶＲＨ〜ＶＲＬが判るので図３
の判定回路の上限設定及び下限設定トリマによって判定
条件をセットできる。
と、超音波キャビテーションのためにその先端の滑らか
な均一性が失われ、表面が凹凸状に荒れてくる。その結
果は空負荷の状態に類似して来るのでインピーダンスは
下がる傾向になる。従って、予め振動子の動作負荷状態
を求めれば最適負荷範囲ＶＲＨ〜ＶＲＬが判るので図３
の判定回路の上限設定及び下限設定トリマによって判定
条件をセットできる。
【００１７】以上明らかなように、負荷（この場合はん
だ中の振動子２）を接続した発振器１出力の電圧及び電
流が分かれば、電圧／電流からインピーダンスが得られ
る。発振器１から見た振動子２はほば直列共振回路とな
り、効率のよい負荷状態とは負荷側のインピーダンスが
最も低くなるところである。本発明はこのインピーダン
スを計測できる回路を基本として、検出回路を構成した
ものである。
だ中の振動子２）を接続した発振器１出力の電圧及び電
流が分かれば、電圧／電流からインピーダンスが得られ
る。発振器１から見た振動子２はほば直列共振回路とな
り、効率のよい負荷状態とは負荷側のインピーダンスが
最も低くなるところである。本発明はこのインピーダン
スを計測できる回路を基本として、検出回路を構成した
ものである。
【００１８】
【発明の効果】本発明は以上のように構成されるので、
超音波振動子の負荷状態により、発振器との間に生ずる
振動周波数のずれを容易且つ確実に監視判定でき、常に
最適条件下ではんだ付における効率のよい超音波振動を
得ることができる。
超音波振動子の負荷状態により、発振器との間に生ずる
振動周波数のずれを容易且つ確実に監視判定でき、常に
最適条件下ではんだ付における効率のよい超音波振動を
得ることができる。
【図１】本発明装置の基本構成図である。
【図２】（Ａ），（Ｂ）は基本構成の部分的な他の実施
例の回路図である。
例の回路図である。
【図３】基本構成に加えられるアプリケーション図であ
る。
る。
【図４】発振器と振動子の周波数特性図である。
【図５】振動子の振動数の最適範囲の判定時の状態を表
す周波数特性図である。
す周波数特性図である。
１ 発振器 ２ 振動子 ３ 発振回路 ６，９ 検出回路 １３ 演算器 １４ 表示器 Ｅｖ，Ｉｖ 電圧 Ｚｖ インピーダンス
Claims (3)
- 【請求項１】 溶解はんだ側に設置された超音波振動子
（２）に超音波発生器（１）を接続し、溶解はんだに所
定振動周波数の超音波振動を印加する方法において、上
記超音波を生じさせる発振回路（３）の電圧（Ｅｖ）
と、発振回路（３）の電流に対応する電圧（Ｉｖ）とを
検出し、該電圧（Ｅｖ），（Ｉｖ）より超音波振動子
（２）のインピーダンス（Ｚｖ）を演算して表示する超
音波はんだ付用工具の摩耗検出方法。 - 【請求項２】 溶解はんだに超音波振動を与える超音波
振動子（２）と該超音波振動子（２）に超音波振動を生
じさせる超音波発生器（１）を発振回路（３）で接続
し、超音波振動中の上記発振回路（３）の電圧（Ｅｖ）
と、発振回路（３）の電流に対応する電圧（Ｉｖ）とを
検出する検出回路（６），（９）と、検出された電圧
（Ｅｖ），（Ｉｖ）から超音波振動子（２）のインピー
ダンス（Ｚｖ）を演算する演算器（１３）と該インピー
ダンス（Ｚｖ）を表示する表示器（１４）を設けてなる
超音波はんだ付用工具の摩耗検出装置。 - 【請求項３】 表示器（１４）をインピーダンス（Ｚ
ｖ）又は負荷の最適値若しくは最適範囲の設定が可能な
コンパレータと最適か否かを表示する表示部からなる判
定回路とで構成した請求項２の超音波はんだ付用工具の
摩耗検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6315472A JPH08145924A (ja) | 1994-11-25 | 1994-11-25 | 超音波はんだ付用工具の摩耗検出方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6315472A JPH08145924A (ja) | 1994-11-25 | 1994-11-25 | 超音波はんだ付用工具の摩耗検出方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08145924A true JPH08145924A (ja) | 1996-06-07 |
Family
ID=18065774
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6315472A Pending JPH08145924A (ja) | 1994-11-25 | 1994-11-25 | 超音波はんだ付用工具の摩耗検出方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08145924A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111006755A (zh) * | 2019-11-27 | 2020-04-14 | 核工业理化工程研究院 | 用于超声波焊头机械振动的静态检测方法 |
-
1994
- 1994-11-25 JP JP6315472A patent/JPH08145924A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111006755A (zh) * | 2019-11-27 | 2020-04-14 | 核工业理化工程研究院 | 用于超声波焊头机械振动的静态检测方法 |
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