JPH095012A - 噴流半田の波高と脈動の測定方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】プリント基板などの半田付けを行う噴流式半田
付装置において、ノズルから噴出する溶融半田の波高と
脈動（変動）を正確かつ確実に測定し、噴流半田の状態
を常に半田付けに好適な状態に維持すると共に、ノズル
詰まりなどによる半田付け不良を未然防止する。 【構成】噴流半田槽ノズル２１の上方に導電性を有する
感知ピン１を昇降自在に保持した支持部材２を取り付
け、この感知ピン１の上端を回転駆動される円板４の偏
心した位置とクランク杆３を介して連結した。さらにこ
の感知ピン１と溶融半田２２を収容した半田槽２０とを
導線９，１０などを介して電気的に接続し、感知ピン１
と溶融半田２２との間にその接離を感知する回路を構成
した。そして、この時の感知信号に基づき演算部８が噴
流半田槽ノズル２１から噴流した半田２２の波高を演算
すると共に、時間経過に伴う波高の変動（脈動）を求め
るようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プリント基板などの半
田付けを行う噴流式半田付装置において、噴流する溶融
半田の波高と脈動（変動）を測定する方法と、その装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】噴流式半田付装置は、図３に示すように
ノズル３１を設けた半田槽３０上に、半田付けされるプ
リント基板（図示せず）を搬送する搬送装置３２を設
け、ノズル３１から噴流した溶融半田３３をプリント基
板表面の必要な箇所に付着させ、その半田付けを行うも
のである。

【０００３】ここにおいて、噴流する半田の波高が高す
ぎると、半田付けの際にプリント基板の上面に溶融半田
が被って不必要な箇所に半田が付着し、思わぬ機能障害
が発生する虞れがあった。また逆に噴流する半田の波高
が低すぎると、半田付け部に半田が付着せず、半田付け
不良が発生するという問題が生じた。

【０００４】そこで、このようなプリント基板に半田付
けをする際には、ノズルから噴出する溶融半田の波高を
半田付けに適した状態に正確に制御、維持する必要があ
り、そのためには、この波高と、その経時変化（脈動）
を正確に測定しなくてはならなかった。

【０００５】従来、噴流式半田付装置における噴流半田
の波高の測定方法や装置としては、特公平６−７７８１
６号公報に示されるように渦電流損失を利用したアナロ
グセンサーを用いたもの、あるいは特開昭５３−７３３
７０号公報に示されるようにレーザ光を用いたもの、あ
るいはまた特開平４−１９７５７７号や特開平５−２４
５６２６号公報に示されるように導電体からなる計測ピ
ンを用いたものなどがあった。

【０００６】特公平６−７７８１６号に示されたもの
は、コイル状のセンサーをノズル上に配置し、このセン
サーに交流を流すと、金属である溶融半田に渦電流が流
れ、この渦電流はセンサーと噴流半田波面との間隙距離
により変化し、それに応じてセンサーと溶融半田との相
互インダクタンスが変化する性質を利用し、センサーと
噴流半田波面との間隙距離を無接触で測定し、このこと
で噴流半田の波高を知るようにしたものである。

【０００７】また特開昭５３−７３３７０号公報に示さ
れたものは、溶融半田を収容した半田槽の一側にレーザ
光を発振するレーザ光発振器を設けると共に、この半田
槽の他側に前記レーザ光発振器からのレーザ光を検出す
る検出器を設け、噴流半田がこのレーザ光を遮るか否か
で、その波高を測定するようにしたものである。

【０００８】さらにまた特開平４−１９７５７７号や特
開平５−２４５６２６号公報に示されたものは、導電体
で製作した計測ピンを、その先端が溶融半田の噴流波の
振幅間に位置するように半田槽上の所定位置に取り付
け、この計測ピンが周期的に変動する半田と断続的に接
触することによる通電回数をサンプリングにより求め、
これを予め実験により求めておいたデータと照合するこ
とにより、その噴流波高を求めるようにしたものであ
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の噴流半
田の波高測定は、まず特公平６−７７８１６号の渦電流
損失を利用したアナログセンサーを用いたものは、測定
箇所が明確でなく、また測定距離が変わることで測定面
積が変化すると共に、溶融半田の波打ち面で渦電流の径
の変動があることから測定精度が低く、信頼性に欠ける
という問題点があった。

【００１０】また特開昭５３−７３３７０号のレーザ光
を用いたものは、溶融した半田の波打っている面でレー
ザ光の乱反射があり、その乱反射により検出部に正確に
レーザ光が受光されず、正確な測定がなされない虞れが
あった。

【００１１】特開平４−１９７５７７号や特開平５−２
４５６２６号の計測ピンを用いたものは、噴流波が周期
的に変動していることに着目し、この噴流波の振幅の間
に先端が位置するように計測ピンを不動に位置決めし、
この計測ピンで検出された通電回数によりその周期を求
め、実験データとの照合により、波高を求めるものであ
るが、これは実験の時と同様に常に安定した状態の噴流
波が形成されることが条件であり、ノズル詰まりなどに
より波にむらが生じた時は、誤った値を検出する虞れが
あった。さらにこの方法では、上述の通り、測定に先立
って計測ピンを所定の位置に調節する必要があり、煩わ
しく、またこの計測ピンは、その位置で測定値が異なる
ため、測定精度を向上させるためには、位置を変えて複
数の実験データを収集する必要があると共に、測定時に
入力データとして計測ピンの位置を入力する必要もあ
り、その準備や設定が煩わしいという問題点も有してい
た。

【００１２】さらに上記従来の装置は、いずれも溶融半
田の波高のみを測定することとしているので、ノズル詰
まりなどによる脈動の異常は検知できず、またそのこと
は全く想定していないので、誤った測定データに基づき
噴流半田付装置を作動させ、半田付け不良を生じさせる
虞れがあった。

【００１３】本発明は、これら従来の測定方法や装置が
有していた問題点の解決を課題とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明では、上記の課題
を解決するために、溶融半田との接触を電気的に検出す
る感知ピンを、噴流半田槽ノズルの上方において昇降駆
動し、噴流半田の波高を検出すると共に、この波高の経
時比較により、噴流半田の脈動状態を検知することとし
た。

【００１５】また、そのために導電性を有する感知ピン
を、この感知ピンを一定のストロークで昇降駆動する駆
動機構と連結して噴流半田槽ノズルの上方に配し、この
感知ピンを、噴流半田槽内に収容された溶融半田と電気
的に接続し、感知ピンと溶融半田との間で、両者の接離
を電気的に検出する回路を形成し、さらにこの回路中
に、この時の検出信号に基づいて溶融半田の波高を演算
処理すると共に、この波高の経時比較をなす演算部を設
けた装置を用いた。

【００１６】

【作用】駆動機構は、感知ピンをその下端が噴流半田に
接離するように昇降駆動し、感知ピンは、溶融半田との
接触により通電し、これが演算部を設けた回路で検知さ
れる。演算部は、この時の感知ピンの位置、つまり溶融
半田の波高を演算すると共に、この波高を経時比較し、
脈動を検出するものである。

【００１７】

【実施例】図１は、本発明装置の簡略正面図、図２はそ
の側面図である。図示したように本発明の噴流半田の波
高と脈動の測定装置Ａは、噴流半田槽ノズル２１に近接
させて図示しない搬送装置でプリント基板（図示せず）
を搬送し、この噴流半田槽ノズル２１から噴流した溶融
半田２２をプリント基板の表面に接触させ、必要な半田
付けを行うようにした従来公知の噴流半田付装置Ｂに取
り付けられ、用いられる。

【００１８】この測定装置Ａは、導電性を有する感知ピ
ン１と、この感知ピン１を昇降可能に保持し、噴流半田
槽ノズル２１上方の所定位置に取り付けられる支持部材
２と、モーター５、円板４、クランク杆３で構成される
感知ピン１の駆動機構と、前記円板４の回転軸５ａとタ
イミングベルト７などを介して機械的に接続されると共
に、後述する演算部８と電気的に接続されたエンコーダ
ー６と、このエンコーダー６からの信号に基づき所定の
演算処理を行う演算部８とからなる。

【００１９】なお図１において符号９は、感知ピン１と
演算部８とを電気的に接続する導線、１０は半田槽２０
と演算部８とを電気的に接続する導線を示し、これらで
感知ピン１と溶融半田２２との間で、その接離を電気的
に検出する回路を形成している。

【００２０】次に上記構成を有する本発明の噴流半田の
波高と脈動の測定装置Ａを用いた噴流半田の波高と脈動
の測定方法について述べる。

【００２１】まず、昇降駆動される感知ピン１がその下
死点で噴流半田槽ノズル２１に接触するようにその位置
決めを行う。

【００２２】この状態でモーター５を作動させると、そ
の回転軸５ａに取り付けられた円板４が回転し、このこ
とで円板４の回転中心から偏心した位置に一端が枢着さ
れたクランク杆３を介して感知ピン１が上方へと引き上
げられる。そして、感知ピン１の下端が、噴流半田槽ノ
ズル２１から噴出している噴流半田２２の表面から離れ
ると、導線９，１０を介してこの噴流半田２２と電気的
に接続された回路の電圧あるいは抵抗に変化が生じ、こ
の事が演算部８で検知される。同時にまたこの演算部８
は、この時のエンコーダー６からの信号を読み取り、感
知ピン１の移動距離を演算処理する。

【００２３】なおこのエンコーダー６としては、例えば
パルス発振器を用いることができ、この場合は、感知ピ
ン１の移動下死点からこの感知ピン１が噴流半田２２か
ら離れた時点までの信号を読み取り、この間のモーター
５の作動による感知ピン１の直線移動距離ｂを演算部８
で演算処理すれば良い。

【００２４】このようにして、噴流半田２２の波高の測
定がなされる。

【００２５】また上述の噴流半田２２の波高測定を時間
をおいて複数回繰り返し、演算部８においてその誤差を
演算処理することにより、噴流半田２２の脈動（波高の
むら）が測定できるものである。なおこの時、本発明装
置では、上述の通り、駆動機構で感知ピンを強制的に昇
降駆動しているので、その昇降速度を早くすることによ
り、脈動の様子をきめ細かく測定することもできる。

【００２６】このようにして測定した噴流半田２２の波
高や脈動は、図示しない表示器で表示し、作業員に注意
を促すこととしたり、あるいは予め演算部８に設定値を
入力しておき、演算部８がこの設定値と測定値を比較す
ることにより、噴流半田槽ノズル２１に溶融半田を圧送
するポンプ（図示せず）を噴流半田２２の波高が適正と
なるように自動的に制御したり、あるいは脈動による異
常の検出により、半田付装置を自動停止させることなど
に利用される。

【００２７】なお、本実施例では感知ピン１の駆動機構
として、円板４とクランク杆３を用いた例を示したが、
この駆動機構は、感知ピン１を一定のストロークで昇降
駆動できれば良く、例えばカムなど他の機構を用いるこ
ととしても良い。

【００２８】また実施例では、感知ピン１が噴流半田２
２と離れた点を検出することにより、噴流半田２２の波
高を求めた例を示したが、感知ピン１が噴流半田２２と
接した点を検出することにより、上死点からの距離（図
２において符号ａで示す）を求め、これを全ストローク
（図２において符号Ｌで示す）から減算して波高を求め
るようにしても良い。

【００２９】

【発明の効果】以上のとおり、本発明の噴流半田の波高
と脈動の測定方法では、昇降駆動される感知ピンを用い
て噴流半田の波高を検出することとしているので、正確
な波高の測定が可能である。またこの波高を時間を変え
て測定することにより、噴流半田の脈動による異常を検
知することができ、噴流半田の状態を常に半田付けに好
適な状態に維持できると共に、ノズル詰まりなどによる
半田付け不良を未然に防止できる。

【００３０】また本発明の噴流半田の波高と脈動の測定
装置は、導電性を有する感知ピンを用い、この感知ピン
と溶融半田との間でその接離を電気的に検出する回路を
構成しているので、従来の渦電流損失やレーザ光を用い
た非接触式のものに比し、正確かつ確実な測定がなされ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明装置の実施例を示す簡略正面図である。

【図２】図１に示した装置の右側面図である。

【図３】噴流半田付装置の一例を示す簡略斜視図であ
る。

【符号の説明】

１ 感知ピン ２ 支持部材 ３ クランク杆 ４ 円板 ５ モーター ６ エンコーダー ７ タイミングベルト ８ 演算部 ９，１０ 導線

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶融半田との接離が電気的に検出される
   感知ピンが、噴流半田槽ノズルの上方において昇降駆動
   され、噴流半田の波高が検出されると共に、この波高の
   経時比較により、噴流半田の脈動状態が検知されること
   を特徴とする噴流半田の波高と脈動の測定方法。
2. 【請求項２】 導電性を有する感知ピンが、この感知ピ
   ンを一定のストロークで昇降駆動する駆動機構と連結さ
   れて噴流半田槽ノズルの上方に配され、この感知ピン
   は、噴流半田槽内に収容された溶融半田と電気的に接続
   されて、感知ピンと溶融半田との間で、両者の接離を電
   気的に検出する回路が形成され、この回路中には、この
   時の検出信号に基づいて噴流半田の波高を演算処理する
   と共に、この波高の経時比較をなす演算部が設けられた
   ことを特徴とする噴流半田の波高と脈動の測定装置。