KR20010061940A

KR20010061940A - 리플로식 납땜장치

Info

Publication number: KR20010061940A
Application number: KR1020000069866A
Authority: KR
Inventors: 모로쿄우지
Original assignee: 죠우치 다카시; 미야치 테크노스 가부시키가이샤
Priority date: 1999-12-22
Filing date: 2000-11-23
Publication date: 2001-07-07
Also published as: EP1110655A2; US6423950B2; US20010004982A1; CN1307946A; JP2001179434A; EP1110655A3

Abstract

히터칩의 온도제어를 개선하고, 히터칩의 온도를 고속으로 또한 정밀하고 세밀하게 제어하여, 짧은 가공시간으로도 신뢰성이 높은 납땜을 하는 것이다. 이 리플로식 납땜장치는, 작업(W)의 피납땜부를 리플로방식으로 납땜하기 위한 히터칩(10)과 이 히터칩(10)에 발열 또는 가열용의 전력을 공급하기 위한 전원부(12)와 이 전원부(12)에 있어서의 통전 전류를 제어하기 위한 제어부(14)와,작업(W)의 피납땜부에 히터칩(10)을 밀어붙여 가압하는 가압부(16)를 가지고 있다. 인버터(26)는 4개의 트랜지스터, 스위칭소자(28,30,32,34)를 가지고 있다. 제어부(14)에 의해 구동회로(38)를 통하여, 제 1 세트의 스위칭소자(28,32)는 동상(同相)의 인버터 제어신호(G1,G3)에 의해 소정의 인버터 주파수(예를 들면10kHz)로 동시에 스위칭(온,오프)제어되며, 제 2 세트의 스위칭소자(30,34)는 동상의 인버터제어신호(G2,G4)에 의해 상기 인버터 주파수로 동시에 스위칭 제어된다.

Description

리플로식 납땜장치{soldering device for a repple}

본 발명은, 리플로식 납땜에 관한것이며, 특히 히터칩을 사용하여 납땜을 하는 기술에 관한 것이다.

리플로식 납땜은, 접합되어야 할 금속부재의 피납땜부에 땜납을 개재시켜서 가열하고, 그 땜납을 용융시켜서 금속접합을 하는 기술로서, 종래부터 전자부품의 조립이나 장치등에 널리 이용되고 있다.

가열수단으로서 히터칩을 사용하는 종래의 리플로식 납땜장치는, 도 7 에도시하는 바와같은 단상 교류형의 전원을 구비한다.

이 전원에 있어서,입력단자(100),(102)에 입력된 상용주파수의 단상 교류전압(V)은, 한쌍의 사이리스터(104),(106)로 이루어지는 콘택터를 통하여 강압트랜스(108)의 1차코일에 공급된다. 트랜스(108)의 2차코일에 발생한 교류의 유도기전력(2차측 전압)이 2차도체를 통하여 히터칩(114)의 단자(114a),(114b)에인가되며, 2차측회로에서 1차전류(i1)보다 큰 전류값을 가지는 2차전류(i2)가 히터칩 발열용의 통전전류(I)로서 흐른다.

히터칩(114)은, 통전하면 저항발열로 발열하고, 그 인두선단부에 작업(116)의 피납땜부를 가압하면서 가열한다. 피납땜부의 접합면에는 미리 크림 땜납이 칠해져 있으며, 히터칩(114)으로부터의 가압과 가열을 받아서 크림 땜납이 용융된다. 소정시간을 경과한 시점에서 통전을 멈추고, 그 후 가압도 해제하면, 땜납이 응고되고, 응고된 땜납을 통하여 작업(116)의 피납땜부가 물리적 또한 전기적으로 접합된다.

통전전류(I)의 크기(실효값)는, 통전각에 따라 결정되지만, 점호각과 통전각과의 사이에는 거의 일정한 관계가 있기 때문에, 점호각의 의해 결정된다고도 할 수 있다. 이 전원에서는, 히터칩(114)의 인두선단부의 온도를 예를들면 열전대로 이루어지는 온도센서(118)로 검출하고, 검출한 온도(히터칩온도)를 설정온도와 일치시키도록, 제어부(110)가 각 반사이클마다 점호각(θ)을 결정하고(도8), 점호회로(112)를 통하여 사이리스터(104,106)를 이 점호각(θ)에서 점호(턴, 온)하도록 하고있다.

상기와 같은 단상 교류형의 전원을 사용하는 종래의 리플로식 납땜장치는, 상용주파수(50Hz 또는 60Hz)의 반사이클(10ms 또는 8.33ms)이라고 하는 전자제어의 분야에서는 상당히 큰 주기(TH)로 온도피이드백을 하는 통전제어이므로, 히터칩온도를 고속으로 정확하게 설정온도와 일치시키기가 곤란하였다.

또한 도8 에 도시하는 바와같이, 통전 전류(I)가 정현파를 위상제어하여 얻는 왜곡파형일 뿐만 아니라, 상용주파수의 반사이클마다 휴지시간도 있기 때문에 히터칩온도의 리플이 크고, 특히 상승동작시에는 도9에 도시하는 바와같이 온도상승이 단계적으로되어 온도의 안정성이 좋지 않다.

또한, 최근 초소형 전자부품처럼, 수10ms 이하의 짧은 가공시간으로 신뢰성이 높은 금속접합을 요구하는 작업이 보급되고 있다. 종래의 리플로식 납땜장치에서는 그와같은 작업에 대응하기가 어려웠다.

본 발명은 이러한 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 히터칩의 온도제어를 개선하는 리플로식 납땜 장치를 제공하는것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은, 히터칩의 온도를 고속으로 정밀하고도 세밀하게 제어할 수 있는 리플로식 납땜장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 짧은 가공시간에서도 신뢰성이 높은 납땜을 실시할 수 있는 리플로식 납땜 장치를 제공하는데 있다.

도1은 일 실시형태에 의한 리플로식 납땜장치의 구성을 나타내는 블록도.

도2는 실시형태의 리플로식 납땜장치의 각부의 전압 및 전류의 파형을 나타내는 도.

도3은 실시형태의 인버터 제어방식을 나타내는 각부의 파형도.

도4는 실시형태의 작업의 구성을 나타내는 부분측면도.

도5는 실시형태의 납땜 가공시의 히터칩과 작업을 나타내는 측면도.

도6은 통전 전류를 교류로 한 경우와 직류로 한 경우에 있어서의 히터칩의 인두선단부의 온도분포 특성을 나타내는 도.

도7은 종래의 리플로식 납땜장치의 구성을 나타내는 블록도.

도8은 종래의 리플로식 납땜장치의 전류제어 방식을 나타내는 도.

도9는 종래의 리플로식 납땜장치의 히터칩 온도의 상승동작 특성을 나타내는도.

<부호의 설명>

10 : 히터 칩 12 : 전원부

14 : 제어부 16 : 가압부

18 : 열전대 22 : 3상 정류회로

26 : 인버터 28 ∼ 34 : 스위칭 소자

36 : 트랜스 38 : 구동회로

40 : 2차 도체 42 : 칩 지지부재

44 : 입력부 46 : 신호증폭회로

50 : 전류 센서 52 : 전류측정회로

W : 작업

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 리플로식 납땜장치는, 통전에 의해 발열하는 히터칩과, 피납땜부에 상기 히터칩의 인두선단부를 눌러 소정의 가압시간에 걸쳐 가압하는 가압수단과,상용주파수의 교류전압을 직류전압으로 변환시키는 정류회로와,상기 정류회로로부터 출력된 직류 전압을 고주파수의 펄스 전압으로 변환하는 인버터와,1차측 단자가 상기 인버터의 출력단자에 전기적으로 접속되며, 2차측 단자가 상기 히터칩의 단자에 정류회로를 통하지 않고 전기적으로 접속되어있는 트랜스와,상기 가압시간내로 설정된 통전시간을 복수의 통전기간으로 분할하고, 홀수번째의 통전기간에서는 상기 인버터로부터 한쪽의 극성으로 상기 고주파 펄스를 출력시키고, 짝수번째의 통전기간에서는 상기 인버터로부터 다른쪽의 극성으로 상기 고주파펄스를 출력시키도록 상기 인버터의 스위칭 동작을 제어하는 인버터 제어수단을 구비하는 구성으로 한다.

본 발명에서는, 인버터에 의해 고주파수의 사이클로 파형제어된 통전전류가 히터칩에 공급되기 때문에,히터칩의 발열효율이 높고, 땜납을 단시간에 신속하게 용융시켜 필요한 납땜을 확실하게 실시할 수 가 있다.

본 발명의 리플로식 납땜장치에 있어서, 보다 정밀하고도 안정된 온도제어를 하기 위하여, 바람직하게는, 상기 히터칩의 인두선단부 부근의 온도를 검출하는 온도검출수단을 더욱 구비하고, 상기 인버터 제어수단이, 상기 고주파수의 임의의 사이클마다 상기 온도검출수단으로부터의 검출 온도를 피이드백하여 설정온도로 일치시키도록 상기 인버터의 스위칭 동작을 제어하는 구성으로 해도 좋다.

또한, 본 발명의 리플로식 납땜장치에 있어서, 상기와 같은 정밀하고도 세밀하며 또한 안정된 온도제어와 더불어 히터칩의 온도를 보다 고속으로 안정되게 동작개시시키기 위해, 바람직하게는 상기 히터칩의 인두선단부 부근의 온도를 검출하는 온도검출수단과 상기 트랜스의 1차측 또는 2차측의 전류를 측정하는 전류측정수단을 더욱 구비하고, 상기 인버터 제어수단이, 상기 통전시간에 있어서, 통전개시직후는 상기 전류측정수단으로부터의 측정 전류를 피이드백 하여 상기 설정 전류와 일치시키도록 상기 인버터의 스위칭 동작을 제어함과 동시에 상기 온도검출수단으로부터의 검출온도를 감시하고, 상기검출온도가 상기 설정온도 또는 그 부근의 소정온도에 도달한 후에 상기온도 검출 수단으로부터의 검출온도를 피이드백하여 상기 설정온도로 일치시키도록 상기 인버터의 스위칭 동작을 제어하는 구성이어도 좋다.

[발명의 실시형태]

이하, 도 1 내지 도 6 을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다.

도 1 에 본 발명의 일실시형태에 의한 리플로식 납땜장치의 구성을 나타낸다.

이 리플로식 납땜장치는, 작업(W)의 피납땜부를 리플로 방식으로 납땜하기 위한 히터칩(10)과, 이 히터칩(10)에 발열 또는 가열용의 전력을 공급하기 위한 전원부(12)와, 이 전원부(12)에 있어서의 통전 전류를 제어하기 위한 제어부(14)와, 작업(W)의 피납땜부에 히터칩(10)을 눌러 가압하는 가압부(16)를 가지고 있다.

전원부(12)는, 3상 정류회로(22), 인버터(26)및 강압트랜스(36)를 포함하고 있다. 3상 정류회로(22)는, 예를 들면, 6개의 다이오드를 3상 브릿지로 결선하여 이루어지고, 3상 교류 전원단자(20)로부터 입력되는 상용주파수의 3상 교류 전압(R,S,T)를 전파(全波) 정류하여 직류 전압으로 변환시킨다.3상 정류회로(22)로부터 출력된 직류 전압은, 콘덴서(24)로 평활화되고 시키고나서 인버터(26)의 입력단자[La,Lb]에 인가된다.

인버터(26)는, GTR(쟈이언트·트랜지스터) 또는 IGBT(절연게이트 바이폴라·트랜지스터)등으로 이루어지는 4개의 트랜지스터·스위칭 소자(28,30,32,34)를 가지고 있다.

이들 4개의 스위칭 소자(28 - 34)중, 제 1 세트(정극측)의 스위칭 소자(28,32)는 구동회로(38)를 통하여 제어부(14)로부터의 동상의 인버터 제어신호(G1,G3)에 의해 소정의 인버터 주파수 (예를들면,1kHZ)로 동시에 스위칭(온, 오프)제어되며, 제 2 세트(부극측)의 스위칭 소자(30,34)는 구동회로를 통하여 제어부(14)로부터의 동상의 인버터 제어신호(G2,G4)에 의해 상기 인버터 주파수로 동시에 스위칭 제어되도록 되어 있다.

인버터(26)의 출력단자[Ma,Mb]는 트랜스(36)의 1차측 코일의 양단에 각각 접속되어 있다. 트랜스(36)의 2차측 코일의 양단에는 히터칩(10)의 양단자(10A,10b)가 정류회로를 통하지 않고 2차측 도체(40)만을 통하여 접속되어 있다.

히터칩(10)은, 고발열성의 금속저항체 예를들면 몰리브덴으로 이루어지며, 양단자(10a,10b)간에 전류가 흐르면, 저항발열로 발열한다. 히터칩(10)의 인두선단부(10c) 근방 예를들면,온도를 나타내는 전기신호(온도검출신호)(St)가 열전대(18)가 설치되어 있으며, 인두선단부(10c)부근의 온도를 나타내는 전기신호(온도검출신호)St가 열전대(18)로부터 출력되도록 되어 있다.

히터칩(10)은, 가압부(16)의 칩지지부재(42)에 착탈가능하게 설치된다. 가압부(16)는, 예를들면 에어실린더를 가지는 가압구동부(도시하지 않음)를 내장하고 있으며, 제어부(14)로부터의 가압제어신호(FC)에 따라서 칩지지부재(42)를 구동하며, 히터칩(10)을 작업(W)에 붙여 가압하도록 구성하고 있다.

제어부(14)는, 마이크로 컴퓨터로 이루어지며, CPU,ROM(프로그램메모리),RAM(데이터 메모리),인터페이스 회로등을 포함하고 있으며, 본 장치내의 일체의 제어 예를 들면, 납땜 가공에 있어서의 가압제어, 통전 제어(특히 인버터 제어)나 각종 조건의 설정치와 관련한 설정입력이나 등록관리를 하고 더욱이 필요에 따라 측정치나 판정치등의 출력제어등을 하는 기능도 가지고 있다. 클럭생성회로(43)는, 인버터(26)의 스위칭 제어를 위한 기본 또는 단위 사이클을 규정하는 클럭신호를 제어부(14)에 인가한다.

입력부(44)는, 키보드 혹은 마우스등의 입력장치로 이루어지며, 납땜 가공용의 각종 조건의 설정입력에 이용되고 있다. 본 실시예에서 설정 입력되는 주된 조건은 가압시간(Tf), 통전시간(HEAT)TG, 통전기간(TA), 온도설정치(Jc), 전류설정치(Ic)등이다.

이들 용접 조건 중,[가압시간(Tf)]은, 가압부(16)가 가압의 구동을 개시하고 나서 가압을 해제하기 까지의 모든 가압동작 시간이다. [통전시간(HEAT)(TG)]는, 히터칩(10)에 대해 통전을 개시하고 나서 종료하기 까지의 모든 통전시간이며, [가압시간(Tf)]중에 설정된다. [가압시간(Tf)]중,[통전시간(HEAT)(TG)]보다도 전후하는 시간은 각각 초기가압시간(SQ) 및 보호유지 시간(HOLD)이다.

[통전시간(TG)]은 보다 상세하게는,[통전시간(Tf)]을 반사이클로 하여 그 정수배 또는 짝수배의 사이클수(작업의 납땜 사양에 따라 임의의 값으로 선택가능) 로서 설정되어도 좋다. [통전시간(TA)]은 인버터(26)가 정극측 또는 부극측에서 계속적으로 스위칭 동작하는 1회의 독립한 통전기간이며, 예를 들면 100ms - 200ms정도의 기간으로 설정되어도 좋다.

[온도설정치(Jc)]는 작업을 소망의 가열온도로 납땜하기 위한 정온도 제어에서 사용한다.[전류설정치(Ic)]는 통전개시 직후에 히터칩(10)의 온도를 설정온도(Jc)부근까지 최단시간 또한 안정적으로 상승시키기위한 정전류 제어로 사용된다.

이 납땜 장치에서는, 상기 정온도제어에 있어서, 온도 피이드백을 하기위하여, 히터칩(10)에 설치되어 있는 열전대(18)로부터의 아나로그 온도검출신호(St)를 신호증폭회로(46)로 증폭한 후 A/D(아나로그 디지털)변환기(48)로 디지털 신호로 변환하여 제어부(14)에 인가하도록 하고 있다.

또한, 상기 정전류제어에 있어서 전류 피이드백을 실행하기 위하여, 전원부(12)의 1차측 회로의 도체에 예를들면 커렌트·트랜스로 이루어지는 전류 센서(50)를 설치하고, 이 전류 센서(50)의 출력신호로부터 전류측정회로(52)가 1차전류(I1) 또는 2차 전류(I2)의 측정치(예를 들면 실효값, 평균값 또는 피이크값)아나로그의 전류측정신호(SI)로서 구하고, 그 전류 측정신호(SI)를 A/D 변환기(54)로 디지털 신호로 변환하여 제어부(14)에 인가하도록 하고 있다.

이어서, 도 2 - 도 7 에 대해 이 납땜장치의 동작 및 작용을 설명한다. 일예로서, 작업(W)이 도 4 에 도시하는 바와같은 권선형 칩 인덕터(코일)로 한다. 이 칩인덕터는, 원통 또는 원주형의 절연체(예를들면 페라이트)코어(60)에 도선(62)을 나선형으로 감고, 코어(60)의 단부에 고착된 블럭형상 전극(64)의 일측면에 도선(62)의 단부(62a)를 금속접합하여 이루는 것이며, 전체 사이즈가 수mm 이내의 초소형의 것이기도 하다. 이 칩인덕터에 있어서, 도선 단부(62a)와 전극(64)과의금속접합에 이 리플로식 납땜장치를 적용할 수 있다.

한편, 납땜 가공이 행해지기 전에, 도선 단부(62a)와 전극(64)과의 사이의 접합면에는 미리 납땜 예를 들면, 크림땜납이 칠해진다. 납땜가공시에는, 작업(W)은 지지대(도시하지 않음)상의 소정의 가공위치로 지지도구등에 의해 고정지지된다.

제어부(14)는, 외부장치(도시않음)로부터의 기동제어신호(DC)(H레벨)을 입력하면, 이에 따라 납땜가공의 시퀀스를 개시한다(도2).

먼저, 제어부(14)는, 가압제어신호(FC)를 액티브(H레벨)하게 하여 가압부(16)에 가압동작을 개시시킨다. 이것에 의해, 칩지지부재(42)가 하강하여 도 5 에 도시하는 바와같이, 히터칩(10)의 인두선단부(10c)를 작업(칩 인덕터)의 피납땜부(62a,64)에 밀어붙여 가압한다. 이 히터칩 가압력이 소정값으로 도달한 후에 소정의 타이밍으로 전원부(12)에 있어서 통전이 개시된다(도2).

한편, 도 5 에 있어서, 볼트(68,70)로 히터칩(10)의 양단자(10a,10b)에 결합되는 칩 지지부재(42)의 하단부는 도전성의 부재 예를들면, 동으로 이루어지며, 전원부(12)에 있어서의 2차도체(40)의 일부를 겸하고 있다. 2차도체(40)의 양측의 도전성 부재(40a,40b)는 절연재(72)에 의해 전기적으로 절연되고 있다.

제어부(14)는 도 3 에 도시하는 바와같이, 모든통전시간(TG)을 구성하는 복수의 통전기간(TA)중, 홀수번째의 각 통전기간(TA0)에서는 제 2 조(부극측)의 스위칭소자(30,34)를 오프상태로 유지한 채, 제 1 조(정극측)의 스위칭소자(28,32)만을 인버터 주파수로 연속적으로 스위칭 동작시키고, 짝수번째의 각 통전기간(TAE)에서는 제 1 조(정극측)의 스위칭소자(28,32)를 오프상태로 유지한채 제 2 조(부극측)의 스위칭 소자(30,34)만을 인버터 주파수로 연속적으로 스위칭 동작시킨다.

이것에 의해, 전원부(12)의 2차측 회로에 있어서는, 도 3 에 도시하는 바와같이, 거의 사다리꼴형상의 전류파형을 가지는 2차전류(I2)즉, 통전 전류(I)가 홀수번째의 각통전기간(TAO)에서는 정극방향으로, 짝수번째의 각통전기간(TAE)에서는 부극방향으로 흐른다.

제어부(14)는, 통전개시직후의 온도상승 동작시에는, 피이드백 신호로서 1차전류검출부(50,52,54)로부터의 전류측정신호(SI)를 선택하고, 이 전류측정 신호(SI)를 전류측정치(Ic)와 일치하도록 예를들면, PWM(펄스폭 변조)제어에 의해 인버터 주파수의 단위사이클(CY)마다 인버터(26)의 출력 펄스폭(tp)(즉 인버터 제어신호(G1-G4)의 펄스폭)을 가변제어한다(도3).

이 정전류제어에서는, 통전전류(I)의 사다리꼴 형상의 전류파형에 있어서 상변부의 전류값이 설정치(Ic)부근에 맞춰진다.

이처럼 인버터(26)를 사용한 고속 피이드백식의 정전류 제어로 히터칩(10)의 통전 내지 발열이 제어되는 것에 의해, 히터칩(10)(특히 인두선단부(10c))의 온도는 곧바로 고속으로 또한 안정적으로 상승개시된다(도2).

상기와 같은 정전류 제어를 하고 있는 동안에도, 제어부(14)는 칩온도검출 신호(18,46,48)로부터의 온도검출 신호(St)를 모니터한다.

그리고, 온도검출신호(St)가 온도설정치(Jc)또는 그 부근의 소정치에 도달한 때에, 상기 정전류 제어를 중단 또는 종료하고, 대신에 온도 검출신호(St)를 피이드백 신호로서 이것을 설정치(Jc)부근으로 유지하기 위한 정온도 제어를 개시한다.

이 정온도제어에서는, 온도검출 신호(St)를 설정치(Jc)에 일치시키도록 PWM제어에 의해 인버터 주파수의 단위사이클(CY)마다 인버터(26)의 출력펄스폭(tp)(즉 인버터의 제어신호 G1-G4의 펄스폭)을 가변제어한다.

이것에 의해, 히터칩(10)의 축열 효과의 온도상승분을 취소하도록 통전전류를 억제 또는 절감시키는 통전제어가 행해지며(도2), 결과적으로는 히터칩(10)의 온도가 설정치(Jc)가까이로 보호유지된다.

작업(칩인덕터)의 피납땜부(62a,64)에 있어서는, 상승동작이 좋고 소망의 온도로 제어된 히터칩(10)으로 가열되기 때문에 크림 납땜이 신속하고 적당하게 용융된다.

제어부(14)는, 통전개시부터 통전시간(TG)가 경과한 시점에서 인버터(26)를 완전히 정지시키고 전원부(12)에 있어서의 통전을 종료시킨다. 그리고, 보호유지 시간(HOLD) 경과후에 가압부(16)에 대한 가압제어신호(FC)를 멈추고(L 레벨로하여)작업에 대한 히터칩(10)의 가압내지 접촉을 해제시킨다. 작업(칩 인덕터)에 있어서는, 땜납이 응고되고, 응고된 땜납을 통하여 도선 단부(62a)를 전극(64)이 물리적, 전기적으로 단단하고 확실하게 접합된다.

이 리플로식 납땜 장치에서는, 히터칩 발열용의 통전전류로서 사다리꼴의 통전전류(I)를 히터칩(10)에 공급하기 위한, 전력공급 효율 또는 발열효율이 높고, 짧은 통전시간으로 소망의 요구사양에 따른 리플로방식의 납땜을 할 수 있다. 더구나, 인버터(26)를 사용하여 상용주파수(50/ 60Hz)보다도 훨씬 높은 주파수(예를 들면 1kHz)로 정밀하고 세밀한 피이드백 제어를 하기때문에, 히터칩의 온도제어를 정확하고 안정적으로 행할 수 있으며, 가공품질을 향상시킬수 있다.

또한, 통전시간을 단축화하고, 나아가서는 납땜의 모든 소요시간을 단축할 수 있기 때문에 가공택트를 높게 하여 생산성을 향상시킬수 있을 뿐만아니라, 히터칩의 소모를 적게하고 수명을 늘릴수 가 있다.

또한, 이 리플로식 납땜 장치에서는, 히터칩(10)의 온도를 피이드백하는 기구(18,46,48)와 더불어 전원부(12)에 있어서의 1차전류(2차전류도 가능)를 피이드백하는 기구(50,52,54)를 구비하고, 통전개시 직후의 온도상승 동작시에는, 전류 피이드백을 선택하여 정전류를 제어하므로써 히터칩(10)의 온도를 설정온도까지 고속으로, 또한 안정되게 상승동작하도록 하고 있다. 또한, 정전류제어를 행하는 한편, 히터칩(10)의 온도를 감시하고, 검출온도가 설정온도 부근에 도달한 시점에서 정전류 제어로부터 정온도제어로 전환하기 때문에, 설정온도에 맞추는 본래의 온도를 적당하게 제어할 수 있다.

더욱이, 이 리플로식 납땜장치에서는, 통전시간(TG)중에 히터칩(10)에 있어서 양단자(10a,10b)사이를 흐르는 발열용의 통전전류(I)의 극성(방향)이 일정(TA)주기로 반전하기 때문에, 도 6 의 (A)에 도시하는 바와같이, 인두선단부(10c)의 온도가 균일화된다. 이처럼 온도가 균일한 인두선단부(10c)로 납땜부를 가열하는 것에 의해 리플로식 납땜의 금속접합의 신뢰성을 보증할 수 있다.

이와관련하여, 통전전류(I)의 극성(방향)을 반전하지 않고 히터칩(10)으로 전류를 공급한 경우는 도6의 (B)에 도시하는 바와같이, 인두선단부(10c)에 있어서정극측의 부위와 부극측의 부위와의 사이에 온도경사(△T) 가 생겨서 불균일한 온도분포가 된다. 이처럼 불균일한 온도분포를 가지는 인두선단부(10c)를 피납땜부에 갖다대면, 땜납의 용융상태가 안정되지 않고, 접합품질의 신뢰성은 낮아진다.

상기한 실시예에서는 상용주파수의 3상 교류를 직류로 변환하여 인버터(26)에 공급하고 있지만,상용주파수의 단상 교류를 직류로 변환하더라도 좋다.

인버터(26)의 회로구성도 하나의 예에 불과하며, 여러가지의 변형이 가능하다. 각 통전 기간(TA)에 있어서의 전류의 파형도 상기 실시예와 같은 사다리꼴 파형으로 한정되는 것이 아니라, PWM제어등을 사용하여 임의의 전류파형으로 제어하는 것이 가능하다. 상기 실시예에서는 히터칩(10)의 온도를 검출하기 위하여 열전대를 사용하였지만, 다른 온도센서 또는 온도검출방법을 사용하는 것도 가능하다.

도 4의 작업은 일예이며, 본 발명은 다른 여러가지의 작업의 납땜 가공에 적용 가능하다.

이상 설명한 바와같이, 본 발명의 리플로식 납땜장치에 따르면, 히터칩의 온도제어를 개선하고, 히터칩의 온도를 고속으로 정밀하고도 세밀하게 제어하여, 신뢰성이 높은 리플로식 납땜을 할 수 있다,

Claims

통전에 의해 발열하는 히터칩과,

피납땜부에 상기 히터칩의 인두선단두를 눌러 소정의 가압시간에 걸쳐 가압하는 가압수단과,

상용주파수의 교류전압을 직류전압으로 변환시키는 정류회로와,

상기 정류회로로부터 출력된 직류 전압을 고주파수의 펄스 전압으로 변환하는 인버터와,

1차측 단자가 상기 인버터의 출력단자에 전기적으로 접속되며, 2차측 단자가 상기 히터칩의 단자에 정류회로를 통하지 않고 전기적으로 접속되어 있는 트랜스와,

상기 가압시간내로 설정된 통전시간을 복수의 통전기간으로 분할하고, 홀수번째의 통전기간에서는 상기 인버터로부터 한쪽 극성에서 상기 고주파 펄스를 출력시키고, 짝수번째의 통전기간에서는 상기 인버터로부터 다른쪽의 극성으로 상기 고주파펄스를 출력시키도록 상기 인버터의 스위칭 동작을 제어하는 인버터 제어수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 리플로식 납땜 장치.
청구항 제 1 항 기재에 있어서,

상기 히터칩의 인두선단 부근의 온도를 검출하는 온도검출수단을 더욱 구비하고,

상기 인버터 제어수단이, 상기 고주파수의 임의의 사이클마다 상기 온도검출수단으로부터의 검출온도를 피이드백하여 설정온도에 일치시키도록 상기 인버터의스위칭 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 리플로식 납땜 장치.
청구항 제 1 항 기재에 있어서,

상기 히터칩의 인두선단 부근의 온도를 검출하는 온도검출수단과 상기 트랜스의 1차측 또는 2차측의 전류를 측정하는 전류측정 수단을 더욱 구비하고,

상기 인버터 제어수단이, 상기 통전시간에 있어서, 통전개시직후는 상기 전류 측정수단으로부터의 측정전류를 피이드백하여 상기 설정온도로 일치시키도록 상기 인버터의 스위칭 동작을 제어함과 동시에 상기 온도검출수단으로부터 얻어진 검출온도를 감시하고, 상기 검출온도가 상기 설정온도 또는 그 부근의 소정온도에 달한 후는 상기 온도검출 수단으로부터의 검출 온도를 피이드백하여 상기 설정온도와 일치시키도록 상기 인버터의 스위칭동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 리플로식 납땜장치.