KR20220019831A - 검출 장치, 검출 방법 및 프로그램 - Google Patents

검출 장치, 검출 방법 및 프로그램 Download PDF

Info

Publication number
KR20220019831A
KR20220019831A KR1020227001697A KR20227001697A KR20220019831A KR 20220019831 A KR20220019831 A KR 20220019831A KR 1020227001697 A KR1020227001697 A KR 1020227001697A KR 20227001697 A KR20227001697 A KR 20227001697A KR 20220019831 A KR20220019831 A KR 20220019831A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
solder
temperature
copper concentration
melting point
detection
Prior art date
Application number
KR1020227001697A
Other languages
English (en)
Inventor
데츠로 구보타
Original Assignee
오므론 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 오므론 가부시키가이샤 filed Critical 오므론 가부시키가이샤
Publication of KR20220019831A publication Critical patent/KR20220019831A/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K1/00—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
    • B23K1/08—Soldering by means of dipping in molten solder
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K1/00—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
    • B23K1/08—Soldering by means of dipping in molten solder
    • B23K1/085—Wave soldering
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N25/00—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means
    • G01N25/02—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating changes of state or changes of phase; by investigating sintering
    • G01N25/04—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating changes of state or changes of phase; by investigating sintering of melting point; of freezing point; of softening point
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K1/00—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
    • B23K1/0008—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering specially adapted for particular articles or work
    • B23K1/0016—Brazing of electronic components
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K3/00—Tools, devices, or special appurtenances for soldering, e.g. brazing, or unsoldering, not specially adapted for particular methods
    • B23K3/06—Solder feeding devices; Solder melting pans
    • B23K3/0646—Solder baths
    • B23K3/0653—Solder baths with wave generating means, e.g. nozzles, jets, fountains
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K3/00—Tools, devices, or special appurtenances for soldering, e.g. brazing, or unsoldering, not specially adapted for particular methods
    • B23K3/08—Auxiliary devices therefor
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/36—Electric or electronic devices
    • B23K2101/42—Printed circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00—Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/04—Soldering or other types of metallurgic bonding
    • H05K2203/044—Solder dip coating, i.e. coating printed conductors, e.g. pads by dipping in molten solder or by wave soldering
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/3457—Solder materials or compositions; Methods of application thereof
    • H05K3/3468—Applying molten solder

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
  • Molten Solder (AREA)

Abstract

검출 장치는, 땜납조 내의 땜납의 온도를 취득하기 위한 취득부와, 승온 과정 및 강온 과정 중 적어도 한쪽에서의 온도의 시간 변화로부터 땜납의 융점을 측정하기 위한 측정부와, 융점의 변동에 기초하여, 땜납의 구리 농도의 변동을 검출하기 위한 검출부를 구비한다. 이에 의해, 땜납의 구리 농도의 변동을 용이하게 고빈도로 검출할 수 있다.

Description

검출 장치, 검출 방법 및 프로그램
본 개시는, 검출 장치, 검출 방법 및 프로그램에 관한 것이다.
납프리 땜납을 이용한 납땜 공정에 있어서, 전자 부품의 리드부 및 기판의 노출 전극부로부터 구리가 땜납 중에 녹아내려, 땜납조 중의 땜납의 구리 농도가 높아진다. 땜납의 구리 농도가 높아지면 땜납의 융점이 높아진다. 땜납의 융점의 상승은, 젖음성의 악화를 일으켜, 납땜 불량의 발생 빈도를 높인다. 그 때문에, 땜납의 구리 농도가 관리된다.
땜납의 구리 농도의 관리 방법으로서 각종의 분석 장치를 이용한 방법이 있다. 예를 들어, 땜납조로부터 퍼내어진 땜납을 형(型)에 흘려 잉곳 형상의 샘플을 제작하고, 적정법(滴定法) 또는 분광 광도법(형광 X선 분석, ICP(Inductivity coupled plasma) 발광 분광 분석 등)을 이용하여, 땜납의 구리 농도가 분석된다.
일본공개특허 2007-80891호 공보(특허문헌 1)에는, 분석 장치를 이용하지 않고, 땜납의 구리 농도를 추정하는 방법이 개시되어 있다. 특허문헌 1에 개시된 추정 방법은, 땜납의 구리 농도와 전자 부품의 리드부 및 기판의 노출 전극부의 구리의 용해율과의 관계나 드로스의 제거 시간 간격과 드로스의 생성량과의 관계를 이용하여, 땜납조 중의 땜납의 구리 농도의 경시 변화를 추정한다.
특허문헌 1: 일본공개특허 2007-80891호 공보
분석 장치를 이용하여 구리 농도를 분석하는 경우, 통상, 외부의 분석 제조사에 샘플을 제출하여 분석 결과를 얻기 때문에, 분석 결과를 얻기까지 시간이 걸림과 아울러, 비용이 든다. 그 때문에, 빈번히 구리 농도를 측정할 수 없고, 예를 들어 1개월에 1회만 측정된다. 땜납의 구리 농도가 상승하면 납땜 불량의 발생 빈도가 높아지기 때문에, 구리 농도는 고빈도로 측정되는 것이 바람직하다.
특허문헌 1에 개시된 기술에서는, 땜납의 구리 농도와 전자 부품의 리드부 및 기판의 노출 전극부의 구리의 용해율과의 관계나 드로스의 제거 시간 간격과 드로스의 생성량과의 관계를 미리 취득해 둘 필요가 있다. 나아가, 복잡한 계산을 수행하기 때문에, 계산 부하가 커진다.
본 개시는, 상기의 문제점에 착안하여 이루어진 것으로, 그 목적은, 땜납의 구리 농도의 변동을 용이하게 또한 고빈도로 검출 가능한 검출 장치, 검출 방법 및 프로그램을 제공하는 것이다.
본 개시의 일례에 의하면, 검출 장치는, 땜납조 내의 땜납의 온도를 취득하기 위한 취득부와, 승온 과정 및 강온 과정 중 적어도 한쪽에서의 온도의 시간 변화로부터 땜납의 융점을 측정하기 위한 측정부와, 융점의 변동에 기초하여, 땜납의 구리 농도의 변동을 검출하기 위한 검출부를 구비한다.
이 개시에 의하면, 승온 과정 및 강온 과정 중 적어도 한쪽에서의 땜납의 온도의 시간 변화에 기초하여, 땜납의 구리 농도의 변동을 용이하게 검출할 수 있다. 땜납의 구리 농도의 변동은, 승온 과정 또는 강온 과정에서 검출될 수 있다. 그 때문에, 고빈도로, 땜납의 구리 농도의 변동을 검출할 수 있다. 이와 같이, 땜납의 구리 농도의 변동을 용이하게 또한 고빈도로 검출할 수 있다.
상술한 개시에 있어서, 검출부는, 융점이 제1 문턱값을 초과하는 경우에, 구리 농도의 이상(異常)을 검출한다.
이 개시에 의하면, 융점과 제1 문턱값과의 비교에 의해 용이하게 구리 농도의 이상을 검출할 수 있다. 이에 의해, 작업자는, 적절한 타이밍에 유지보수 등을 실시할 수 있다.
상술한 개시에 있어서, 검출부는, 융점이 제1 문턱값보다 작은 제2 문턱값을 초과하는 경우에, 구리 농도의 이상 징조를 검출한다.
이 개시에 의하면, 융점과 제2 문턱값과의 비교에 의해 용이하게 구리 농도의 이상 징조를 검출할 수 있다. 이에 의해, 작업자는, 유지보수 등의 준비를 미리 수행할 수 있다.
상술한 개시에 있어서, 취득부는, 땜납조 내의 땜납을 가열하기 위한 히터에의 통전 개시 후에 온도를 소정 주기마다 취득한다. 이 개시에 의하면, 측정부는, 승온 과정의 온도의 시간 변화로부터 융점을 측정할 수 있다.
상술한 개시에 있어서, 취득부는, 땜납조 내의 땜납을 가열하기 위한 히터에의 통전 정지 후에 온도를 소정 주기마다 취득한다. 이 개시에 의하면, 측정부는, 강온 과정의 온도의 시간 변화로부터 융점을 측정할 수 있다.
본 개시의 일례에 의하면, 검출 방법은, 땜납조 내의 땜납의 온도를 취득하는 단계와, 승온 과정 및 강온 과정 중 적어도 한쪽에서의 온도의 시간 변화로부터 땜납의 융점을 측정하는 단계와, 융점의 변동에 기초하여, 땜납의 구리 농도의 변동을 검출하는 단계를 구비한다. 본 개시의 일례에 의하면, 프로그램은, 상기의 검출 방법을 컴퓨터에 실행시킨다. 이들 개시에 의해서도, 땜납의 구리 농도의 변동을 용이하게 또한 고빈도로 검출할 수 있다.
본 개시에 의하면, 땜납의 구리 농도의 변동을 용이하게 또한 고빈도로 검출할 수 있다.
도 1은, 본 실시형태에 관한 납땜 시스템의 전체 구성을 나타내는 모식도이다.
도 2는, 검출 장치의 하드웨어 구성을 나타내는 모식도이다.
도 3은, 승온 과정 및 강온 과정에서의 땜납의 온도의 시간 변화의 일례를 나타내는 도면이다.
도 4는, 땜납의 구리 농도와 융점과의 관계를 나타내는 도면이다.
도 5는, 히터에의 통전을 개시하였을 때에서의 구리 농도의 변동의 검출 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 6은, 히터에의 통전을 정지하였을 때에서의 구리 농도의 변동의 검출 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
<적용예>
도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명이 적용되는 경우의 일례에 대해 설명한다. 도 1은, 본 실시형태에 관한 납땜 시스템의 전체 구성을 나타내는 모식도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 납땜 시스템(1)은, 기판(W)을 반송하기 위한 반송 장치(10)와, 기판(W)에 대해 용융된 땜납(S)을 분출시켜 납땜을 수행하는 분류(噴流)식 납땜 장치(20)와, 컨트롤러(30)와, 검출 장치(40)와, 표시 장치(50)를 구비한다.
분류식 납땜 장치(20)는, 땜납조(21)와, 덕트(22, 23)와, 펌프(24, 25)와, 1차 분류 노즐(26)과, 2차 분류 노즐(27)과, 히터(28)와, 온도계(29)를 포함한다.
땜납조(21)는, 땜납(S)을 수용한다. 땜납조(21) 내에는, 땜납조(21) 내의 땜납을 가열하기 위한 히터(28)가 설치된다. 히터(28)에 통전함으로써, 땜납조(21) 내의 땜납(S)은, 가열되어 융해한다.
땜납조(21)에는 온도계(29)가 장착되어 있다. 온도계(29)는, 예를 들어 열전쌍에 의해 구성되고, 땜납조(21)에 수용되는 땜납(S)의 온도를 소정 주기(예를 들어 1초)마다 계측한다.
덕트(22, 23)는, 땜납조(21) 내에 설치된다. 펌프(24, 25)는, 덕트(22, 23) 내에 용융된 땜납(S)을 각각 압송한다. 펌프(24)는, 예를 들어 모터(24a)와, 모터(24a)에 따라 회전하는 임펠러(24b)를 가진다. 펌프(25)는, 예를 들어 모터(25a)와, 모터(25a)에 따라 회전하는 임펠러(25b)를 가진다.
1차 분류 노즐(26)은 덕트(22)에 접속된다. 1차 분류 노즐(26)은, 덕트(22) 내에서 압송된 땜납(S)의 흐름을 연직 방향 상향으로 바꾸고, 상단의 개구부로부터 땜납(S)을 분출시킨다. 1차 분류 노즐(26)은, 표면이 파형(波形)인 1차 분류를 생성한다.
2차 분류 노즐(27)은 덕트(23)에 접속된다. 2차 분류 노즐(27)은, 덕트(23) 내에서 압송된 땜납(S)의 흐름을 연직 방향 상향으로 바꾸고, 상단의 개구부로부터 땜납(S)을 분출시킨다. 2차 분류 노즐(27)은, 표면이 평탄한 2차 분류를 생성한다.
반송 장치(10)는, 납땜의 대상이 되는 기판(W)을 1차 분류 노즐(26) 및 2차 분류 노즐(27)의 상방을 향하여 반송한다. 반송 장치(10)는, 반송 벨트(11)와, 복수의 예비 가열 장치(프리히터)(12)와, 프레임(13)과, 냉각 장치(14)를 포함한다.
반송 벨트(11)는, 기판(W)을 반송 방향(D)을 따라 일정 속도로 반송한다. 복수의 예비 가열 장치(12)는, 반송 벨트(11)에서의 1차 분류 노즐(26) 및 2차 분류 노즐(27)의 상방보다 상류측에 배치되며, 기판(W)을 예비 가열한다.
프레임(13)은, 1차 분류 노즐(26) 및 2차 분류 노즐(27)의 상방에 설치된다. 프레임(13)에는 관찰창(13a)이 형성되어 있고, 관찰창(13a)을 통해, 1차 분류 노즐(26)로부터의 1차 분류 및 2차 분류 노즐(27)의 2차 분류를 상방으로부터 관찰할 수 있다.
냉각 장치(14)는, 반송 벨트(11)에서의 1차 분류 노즐(26) 및 2차 분류 노즐(27)의 상방보다 하류측에 배치되며, 기판(W)을 냉각한다.
컨트롤러(30)는, 분류식 납땜 장치(20)를 제어하는 온도 조절 장치이다. 분류식 납땜 장치(20)의 기동 지시가 입력되면, 컨트롤러(30)는, 온도계(29)에 의해 계측되는 온도가 설정 온도가 되도록 히터(28)에의 통전을 개시한다. 컨트롤러(30)는, 온도계(29)에 의해 계측되는 온도가 설정 온도에 도달한 타이밍 또는 분류 개시 지시가 입력된 타이밍에, 모터(24a, 25a)를 회전시켜, 1차 분류 노즐(26) 및 2차 분류 노즐(27)로부터 땜납(S)을 분출시킨다. 분류식 납땜 장치(20)의 정지 지시가 입력되면, 컨트롤러(30)는, 모터(24a, 25a)의 회전을 정지시킴과 아울러, 히터(28)에의 통전을 정지한다.
컨트롤러(30)는, 온도계(29)에 의해 소정 주기마다 계측된 온도를 검출 장치(40)에 출력한다.
검출 장치(40)는, 땜납조(21) 내의 땜납(S)의 구리 농도의 변동을 검출한다. 검출 장치(40)는, 취득부(402)와, 측정부(404)와, 검출부(406)를 구비한다.
취득부(402)는, 온도계(29)에 의해 소정 주기마다 계측된, 땜납조(21) 내의 땜납의 온도를 컨트롤러(30)로부터 취득한다. 취득부(402)는, 소정 주기마다 계측된 온도를 온도계(29)로부터 직접 취득해도 된다.
측정부(404)는, 취득부(402)가 취득한 온도의 시간 변화로부터 땜납(S)의 융점(액상선 온도)을 측정한다. 구체적으로는, 측정부(404)는, 히터(28)에의 통전 개시 후의 승온 과정에서의 온도의 시간 변화로부터 땜납의 융점을 측정한다. 혹은, 측정부(404)는, 히터(28)에의 통전 정지 후의 강온 과정에서의 온도의 시간 변화로부터 땜납(S)의 융점을 측정한다.
검출부(406)는, 측정부(404)에 의해 측정된 융점의 변동에 기초하여, 땜납(S)의 구리 농도의 변동을 검출한다. 검출부(406)는, 검출 결과를 표시 장치(50)에 표시한다. 이에 의해, 작업자는, 땜납의 구리 농도의 변동을 확인하고, 필요에 따라, 땜납조(21)의 유지보수를 수행한다. 예를 들어, 작업자는, 땜납조(21) 내의 땜납의 일부 또는 전부를 폐기하고, 적절한 구리 농도의 새로운 땜납을 공급한다. 혹은, 작업자는, 땜납조(21) 내의 땜납의 일부를 폐기하고, 구리 농도가 낮은 땜납을 공급해도 된다.
본 실시형태에 의하면, 승온 과정 및 강온 과정 중 적어도 한쪽에서의 땜납(S)의 온도의 시간 변화에 기초하여, 땜납(S)의 구리 농도의 변동을 용이하게 검출할 수 있다. 땜납(S)의 구리 농도의 변동은, 히터(28)에의 통전 개시 또는 통전 정지의 타이밍에 검출될 수 있다. 그 때문에, 예를 들어 월요일에 분류식 납땜 장치(20)를 기동하고, 금요일에 분류식 납땜 장치(20)를 정지하는 경우, 일주일에 2회의 빈도로, 땜납(S)의 구리 농도의 변동을 검출할 수 있다. 이와 같이, 땜납(S)의 구리 농도의 변동을 용이하게 또한 고빈도로 검출할 수 있다.
<구체예>
(검출 장치의 하드웨어 구성)
도 2는, 검출 장치의 하드웨어 구성을 나타내는 모식도이다. 검출 장치(40)는, 예를 들어 범용의 컴퓨터에 의해 실현된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 검출 장치(40)는, CPU(Central Processing Unit)(41)와, ROM(Read Only Memory)(42)과, RAM(Random Access Memory)(43)과, 하드 디스크(HDD)(44)와, 표시 인터페이스(IF)(45)와, 입력 IF(46)와, 통신 IF(47)를 포함한다. 이들 각 부는, 버스(48)를 개재하여, 서로 데이터 통신 가능하게 접속된다.
CPU(41)는, OS를 포함한 각종 프로그램을 실행한다. ROM(42)은, BIOS나 각종 데이터를 저장한다. RAM(43)은, CPU(41)에서의 프로그램의 실행에 필요한 데이터를 저장하기 위한 작업 영역을 제공한다. HDD(44)는, CPU(41)에서 실행되는 프로그램 등을 비휘발적으로 저장한다. 도 1에 도시된 측정부(404) 및 검출부(406)는, CPU(41)가 프로그램을 실행함으로써 실현된다.
표시 IF(45)는, CPU(41)의 지시에 따라, 표시 장치(50)에 데이터를 출력하는 인터페이스이다. 입력 IF(46)는, 마우스, 키보드 등의 입력 장치로부터 데이터를 수신하는 인터페이스이다. 통신 IF(47)는, CPU(41)의 지시에 따라, 네트워크를 통해 컨트롤러(30)와의 사이에서 데이터를 송수신하는 인터페이스이다. 통신 IF(47)는, 예를 들어 컨트롤러(30)로부터 계측된 온도를 수신한다. 도 1에 도시된 취득부(402)는, 통신 IF(47)에 의해 실현된다.
(융점의 측정 방법)
다음에 도 3을 참조하여, 측정부(404)에 의한 융점의 측정 방법에 대해 설명한다. 도 3은, 승온 과정 및 강온 과정에서의 땜납(S)의 온도의 시간 변화의 일례를 나타내는 도면이다. 도 3에는, 땜납(S)이 상온일 때에 히터(28)에의 통전을 개시하고, 설정 온도 260℃에서 약 1시간 유지한 후에 히터(28)에의 통전을 정지하였을 때의 온도 파형이 나타난다.
도 3에 도시된 바와 같이, 히터(28)에의 통전을 개시하고 나서 땜납(S)의 온도가 설정 온도 260℃에 도달하기까지의 승온 과정에 있어서, 땜납(S)의 온도가 일정(도 3에 도시된 예에서는 약 220℃)하게 유지되는 기간이 존재한다. 이는, 히터(28)로부터의 발열이 땜납(S)의 융해에 소비되기 때문이다. 모든 땜납(S)이 융해된 타이밍(P1) 후, 땜납(S)의 온도는 다시 상승한다. 타이밍(P1)에서의 온도 파형의 2회 미분값은 극대를 나타낸다.
타이밍(P1)은, 땜납(S)의 온도가 설정 온도 260℃에 도달한 타이밍으로부터 소정 시간(도 3에 도시된 예에서는 1시간)만큼 과거의 기간 내에 나타난다. 이러한 소정 시간은, 히터(28)의 능력, 땜납조(21)의 수용량 등에 따라 정해진다. 측정부(404)는, 땜납(S)의 온도가 설정 온도 260℃에 처음 도달한 타이밍으로부터 소정 시간만큼 과거의 기간 중에서 온도 파형의 2회 미분값이 최대가 되는 시점을 타이밍(P1)으로서 추출한다. 측정부(404)는, 추출한 타이밍(P1)에서의 온도를 땜납(S)의 융점으로서 결정하면 된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 히터(28)에의 통전을 정지한 후의 강온 과정에 있어서, 땜납(S)의 온도가 일정(도 3에 도시된 예에서는 약 220℃)하게 유지되는 기간이 존재한다. 이는, 땜납(S)의 응고에 의한 열(응고열)이 방출되기 때문이다. 즉, 히터(28)에의 통전을 정지하면 땜납(S)의 온도가 저하되는데, 땜납(S)이 응고하기 시작하는 타이밍(P2) 이후, 땜납(S)의 온도가 일정하게 유지된다. 타이밍(P2)에서의 온도 파형의 2회 미분값은 극대를 나타낸다.
타이밍(P2)은, 히터(28)에의 통전을 정지한 타이밍으로부터 소정 시간(도 3에 도시된 예에서는 1시간) 경과하기까지의 기간에 나타난다. 이러한 소정 시간은, 땜납조(21)의 수용량 등에 따라 정해진다. 측정부(404)는, 히터(28)에의 통전을 정지한 타이밍으로부터 소정 시간 경과하기까지의 기간 중에서 온도 파형의 2회 미분값이 최대가 되는 시점을 타이밍(P2)으로서 추출한다. 측정부(404)는, 추출한 타이밍(P2)에서의 온도를 땜납(S)의 융점으로서 결정하면 된다.
또, 측정부(404)는, 미소한 온도 변화의 영향을 제외하기 위해, 온도 파형에 대해 스무딩 처리를 실시해도 된다. 측정부(404)는, 스무딩 처리가 실시된 온도 파형 중에서 2회 미분값이 최대가 되는 타이밍을 타이밍(P1) 또는 타이밍(P2)으로서 추출하면 된다. 이에 의해, 미소한 온도 변화의 영향에 의한 융점의 측정 정밀도의 저하를 억제할 수 있다.
(구리 농도의 변동의 검출 방법)
다음에 도 4를 참조하여, 검출부(406)에 의한 구리 농도의 변동의 검출 방법에 대해 설명한다. 도 4는, 땜납의 구리 농도와 융점과의 관계를 나타내는 도면이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 땜납(S)의 구리 농도가 증가함에 따라, 땜납(S)의 융점도 상승한다. 그 때문에, 검출부(406)는, 측정부(404)에 의해 측정된 융점과 미리 정해진 문턱값을 비교함으로써, 땜납(S)의 구리 농도의 변동을 검출하면 된다.
예를 들어, 땜납(S)의 구리 농도를 1.0at%(원자 퍼센트) 이하로 관리하고 싶은 경우, 구리 농도가 1.0at%일 때의 땜납(S)의 융점이 문턱값(Th1)으로서 미리 정해진다. 검출부(406)는, 측정부(404)에 의해 측정된 융점이 문턱값(Th1)을 초과하는 경우에, 땜납(S)의 구리 농도의 이상을 검출하면 된다. 즉, 검출부(406)는, 구리 농도가 관리 기준(=1.0at%)을 초과하는 이상 상태의 발생을 검출한다.
검출부(406)는, 구리 농도의 이상을 검출한 경우에, 땜납(S)의 구리 농도의 이상을 통지하는 통지 화면을 표시 장치(50)에 표시시킨다. 이에 의해, 작업자는, 통지 화면을 확인함으로써, 구리 농도가 이상하다는 것을 바로 파악할 수 있다. 그 결과, 작업자는, 땜납(S)의 교체 등의 유지보수를 실시할 수 있다.
나아가, 도 4에 도시된 바와 같이, 문턱값(Th1)보다 낮은 문턱값(Th2)이 미리 정해져도 된다. 검출부(406)는, 측정부(404)에 의해 측정된 융점이 문턱값(Th2)을 초과하는 경우에, 땜납(S)의 구리 농도의 이상 징조를 검출하면 된다. 즉, 검출부(406)는, 가까운 미래에 구리 농도가 관리 기준(=1.0at%)을 초과할 징조를 검출한다.
검출부(406)는, 구리 농도의 이상 징조를 검출한 경우에, 땜납(S)의 구리 농도의 이상 징조를 통지하는 통지 화면을 표시 장치(50)에 표시시킨다. 이에 의해, 작업자는, 통지 화면을 확인함으로써, 가까운 미래에 땜납(S)의 교체 등의 유지보수가 필요한 것을 인식할 수 있고, 이러한 유지보수의 준비를 미리 수행할 수 있다.
(검출 처리의 흐름)
다음에 도 5 및 도 6을 참조하여, 검출 장치(40)에서의 검출 처리의 흐름에 대해 설명한다. 도 5는, 히터에의 통전을 개시하였을 때에서의 구리 농도의 변동의 검출 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
히터(28)에의 통전이 개시되면, 검출 장치(40)는, 온도계(29)에 의해 계측된 땜납조(21) 내의 땜납(S)의 온도를 소정 주기마다 취득한다(단계 S1). 검출 장치(40)는, 땜납(S)의 온도가 설정 온도에 도달하기까지의 승온 과정에 있어서, 소정 주기마다 땜납(S)의 온도를 취득한다.
다음에, 검출 장치(40)는, 승온 과정에서의 땜납(S)의 온도의 시간 변화로부터 융점을 측정한다(단계 S2). 예를 들어, 검출 장치(40)는, 땜납(S)의 온도가 설정 온도에 도달한 타이밍으로부터 소정 시간만큼 과거의 기간 중에서 온도 파형의 2회 미분값이 최대가 되는 시점의 온도를 융점으로서 결정한다.
다음에, 검출 장치(40)는, 측정한 융점이 문턱값(Th1)을 초과하는지 여부를 판단한다(단계 S3). 융점이 문턱값(Th1)을 초과하는 경우(단계 S3에서 "예"), 검출 장치(40)는, 땜납(S)의 구리 농도의 이상을 검출하고, 구리 농도의 이상을 통지하는 통지 화면을 표시 장치(50)에 표시한다(단계 S4). 단계 S4 후, 검출 처리는 종료된다.
융점이 문턱값(Th1)을 초과하지 않는 경우(단계 S3에서 NO), 검출 장치(40)는, 측정한 융점이 문턱값(Th2)(<Th1)을 초과하는지 여부를 판단한다(단계 S5). 융점이 문턱값(Th2)을 초과하는 경우(단계 S5에서 "예"), 검출 장치(40)는, 땜납(S)의 구리 농도의 이상 징조를 검출하고, 구리 농도의 이상 징조를 통지하는 통지 화면을 표시 장치(50)에 표시한다(단계 S6). 단계 S6 후, 검출 처리는 종료된다.
도 6은, 히터에의 통전을 정지하였을 때에서의 구리 농도의 변동의 검출 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다. 도 6에 도시된 흐름도는, 도 5에 도시된 흐름도와 비교하여, 단계 S2 대신에 단계 S12를 포함하는 점에서 상이하다.
단계 S12에 있어서, 검출 장치(40)는, 강온 과정에서의 땜납(S)의 온도의 시간 변화로부터 융점을 측정한다. 예를 들어, 검출 장치(40)는, 히터(28)에의 통전을 정지한 타이밍으로부터 소정 시간 경과하기까지의 기간 중에서 온도 파형의 2회 미분값이 최대가 되는 시점의 온도를 융점으로서 결정한다. 그리고, 단계 S12에서 측정된 융점에 기초하여, 단계 S3~S6이 실행됨으로써, 땜납(S)의 구리 농도의 변동이 검출된다.
(이점)
이상과 같이, 본 실시형태에 관한 검출 장치(40)는, 취득부(402)와 측정부(404)와 검출부(406)를 구비한다. 취득부(402)는, 땜납조(21) 내의 땜납(S)의 온도를 취득한다. 측정부(404)는, 승온 과정 및 강온 과정 중 적어도 한쪽에서의 온도의 시간 변화로부터 땜납(S)의 융점을 측정한다. 검출부(406)는, 융점의 변동에 기초하여, 땜납(S)의 구리 농도의 변동을 검출한다.
상기의 구성에 의해, 승온 과정 및 강온 과정 중 적어도 한쪽에서의 땜납(S)의 온도의 시간 변화에 기초하여, 땜납(S)의 구리 농도의 변동을 용이하게 검출할 수 있다. 땜납(S)의 구리 농도의 변동은, 히터(28)에의 통전 개시 또는 통전 정지의 타이밍에 검출될 수 있다. 그 때문에, 고빈도로, 땜납(S)의 구리 농도의 변동을 검출할 수 있다. 이와 같이, 땜납(S)의 구리 농도의 변동을 용이하게 또한 고빈도로 검출할 수 있다.
검출부(406)는, 융점이 문턱값(Th1)을 초과하는 경우에, 구리 농도의 이상을 검출한다. 나아가, 검출부(406)는, 융점이 문턱값(Th1)보다 작은 문턱값(Th2)을 초과하는 경우에, 구리 농도의 이상 징조를 검출한다. 이와 같이, 융점과 문턱값(Th1, Th2)과의 비교에 의해 용이하게 구리 농도의 이상 또는 이상 징조를 검출할 수 있다. 이에 의해, 작업자는, 적절한 타이밍에 유지보수 등을 실시할 수 있다.
취득부(402)는, 땜납조(21) 내의 땜납(S)을 가열하기 위한 히터(28)에의 통전 개시 후에 온도를 소정 주기마다 취득한다. 이에 의해, 측정부(404)는, 승온 과정의 온도의 시간 변화로부터 융점을 측정할 수 있다. 혹은, 취득부(402)는, 히터(28)에의 통전 정지 후에 온도를 소정 주기마다 취득해도 된다. 이에 의해, 측정부(404)는, 강온 과정의 온도의 시간 변화로부터 융점을 측정할 수 있다.
(변형예)
상기의 설명에서는, 검출 장치(40)는, 타이밍(P1) 또는 타이밍(P2)(도 2 참조)의 온도를 융점으로서 결정하는 것으로 하였다. 그러나, 검출 장치(40)는, 타이밍(P1)으로부터 소정 시간(예를 들어 1분)만큼 과거의 기간에서의 온도의 평균값을 융점으로서 결정해도 된다. 마찬가지로, 검출 장치(40)는, 타이밍(P2)으로부터 소정 시간(예를 들어 1분)만큼 경과하기까지의 기간에서의 온도의 평균값을 융점으로서 결정해도 된다. 이에 의해, 온도계(29)에 의한 계측 불균일의 영향을 억제할 수 있다.
상기의 설명에서는, 승온 과정 및 강온 과정의 각각에 있어서, 온도의 시간 변화로부터 융점을 측정하고, 땜납(S)의 구리 농도의 변동을 검출하는 것으로 하였다. 그러나, 승온 과정 및 강온 과정 중 어느 한쪽에서만 온도의 시간 변화로부터 융점을 측정하고, 땜납(S)의 구리 농도의 변동을 검출해도 된다.
혹은, 승온 과정의 온도의 시간 변화로부터 측정한 융점과 근처의 강온 과정의 온도의 시간 변화로부터 측정한 융점과의 평균값을 이용하여, 땜납(S)의 구리 농도의 변동을 검출해도 된다. 즉, 평균값이 문턱값(Th1, Th2)과 비교되고, 비교 결과에 따라 구리 농도의 변동이 검출되어도 된다.
상기의 설명에서는, 검출 장치(40)와 컨트롤러(30)가 별도의 몸체인 것으로 하였다. 그러나, 검출 장치(40)와 컨트롤러(30)는 일체화되어 있어도 된다.
<부기>
이하와 같이, 본 실시형태는, 이하와 같은 개시를 포함한다.
(구성 1)
땜납조(40) 내의 땜납(S)의 온도를 취득하기 위한 취득부(402, 47)와,
승온 과정 및 강온 과정 중 적어도 한쪽에서의 상기 온도의 시간 변화로부터 상기 땜납(S)의 융점을 측정하기 위한 측정부(404, 41)와,
상기 융점의 변동에 기초하여, 상기 땜납(S)의 구리 농도의 변동을 검출하기 위한 검출부(406, 41)를 구비하는, 검출 장치(40).
(구성 2)
상기 검출부(406, 41)는, 상기 융점이 제1 문턱값을 초과하는 경우에, 상기 구리 농도의 이상을 검출하는, 구성 1에 기재된 검출 장치(40).
(구성 3)
상기 검출부(406, 41)는, 상기 융점이 상기 제1 문턱값보다 작은 제2 문턱값을 초과하는 경우에, 상기 구리 농도의 이상 징조를 검출하는, 구성 2에 기재된 검출 장치(40).
(구성 4)
상기 취득부(402, 47)는, 상기 땜납조(21) 내의 땜납(S)을 가열하기 위한 히터(28)에의 통전 개시 후에 상기 온도를 소정 주기마다 취득하는, 구성 1 내지 3 중 어느 하나에 기재된 검출 장치(40).
(구성 5)
상기 취득부(402, 47)는, 상기 땜납조(21) 내의 땜납(S)을 가열하기 위한 히터(28)에의 통전 정지 후에 상기 온도를 소정 주기마다 취득하는, 구성 1 내지 3 중 어느 하나에 기재된 검출 장치.
(구성 6)
땜납조(21) 내의 땜납(S)의 온도를 취득하는 단계와,
승온 과정 및 강온 과정 중 적어도 한쪽에서의 상기 온도의 시간 변화로부터 상기 땜납(S)의 융점을 측정하는 단계와,
상기 융점의 변동에 기초하여, 상기 땜납의 구리 농도의 변동을 검출하는 단계를 구비하는, 검출 방법.
(구성 7)
구성 6에 기재된 검출 방법을 컴퓨터에 실행시키기 위한 프로그램.
본 발명의 실시형태에 대해 설명하였지만, 이번에 개시된 실시형태는 모든 점에서 예시로서 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 한다. 본 발명의 범위는 청구범위에 의해 나타나며, 청구범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.
1 납땜 시스템, 10 반송 장치, 11 반송 벨트, 12 예비 가열 장치, 13 프레임, 13a 관찰창, 14 냉각 장치, 20 분류식 납땜 장치, 21 땜납조, 22, 23 덕트, 24, 25 펌프, 24a, 25a 모터, 24b, 25b 임펠러, 26 1차 분류 노즐, 27 2차 분류 노즐, 28 히터, 29 온도계, 30 컨트롤러, 40 검출 장치, 41 CPU, 42 ROM, 43 RAM, 44 HDD, 45 표시 IF, 46 입력 IF, 47 통신 IF, 48 버스, 50 표시 장치, 402 취득부, 404 측정부, 406 검출부, S 땜납, W 기판.

Claims (7)

  1. 땜납조 내의 땜납의 온도를 취득하기 위한 취득부와,
    승온 과정 및 강온 과정 중 적어도 한쪽에서의 상기 온도의 시간 변화로부터 상기 땜납의 융점을 측정하기 위한 측정부와,
    상기 융점의 변동에 기초하여, 상기 땜납의 구리 농도의 변동을 검출하기 위한 검출부를 구비하는, 검출 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 검출부는, 상기 융점이 제1 문턱값을 초과하는 경우에, 상기 구리 농도의 이상(異常)을 검출하는, 검출 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 검출부는, 상기 융점이 상기 제1 문턱값보다 작은 제2 문턱값을 초과하는 경우에, 상기 구리 농도의 이상 징조를 검출하는, 검출 장치.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 취득부는, 상기 땜납조 내의 땜납을 가열하기 위한 히터에의 통전 개시 후에 상기 온도를 소정 주기마다 취득하는, 검출 장치.
  5. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 취득부는, 상기 땜납조 내의 땜납을 가열하기 위한 히터에의 통전 정지 후에 상기 온도를 소정 주기마다 취득하는, 검출 장치.
  6. 땜납조 내의 땜납의 온도를 취득하는 단계와,
    승온 과정 및 강온 과정 중 적어도 한쪽에서의 상기 온도의 시간 변화로부터 상기 땜납의 융점을 측정하는 단계와,
    상기 융점의 변동에 기초하여, 상기 땜납의 구리 농도의 변동을 검출하는 단계를 구비하는, 검출 방법.
  7. 청구항 6에 기재된 검출 방법을 컴퓨터에 실행시키기 위한 프로그램.
KR1020227001697A 2019-09-06 2020-08-31 검출 장치, 검출 방법 및 프로그램 KR20220019831A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019162776A JP7276021B2 (ja) 2019-09-06 2019-09-06 検出装置、検出方法およびプログラム
JPJP-P-2019-162776 2019-09-06
PCT/JP2020/032842 WO2021044997A1 (ja) 2019-09-06 2020-08-31 検出装置、検出方法およびプログラム

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220019831A true KR20220019831A (ko) 2022-02-17

Family

ID=74852473

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020227001697A KR20220019831A (ko) 2019-09-06 2020-08-31 검출 장치, 검출 방법 및 프로그램

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20220283104A1 (ko)
EP (1) EP4026641A4 (ko)
JP (1) JP7276021B2 (ko)
KR (1) KR20220019831A (ko)
CN (1) CN114270183A (ko)
WO (1) WO2021044997A1 (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007080891A (ja) 2005-09-12 2007-03-29 Fuji Electric Holdings Co Ltd はんだ槽中はんだの銅濃度の経時変化の推定方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5229691B2 (ko) * 1972-08-07 1977-08-03
US5176742A (en) * 1991-09-30 1993-01-05 General Electric Company Method for filtering a molten solder bath
JP3221670B2 (ja) * 2000-02-24 2001-10-22 株式会社日本スペリア社 ディップはんだ槽の銅濃度制御方法
EP1162021B1 (en) * 2000-06-06 2005-02-02 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method for estimating quality of lead-free solder material and process for flow soldering
JP4935254B2 (ja) 2006-09-04 2012-05-23 株式会社ニコン 微分干渉顕微鏡
JP2008185387A (ja) * 2007-01-29 2008-08-14 Mitsubishi Electric Corp 溶融はんだ中の銅濃度測定方法及びその方法に用いるプリント基板
JP5103197B2 (ja) * 2008-01-15 2012-12-19 株式会社日本スペリア社 溶融金属の監視システム
EP2221136A1 (de) * 2009-02-20 2010-08-25 Endress+Hauser GmbH+Co. KG Lötanlage und Verfahren zur Erkennung von einem Lot enthaltenen Verunreinigungen
JP6321369B2 (ja) * 2013-12-19 2018-05-09 高周波熱錬株式会社 はんだ中の銅濃度定量方法
DE102016105182A1 (de) * 2016-03-21 2017-09-21 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Diagnose-Lötrahmen und Verfahren zur Erkennung von Verunreinigungen in einem Lotbad einer Lötanlage

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007080891A (ja) 2005-09-12 2007-03-29 Fuji Electric Holdings Co Ltd はんだ槽中はんだの銅濃度の経時変化の推定方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP4026641A1 (en) 2022-07-13
JP7276021B2 (ja) 2023-05-18
US20220283104A1 (en) 2022-09-08
WO2021044997A1 (ja) 2021-03-11
JP2021041411A (ja) 2021-03-18
CN114270183A (zh) 2022-04-01
EP4026641A4 (en) 2023-09-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3102017B1 (en) Quality management apparatus and quality management method
US9494932B2 (en) Monitoring device, monitoring method, and recording medium
EP3119176A1 (en) Quality control device, quality control method, and program
JP4541172B2 (ja) 部品実装ラインにおける情報管理システム
JP2013172009A (ja) フローはんだ付け装置およびはんだ液面調整方法
US20190064765A1 (en) Mounting board manufacturing system and mounting board manufacturing method
US20210397169A1 (en) Information processing apparatus and monitoring method
US10216159B2 (en) Production system
JP5310634B2 (ja) はんだ付け装置
JP2020034429A (ja) 配管検査装置及び配管検査方法
KR20220019831A (ko) 검출 장치, 검출 방법 및 프로그램
JP2007157781A (ja) 部品不良判別装置、部品不良判別方法、部品不良判別用プログラム、および部品不良判別用プログラムを記録した記録媒体
CN118435047A (zh) 电芯检测方法、装置、系统、处理器以及控制器
JP2005236071A (ja) リフロー半田付装置
JP6102650B2 (ja) 連続ラインにおける板温制御方法及び板温制御装置
JP2014022681A (ja) 部品実装システム
JP2010093047A (ja) 処理装置の管理システム
JP2005173911A (ja) 工程管理システムおよび工程管理方法
JP3856131B2 (ja) 基板実装ラインの運転支援装置
CN108778593B (zh) 检测焊接设备的焊料槽中的杂质的诊断焊接框架及方法
CN112272595B (zh) 信息处理装置及其控制方法、管理系统、以及记录介质
JP7067346B2 (ja) 情報処理装置、管理システム、制御プログラムおよび情報処理装置の制御方法
JP6546068B2 (ja) 基板処理装置及びその制御方法
KR102042070B1 (ko) 와이어 투입 관리 시스템 및 와이어 투입 관리 방법
JP2018001173A (ja) 金型冷却装置用異常検出システム

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal