特許ウォッチ

公開番号2024059692
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-05-01
出願番号2024019420,2022543973
出願日2024-02-13,2021-08-18
発明の名称はんだ噴流の評価装置及び評価システム
出願人三菱電機株式会社
代理人弁理士法人深見特許事務所
主分類B23K 1/00 20060101AFI20240423BHJP(工作機械;他に分類されない金属加工)
要約【課題】はんだ噴流の状態を安定して評価する。
【解決手段】評価装置(200)は、搬送コンベア(104)上を搬送される搬送部材に取り付けられた薄板部材(201)を有する。評価装置(200)は、はんだ付け装置のはんだ噴流(110)の状態を評価するために、搬送コンベア(104)によって溶融はんだ槽(102)の上方を通過する際に、赤外線カメラ(107)によって、はんだ噴流(110)と接触している薄板(201)の温度分布を測定される。薄板部材(201)は、ビオ数が0.1以下の材質及び板厚で構成される。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
はんだ噴流が噴出される溶融はんだ槽と、前記溶融はんだ槽の上方を通過する様にはんだ付け対象物を搬送する搬送コンベアと、前記溶融はんだ槽の上方から前記搬送コンベア及び前記溶融はんだ槽に向けられた視野内の温度分布測定器とを備えたはんだ付け装置に用いられるはんだ噴流の評価装置であって、
前記搬送コンベア上を搬送される搬送部材と、
前記搬送部材に対して前記溶融はんだ槽の上方で前記はんだ噴流と接触する位置に取り付けられた薄板部材とを備え、
前記薄板部材は、ビオ数が０．１以下の材質及び板厚で構成される、はんだ噴流の評価装置。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記薄板部材は、前記薄板部材の板厚方向に沿って前記搬送部材との間に第１の隙間が設けられる様に前記搬送部材に対して取り付けられ、
前記第１の隙間は、前記はんだ噴流との接触時に前記薄板部材に生じる前記板厚方向の熱膨張量よりも大きい、請求項１記載のはんだ噴流の評価装置。
【請求項３】
前記薄板部材は、前記薄板部材の面方向に沿って前記搬送部材との間に第２の隙間が設けられる様に前記搬送部材に対して取り付けられ、
前記第２の隙間は、前記はんだ噴流との接触時に前記薄板部材に生じる前記面方向の熱膨張量よりも大きい、請求項１又は２に記載のはんだ噴流の評価装置。
【請求項４】
前記薄板部材は、前記薄板部材に設けられた穴を貫通する固定部材によって前記搬送部材に取り付けられ、
前記穴の径及び前記固定部材の径の差によって生じる、前記薄板部材の面方向の第３の隙間は、前記はんだ噴流との接触時に前記固定部材に生じる前記面方向の熱膨張量よりも大きい、請求項１～３のいずれか１項記載のはんだ噴流の評価装置。
【請求項５】
前記搬送部材は、前記搬送コンベアによる搬送方向に交差する方向に延在する第１辺及び第２辺を有するように構成され、
前記第１辺は、前記搬送コンベア上を前記第２辺よりも先行して前記搬送方向に搬送され、
前記薄板部材は、前記第２辺との間にスペースが設けられる様に前記搬送部材に対して取り付けられ、
前記スペースの前記搬送方向に沿った長さは、前記はんだ噴流の前記搬送方向に沿った長さの（１／２）よりも長い、請求項１～４のいずれか１項に記載のはんだ噴流の評価装置。
【請求項６】
前記搬送部材は、前記薄板部材が取り付けられた状態において、前記搬送コンベアによる搬送方向に沿った後方側が開口する形状で構成される、請求項１～４のいずれか１項に記載のはんだ噴流の評価装置。
【請求項７】
前記搬送部材は、
前記薄板部材が取り付けられる第１の部材と、
前記第１の部材に対して固定される第２の部材とを有し、
前記第１の部材は、前記薄板部材が取り付けられた状態において、前記搬送コンベアによる搬送方向に沿った後方側が開口する形状を有し、
前記第２の部材は、前記第１の部材の開口部位に対応して、前記薄板部材よりも前記上方側に位置する様に前記第１の部材に対して取り付けられる、請求項１～４のいずれか１項に記載のはんだ噴流の評価装置。
【請求項８】
請求項１～７のいずれか１項に記載のはんだ噴流の評価装置と、
前記評価装置の評価対象となる前記はんだ付け装置と、
前記評価装置が前記溶融はんだ槽の上方を通過する際に前記はんだ噴流と接触している状態の前記薄板部材を前記温度分布測定器によって測定することで取得された熱画像の画像処理によって得られた、前記薄板部材の面内での温度分布の状況に基づき、前記はんだ噴流の状態の良否を判定するコントローラとを備える、はんだ噴流の評価システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、はんだ噴流の評価装置および評価システムに関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
溶融はんだを噴流させて、電子部品をプリント基板にはんだ付けする装置が、製造ラインで一般的に用いられている。このようなはんだ付け装置では、電子部品を搭載したプリント基板に対するはんだ噴流の接触状態が、はんだ付け品質に影響を及ぼす。このため、不良品の発生を回避するためには、プリント基板の製造に際して、はんだ噴流の状態を適切に評価することが求められる。
【０００３】
例えば、特開平１０－１９３０９２号公報（特許文献１）には、はんだ槽内のノズルから上方に溶融はんだを噴流させ、ノズル上方に配置される板状部材に噴流するはんだを接触させた状態で、はんだ噴流及び板状部材の接触状態を撮影するはんだ噴流制御装置が記載されている。更に、特許文献１では、上記撮影画像を信号処理して、はんだ噴流及び板状部材の接触幅を検出するとともに、検出された接触幅を安定化するように、はんだ噴流ポンプの回転数が制御される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開平１０－１９３０９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１では、耐熱性ガラス又は耐熱性樹脂によって板状部材が構成される。はんだ噴流及び板状部材の接触画像は、耐熱性ガラスを用いるときには、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラによって撮影され、耐熱性樹脂を用いるときには、赤外線カメラによって撮影される。
【０００６】
しかしながら、ＣＣＤカメラによって耐熱性ガラス板及びはんだ噴流の接触状態を撮影する場合には、撮影画像に部分的なハレーションが生じることで、耐熱性ガラス板及びはんだ噴流の接触状態を、画像処理によって評価することが困難になる虞がある。具体的には、耐熱性ガラス板及びはんだ噴流の間に、フラックスに起因した気泡、及び、はんだ噴流の三次元的な起伏形状に起因した空間が存在することが、部分的なハレーションの原因となる。
【０００７】
一方で、赤外線カメラによって耐熱性樹脂及びはんだ噴流の接触状態を撮影する場合には、耐熱性樹脂の熱抵抗が大きいことに起因して、赤外線カメラによる撮影画像上での温度分布が、耐熱性樹脂及びはんだ噴流の接触領域を示すまでに、時間ロスが生じることが懸念される。この結果、耐熱性樹脂及びはんだ噴流の接触状態を、画像処理によって評価することが困難になる虞がある。
【０００８】
本開示は、このような問題点を解決するためになされたものであって、本開示の目的は、はんだ噴流の状態を安定して評価できる評価装置及び評価方法を提供するとともに、はんだ付け不良を回避した安定的なプリント基板の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本開示のある局面によれば、はんだ付け装置に用いられるはんだ噴流の評価装置であって、はんだ付け装置は、はんだ噴流が噴出される溶融はんだ槽と、溶融はんだ槽の上方を通過する様にはんだ付け対象物を搬送する搬送コンベアと、溶融はんだ槽の上方を通過する物体内の温度分布測定器とを備える。評価装置は、搬送コンベア上を搬送される搬送部材及び薄板部材を有する。薄板部材は、搬送部材に対して溶融はんだ槽の上方ではんだ噴流と接触する位置に取り付けられる。薄板部材は、はんだ噴流との接触時に、はんだ噴流から薄板部材への熱伝達による熱の移動速度と比較して、薄板部材の内部での熱伝導による熱の移動速度が高くなるように構成される。
【００１０】
本開示の他のある局面によれば、はんだ噴流の評価方法であって、本開示に従う評価装置が溶融はんだ槽の上方を通過する際に薄板部材を温度分布測定器によって測定することで、薄板部材の面内の温度分布を示す熱画像を取得するステップと、熱画像の画像処理によって得られた面内での温度分布の状況に基づき、はんだ噴流の状態の良否を判定するステップとを備える。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許