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JP7682314B2 - Solder jet evaluation device and evaluation system - Google Patents
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Description

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。 This disclosure relates to a solder jet evaluation device and evaluation system.

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。 Equipment that uses a jet of molten solder to solder electronic components to printed circuit boards is commonly used on production lines. With such soldering equipment, the contact state of the solder jet with the printed circuit board on which the electronic components are mounted affects the soldering quality. For this reason, in order to avoid the occurrence of defective products, it is necessary to properly evaluate the state of the solder jet when manufacturing printed circuit boards.

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。 For example, Japanese Patent Laid-Open Publication No. 10-193092 (Patent Document 1) describes a solder jet control device that jets molten solder upward from a nozzle in a solder bath and photographs the contact state between the solder jet and the plate-shaped member while the jetted solder is in contact with a plate-shaped member placed above the nozzle. Furthermore, in Patent Document 1, the photographed image is subjected to signal processing to detect the contact width between the solder jet and the plate-shaped member, and the rotation speed of the solder jet pump is controlled to stabilize the detected contact width.

特開平10-193092号公報Japanese Patent Application Publication No. 10-193092

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。 In Patent Document 1, the plate-shaped member is made of heat-resistant glass or heat-resistant resin. When heat-resistant glass is used, the image of the solder jet and the contact of the plate-shaped member is taken by a CCD (Charge Coupled Device) camera, and when heat-resistant resin is used, the image is taken by an infrared camera.

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。 However, when the contact state between the heat-resistant glass plate and the solder jet is photographed using a CCD camera, partial halation may occur in the photographed image, making it difficult to evaluate the contact state between the heat-resistant glass plate and the solder jet through image processing. Specifically, partial halation is caused by the presence of air bubbles due to the flux between the heat-resistant glass plate and the solder jet, and spaces due to the three-dimensional undulating shape of the solder jet.

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。 On the other hand, when capturing an image of the contact state between the heat-resistant resin and the solder jet using an infrared camera, there is a concern that due to the high thermal resistance of the heat-resistant resin, a time loss will occur before the temperature distribution on the image captured by the infrared camera shows the contact area between the heat-resistant resin and the solder jet. As a result, there is a risk that it will be difficult to evaluate the contact state between the heat-resistant resin and the solder jet using image processing.

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。 This disclosure has been made to solve these problems, and the purpose of this disclosure is to provide an evaluation device and evaluation method that can stably evaluate the state of the solder jet, as well as to provide a stable method for manufacturing printed circuit boards that avoids soldering defects.

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。 According to one aspect of the present disclosure, there is provided an evaluation device for a solder jet used in a soldering apparatus, the soldering apparatus comprising a molten solder bath from which a solder jet is ejected, a transport conveyor for transporting an object to be soldered so as to pass above the molten solder bath, and a temperature distribution measuring device for an object passing above the molten solder bath. The evaluation device has a transport member and a thin plate member transported on the transport conveyor. The thin plate member is attached to the transport member at a position above the molten solder bath where it comes into contact with the solder jet. The thin plate member is configured so that, when it comes into contact with the solder jet, the rate of heat transfer by thermal conduction within the thin plate member is higher than the rate of heat transfer by heat transfer from the solder jet to the thin plate member.

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。 According to another aspect of the present disclosure, a method for evaluating a solder jet includes the steps of: acquiring a thermal image showing the temperature distribution within the surface of the thin plate member by measuring the thin plate member with a temperature distribution measuring device as the evaluation device according to the present disclosure passes above a molten solder bath; and judging whether the state of the solder jet is good or bad based on the state of the temperature distribution within the surface obtained by image processing of the thermal image.

本開示の更に他のある局面によれば、プリント基板の製造方法は、本開示に従うはんだ噴流の評価方法によってはんだ付け装置のはんだ噴流を評価する工程と、搬送コンベアによってはんだ付け装置の溶融はんだ槽の上方にプリント基板を通過させるはんだ付け工程とを備える。はんだ付け工程は、評価する工程によるはんだ噴流の状態の良否判定後に実行される。 According to yet another aspect of the present disclosure, a method for manufacturing a printed circuit board includes a step of evaluating a solder jet of a soldering device using a solder jet evaluation method according to the present disclosure, and a soldering step of passing a printed circuit board above a molten solder bath of the soldering device using a transport conveyor. The soldering step is performed after the quality of the solder jet state is determined in the evaluation step.

本開示によれば、温度分布測定器によって測定された薄板部材又ははんだ噴流の水平面内の温度分布に基づき、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、当該評価後にはんだ付け工程を設けることで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ができる。 According to the present disclosure, an evaluation device and evaluation method are provided that can stably evaluate the state of a solder jet based on the temperature distribution in a horizontal plane of a thin plate member or a solder jet measured by a temperature distribution measuring device, and a stable manufacturing method for a printed circuit board that avoids soldering defects can be provided by providing a soldering process after the evaluation.

本実施の形態に係るはんだ噴流の評価装置の評価対象となるはんだ付け装置の構成を説明する概念的な斜視図である。1 is a conceptual perspective view illustrating a configuration of a soldering apparatus to be evaluated by a solder jet evaluation apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 本実施の形態に係るはんだ噴流の評価試験時の動作を説明するための概念的な斜視図である。FIG. 13 is a conceptual perspective view for explaining the operation during an evaluation test of a solder jet according to the present embodiment. 本実施の形態に係るはんだ噴流の評価試験における画像処理のための構成例を説明するブロック図である。FIG. 13 is a block diagram illustrating an example of a configuration for image processing in an evaluation test of a solder jet according to the present embodiment. 図2に示された評価装置の構成例を説明する斜視図である。FIG. 3 is a perspective view illustrating a configuration example of the evaluation device shown in FIG. 2 . 図4Aに示された評価装置の展開図である。FIG. 4B is an exploded view of the evaluation device shown in FIG. 4A. 図2に示された評価装置の構成例を説明する平面図である。FIG. 3 is a plan view illustrating a configuration example of the evaluation device shown in FIG. 2 . 薄板の材質及び板厚とビオ数の関係の一例を示すグラフである。1 is a graph showing an example of the relationship between the material and thickness of a thin plate and the Biot number. 薄板がはんだ噴流と接触している状態での概念的な第1の断面図である。FIG. 2 is a conceptual first cross-sectional view of a thin plate in contact with a solder jet; 薄板がはんだ噴流と接触している状態での概念的な第2の断面図である。FIG. 2 is a conceptual second cross-sectional view of the thin plate in contact with a solder jet. 搬送部材の構成の第1の変形例を示す斜視図である。FIG. 13 is a perspective view showing a first modified example of the configuration of the conveying member. 搬送部材の構成の第2の変形例を示す斜視図である。FIG. 11 is a perspective view showing a second modified example of the configuration of the conveying member. 実施の形態1に係るはんだ噴流の評価装置による評価試験を説明する第1の概念図である。1 is a first conceptual diagram illustrating an evaluation test performed by the solder jet evaluation device according to the first embodiment. FIG. 実施の形態1に係るはんだ噴流の評価装置による評価試験を説明する第2の概念図である。11 is a second conceptual diagram illustrating an evaluation test using the solder jet evaluation device according to the first embodiment. FIG. 図9A及び図9Bの状態で得られる熱画像中の温度分布を説明する概念図である。FIG. 9C is a conceptual diagram illustrating the temperature distribution in a thermal image obtained in the state of FIGS. 9A and 9B. 実施の形態2に係るはんだ噴流の評価試験で得られた熱画像の加工例を説明する概念図である。13 is a conceptual diagram illustrating an example of processing a thermal image obtained in an evaluation test of a solder jet according to the second embodiment. FIG. 加工された熱画像内での検査枠の設定例を説明する概念図である。FIG. 13 is a conceptual diagram illustrating an example of setting an inspection frame within a processed thermal image. 2次噴流の状態を評価する定量パラメータ値の設定例を説明する概念図である。11 is a conceptual diagram illustrating an example of setting a quantitative parameter value for evaluating the state of a secondary jet. FIG. 熱画像からの不良判定例を説明するための概念図である。11A and 11B are conceptual diagrams for explaining examples of defective determination from thermal images. 評価対象となるはんだ付け装置の概念的な斜視図である。FIG. 2 is a conceptual perspective view of a soldering device to be evaluated. はんだ噴流の正常時における図14の断面図である。FIG. 15 is a cross-sectional view of FIG. 14 when the solder jet is normal. はんだ噴流の異常原因を説明するための図15と同位置の第1の断面図である。FIG. 16 is a first cross-sectional view taken at the same position as FIG. 15 for explaining a cause of an abnormality in solder jet. はんだ噴流の異常原因を説明するための図15と同位置の第2の断面図である。FIG. 16 is a second cross-sectional view taken at the same position as FIG. 15 for explaining the cause of an abnormality in solder jet. はんだ噴流の異常原因を説明するための図15と同位置の第3の断面図である。FIG. 16 is a third cross-sectional view taken at the same position as FIG. 15 for explaining the cause of an abnormality in solder jet. 実施の形態3に係るはんだ噴流の評価方法及びプリント基板の製造方法を説明するフローチャートである。11 is a flowchart illustrating a method for evaluating a solder jet and a method for manufacturing a printed circuit board according to a third embodiment. 実施の形態3に係るはんだ噴流の評価方法で用いられる評価モデルの一例を説明する概念図である。13 is a conceptual diagram illustrating an example of an evaluation model used in the solder jet evaluation method according to the third embodiment. FIG. 実施の形態3に係るはんだ噴流の評価方法による回帰予測の一例を説明する概念図である。13 is a conceptual diagram illustrating an example of regression prediction by the solder jet evaluation method according to the third embodiment. FIG. 搬送方向の鉛直断面におけるはんだ噴流の形状の第1の例を説明するための概念的な断面図である。11 is a conceptual cross-sectional view for explaining a first example of the shape of a solder jet in a vertical cross section in the transport direction. FIG. 搬送方向の鉛直断面におけるはんだ噴流の形状の第2の例を説明するための概念的な断面図である。13 is a conceptual cross-sectional view for explaining a second example of the shape of a solder jet in a vertical cross section in the transport direction. FIG. 搬送方向の鉛直断面におけるはんだ噴流の形状の第3の例を説明するための概念的な断面図である。13 is a conceptual cross-sectional view for explaining a third example of the shape of a solder jet in a vertical cross section in the transport direction. FIG. プリント基板が通過していないときのはんだ噴流の断面形状の第1の例を説明するための概念的な断面図である。1 is a conceptual cross-sectional view for explaining a first example of a cross-sectional shape of a solder jet when a printed circuit board is not passing through; FIG. 図23Aに示されたはんだ噴流とプリント基板の接触状態を説明するための概念的な断面図である。23B is a conceptual cross-sectional view for explaining the contact state between the solder jet and the printed circuit board shown in FIG. 23A. プリント基板が通過していないときのはんだ噴流の断面形状の第2の例を説明するための概念的な断面図である。11 is a conceptual cross-sectional view for explaining a second example of the cross-sectional shape of a solder jet when a printed circuit board is not passing through. FIG. 図24Aに示されたはんだ噴流とプリント基板との接触状態を説明するための概念的な断面図である。24B is a conceptual cross-sectional view for explaining the contact state between the solder jet and the printed circuit board shown in FIG. 24A. はんだ噴流の熱画像の第1の例及び対応する断面形状を示す図である。FIG. 2 shows a first example of a thermal image of a solder jet and corresponding cross-sectional profile. はんだ噴流の熱画像の第2の例及び対応する断面形状を示す図である。FIG. 13 shows a second example of a thermal image of a solder jet and corresponding cross-sectional profile. はんだ噴流の断面形状と赤外線カメラに対する放射エネルギとの関係を説明する概念的な断面図である。1A and 1B are conceptual cross-sectional views illustrating the relationship between the cross-sectional shape of a solder jet and the radiant energy to an infrared camera. はんだ噴流の断面形状と赤外線カメラによる検出温度との関係を説明する概念的な断面図である。1A and 1B are conceptual cross-sectional views illustrating the relationship between the cross-sectional shape of a solder jet and the temperature detected by an infrared camera. はんだ噴流の流量と赤外線カメラによる検出温度との関係を説明する概念的な断面図である。10 is a conceptual cross-sectional view illustrating the relationship between the flow rate of a solder jet and the temperature detected by an infrared camera. 1次噴流の正常時の温度分布の一例を説明する熱画像及びグラフである。11 is a thermal image and a graph illustrating an example of a temperature distribution of a primary jet in a normal state. 1次噴流の異常常の温度分布の一例を説明する熱画像及びグラフである。11 is a thermal image and a graph illustrating an example of an abnormal temperature distribution of a primary jet. 検査枠を用いた1次噴流の監視例を説明する概念図である。FIG. 13 is a conceptual diagram illustrating an example of monitoring a primary jet using an inspection frame. 検査枠を用いた2次噴流の監視例を説明する概念図である。FIG. 13 is a conceptual diagram illustrating an example of monitoring a secondary jet using an inspection frame. 実施の形態4に係るはんだ噴流の評価方法及びプリント基板の製造方法を説明するフローチャートである。13 is a flowchart illustrating a method for evaluating a solder jet and a method for manufacturing a printed circuit board according to a fourth embodiment. 実施の形態4の変形例に係るはんだ噴流の評価方法を説明するフローチャートである。13 is a flowchart illustrating a method for evaluating a solder jet according to a modified example of the fourth embodiment.

以下に、本開示の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。以下では、複数の実施の形態について説明するが、各実施の形態で説明された構成を適宜組合わせることは出願当初から予定されている。尚、以下では、図中の同一又は相当部分には同一符号を付して、その説明は原則的に繰返さないものとする。 The following describes in detail the embodiments of the present disclosure with reference to the drawings. Several embodiments are described below, but it is intended from the beginning of the application that the configurations described in each embodiment will be appropriately combined. In the following, the same or equivalent parts in the drawings are given the same reference numerals, and in principle, their description will not be repeated.

実施の形態1.
図1は、本実施の形態に係るはんだ噴流の評価装置の評価対象となるはんだ付け装置の構成を説明する概念的な斜視図である。
Embodiment 1.
FIG. 1 is a conceptual perspective view illustrating the configuration of a soldering apparatus to be evaluated by a solder jet evaluation apparatus according to the present embodiment.

図1を参照して、はんだ付け装置100は、筐体101と、当該筐体101の内部に配置された溶融はんだ槽102と、搬送コンベア104と、予備加熱装置106と、赤外線カメラ107とを備える。 Referring to FIG. 1, the soldering device 100 includes a housing 101, a molten solder bath 102 disposed inside the housing 101, a transport conveyor 104, a preheating device 106, and an infrared camera 107.

溶融はんだ槽102には、溶融はんだを流動させるインペラを駆動するモータ108が備えられる。モータ108が溶融はんだを流動させることにより、溶融はんだ槽102から上部に向けてはんだ噴流が生じる。 The molten solder bath 102 is equipped with a motor 108 that drives an impeller that causes the molten solder to flow. When the motor 108 causes the molten solder to flow, a solder jet is generated from the molten solder bath 102 toward the top.

搬送コンベア104は、予備加熱装置106の内部、及び、溶融はんだ槽102の上方において、はんだ付け対象物の代表例として示されるプリント基板103を搬送する。予備加熱装置106は、予熱ヒータ105を含む。予熱ヒータ105は、溶融はんだ槽102でのはんだ付けよりも前にプリント基板103を加熱する。プリント基板103は、搬送コンベア104によって溶融はんだ槽102の上部を通過する際に、はんだ噴流と接触することによって、当該接触部位の部品がはんだ付けされる。 The transport conveyor 104 transports the printed circuit board 103, which is shown as a representative example of an object to be soldered, inside the preheating device 106 and above the molten solder bath 102. The preheating device 106 includes a preheater 105. The preheater 105 heats the printed circuit board 103 prior to soldering in the molten solder bath 102. As the printed circuit board 103 passes above the molten solder bath 102 on the transport conveyor 104, it comes into contact with the solder jet, and the components at the contact points are soldered.

赤外線カメラ107は、溶融はんだ槽102の上を通過する物体内を含み、溶融はんだ槽102の上方から搬送コンベア104及び溶融はんだ槽102に向けられた所定の視野内の温度分布を計測又は監視する機能を有する「温度分布測定器」の一実施例として設けられる。 The infrared camera 107 is provided as one example of a "temperature distribution measuring device" that has the function of measuring or monitoring the temperature distribution within a specified field of view directed from above the molten solder bath 102 toward the transport conveyor 104 and the molten solder bath 102, including within an object passing over the molten solder bath 102.

図2は、本実施の形態に係るはんだ噴流の評価試験時の動作を説明するための概念的な斜視図である。 Figure 2 is a conceptual perspective view illustrating the operation during an evaluation test of the solder jet according to this embodiment.

図2を参照して、はんだ噴流の評価試験時には、図1に示されたはんだ付け装置100において、プリント基板103の代わりにはんだ噴流の評価装置200が、搬送コンベア104により搬送される。 Referring to FIG. 2, during the solder jet evaluation test, in the soldering device 100 shown in FIG. 1, a solder jet evaluation device 200 is transported by the transport conveyor 104 instead of the printed circuit board 103.

図2には、評価装置200が、溶融はんだ槽102の上を通過しているタイミングが示される。当該タイミングでは、溶融はんだ槽102から噴出されるはんだ噴流110が、評価装置200の薄板201と部分的に接触している。このタイミングで、はんだ噴流110に接触している当該薄板201を上方から赤外線カメラ107で撮影することで、薄板201の面内(平面方向)の温度分布を示す画像(以下、「熱画像」とも称する)が取得される。例えば、赤外線カメラ107による撮影は、薄板201が予め定められた一定速度で搬送されている状態で、複数枚連続して実行される。更に、当該熱画像を表示するための表示部109が設けられる。表示部109は、液晶ディスプレイ等によって構成され、赤外線カメラ107で撮影された画像に基づく情報を表示する機能を有する。 2 shows the timing when the evaluation device 200 passes over the molten solder bath 102. At this timing, the solder jet 110 ejected from the molten solder bath 102 is partially in contact with the thin plate 201 of the evaluation device 200. At this timing, the thin plate 201 in contact with the solder jet 110 is photographed from above by the infrared camera 107, and an image showing the temperature distribution in the surface (planar direction) of the thin plate 201 (hereinafter also referred to as a "thermal image") is obtained. For example, the infrared camera 107 photographs multiple sheets in succession while the thin plate 201 is being transported at a predetermined constant speed. Furthermore, a display unit 109 for displaying the thermal image is provided. The display unit 109 is composed of a liquid crystal display or the like, and has a function of displaying information based on the image photographed by the infrared camera 107.

本実施の形態では、はんだ噴流110は、1次噴流111及び2次噴流112から構成されるものとする。1次噴流111は、多孔の噴出口から噴出することで、凹凸形状を有する。これに対して、2次噴流112は、一つの大きな開口の噴出口から噴出することで、一様な面形状を有する。 In this embodiment, the solder jet 110 is composed of a primary jet 111 and a secondary jet 112. The primary jet 111 has an uneven shape because it is jetted from a multi-hole jet port. In contrast, the secondary jet 112 has a uniform surface shape because it is jetted from a single large opening jet port.

本実施の形態では、赤外線カメラ107によって撮影された熱画像を用いた画像処理によって、はんだ噴流110の状態が評価される。尚、同様の熱画像を取得可能であれば、赤外線カメラ107とは異なる機器によって、「温度分布測定器」の機能を実現することも可能である。 In this embodiment, the state of the solder jet 110 is evaluated by image processing using a thermal image captured by the infrared camera 107. Note that it is also possible to realize the function of the "temperature distribution measuring instrument" using equipment other than the infrared camera 107, as long as it is possible to acquire a similar thermal image.

図3には、本実施の形態に係るはんだ噴流の評価試験における画像処理のための構成例を説明するブロック図が示される。 Figure 3 shows a block diagram illustrating an example of the configuration for image processing in the solder jet evaluation test according to this embodiment.

図3を参照して、赤外線カメラ107によって撮影された熱画像を構成する熱画像データ(例えば、熱画像を構成する複数の画素毎の温度計測値を示すデータ)は、コントローラ300へ入力される。又、赤外線カメラ107によって撮影された熱画像は、表示部109において、視認可能な態様(例えば、各画素に対応して検出温度に応じて表示色が異なる態様)で、直接表示することができる。 Referring to FIG. 3, thermal imaging data (e.g., data showing temperature measurement values for each of a plurality of pixels constituting the thermal image) constituting the thermal image captured by the infrared camera 107 is input to the controller 300. In addition, the thermal image captured by the infrared camera 107 can be directly displayed on the display unit 109 in a visible manner (e.g., in a manner in which the display color differs according to the detected temperature corresponding to each pixel).

コントローラ300は、例えば、パーソナルコンピュータの一機能として構成することができる。或いは、図3ではコントローラ300及び赤外線カメラ107を別機器として表記しているが、赤外線カメラ107に内蔵されたマイクロコンピュータ等によってコントローラ300を構成することも可能である。 The controller 300 can be configured, for example, as a function of a personal computer. Alternatively, although the controller 300 and the infrared camera 107 are depicted as separate devices in FIG. 3, the controller 300 can also be configured by a microcomputer or the like built into the infrared camera 107.

コントローラ300は、外部とのインターフェイス機能としてのA/D(Analog to Digital)変換器310及びD/A(Digital to Analog)変換器340と、メモリ320と、CPU(Central Processing Unit)330と、データ伝送路としてバス350とを有する。 The controller 300 has an A/D (Analog to Digital) converter 310 and a D/A (Digital to Analog) converter 340 as an interface with the outside, a memory 320, a CPU (Central Processing Unit) 330, and a bus 350 as a data transmission path.

A/D変換器310、メモリ320、CPU330、及び、D/A変換器340は、バス350を経由して、相互にデータ及び信号の授受が可能である。メモリ320は、ROM(Read Only Memory)及びRAM(Random Access Memory)等を含んで構成される。例えば、メモリ320は、本実施の形態に係るはんだ噴流の評価試験を実行するためのプログラム及び当該プログラムが使用するデータを記憶している。或いは、メモリ320は、当該評価試験の結果として得られた算出データ(各種パラメータ値、判定結果、及び、加工後の画像データ等)を記憶することも可能である。 The A/D converter 310, memory 320, CPU 330, and D/A converter 340 can exchange data and signals with each other via bus 350. The memory 320 is configured to include a ROM (Read Only Memory) and a RAM (Random Access Memory), etc. For example, the memory 320 stores a program for executing the solder jet evaluation test according to this embodiment and data used by the program. Alternatively, the memory 320 can store calculated data (various parameter values, judgment results, processed image data, etc.) obtained as a result of the evaluation test.

D/A変換器340は、CPU320で算出された算出データを示すデジタル信号をアナログ電圧信号に変換して、コントローラ300の外部に出力する。これにより、上記算出データが、コントローラ300の出力データとして、コントローラ300の外部機器に供給される。例えば、表示部109は、コントローラ300の出力信号に応じて、はんだ噴流110の評価試験によって求められた、各種パラメータ値、判定結果、及び、画像(画像処理による加工後の画像を含む)を表示することができる。 The D/A converter 340 converts a digital signal indicating the calculation data calculated by the CPU 320 into an analog voltage signal and outputs it to the outside of the controller 300. As a result, the calculation data is supplied to an external device of the controller 300 as output data of the controller 300. For example, the display unit 109 can display various parameter values, judgment results, and images (including images after processing) obtained by the evaluation test of the solder jet 110 according to the output signal of the controller 300.

次に図4A~図4Cを用いて、図2に示された評価装置200の構成例を説明する。
図4Aには、評価装置200単体の組立時の斜視図が示される。評価装置200は、薄板部材(以下、単に「薄板」と称する)201を搬送部材210に取り付けることで構成される。
Next, a configuration example of the evaluation device 200 shown in FIG. 2 will be described with reference to FIGS. 4A to 4C.
4A shows a perspective view of the evaluation device 200 when it is assembled. The evaluation device 200 is constructed by attaching a thin plate member (hereinafter, simply referred to as a “thin plate”) 201 to a conveying member 210.

図4Bには、搬送部材210の構成例を説明するための、図4Aの展開図が示され、図4Cには、評価装置200を上面から見た平面図が示される。 Figure 4B shows an exploded view of Figure 4A to explain an example configuration of the conveying member 210, and Figure 4C shows a plan view of the evaluation device 200 seen from above.

搬送部材210は、上冶具211及び下冶具212と、スペーサ213と、「固定部材」としての、ローレットねじ214、位置決めピン215、及び、六角穴付きボルト216とを有する。 The conveying member 210 has an upper jig 211, a lower jig 212, a spacer 213, and a knurled screw 214, a positioning pin 215, and a hexagon socket bolt 216 as "fixing members."

下冶具212は矩形形状を有し、上冶具211は、搬送コンベア104上での搬送方向の後方側に開口部を有する、所謂「コ」の字形状を有する。薄板201は、下冶具212の対向する2辺のうちの第1辺212aに対して取り付けられる。即ち、薄板201の面方向では、薄板201と、上記2辺のうちの第2辺212bとの間には、スペース219が設けられることになる。第1辺212aは、搬送コンベア104上では、第2辺212bよりも先行して、搬送方向に搬送される。 The lower jig 212 has a rectangular shape, and the upper jig 211 has a so-called "U" shape with an opening on the rear side in the conveying direction on the conveyor 104. The thin plate 201 is attached to the first side 212a of the two opposing sides of the lower jig 212. That is, in the surface direction of the thin plate 201, a space 219 is provided between the thin plate 201 and the second side 212b of the two sides. The first side 212a is conveyed in the conveying direction ahead of the second side 212b on the conveyor 104.

上冶具211及び下冶具212と、スペーサ213との位置関係は、2個の位置決めピン215によって規定される。薄板201は、上冶具211及び下冶具212の間にスペーサ213によって形成された空間内に配置される。薄板201は、1個のローレットねじ214によって、下冶具212(第1辺212a)に対して固定される。更に、上冶具211、下冶具212、及び、スペーサ213は、薄板201を介在させずに、9個の六角穴付きボルト216によって共締めされる。 The positional relationship between the upper jig 211 and the lower jig 212 and the spacer 213 is determined by two positioning pins 215. The thin plate 201 is placed in the space formed by the spacer 213 between the upper jig 211 and the lower jig 212. The thin plate 201 is fixed to the lower jig 212 (first side 212a) by one knurled screw 214. Furthermore, the upper jig 211, the lower jig 212, and the spacer 213 are fastened together by nine hexagon socket bolts 216 without the thin plate 201 being interposed.

スペーサ213の厚みは薄板201の板厚より大きく、薄板201は、下冶具212に対して固定される一方で、上冶具211との間には、薄板201の熱膨張を許容するための、薄板201の板厚方向に隙間(「第1の隙間」に相当)が存在するように配置される。 The thickness of the spacer 213 is greater than the thickness of the thin plate 201, and the thin plate 201 is fixed to the lower jig 212 while being arranged so that there is a gap (corresponding to the "first gap") between the spacer 213 and the upper jig 211 in the thickness direction of the thin plate 201 to allow for thermal expansion of the thin plate 201.

更に、図4Cに示される様に、薄板201は、当該薄板201の面内方向においても、スペーサ213に対して、スペーサ213との間に隙間217を有するような位置関係で配置される。即ち、薄板201は、スペーサ213との間に隙間217を設けるような位置関係で、下冶具212の上に載せられた状態で、上冶具211を貫通するローレットねじ214によって、下冶具212(第1辺212a)に固定される。 Furthermore, as shown in FIG. 4C, the thin plate 201 is arranged in a positional relationship with respect to the spacer 213 such that there is a gap 217 between the thin plate 201 and the spacer 213 even in the in-plane direction of the thin plate 201. That is, the thin plate 201 is placed on the lower jig 212 in a positional relationship such that there is a gap 217 between the thin plate 201 and the spacer 213, and is fixed to the lower jig 212 (first side 212a) by a knurled screw 214 that passes through the upper jig 211.

尚、隙間217の長さ(面方向)は、(薄板201の線膨張係数)×(室内と噴流はんだ101との温度差)×(薄板201の幅)より大きくなるように設計される。これにより、はんだ噴流110との接触時に薄板201が熱膨張しても、スペーサ213に拘束されて薄板201が反ることを防止できる。隙間217は「第2の隙間」に対応する。 The length (in the plane direction) of the gap 217 is designed to be greater than (linear expansion coefficient of the thin plate 201) x (temperature difference between the room and the solder jet 101) x (width of the thin plate 201). This prevents the thin plate 201 from warping, as it is restrained by the spacer 213, even if the thin plate 201 thermally expands when it comes into contact with the solder jet 110. The gap 217 corresponds to the "second gap."

反面、熱膨張に起因した薄板201の変形を防止するために、搬送部材210では薄板201を周辺部のみで支持する構造となるため、薄板201の自重によるたわみの発生が懸念される。このため、薄板201については、剛性の高い材質(例えば、タングステン等)を選定することで、自重たわみの影響を軽減することが好ましい。 On the other hand, in order to prevent deformation of the thin plate 201 due to thermal expansion, the conveying member 210 is structured to support the thin plate 201 only at its periphery, which raises concerns about the thin plate 201 bending due to its own weight. For this reason, it is preferable to select a highly rigid material (e.g., tungsten) for the thin plate 201 to reduce the effects of bending due to its own weight.

評価装置200をこのような構造にすることで、薄板201の拘束点は当該ローレットねじ214を締める箇所一点のみとなるので、はんだ噴流110に当該薄板201が接触した時の当該薄板201の熱膨張による伸縮が拘束されない。この結果、はんだ噴流110と接触時に、薄板201は反らずに平面を保った状態を維持できる。これにより、赤外線カメラ107によって撮影された熱画像上での薄板201の面内の温度分布は、薄板201及びはんだ噴流110の接触領域を正確に反映するものとして、高い再現性で取得することができる。 By constructing the evaluation device 200 in this manner, the thin plate 201 is restrained only at the point where the knurled screw 214 is tightened, so that the thin plate 201 is not restrained from expanding or contracting due to thermal expansion when it comes into contact with the solder jet 110. As a result, when it comes into contact with the solder jet 110, the thin plate 201 can maintain a flat state without warping. As a result, the temperature distribution within the surface of the thin plate 201 on the thermal image captured by the infrared camera 107 can be obtained with high reproducibility as an accurate reflection of the contact area between the thin plate 201 and the solder jet 110.

薄板201は、熱伝導性の高い物質で構成することが好ましく、例えば、板厚0.2[mm]で、板幅200[mm]×板長200[mm]の寸法のタングステン板で構成することができる。薄板201(タングステン板)の赤外線カメラ107による撮影面には、黒体スプレーを塗布することにより、当該面の放射率を高めることが好ましい。薄板201は、はんだ噴流110との接触時に、はんだ噴流110から薄板201への熱伝達による熱の移動速度と比較して、薄板201の内部での熱伝導による熱の移動速度が高くなる様な、寸法及び材質で構成される。 The thin plate 201 is preferably made of a material with high thermal conductivity, and can be made of a tungsten plate with a thickness of 0.2 mm and dimensions of 200 mm width x 200 mm length. The surface of the thin plate 201 (tungsten plate) photographed by the infrared camera 107 is preferably sprayed with a black body spray to increase the emissivity of that surface. The thin plate 201 is made of dimensions and materials such that, when it comes into contact with the solder jet 110, the rate of heat transfer by thermal conduction inside the thin plate 201 is higher than the rate of heat transfer by heat transfer from the solder jet 110 to the thin plate 201.

薄板201の板厚及び材質は、ビオ数に基づいて選定することができる。ビオ数は、熱伝導に対する熱伝達の速さを表すパラメータとして一般的に用いられている。薄板201では、板厚が、面サイズに比して格段に小さいため(0.2<<200)、本実施の形態では、(ビオ数)=(はんだ噴流110の熱伝達率)×(板厚)÷(薄板201の熱伝導率)で求めることができる。 The thickness and material of the thin plate 201 can be selected based on the Biot number. The Biot number is generally used as a parameter that indicates the speed of heat transfer in thermal conduction. Since the thickness of the thin plate 201 is significantly smaller than the surface size (0.2<<200), in this embodiment, the Biot number can be calculated as follows: (Biot number) = (heat transfer coefficient of solder jet 110) x (plate thickness) ÷ (thermal conductivity of thin plate 201).

ビオ数が0.1より大きいと、はんだ噴流110の熱伝達による熱の移動に比べて、内部の熱伝導による熱の移動が遅くなる傾向になることを意味する。この場合には、はんだ噴流110の状態が、赤外線カメラ107で撮影する薄板201の面に温度分布として現れるまでに時間遅れが生じることになる。従って、本実施の形態では、薄板201の材質及び板厚について、ビオ数が0.1以下となる様に選定することが好ましい。 If the Biot number is greater than 0.1, this means that the transfer of heat by internal thermal conduction tends to be slower than the transfer of heat by thermal conduction of the solder jet 110. In this case, there will be a time delay before the state of the solder jet 110 appears as a temperature distribution on the surface of the thin plate 201 photographed by the infrared camera 107. Therefore, in this embodiment, it is preferable to select the material and thickness of the thin plate 201 so that the Biot number is 0.1 or less.

図5には、薄板の材質及び板厚とビオ数の関係の一例を示すグラフとして、タングステン板及びチタン板について、板厚をパラメータにビオ数を求めた一例が示される。 Figure 5 shows an example of a graph showing the relationship between the Biot number and the material and thickness of a thin plate, in which the Biot number was calculated for a tungsten plate and a titanium plate, with the plate thickness used as a parameter.

図5の横軸及び縦軸には、板厚及びビオ数がそれぞれ示される。図5中では、薄板201をチタン板としたときの特性C1と、タングステン板としたときの特性C2とが示される。尚、タングステンの熱伝導率は、174[W/m/K]であり、チタンの熱伝導率は、21.9[W/m/K]である。一方で、はんだ噴流110の熱伝達率は、10000[W/m/K]である。 The horizontal and vertical axes of Fig. 5 indicate the plate thickness and Biot number, respectively. Fig. 5 shows characteristic C1 when the thin plate 201 is a titanium plate, and characteristic C2 when it is a tungsten plate. The thermal conductivity of tungsten is 174 [W/m/K], and the thermal conductivity of titanium is 21.9 [W/m/K]. On the other hand, the thermal conductivity of the solder jet 110 is 10,000 [W/ m2 /K].

図5から、タングステン板(C2)では、板厚が1[mm]でもビオ数が0.1に到達しないことが分かる。一方、チタン板(C1)では、板厚が0.2[mm]を超えるとビオ数が0.1を超えるため、薄板201をチタン板で構成する場合には、板厚は0.2[mm]以下に選定すべきことが分かる。 From Figure 5, it can be seen that with a tungsten plate (C2), the Biot number does not reach 0.1 even when the plate thickness is 1 mm. On the other hand, with a titanium plate (C1), the Biot number exceeds 0.1 when the plate thickness exceeds 0.2 mm. Therefore, when the thin plate 201 is made of a titanium plate, the plate thickness should be selected to be 0.2 mm or less.

このようなビオ数に基づく選定により、薄板201の材質としては、タングステン及びチタン以外の他の金属(例えば、アルミニウム、鉄等)を採用することが可能である。或いは、窒化アルミニウム及び窒化ケイ素等のセラミックによって、薄板201を構成することも可能である。 By making such a selection based on the Biot number, it is possible to use metals other than tungsten and titanium (e.g., aluminum, iron, etc.) as the material for the thin plate 201. Alternatively, the thin plate 201 can be made of ceramics such as aluminum nitride and silicon nitride.

薄板201(例えば、タングステン板)には、直径4[mm]の穴が空けられている。当該穴に直径3[mm]のローレットねじ214を貫通させ、下冶具212に固定させることで、搬送部材210に対して、薄板201は密接することなく、リンク状に連結されている。薄板201の穴の直径は、ローレットねじ214の直径よりも大きく設計される。両者の径差は、当該穴とローレットねじ214との間に生じる隙間が、はんだ噴流110との接触時における薄板201の熱膨張を阻害することが無いように配慮して設計される。具体的には、ローレットねじ214に面方向に生じる熱膨張によって、薄板201が変形しないように、上記隙間の寸法が決定される。 A hole with a diameter of 4 mm is drilled in the thin plate 201 (e.g., a tungsten plate). A knurled screw 214 with a diameter of 3 mm is passed through the hole and fixed to the lower jig 212, so that the thin plate 201 is connected to the conveying member 210 in a link-like manner without being in close contact. The diameter of the hole in the thin plate 201 is designed to be larger than the diameter of the knurled screw 214. The difference in diameter between the two is designed so that the gap between the hole and the knurled screw 214 does not hinder the thermal expansion of the thin plate 201 when it comes into contact with the solder jet 110. Specifically, the size of the gap is determined so that the thin plate 201 is not deformed by the thermal expansion of the knurled screw 214 in the planar direction.

尚、図4A~図4Cの例では、薄板201に空けた穴を1個のみとしているが、固定するローレットねじ214と薄板(タングステン板)201の穴との間に、熱膨張による伸縮量を吸収できる隙間が確保されるのであれば、薄板(タングステン板)201の複数の穴を設けて、複数個所で、ローレットねじ214を用いて薄板201が搬送部材210に対しリンク状に連結されてもよい。 In the example of Figures 4A to 4C, only one hole is drilled in the thin plate 201, but if a gap is secured between the fixing knurled screw 214 and the hole in the thin plate (tungsten plate) 201 that can absorb the amount of expansion and contraction due to thermal expansion, multiple holes may be provided in the thin plate (tungsten plate) 201, and the thin plate 201 may be linked to the conveying member 210 at multiple points using the knurled screw 214.

一方、上冶具211、下冶具212、及び、スペーサ213は、ガラスクロスをエポキシ樹脂で含侵した耐熱性樹脂を加工することで製造できる。或いは、ポリエーテル、エーテル、ケトン系樹脂、及び、ポリイミド系樹脂等の耐熱性樹脂、アルミニウム及びステンレス鋼等の金属、又は、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、及び、窒化ケイ素等のセラミックによって、上冶具211、下冶具212、及び、スペーサ213を構成することも可能である。 On the other hand, the upper jig 211, the lower jig 212, and the spacer 213 can be manufactured by processing a heat-resistant resin in which glass cloth is impregnated with epoxy resin. Alternatively, the upper jig 211, the lower jig 212, and the spacer 213 can be made of heat-resistant resins such as polyether, ether, ketone-based resins, and polyimide-based resins, metals such as aluminum and stainless steel, or ceramics such as aluminum oxide, aluminum nitride, and silicon nitride.

薄板201における搬送方向の後方側に設けられた、薄板201と下冶具212の第2辺212bとの間のスペース219は、はんだ噴流110の形状を阻害することを防止する目的で求められる。 The space 219 between the thin plate 201 and the second edge 212b of the lower jig 212, located on the rear side of the thin plate 201 in the transport direction, is required to prevent the shape of the solder jet 110 from being obstructed.

図6A及び図6Bには、薄板201がはんだ噴流110と接触している状態での概念的な断面図が示される。図6A及び図6Bには、図4Aに記載された、評価装置200のVI-VI断面を含む断面図が示されている。 Figures 6A and 6B show conceptual cross-sectional views of a thin plate 201 in contact with a solder jet 110. Figures 6A and 6B show cross-sectional views including the VI-VI section of the evaluation device 200 shown in Figure 4A.

図6Aには、搬送部材210にスペース219が設けられて、はんだ噴流110の形状が阻害されていない接触状態での断面図が示される。一方で、図6Bには、搬送部材210にスペース219が設けられておらず、はんだ噴流110の形状が阻害された接触状態での断面図が示される。 Figure 6A shows a cross-sectional view of the conveying member 210 in a contact state where the space 219 is provided and the shape of the solder jet 110 is not obstructed. On the other hand, Figure 6B shows a cross-sectional view of the conveying member 210 in a contact state where the space 219 is not provided and the shape of the solder jet 110 is obstructed.

図6A及び図6Bを参照して、下冶具212は、薄板201からはんだ噴流110への方向(下方側)に薄板201よりも突出している。このため、図6Bの様に、スペース219を設けることなく薄板201が搬送部材210に取り付けられる構造では、薄板201及びはんだ噴流110の接触時、即ち、熱画像の撮影時に、はんだ噴流110の形状が乱される。これにより、はんだ噴流110の形状を正確に反映した熱画像の取得が困難になることが懸念される。 Referring to Figures 6A and 6B, the lower jig 212 protrudes from the thin plate 201 in the direction (downward) from the thin plate 201 toward the solder jet 110. For this reason, in a structure in which the thin plate 201 is attached to the transport member 210 without providing a space 219 as in Figure 6B, the shape of the solder jet 110 is disturbed when the thin plate 201 and the solder jet 110 come into contact with each other, i.e., when a thermal image is taken. This raises concerns that it may be difficult to obtain a thermal image that accurately reflects the shape of the solder jet 110.

これに対して、図6Aに示される様に、搬送方向に沿ったはんだ噴流110の噴出口の長さWSに対して、スペース219の搬送方向に沿った長さW1を適切に確保することにより、薄板201がはんだ噴流110と接触している間、はんだ噴流110の形状は乱されることがない。この結果、赤外線カメラ107によって、はんだ噴流110の形状を正確に反映した熱画像を取得することが可能となる。 In response to this, as shown in FIG. 6A, by appropriately ensuring the length W1 of the space 219 along the transport direction relative to the length WS of the nozzle of the solder jet 110 along the transport direction, the shape of the solder jet 110 is not disturbed while the thin plate 201 is in contact with the solder jet 110. As a result, it becomes possible for the infrared camera 107 to acquire a thermal image that accurately reflects the shape of the solder jet 110.

例えば、W1及びWSの間に、W1>(WS/2)が成立する様にスペース219を確保すると、はんだ噴流110の形状の乱れを回避して、薄板201の熱画像を取得することができる。尚、上記WSは、はんだ付け装置100において、溶融はんだ槽102のモータ108を最大出力で駆動した際に生じるはんだ噴流110の幅(例えば、2次噴流112の幅)に対応して設定することができる。 For example, if a space 219 is provided between W1 and WS so that W1>(WS/2) holds, it is possible to avoid distortion of the shape of the solder jet 110 and obtain a thermal image of the thin plate 201. Note that the above WS can be set in accordance with the width of the solder jet 110 (e.g., the width of the secondary jet 112) that is generated when the motor 108 of the molten solder bath 102 is driven at maximum output in the soldering device 100.

又、図6A及び図6Bからも、図4A~図4Cで説明した、上冶具211、下冶具212、及び、スペーサ213に対する、ローレットねじ214及びボルト216による薄板201の取付構造が確認できる。即ち、薄板201は、スペーサ213の存在により、上冶具211及び下冶具212の両方とは密着することになく固定されており、薄板201及び上冶具211の間には、板厚方向に隙間218が設けられている。又、ローレットねじ214と、ローレットねじ214を貫通させるための薄板201の穴との間にも、両者の径の差によって隙間221が設けられる。隙間218は「第1の隙間」の一実施例に対応し、隙間221は「第3の隙間」の一実施例に対応する。この様に、薄板201は、板厚方向及び面方向の両方に隙間を持った状態で固定されているため、薄板201が熱膨張によって凹凸変形することなく、平面を保った状態で、はんだ噴流110と接触することができる。 6A and 6B also show the mounting structure of the thin plate 201 to the upper jig 211, the lower jig 212, and the spacer 213 using the knurled screw 214 and the bolt 216, as described in FIGS. 4A to 4C. That is, the thin plate 201 is fixed to both the upper jig 211 and the lower jig 212 without being in close contact with them due to the presence of the spacer 213, and a gap 218 is provided between the thin plate 201 and the upper jig 211 in the plate thickness direction. Also, a gap 221 is provided between the knurled screw 214 and the hole in the thin plate 201 through which the knurled screw 214 passes due to the difference in diameter between the two. The gap 218 corresponds to an example of the "first gap", and the gap 221 corresponds to an example of the "third gap". In this way, the thin plate 201 is fixed with gaps in both the thickness direction and the surface direction, so the thin plate 201 can come into contact with the solder jet 110 while maintaining a flat surface without being deformed by thermal expansion.

図4A~図4Cでは、下冶具212を「ロ」の字形状とする搬送部材210の構成例を説明したが、搬送部材210の構成は、当該例には限定されない。 In Figures 4A to 4C, an example of the configuration of the conveying member 210 in which the lower jig 212 is shaped like the letter "R", is described, but the configuration of the conveying member 210 is not limited to this example.

図7及び図8には、搬送部材210の構成の変形例が示される。
図7を参照して、第1の変形例では、搬送部材210の下冶具212が、上冶具211と同様に、搬送方向の後方側に開口部を有する、所謂「コ」の字形状を有する。このようにすると、図6Aで説明したスペース219を設けることなく、はんだ噴流110の形状の乱れを回避して、評価装置200を搬送することができる。これにより、評価装置200の小型化も可能である。一方で、図7の構造では、図4A~図4Cの「ロ」の字形状と比較すると、下冶具212の構造上の強度が低下する。
7 and 8 show modified configurations of the conveying member 210. FIG.
7, in the first modified example, the lower jig 212 of the transport member 210 has a so-called "U" shape with an opening on the rear side in the transport direction, similar to the upper jig 211. In this way, it is possible to transport the evaluation device 200 while avoiding the disturbance of the shape of the solder jet 110 without providing the space 219 described in FIG. 6A. This also makes it possible to reduce the size of the evaluation device 200. On the other hand, in the structure of FIG. 7, the structural strength of the lower jig 212 is reduced compared to the "U" shape of FIGS. 4A to 4C.

図8を参照して、第2の変形例では、第1の変形例と同様に「コ」の字形状で構成された搬送部材210は、上冶具211及び下冶具212とは別部材の補強材220を更に有する。下冶具212は、搬送方向の後方側、即ち、開口部側において、上冶具211よりも長い部位212cを有するように作成される。更に、搬送方向に交差する方向に対向する両側の部位212cに対して、補強材220がボルト222によって固定される。 Referring to FIG. 8, in the second modified example, the conveying member 210, which is configured in a U-shape like the first modified example, further includes a reinforcing member 220 that is a separate member from the upper jig 211 and the lower jig 212. The lower jig 212 is created so as to have a portion 212c that is longer than the upper jig 211 on the rear side in the conveying direction, i.e., on the opening side. Furthermore, the reinforcing member 220 is fixed by bolts 222 to the portions 212c on both sides that face each other in a direction that intersects the conveying direction.

図8の構造では、補強材220は、はんだ噴流110の噴出口に対して、薄板201よりも上方側に位置することになるので、薄板201に接触するはんだ噴流110の形状が、補強材220の影響で乱れることがない。このため、スペース219を設けることなく、はんだ噴流110の形状の乱れを回避して、評価装置200による評価試験を行うことが可能となる。又、図7と比較すると、搬送部材210の構造上の強度を確保することができる。図8では、下冶具212は「第1の部材」の一実施例に対応し、補強材220は「第2の部材」の一実施例に対応する。 In the structure of FIG. 8, the reinforcing material 220 is located above the thin plate 201 with respect to the outlet of the solder jet 110, so the shape of the solder jet 110 that contacts the thin plate 201 is not disturbed by the reinforcing material 220. Therefore, it is possible to perform an evaluation test using the evaluation device 200 without providing a space 219 and avoid disturbance of the shape of the solder jet 110. Also, compared to FIG. 7, the structural strength of the transport member 210 can be ensured. In FIG. 8, the lower jig 212 corresponds to an example of the "first member", and the reinforcing material 220 corresponds to an example of the "second member".

次に、図9A~図9Cを用いて、実施の形態1に係るはんだ噴流の評価装置による評価試験を説明する。 Next, an evaluation test using the solder jet evaluation device according to embodiment 1 will be described with reference to Figures 9A to 9C.

図9Aには、評価装置200が、はんだ噴流110の上方を通過する際の概念的な斜視図が示される。この状態では、薄板201の下面において、1次噴流111及び2次噴流112を含むはんだ噴流110が部分的に接触する。 Figure 9A shows a conceptual perspective view of the evaluation device 200 passing above the solder jet 110. In this state, the solder jet 110, including the primary jet 111 and the secondary jet 112, partially contacts the underside of the thin plate 201.

図9Bには、図9Aの状態における1次噴流111及び2次噴流112と、薄板201との接触状態が、評価装置200を点線で表記することで、概念的に示される。薄板201では、図9B中でハッチングされた、はんだ噴流110(1次噴流111及び2次噴流112)との接触部位の温度が上昇する。 In FIG. 9B, the contact state of the primary jet 111 and secondary jet 112 with the thin plate 201 in the state of FIG. 9A is conceptually shown by indicating the evaluation device 200 with a dotted line. In the thin plate 201, the temperature rises at the contact area with the solder jet 110 (primary jet 111 and secondary jet 112), which is hatched in FIG. 9B.

従って、図9Aの状態での薄板201を赤外線カメラ107で撮影することにより、図9Bの黒塗り領域の温度上昇が反映された熱画像を得ることができる。 Therefore, by photographing the thin plate 201 in the state shown in Figure 9A with the infrared camera 107, a thermal image can be obtained that reflects the temperature rise in the blackened area shown in Figure 9B.

図9Cには、当該熱画像250中の温度分布を等温線で示した概念図が示される。
図9Cに示される様に、熱画像250中では、はんだ噴流110と接触する当該薄板201の箇所が高温となる。等温線111tは、1次噴流111との接触部位に対応して、斑点状の温度分布を示す。又、等温線112tは、2次噴流112との折衝部位に対応して、帯状の温度分布を示している。即ち、等温線111t及び112tは、薄板201との接触部位における1次噴流111及び2次噴流112の形状を示している。即ち、等温線111t及び112tに基づき、1次噴流111及び2次噴流112の状態を評価することができる。
FIG. 9C shows a conceptual diagram illustrating the temperature distribution in the thermal image 250 using isothermal lines.
9C , in the thermal image 250, the portion of the thin plate 201 in contact with the solder jet 110 becomes hot. The isothermal line 111t shows a spotted temperature distribution corresponding to the contact portion with the primary jet 111. The isothermal line 112t shows a band-like temperature distribution corresponding to the contact portion with the secondary jet 112. That is, the isothermal lines 111t and 112t show the shapes of the primary jet 111 and the secondary jet 112 at the contact portion with the thin plate 201. That is, the states of the primary jet 111 and the secondary jet 112 can be evaluated based on the isothermal lines 111t and 112t.

例えば、薄板201の表面上の温度を座標と対応付けて処理できるように、熱画像250は、M×N個の画素領域(M,N:自然数)に分割される。即ち、熱画像250の横方向(幅方向)をM分割(例えば、M=640)、かつ、縦方向(搬送方向)をN分割(例えば、N=480)とすることで、640×480個の画素領域を有する2次元マトリクスから構成される。 For example, the thermal image 250 is divided into M x N pixel regions (M, N: natural numbers) so that the temperature on the surface of the thin plate 201 can be processed in association with coordinates. That is, the thermal image 250 is divided into M horizontal (width) regions (e.g., M = 640) and N vertical (transport) regions (e.g., N = 480), resulting in a two-dimensional matrix having 640 x 480 pixel regions.

この結果、熱画像250内の複数の画素領域の各々での温度データから、図9Cに示された様な、はんだ噴流110、即ち、1次噴流111及び2次噴流112との接触部位を特定することができる。即ち、熱画像250の画像処理によって、評価装置200(薄板201)によるはんだ噴流110の切断面の形状を検知することができる。この結果、はんだ噴流110(1次噴流111及び2次噴流112)の状態を把握し、プリント基板を正常に製造可能な状態であるか否かを安定的に評価することができる。 As a result, the contact points with the solder jet 110, i.e., the primary jet 111 and secondary jet 112, as shown in FIG. 9C, can be identified from the temperature data in each of the multiple pixel regions in the thermal image 250. That is, by image processing of the thermal image 250, the shape of the cut surface of the solder jet 110 by the evaluation device 200 (thin plate 201) can be detected. As a result, the state of the solder jet 110 (primary jet 111 and secondary jet 112) can be grasped, and it can be stably evaluated whether or not it is in a state where a printed circuit board can be normally manufactured.

実施の形態2.
実施の形態2では、実際のはんだ付け装置100でのはんだ噴流の良否判定例を説明する。
Embodiment 2.
In the second embodiment, an example of determining whether a solder jet is good or bad in an actual soldering apparatus 100 will be described.

図1に示されたはんだ付け装置100では、例えば、鉛フリーはんだ(例えば、Sn-3.0Ag-0.5Cuの標準組成)のはんだ噴流110が噴出する溶融はんだ槽102において、はんだ加熱用ヒータ(図示せず)により、はんだ噴流110の温度は目標温度(例えば、250[℃])に制御される。 In the soldering device 100 shown in FIG. 1, for example, in a molten solder bath 102 from which a solder jet 110 of lead-free solder (e.g., standard composition of Sn-3.0Ag-0.5Cu) is ejected, the temperature of the solder jet 110 is controlled to a target temperature (e.g., 250°C) by a solder heater (not shown).

この状態で、溶融はんだ槽102の上方に、実施の形態1で説明したはんだ噴流の評価装置200を通過させて、はんだ噴流110及び評価装置200(薄板201)が接触しているタイミングで、赤外線カメラ107で評価装置200(薄板201)を撮影する。これにより、図9Cに例示した熱画像250が取得される。 In this state, the solder jet evaluation device 200 described in the first embodiment is passed above the molten solder bath 102, and when the solder jet 110 and the evaluation device 200 (thin plate 201) are in contact, the infrared camera 107 captures an image of the evaluation device 200 (thin plate 201). This results in the thermal image 250 shown in FIG. 9C.

図10には、熱画像250の画像処理例が示される。
図10を参照して、画像処理の一例として、上述したはんだ噴流110の温度250[℃]に対して、しきい値を240[℃]とした二値化処理によって、240[℃]以上の部位と、240[℃]未満の部位とを識別した、加工画像252が得られる、図10では、240[℃]以上の部位をハッチングで示している。加工画像252により、上述した、複数の画素領域(例えば、640×480個)の各々について、240[℃]以上、即ち、はんだ噴流110との接触領域と、240[℃]未満、即ち、はんだ噴流110との非接触領域とに分類できる。
FIG. 10 shows an example of image processing of a thermal image 250 .
10, as an example of image processing, a binarization process is performed with a threshold value of 240° C. for the temperature of solder jet 110 of 250° C. described above, and a processed image 252 is obtained in which areas at 240° C. or higher and areas below 240° C. are identified. Areas at 240° C. or higher are indicated by hatching in FIG. 10. Processed image 252 allows classification of each of the above-mentioned multiple pixel areas (e.g., 640×480 pixels) into areas at 240° C. or higher, i.e., areas in contact with solder jet 110, and areas below 240° C., i.e., areas not in contact with solder jet 110.

尚、図10の画像例において、1次噴流111との接触領域が、図中の上方に向かって段階的に縮小しているのは、図1に示されたように、搬送コンベア104が水平面に対して、一定角度(例えば、5[°]程度)傾いているためである。 In the example image of FIG. 10, the contact area with the primary jet 111 gradually shrinks toward the top of the image because, as shown in FIG. 1, the transport conveyor 104 is inclined at a certain angle (e.g., about 5°) with respect to the horizontal plane.

図10の加工画像において、図11に示すような検査枠が予め定義される。
図11を参照して、はんだ噴流110(1次噴流111及び2次噴流112)の噴出形状に対応させて、1次噴流111の検査枠111c、及び、2次噴流112の検査枠112cを設けることができる。各検査枠111c及び検査枠112cは、図9Cで説明した、複数の画素領域(例えば、640×480個)を単位として定義することができる。
In the processed image of FIG. 10, an inspection frame as shown in FIG. 11 is defined in advance.
11, an inspection frame 111c for the primary jet 111 and an inspection frame 112c for the secondary jet 112 can be provided in accordance with the jet shape of the solder jet 110 (primary jet 111 and secondary jet 112). Each of the inspection frames 111c and 112c can be defined in units of a plurality of pixel regions (e.g., 640×480 pixels) as described in FIG. 9C.

これにより、各検査枠111c及び検査枠112c内では、はんだ噴流110との接触領域(ハッチング部位)及び非接触領域(白色部)とが画素領域単位で区別される。この結果、例えば、各検査枠111cでは、全体の面積(画素領域の個数)に対する、はんだ噴流110との接触領域の面積(画素領域の個数)に基づいて、1次噴流111の状態の良否を判定することができる。例えば、全体面積に対する接触領域の割合が予め定められた判定値(例えば、40[%])以上であるときには、当該検査枠111cに対応する1次噴流111の状態が良好である(合格)と判定する一方で、当該割合が判定値未満であるときには、当該1次噴流111の状態が不良である(不合格)と判定することができる。 In each inspection frame 111c and inspection frame 112c, the contact area (hatched area) with the solder jet 110 and the non-contact area (white area) are distinguished by pixel area. As a result, for example, in each inspection frame 111c, the quality of the state of the primary jet 111 can be determined based on the area of the contact area with the solder jet 110 (the number of pixel areas) relative to the total area (the number of pixel areas). For example, when the ratio of the contact area to the total area is equal to or greater than a predetermined judgment value (e.g., 40 [%]), the state of the primary jet 111 corresponding to the inspection frame 111c is determined to be good (passed), while when the ratio is less than the judgment value, the state of the primary jet 111 can be determined to be poor (failed).

2次噴流112の状態については、図12に説明する様な定量値の導入によって判定することができる。 The state of the secondary jet 112 can be determined by introducing a quantitative value as described in Figure 12.

図12を参照して、2次噴流112の検査枠112cでは、画面上下方向(即ち、ライン搬送方向)に沿った複数個所の各々で、接触領域(ハッチング領域)の画素領域数をカウントすることで、接触長を算出することができる。 Referring to FIG. 12, in the inspection frame 112c of the secondary jet 112, the contact length can be calculated by counting the number of pixels in the contact area (hatched area) at each of multiple locations along the vertical direction of the screen (i.e., the line transport direction).

例えば、各検査枠112cにおいて、5個所で接触長L1~L5を算出することができる。そして、接触長L1~L5の平均値を、当該検査枠112cにおける2次噴流112の接触長とすることができる。当該接触長(平均値)が、予め定められた正常範囲(例えば、検査枠112cの上下方向の長さに対する50[%]~80[%])に入っているか否かを判定することで、2次噴流112の状態について良好(合格)及び不良(不合格)のいずれであるかを評価することができる。 For example, in each inspection frame 112c, contact lengths L1 to L5 can be calculated at five locations. The average of contact lengths L1 to L5 can then be taken as the contact length of the secondary jet 112 in that inspection frame 112c. By determining whether the contact length (average value) is within a predetermined normal range (for example, 50% to 80% of the vertical length of the inspection frame 112c), it is possible to evaluate whether the condition of the secondary jet 112 is good (pass) or bad (fail).

又、2次噴流112に対して複数個設けられた検査枠112cの間での接触幅の比較によって、2次噴流112のライン搬送方向に対して垂直な方向(幅方向)に沿った、噴流状態のばらつき(変動)についても評価することができる。 In addition, by comparing the contact width between the multiple inspection frames 112c provided for the secondary jet 112, it is also possible to evaluate the variation (fluctuation) in the jet state along the direction perpendicular to the line conveying direction of the secondary jet 112 (width direction).

例えば、図12の例では、5個設けられた検査枠112cのそれぞれで、はんだ噴流(2次噴流112)の接触長(平均値)LAV1~LAV5を算出すると、LAV1~LAV5の平均値LAV*(全体平均値)に対する、LAV1~LAV5のうちの最大値LAVmaxを算出して、2次噴流112の幅方向の変動を評価することができる。例えば、(LAV*/LAVmax)が予め定められた判定値(例えば、80[%])以上であれば、はんだ噴流110(2次噴流112)の幅の変動は小さく、良好な状態であると判定することができる。 For example, in the example of FIG. 12, the contact lengths (average values) LAV1 to LAV5 of the solder jet (secondary jet 112) are calculated for each of the five inspection frames 112c provided, and then the maximum value LAVmax of LAV1 to LAV5 is calculated relative to the average value LAV* (overall average value) of LAV1 to LAV5, allowing the variation in the width direction of the secondary jet 112 to be evaluated. For example, if (LAV*/LAVmax) is equal to or greater than a predetermined judgment value (e.g., 80[%]), it can be judged that the variation in width of the solder jet 110 (secondary jet 112) is small and in a good condition.

実施の形態2で説明した様に、実施の形態1に係る評価装置の撮影によって求められた熱画像を用いて、画素領域毎にはんだ噴流110との接触及び非接触を区別する画像処理を通じて、はんだ噴流110(1次噴流111及び2次噴流112)の状態(良好/不良)を定量的に判定することができる。 As explained in the second embodiment, the thermal image obtained by photographing with the evaluation device of the first embodiment can be used to quantitatively determine the state (good/bad) of the solder jets 110 (primary jets 111 and secondary jets 112) through image processing that distinguishes between contact and non-contact with the solder jets 110 for each pixel area.

図13には、熱画像からの不良判定例が示される。
図13を参照して、1次噴流111に対しては、検査枠111x,111y,111zにおいて、はんだ噴流110との接触領域の割合が判定値より低いことから、不良が自動的に検出される。又、不良と判定された検査枠111cの位置から、1次噴流111の未接触領域又は接触不十分な領域を把握することができる。同様に、2次噴流112に対しては、複数の検査枠112cの間でのはんだ噴流110との接触長の変動が大きいことから、幅方向に不均一な形状の2次噴流112xを把握することができる。この結果、はんだ噴流110の流路の詰まり、はんだ噴流110の噴出口の傾き、或いは、はんだ噴流110の流量不足などの異常を容易に検知できる。
FIG. 13 shows an example of a defect determination based on a thermal image.
13, for the primary jet 111, the ratio of the contact area with the solder jet 110 in the inspection frames 111x, 111y, and 111z is lower than the judgment value, so that a defect is automatically detected. Also, from the position of the inspection frame 111c judged to be defective, the non-contact area or the area with insufficient contact of the primary jet 111 can be grasped. Similarly, for the secondary jet 112, the variation in the contact length with the solder jet 110 between the multiple inspection frames 112c is large, so that the secondary jet 112x having an uneven shape in the width direction can be grasped. As a result, an abnormality such as a blockage of the flow path of the solder jet 110, an inclination of the nozzle of the solder jet 110, or an insufficient flow rate of the solder jet 110 can be easily detected.

このように、実施の形態2によれば、はんだ付け装置100によるプリント基板103の製造工程(量産)の開始前、或いは、当該製造工程の途中において、はんだ噴流の評価装置200を用いて、はんだ噴流110の状態を確認及び評価することができる。 In this way, according to the second embodiment, the state of the solder jet 110 can be confirmed and evaluated using the solder jet evaluation device 200 before the start of the manufacturing process (mass production) of the printed circuit board 103 by the soldering device 100 or during the manufacturing process.

実施の形態2に従って、上述した定量評価によってはんだ噴流110の状態が不良であると判定された場合には、実際の熱画像から不良原因を推定することが可能である。 According to the second embodiment, if the condition of the solder jet 110 is determined to be defective by the quantitative evaluation described above, it is possible to estimate the cause of the defect from the actual thermal image.

尚、実施の形態2では、1次噴流111及び2次噴流112のそれぞれに対して検査枠111c及び112cを設け、各検査枠111c及び112cでの接触領域の個数に基づく良否判定を説明したが、この様な検査枠を設けない良否判定も可能である。 In the second embodiment, inspection frames 111c and 112c are provided for the primary jet 111 and the secondary jet 112, respectively, and pass/fail judgment is performed based on the number of contact areas in each inspection frame 111c and 112c. However, pass/fail judgment is also possible without providing such an inspection frame.

例えば、図10の加工画像252に対して、はんだ噴流110の良好時の基準熱画像を予め定義することができる。当該基準熱画像では、加工画像252(図10)と共通に定義された複数の画像領域(例えば、640×480個)の各々について、接触領域及び非接触領域のいずれであるかが予め設定される。従って、熱画像250から得られた加工画像252(図10)と、上記基準領域との間で、複数の画素領域毎に接触領域及び非接触領域のいずれであるかの一致判定を行うパターンマッチングによる一致率(一致画素領域数/全画素領域数)を判定値と比較することでも、上記と同様のはんだ噴流110の定量的な良否判定を実現することが可能である。尚、基準熱画像は、正常と判断されたはんだ付け装置100において、当該はんだ噴流の評価装置200の熱画像を撮影する実機実験によって、予め求めることが可能である。 For example, a reference thermal image of the solder jet 110 when it is good can be defined in advance for the processed image 252 in FIG. 10. In the reference thermal image, whether each of the multiple image regions (e.g., 640×480) defined in common with the processed image 252 (FIG. 10) is a contact region or a non-contact region is set in advance. Therefore, a quantitative determination of the quality of the solder jet 110 can be realized similar to that described above by comparing the match rate (number of matching pixel regions/total number of pixel regions) by pattern matching, which determines whether each of multiple pixel regions is a contact region or a non-contact region, between the processed image 252 (FIG. 10) obtained from the thermal image 250 and the reference region, with a determination value. The reference thermal image can be obtained in advance by an actual experiment in which a thermal image of the evaluation device 200 of the solder jet is taken in a soldering device 100 that is determined to be normal.

更に、実施の形態2に従って検出された不良状態の発生に応じて異常検知信号を出力することで、警報及び/又は画面表示等によって管理者及び作業者に異常を通知できる。異常通知に応じたはんだ付け装置100の再点検及び再整備等を通じて、はんだ噴流110を正常な状態に戻した上で、プリント基板103をはんだ付けすることができる。 Furthermore, by outputting an abnormality detection signal in response to the occurrence of a defective state detected according to the second embodiment, it is possible to notify the manager and worker of the abnormality by an alarm and/or a screen display, etc. Through re-inspection and re-maintenance of the soldering device 100 in response to the abnormality notification, the solder jet 110 can be returned to a normal state, and then the printed circuit board 103 can be soldered.

又、当該異常検知信号を当該はんだ付け装置100の制御部(図示せず)に送信して、搬送コンベア104を自動的に停止するように制御することができる。これにより、はんだ噴流110が異常な状態でのはんだ付けが長期間継続されることを回避して、プリント基板103のはんだ付け不良発生率を抑制することも可能である。 The abnormality detection signal can also be sent to a control unit (not shown) of the soldering device 100 to control the transport conveyor 104 to automatically stop. This makes it possible to avoid soldering being continued for a long period of time while the solder jet 110 is in an abnormal state, thereby reducing the rate of soldering defects on the printed circuit board 103.

実施の形態3.
実施の形態3では、実施の形態1に係るはんだ噴流の評価装置を用いた評価方法について更に説明する。実施の形態3では、熱画像を用いたはんだ噴流の不良状態の自動検出から更に進んで、不良原因の自動検出を図る。
Embodiment 3.
In embodiment 3, a further description will be given of an evaluation method using the solder jet evaluation device according to embodiment 1. In embodiment 3, the method goes beyond automatic detection of defective states of solder jets using thermal images to automatically detect the causes of the defects.

まず、図14から図18を用いて、はんだ噴流110の異常発生原因の代表例を説明する。 First, we will explain typical examples of causes of abnormal occurrence of solder jet 110 using Figures 14 to 18.

図14には、実施の形態3での異常検出対象となるはんだ付け装置100の斜視図が示される。図14の内容は、図2と同等であり、はんだ噴流110を噴出している状態の溶融はんだ槽102の上部を、実施の形態1で説明した評価装置200が通過する際に赤外線カメラ107が熱画像を取得することで、実施の形態3に係るはんだ噴流の評価方法が実行される。 Figure 14 shows a perspective view of the soldering device 100 that is the subject of anomaly detection in embodiment 3. The content of Figure 14 is the same as that of Figure 2, and the evaluation method for the solder jet according to embodiment 3 is executed by having the infrared camera 107 acquire a thermal image when the evaluation device 200 described in embodiment 1 passes above the molten solder bath 102 that is in a state of spraying the solder jet 110.

図15には、はんだ噴流110の正常時における図14中のXV-XV断面図が示される。一方で、図16~図18には、はんだ噴流110の代表的な異常発生原因を説明するための図15と同位置の断面図が示される。 Figure 15 shows a cross-sectional view of the solder jet 110 taken along line XV-XV in Figure 14 when the solder jet 110 is normal. Meanwhile, Figures 16 to 18 show cross-sectional views taken at the same position as Figure 15 to explain typical causes of abnormalities in the solder jet 110.

図15には、はんだ噴流110が正常な状態が示されており、図中の点線は、はんだの流れを表記している。溶融はんだ槽102内部のはんだは、はんだの加熱用ヒータ121で加熱されており、モータ108により駆動されたインペラ124の回転によって、流路内に吸い込まれる。インペラ124によって吸い込まれたはんだが、噴出口123から噴出することによって。はんだ噴流110が形成される。正常時には、幅方向(即ち、XV-XV断面内)において、噴出口123におけるはんだの面、及び、搬送コンベア104による搬送面は水平である。 Figure 15 shows the normal state of the solder jet 110, with the dotted lines in the figure indicating the flow of solder. The solder inside the molten solder bath 102 is heated by a solder heater 121, and is sucked into the flow path by the rotation of the impeller 124 driven by the motor 108. The solder sucked into the impeller 124 is ejected from the nozzle 123, forming the solder jet 110. Under normal conditions, in the width direction (i.e., within the XV-XV cross section), the surface of the solder at the nozzle 123 and the transport surface by the transport conveyor 104 are horizontal.

これに対して、はんだ噴流110の異常の発生原因としては、例えば、下記の5つが代表的に挙げられる。 In contrast, the following five are typical causes of abnormalities in the solder jet 110:

(1) はんだ噴流110の流路における詰まりの発生(図16)
(2) はんだの噴出口123の傾き(図17)
(3) 搬送コンベア104による搬送面傾き(図18)
(4) はんだの流量不足
(5) はんだの温度不足
図16を参照して、はんだの酸化物であるドロス、又は、フラックス残渣による異物122が発生し、当該異物122による詰まりの発生が、はんだ噴流110の異常原因となる(原因1)。この場合には、当該異物122の詰まりを清掃によって除去することが対策として必要である(対策1)
図17を参照して、はんだ噴流110の噴出口123の位置調整不足、又は、位置調整ミスによって生じた噴出口123の傾きが、はんだ噴流110の異常原因となる(原因2)。この場合には、はんだ噴流110の噴出口の位置をノギス等で計測し、高さ調整ボルト125の操作によって、はんだ噴流110の噴出口の位置を調整することによって、噴出口123を水平に戻すことが必要である(対策2)。
(1) Occurrence of clogging in the flow path of the solder jet 110 (FIG. 16)
(2) Inclination of the solder nozzle 123 (FIG. 17)
(3) Inclination of the conveying surface caused by the conveyor 104 (FIG. 18)
16, foreign matter 122 is generated due to dross, which is an oxide of solder, or due to flux residue, and clogging caused by the foreign matter 122 causes abnormalities in the solder jet 110 (Cause 1). In this case, it is necessary to take measures to remove the clogging caused by the foreign matter 122 by cleaning (Measure 1).
17 , insufficient position adjustment of nozzle 123 of solder jet 110, or tilt of nozzle 123 caused by incorrect position adjustment, causes an abnormality in solder jet 110 (Cause 2). In this case, it is necessary to measure the position of the nozzle of solder jet 110 with a vernier caliper or the like, and adjust the position of the nozzle of solder jet 110 by operating height adjustment bolt 125, thereby returning nozzle 123 to the horizontal (Countermeasure 2).

図18を参照して、相対する搬送コンベア104の間で、高さ違い又はゆがみによって搬送面に傾きが生じると、噴出するはんだ噴流110が正常であっても、搬送面の評価装置200又はプリント基板103と接触する際のはんだ噴流110の形状が異常となる虞がある。このため、搬送コンベア104による搬送面の傾きの発生も、はんだ噴流110の異常原因となる(原因3)。この場合には、搬送コンベア104の高さが均一化されるような調整が必要である(対策3)。 Referring to FIG. 18, if tilting of the conveying surface occurs due to height differences or distortion between opposing conveyors 104, even if the ejected solder jet 110 is normal, there is a risk that the shape of the solder jet 110 will be abnormal when it comes into contact with the conveying surface evaluation device 200 or the printed circuit board 103. Therefore, tilting of the conveying surface caused by the conveyor 104 can also cause abnormalities in the solder jet 110 (Cause 3). In this case, adjustment is required to make the height of the conveyor 104 uniform (Measure 3).

更に他の原因としては、はんだ噴流110を流動させるためのインペラ124を駆動するモータ108の出力調整不足、出力設定ミス、又は、破損によるはんだの流量不足が、はんだ噴流110の異常原因となる(原因4)。この場合には、モータ108の出力の調整、又は、メンテナンスが必要である(対策4)。 Still another cause of the abnormality in the solder jet 110 is insufficient flow rate of the solder due to insufficient output adjustment, incorrect output setting, or damage to the motor 108 that drives the impeller 124 to move the solder jet 110 (Cause 4). In this case, adjustment of the output of the motor 108 or maintenance is required (Countermeasure 4).

或いは、はんだの加熱用ヒータ121の温度調節器(図示せず)の調整不足、設定ミス、又は、破損によるはんだの温度不足も、はんだ噴流110の異常原因となる(原因5)。この場合には、加熱用ヒータ121の温度調節器の調整、又は、メンテナンスが必要である(対策5)
この様に、はんだ噴流110の不良の原因は複数存在し、原因によってとるべき対策も異なってくる。従って、実施の形態2で説明した、評価装置200(薄板201)を撮影した熱画像に基づく、はんだ噴流110の評価試験で不良が検出された場合には、当該異常原因を推定し、更には、対策としての調整項目を案内する「調整ガイダンス」を行うことが好ましい。
Alternatively, insufficient temperature of the solder due to insufficient adjustment, incorrect setting, or damage to the temperature regulator (not shown) of the heater 121 for heating the solder may also cause an abnormality in the solder jet 110 (Cause 5). In this case, adjustment or maintenance of the temperature regulator of the heater 121 for heating is required (Countermeasure 5).
As described above, there are multiple causes of defects in solder jet 110, and the measures to be taken vary depending on the cause. Therefore, when a defect is detected in the evaluation test of solder jet 110 based on the thermal image captured by evaluation device 200 (thin plate 201) as described in the second embodiment, it is preferable to estimate the cause of the abnormality and provide "adjustment guidance" that guides adjustment items as a countermeasure.

図19は、実施の形態3に係るはんだ噴流の評価方法及びプリント基板の製造方法を説明するフローチャートである。 Figure 19 is a flowchart explaining the method for evaluating solder jets and the method for manufacturing printed circuit boards according to embodiment 3.

図19を参照して、本実施の形態に係るプリント基板の製造工程は、はんだ噴流の評価工程P100と、はんだ付け工程P200とを含む。はんだ噴流の評価工程P100は、本実施の形態に係るはんだ噴流の評価方法を実行するためのステップS100~S180を含む。ステップS100~S180の処理は、例えば、コントローラ300(図3)によって実行される。 Referring to FIG. 19, the manufacturing process of the printed circuit board according to this embodiment includes a solder jet evaluation process P100 and a soldering process P200. The solder jet evaluation process P100 includes steps S100 to S180 for executing the solder jet evaluation method according to this embodiment. The processing of steps S100 to S180 is performed, for example, by the controller 300 (FIG. 3).

図19を参照して、コントローラ300は、S100により、実施の形態1で説明した評価装置200の薄板201が、溶融はんだ槽102の上方ではんだ噴流110に接触している状態において、赤外線カメラ107で撮影された熱画像データを取得する。 Referring to FIG. 19, in step S100, the controller 300 acquires thermal imaging data captured by the infrared camera 107 when the thin plate 201 of the evaluation device 200 described in embodiment 1 is in contact with the solder jet 110 above the molten solder bath 102.

コントローラ300は、S110により、撮影された熱画像の特徴量を示す評価用パラメータ値を算出する。例えば、評価用パラメータ値には、温度の絶対値、等温線の密度、等温線の形状、及び、正常と判定された温度分布に対する等温線の変化量等を示すための数値データが含まれる。具体的には、熱画像の任意領域において、その平均温度や最高温度、温度勾配、任意温度の等温線の面積をその周長で除算した値、任意温度以上の等温領域の数、事前に正常と判定された温度分布に対する撮影した熱画像における温度分布との差分値などを、評価用パラメータ値として使用することができる。また、上記特徴量を、公知技術である主成分分析法を実行するためのソフトウェア、及び、独立成分分析法を実行するためのソフトウェア等により、複数のパラメータを合成、もしくは、独立したパラメータを抽出して、評価用パラメータ値として使用してもよい。 The controller 300 calculates evaluation parameter values indicating the feature quantities of the captured thermal image in S110. For example, the evaluation parameter values include numerical data indicating the absolute value of the temperature, the density of the isotherms, the shape of the isotherms, and the amount of change in the isotherms relative to the temperature distribution determined to be normal. Specifically, in an arbitrary region of the thermal image, the average temperature, the maximum temperature, the temperature gradient, the value obtained by dividing the area of the isotherm of an arbitrary temperature by its perimeter, the number of isothermal regions equal to or higher than an arbitrary temperature, the difference value between the temperature distribution in the captured thermal image and the temperature distribution previously determined to be normal, and the like can be used as the evaluation parameter values. In addition, the above feature quantities may be used as evaluation parameter values by synthesizing multiple parameters or extracting independent parameters using software for executing a principal component analysis method, which is a known technology, and software for executing an independent component analysis method.

コントローラ300は、S120により、熱画像に基づく、はんだ噴流110の状態の良否判定処理を実行する。当該良否判定処理は、実施の形態2の図11~図13に示された検査枠111c,112c内でのはんだ噴流110との接触領域の面積割合に基づいて実行することができる。或いは、実施の形態2で説明した様に、予め定められた基準熱画像と、熱画像の加工画像252(図10)との間でのパターンマッチングによっても、S120での良否判定を実行できる。 The controller 300 executes a process of determining the quality of the state of the solder jet 110 based on the thermal image in S120. The quality determination process can be executed based on the surface area ratio of the contact area with the solder jet 110 within the inspection frames 111c, 112c shown in Figures 11 to 13 of the second embodiment. Alternatively, as explained in the second embodiment, the quality determination in S120 can also be executed by pattern matching between a predetermined reference thermal image and the processed image 252 of the thermal image (Figure 10).

尚、基準熱画像については、画素領域毎にはんだ噴流110との接触部位及び非接触部位を規定する態様の他、実際の温度分布を規定する態様とすることも可能である。この場合には、当該基準熱画像の温度分布と、熱画像250の温度分布とのパターンマッチングを公知の任意の手法で行うことで、良否判定を実行しても良い。 The reference thermal image can be configured to specify the actual temperature distribution in addition to the contact and non-contact areas with the solder jet 110 for each pixel region. In this case, a pass/fail determination can be made by pattern matching the temperature distribution of the reference thermal image with the temperature distribution of the thermal image 250 using any known method.

更に、S120では、S110で算出された評価用パラメータ値を用いて、調整ガイダンスのための不良原因判定処理が実行される。当該不良原因判定処理は、データベース(DB)360に蓄積された過去の評価用パラータ値を用いて実行される。一例として、過去にはんだ噴流110の状態が不良であると判定された場合に蓄積された評価用パラメータ値の機械学習によって、不良原因判定処理を実行することができる。 Furthermore, in S120, a defect cause determination process for adjustment guidance is executed using the evaluation parameter values calculated in S110. The defect cause determination process is executed using past evaluation parameter values stored in database (DB) 360. As an example, the defect cause determination process can be executed by machine learning of the evaluation parameter values stored when the state of solder jet 110 was previously determined to be defective.

例えば、図20に示される、ニューラルネットワークを用いた機械学習によって不良原因判定を実行することができる。 For example, defect cause determination can be performed by machine learning using a neural network, as shown in Figure 20.

図20は、不良原因判定処理のための機械学習の一例で用いられるニューラルネットワークを説明する概念図である。 Figure 20 is a conceptual diagram explaining a neural network used in an example of machine learning for defect cause determination processing.

図20を参照して、ニューラルネットワーク370は、入力層を構成するn個(n:2以上の整数)のニューロンNi1~Ninと、出力層を構成するm個(m:2以上の自然数)のニューロンNo1~Nomと、入力層及び出力層の間に接続された隠れ層を構成する複数のニューロンとを含む。入力層、隠れ層、出力層の数、及び、各層のニューロン数によって、ニューラルネットワーク370の構造は任意に設定することができる。 Referring to FIG. 20, neural network 370 includes n neurons Ni1 to Nin (n: an integer of 2 or more) that constitute the input layer, m neurons No1 to Nom (m: a natural number of 2 or more) that constitute the output layer, and a plurality of neurons that constitute a hidden layer connected between the input layer and the output layer. The structure of neural network 370 can be set arbitrarily depending on the number of input layers, hidden layers, and output layers, and the number of neurons in each layer.

図20中に円記号で表記した各ニューロンには、活性化関数が入力される。例えば、活性化関数にはシグモイド関数を用いることができるが、公知の任意の活性化関数を適用することができる。更に、各ニューロン間の重み係数は、後述するように、例えば、過去の実績値から得られた複数の学習データを用いた機械学習によって決定することができる。 An activation function is input to each neuron represented by a circle symbol in FIG. 20. For example, a sigmoid function can be used as the activation function, but any known activation function can be applied. Furthermore, the weighting coefficients between each neuron can be determined by machine learning using multiple learning data obtained from past performance values, as described below.

入力層のn個のニューロンには、S110で算出される複数(n個)の評価用データがそれぞれ入力される。一方で、出力層の複数(m個)のニューロンは、はんだ噴流110の不良原因(例えば、上述の(原因1)~(原因5)のそれぞれと予め対応付けられる。 The n neurons in the input layer are each input with a plurality (n) of evaluation data calculated in S110. On the other hand, the m neurons in the output layer are each associated in advance with a defect cause of the solder jet 110 (for example, each of the above-mentioned (Cause 1) to (Cause 5)).

ニューラルネットワーク370の教師データは、はんだ付け装置100において、特定の原因によってはんだ噴流110が不良である状態を意図的に形成した実験によって求めることができる。即ち、このような特定の不良原因を発生させた下で、評価装置200の熱画像を撮影する評価用試験を実行し、この際に得られた評価用パラメータ値を入力層のニューロンに入力する。出力層では、当該特定の不良原因に対応するニューロンの値を「1」として、他のニューロンの値を「0」とする。この様な、入力層及び出力層のニューロンの値を与えることで、1組の教師データを構成することができる。 The training data for the neural network 370 can be obtained by an experiment in which the soldering device 100 is intentionally created in a state in which the solder jet 110 is defective due to a specific cause. That is, an evaluation test is performed in which a thermal image of the evaluation device 200 is taken while creating such a specific cause of failure, and the evaluation parameter values obtained at this time are input to the neurons in the input layer. In the output layer, the value of the neuron corresponding to the specific cause of failure is set to "1", and the values of the other neurons are set to "0". By providing such values for the neurons in the input layer and output layer, a set of training data can be constructed.

異なる不良原因毎に同様の実験及び評価試験を実行することで、複数の不良原因をカバーする教師データを取得することができる。又、はんだ噴流110が正常な状態での評価試験で求められた評価用パラメータを入力層に代入し、出力層の各ニューロン値を「0」とすることで、正常時(はんだ噴流110の良好時)の教師データを得ることができる。 By performing similar experiments and evaluation tests for each different cause of defects, it is possible to obtain training data that covers multiple causes of defects. In addition, by substituting the evaluation parameters obtained in the evaluation test when the solder jet 110 is in a normal state into the input layer and setting each neuron value in the output layer to "0", it is possible to obtain training data under normal conditions (when the solder jet 110 is in a good state).

このように、はんだ付け装置100での事前の実機実験によって取得された、正常時及び異常時の教師データを用いた機械学習により、ニューラルネットワーク370を求めることができる。当該ニューラルネットワーク370の構造及び各ニューロン間の重み係数を示すデータをデータベース360に記憶しておくことができる。 In this way, the neural network 370 can be obtained by machine learning using training data obtained in advance from actual experiments with the soldering device 100 under normal and abnormal conditions. The structure of the neural network 370 and data indicating the weighting coefficients between each neuron can be stored in the database 360.

再び図19を参照して、コントローラ300は、S120では、S110で求められた評価用パラメータ値を、ニューラルネットワーク370(図20)の入力層を構成する複数(n個)のニューロンにそれぞれ入力する。この結果、出力層を構成する複数(m個)のニューロンの各々では、予め対応付けられた不良原因の発生予測確率が0~1.0の範囲の値で出力されることになる。 Referring again to FIG. 19, in S120, the controller 300 inputs the evaluation parameter values determined in S110 to each of the multiple (n) neurons constituting the input layer of the neural network 370 (FIG. 20). As a result, each of the multiple (m) neurons constituting the output layer outputs a value in the range of 0 to 1.0 representing the predicted probability of occurrence of the defect cause associated with the neuron.

従って、上述の良否判定ではんだ噴流110の状態が不良であると判定された場合には、上述の出力層の各ニューロンでの出力値に基づき、予め定められた複数の原因から、現在生じていると推定される不良原因を抽出する、不良原因判定処理を実行することができる。コントローラ300は、S130により、S120での良否判定処理及び不良原因判定処理の結果を出力する。 Therefore, if the condition of the solder jet 110 is judged to be defective in the above-mentioned pass/fail judgment, a defect cause judgment process can be executed to extract the defect cause that is currently assumed to be occurring from multiple predetermined causes based on the output values of each neuron in the above-mentioned output layer. The controller 300 outputs the results of the pass/fail judgment process and the defect cause judgment process in S120 in S130.

コントローラ300は、はんだ噴流110の状態が良好であると判定された場合には(S170のYES判定時)、はんだ噴流の評価工程P100を終了する。この際には、コントローラ300は、表示部109を用いて、はんだ噴流110の状態が良好であり、はんだ付け装置100をそのまま用いてプリント基板103のはんだ付け工程P200による量産を開始しても良い旨のガイダンスを出力することができる。 When the controller 300 determines that the condition of the solder jet 110 is good (YES in S170), it ends the solder jet evaluation process P100. At this time, the controller 300 can output guidance using the display unit 109 to the effect that the condition of the solder jet 110 is good and that mass production of the printed circuit board 103 can be started by the soldering process P200 using the soldering device 100 as is.

これにより、はんだ噴流110の状態が良好であるはんだ付け装置100において、搬送コンベア104を用いて、プリント基板103が溶融はんだ槽102の上を順次通過することで、プリント基板のはんだ付け工程P200が実行される。 As a result, in a soldering device 100 where the solder jet 110 is in good condition, the printed circuit board soldering process P200 is executed by passing the printed circuit board 103 sequentially over the molten solder bath 102 using the transport conveyor 104.

一方で、コントローラ300は、はんだ噴流110の状態が不良であると判定された場合には(S170のNO判定時)、S180によって、調整ガイダンスを表示部109によって出力して、はんだ噴流の評価工程P100を終了する。S180では、S120での不良原因判定処理によって、発生確率が高い不良原因を抽出するとともに、抽出された不良原因への対策を報知するガイダンスが出力される。例えば、上述した(原因1)~(原因5)のそれぞれに対応して予め定められた、(対策1)~(対策5)のそれぞれを報知するための複数のメッセージから、抽出された不良原因に対応するものを選択的に調整ガイダンスとして出力することができる。 On the other hand, if the condition of the solder jet 110 is determined to be defective (NO in S170), the controller 300 outputs adjustment guidance on the display unit 109 in S180 and ends the solder jet evaluation process P100. In S180, the defect cause with a high probability of occurrence is extracted by the defect cause determination process in S120, and guidance is output to notify measures for the extracted defect cause. For example, from a number of messages for notifying each of (Measures 1) to (Measures 5) that are predetermined to correspond to each of the above-mentioned (Cause 1) to (Cause 5), a message corresponding to the extracted defect cause can be selectively output as adjustment guidance.

或いは、S180では、推定結果に連動させて、はんだ噴流110を流動させる駆動系の出力、又は、溶融はんだ槽102のはんだ温度を調整する必要がある場合には、モータ108、又は、はんだの加熱用ヒータ121の出力を、自動調整することも可能である。 Alternatively, in S180, if it is necessary to adjust the output of the drive system that drives the solder jet 110 or the solder temperature of the molten solder bath 102 in conjunction with the estimation result, it is also possible to automatically adjust the output of the motor 108 or the heater 121 for heating the solder.

調整ガイダンスの出力後は、作業者が当該ガイダンスに従ってはんだ付け装置100の調整或いはメンテナンスを行った後に、はんだ付け工程P200による量産を開始することができる。或いは、調査又はメンテナンスの後でのはんだ噴流110の状態を再評価するために、はんだ付け工程P200に進むことなく図19のフローチャートを一旦終了することも可能である。この場合には、図19のフローチャートに係る処理が再度実行されることになる。 After the adjustment guidance is output, the worker can adjust or maintain the soldering device 100 according to the guidance, and then mass production can begin using the soldering process P200. Alternatively, the flow chart in FIG. 19 can be temporarily terminated without proceeding to the soldering process P200 in order to reevaluate the state of the solder jet 110 after the inspection or maintenance. In this case, the process related to the flow chart in FIG. 19 will be executed again.

コントローラ300は、はんだ噴流の評価工程P100を実行する毎にS110で算出された評価用パラメータ値を機械学習の教師データとして追加することができる。即ち、機械学習を、はんだ付け装置100の実使用時(オンライン後)も継続的に実行することができる。例えば、コントローラ300は、S150及びS160により、S130によって出力された良否判定及び不良原因判定処理の結果を、評価及び確認するとともに、教師データ化する。上述の様に、「良好(S170がYES)」と判定された場合には、S120で算出された評価用パラメータ値を入力層のニューロンの値とし、出力層の各ニューロンの値を0とすることで教師データを作成できる。 The controller 300 can add the evaluation parameter values calculated in S110 as training data for machine learning each time the solder jet evaluation process P100 is performed. That is, machine learning can be performed continuously even when the soldering device 100 is actually used (after going online). For example, the controller 300 evaluates and confirms the results of the pass/fail judgment and defect cause judgment process output by S130 in S150 and S160, and converts them into training data. As described above, if the result is "good (S170 is YES)," the evaluation parameter values calculated in S120 are set as the values of the neurons in the input layer, and the values of each neuron in the output layer are set to 0, thereby creating training data.

一方で、「不良(S170がNO)」と判定された場合には、調整ガイダンス等に基づくはんだ付け装置100の調整又はメンテナンス等を通じて特定された不良原因を反映して出力層のニューロンの値を定めることで、教師データを作成することができる。 On the other hand, if it is judged to be "defective (S170 is NO)," training data can be created by determining the value of the neurons in the output layer to reflect the cause of the defect identified through adjustment or maintenance of the soldering device 100 based on the adjustment guidance, etc.

作成された教師データはデータベース360に追加して記憶される。教師データの追加分を加えて機械学習を再実行することで、はんだ付け装置100の実使用を通じたデータを用いて、S120での判定に用いられるニューラルネットワーク370を更新することができる。 The created training data is added and stored in the database 360. By adding the additional training data and re-running the machine learning, the neural network 370 used for the judgment in S120 can be updated using data from actual use of the soldering device 100.

或いは、S130では、良否判定結果に依存せず、即ち、はんだ噴流110が良好な状態と判定された場合にも、はんだ噴流110の状態が異常になりつつある傾向を把握するための時系列的な回帰予測情報を出力することも可能である。 Alternatively, in S130, it is possible to output time-series regression prediction information to grasp the tendency of the condition of the solder jet 110 becoming abnormal, regardless of the pass/fail judgment result, i.e., even if the solder jet 110 is judged to be in a good condition.

図21には、回帰予測の一例を説明する概念図が示される。
図21を参照して、S120で算出された各評価用パラメータ値(即ち、温度分布の特徴量)は、データベース(DB)360に蓄積されるので、時間軸に対する時系列データとしてプロットすることができる。従って、各評価用パラメータ値について、時系列変化の回帰直線380を、公知の統計処理によって求めることができる。
FIG. 21 shows a conceptual diagram illustrating an example of regression prediction.
21, the evaluation parameter values (i.e., temperature distribution feature quantities) calculated in S120 are stored in a database (DB) 360, and can be plotted as time-series data against a time axis. Therefore, a regression line 380 of the time-series change of each evaluation parameter value can be obtained by known statistical processing.

これにより、図21に示す様に、いずれかの評価用パラメータ値に上限値及び下限値を設けて管理する際にも、当該評価用パラメータ値が上限値又は下限値に達する前に、上昇或いは低下する傾向を、回帰直線380の傾き等から検知することができる。これにより、はんだ噴流110の状態が良好と判定される場合であっても、徐々に異常になりつつある傾向を事前に把握することができる。これにより、効率的に設備清掃又は設備メンテナンスを実施することができる。 As a result, as shown in FIG. 21, even when an upper and lower limit are set for any of the evaluation parameter values for management, the tendency for the evaluation parameter value to rise or fall before reaching the upper or lower limit can be detected from the slope of the regression line 380, etc. As a result, even when the condition of the solder jet 110 is determined to be good, it is possible to grasp in advance the tendency for the solder jet 110 to gradually become abnormal. This allows equipment cleaning or maintenance to be carried out efficiently.

この様に、実施の形態3によれば、実施の形態1で説明したはんだ噴流の評価装置200を用いたはんだ噴流の評価試験を実行することで、熱画像を用いてはんだ噴流の状態を安定的に判定することができる。更に、はんだ噴流110の状態が良好であることを確認してから、プリント基板103を連続的にはんだ付けする製造工程を実現することができるので、不良品の発生を抑制することができる。 In this way, according to the third embodiment, by performing a solder jet evaluation test using the solder jet evaluation device 200 described in the first embodiment, the state of the solder jet can be stably determined using thermal images. Furthermore, after confirming that the state of the solder jet 110 is good, a manufacturing process can be realized in which the printed circuit board 103 is continuously soldered, thereby suppressing the occurrence of defective products.

又、はんだ噴流110の状態が不良であると判定された場合には、それまでに蓄積された、はんだ噴流の評価試験で取得される熱画像上での熱分布の特徴量(評価用パラメータ値)の機械学習によって、不良の発生原因を推定することができる。更に、推定された異常発生原因に対処するためのガイダンスを自動的に出力することも可能である。 In addition, if the condition of the solder jet 110 is determined to be defective, the cause of the defect can be estimated by machine learning of the accumulated heat distribution features (evaluation parameter values) on the thermal images obtained in the solder jet evaluation test. Furthermore, it is also possible to automatically output guidance for dealing with the estimated cause of the abnormality.

更に、はんだ付け装置100の使用毎に評価装置200を用いたはんだ噴流110の評価試験を実行することで、熱画像に係る情報及び判定結果を逐次蓄積するデータベースを構築して機械学習に反映することで、異常原因の推定精度を向上することが可能である。 Furthermore, by performing an evaluation test of the solder jet 110 using the evaluation device 200 each time the soldering device 100 is used, a database is constructed that sequentially accumulates information related to the thermal images and the judgment results, and this information is reflected in machine learning, thereby improving the accuracy of estimating the cause of the abnormality.

実施の形態4.
実施の形態1~3では、はんだ付け対象物(プリント基板103)を模擬した薄板201と、はんだ噴流110との接触面における熱画像を用いて、はんだ噴流110の状態を評価した。一方で、はんだ噴流110の状態を評価する上では、はんだ噴流110の鉛直断面の形状を評価することも重要である。
Embodiment 4.
In the first to third embodiments, the state of the solder jet 110 is evaluated using a thermal image of the contact surface between the solder jet 110 and a thin plate 201 simulating an object to be soldered (printed circuit board 103). On the other hand, in evaluating the state of the solder jet 110, it is also important to evaluate the shape of the vertical cross section of the solder jet 110.

図22A~図22Cには、搬送コンベア104の搬送方向に沿った鉛直断面(以下、第1の鉛直断面とも称する)におけるはんだ噴流110のうちの2次噴流112の形状の例が示される。 Figures 22A to 22C show examples of the shape of the secondary jet 112 of the solder jet 110 in a vertical cross section (hereinafter also referred to as the first vertical cross section) along the transport direction of the transport conveyor 104.

図22A~図22Cに示される様に、当該第1の鉛直断面のはんだ噴流の形状は、噴出口123を形成するノズル126の角度、及び、ノズル126の終端部に配置されるバックプレート127の位置に依存して変化する。 As shown in Figures 22A to 22C, the shape of the solder jet in the first vertical cross section varies depending on the angle of the nozzle 126 that forms the jet outlet 123 and the position of the backplate 127 that is located at the end of the nozzle 126.

例えば、図22Aの状態に対して、図22Bに示される様にノズル126を回転させること、或いは、図22Cに示される様にバックプレート127を上昇させることによって、コンベア搬送方向の下流側において2次噴流112の当該第1の鉛直断面における形状(以下、単に「断面形状」とも称する)を変えることができる。 For example, by rotating the nozzle 126 as shown in FIG. 22B or by raising the back plate 127 as shown in FIG. 22C, the shape of the secondary jet 112 in the first vertical cross section (hereinafter also simply referred to as the "cross-sectional shape") on the downstream side in the conveyor transport direction can be changed from the state shown in FIG. 22A.

次に、はんだ噴流の断面形状がはんだ付けに与える影響を説明する。
図23Aには、プリント基板103が通過していないときのはんだ噴流(2次噴流112)の断面形状が示される。これに対して、図23Bには、プリント基板103の通過時における、図23Aに示された断面形状のはんだ噴流(2次噴流112)と、プリント基板103との接触状態が示される。
Next, the effect of the cross-sectional shape of the solder jet on soldering will be described.
Fig. 23A shows the cross-sectional shape of the solder jet (secondary jet 112) when the printed circuit board 103 has not passed. In contrast, Fig. 23B shows the contact state between the solder jet (secondary jet 112) having the cross-sectional shape shown in Fig. 23A and the printed circuit board 103 when the printed circuit board 103 has passed.

図23B中には、実施の形態2(図12)で説明した、搬送方向に沿った、はんだ噴流(2次噴流112)及びプリント基板103の間の接触長Lが示される。接触長Lが同等であっても、両者の接触角度が異なると、はんだ付けの品質に影響が出る。当該接触角度は、図23B中に示された離脱角度θwdをパラメータとして評価することができる。 Figure 23B shows the contact length L between the solder jet (secondary jet 112) and the printed circuit board 103 along the transport direction, as described in embodiment 2 (Figure 12). Even if the contact length L is the same, if the contact angle between the two is different, it will affect the quality of the soldering. The contact angle can be evaluated using the departure angle θwd shown in Figure 23B as a parameter.

離脱角度θwdは、上述した第1の鉛直断面での、プリント基板103及びはんだ噴流(2次噴流112)の接触部位の搬送方向に沿った終端における、プリント基板103と、はんだ噴流(2次噴流112)の形状面(上面)とが成す角度で定義される。 The separation angle θwd is defined as the angle between the printed circuit board 103 and the contour surface (top surface) of the solder jet (secondary jet 112) at the end along the transport direction of the contact area between the printed circuit board 103 and the solder jet (secondary jet 112) in the first vertical cross section described above.

図24Aには、図23Aに対して、バックプレート127を上昇させた場合におけるはんだ噴流(2次噴流112)の断面形状が示される。更に、図24Bには、プリント基板103の通過時における、図24Aに示された断面形状のはんだ噴流(2次噴流112)と、プリント基板103との接触状態が示される。 Figure 24A shows the cross-sectional shape of the solder jet (secondary jet 112) when the back plate 127 is raised with respect to Figure 23A. Furthermore, Figure 24B shows the contact state between the solder jet (secondary jet 112) of the cross-sectional shape shown in Figure 24A and the printed circuit board 103 when the printed circuit board 103 passes.

図23B及び図24Bの比較から理解される様に、バックプレート127の操作によってはんだ噴流110の断面形状を変化させることにより、プリント基板103の離脱角度θwdを変えることができる。 As can be seen from a comparison of Figures 23B and 24B, the separation angle θwd of the printed circuit board 103 can be changed by changing the cross-sectional shape of the solder jet 110 through the operation of the backplate 127.

一般的な傾向として、離脱角度θwdが大きい場合には、プリント基板103へのはんだ付着量を多くできるメリットがある一方で、電極間隔が狭い部品では短絡不良が発生しやすいことがデメリットとなる可能性がある。これに対して、離脱角度θwdが小さい場合には、離脱角度θwdが大きい場合とメリット及びデメリットが逆転する。 As a general trend, when the separation angle θwd is large, there is an advantage in that a larger amount of solder can be attached to the printed circuit board 103, but there is a possibility that a disadvantage is that short-circuit defects are more likely to occur in components with narrow electrode spacing. In contrast, when the separation angle θwd is small, the advantages and disadvantages are reversed from when the separation angle θwd is large.

従って、はんだ付けの対象となるプリント基板103の仕様に対応させて、はんだ噴流の断面形状の調整によって離脱角度θwdを適正化することが行われる。例えば、スルーホールに挿入する部品点数を多く搭載するプリント基板103をはんだ付けする場合には、離脱角度θwdを大きくして、スルーホール電極部に付着するはんだ量を確保することによって、はんだ付け品質を確保することができる。これに対して、QFP(Quad Flat Package)又はコネクタ等の電極間隔が狭い部品が多く搭載されるプリント基板103をはんだ付けする場合には、離脱角度θwdを小さくすることで、電極間の短絡不良の発生を抑制することができる。 Therefore, the separation angle θwd is optimized by adjusting the cross-sectional shape of the solder jet in accordance with the specifications of the printed circuit board 103 to be soldered. For example, when soldering a printed circuit board 103 that has many components to be inserted into the through holes, the separation angle θwd is increased to ensure the amount of solder that adheres to the through-hole electrodes, thereby ensuring soldering quality. On the other hand, when soldering a printed circuit board 103 that has many components with narrow electrode spacing, such as QFPs (Quad Flat Packages) or connectors, the separation angle θwd is reduced to prevent short circuit defects between electrodes.

はんだ噴流の断面形状は、図23A及び図24Aで説明したバックプレート127の位置調整の他、ノズル126の形状及び角度、又は、モータ108の回転数等の調整によっても制御することができる。実施の形態1~3で説明したはんだ噴流の評価では、薄板201を用いて、プリント基板103及びはんだ噴流の接触面内におけるはんだ噴流の形状変化を、例えば、接触長等を用いて監視できる一方で、上述した離脱角度θwd等に影響を与える、はんだ噴流の断面形状については評価が困難である。 The cross-sectional shape of the solder jet can be controlled by adjusting the position of the back plate 127 as described in Figures 23A and 24A, as well as by adjusting the shape and angle of the nozzle 126 or the rotation speed of the motor 108. In the evaluation of the solder jet described in embodiments 1 to 3, the thin plate 201 is used to monitor the change in shape of the solder jet within the contact surface between the printed circuit board 103 and the solder jet, for example, by using the contact length, but it is difficult to evaluate the cross-sectional shape of the solder jet, which affects the above-mentioned separation angle θwd, etc.

そこで、実施の形態4では、はんだ噴流の鉛直断面の形状に基づくはんだ噴流評価方法について説明する。 Therefore, in the fourth embodiment, we will explain a method for evaluating a solder jet based on the shape of the vertical cross section of the solder jet.

再び、図2を参照して、実施の形態4では、評価装置200において、赤外線カメラ107を用いて、評価装置200(薄板201)が介在しない状態で、はんだ噴流110を直接撮影することによって、はんだ噴流そのものの水平面での熱画像を撮影する。以下では、実施の形態1~3で説明した薄板201の熱画像250と区別するために、はんだ噴流110に熱画像には、符号400を付することとする。尚、熱画像250及び熱画像400は、共通の赤外線カメラ107によって撮影されてもよく、別個の配置された赤外線カメラ107によってそれぞれ撮影されてもよい。 Referring again to FIG. 2, in the fourth embodiment, the evaluation device 200 uses an infrared camera 107 to directly photograph the solder jet 110 without the evaluation device 200 (thin plate 201) being present, thereby photographing a thermal image of the solder jet itself in a horizontal plane. Hereinafter, the thermal image of the solder jet 110 will be given the reference number 400 to distinguish it from the thermal image 250 of the thin plate 201 described in the first to third embodiments. Note that the thermal image 250 and the thermal image 400 may be photographed by a common infrared camera 107, or may be photographed by infrared cameras 107 arranged separately.

図25A及び図25Bには、はんだ噴流の熱画像及び断面形状(搬送方向に沿った第1の鉛直断面)の対応例が示される。図25Aには、はんだ噴流の断面形状の傾斜変化が大きい場合の熱画像400の一例が示される一方で、図25Bには、はんだ噴流の断面形状の傾斜変化が小さい場合の熱画像400の一例が示される。 25A and 25B show examples of the thermal image and cross-sectional shape (first vertical cross section along the transport direction) of the solder jet. FIG. 25A shows an example of a thermal image 400 in which the cross-sectional shape of the solder jet has a large change in slope, while FIG. 25B shows an example of a thermal image 400 in which the cross-sectional shape of the solder jet has a small change in slope.

以下、本願の図面では、熱画像400については、カラー画像をグレースケールで表示したものが掲載される。このため、各熱画像400では、隣接する領域間での温度差に対応する濃淡が示されているが、同一画像内で同じ明度の点が必ずしも同じ温度であることを意味しない。 In the following drawings of this application, thermal images 400 are shown as color images displayed in grayscale. For this reason, each thermal image 400 shows shades of light and dark that correspond to the temperature difference between adjacent regions, but points of the same brightness in the same image do not necessarily mean that they are at the same temperature.

尚、噴出口123から噴き出すはんだ噴流は鏡面状であり、その放射率は低いため、赤外線カメラ107によるはんだ噴流の計測温度は、はんだ噴流の実際の温度よりも低くなる。更に、赤外線カメラ107では、ノズル126の外部に流出して滞留状態となったはんだの液面の温度が、1次噴流111及び2次噴流112を含む流動状態の部分の液面の温度よりも高く計測されるが、実際には、両者の温度は同等である。滞留状態のはんだの液面では、形成される酸化膜が比較的厚い、或いは、はんだの酸化物(ドロス)が浮遊することによって、当該液面からの放射率が比較的高くなるため、上述の様な温度差が、赤外線カメラ170の計測温度に生じる。この特徴を活用して、ノズル126の外部に流出した滞留状態に対する、1次噴流111及び2次噴流112を含むはんだ噴流110の部分の切り分けが容易となるため、はんだ噴流110の状態を把握し易くなる。 The solder jet ejected from the nozzle 123 is mirror-like and has a low emissivity, so the temperature of the solder jet measured by the infrared camera 107 is lower than the actual temperature of the solder jet. Furthermore, the infrared camera 107 measures the temperature of the liquid surface of the solder that has flowed out of the nozzle 126 and is in a stagnant state higher than the temperature of the liquid surface of the flowing portion including the primary jet 111 and the secondary jet 112, but in reality, the two temperatures are the same. On the liquid surface of the stagnant solder, a relatively thick oxide film is formed, or solder oxide (dross) floats, which makes the emissivity from the liquid surface relatively high, so the temperature difference described above occurs in the temperature measured by the infrared camera 170. By utilizing this feature, it becomes easy to separate the solder jet 110, including the primary jet 111 and secondary jet 112, from the portion of the solder jet 110 that has flowed out of the nozzle 126 and is retained there, making it easier to grasp the state of the solder jet 110.

図25A及び図25Bから理解される様に、熱画像400中の温度分布から、1次噴流111及び2次噴流112の位置及び平面形状が視認できる。更に、2次噴流112の領域内の温度分布について、図25Aでは、中央部に周囲(搬送方向に沿った前後の領域)よりも低温である帯状領域401が観察される。一方で、図25Bでは、中央部401xにおいて、図25Aの帯状領域401の様な、低温領域は存在していない。 25A and 25B, the positions and planar shapes of the primary jet 111 and secondary jet 112 can be seen from the temperature distribution in the thermal image 400. Furthermore, in FIG. 25A, a band-shaped region 401 is observed in the center of the temperature distribution in the secondary jet 112 region, which is lower in temperature than the surrounding area (the areas before and after along the conveying direction). On the other hand, in FIG. 25B, there is no low-temperature region like the band-shaped region 401 in FIG. 25A in the center 401x.

更に、図25A及び図25Bには、それぞれの熱画像400に対応する、はんだ噴流110のうちの2次噴流112の模式的な断面図が示される。 Furthermore, Figures 25A and 25B show schematic cross-sectional views of secondary jets 112 of solder jets 110 corresponding to the respective thermal images 400.

図25Aに示される様に、低温の帯状領域401は、はんだ噴流(2次噴流112)の断面形状の傾斜変化が大きくなっている部位に対応して発生している。特に、図25Aの熱画像400では、低温の帯状領域401は、噴出口123の終端(搬送方向の下流端)の近傍に位置しており、当該位置は、図23B及び図24Bで示された様に、プリント基板103がはんだ噴流110から離脱する部位に対応する。この様な部位ではんだ噴110流の断面形状が大きく変化すると、上述した離脱角度θwdが適正値から変化することではんだ付け品質が低下することが懸念される。 As shown in FIG. 25A, the low-temperature band-like region 401 occurs in a region where the inclination of the cross-sectional shape of the solder jet (secondary jet 112) is greatly changed. In particular, in the thermal image 400 in FIG. 25A, the low-temperature band-like region 401 is located near the end (downstream end in the transport direction) of the jet outlet 123, which corresponds to the region where the printed circuit board 103 leaves the solder jet 110 as shown in FIG. 23B and FIG. 24B. If the cross-sectional shape of the solder jet 110 changes significantly in such a region, there is a concern that the above-mentioned departure angle θwd will change from the appropriate value, resulting in a decrease in soldering quality.

一方で、図25Bに示される様に、はんだ噴流(2次噴流112)の断面形状の傾斜変化が小さい場合には、図25Aの様な低温部位(帯状領域401)が熱画像400には現れないことが理解される。 On the other hand, as shown in FIG. 25B, when the change in the inclination of the cross-sectional shape of the solder jet (secondary jet 112) is small, it is understood that the low-temperature area (band-shaped region 401) as shown in FIG. 25A does not appear in the thermal image 400.

図26には、はんだ噴流の断面形状と赤外線カメラに対する放射エネルギとの関係を説明する概念的な断面図が示される。図26の縦軸は、鉛直方向の位置(z)を示し、図26の横軸は、搬送方向を正とするx軸に相当する。上述の様に、搬送方向は、水平面に沿ったx軸に対して、一定角度(例えば、5[°]程度)傾いているが、水平面の熱画像400において、x軸方向と、搬送方向とは同義である。 Figure 26 shows a conceptual cross-sectional view illustrating the relationship between the cross-sectional shape of a solder jet and the radiant energy to an infrared camera. The vertical axis of Figure 26 indicates the vertical position (z), and the horizontal axis of Figure 26 corresponds to the x-axis, with the transport direction being positive. As described above, the transport direction is tilted at a certain angle (e.g., about 5°) with respect to the x-axis along the horizontal plane, but in the thermal image 400 of the horizontal plane, the x-axis direction and the transport direction are synonymous.

図26の下側に示されたはんだ噴流(2次噴流112)の断面形状を参照して、はんだ噴流の鉛直断面において、断面形状の外周の各点からは、当該形状の法線方向に、はんだ噴流が有する赤外線放射エネルギが放出される。これに対して、赤外線カメラ107で捉えられる、外周上の各測定点115からの赤外線放射エネルギは、当該法線方向と、測定点115及び赤外線カメラ107を結ぶ直線(図中に点線で表記)とが成す角度θvの方向余弦(cosθv)に依存する。 Referring to the cross-sectional shape of the solder jet (secondary jet 112) shown at the bottom of Figure 26, in the vertical cross section of the solder jet, infrared radiation energy of the solder jet is emitted from each point on the outer periphery of the cross-sectional shape in the normal direction of the shape. In contrast, the infrared radiation energy from each measurement point 115 on the outer periphery captured by the infrared camera 107 depends on the direction cosine (cos θv) of the angle θv between the normal direction and the straight line (shown by the dotted line in the figure) connecting the measurement point 115 and the infrared camera 107.

従って、同一温度の測定点115の間でも、方向余弦cosθvが大きい測定点115に対応する赤外線カメラ107の検出温度は高くなり、方向余弦cosθが小さい測定点115に対応する赤外線カメラ107の検出温度は低くなることが理解される。 Therefore, it can be understood that even among measurement points 115 with the same temperature, the detected temperature of the infrared camera 107 corresponding to a measurement point 115 with a large direction cosine cosθv will be higher, and the detected temperature of the infrared camera 107 corresponding to a measurement point 115 with a small direction cosine cosθ will be lower.

図26の上側には、はんだ噴流(2次噴流112)の断面形状に対応するcosθvのグラフが示される。当該グラフから、はんだ噴流(2次噴流112)の断面形状の変化に対応して、cosθvが変化することが理解される。 The upper part of Figure 26 shows a graph of cosθv corresponding to the cross-sectional shape of the solder jet (secondary jet 112). From this graph, it can be seen that cosθv changes in response to changes in the cross-sectional shape of the solder jet (secondary jet 112).

この結果、図27に示される様に、はんだ噴流110の断面形状の外周上の各測定点でのcosθvの分布形状と、当該測定点における赤外線カメラ107による検出温度Tdetの分布を示す温度プロファイルとの間には、アナロジーの関係が成り立つ。 As a result, as shown in FIG. 27, an analogy is established between the distribution shape of cosθv at each measurement point on the outer circumference of the cross-sectional shape of the solder jet 110 and the temperature profile showing the distribution of the detected temperature Tdet by the infrared camera 107 at the measurement point.

従って、図26及び図27から理解される様に、図25Aの帯状領域401に対応する断面部位では、はんだ噴流の断面形状の傾斜変化が大きくなっているため、cosθvが隣接領域と比較して低くなっている。その結果として、はんだ噴流(2次噴流112)の断面形状が変化して、傾斜角度が変化している領域では、cosθvが低くなることに起因して、x軸方向に沿った前後よりも低温の帯状領域401が観察されることになる。 26 and 27, in the cross-sectional area corresponding to the band-shaped region 401 in FIG. 25A, the change in the inclination of the cross-sectional shape of the solder jet is large, and therefore cosθv is lower than in the adjacent regions. As a result, in the region where the cross-sectional shape of the solder jet (secondary jet 112) changes and the inclination angle changes, a band-shaped region 401 with a lower temperature is observed than before and after along the x-axis direction due to the lower cosθv.

従って、熱画像400による水平面内での搬送方向に沿った直線(x軸)上での温度分布(温度プロファイル)に基づいて、帯状領域401の様な低温部位の発生有無、並びに、低温部位の幅及び位置を確認することで、離脱角度θwdに影響を与える様なはんだ噴流の断面形状の乱れ(具体的には、大きな傾斜変化)が発生しているか否かの監視が可能であることが理解される。例えば、表示部109にカラー画像として表示される熱画像400の目視確認により上述の監視を行うことができる。 Therefore, it can be understood that by checking the presence or absence of low-temperature areas such as band-shaped region 401, as well as the width and position of the low-temperature areas based on the temperature distribution (temperature profile) on a straight line (x-axis) along the transport direction in a horizontal plane in thermal image 400, it is possible to monitor whether or not there is a disturbance in the cross-sectional shape of the solder jet that affects the separation angle θwd (specifically, a large change in inclination). For example, the above-mentioned monitoring can be performed by visually checking thermal image 400 displayed as a color image on display unit 109.

或いは、熱画像400によって取得される検出温度Tdetの温度分布(温度プロファイル)から、搬送方向に沿った第1の鉛直断面におけるはんだ噴流の断面形状を評価するための評価用パラメータ値を算出することで、当該評価用パラメータ値と予め定められた判定値との比較によって、定量的に上述の監視を行うことも可能である。 Alternatively, it is possible to quantitatively perform the above-mentioned monitoring by calculating an evaluation parameter value for evaluating the cross-sectional shape of the solder jet in the first vertical cross section along the transport direction from the temperature distribution (temperature profile) of the detection temperature Tdet acquired by the thermal image 400, and comparing the evaluation parameter value with a predetermined judgment value.

この様に、熱画像400による水平面内、特に、2次噴流112の対応領域における、赤外線カメラ107の検出温度Tdetのx軸方向(搬送方向)に沿った温度分布から、はんだ噴流の断面形状の良否を判定することが可能である。例えば、当該判定結果に基づいて、ノズル126の角度やモータ108の回転数等を調整することにより、離脱角度θwdを調整することが可能である。 In this way, it is possible to judge whether the cross-sectional shape of the solder jet is good or bad from the temperature distribution along the x-axis direction (transport direction) of the temperature Tdet detected by the infrared camera 107 in the horizontal plane of the thermal image 400, particularly in the area corresponding to the secondary jet 112. For example, it is possible to adjust the angle of the nozzle 126 or the rotation speed of the motor 108 based on the judgment result, thereby adjusting the separation angle θwd.

更に、はんだ噴流の流量変化についても、同様の温度分布によって監視することが可能である。 Furthermore, changes in the flow rate of the solder jet can also be monitored using the same temperature distribution.

図28の下段には、はんだ噴流の流量変化に対する、はんだ噴流の断面形状の変化が示される。適正流量時の断面プロファイル461に対して、流量が大きい場合の断面プロファイル460及び流量が小さい場合の断面プロファイル462は、外周形状が変化する。 The lower part of Figure 28 shows the change in the cross-sectional shape of the solder jet in response to changes in the flow rate of the solder jet. Compared to cross-sectional profile 461 at an appropriate flow rate, cross-sectional profile 460 at a large flow rate and cross-sectional profile 462 at a small flow rate have different outer peripheral shapes.

この結果、図28の上段に示される様に、赤外線カメラ107の検出温度Tdetの搬送方向に沿った温度分布についても、適正流量時の温度プロファイル451に対して、流量が大きい場合の温度プロファイル450はx軸方向に広がり、温度分布の谷がx軸プラス方向に移動する。一方で、流量小さい場合の温度プロファイル452は、適正流量時の温度プロファイル451に対して、x軸方向に縮み、かつ、温度分布の谷がx軸マイナス方向に移動する態様を示す。従って、はんだ噴流110のx軸方向に沿った温度プロファイルを監視することで、はんだ噴流110の流量についても監視することが可能となる。例えば、はんだ噴流110の温度が所定温度に管理された下での適正流量時の基準流量熱画像を予め定めるとともに、熱画像400の目視、或いは、上述の評価用パラメータ値に基づく監視によって、当該基準流量熱画像と現在の熱画像400との比較に基づき、はんだ噴流110の流量変化の検知が容易になる。この様な流量変化の検知に応じてモータ108の回転数等を調整することにより、同じはんだ噴流の状態を維持及び管理することが可能となる。 28, the temperature profile 450 when the flow rate is large expands in the x-axis direction and the valley of the temperature distribution moves in the positive x-axis direction with respect to the temperature profile 451 when the flow rate is appropriate, as shown in the upper part of FIG. 28. On the other hand, the temperature profile 452 when the flow rate is small contracts in the x-axis direction and the valley of the temperature distribution moves in the negative x-axis direction with respect to the temperature profile 451 when the flow rate is appropriate. Therefore, by monitoring the temperature profile of the solder jet 110 along the x-axis direction, it is possible to monitor the flow rate of the solder jet 110. For example, a reference flow rate thermal image at the appropriate flow rate when the temperature of the solder jet 110 is controlled at a predetermined temperature is determined in advance, and the flow rate change of the solder jet 110 is easily detected based on a comparison between the reference flow rate thermal image and the current thermal image 400 by visually observing the thermal image 400 or by monitoring based on the above-mentioned evaluation parameter value. By adjusting the rotation speed of the motor 108 etc. in response to the detection of such flow rate changes, it is possible to maintain and manage the same solder jet state.

熱画像400を用いて、はんだ噴流110のうちの1次噴流111についても監視することが可能である。 Thermal image 400 can also be used to monitor the primary jet 111 of the solder jet 110.

図29A及び図29Bには、はんだ噴流110のうちの1次噴流111の熱画像400、及び、当該熱画像400中の面内の幅方向の検出温度Tdetの分布を表すグラフが示される。 Figures 29A and 29B show a thermal image 400 of the primary jet 111 of the solder jet 110, and a graph showing the distribution of the detected temperature Tdet in the width direction within the surface of the thermal image 400.

図29Aには、ノズルの詰まりが発生していない正常時の温度分布例が示される一方で、図29Bには、一部のノズルに詰まりが発生している異常時の温度分布例が示される。 Figure 29A shows an example of temperature distribution under normal conditions when no nozzles are clogged, while Figure 29B shows an example of temperature distribution under abnormal conditions when some nozzles are clogged.

図29A中には、熱画像400中のA-A線上の位置に対する検出温度Tdetの分布を示すグラフが更に示される。同様に、図29B中には、熱画像400中のB-B線上の位置に対する検出温度Tdetの分布を示すグラフが示される。直線A-A及び直線B-Bは、水平面内で、搬送方向に対して垂直な方向(以下、「幅方向」とも称する)に沿った直線である。図29A及び図29B中のグラフは、横軸及び縦軸を90度回転させて表記しているが、横軸には、直線A-A上、又は、直線B-B上の位置(y座標)が示される。これらのグラフには、上記幅方向に沿った、はんだ噴流(1次噴流)111の温度プロファイルが示されている。 29A further shows a graph indicating the distribution of the detected temperature Tdet for positions on line A-A in the thermal image 400. Similarly, FIG. 29B shows a graph indicating the distribution of the detected temperature Tdet for positions on line B-B in the thermal image 400. The lines A-A and B-B are lines along a direction perpendicular to the transport direction (hereinafter also referred to as the "width direction") in a horizontal plane. The graphs in FIG. 29A and FIG. 29B are written with the horizontal and vertical axes rotated 90 degrees, and the horizontal axis indicates the position (y coordinate) on line A-A or line B-B. These graphs show the temperature profile of the solder jet (primary jet) 111 along the width direction.

図29Bには、熱画像400中にノズルの詰まり個所に対応する低温領域470,471が存在しており、幅方向の温度プロファイルには、B-B線上に位置する低温領域470に対応して、検出温度Tdetの低下領域が発生している。ノズルの詰まりが発生した部位では、はんだ噴流(1次噴流111)の形状が乱れることになり、赤外線放射エネルギが減少することから、赤外線カメラ107での当該部位の検出温度Tdetが低下する。 In FIG. 29B, low temperature areas 470, 471 corresponding to the clogged nozzle are present in the thermal image 400, and in the widthwise temperature profile, an area of reduced detected temperature Tdet occurs corresponding to the low temperature area 470 located on line B-B. In the area where the nozzle is clogged, the shape of the solder jet (primary jet 111) becomes distorted and the infrared radiation energy decreases, causing a decrease in the detected temperature Tdet of that area by the infrared camera 107.

これに対して、図29A中には、図29B中の低温領域470,471の様な、局所的な低温部位は発生しておらず。A-A線上の温度分布(プロファイル)においても、図29BのB-B線上の様な、ノズル詰まりに対応した温度低下部位は存在していない。 In contrast, in Figure 29A, there are no localized low temperature areas like the low temperature areas 470 and 471 in Figure 29B. In the temperature distribution (profile) on line A-A, there are no areas of temperature drop corresponding to nozzle clogging, like the area on line B-B in Figure 29B.

この様に、1次噴流111についても、熱画像400内での幅方向の温度プロファイルに基づいて、ノズル詰まりの発生の有無を監視することができる。当該ノズル詰まりの発生の有無の判定は、幅方向(図29A及び図29Bでの直線A-A及びB-Bの方向)に沿った、1次噴流111(はんだ噴流110)の鉛直断面(以下、第2の鉛直断面とも称する)の形状の評価と等価である。当該監視についても、熱画像400の目視、或いは、熱画像400に現れた温度分布を反映する評価用パラメータ値に基づいて実行することができる。この様に、熱画像400の面内での温度分布に基づいて、はんだ噴流110の鉛直断面形状、より特定的には、搬送方向に沿った第1の鉛直断面での2次噴流112の形状、及び、幅方向に沿った第2の鉛直断面での1次噴流111の形状を評価することができる。 In this way, the primary jet 111 can also be monitored for the occurrence of nozzle clogging based on the temperature profile in the width direction in the thermal image 400. The determination of the occurrence of nozzle clogging is equivalent to the evaluation of the shape of the vertical cross section (hereinafter also referred to as the second vertical cross section) of the primary jet 111 (solder jet 110) along the width direction (the direction of the straight lines A-A and B-B in Figures 29A and 29B). This monitoring can also be performed by visually inspecting the thermal image 400, or based on evaluation parameter values that reflect the temperature distribution appearing in the thermal image 400. In this way, the vertical cross-sectional shape of the solder jet 110, more specifically, the shape of the secondary jet 112 in the first vertical cross section along the transport direction, and the shape of the primary jet 111 in the second vertical cross section along the width direction can be evaluated based on the temperature distribution within the surface of the thermal image 400.

この様な熱画像400(はんだ噴流110の熱画像)に現れた温度分布を定量的に評価するための評価用パラメータ値は、実施の形態2で説明した熱画像250(薄板201の熱画像)と同様に、1次噴流111及び2次噴流112に対応して設けられる検査枠での温度検出値に基づいて効率的に算出することも可能である。 The evaluation parameter values for quantitatively evaluating the temperature distribution appearing in such a thermal image 400 (thermal image of the solder jet 110) can also be efficiently calculated based on the temperature detection values in the inspection frames provided corresponding to the primary jet 111 and the secondary jet 112, similar to the thermal image 250 (thermal image of the thin plate 201) described in the second embodiment.

図30Aには、1次噴流111の監視のための検査枠の設定例を説明する概念図が示される。 Figure 30A shows a conceptual diagram illustrating an example of setting an inspection frame for monitoring the primary jet 111.

図30Aに示される様に、熱画像400内において、1次噴流111の噴出形状に対応させて、複数の検査枠510を設けることができる。即ち、複数の検査枠510の位置は、1次噴流111を噴出するノズルの配置領域に対応させて予め定めることができる。 As shown in FIG. 30A, multiple inspection frames 510 can be provided in the thermal image 400 to correspond to the ejection shape of the primary jet 111. In other words, the positions of the multiple inspection frames 510 can be determined in advance to correspond to the arrangement area of the nozzle that ejects the primary jet 111.

例えば、各検査枠510において、当該検査枠510に含まれる複数の画素での検出温度Tdetの平均値を、評価用パラメータ値として算出することができる。そして、評価用パラメータ値(平均温度)が予め定められた判定温度よりも低い検査枠510において、対応するノズルの詰まりの発生を判定することができる。或いは、複数の検査枠510のそれぞれの評価用パラメータ値の平均値(全体平均値)を更に求めて、全体平均値と比較して、一定値を超えて評価用パラメータ値が低い検査枠510において、ノズルの詰まりを検出することも可能である。 For example, in each inspection frame 510, the average value of the detected temperatures Tdet at multiple pixels contained in that inspection frame 510 can be calculated as the evaluation parameter value. Then, in an inspection frame 510 where the evaluation parameter value (average temperature) is lower than a predetermined judgment temperature, it can be determined that the corresponding nozzle is clogged. Alternatively, it is also possible to further calculate the average value (overall average value) of the evaluation parameter values of each of the multiple inspection frames 510, and compare it with the overall average value to detect nozzle clogging in an inspection frame 510 where the evaluation parameter value is lower by more than a certain value.

図30Bには、2次噴流112の監視のための検査枠の設定例を説明する概念図が示される。 Figure 30B shows a conceptual diagram illustrating an example of setting an inspection frame for monitoring the secondary jet 112.

図30Bに示される様に、2次噴流112の検査枠511の位置は、離脱角度θwdを評価するために、プリント基板103がはんだ噴流110から離脱する部位に対応して設定することができる。そして、検査枠511に含まれる複数の画素での検出温度Tdetの平均値を、評価用パラメータ値として算出することができる。 30B , in order to evaluate the departure angle θwd, the position of inspection frame 511 of secondary jet 112 can be set to correspond to the portion where printed circuit board 103 leaves solder jet 110. Then, the average value of detected temperatures Tdet at multiple pixels included in inspection frame 511 can be calculated as the evaluation parameter value.

例えば、当該評価用パラメータ値が、はんだ噴流110の温度を基に定められた判定温度よりも低いときに、離脱角度θwdに影響を及ぼす様なはんだ噴流(2次噴流112)の断面形状(搬送方向に沿った鉛直断面)の変化(図25A)が発生していると判定することができる。 For example, when the evaluation parameter value is lower than a judgment temperature determined based on the temperature of the solder jet 110, it can be determined that a change (Figure 25A) has occurred in the cross-sectional shape (vertical cross section along the transport direction) of the solder jet (secondary jet 112) that affects the separation angle θwd.

或いは、判定値との比較に変えて、検査枠511に対して搬送方向に隣接する比較用の検査枠(図示せず)を更に設定して、比較用の検査枠と検査枠511とのそれぞれの評価用パラメータ値(平均温度)を更に算出して、検査枠511と比較用の検査枠との間で、平均温度の差分が一定以上生じたときに、上述したはんだ噴流(2次噴流112)の断面形状の変化が発生していると判定することも可能である。 Alternatively, instead of comparing with the judgment value, it is also possible to further set a comparative inspection frame (not shown) adjacent to the inspection frame 511 in the transport direction, further calculate the evaluation parameter values (average temperature) of the comparative inspection frame and the inspection frame 511, and when a difference in average temperature occurs between the inspection frame 511 and the comparative inspection frame that is equal to or greater than a certain value, it is possible to determine that a change in the cross-sectional shape of the solder jet (secondary jet 112) described above has occurred.

或いは、実施の形態2で説明した熱画像250(薄板201の熱画像)と同様に、熱画像400(はんだ噴流110)について予め定められた正常な熱画像と、赤外線カメラ107によって撮影された実際の熱画像とをパターンマッチングによって比較することによって、はんだ噴流110の状態の良否を判定することも可能である。 Alternatively, similar to the thermal image 250 (thermal image of the thin plate 201) described in the second embodiment, it is also possible to determine whether the condition of the solder jet 110 is good or bad by comparing a predetermined normal thermal image of the thermal image 400 (solder jet 110) with the actual thermal image taken by the infrared camera 107 by pattern matching.

尚、はんだ噴流110が流体であることを考慮して、液面の揺らぎによる測定データ(温度検出値)の変動を小さくするために、熱画像400については、異なるタイミングで撮影された熱画像400を平均化処理した測定データ(温度検出値)から、はんだ噴流を評価するための熱画像、即ち、温度分布データを取得することも可能である。 In addition, considering that the solder jet 110 is a fluid, in order to reduce fluctuations in the measurement data (temperature detection values) due to fluctuations in the liquid surface, it is also possible to obtain a thermal image for evaluating the solder jet, i.e., temperature distribution data, from the measurement data (temperature detection values) obtained by averaging thermal images 400 taken at different times.

図31は、実施の形態4に係るはんだ噴流の評価方法及びプリント基板の製造方法を説明するフローチャートである。 Figure 31 is a flowchart explaining the method for evaluating solder jets and the method for manufacturing printed circuit boards according to embodiment 4.

図31を参照して、実施の形態4に係るプリント基板の製造工程は、はんだ噴流の評価工程P101と、はんだ付け工程P200とを含む。はんだ噴流の評価工程P101は、はんだ噴流110と接触した状態の評価装置(薄板201)の熱画像250に係るステップS101,S111と、はんだ噴流110の熱画像400に係るステップS201,S211と、ステップS121と、図19と同様のS130~S180とを含む。はんだ噴流の評価工程P101に含まれる各ステップの処理は、例えば、コントローラ300(図3)によって実行される。 Referring to FIG. 31, the manufacturing process of the printed circuit board according to the fourth embodiment includes a solder jet evaluation process P101 and a soldering process P200. The solder jet evaluation process P101 includes steps S101 and S111 relating to a thermal image 250 of the evaluation device (thin plate 201) in contact with the solder jet 110, steps S201 and S211 relating to a thermal image 400 of the solder jet 110, step S121, and steps S130 to S180 similar to those in FIG. 19. The processing of each step included in the solder jet evaluation process P101 is executed by, for example, the controller 300 (FIG. 3).

S101及びS111は、図19のS100及びS110と同様の処理によって実現される。即ち、コントローラ300は、S101では、実施の形態1で説明した評価装置200の薄板201が、溶融はんだ槽102の上方で、はんだ噴流110に接触している状態において、赤外線カメラ107で薄板201を撮影することによって、薄板201の面内の温度分布を示す熱画像データ(熱画像250)を取得する。これにより、コントローラ300は、熱画像250における赤外線カメラ107による温度検出値を、熱画像データとして取得する。更に、ステップS102では、撮影された熱画像250の特徴量を示す、予め定められた評価用パラメータ値(「第1の評価用パラメータ値」に対応)が算出される。上述の様に、評価用パラメータ値には、温度分布を定量的に表現するための種々の値を用いることができる。 S101 and S111 are realized by the same process as S100 and S110 in FIG. 19. That is, in S101, the controller 300 photographs the thin plate 201 of the evaluation device 200 described in the first embodiment with the infrared camera 107 while the thin plate 201 is in contact with the solder jet 110 above the molten solder bath 102, thereby acquiring thermal imaging data (thermal image 250) showing the temperature distribution within the surface of the thin plate 201. As a result, the controller 300 acquires the temperature detection value by the infrared camera 107 in the thermal image 250 as the thermal imaging data. Furthermore, in step S102, a predetermined evaluation parameter value (corresponding to the "first evaluation parameter value") showing the feature amount of the captured thermal image 250 is calculated. As described above, various values for quantitatively expressing the temperature distribution can be used for the evaluation parameter value.

コントローラ300は、S201では、搬送コンベア104上の搬送物を介さずに、赤外線カメラ107で溶融はんだ槽102を撮影することによって、はんだ噴流110の水平面内の温度分布を示す熱画像データ(熱画像400)を取得する。これにより、コントローラ300は、熱画像400の各画素における赤外線カメラ107による温度検出値を、熱画像データとして取得する。更に、S202では、撮影された熱画像400の特徴量を示す、予め定められた評価用パラメータ値(「第2の評価用パラメータ値」に対応)が算出される。上述の様に、評価用パラメータ値には、実施の形態4での例示の他、温度分布を定量的に表現するための種々の値を用いることができる。 In S201, the controller 300 captures thermal imaging data (thermal image 400) showing the temperature distribution in the horizontal plane of the solder jet 110 by photographing the molten solder bath 102 with the infrared camera 107 without passing through the transported object on the transport conveyor 104. As a result, the controller 300 captures the temperature detection value by the infrared camera 107 at each pixel of the thermal image 400 as thermal imaging data. Furthermore, in S202, a predetermined evaluation parameter value (corresponding to the "second evaluation parameter value") showing the characteristic amount of the captured thermal image 400 is calculated. As described above, the evaluation parameter value can be various values for quantitatively expressing the temperature distribution in addition to the examples in the fourth embodiment.

コントローラ300は、評価装置200(薄板201)が搬送コンベア104によって搬送されてはんだ噴流上を通過するタイミングにおいて、赤外線カメラ107が熱画像250を撮影するのに応じて、S101及びS111を実行することができる。 The controller 300 can execute S101 and S111 in response to the infrared camera 107 capturing the thermal image 250 at the timing when the evaluation device 200 (thin plate 201) is transported by the transport conveyor 104 and passes over the solder jet.

更に、コントローラ300は、上記熱画像250の撮影タイミングの前又は後において、赤外線カメラ107が熱画像400を撮影するのに応じて、S201及びS211の処理を実行することができる。この様に、S101及びS111の処理、及び、S201及びS211の処理は、どちらが先に実行されてもよい。或いは、コントローラ300の能力によっては、S111の処理、及び、S211の処理を並列に行うことも可能である。 Furthermore, the controller 300 can execute the processes of S201 and S211 in response to the infrared camera 107 capturing the thermal image 400 before or after the timing of capturing the thermal image 250. In this way, the processes of S101 and S111, and the processes of S201 and S211 can be executed in any order. Alternatively, depending on the capabilities of the controller 300, the processes of S111 and S211 can be executed in parallel.

コントローラ300は、S121では、熱画像250及び熱画像400の両方に基づいて、はんだ噴流110の状態の良否判定処理を実行する。熱画像250に基づく良否判定処理は、図19で説明したのと同様に実行することができる。更に、熱画像400についても、温度分布を定量的に示す評価用パラメータ値と判定値との比較、或いは、基準画像とのパターンマッチング等によって実行することができる。 In S121, the controller 300 executes a quality judgment process for the state of the solder jet 110 based on both the thermal image 250 and the thermal image 400. The quality judgment process based on the thermal image 250 can be executed in the same manner as described in FIG. 19. Furthermore, the quality judgment process for the thermal image 400 can also be executed by comparing the evaluation parameter value that quantitatively indicates the temperature distribution with the judgment value, or by pattern matching with a reference image.

これにより、S121では、実施の形態4で説明した、はんだ噴流110の鉛直断面形状を更に評価して、はんだ噴流110の状態の良否判定を行うことが可能となる。これにより、薄板201の熱画像250からは判定が困難である、離脱角度θwdについても考慮した、はんだ噴流110の状態の良否判定を行うことが可能となる。 In this way, in S121, it is possible to further evaluate the vertical cross-sectional shape of the solder jet 110 as described in the fourth embodiment, and to determine whether the state of the solder jet 110 is good or bad. This makes it possible to determine whether the state of the solder jet 110 is good or bad, taking into account the departure angle θwd, which is difficult to determine from the thermal image 250 of the thin plate 201.

コントローラ300は、S121において、図19で説明した、評価用パラメータ値を用いた不良原因判定処理についても、はんだ噴流110の鉛直断面形状の不良原因を更に組み込んだ態様で実行することができる。例えば、図20で説明した機械学習モデルについて、はんだ噴流110の鉛直断面形状に係る評価用パラメータ値(入力層)及び不良原因(出力層)を更に組み込む様に構成することができる。 In S121, the controller 300 can also execute the defect cause determination process using the evaluation parameter values described in FIG. 19 in a manner that further incorporates the defect cause of the vertical cross-sectional shape of the solder jet 110. For example, the machine learning model described in FIG. 20 can be configured to further incorporate the evaluation parameter values (input layer) and defect cause (output layer) related to the vertical cross-sectional shape of the solder jet 110.

コントローラ300は、S130では、熱画像400に基づくはんだ噴流110の鉛直断面形状に係る判定結果を含めて、S121での良否判定処理及び不良原因判定処理の結果を出力する。これにより、図31では、はんだ噴流110の鉛直断面形状を含めて、はんだ噴流の良否判定が行われる。又、S130では、熱画像400に基づく評価用パラメータ値に対しても図21に示された回帰予測を実行するとともに、はんだ噴流110の鉛直断面形状に係る時系列的な回帰予測情報を更に出力することが可能である。 In S130, the controller 300 outputs the results of the pass/fail judgment process and the defect cause judgment process in S121, including the judgment result related to the vertical cross-sectional shape of the solder jet 110 based on the thermal image 400. As a result, in FIG. 31, the pass/fail judgment of the solder jet is performed, including the vertical cross-sectional shape of the solder jet 110. In addition, in S130, the regression prediction shown in FIG. 21 is also performed on the evaluation parameter values based on the thermal image 400, and it is possible to further output time-series regression prediction information related to the vertical cross-sectional shape of the solder jet 110.

はんだ噴流110の良否判定結果に対するS170,S180、及び、はんだ付け工程P200の処理は、図19と同様であるので詳細な説明は繰り返さない。尚、S180では、図19での説明に加えて、はんだ噴流110の鉛直断面形状に係る調整ガイダンスの出力、及び、機器(モータ108及びノズル126等)の自動調整を実行することも可能である。 The processing of S170, S180 and the soldering process P200 for the pass/fail judgment result of the solder jet 110 are the same as those in FIG. 19, so detailed explanations will not be repeated. In addition to the explanation in FIG. 19, S180 can also output adjustment guidance related to the vertical cross-sectional shape of the solder jet 110 and perform automatic adjustment of the equipment (motor 108, nozzle 126, etc.).

又、コントローラ300は、S150及びS160の処理において、熱画像400から算出される評価用パラメータ値についても教師データ化して、機械学習のためのデータベース360に記憶することができる。 In addition, in the processes of S150 and S160, the controller 300 can also convert the evaluation parameter values calculated from the thermal image 400 into training data and store them in the database 360 for machine learning.

この様に、実施の形態4に係るはんだ噴流の評価方法によれば、実施の形態1~3で説明した評価装置200を用いたはんだ噴流の評価試験に加えて、はんだ噴流110の鉛直断面形状(搬送方向に沿った第1の鉛直断面及び幅方向に沿った第2の鉛直断面)についても評価することで、より高精度にはんだ噴流の評価試験を行うことができる。これにより、特に、実施の形態1~3による効果に加えて、はんだ付け時の離脱角度θwdの不良に起因するはんだ付け品質の低下を抑制することが可能となる。更に、実施の形態4に係るはんだ噴流の評価方法よってはんだ噴流110の状態が良好であることを確認してから、プリント基板103を連続的にはんだ付けする製造工程を実現することで、不良品の発生を更に抑制することができる。 In this way, according to the solder jet evaluation method of the fourth embodiment, in addition to the solder jet evaluation test using the evaluation device 200 described in the first to third embodiments, the vertical cross-sectional shape of the solder jet 110 (the first vertical cross section along the transport direction and the second vertical cross section along the width direction) is also evaluated, so that the solder jet evaluation test can be performed with higher accuracy. This makes it possible to suppress deterioration of soldering quality caused by defects in the separation angle θwd during soldering, in addition to the effects of the first to third embodiments. Furthermore, by confirming that the condition of the solder jet 110 is good using the solder jet evaluation method of the fourth embodiment, and then realizing a manufacturing process in which the printed circuit board 103 is continuously soldered, the occurrence of defective products can be further suppressed.

図32は、実施の形態4の変形例に係るはんだ噴流の評価方法を説明するフローチャートである。 Figure 32 is a flowchart explaining a method for evaluating solder jets according to a modified example of embodiment 4.

図32に示される様に、実施の形態4の変形例に係るはんだ噴流の評価方法は、はんだ噴流の評価工程P102と、はんだ付け工程P200とを含む。はんだ噴流の評価工程P102では、図31のはんだ噴流の評価工程P101から、S101及びS111が省略されている。この結果、はんだ噴流の評価工程P102では、はんだ噴流110の熱画像400のみに基づいて、はんだ噴流110の状態の良否判定処理(S122)が実行される。従って、はんだ噴流110の鉛直断面形状の評価結果に基づいて、調整ガイダンスの出力(S180)等によって、不適切な断面形状を有するはんだ噴流を用いて、はんだ付け工程(P200)が実行されることを防止できる。 As shown in FIG. 32, the solder jet evaluation method according to the modified embodiment of the fourth embodiment includes a solder jet evaluation process P102 and a soldering process P200. In the solder jet evaluation process P102, steps S101 and S111 are omitted from the solder jet evaluation process P101 in FIG. 31. As a result, in the solder jet evaluation process P102, a quality determination process (S122) of the state of the solder jet 110 is performed based only on the thermal image 400 of the solder jet 110. Therefore, based on the evaluation result of the vertical cross-sectional shape of the solder jet 110, adjustment guidance is output (S180), etc., to prevent the soldering process (P200) from being performed using a solder jet having an inappropriate cross-sectional shape.

図32に示されたはんだ噴流の評価方法は、評価装置200(薄板201)の搬送を要することなく、短時間で実行することができる。このため、はんだ噴流の評価工程P102は、例えば、はんだ付け工程P200の開始後に、長時間を要することなく複数回実行することができる。これにより、はんだ噴流110の鉛直断面形状の確認頻度を上げることで、はんだ噴流110の異常を早期に検知することで、はんだ付け工程の品質を更に向上することができる。 The solder jet evaluation method shown in FIG. 32 can be performed in a short time without the need to transport the evaluation device 200 (thin plate 201). Therefore, the solder jet evaluation process P102 can be performed multiple times without requiring a long time, for example, after the start of the soldering process P200. This increases the frequency of checking the vertical cross-sectional shape of the solder jet 110, allowing for early detection of abnormalities in the solder jet 110, thereby further improving the quality of the soldering process.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiments disclosed herein should be considered to be illustrative and not restrictive in all respects. The scope of the present disclosure is indicated by the claims, not the above description, and is intended to include all modifications within the meaning and scope of the claims.

100 はんだ付け装置、101 筐体、102 溶融はんだ槽、103 プリント基板、104 搬送コンベア、105 予熱ヒータ、106 予備加熱装置、107 赤外線カメラ、108 モータ、109 表示部、110 はんだ噴流、111 1次噴流、111c,111x,111y,111z,112c,510,511,512 検査枠、111t,112c 等温線、112,112x 2次噴流、121 加熱用ヒータ、122 異物、123 噴出口、124 インペラ、125 調整ボルト、200 評価装置、201 薄板、210 搬送部材、211 上冶具、212 下冶具、213 スペーサ、214 ローレットねじ、215 位置決めピン、216,222 ボルト、217,218,221 隙間、219 スペース、220 補強材、250 熱画像(薄板)、252 加工画像、300 コントローラ、320 メモリ、350 バス、360 データベース、370 ニューラルネットワーク、380 回帰直線、400 熱画像(はんだ噴流)、401 帯状領域、401x 中央部、450,451,452 温度プロファイル、460,461,462 断面プロファイル、470,471 低温領域。 100 soldering device, 101 housing, 102 molten solder bath, 103 printed circuit board, 104 conveyor, 105 preheater, 106 preheater, 107 infrared camera, 108 motor, 109 display unit, 110 solder jet, 111 primary jet, 111c, 111x, 111y, 111z, 112c, 510, 511, 512 inspection frame, 111t, 112c isotherm, 112, 112x secondary jet, 121 heater, 122 foreign matter, 123 jet nozzle, 124 impeller, 125 adjustment bolt, 200 evaluation device, 201 thin plate, 210 conveying member, 211 upper jig, 212 lower jig, 213 spacer, 214 Knurled screw, 215 Positioning pin, 216, 222 Bolt, 217, 218, 221 Gap, 219 Space, 220 Reinforcement, 250 Thermal image (thin plate), 252 Processing image, 300 Controller, 320 Memory, 350 Bus, 360 Database, 370 Neural network, 380 Regression line, 400 Thermal image (solder jet), 401 Band area, 401x Center, 450, 451, 452 Temperature profile, 460, 461, 462 Cross-sectional profile, 470, 471 Low temperature area.

Claims (8)

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。
A solder jet evaluation device for use in a soldering apparatus including a molten solder bath from which a solder jet is jetted, a transport conveyor for transporting an object to be soldered so as to pass above the molten solder bath, and a temperature distribution measuring device within a field of view directed from above the molten solder bath toward the transport conveyor and the molten solder bath, comprising:
A conveying member conveyed on the conveyor;
a thin plate member attached to the conveying member at a position above the molten solder bath where the thin plate member comes into contact with the solder jet,
The thin plate member is made of a material and has a plate thickness of 0.1 or less.
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。
the thin plate member is attached to the conveying member such that a first gap is provided between the thin plate member and the conveying member along a plate thickness direction of the thin plate member,
2. The solder jet evaluation device according to claim 1, wherein the first gap is larger than an amount of thermal expansion in the thickness direction that occurs in the thin plate member when the thin plate member comes into contact with the solder jet.
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。
the thin plate member is attached to the conveying member such that a second gap is provided between the thin plate member and the conveying member along a surface direction of the thin plate member,
3. The solder jet evaluation device according to claim 1, wherein the second gap is larger than an amount of thermal expansion in the planar direction that occurs in the thin plate member when the thin plate member comes into contact with the solder jet.
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。
the thin plate member is attached to the conveying member by a fixing member passing through a hole provided in the thin plate member,
A solder jet evaluation device as described in any one of claims 1 to 3, wherein a third gap in the surface direction of the thin plate member caused by the difference between the diameter of the hole and the diameter of the fixing member is larger than the amount of thermal expansion in the surface direction that occurs in the fixing member when it comes into contact with the solder jet.
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。
The transport member is configured to have a first side and a second side extending in a direction intersecting a transport direction of the transport conveyor,
the first side is transported on the transport conveyor in the transport direction ahead of the second side,
the thin plate member is attached to the conveying member such that a space is provided between the thin plate member and the second side,
5. The solder jet evaluation device according to claim 1, wherein the length of the space along the transport direction is longer than (1/2) the length of the solder jet along the transport direction.
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。 The solder jet evaluation device according to any one of claims 1 to 4, wherein the transport member is configured in a shape that opens on the rear side along the transport direction of the transport conveyor when the thin plate member is attached. 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。
The conveying member is
a first member to which the thin plate member is attached; and
a second member fixed to the first member,
the first member has a shape that opens at a rear side along a conveying direction of the conveyor when the thin plate member is attached,
The solder jet evaluation device according to any one of claims 1 to 4, wherein the second member is attached to the first member so as to be positioned above the thin plate member in correspondence with an opening portion of the first member.
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。
The solder jet evaluation device according to any one of claims 1 to 7,
the soldering device to be evaluated by the evaluation device;
and a controller that determines whether the state of the solder jet is good or bad based on the temperature distribution within the surface of the thin plate member obtained by image processing of a thermal image obtained by measuring the thin plate member in contact with the solder jet using the temperature distribution measuring device when the evaluation device passes above the molten solder bath.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4516439A1 (en) 2023-08-30 2025-03-05 Siemens Aktiengesellschaft Method for evaluating a soldering process in a soldering system for liquid solder by means of a monitoring device, computer program product, computer-readable storage medium and monitoring device

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018139571A1 (en) 2017-01-30 2018-08-02 三菱電機株式会社 Soldering system, control device, control method, and program
JP2019169616A (en) 2018-03-23 2019-10-03 三菱電機株式会社 Heat input amount evaluation method of molten solder, measurement board and flow soldering device
WO2019194071A1 (en) 2018-04-02 2019-10-10 三菱電機株式会社 Solder jet flow inspection device, mounting board, and jet flow inspection method
WO2019208039A1 (en) 2018-04-27 2019-10-31 三菱電機株式会社 Soldering monitoring device, soldering monitoring method and soldering device

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2572970B1 (en) * 1984-11-15 1987-02-13 Outillages Scient Lab HEATING DEVICE FOR GENERATING A WELDING WAVE FOR A WAVE WELDING MACHINE
JPH10193092A (en) * 1997-01-07 1998-07-28 Nissan Motor Co Ltd Solder jet control device
JP5871005B2 (en) * 2011-09-12 2016-03-01 オムロン株式会社 Inspection jig
CN103185646A (en) * 2011-12-30 2013-07-03 西门子公司 Sensor and method for measuring internal temperature
CN102680878B (en) * 2012-05-29 2015-04-22 陕西科技大学 Experiment method of junction temperature of LED (light emitting diode)
CN105108266B (en) * 2015-07-24 2017-04-05 北京动力机械研究所 High temperature alloy soldering compound positioning device
CN205861226U (en) * 2016-08-12 2017-01-04 泰科电子(上海)有限公司 Temperature measuring equipment, electric appliance component and battery bag
WO2019078021A1 (en) * 2017-10-18 2019-04-25 三菱電機株式会社 Soldering apparatus and soldering method
CN108801039B (en) * 2018-07-25 2024-03-29 中国大唐集团科技工程有限公司 Air cooling tube bank temperature measuring device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018139571A1 (en) 2017-01-30 2018-08-02 三菱電機株式会社 Soldering system, control device, control method, and program
JP2019169616A (en) 2018-03-23 2019-10-03 三菱電機株式会社 Heat input amount evaluation method of molten solder, measurement board and flow soldering device
WO2019194071A1 (en) 2018-04-02 2019-10-10 三菱電機株式会社 Solder jet flow inspection device, mounting board, and jet flow inspection method
WO2019208039A1 (en) 2018-04-27 2019-10-31 三菱電機株式会社 Soldering monitoring device, soldering monitoring method and soldering device

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