(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数の金属素線を撚り合わせた撚り線からなる複数のケーブル芯線を、回路基板に平行かつ長さ方向に揃えて形成した多数のパッドにハンダ付けする同軸ケーブルの接合方法において、
前記パッドを前記ケーブル芯線端末より前記ケーブル芯線の先端側に突出するように形成し、前記パッドの前記ケーブル芯線より突出した部分に前記ケーブル芯線端末上縁よりも高い固体ハンダを置き、前記ケーブル芯線の上方を覆いつつ下限位置がストッパにより機械的に規制されたヒータチップをこの固体ハンダに上方から押し当てて加熱溶融し、この固体ハンダの溶融に伴って下降する前記ヒータチップの沈み込み量を前記固体ハンダと前記ケーブル芯線との高さの差を実質的に超えないように前記ストッパにより規制して、
前記ケーブル芯線端末を実質的に潰さない高さに保持し、溶融ハンダがケーブル芯線端末とパッドとの間に浸入するのを待ってハンダを凝固させることを特徴とする同軸ケーブルの接合方法。
【請求項２】
２本の信号線となる２本の同軸ケーブルが対撚り線構造とされ、これらはさらに信号線絶縁材を介して内部シールドと編組シールドで覆われて各対シールド付きツイストペア構造となっている請求項１の同軸ケーブルの接合方法。
【請求項３】
信号線は、多数の軟銅線からなる素線を撚り合わせた撚り線導体を芯線とするものである請求項２の同軸ケーブルの接合方法。
【請求項４】
回路基板は、電子部品実装用の回路基板およびコネクタ用の回路基板の一方を含む請求項１の同軸ケーブルの接合方法。
【請求項５】
回路基板にはケーブル芯線の端末よりもその長さ方向に突出する突出部を有する複数のパッドが平行に形成され、複数のケーブル芯線端末を前記パッドの突出部に重ならないようにこれらのパッドに平行に保持し、固体ハンダをこれらのパッドの突出部を横断するように保持し、これらのパッド上方を横断しかつケーブル芯線上方に接近するヒータチップにより固体ハンダを加熱溶融すると共に前記ケーブル芯線端末を加熱し、溶融ハンダを表面張力によって各ケーブル芯線端末と各パッドの間にハンダブリッジを発生させることなく浸入させる請求項１の同軸ケーブルの接合方法。
【請求項６】
請求項１に記載された同軸ケーブルの接合方法の実施に用いる同軸ケーブルの接合装置であって、
基台に対して昇降可能かつ位置固定可能な昇降ヘッドと；
この昇降ヘッドに上下動可能に保持され下向きに付勢されたヒータチップと；
前記昇降ヘッドに設けられ前記ヒータチップの前記昇降ヘッドに対する下限位置を機械的に規制するストッパと；
前記昇降ヘッドに設けられ前記ヒータチップの前記昇降ヘッドに対する昇降位置を検出する変位計と；
前記ケーブル芯線端末の上縁よりも高く、かつ前記ケーブル芯線端末の先端側に突出したパッドの突出部分に置かれた固体ハンダと、
前記固体ハンダと同軸ケーブル芯線との高さの差を実質的に超えない目標沈み込み量を設定する設定値入力手段と；
前記昇降ヘッドに対する下限位置に置いた前記ヒータチップを前記昇降ヘッドと一体に下降させて前記ヒータチップを前記固体ハンダに当接させ、前記変位計の検出値が前記目標沈み込み量になったことから前記ヒータチップを発熱させ、前記固体ハンダの溶融に伴って前記ヒータチップをストッパによる下限位置まで下降させることによって前記目標沈み込み量だけ下降させて保持するコントローラと；
を備えることを特徴とする同軸ケーブルの接合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、同軸ケーブル特に多数の金属細線をより合わせた撚り線導体からなる芯線の端末を配線基板のパッドにはんだ接合する接合方法と接合装置とに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子機器間でデジタル信号を高速で伝送する高速インタフェイスケーブルなどの同軸ケーブルに用いる方式の一つとして、差動伝送方式がある。その代表的な規格としてＩＥＥＥ１３９４ケーブルが知られている。このケーブルは、信号線部分と電源／ＧＮＤ（接地）線部分をシース（ジャケット）に収納した構造となっている。ここに信号線は、２本により（撚り）合わせられ、「対より線（対撚り線）」と呼ばれる構造となる。対より線はその外周に内部シールド（各対シールド）と呼ばれる金属皮膜付きプラスチックテープと編組シールドで覆われ、各対シールド付きツイストペアと呼ばれる構造となる。
【０００３】
さらに、各対シールド付きツイストペア２組み、電源線、ＧＮＤ線それぞれが一体となるようにより合わせられ、集合と呼ばれる構造となる。これらはさらに、外部シールドと呼ばれる金属皮膜付きプラスチックテープ、編組シールドで覆い、最後にシースと呼ばれるジャケットで全体を保護している。
【０００４】
ここに信号線の構造は柔軟性を持たせるために、素線と呼ばれる金属細線を撚り合わせた「より線導体」を芯線に用いている。例えば７本の素線を撚り合わせたものが用いられる。
【０００５】
２本の信号線をより合わせた対より線を１組とするのは、前記差動伝送方式によりノイズを打ち消すためである。すなわち、一対の線路に互いに逆方向のデジタル信号を入力することにより、信号線から発生する放射ノイズや、外来ノイズを差動伝送により相殺するものである。さらに信号が小振幅となるため、信号の立ち上がり、降下時間が短縮され、信号伝送の高速化が実現されるものである。
【０００６】
このような対より線を構成する２本の極めて細い同軸ケーブル（ここでは以下最細同軸ケーブルともいう。）を、プリント基板やＦＰＣ（フレキシブルプリント配線板）などの基板に形成したパッドに接続することは、配線の高密度化に伴って能率の悪い工程となっており、手作業によるハンダ付けは極めて困難になっている。
【０００７】
特許文献１ではこのような問題に対して、多数の最細同軸ケーブルの端部をフラットケーブル状に並べて、それらの端末に突出する芯線を配線基板に平板状に設けた一括接続用パッドにハンダ付けなどによって接続し、その後で各最細同軸ケーブルの間でブリッジとなるハンダと一括接続用パッドをレーザ加工やプレス加工などで切断して切り離すことを提案している。この特許文献１にはハンダ付けの方法については具体的には説明されていない。このような場合には最細同軸ケーブルの芯線を横断する方向に長いヒータチップを芯線に押し当ててハンダ付けすることが考えられる。
【０００８】
特許文献２には、被ハンダ付け対象となるワークをハンダ付けする場合に、予めクリームハンダ、ハンダめっき、などでハンダをパッドに供給しておき、上からヒータチップを押圧してハンダを溶融し接続することが提案されている（段落００３３、図９など）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−３０９３３９号公報
【特許文献２】特開２０１０−１６７４５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし特許文献２に開示された方法は、撚り線ではなくリード線をハンダ付けするものであり、前記の最細同軸ケーブルの撚り線からなる芯線をハンダ付けする場合に適用すると、芯線を押しつぶすという問題がある。
【００１１】
図１３はこの方法を撚り線の同軸ケーブルに適用する場合のハンダ付けを説明する図、図１４はその接合状態を示す図であってケーブルの横断方向の横断面図である。図１３において、符号１は配線基板、２はその表面に形成したパッド、３は最細同軸ケーブル、４はその芯線である。芯線４は７本の素線４Ａを撚り合わせたものである。この芯線４をパッド２に重ね、上からヒータチップ５を押下すると共に、芯線４の先端側から固体ハンダ６を供給すれば、ハンダ６は予め加熱されている接合部で溶融し、芯線４の素線４Ａの間およびパッド２との間に毛細管現象によって浸入する。溶融ハンダの浸入後に冷却してハンダを凝固させ、その後ヒータチップ５を上方に離すものである。
【００１２】
しかしこの場合には、図１４に示すようにヒータチップ５が芯線４を押しつぶすことになり、このために種々の不都合がを生じることが解った。例えば高速インタフェイスケーブルの高速信号線では、特性インピーダンスを高精度に管理することが必要となる。このためミクロンオーダの寸法、サブピコオーダのキャパシタンス制御が必要となり、芯線の断面形状の変化は精度低下の原因となると考えられている。
【００１３】
また対より線とする場合には、各より線（信号線）の遅延時間にバラツキがあると、遅延時間の差が発生する（スキュー）。すなわちケーブルの入り口で同時にスタートした信号は伝搬遅延時間の差によってケーブル出口で信号にズレを生じる。このためケーブル内部は勿論のことであるが、ケーブルとコネクタのつなぎ目やコネクタにおいても、特性インピーダンス、スキューに差が現れないようにすることが重要である。この性能が悪いと、伝送する画像にノイズが出るなどの悪影響を生じる。信号線の遅延時間のバラツキの主な要因は、信号線の実効誘電率によって発生する遅延時間のバラツキと、信号線の物理的な経路長のバラツキである。
【００１４】
ケーブル端末を回路基板やコネクタのパッドにハンダ付けする場合に前記のように素線の撚り線からなる芯線が潰されると、ケーブル芯線の断面形状が変化すると共に、溶融ハンダの素線間への浸入状態が変化し、経路長が不揃いになる。またこの付近の素線間隔や芯線の断面形状が変化することにより分布定数が不揃いになるため、特性インピーダンスのバラツキを発生させると考えられる。このため伝送画像にノイズが出るなどの問題が生じる恐れが有る。
【００１５】
この発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、撚り線からなる芯線を回路基板やコネクタなどのパッドにハンダ付けする場合に、撚り線の芯線を押し潰して芯線や素線の断面形状を変化させることがなく、素線間への溶融ハンダの浸入状態を均一にして、ケーブルの経路長のバラツキや特性インピーダンスのバラツキの発生を防止し、伝送信号にノイズが発生するのを防ぐことができる同軸ケーブルの接合方法を提供することを第１の目的とする。またこの方法の実施に直接使用する接合装置を提供することを第２の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
この発明によれば第１の目的は、多数の金属素線を撚り合わせた撚り線からなる複数のケーブル芯線を、回路基板に平行かつ長さ方向に揃えて形成した多数のパッドにハンダ付けする同軸ケーブルの接合方法において、前記パッドを前記ケーブル芯線端末より前記ケーブル芯線の先端側に突出するように形成し、前記パッドの前記ケーブル芯線より突出した部分に前記ケーブル芯線端末上縁よりも高い固体ハンダを置き、前記ケーブル芯線の上方を覆いつつ下限位置がストッパにより機械的に規制されたヒータチップをこの固体ハンダに上方から押し当てて加熱溶融し、この固体ハンダの溶融に伴って下降する前記ヒータチップの沈み込み量を前記固体ハンダと前記ケーブル芯線との高さの差を実質的に超えないように前記ストッパにより機械的に規制して、前記ケーブル芯線端末を実質的に潰さない高さに保持し、溶融ハンダがケーブル芯線端末とパッドとの間に浸入するのを待ってハンダを凝固させることを特徴とする同軸ケーブルの接合方法、により達成される。
【００１７】
また第２の目的は、
請求項１に記載された同軸ケーブルの接合方法の実施に用いる同軸ケーブルの接合装置であって、
基台に対して昇降可能かつ位置固定可能な昇降ヘッドと；
この昇降ヘッドに上下動可能に保持され下向きに付勢されたヒータチップと；
前記昇降ヘッドに設けられ前記ヒータチップの前記昇降ヘッドに対する下限位置を機械的に規制するストッパと；
前記昇降ヘッドに設けられ前記ヒータチップの前記昇降ヘッドに対する昇降位置を検出する変位計と；
前記ケーブル芯線端末の上縁よりも高く、かつ前記ケーブル芯線端末の先端側に突出したパッドの突出部分に置かれた固体ハンダと、
前記固体ハンダと同軸ケーブル芯線との高さの差を実質的に超えない目標沈み込み量を設定する設定値入力手段と；
前記昇降ヘッドに対する下限位置に置いた前記ヒータチップを前記昇降ヘッドと一体に下降させて前記ヒータチップを前記固体ハンダに当接させ、前記変位計の検出値が前記目標沈み込み量になったことから前記ヒータチップを発熱させ、前記固体ハンダの溶融に伴って前記ヒータチップをストッパによる下限位置まで下降させることによって前記目標沈み込み量だけ下降させて保持するコントローラと；
を備えることを特徴とする同軸ケーブルの接合装置、により達成される。
【発明の効果】
【００１８】
第１の発明によれば、ヒータチップはまず固体ハンダに上方から当接して固体ハンダを溶融し、ハンダの溶融に伴ってヒータチップが下降するが、この時の下降量をヒータチップが芯線を押し潰さない高さに設定しているので、撚り線の素線を押し潰して芯線や素線の断面形状を変化させることがなく、素線間への溶融ハンダの浸入状態を均一にして、ケーブルの経路長のバラツキや特性インピーダンスのバラツキの発生を防止して、伝送信号にノイズが発生するのを防ぐことができる。また第２の発明によれば、第１の発明の実施に直接使用する装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】この発明の一実施例を示すハンダ接合部の平面図
【図２】その接合前の状態を示す側面図
【図３】このハンダ接合工程を示す側面図
【図４】この接合後の接合部を示す断面図
【図５】ハンダ接合の工程図
【図６】本発明である接合装置の一実施例の外観斜視図
【図７】同じく内部構造を示すブロック図
【図８】昇降ヘッド部の初期位置を示す図
【図９】同じくヒータチップがワークに接触した位置を示す図
【図１０】同じく昇降ヘッドを目標沈み込み量ａだけ押し下げて固定した位置を示す図
【図１１】同じく半田溶融時を示す図
【図１２】動作流れ図
【図１３】従来方法によるハンダ付けを説明する図
【図１４】その接合状態を示すケーブル横断方向の横断面図
【発明を実施するための形態】
【００２０】
ここにヒータチップが芯線を押し潰さない高さは、パッド上面からの高さが芯線の直径寸法と同じあるいはこの寸法よりも大きい高さとするのが良い。すなわち目標沈み込み量は、固体ハンダと同軸ケーブル芯線との高さの差と実質的に同じあるいはこの差よりも小さく設定すればよい。しかしこの寸法は、芯線の断面形状の変化が僅かであれば実質的には問題がない場合には、固体ハンダと同軸ケーブル芯線との高さの差よりも僅かに大きく設定して、ヒータチップが芯線を僅かに押し潰すものであっても良い。
【００２１】
２本の信号線となる２本の同軸ケーブルを対撚り線構造とし、これらをさらに信号線絶縁材を介して内部シールドと編組シールドで覆い各対シールド付きツイストペア構造とすることもでき、この場合には代表的な規格であるＩＥＥＥ１３９４ケーブルを構成することができる（請求項２）。
【００２２】
信号線は、多数の軟銅線からなる素線を撚り合わせた撚り線導体を芯線とするのがよい（請求項３）。軟銅線は柔軟性と導電性に優れているからである。またハンダ付け性を考慮したスズめっき軟銅線、屈曲性を持たせた合金線を使用することもできる。配線基板は、電子部品実装用回路基板とコネクタ用回路基板の少なくとも一方を含む（請求項４）。
【００２３】
ヒータチップの位置を管理するためには、次のように構成することができる。すなわち、ヒータチップは基台に対して昇降可能かつ位置固定可能な昇降ヘッドに設けられると共に、前記昇降ヘッドに設けたストッパにより前記昇降ヘッドに対する下限位置が機械的に規制され、ヒータチップが固体ハンダに当接した状態でその昇降ヘッドに対する下限位置から前記固体ハンダの高さとケーブル線の高さの差よりも小さい目標沈み込み量だけ前記昇降ヘッドを押し下げて固定し、はんだ溶融時のヒータチップの前記昇降ヘッドに対する下降量を前記目標沈み込み量に制限するものである。
【００２４】
実際の接合工程においては、回路基板にケーブル芯線の端末よりもその長さ方向に突出する突出部を有する複数のパッドを平行に形成しておき、複数のケーブル芯線端末を前記パッドの突出部に重ならないようにこれらのパッドに平行に保持し、固体ハンダをこれらのパッドの突出部を横断するように保持し、これらのパッド上方を横断しかつケーブル芯線上方に接近するヒータチップにより固体ハンダを加熱溶融すると共に前記ケーブル芯線端末を加熱し、溶融ハンダを表面張力によって各ケーブル芯線端末と各パッドの間にハンダブリッジを発生させることなく浸入させる（請求項５）。
【実施例１】
【００２５】
図１〜４において、符号１０は基板であり電子部品を実装する回路基板や、コネクタの基板などである。１２は同軸ケーブルであり、例えば前記した信号線である。この基板には、図１に示すように同軸ケーブル１２の数に対応した数の多数のパッド１４が公知のフォトエッチングなどにより平行かつ長さ方向に揃えて形成されている。ここに各パッド１４は、同軸ケーブルの芯線端末を接合する部分の延長方向（同軸ケーブル１２の長さ方向）に伸び、この伸びた部分が突出部１４Ａとなっている。
【００２６】
ここに同軸ケーブル１２は芯線１２Ａを絶縁体（図示せず）を介してシース１２Ｂで囲んだ構造を持つ。芯線１２Ａは、複数の（例えば７本の）金属素線１２Ｃ（図４）を撚り合わせて撚り線導体としたものである。シース１２Ｂは、同軸ケーブル１２の端末付近が一定長さで予め除去され、芯線１２Ａの端末部分が露出している。前記パッド１４は、この芯線１２Ａの露出した端末部分よりも長く、芯線１２Ａをこのパッド１４に平行に載せた時に先端側に前記突出部１４Ａができる。同軸ケーブル１２の数に対応する数のパッド１４は、互いに平行でかつその長手方向の位置を揃えて形成されている。
【００２７】
１６は固体ハンダである。このハンダはその直径が適正に設定された断面円形の糸ハンダとすることができる。断面形状は円形以外であってもよく、例えば長方形であってもよい。ここにこの固体ハンダ１６の高さは図２に示すように、芯線１２Ａの直径よりも大きい。また固体ハンダ１６の断面積は、その溶融時にパッドと芯線１６Ａの接合に十分であって、かつ多すぎない量になるように設定する。すなわちハンダ溶融時に、隣接する各パッド１４の各接合部に溶融ハンダが毛細管現象によって浸入するが、この溶融ハンダの供給量が各接合部の接合に十分であって、かつ隣接する接合部間にハンダの架橋（ブリッジ）ができない量となるように設定される。ブリッジの発生状況は、隣接する接合部間の間隔によっても変わるから、固体ハンダ１６の断面積はこの接合部間の間隔によっても変える必要がある。
【００２８】
１８はヒータチップであり、その下面（加圧面）は前記固体ハンダ１６の上面と芯線１２Ａの上方を覆い、全てのパッド１４の並列方向の幅よりも十分に広い幅を持っている。図１で１８Ａは、ヒータチップ１８の加圧面の外形形状を示している。ヒータチップ１８は図１、２に示す位置に配設され、パッド１４に対して垂直に押下される（図５、ステップＳ５０）。ヒータチップ１８はその加圧面１８Ａが固体ハンダ１６の上縁に接触してから発熱する（ステップＳ５２）。
【００２９】
ヒータチップ１８の発熱により、固体ハンダ１６が溶融を開始する一方、パッド１４およびその上の芯線１２Ａからなる接合部が加熱される（図３Ａ）。ハンダ１６が溶融すると、溶融ハンダ１６Ａは毛細管現象によって芯線１２Ａとパッド１４の間に浸入し、また芯線１２Ａを構成する金属素線１２Ｃの間に浸入する（ステップＳ５４）。
【００３０】
この時ヒータチップ１８の高さは、その加圧面１８Ａが芯線１２Ａに接触しない高さに制御する。すなわちヒータチップ１８の高さは変位計などで監視され、図３Ａに示す加圧面１８Ａが固体ハンダ１６に接触してヒータチップ１８を発熱開始させてからの沈み込み量が、一定範囲（目標沈み込み量）に規制される（ステップＳ５６）。ここにこの一定範囲は、前記固体ハンダ１６の高さｈから芯線１２Ａの直径ｄを減算した差（ｈ−ｄ）よりも小さくする（図２参照）。
【００３１】
この結果ヒータチップ１８はこの目標沈み込み量だけ下降して所定時間保持され、溶融ハンダ１６Ａが接合部に適切に供給されると、ヒータチップ１８の発熱を停止して冷却を開始する（ステップＳ５８）。溶融ハンダ１６Ａが凝固するとヒータチップ１８を上昇させてハンダ接合工程を終了する（ステップＳ６０）。
【実施例２】
【００３２】
次に、この接合方法の実施に用いる接合装置の実施例を図６〜１２を用いて説明する。図６、７において符号１００はコントローラ、１０２は電源、１０４は溶接機である。コントローラ１００は、電源スイッチ１０６、表示パネル１０８を持つ。この表示パネル１０８は表面に透明なタッチセンサ（図示せず）からなる入力手段が設けられ、この入力手段から後記目標沈み込み量ａを含む種々の設定値が設定される。
【００３３】
溶接器１０４は図８に詳細に示すように、基台１１０と、この基台１１０から垂直に起立する支柱１１２と、この支柱１１２に昇降可能に保持されモータ１１４（図７）によって昇降される昇降ヘッド１１６と、この昇降ヘッド１１６に保持されて下方へ突出するロッド１１８と、このロッド６８の下端に固定されたヒータチップ（ツール）１２０とを持つ。このロッド１１８は昇降ヘッド１１６に固定された筒１２２内に装填されたコイルばね１２４によって下向きに付勢されている。
【００３４】
コイルばね１２４の上端は、筒１２２の上端に螺合されたばね力調節手段となるキャップ１２６に支持されている。ロッド１１８には下限位置設定部材となる板１２８が固定され、この板１２８はロッド１１８の下降時に昇降ヘッド１１６の内壁に当接して位置決めされる（図８、１１の位置）。この板１２８の位置すなわち昇降ヘッド１１６に対する相対位置は、昇降ヘッド１１６に内装した変位計１３０によって検出される。このこの変位計１３０は例えば公知の差動トランスで形成することができる。この場合は、板１２８にロッド１１８と平行に固定した鉄心１３２を、一次コイルおよび２組の二次コイルを組合せたコイル１３４の中で移動させ、２組の二次コイルの出力差に基づいて鉄心１３２の変位を検出する。
【００３５】
ヒータチップ１２０は上方に開くスリットを形成して略Ｕ字状とした抵抗金属で作られ、両端間に電流を流すことによって瞬時に発熱させるものである。このヒータチップ１２０はウェルドケーブル１３６によって電源１０２に収容された溶接トランスの二次側に接続されている。
【００３６】
なおヒータチップ１２０の印加電圧、電流は電源１０２内において検出され、フィードバック制御に用いられる。またヒータチップ１２０の先端付近の温度（溶接温度）は熱電対によって検出され、この熱電対の出力もフィードバック制御に用いられる。
【００３７】
１４０は被半田付け対象となるワークである。このワーク１４０は、図１〜５の実施例１に示したように、コネクタなどの回路基板１４２に形成した平行かつ長さ方向に揃えたパッド１４４に、同軸ケーブル１４６の芯線１４６Ａを乗せたものである。ここにパッド１１４には前記図１〜３で説明した突出部が形成されている。この突出部には、複数のパッド１１４の幅方向に横断するように固体ハンダ１４８が置かれている。なおヒータチップ１２０の加圧面１２０Ａは、この固体ハンダ１４８と芯線１４６Ａの上方に位置する。
【００３８】
次にコントローラ１００の構成を図７を用いて説明する。コントローラ１００はＣＰＵ１５０と、このＣＰＵ１５０により制御されるモータ制御部１５２、変位検出部１５４、表示部１５６、設定部１５７等を持つ。変位検出部１５４は変位計１３０の出力に基づいてロッド１１８の変位すなわちヒータチップ１２０の変位を検出する。モータ制御部１５２は、この変位検出部１５４の出力に基づいてモータ１１４を制御する。すなわちＣＰＵ１５０が出力する位置指令信号に基づいて、ロッド１１８（ヒータチップ１２０）の位置を指令位置にするようにモータ１１４を正逆転させる。
【００３９】
電源１０２には温度管理部１５８が設けられる。この温度管理部１５８はヒータチップ１２０の温度を指令温度にするように制御する。表示部１５６は前記表示パネル１０８に対応する。設定部１５７はこの表示パネル１０８の表面に設けたタッチセンサで形成される。
【００４０】
次に図１２を用いて動作を説明する。コントローラ１００の電源スイッチ１０６をオンにすると、ＣＰＵ１５０が起動し表示パネル１０８にメニュー画面が表示される。オペレータはメニュー画面で「データ設定」を選択し、種々のデータ（設定値）を設定する。
【００４１】
ここで設定するデータは、目標沈み込み量ａ、タッチダウン沈み込み量ｘなどである。目標沈み込み量ａはヒータチップ１２０の加圧面１２０Ａが固体ハンダ１４８に接触してからハンダが溶融して下降する時の下降量であり前記実施例１で説明したように、固体ハンダ１４８の高さｈと芯線１４６Ａの直径ｄとの差（＝ｈ−ｄ）未満となる（図１０、１１参照）。タッチダウン沈み込み量ｘは、ヒータチップ１２０がワーク１４０の固体ハンダ１４８に接触したと判断する変位計１３０の変位検出量である。
【００４２】
データの設定が終わると、ＣＰＵ１５０は図８の状態で変位計１３０の出力をゼロにリセットする（図１２のステップＳ２００）。この時はロッド１１８は板１２８が昇降ヘッド１１６の内壁に当接することによってストッパとして機能することにより下限位置に係止される。すなわち機械的ストップ状態である。オペレータが表示パネル１０８に表示されたスタートスイッチ（図示せず）を押す（触れる）ことにより、ＣＰＵ１５０は半田付け動作を開始する。まずモータ１１４を駆動させて昇降ヘッド１１６を下降させる（ステップＳ２０２）。
【００４３】
ヒータチップ１２０が固体ハンダ１４８に当接すると変位計１３０の出力が変化を開始する。すなわち出力値が増加する（ステップＳ２０４）。この出力が前記タッチダウン沈み込み量ｘに到達するとＣＰＵ１５０はヒータチップ１２０が固体ハンダ１４８に接触した（タッチダウンした）と判定する（ステップＳ２０６）。図９はこの状態を示している。この時点からＣＰＵ１５０はモータ１１４をフィードバック制御に切換える。すなわちモータ制御部１５２は、ＣＰＵ１５０が出力する指令値に基づいて変位計１３０の出力をこの指令値に一致させるようにモータ１１４をフィードバック制御する。
【００４４】
ＣＰＵ１５０は指令値として目標沈み込み量ａを出力するので、昇降ヘッド１１６は図９の位置（ヒータチップ１２０が固体ハンダ１４８に接触しさらにタッチダウン沈み込み量ｘだけ下降した位置）から、さらに下降させ変位計１３０の出力がこの目標沈み込み量ａとなるまで下降させて停止する（ステップＳ２０８）。図１０はこの状態を示している。この時にはロッド１１８およびヒータチップ１２０はコイルばね１２４の復元力によって下向きに付勢されている。
【００４５】
ＣＰＵ１５０はこの状態で電源１０２に信号を送り、ヒータチップ１２０の加熱を開始させる（ステップＳ２１０）。この加熱は、電源１０２がヒータチップ１２０に電流を供給することにより行われる。この時ヒータチップ１２０の温度が電源１０２の温度管理部１５８で判定され、ヒータチップ１２０の温度を所定の温度管理特性（温度プロファイル）に適合させつつ制御する。なおこの温度プロファイルは予め設定されて電源１０２の温度管理部１５８にメモリされている。
【００４６】
ヒータチップ１２０の発熱により固体ハンダ１４８がその接合温度に加熱されると、ハンダが溶融する。このためヒータチップ１２０は前記目標沈み込み量ａの寸法だけ下降し（ステップＳ２１２）、板１２８が昇降ヘッド１１６の内壁に当接して停止する（ステップＳ２１４）。すなわち機械的にストッパで固定される。図１１はこの状態を示し、１４８Ａは溶融したハンダを示している。この時変位計１３０はリセット位置に戻るので、その出力は０に戻る。
【００４７】
ＣＰＵ１５０は、ヒータチップ１２０が停止し変位計１３０の出力がゼロ以外の一定値で固定された時は、この一定値が正常沈み込みとする到達上下限の範囲（すなわち許容範囲）内であれば正常と判定し、冷却を開始する（ステップＳ２１６）。この冷却には、自然冷却、空冷、液冷など適宜の方式が用いられる。そして冷却が終わると、ＣＰＵ１５０は昇降ヘッド１１６を上昇させて図８に示す初期位置に戻す（ステップＳ２１８）。
【００４８】
変位計１３０の出力が正常沈み込みとする到達上下限の範囲（許容範囲）外になった場合は、異常有りとしてアラームを出力したり、ヒータチップ３０の通電を停止してワーク５２の保護を図る。
【００４９】
この実施例によればロッド１１８およびヒータチップ１２０の下降量は目標沈み込み量ａに制限されているので、この目標沈み込み量ａを適切に設定することによりヒータチップ１３０が芯線１４６Ａを押し潰すことなく、従って芯線１４６Ａの断面形状を変化させることなく芯線１４６Ａをパッド１４４にハンダ接合することができる。従って図４に示したように、芯線１４６Ａをパッド１４４に良好な状態でハンダ付けすることができる。
【符号の説明】
【００５０】
１０、１１０  基板
１２、１４６  同軸ケーブル
１２Ａ、１４６Ａ  芯線
１４、１４４  パッド
１４Ａ  突出部
１６、１４８  固体ハンダ
１８、１２０  ヒータチップ
１００  コントローラ
１０２  電源
１０４  溶接器
１０８  表示パネル（設定値入力手段）
１１６  昇降ヘッド
１１８  ロッド
１８、１２０  ヒータチップ
１２８  板（下限位置設定部材、ストッパ）
１３０  変位計
ａ  目標沈み込み量
ｈ  固体ハンダの高さ
ｄ  芯線の直径  
【図１】
0005922944.tif 000002
【図２】
0005922944.tif 000003
【図３】
0005922944.tif 000004
【図４】
0005922944.tif 000005
【図５】
0005922944.tif 000006
【図６】
0005922944.tif 000007
【図７】
0005922944.tif 000008
【図８】
0005922944.tif 000009
【図９】
0005922944.tif 000010
【図１０】
0005922944.tif 000011
【図１１】
0005922944.tif 000012
【図１２】
0005922944.tif 000013
【図１３】
0005922944.tif 000014
【図１４】
0005922944.tif 000015