(57)【要約】【課題】  消費電力を抑制することができる電源制御装置および電源制御方法を提供する。【解決手段】  電源制御装置は、ハンダ槽内のハンダの温度を検出する第１温度センサと、前記ハンダ槽の加熱用ヒータへの電力供給停止後に、前記第１温度センサが取得する温度の時間変化量に基づいて、前記ハンダの量を算出するハンダ量算出部と、前記ハンダの使用開始時刻に前記ハンダの温度が所定温度になるように、前記ハンダ量算出部が算出した前記ハンダの量と、前記第１温度センサが検出した温度と、に基づいて前記ヒータへの電力供給開始時刻を算出する時刻算出部と、を備える。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハンダ槽内のハンダの温度を検出する第１温度センサと、
前記ハンダ槽の加熱用ヒータへの電力供給停止後に、前記第１温度センサが取得する温度の時間変化量に基づいて、前記ハンダの量を算出するハンダ量算出部と、
前記ハンダの使用開始時刻に前記ハンダの温度が所定温度になるように、前記ハンダ量算出部が算出した前記ハンダの量と、前記第１温度センサが検出した温度と、に基づいて前記ヒータへの電力供給開始時刻を算出する時刻算出部と、を備えることを特徴とする電源制御装置。
【請求項２】
前記時刻算出部は、前記ハンダ量算出部が算出したハンダの量と前記ヒータへの供給電力とから算出される前記ハンダの温度上昇率を用いて、前記電力供給開始時刻を算出することを特徴とする請求項１記載の電源制御装置。
【請求項３】
前記ハンダ量算出部は、前記ハンダの比熱と前記ハンダの放熱量とを用いて前記ハンダの量を算出することを特徴とする請求項１または２記載の電源制御装置。
【請求項４】
前記ハンダ槽の外壁温度を検出する第２温度センサを備え、
前記ハンダ量算出部は、前記第２温度センサが検出する温度を用いて、前記ハンダの放熱量を算出することを特徴とする請求項３記載の電源制御装置。
【請求項５】
前記ハンダ槽の外部の外気温を検出する第３温度センサを備え、
前記ハンダ量算出部は、前記第３温度センサが検出する温度を用いて、前記ハンダの量を算出することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の電源制御装置。
【請求項６】
ハンダ槽の加熱用のヒータへの電力供給停止後に、前記ハンダ槽内のハンダの温度を検出する温度センサが取得する温度の時間変化量に基づいて、前記ハンダの量をハンダ量算出部が算出し、
前記ハンダの使用開始時刻に前記ハンダの温度が所定温度になるように、前記ハンダ量算出部が算出した前記ハンダの量と、前記温度センサが検出した温度と、に基づいて前記ヒータへの電力供給開始時刻を時刻算出部が算出する、ことを特徴とする電源制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本件は、電源制御装置および電源制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
生産開始時にはハンダ槽内のハンダを溶融させておくことが要求されている。そこで、ハンダ槽のヒータへの電力供給タイミングを決定する技術（例えば、特許文献１参照）や、ヒータへの供給電力を制御する技術（例えば、特許文献２参照）が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−７８７９４号公報
【特許文献２】特開２０１０−２８６１７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ハンダ槽内の温度が所望温度になってから生産開始時刻までの待機時間が発生することがある。この場合、ヒータの消費電力が無駄になってしまうおそれがある。
【０００５】
１つの側面では、本発明は、消費電力を抑制することができる電源制御装置および電源制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
１つの態様では、電源制御装置は、ハンダ槽内のハンダの温度を検出する第１温度センサと、前記ハンダ槽の加熱用ヒータへの電力供給停止後に、前記第１温度センサが取得する温度の時間変化量に基づいて、前記ハンダの量を算出するハンダ量算出部と、前記ハンダの使用開始時刻に前記ハンダの温度が所定温度になるように、前記ハンダ量算出部が算出した前記ハンダの量と、前記第１温度センサが検出した温度と、に基づいて前記ヒータへの電力供給開始時刻を算出する時刻算出部と、を備える。
【発明の効果】
【０００７】
消費電力を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】ハンダ槽の立上げを例示する図である。
【図２】ハンダ槽の立上げを例示する図である。
【図３】実施例１に係る電源制御装置の全体構成を例示するブロック図である。
【図４】データ格納部に格納された温度データのテーブルを例示する図である。
【図５】算出部が実行するフローチャートを例示する図である。
【図６】（ａ）は放熱を例示する図であり、（ｂ）は放熱の種類を例示する図である。
【図７】ハンダ量の算出を例示する図である。
【図８】温度上昇率の算出を例示する図である。
【図９】電力供給開始時刻の算出を例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
まず、実施例の説明に先立って、ハンダ槽の電源制御の概略について説明する。ハンダ槽は、生産工程に使用するためのハンダを貯留しておく槽のことである。ハンダ槽内のハンダを使用するためには、ハンダを溶融する必要があるため、ハンダ槽内を所定温度まで昇温する必要がある。そこで、図１で例示するように、生産開始時刻にハンダ槽の立上げ（昇温）が完了するように、タイマーなどでヒータに電力供給を開始している。この場合、想定される最長の立上げ時間に合わせてヒータへの電力供給を開始するため、立上げ完了（白丸印）から生産開始（黒丸印）までに余分な時間が生じる可能性がある。したがって、ハンダ槽の温度を維持するための電力を余分に消費することになる。
【００１０】
ハンダ槽の立上げ完了時刻の正確な予測ができない理由は、以下のとおりである。まず、ハンダ槽に前回使用時の余熱が残っている場合があり、図２で例示するように、ヒータへの電力供給開始時点のハンダ槽の温度が毎回同じになるわけではないことが挙げられる。すなわち、ヒータへの電力供給開始時点のハンダ温度にバラツキが生じることが挙げられる。次に、ハンダ槽内のハンダ量も毎回同じになるわけではないことが挙げられる。すなわち、図２で例示するように、ハンダ槽内の昇温時の温度変化の傾きにバラツキが生じることが挙げられる。さらに、ハンダ槽内に噴流機構や攪拌機構等が備わっている場合には、液面を計測してもハンダ量を正確に把握できないことが挙げられる。
【００１１】
そこで、ハンダ槽内のハンダ量と、ヒータへの電力供給開始時点のハンダ温度とに基づいて、生産開始時刻直前にハンダ槽を所定温度に昇温することが考えられる。しかしながら、ハンダ槽の重量が大きいなどの理由から、重量計などでハンダの重量を測定することは困難である。そこで、以下の実施形態では、重量計などを用いずに算出したハンダ量に応じてヒータへの電力供給を開始することで消費電力を抑制することができる、電源制御装置および電源制御方法について説明する。
【実施例１】
【００１２】
図３は、実施例１に係る電源制御装置１００の全体構成を例示するブロック図である。図３で例示するように、電源制御装置１００は、ハンダ装置１０、データ格納部２０、算出部３０、電源制御スイッチ４０などを備える。ハンダ装置１０は、内部にハンダが貯留されたハンダ槽１１、ハンダ槽１１を加熱するためのヒータ１２、温度センサ１３〜１５などを備える。ハンダ装置１０は、噴流機構や攪拌機構などを用いて、基板５０の所定面にハンダを塗布する。算出部３０は、ハンダ量算出部３１、温度上昇率算出部３２、および開始時刻算出部３３として機能する。
【００１３】
温度センサ１３は、ハンダ槽１１内のハンダ温度を検出し、検出したハンダ温度をデータ格納部２０に送信する。温度センサ１４は、ハンダ槽１１の外壁温度を検出し、検出した外壁温度をデータ格納部２０に送信する。温度センサ１５は、外気温を検出し、検出した外気温をデータ格納部２０に送信する。データ格納部２０は、所定の周期で各温度センサから受信した温度を格納する。図４は、データ格納部２０に格納された温度データのテーブルを例示する図である。
【００１４】
以下、データ格納部２０に格納された温度データに基づいて、算出部３０がヒータ１２への電力供給開始時刻を算出する手順の詳細について説明する。図５は、算出部３０が実行するフローチャートを例示する図である。図５で例示するように、ハンダ量算出部３１は、データ格納部２０に格納された温度データを取得する（ステップＳ１）。
【００１５】
次に、ハンダ量算出部３１は、ステップＳ１で取得した温度データを用いて、ハンダ槽１１内のハンダ重量を算出する（ステップＳ２）。ハンダ量算出部３１は、例えば、以下の式（１）〜（４）に従って、ハンダ重量を算出することができる。
ヒータ電力＝ハンダ表面からの放熱量（ａ）＋ハンダ槽外壁からの放熱量（ｂ）＋ハンダ加熱量（ｃ）      （１）
放熱量（ａ）＝（ｋ１×（ハンダ温度−外気温）＋ｋ２×ε１＋（（ハンダ絶対温度）４−（外気温絶対温度）４））×ハンダ表面積      （２）
放熱量（ｂ）＝（ｋ３×（ハンダ温度−ハンダ槽外壁温度）＋ｋ４×ε２×（（ハンダ絶対温度）４−（ハンダ槽外壁絶対温度）４））×ハンダ槽表面積      （３）
加熱量（ｃ）＝ｋ５×ハンダ重量×ハンダ比熱×（加熱後温度―加熱前温度）／時間      （４）
【００１６】
図６（ａ）で例示するように、放熱量（ａ）は、ハンダ槽１１内のハンダからの放熱量のことである。放熱量（ｂ）は、ハンダ槽１１の外壁からの放熱量のことである。加熱量（ｃ）は、ヒータ１２がハンダ槽１１に加える加熱量のことである。上記式（１）および上記式（２）では、図６（ｂ）で例示するように、対流による熱伝達放熱量と放射による放熱量とが計算されている。ε１は、ハンダの放射率である。ε２は、ハンダ槽１１の放射率である。ハンダ表面積は、ハンダ槽１１において雰囲気に対して露出するハンダの表面積のことである。ハンダ槽表面積は、ハンダ槽１１の外壁が雰囲気に対して露出する表面積のことである。ハンダ絶対温度は、ハンダ温度＋２７３℃である。ハンダ槽外壁絶対温度は、ハンダ槽１１の外壁温度＋２７３℃である。外気温絶対温度は、外気温＋２７３℃である。
【００１７】
ヒータ１２への電力供給停止時には、加熱量（ｃ）はゼロになる。したがって、上記式（１）を変形して、下記式（５）が成立することになる。
−ハンダ加熱量（ｃ）＝ハンダ放熱量＝放熱量（ａ）＋放熱量（ｂ）＝ｋ５×ハンダ重量×ハンダ比熱×（放熱前温度―放熱後温度）／時間      （５）
上記式（５）の「時間」は、図７において、（ｔ２−ｔ１）のことである。放熱前温度は、Ｔ１のことである。放熱後温度は、Ｔ２のことである。時刻ｔ１および時刻ｔ２については、ヒータ１２への電力供給停止時の所定の２点を選択することができる。上記式（５）を下記式（６）のように変形することで、ハンダ重量を算出することができる。
ハンダ重量＝（ａ＋ｂ）／（ｋ５×ハンダ比熱×（Ｔ１−Ｔ２））×（ｔ１−ｔ２）      （６）
【００１８】
次に、再度図５を参照し、温度上昇率算出部３２は、ヒータ１２への電力供給時のハンダの温度上昇率を算出する（ステップＳ３）。ヒータ１２への電力供給時においては、ヒータ１２の供給熱量に対して、ハンダ表面やハンダ槽外壁からの放熱量は、無視できる程度に小さい値となる。したがって、上記式（１）および上記式（４）を下記式（７）のように変形することができる。
ヒータ電力＝加熱量（ｃ）＝ｋ５×ハンダ重量×ハンダ比熱×（Ｔ４−Ｔ３）／（ｔ４−ｔ３）      （７）
【００１９】
温度上昇率算出部３２は、上記式（７）を下記式（８）のように変形することで、温度上昇率ｂを算出する。時刻ｔ３および時刻ｔ４については、図８で例示するように、ヒータ１２への電力供給時の所定の２点を選択することができる。この場合のヒータ電力として、一定電力であれば特に限定されるものではないが、例えば予め取得しておいたフルパワーのヒータ電力値などを用いることができる。
温度上昇率＝（Ｔ４−Ｔ３）／（ｔ４−ｔ３）＝ヒータ電力／（ｋ５×ハンダ重量×ハンダ比熱）      （８）
【００２０】
次に、再度図５を参照し、開始時刻算出部３３は、温度上昇率算出部３２が算出した温度上昇率ｂを用いて、ヒータ１２への電力供給開始時刻を算出する（ステップＳ４）。まず、開始時刻算出部３３は、生産開始時刻Ａを通るように、温度上昇率ｂの傾きを有する直線を算出する。図９においては、直線Ｂが該当する。次に、開始時刻算出部３３は、現在時刻のハンダ温度をモニタすることで放熱曲線Ｃを取得し、放熱曲線Ｃと直線Ｂとの交点を電力供給開始時刻Ｄとして算出する。なお、直線Ｂは、必ずしも生産開始時刻Ａを通らなくてもよい。例えば、生産開始時刻Ａよりも所定時間前の時刻を通るように直線Ｂを算出してもよい。
【００２１】
電源制御スイッチ４０は、ステップＳ４で算出された電力供給開始時刻になると、ヒータ１２への電力供給を開始する（ステップＳ５）。この場合の供給電力は、ステップＳ３の算出に用いた供給電力である。以上の処理を経て、フローチャートが終了する。生産工程の終了後にヒータ１２への電力供給が停止された後に、図５のフローチャートが再度実行される。
【００２２】
本実施例によれば、ヒータ１２への電力供給停止後のハンダ温度の時間変動量に基づいてハンダ量を算出することができる。ハンダ量を得ることによって、当該ハンダ量に基づいて、ヒータ１２への電力供給時の温度上昇率を算出することができる。現在時刻におけるハンダ温度、および温度上昇率を得ることによって、生産開始時刻または生産開始時刻前の所定時刻までにハンダ温度を所望の温度まで昇温させることができる。以上のことから、昇温後の温度維持のための消費電力を抑制することができる。
【００２３】
なお、ハンダ槽１１においては、通常は基板入口と基板出口とが開放されている。それにより、生産現場雰囲気（外気）とハンダ装置１０との仕切りが設けられていない場合がある。この場合、外気とハンダ装置１０内温度とが同一となる。さらに、生産現場温度が空調などにより一定に制御されている場合もある。この場合においては、外気温を定数とみなすことができる。この場合、上記式（２）を下記式（２）´のように変形することができる。下記式（２）´において、Ｔｋは、外気温を表す定数である。下記式（２）´を上記式（２）の代わりに用いてもよい。
放熱量（ａ）＝（ｋ１×（ハンダ温度−Ｔｋ）＋ｋ２×ε１＋（（ハンダ絶対温度）４−（Ｔｋ絶対温度）４））×ハンダ表面積      （２）´
【００２４】
また、ハンダ槽１１の外壁を断熱材等で構成することによって、上記式（３）の放熱量（ｂ）をゼロとみなすことができる。この場合においては、ハンダ槽外壁温度を取得しなくても、ハンダ量を算出することができる。
【００２５】
上記実施例において、温度センサ１３が、ハンダ槽の加熱用ヒータへの電力供給停止後に、前記ハンダ槽内のハンダ温度を検出する第１温度センサの一例として機能する。ハンダ量算出部３１が、前記第１温度センサが取得する温度の時間変化量に基づいて、前記ハンダの量を算出するハンダ量算出部の一例として機能する。開始時刻算出部３３が、前記ハンダの使用開始時刻に前記ハンダ温度が所定温度になるように、前記ハンダ量算出部が算出した前記ハンダの量と、前記第１温度センサが検出した温度と、に基づいて前記ヒータへの電力供給開始時刻を算出する時刻算出部の一例として機能する。温度センサ１４が、前記ハンダ槽の外壁温度を検出する第２温度センサの一例として機能する。温度センサ１５が、前記ハンダ槽の外部の外気温を検出する第３温度センサの一例として機能する。
【００２６】
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００２７】
１０  ハンダ装置
１１  ハンダ槽
１２  ヒータ
１３〜１５  温度センサ
２０  データ格納部
３０  算出部
３１  ハンダ量算出部
３２  温度上昇率算出部
３３  開始時刻算出部
４０  電源制御スイッチ
１００  電源制御装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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