(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融はんだに浸漬可能なセンサーアームと、
前記センサーアームに取り付けられたひずみゲージと、
前記ひずみゲージのひずみを測定可能な計測器とを備え、
前記ひずみに基づいて前記溶融はんだの流動状態を検知可能に構成されており、
前記センサーアームは、本体部と、前記本体部の一部を覆い、かつ前記本体部とは異なる材料により構成されたカバー部とを含み、
前記本体部は、前記溶融はんだに接触可能に構成されており、
前記本体部を構成する材料は、前記カバー部を構成する材料よりも前記溶融はんだとの濡れ性が高く、
前記本体部は、前記ひずみゲージが取り付けられる第１本体部と、前記カバー部によりコーティングされる第２本体部と、前記溶融はんだに浸漬される第３本体部とを有し、
前記第２本体部は、前記第１本体部と前記第３本体部とにより挟まれている、溶融はんだの流動状態検知装置。
【請求項２】
溶融はんだに浸漬可能なセンサーアームと、
前記センサーアームに取り付けられたひずみゲージと、
前記ひずみゲージのひずみを測定可能な計測器とを備え、
前記ひずみに基づいて前記溶融はんだの流動状態を検知可能に構成されており、
前記センサーアームは、本体部と、前記本体部の一部を覆い、かつ前記本体部とは異なる材料により構成されたカバー部とを含み、
前記カバー部は、前記溶融はんだに接触可能に構成されており、
前記カバー部を構成する材料は、前記本体部を構成する材料よりも前記溶融はんだとの濡れ性が高く、
前記本体部の先端は前記カバー部により覆われている、溶融はんだの流動状態検知装置。
【請求項３】
溶融はんだに浸漬可能なセンサーアームと、
前記センサーアームに取り付けられたひずみゲージと、
前記ひずみゲージのひずみを測定可能な計測器とを備え、
前記ひずみに基づいて前記溶融はんだの流動状態を検知可能に構成されており、
前記センサーアームは、第１の平板状部分と、前記第１の平板状部分と接する第２の平板状部分とを含み、
前記ひずみゲージは、前記第１の平板状部分に取り付けられ、
前記第２の平板状部分は、前記溶融はんだに接触可能に構成されており、
前記第１の平板状部分および前記第２の平板状部分の双方に対して平行な方向から見て、前記センサーアームの形状は、Ｌ字状である、溶融はんだの流動状態検知装置。
【請求項４】
溶融はんだに浸漬可能なセンサーアームと、
前記センサーアームに取り付けられたひずみゲージと、
前記ひずみゲージのひずみを測定可能な計測器とを備え、
前記ひずみに基づいて前記溶融はんだの流動状態を検知可能に構成されており、
前記センサーアームは、第１の平板状部分と、前記第１の平板状部分と接する第２の平板状部分と、前記第２の平板状部分と接する第３の平板状部分とを含み、
前記ひずみゲージは、前記第１の平板状部分に取り付けられ、
前記第３の平板状部分は、前記溶融はんだに接触可能に構成されており、
前記第１の平板状部分および前記第２の平板状部分の双方に対して平行な方向から見て、前記センサーアームの形状は、階段状である、溶融はんだの流動状態検知装置。
【請求項５】
前記センサーアームは、複数のセンサーアーム部を有し、
前記複数のセンサーアーム部の各々は、前記溶融はんだの噴出面内に配置されている、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の溶融はんだの流動状態検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶融はんだの流動状態検知装置に関し、特に、ひずみゲージを備えた溶融はんだの流動状態検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プリント基板を溶融はんだに浸漬させることにより、プリント基板のはんだ付けが行われるディップはんだ付け装置が知られている。例えば、特開平７−２５３４４０号公報（特許文献１）は、溶融はんだに浸漬されるセンサーアームと、回動部を介してセンサーアームとつながった操作ロッドが回転することで生じる荷重を計測する検出器を有している溶融はんだの流速測定装置を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−２５３４４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような溶融はんだの流速測定装置は、ディップはんだ付け工法において発生するフラックスのヒュームや溶融はんだの酸化物屑であるドロスが回動部や荷重検出器部に詰まり、溶融はんだから受ける力を精度良く検知できないという課題を有していた。また、センサーアーム近傍に荷重検出器を設ける必要があるため、流速測定部分を小型化できないという課題もあった。
【０００５】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、溶融はんだの流動状態を精度良く検知可能であり、かつ小型化が可能な溶融はんだの流動状態検知装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る溶融はんだの流動状態検知装置は、センサーアームと、ひずみゲージと、計測器とを備えている。センサーアームは、溶融はんだに浸漬可能である。ひずみゲージは、センサーアームに取り付けられている。計測器は、ひずみゲージのひずみを測定可能である。ひずみに基づいて溶融はんだの流動状態を検知可能に構成されている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る溶融はんだの流動状態検知装置によれば、センサーアームが回動部を有しないため、ディップはんだ付け工法において発生するフラックスのヒュームや溶融はんだの酸化物であるドロスが回動部に詰まることを抑制することができる。それゆえ、溶融はんだの流動状態を精度良く検知することができる。さらに、センサーアームにひずみゲージを貼り付けるだけの単純な構成であるため、溶融はんだの流動状態検知装置を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１に係る溶融はんだの流動状態検知装置の構成を示す断面模式図である。
【図２】実施の形態１に係る溶融はんだの流動状態検知装置の構成を示す斜視模式図である。
【図３】実施の形態１に係る溶融はんだの流動状態検知装置の計側部を構成するホイーストンブリッジ回路の第１の例を示す回路図である。
【図４】溶融はんだの平均流速とひずみゲージのひずみとの相関を示すシミュレーションデータである。
【図５】実施の形態１に係る溶融はんだの流動状態検知装置の変形例の構成を示す断面模式図である。
【図６】実施の形態１に係る溶融はんだの流動状態検知装置の計側部を構成するホイーストンブリッジ回路の第２の例を示す回路図である。
【図７】実施の形態１に係る溶融はんだの流動状態検知装置の計側部を構成するホイーストンブリッジ回路の第３の例を示す回路図である。
【図８】実施の形態２に係る溶融はんだの流動状態検知装置の構成を示す斜視模式図である。
【図９】実施の形態２に係る溶融はんだの流動状態検知装置のセンサーアームの回転角度とひずみゲージのひずみとの相関を概略的に示す図である。
【図１０】実施の形態３に係る溶融はんだの流動状態検知装置の構成を示す斜視模式図（ａ）および断面模式図（ｂ）である。
【図１１】実施の形態４に係る溶融はんだの流動状態検知装置の構成を示す斜視模式図（ａ）および断面模式図（ｂ）である。
【図１２】実施の形態５に係る溶融はんだの流動状態検知装置の構成を示す斜視模式図（ａ）および断面模式図（ｂ）である。
【図１３】実施の形態５に係る溶融はんだの流動状態検知装置を用いて溶融はんだの流動状態を検知している状態を示す図である。
【図１４】実施の形態５に係る溶融はんだの流動状態検知装置を用いて溶融はんだの流動状態を検知している状態の変形例を示す図である。
【図１５】実施の形態６に係る溶融はんだの流動状態検知装置の構成を示す断面模式図である。
【図１６】実施の形態７に係る溶融はんだの流動状態検知装置の構成を示す断面模式図である。
【図１７】実施の形態７に係る溶融はんだの流動状態検知装置のセンサーアームの配置場所を示す平面模式図（ａ）および断面模式図（ｂ）である。
【図１８】プリント基板の離脱方向を示す模式図である。
【図１９】プリント基板の浸漬深さおよび離脱方向を示す模式図である。
【図２０】プリント基板のはんだ付けを行っている状態を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は繰返さない。
【００１０】
実施の形態１．
まず、本発明の実施の形態１係る溶融はんだの流動状態検知装置の構成について説明する。
【００１１】
図１および図２に示されるように、実施の形態１係る溶融はんだの流動状態検知装置１０は、センサーアーム２と、ひずみゲージ１と、支持台３と、計測器４と、リード線１１とを主に有している。センサーアーム２は、センサーアーム２の一部が溶融はんだ１０１に浸漬可能に構成されている。具体的には、センサーアーム２は、センサーアーム２の一端が支持台３により保持されており、他端が溶融はんだ１０１に浸漬可能となるように配置されている。好ましくは、センサーアーム２は、回動部を有しない。センサーアーム２の形状は、例えば平板形状（直方体形状）であり、長辺と、短辺と、厚さとを有する。長辺の長さは、短辺の長さよりも大きい。短辺の長さは、厚さよりも大きい。長辺の長さは、たとえば５０ｍｍである。短辺の長さは、たとえば５ｍｍである。厚さは、例えば１ｍｍである。センサーアーム２を構成する材料は、たとえばアルミニウムである。ひずみゲージ１は、センサーアーム２に取り付けられている。ひずみゲージ１は、例えば、センサーアーム２の長辺と短辺とにより規定される表面の中央部に貼りつけられている。
【００１２】
計測器４は、ひずみゲージのひずみを測定可能に構成されている。計測器４は、ホイーストンブリッジ回路の一部を構成する。図３に示されるように、計測器４は、電圧計１２と、電源１３とを主に有している。ひずみ計測器４は、内部抵抗１４ａ、１４ｂ、１４ｃをさらに有していてもよい。図３に示されるように、１つのひずみゲージ１と、３つの内部抵抗１４ａ、１４ｂ、１４ｃとを用いて、ホイーストンブリッジが構成されてもよい。電源１３を用いてＣＤ間にブリッジ電圧を印加し、ＡＢ間の電圧が測定される。ＡＢ間の電圧に基づいて、ひずみゲージ１のひずみが算出される。流動状態検知装置１０は、計測器４により測定されたひずみゲージ１のひずみに基づいて溶融はんだの流動状態を検知可能に構成されている。好ましくは、流動状態検知装置１０は、溶融はんだの流速または流動方向等を測定可能に構成されている。
【００１３】
次に、溶融はんだ付け装置の構成について説明する。
図１および図２に示されるように、溶融はんだ付け装置は、ノズル２０１と、ノズル支持部２０２と、溶融はんだ供給部（図示せず）とを主に有している。溶融はんだ供給部から供給された溶融はんだ１０１は、ノズル支持部２０２の内部を通過し、ノズル２０１の開口部２０１ａから噴出する。図２に示されるように、ノズル２０１の開口部２０１ａは、ある方向（ｙ方向）に延在している。ノズル２０１の開口部２０１ａから噴出した溶融はんだ１０１は、主に開口部２０１ａの延在方向（ｙ方向）に対して垂直な方向（ｘ方向）の両側に流れる。図２０に示されるように、はんだ付けされるプリント基板２０の搬送方法は、ノズル２０１の長手方向（ｙ方向）に対してほぼ垂直な方向（ｘ方向）である。言い換えれば、プリント基板２０の搬送方向は、ノズル２０１の短手方向とほぼ平行な方向である。
【００１４】
次に、溶融はんだの流速の測定方法について説明する。
図１および図２に示されるように、センサーアーム２の一部は、溶融はんだ１０１の噴流中に浸漬される。好ましくは、センサーアーム２の長辺および短辺により規定される表面が、溶融はんだ１０１の主な流れ方向（ｘ方向）に対してほぼ垂直な方向となるように、センサーアーム２の一部が溶融はんだ１０１の噴流中に浸漬される。溶融はんだ１０１の噴流に押されて、センサーアーム２は撓む。撓んだセンサーアーム２の表面に発生するひずみ量が、ひずみ計測器４により検出される。
【００１５】
図３は、センサーアーム２に生じるひずみと、溶融はんだ１０１の噴流の平均流速との相関を示すシミュレーション結果である。ベルヌーイの定理によれば、（溶融はんだの密度）×（溶融はんだの流速）２÷２＝（溶融はんだの動圧）である。溶融はんだの動圧に溶融はんだに対するセンサーアーム２の浸漬面積を乗じた値は、溶融はんだがセンサーアーム２に及ぼす力である。溶融はんだがセンサーアーム２に及ぼす力で、センサーアーム２が撓み、センサーアーム２の中央部に取り付けられているひずみゲージ１がひずむ。ひずみゲージ１のひずみ量は、（溶融はんだがセンサーアームに及ぼす力）×（センサーアームの長さ）×（センサーアームの厚み）÷（４×（センサーアームのヤング率）×（センサーアームの断面二次モーメント）により求められる。つまり、センサーアームの中央部の弾性ひずみ量ε（μｓｔｒａｉｎ）と、溶融はんだの流速ｕ（ｍ／ｓ）とは、以下の数式を満たす。ここで、ρは、溶融はんだの密度（ｋｇ／ｍ３）であり、Ｄｓは、センサーアームの溶融はんだに対する浸漬深さ（ｍｍ）であり、Ｌｓは、センサーアームの長辺の長さ（ｍｍ）であり、Ｅｓは、センサーアームのヤング率（Ｐａ）であり、Ｔｓは、センサーアームの厚み（ｍｍ）である。
【００１６】
【数１】
0006555938.tif 000002
【００１７】
具体的には、溶融はんだ１０１の密度を７４００（ｋｇ／ｍ３）とし、溶融はんだ１０１の流速をたとえば３（ｍ／ｓ）とすると、溶融はんだ１０１の動圧は、７４００×３２÷２＝３３０００Ｐａとなる。次に、平板状のセンサーアーム２の短辺の幅を５（ｍｍ）とし、溶融はんだ１０１に対するセンサーアーム２の浸漬深さを５（ｍｍ）とすると、浸漬面積は、５×５＝２５ｍｍ２となる。溶融はんだ１０１がセンサーアーム２に及ぼす力は、３３０００（Ｐａ）×２５（ｍｍ２）＝０．８３（Ｎ）である。センサーアーム２の長辺の長さを５０（ｍｍ）とし、センサーアーム２の厚みを１（ｍｍ）とし、センサーアーム２の材料をアルミニウムとすると、ひずみは、０．８３（Ｎ）×５０（ｍｍ）×１（ｍｍ）÷（４×７２（ＧＰａ）×（５（ｍｍ）×１（ｍｍ）３÷１２）＝３４６．９（μｓｔｒａｉｎ）となる。以上のように、溶融はんだ１０１の流速から、ひずみ量が求められる。溶融はんだ１０１の流速を０から４（ｍ／ｓ）まで変化させながらひずみ量を計算することにより、図４に示すグラフが得られる。図４に示されるように、センサーアーム２に生じるひずみと溶融はんだ１０１の噴流の平均流速は、べき関数の相関にあることが分かる。つまり、ひずみを計測することにより、溶融はんだ１０１の平均流速を求めることが可能である。なお、溶融はんだ１０１の噴流の相対差を知るだけであれば、溶融はんだ１０１の噴流の流速を求める必要はなく、実測されるひずみの値を代替として活用してもよい。
【００１８】
次に、本実施の形態に係る溶融はんだの流動状態検知装置の変形例の構成について説明する。
【００１９】
図５に示されるように、ひずみゲージ１は、平板状のセンサーアーム２の両面に貼り付けられていてもよい。具体的には、センサーアーム２は、第１主面２ａと、第１主面２ａと反対側の第２主面２ｂとを有している。ひずみゲージ１は、第１ひずみゲージ１ａと、第２ひずみゲージ１ｂとを有している。第１ひずみゲージ１ａが第１主面２ａの中央部に貼り付けられている。第２ひずみゲージ１ｂが第２主面２ｂの中央部に貼り付けられている。第１主面２ａに対して垂直な方向から見て、第１ひずみゲージ１ａは、第２ひずみゲージ１ｂと重なる位置に配置されている。リード線１１ａは、第１ひずみゲージ１ａと計測器４とを繋いでいる。リード線１１ｂは、第２ひずみゲージ１ｂと計測器４とを繋いでいる。
【００２０】
図６に示されるように、第１ひずみゲージ１ａと、第２ひずみゲージ１ｂと、内部抵抗１４ａ、１４ｂとを用いて、ホイーストンブリッジが構成される。電源１３を用いてＣＤ間にブリッジ電圧を印加し、ＡＢ間の電圧が測定される。センサーアーム２が２００℃〜３００℃程度の溶融はんだ１０１の噴流と接触することで、センサーアーム２の温度が上昇し、センサーアーム２だけでなくひずみゲージ１も熱膨張して伸びる。平板状のセンサーアーム２の片面のみにひずみゲージ１を貼り付けた構成（図１参照）においては、ひずみゲージ１の熱膨張による伸び量が、センサーアーム２のひずみ測定値に影響を及ぼす。そこで、図５に示すように、平板状のセンサーアーム２の第１主面２ａおよび第２主面２ｂのそれぞれに、ひずみゲージ１を各１枚ずつ、面対称に貼り付ける。具体的には、第１主面２ａに第１ひずみゲージ１ａを貼り付け、第２主面２ｂに第２ひずみゲージ１ｂを貼り付ける。図６のようなホイーストンブリッジ回路を形成することで、センサーアーム２の熱膨張によるひずみの計測誤差を打ち消せるとともに、ひずみ値の計測感度を２倍に向上することができる。
【００２１】
同様に、平板状のセンサーアーム２の第１主面２ａおよび第２主面２ｂのそれぞれに、ひずみゲージ１を各２枚ずつ、面対称に貼り付けてもよい。具体的には、第１主面２ａに第１ひずみゲージ１ａおよび第３ひずみゲージ１ｃが貼り付けられ、第２主面２ｂに第２ひずみゲージ１ｂおよび第４ひずみゲージ１ｄが貼り付けられる。図７に示されるように、第１ひずみゲージ１ａと、第２ひずみゲージ１ｂと、第３ひずみゲージ１ｃと、第４ひずみゲージ１ｄとを用いて、ホイーストンブリッジが構成される。これにより、ひずみ値の計測感度を４倍に向上することができる。
【００２２】
次に、本実施の形態に係る溶融はんだの流動状態検知装置の作用効果について説明する。
【００２３】
本実施の形態に係る溶融はんだの流動状態検知装置１０によれば、仮に、溶融はんだ１０１の流動状態検知装置１０の内部に、ディップはんだ付け工法において発生するフラックスのヒュームや溶融はんだ１０１の酸化物であるドロスが付着したとしても、溶融はんだ１０１の流動状態を精度良く検知することができる。そのため、プリント基板の量産中においても、連続的に溶融はんだ１０１の噴流の流速などの流動状態を監視することができる。具体的には、溶融はんだ１０１の液面高さの低下、溶融はんだ１０１の酸化物であるドロスがノズル２０１内部に付着することによる溶融はんだ１０１の噴流の流れの阻害、溶融はんだ１０１の噴流ポンプの設備異常などを検知できる。その結果、設備状態の異常に対して早急に対処できるようになり、ディップはんだ付け工程におけるプリント基板の実装品質を向上することができる。さらに、平板状のセンサーアーム２とひずみゲージ１という単純な構成で、溶融はんだ１０１の噴流の流速測定センサーの主要部分を構築することができるため、溶融はんだの流動状態検知装置１０の小型化も可能となる。
【００２４】
なお本実施の形態では、センサーアーム２の材質が、アルミニウムの場合について述べたが、これに限るものではない。センサーアーム２の材質は、例えば、ステンレス、チタンなどの金属、ＦＲＰ（繊維強化プラスチック）またはエンジニアリングプラスチックなどの高分子系材料であってもよい。また本実施の形態では、センサーアーム２の形状が、矩形の平板状の場合について述べたが、これに限るものではない。センサーアーム２の形状は、例えば円板、三角平板、円柱または円筒などの形状であっても、平板状の場合と同様の効果が得られる。
【００２５】
実施の形態２．
次に、本発明の実施の形態２に係る溶融はんだの流動状態検知装置の構成について説明する。実施の形態２に係る溶融はんだの流動状態検知装置の構成は、回転機構および角度スケールを有している点において、主に、実施の形態１に係る溶融はんだの流動状態検知の構成と異なっており、他の構成については、実施の形態１に係る溶融はんだの流動状態検知の構成とほぼ同様である。
【００２６】
図８に示されるように、実施の形態２に係る溶融はんだの流動状態検知装置１０は、回転機構５と、角度スケール６とをさらに有している。回転機構５は、たとえば支持台３に取り付けられている。回転機構５は、センサーアーム２を、センサーアーム２の長手方向を回転軸Ｒとして、回転可能に構成されている。角度スケール６は、例えば、回転機構５に取り付けられている。角度スケール６は、センサーアーム２の回転角度を検出可能に構成されている。
【００２７】
実施の形態２に係る溶融はんだの流動状態検知装置１０によれば、溶融はんだ１０１に浸漬しているセンサーアーム２を回転させて、角度スケール６で回転角度を読み取りながら、センサーアーム２に生じるひずみの値を計測することができる。これにより、センサーアーム２の回転角度とひずみとの相関を示すグラフが得られる（図９参照）。図９に示されるように、センサーアーム２の回転角度に対するひずみの値が極大値を有する場合がある。ひずみの値が極大となる角度は、溶融はんだ１０１の噴流の流れの水平面内の主方向であると判断できる。つまり、実施の形態２に係る溶融はんだの流動状態検知装置１０によれば、溶融はんだ１０１の噴流の流動方向を把握することができる。特に、溶融はんだ１０１の噴流の表面には酸化被膜が存在しているため、表面状態を観察するだけでは酸化被膜内部の流れの主方向を把握できない場合がある。このような場合においても、実施の形態２に係る溶融はんだの流動状態検知装置１０を用いれば、酸化被膜内部の溶融はんだ１０１の噴流の主な流動方向を把握することができる。この結果、設備メンテナンスで、ノズル２０１を取り外し、清掃・再取り付けした後の溶融はんだ１０１の噴流の流れ方向の変動を把握することができる。そのため、メンテナンス前後において、溶融はんだ１０１の流動状態が変化しない設備の状態を維持することができる。
【００２８】
なお、本実施の形態では、回転角度を計測するための手段として、角度スケール６を用いる場合について述べたが、これに限るものではない。回転角度を計測するための手段としては、例えば、ロータリーエンコーダなどの電子機器を用いることができる。ロータリーエンコーダなどの電子機器を用いる場合においても、角度スケール６を用いる場合と同様の効果が得られる。
【００２９】
実施の形態３．
次に、本発明の実施の形態３に係る溶融はんだの流動状態検知装置の構成について説明する。実施の形態３に係る溶融はんだの流動状態検知装置のセンサーアームは、本体部とカバー部を有している点において、主に、実施の形態１に係る溶融はんだの流動状態検知のセンサーアームの構成と異なっており、他の構成については、実施の形態１に係る溶融はんだの流動状態検知の構成とほぼ同様である。
【００３０】
図１０（ａ）および（ｂ）に示されるように、実施の形態３に係る溶融はんだの流動状態検知装置１０のセンサーアーム２は、本体部７ａと、カバー部７ｂとをさらに有している。本体部７ａの形状は、たとえば平板状である。カバー部７ｂは、本体部７ａの一部を覆っている。カバー部７ｂは、本体部７ａとは異なる材料により構成されている。本体部７ａを構成する材料は、カバー部７ｂを構成する材料よりも溶融はんだとの濡れ性が高い。本体部７ａは、はんだ材との濡れ性が高い金属で作製され得る。本体部７ａは、溶融はんだ１０１に接触可能に構成されている。カバー部７ｂは、はんだ材との濡れ性が低い樹脂で作製され得る。カバー部７ｂは、本体部７ａの表面をコーティングしたものでもあってもよい。なお、はんだ材との濡れ性の程度は、例えば、はんだ材と非接触材との接触角により評価することができる。
【００３１】
図１０（ａ）および（ｂ）に示されるように、本体部７ａは、第１本体部７ａ１と、第２本体部７ａ２と、第３本体部７ａ３とにより構成されていてもよい。第１本体部７ａ１は、ひずみゲージ１が貼り付けられる部分である。第２本体部７ａ２は、カバー部７ｂによりコーティングされる部分である。第３本体部７ａ３は、溶融はんだ１０１に浸漬される部分である。第２本体部７ａ２は、第１本体部７ａ１と第３本体部７ａ３とにより挟まれている。第１本体部７ａ１は、第２本体部７ａ２から見て、第３本体部７ａ３と反対側に位置している。本体部７ａは、たとえば銅で製作され得る。カバー部７ｂは、たとえばエポキシ樹脂で製作され得る。本体部７ａの長手方向における第３本体部７ａ３の高さは、例えば５ｍｍである。本体部７ａにカバー部７ｂを貼り付けることにより、溶融はんだ１０１が本体部７ａに濡れ広がる面積を一定に保つことができる。結果として、溶融はんだ１０１がセンサーアーム２に及ぼす力を安定化することができます。またカバー部７ａによって、溶融はんだ１０１がひずみゲージ１に接触することを抑制することができます。
【００３２】
好ましくは、第３本体部７ａ３には、フラックスが塗布されている。第３本体部７ａ３にフラックスが塗布されていることにより、溶融はんだ１０１の噴流内にセンサーアーム２の第３本体部７ａ３が浸漬される際、溶融はんだ１０１の噴流の表面に形成されている酸化被膜および第３本体部７ａ３の銅表面の酸化被膜を除去できる。そのため、溶融はんだ１０の酸化被膜内部の溶融はんだ１０１の噴流がセンサーアーム２の第３本体部７ａ３と直接接触できる。結果として、酸化被膜内部の溶融はんだ１０１の噴流の流速を計測することができる。一般的に、溶融はんだ１０１の噴流の表面には酸化被膜が存在しているため、本体部７ａの材質によっては、表面に酸化膜が強固に存在し、実際の溶融はんだ１０１の噴流の流れの状況を正確に把握できない場合がある。しかしながら、本体部７ａを銅で作製し、本体部７ａの先端にフラックスが塗布されていれば、溶融はんだ１０１の噴流の表面に形成される酸化被膜の影響を受けずに、酸化被膜内部の溶融はんだ１０１の噴流の流速を測定できる。
【００３３】
なお本実施の形態では、本体部７ａの材質が銅である場合について述べたが、これに限るものではない。例えば、本体部７ａの材質は、鉄、ニッケルなどであってもよい。本体部７ａの材質が上記の場合においても、銅の場合と同様の効果が得られる。また、カバー部７ｂの材質として、エポキシ樹脂の場合を挙げたが、これに限るものではない。カバー部７ｂの材質は、例えば、フッ素系樹脂、フェノール系樹脂、ポリイミド系樹脂などであってもよい。カバー部７ｂの材料が上記の場合においても、エポキシ樹脂の場合と同様の効果が得られる。
【００３４】
実施の形態４．
次に、本発明の実施の形態４に係る溶融はんだの流動状態検知装置の構成について説明する。実施の形態４に係る溶融はんだの流動状態検知装置のセンサーアームは、カバー部は、溶融はんだに接触可能に構成されており、カバー部を構成する材料は、本体部を構成する材料よりも溶融はんだとの濡れ性が高い点において、主に、実施の形態３に係る溶融はんだの流動状態検知のセンサーアームの構成と異なっており、他の構成については、実施の形態３に係る溶融はんだの流動状態検知の構成とほぼ同様である。
【００３５】
実施の形態３とは反対に、本体部７ａの材質は、はんだ材との濡れ性が低い材質であり、かつカバー部７ｂの材質は、はんだ材との濡れ性が高い材質であってもよい。この場合、カバー部７ｂが、溶融はんだ１０１と接触可能に設けられている。図１１（ａ）および（ｂ）に示されるように、本体部７ａの先端の表面のみがカバー部７ｂにより覆われていてもよい。
【００３６】
本体部７ａは、例えば、ＦＲＰ（繊維強化プラスチック）で製作される。カバー部７ｂは、たとえばニッケル板である。カバー部７ｂは、本体部７ａの先端に貼り付けられる。本体部７ａの長手方向におけるカバー部７ｂの高さは、例えば５ｍｍである。好ましくは、カバー部７ｂには、フラックスが塗布されている。カバー部７ｂにフラックスが塗布されていることにより、溶融はんだ１０１の噴流内にセンサーアーム２のカバー部７ｂが浸漬される際、溶融はんだ１０１の噴流の表面に形成されている酸化被膜およびカバー部７ｂのニッケル表面の酸化被膜を除去できる。そのため、溶融はんだ１０の酸化被膜内部の溶融はんだ１０１の噴流がセンサーアーム２のカバー部７ｂと直接接触できる。結果として、酸化被膜内部の溶融はんだ１０１の噴流の流速を計測することができる。
【００３７】
酸化被膜の存在により、酸化被膜の内側と外側の溶融はんだ１０１の流れが異なることが、溶融はんだ１０１の噴流の流速計測を難しくしている要因の一つである。当該構成によれば、当該要因を解決できる。また、ニッケルは溶融はんだ１０１に溶解する。そのため、溶融はんだ１０１の噴流の流速を複数回計測すると、ニッケル製のカバー部７ｂは消失する。しかしながら、本実施の形態では、ニッケル製のカバー部７ｂを本体部７ａに貼り付けるというシンプルな構成である。そのため、カバー部７ｂの板厚が薄くなった時点で、カバー部７ｂを交換することにより、センサーアーム２を容易に再利用することができる。
【００３８】
なお本実施の形態では、本体部７ａの材質として、ＦＲＰ（繊維強化プラスチック）の場合について述べたが、本体部７ａの材質は、これに限るものではない。本体部７ａの材質は、例えば、アルミニウムなど、一般的なはんだ付けが困難な材料でも、ＦＲＰと同様の効果が得られる。また、センサーアーム２の先端をニッケル板でカバーした場合について述べたが、銅板、鉄板などでもよく、また、銅めっき、鉄めっき、ニッケルめっきなどを施した場合においても同様の効果が得られる。
【００３９】
実施の形態５．
次に、本発明の実施の形態５に係る溶融はんだの流動状態検知装置の構成について説明する。実施の形態５に係る溶融はんだの流動状態検知装置のセンサーアームの形状は、Ｌ字状である点において、主に、実施の形態１に係る溶融はんだの流動状態検知のセンサーアームの構成と異なっており、他の構成については、実施の形態１に係る溶融はんだの流動状態検知の構成とほぼ同様である。
【００４０】
図１２（ａ）および（ｂ）に示されるように、実施の形態５に係る溶融はんだの流動状態検知装置１０のセンサーアーム２は、第１の平板状部分２１と、第２の平板状部分２２とを有している。第２の平板状部分２２は、第１の平板状部分と接する。第２の平板状部分２２は、第１の平板状部分２１に対してほぼ垂直に設けられている。ひずみゲージ１は、第１の平板状部分２１に取り付けられている。第２の平板状部分２２は、溶融はんだ１０１に接触可能に構成されている。第１の平板状部分２１および第２の平板状部分２２の双方に対して平行な方向から見て、センサーアーム２の形状は、Ｌ字状である。第２の平板状部分２２は、第１の平板状部分２１の長手方向に対してほぼ垂直に設けられている。一枚の平板が折り曲げられて、Ｌ字状のセンサーアーム２が形成されていてもよい。
【００４１】
図１３に示されるように、第２の平板状部分２２が、ノズル２０１の開口部２０１ａ上に配置されてもよい。この配置によれば、ノズル２０１から溶融はんだ１０１が噴き出す位置においても、センサーアーム２に撓みによるひずみが発生する。そのため、鉛直方向（溶融はんだの噴き上げ方向）の溶融はんだ１０１の噴流の流速を計測することができる。
【００４２】
また、図１４に示されるように、ノズル２０１に空けられた複数の開口部２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃから溶融はんだ１０１の噴流が噴き出し、プリント基板の下方向から溶融はんだ１０１を噴き付ける工程においても、センサーアーム２が撓むことで生じるひずみの値を用いて、下方向から噴き上がってくる溶融はんだ１０１の噴流の流速を計測できる。従来の溶融はんだ１０１の噴流の流速測定装置においては、図１のように水平方向の流速のみに特化した装置である場合が多い。本実施の形態は、溶融はんだ１０１の噴流の鉛直方向の流速を計測できるという利点を有する。
【００４３】
本実施の形態では、Ｌ字の平板をセンサーアーム２とした場合について述べたが、鉛直方向の溶融はんだ１０１の噴流の流れを受けて変形できる形状であればよく、Ｌ字状に限られない。センサーアーム２の形状は、例えば、Ｊ字状、Ｚ字状などの形状でも同様の効果が得られる。
【００４４】
実施の形態６．
次に、本発明の実施の形態６に係る溶融はんだの流動状態検知装置の構成について説明する。実施の形態６に係る溶融はんだの流動状態検知装置のセンサーアームの形状は、階段状である点において、主に、実施の形態４に係る溶融はんだの流動状態検知のセンサーアームの構成と異なっており、他の構成については、実施の形態４に係る溶融はんだの流動状態検知の構成とほぼ同様である。
【００４５】
図１５に示されるように、実施の形態６に係る溶融はんだの流動状態検知装置１０のセンサーアーム２は、第１の平板状部分２１と、第２の平板状部分２２と、第３の平板状部分２３とを含んでいる。第２の平板状部分２２は、第１の平板状部分と接する。第３の平板状部分２３は、第２の平板状部分と接する。ひずみゲージ１は、第１の平板状部分２１に取り付けられている。第３の平板状部分２３は、溶融はんだ１０１に接触可能に構成されている。第１の平板状部分２１は、第３の平板状部分２３とほぼ平行である。第２の平板状部分２２は、第１の平板状部分２１および第３の平板状部分２３の双方に対してほぼ垂直である。つまり、第１の平板状部分および第２の平板状部分の双方に対して平行な方向から見て、センサーアームの形状は、階段状である。一枚の平板が折り曲げられて、階段状のセンサーアーム２が形成されていてもよい。
【００４６】
第１の平板状部分２１、第２の平板状部分２２および第３の平板状部分２３の全てを、はんだ材との濡れ性が高い材料で作製してもよい。第３の平板状部分２３のみを、はんだ材との濡れ性が高い材料で作製してもよい。反対に、第１の平板状部分２１、第２の平板状部分２２および第３の平板状部分２３により構成される本体部７ａが、はんだ材との濡れ性が低いＦＲＰ（繊維強化プラスチック）で作製されており、第３の平板状部分２３に、本体部７ａよりも濡れ性の高い材料からなるカバー部７ｂが取り付けられていてもよい。カバー部７ｂは、たとえばニッケル板である。
【００４７】
ＦＲＰ製の本体部７ａの第３の平板状部分２３に、カバー部７ｂとしてのニッケル板が取り付けられた場合、カバー部７ｂが溶融はんだ１０１と濡れて引っ張られる。この結果、本体部７ａも撓むため、センサーアーム２のひずみをひずみゲージ１により計測することができる。結果として、溶融はんだ１０１の噴流の流速を把握することができる。この構成によれば、平板状のカバー部７ｂが溶融はんだ１０１の噴流表面にほぼ平行に配置される。そのため、プリント基板をはんだ付けする際におけるプリント基板に対する溶融はんだ１０１の噴流の相対速度を把握することができる。よって、実際のはんだ付け状態に近い溶融はんだ１０１の噴流の流速を得ることができる。そのため、本実施の形態における溶融はんだの流動状態検知装置１０は、溶融はんだ１０１の流れを制御するために必要なノズル２０１の適正形状の検討、プリント基板のパッド設計の適正化検討などに活用することができる。
【００４８】
なお本実施の形態では、カバー部７ｂとして、ニッケル板を用いる場合について述べたが、これに限るものではない。カバー部７ｂとしては、例えば、銅板、鉄板、もしくは銅めっき、鉄めっき、ニッケルめっきなどであってもよく、これらの場合においてもニッケル板と同様の効果が得られる。
【００４９】
実施の形態７．
次に、本発明の実施の形態７に係る溶融はんだの流動状態検知装置の構成について説明する。実施の形態７に係る溶融はんだの流動状態検知装置のセンサーアームは、複数のセンサーアーム部を有する点において、主に、実施の形態１に係る溶融はんだの流動状態検知のセンサーアームの構成と異なっており、他の構成については、実施の形態１に係る溶融はんだの流動状態検知の構成とほぼ同様である。
【００５０】
図１６に示されるように、実施の形態７に係る溶融はんだの流動状態検知装置１０のセンサーアーム２は、複数のセンサーアーム部を有していてもよい。図１６に示されるように、センサーアーム２は、第１センサーアーム部２ｅと、第２センサーアーム部２ｆと、第３センサーアーム部２ｇとを有している。複数のセンサーアーム部の各々には、少なくとも１つのひずみゲージ１が取り付けられている。たとえば第１センサーアーム部２ｅには、第１ひずみゲージ１ｅが取り付けられており、第２センサーアーム部２ｆには、第２ひずみゲージ１ｆが取り付けられており、第３センサーアーム部２ｇには、第３ひずみゲージ１ｇが取り付けられている。リード線１１ｅは、第１ひずみゲージ１ｅと計測器４とを繋ぎ、リード線１１ｆは、第２ひずみゲージ１ｆと計測器４とを繋ぎ、リード線１１ｇは、第３ひずみゲージ１ｇと計測器４とを繋いでいる。図１６に示すように、３個のセンサーアーム部が１つの支持台３に取り付けられている。好ましくは、複数のセンサーアーム部の各々は、溶融はんだ１０１の噴出面Ｐ１内に配置されている。上記構成においては、センサーアーム２の数が３個の場合について述べたが、これに限定されない。センサーアームの数は、たとえば２個以上、４個以上の場合でも、３個の場合と同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００５１】
図１７（ａ）および（ｂ）に示されるように、ノズル２０１は、一方側開口端部２０１ａ１と、他方側開口端部２０１ａ２と、一方端部２０１ｄ１と、他方端部２０１ｄ２とを有している。図１７（ａ）を参照して、複数のセンサーアーム部の各々は、ノズル２０１の長手方向の中央部において、ノズル２０１の長手方向（Ｙ方向）に対して垂直な方向（Ｘ方向）に沿って配置されていてもよい。具体的には、第１センサーアーム部２ｅが、他方端部２０１ｄ２と、他方側開口端部２０１ａ２との間の位置３２に設けられる。第２センサーアーム部２ｆが、他方側開口端部２０１ａ２と、一方側開口端部２０１ａ１との間の位置３５に設けられる。第３センサーアーム部２ｇが、一方側開口端部２０１ａ１と、一方端部２０１ｄ１との間の位置３８に設けられる。
【００５２】
別の態様として、複数のセンサーアーム部の各々は、ノズル２０１の一方側開口端部２０１ａ１および他方側開口端部２０１ａ２の間において、ノズル２０１の長手方向（Ｙ方向）に沿って配置されていてもよい。具体的には、第１センサーアーム部２ｅが、位置３４に設けられる。第２センサーアーム部２ｆが、位置３５に設けられる。第３センサーアーム部２ｇが、位置３６に設けられる。他方端部２０１ｄ２と、他方側開口端部２０１ａ２との間の位置３１および位置３３に追加のセンサーアーム部が設けられてもよい。同様に、一方側開口端部２０１ａ１と、一方端部２０１ｄ１との間の位置３７および位置３８に追加のセンサーアーム部が設けられていてもよい。
【００５３】
図１８〜図２０に示されるように、プリント基板２０のはんだ付けを行う際、プリント基板２０が椀状に反る場合がある。この場合、プリント基板２０と溶融はんだ１０１との接触面Ｐ２の接触幅Ｗ１、Ｗ２は、ノズル２０１の長手方向（Ｙ方向）の位置において異なっている。図２０に示されるように、ノズル２０１の長手方向（Ｙ方向）の中央部における接触幅Ｗ１は、端部付近における接触幅Ｗ２よりも大きい。プリント基板２０は、搬送方向に沿って搬送される。図１９に示されるように、プリント基板２０の中央部が、ノズル２０１の開口部上に達したとき、プリント基板２０は、溶融はんだ１０１に浸漬深さｄだけ浸漬している。プリント基板２０の先端（図１９における右側の端部）は、溶融はんだ１０１から離間している。プリント基板２０が溶融はんだ１０１から離間し始める位置におけるプリント基板２０の下面と、溶融はんだ１０１の噴出面Ｐ１との角度が離脱角度θである。図１８に示されるように、離脱方向は、ノズル２０１の長手方向の位置により異なっている。
【００５４】
本実施の形態に係る溶融はんだの流動状態検知装置１０によれば、同時に噴出面Ｐ内おにおける複数個所で溶融はんだ１０１の噴流の流速を測定することができる。結果として、センサーアーム２が配置された噴出面Ｐ１内の複数の位置における溶融はんだ１０１の噴流の流速を把握することができる。それゆえ、溶融はんだ１０１の噴流の流速のアンバランス、ノズル２０１の取り付け状態の異常などを評価することができる。
【００５５】
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。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、およ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。
【符号の説明】
【００５６】
１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇ  ひずみゲージ、２  センサーアーム、２ａ  第１主面、２ｂ  第２主面、２ｅ  第１センサーアーム部、２ｆ  第２センサーアーム部、２ｇ  第３センサーアーム部、３  支持台、４  計測器、５  回転機構、６  角度スケール、７ａ１  第１本体部、７ａ２  第２本体部、７ａ３  第３本体部、７ａ  本体部、７ｂ  カバー部、１０  流動状態検知装置、１１，１１ａ，１１ｂ，１１ｅ，１１ｆ，１１ｇ  リード線、１２  電圧計、１３  電源、１４ａ，１４ｂ，１４ｃ  内部抵抗、２０  プリント基板、２１  第１の平板状部分、２２  第２の平板状部分、２３  第３の平板状部分、３１，３２，３３，３４，３５，３６，３７，３８  位置、２０１  ノズル、２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃ  開口部、２０１ａ１  側開口端部、２０１ａ２  他方側開口端部、２０１ｄ１  一方端部、２０１ｄ２  他方端部、２０２  ノズル支持部、Ｐ１  噴出面、Ｐ２  接触面、Ｒ  回転軸、Ｗ１，Ｗ２  接触幅、ｄ  浸漬深さ。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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