(57)【要約】【課題】  キャパシタや電池等のデバイス本体と端子部材との溶接不良を低コストで検査することができる、デバイス端子溶接検査装置を提供する。【解決手段】  ２つの受光部２２，３２は、レーザビームを照射する加工点６ｙをにらむように配置され、当該加工点６ｙからの光束を受光する。散乱光検出部は、一方の受光部２２により受光した光束について、レーザビームと同じ波長成分の散乱光の強度を検出する。温度検出部は、他方の受光部３２により受光した光束について、熱赤外線の強度を検出する。レーザ出力検出部は、当該加工点６ｙに照射するレーザビームのパワーの大きさを示すレーザ出力信号が入力される。制御部は、散乱光検出部が検出した散乱光の強度と、温度検出部が検出した熱赤外線の強度と、レーザ出力検出部に入力されたレーザ出力信号とに基づいて、当該加工点６ｙにおける溶接の良否判定を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
デバイス本体に端子部材を溶接するためのレーザビームを照射する加工点をにらむように配置され、当該加工点からの光束を受光する２つの受光部と、
一方の上記受光部により受光した光束について、レーザビームと同じ波長成分の散乱光の強度を検出する散乱光検出部と、
他方の上記受光部により受光した光束について、熱赤外線の強度を検出する温度検出部と、
当該加工点に照射するレーザビームのパワーの大きさを示すレーザ出力信号が入力されるレーザ出力検出部と、
上記散乱光検出部が検出した散乱光の強度と、上記温度検出部が検出した熱赤外線の強度と、上記レーザ出力検出部に入力されたレーザ出力信号とに基づいて、当該加工点におけるデバイス本体と端子部材との溶接の良否判定を行う制御部とを備えたことを特徴とする、デバイス端子溶接検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はデバイス端子溶接検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、携帯電話などのモバイル機器のバックアップ用電源として、例えば図４に示すようなコイン型のキャパシタ２が用いられている。このキャパシタ２は、本体４の各電極面に端子部材６，８が溶接され、それぞれの端子部材６，８の斜線で示した部分６ａ，８ａが、例えばプリント基板にリフロー・ハンダ付けされるようになっている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平６−１５１２３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、本体４と端子部材６，８との溶接部分に不良があると、キャパシタ２を実装するときにトラブルの原因となり、実装後には動作不良の原因となる。そのため、溶接部分を検査することが望まれる。
【０００４】
しかし、端子部材６，８を溶接する溶接工程の後に、溶接部分を検査する検査工程を設けると、製造コストが増大するため、実用的でない。
【０００５】
本発明は、かかる実情に鑑み、キャパシタや電池等のデバイス本体と端子部材との溶接不良を低コストで検査することができる、デバイス端子溶接検査装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するために、以下のように構成したデバイス端子溶接検査装置を提供する。
【０００７】
デバイス端子溶接検査装置は、２つの受光部と、散乱光検出部と、温度検出部と、レーザ出力検出部と、制御部とを備える。２つの上記受光部は、デバイス本体に端子部材を溶接するためのレーザビームを照射する加工点をにらむように配置され、当該加工点からの光束を受光する。上記散乱光検出部は、一方の上記受光部により受光した光束について、レーザビームと同じ波長成分の散乱光の強度を検出する。上記温度検出部は、他方の上記受光部により受光した光束について、熱赤外線の強度を検出する。上記レーザ出力検出部は、当該加工点に照射するレーザビームのパワーの大きさを示すレーザ出力信号が入力される。上記制御部は、上記散乱光検出部が検出した散乱光の強度と、上記温度検出部が検出した熱赤外線の強度と、上記レーザ出力検出部に入力されたレーザ出力信号とに基づいて、当該加工点におけるデバイス本体と端子部材との溶接の良否判定を行う。
【０００８】
上記構成において、加工点に対して正しい位置関係でデバイス本体及び端子部材が配置されたときと、そうでないときとでは、加工点からの散乱光の強度が異なる。溶接不良の原因となるこのような差異は、加工点に照射するレーザビームの強度、すなわちレーザ出力検出部に入力されたレーザ出力信号と、加工点からの散乱光の強度、すなわち散乱光検出部が検出した散乱光の強度とに基づいて、検出することができる。
【０００９】
また、デバイス本体に端子部材が密着した正常状態と、そうでないときとでは、レーザ溶接に伴う発熱の熱伝達現象が異なるため、加工点の温度上昇の態様が異なる。溶接不良の原因となるこのような差異は、加工点の温度、すなわち温度検出部が検出した熱赤外線の強度を監視することにより、検出することができる。
【００１０】
上記構成によれば、デバイス本体に端子部材を溶接する溶接工程と、溶接部分を検査する検査工程とを平行して行い、溶接工程の終了とほぼ同時に検査工程を終えることができ、溶接工程の後に検査工程を設けなくてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のデバイス端子溶接検査装置によれば、キャパシタや電池等のデバイス本体と端子部材との溶接不良を低コストで検査することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態として実施例を図１〜図４を参照しながら説明する。
【００１３】
図１に示すように、デバイス端子溶接検査装置は、レーザ溶接機と組み合わせて構成される。すなわち、レーザ溶接機は、例えばコイン型のキャパシタ２のデバイス本体４の各電極面に、端子部材６，８をスポット溶接する。図中、符号６ｘ、６ｙ、８ｘ、８ｙで示した部分は、レーザ溶接機の出射ユニット１２から出射されたレーザビームが集光され、スポット溶接される加工点である。
【００１４】
レーザ溶接機は、後述するように、レーザビームのパワーの大きさを示すレーザ出力信号を出力し、そのレーザ出力信号は、デバイス端子溶接検査装置の制御部４０に入力されるようになっている。レーザ溶接機には、例えば、ミヤチテクノス株式会社のＹＡＧレーザ溶接機ＭＬ−２１５０Ａを用いる。このＹＡＧレーザ溶接機は、ランプ励起モジュール内のレーザ出力をリアルタイムでサンプリングすることにより、所定の波形パターンでレーザパワーを制御するものであるので、リアルタイムでレーザ出力信号を出力することができる。
【００１５】
デバイス端子溶接検査装置は、レーザ溶接機からのレーザビームが集光される加工点をにらむように、２種類の受光部２２，３２が配置され、加工点からの光束を受光するようになっている。
【００１６】
一方の受光部２２は、レーザビームの照射に伴う加工点からの散乱光を検出するためのものである。すなわち、受光部２２で受光された光束は、レーザ溶接機が照射するレーザビームと同じ波長成分が不図示のバンドパスフィルタを透過し、不図示のホトダイオードで受光されるようになっている。これら不図示のバンドパスフィルタ及びホトダイオードは、図２の散乱光検出部２０の一部を構成する。
【００１７】
他方の受光部３２は、加工点の温度を検出するためのものである。すなわち、受光部３２で受光された光束は、熱赤外線が不図示のバンドパスフィルタを透過し、不図示のホトダイオードで受光されるようになっている。これら不図示のバンドパスフィルタ及びホトダイオードは、図２の温度検出部３０の一部を構成する。
【００１８】
なお、図１では、加工点６ｙについてのみ受光部２２，３２を図示しているが、レーザ溶接機のレーザ光を分岐して複数箇所の加工点を同時に溶接する場合には、それぞれの箇所ごとに受光部２２，３２を設ければよい。
【００１９】
図２は、デバイス端子溶接検査装置のブロック図である。制御部４０には、レーザ溶接機１０、散乱光検出部２０、温度検出部３０、表示部４２、操作部４４、記憶部４６が接続される。
【００２０】
制御部４０は、デバイス端子溶接検査装置全体の制御を統括する。制御部４０は、レーザ溶接機１０に接続され、加工点に照射するレーザビームのパワーの大きさを示すレーザ出力信号が入力される。散乱光検出部２０は、受光部２２により受光した光束について、レーザビームと同じ波長成分の散乱光の強度を検出し、散乱光検出信号を制御部４０に送出する。温度検出部３０は、受光部３２により受光した光束について、加工点の温度に対応する熱赤外線の強度を検出し、温度検出信号を制御部４０に送出する。表示部４２は、オペレータにデータを表示するためのモニタ等である。操作部４４は、オペレータが操作するスイッチ等である。記憶部４６は、制御部４０の動作プログラムを記憶するＲＯＭや、データを一時的に記憶するメモリ等である。
【００２１】
図３は、１ショットのスポット溶接おける信号出力の変化の一例を示す。符号１４で示したレーザ溶接機１０のレーザ出力信号は、所定の波形パターンで変化する。符号２４で示した散乱光検出部２０からの散乱光検出信号は、レーザ溶接機１０のレーザ出力信号１４とほぼ同様のパターンで変化する。符号３４で示した温度検出部３０からの温度検出信号は、最高温度３６まで上昇した後に下降する。
【００２２】
制御部４０は、これらの信号１４，２４，３４の出力に基づいて、溶接の良否判定を行う。
【００２３】
具体的には、制御部４０は、レーザ出力信号１４について、所定時間間隔でサンプリングを行い、サンプリングデータを加算する。この加算データＰ１は、図３において実線の斜線で示した部分の面積に相当する。同様に、散乱光検出信号２４について、所定時間間隔でサンプリングを行い、サンプリングデータを加算する。この加算データＰ２は、図３において点線の斜線で示した部分の面積に相当する。温度検出信号３４については、所定時間間隔でサンプリングを行い、ピーク値Ｐ３をホールドする。このピーク値Ｐ３は、図３において符号３６で示した最高温度に相当する。
【００２４】
１ショットのレーザ溶接終了後、制御部４０は、３つのデータＰ１，Ｐ２，Ｐ３に基づいて、溶接の良否を判定する。
【００２５】
具体的には、次の式（１）及び式（２）を同時に満たす場合には、「良」と判定し、式（１）又は式（２）の少なくとも一方を満たさない場合には、「不良」と判定する。
Ｐ１−Δ１＜Ｋ２×Ｐ２＜Ｐ１＋Δ２  ・・・（１）
Ｔ１＜Ｋ３×Ｐ３＜Ｔ２              ・・・（２）
ここで、Δ１，Δ２，Ｔ１，Ｔ２，Ｋ２，Ｋ３は、予め定められた定数である。
【００２６】
すなわち、加工点に対して正しい位置関係でデバイス本体４及び端子部材６，８が配置されたときと、例えば図１において鎖線で示したように、そうでないときとでは、加工点からの散乱光の強度が異なる。溶接不良の原因となるこのような差異は、加工点に照射するレーザビームの強度、すなわち制御部４０に入力されたレーザ出力信号１４と、加工点からの散乱光の強度、すなわち散乱光検出部２０が検出した散乱光の強度、すなわち散乱光検出信号２４とについて、式（１）により比較することによって、検出することができる。
【００２７】
また、デバイス本体４に端子部材６，８が密着した正常状態と、例えば図１において鎖線で示したように、そうでないときとでは、レーザ溶接に伴う発熱の熱伝達現象が異なるため、加工点の温度上昇の態様が異なる。溶接不良の原因となるこのような差異は、加工点の温度、すなわち温度検出部３０が検出した熱赤外線の強度、すなわち温度検出信号３４について、式（２）により監視することにより、検出することができる。
【００２８】
以上のように構成したデバイス端子溶接検査装置は、溶接加工の終了とほぼ同時に、溶接の良否判定を行うことができる。レーザ溶接機による溶接工程と平行して検査工程を進めるので、低コストで検査することができる。
【００２９】
なお、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、その他種々の態様で実施することが可能である。
【００３０】
例えば、溶接の良否判定を行うためのデータ処理は、レーザ出力信号や散乱光検出信号の積分や、温度検出信号のピークホールド以外であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施の形態を示すデバイス端子溶接検査装置の要部構成図である。
【図２】本装置のブロック図である。
【図３】本装置における信号出力の変化を示すグラフである。
【図４】デバイス本体に端子部材を溶接した例を示す（ａ）正面図および（ｂ）底面図である。
【符号の説明】
【００３２】
４  本体（デバイス本体）
６  端子部材
６ｘ，６ｙ  加工点
８  端子部材
８ｘ，８ｙ  加工点
２０  散乱光検出部
２２  受光部
３０  温度検出部
３２  受光部
４０  制御部
【図１】
2005223151.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2005223151.tif 000006