(57)【要約】【課題】こてはんだ付けの際の温度を正確に測定することができる温度測定方法と、温度測定装置とを提供する。【解決手段】温度測定装置５０では、こて先めっき７ｂとリードめっき６ｂとを熱電対として、接触部分１２において発生する起電力を測定することによって、接触部分１２の温度が算出される。起電力は電圧計１０によって測定され、接触部分１２の温度は、電圧値に基づいて算出される。こて先めっき７ｂは、鉄（Ｆｅ）からなり、リードめっき６ｂは、スズ（Ｓｎ）からなる。こて先めっき７ｂと電圧計１０とは、鉄（Ｆｅ）から形成された第１の導線８によって電気的に接続され、リード線６と電圧計１０とは、それぞれスズ（Ｓｎ）から形成されたコネクタ部４と第２の導線９とによって電気的に接続される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
こてはんだ付けによってリード線を所定の基材にはんだ付けする際の温度測定方法であって、
互いに接触するはんだこてのこて先の部分とリード線の部分とを熱電対として、こて先とリード線との接触部分において発生する起電力を測定するステップと、
測定された前記起電力に基づいて、前記接触部分の温度を算出するステップと
を備えた、温度測定方法。
【請求項２】
前記こて先の部分の第１の材料と前記リード線の部分の第２の材料とは異なる材料であり、
前記こて先の部分から電圧計までは、前記第１の材料と同じ材料の導体によって電気的に接続され、
前記リード線の部分から前記電圧計までは、前記第２の材料と同じ材料の導体によって電気的に接続された、請求項１記載の温度測定方法。
【請求項３】
こてはんだ付けによってリード線を所定の基材にはんだ付けする際の温度を測定するための温度測定装置であって、
互いに接触するはんだこてのこて先の部分とリード線の部分とを熱電対として、こて先とリード線との接触部分において発生する起電力を測定する電圧測定部と、
測定された前記起電力に基づいて、前記接触部分の温度を算出する温度算出部と
を備えた、温度測定装置。
【請求項４】
前記こて先の前記部分は、所定の第１の材料によって形成され、
前記リード線の前記部分は、前記第１の材料とは異なる第２の材料によって形成され、
前記電圧測定部は、
前記こて先の前記部分から前記電圧測定部までを電気的に接続する、前記第１の材料と同じ材料の第１の導体と、
前記リード線の前記部分から前記電圧測定部までを電気的に接続する、前記第２の材料と同じ材料の第２の導体と
を有する、請求項３記載の温度測定装置。
【請求項５】
前記電圧測定部は、前記リード線の一端部に装着されるコネクタ部を有し、
前記第２の導体は、
前記コネクタ部における、前記一端部に接触する装着部と、
前記装着部と前記電圧測定部とを電気的に接続する部分と
を含む、請求項４記載の温度測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温度測定方法および温度測定装置に関し、特に、はんだこてと糸はんだによる、こてはんだ付けの際の温度を測定する温度測定方法と、それに用いられる温度測定装置とに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
母材を溶接する手法の一つに、はんだを用いて溶接するこてはんだ付けがある。こてはんだ付けでは、信頼性の高いはんだ付けを行うために、はんだ付けの際の温度を把握することが重要とされる。こてはんだ付けの際の温度を測定する手法として、一般的に、所定の箇所に熱電対を固定して温度を測定する手法が知られている。
【０００３】
ここで、こてはんだ付けとして、プリント配線板にリード線をこてはんだ付けする場合について説明する。プリント配線板として、ガラスクロスにエポキシ樹脂を含浸させた基材が用いられる。その基材の所定の位置に、リード線をこてはんだ付けするスルーホールが形成されている。スルーホールは、基材に貫通孔を形成し、その貫通孔の側壁（面）を銅めっきの導電層によって被覆することによって形成されている。また、スルーホールの周辺には、銅めっきの導電層に電気的に接続されるランドが形成されている。
【０００４】
リード線のこてはんだ付けは次のように行われる。まず、リード線をスルーホールに挿通させる。次に、こて先のこて先めっきをリード線のリードめっきとランドとに接触させて、リード線とランドとを加熱する。次に、ランドまたはリードめっきへ糸はんだを供給して糸はんだを溶融し、スルーホール内にはんだを充填する。その後、はんだを冷却することによって、リード線がプリント基板にはんだ付けされる。
【０００５】
この一連のこてはんだ付けの作業において、熱電対を固定する手法として、テープで貼り付ける手法、接着剤にて接着する手法、あるいは、高温はんだを用いる手法がある。まず、テープで熱電対を固定する手法では、熱電対を容易に固定できるという利点があるものの、温度の測定中にテープが剥がれて熱電対が外れてしまい、温度測定を安定に行なうことができないことがある。
【０００６】
また、接着剤によって熱電対を固定する手法では、接着剤として、一般に樹脂系の接着剤が使用される。ところが、樹脂は熱伝導性が比較的低いため、そのような樹脂系の接着剤が熱電対と測定対象物との間に入り込むと、温度を正確に測定できないことがある。
【０００７】
そして、高温はんだを用いる手法では、テープにて熱電対を固定する手法および接着剤にて熱電対を固定する手法と比べると、金属材料を用いることで熱伝導性が良好であり、熱電対を確実に固定することができる。ところが、熱電対を測定対象箇所に高温はんだにて固定する作業はきわめて難しく、作業に熟練を要する。
【０００８】
このような問題点を解消する手法として、特許文献１では、熱電対を表面に設けた金属リングをはんだこてのこて先に装着して、こての先の温度を検知する手法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００２−２３６０５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上述した手法では次のような問題点があった。こてはんだ付けの際の温度測定は、こて先のこて先めっきとリード線のリードめっきとの接触部分の温度を正確に測定することが求められる。特許文献１に記載された手法では、熱電対を表面に設けた金属リングをはんだこてのこて先に装着することによってこて先の温度を検知しているものの、当該接触部分の温度を正確に測定するという点では十分ではなく難しいという問題点があった。
【００１１】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、こてはんだ付けの際の温度を正確に測定することができる温度測定方法を提供することであり、他の目的は、そのような温度測定に用いられる温度測定装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る温度測定方法は、こてはんだ付けによってリード線を所定の基材にはんだ付けする際の温度測定方法であって、以下のステップを備えている。互いに接触するはんだこてのこて先の部分とリード線の部分とを熱電対として、こて先とリード線との接触部分において発生する起電力を測定する。測定された起電力に基づいて、接触部分の温度を算出する。
【００１３】
本発明に係る温度測定装置は、こてはんだ付けによってリード線を所定の基材にはんだ付けする際の温度を測定するための温度測定装置であって、電圧測定部と温度算出部とを備えている。電圧測定部は、互いに接触するはんだこてのこて先の部分とリード線の部分とを熱電対として、こて先とリード線との接触部分において発生する起電力を測定する。温度算出部は、測定された起電力に基づいて、接触部分の温度を算出する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る温度測定方法によれば、互いに接触するはんだこてのこて先の部分とリード線の部分とを熱電対として、その接触部分において発生する起電力を測定することで、こて先とリード線との接触部分の温度をより正確に求めることができる。
【００１５】
本発明に係る温度測定装置によれば、電圧測定部において、互いに接触するはんだこてのこて先の部分とリード線の部分とを熱電対として、その接触部分において発生する起電力が測定され、温度算出部において、その測定された起電力に基づいて温度が算出される。これにより、こて先とリード線との接触部分の温度をより正確に求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態に係る温度測定装置を示す、一部断面を含む側面図である。
【図２】同実施の形態において、温度測定装置によるこてはんだ付けの際の温度測定方法を説明するための一工程を示す、一部断面を含む側面図である。
【図３】同実施の形態において、図２に示すステップの後に行われるステップを示す、一部断面を含む側面図である。
【図４】同実施の形態において、図３に示すステップの後に行われるステップを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の実施の形態に係る温度測定装置として、図１に示すように、プリント配線板１のスルーホール２に挿通されたリード線６を、こてはんだ付けによってランド３にはんだ付けする際の温度を測定する温度測定装置５０について説明する。
【００１８】
温度測定装置５０では、互いに接触する、こて先めっき７ｂとリードめっき６ｂとを熱電対として、こて先めっき７ｂとリードめっき６ｂとの接触部分１２において発生する起電力を測定することによって、接触部分１２の温度が算出される。起電力を測定するために電圧計１０が設けられ、測定された電圧値に基づいて接触部分１２の温度を算出するために温度算出部１１が設けられている。また、リード線６を下方から支持するコネクタ部４が設けられている。
【００１９】
こて先めっき７ｂは、たとえば、鉄（Ｆｅ）からなり、はんだこてのこて先７のこて先本体７ａの表面を覆うように形成されている。こて先本体７ａは、たとえば、銅（Ｃｕ）から形成されている。リードめっき６ｂは、たとえば、スズ（Ｓｎ）からなり、リード線６のリード線本体６ａの表面を覆うように形成されている。こて先めっき７ｂとリードめっき６ｂとを熱電対として起電力を測定するために、こて先めっき７ｂと電圧計１０とを、こて先めっき７ｂと同じ材料の部材によって電気的に接続するとともに、リードめっき６ｂと電圧計１０とを、リードめっき６ｂと同じ材料の部材によって電気的に接続している。
【００２０】
本実施の形態に係る温度測定装置５０では、こて先めっき７ｂと電圧計１０とは第１の導線８によって電気的に接続され、第１の導線８は鉄（Ｆｅ）から形成されている。一方、リード線６と電圧計１０とは、リード線６の下端部に装着されるコネクタ部４と第２の導線９とによって電気的に接続され、リードめっき６ｂに接触するコネクタ部４の装着部４ａと第２の導線９はそれぞれスズ（Ｓｎ）から形成されている。
【００２１】
次に、上述した温度測定装置５０を用いて、リード線６をプリント配線板１にはんだ付けする際の温度を測定する方法について説明する。図２に示すように、リード線６がはんだ付けされるプリント配線板１では、プリント配線板１として、ガラスクロスにエポキシ樹脂を含浸させた基材が用いられている。プリント配線板１における所定の位置には、プリント配線板１を貫通する貫通孔の側壁に銅めっき層の導電層を被覆したスルーホール２が形成されている。スルーホール２の周辺にはランド３が形成されている。
【００２２】
まず、はんだ付けすべきリード線６を所定のスルーホール２に挿通し、リード線６の下端部をコネクタ部４によって下方から支持する。次に、はんだこてのこて先７を、リード線６とランド３とに接触させてこて先７の熱を伝導させ、リード線６とランド３とを加熱する。そして、互いに接触するこて先めっき７ｂとリードめっき６ｂとを熱電対として、そのこて先めっき７ｂとリードめっき６ｂとの接触部分１２に発生する熱起電力を、電圧計１０によって測定する。
【００２３】
このとき、温度測定装置５０では、こて先めっき７ｂから電圧計１０に至る電流経路が、こて先めっき７ｂと同じ材料の部材（第１の導線８）によって形成され、また、リードめっき６ｂから電圧計１０に至る電流経路が、リードめっき６ｂと同じ材料の部材（コネクタ部４の表面部分４ａおよび第２の導線９）によって形成されている。これにより、こて先めっき７ｂとリードめっき６ｂとが互いに異種金属として接触する接触部分１２に発生する熱起電力をより正確に測定することができる。
【００２４】
次に、温度算出部１１において、電圧計１０によって測定された電圧値と、あらかじめ取得された電圧値と温度との関係とに基づいて、接触部分１２の温度が算出される。次に、図３に示すように、算出される温度が所定の温度（たとえば、３６０℃）に達した状態で、糸はんだ１５を接触部分１２に供給する。糸はんだ１５として、たとえば、一般的な鉛フリーはんだであるＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ系の糸はんだが使用される。また、糸はんだに含まれるフラックスとしては、標準的なＲＭＡ（Mildly Activated Rosin base）タイプのものが使用される。
【００２５】
供給された糸はんだ１５は、所定の温度に達した接触部分１２の熱によって溶融する。溶融したはんだは、毛細管現象によってリード線６とスルーホール２との隙間に入り込み、はんだが隙間に充填される。その後、図４に示すように、はんだこてとコネクタ部を外してプリント配線板１を冷却することによって溶融したはんだが固化し、リード線６がはんだ１６によってプリント配線板１のランド３にはんだ付けされる。こうして、リード線６のプリント配線板１へのはんだ付けの一連の作業が完了する。
【００２６】
上述した温度測定装置を用いたはんだ付けの際の温度測定方法では、従来の手法と比較して次のような効果が得られる。
【００２７】
リード線のプリント配線場へのはんだ付け作業において、従来の手法では、熱電対を表面に設けた金属リングをはんだこてのこて先に装着することによってこて先の温度を検知している。このため、こて先とリード線とが互いに接触する部分の温度を測定するには限界があった。これに対して、上述した温度測定装置を用いたはんだ付けでは、こて先めっき７ｂから電圧計１０に至る電流経路を、こて先めっき７ｂと同じ材料の部材（第１の導線８）によって形成するとともに、リードめっき６ｂから電圧計１０に至る電流経路を、リードめっき６ｂと同じ材料の部材（コネクタ部４の表面部分４ａおよび第２の導線９）によって形成することで、こて先めっき７ｂとリードめっき６ｂとだけが異種の金属として接触することになる。
【００２８】
これにより、こて先めっき７ｂとリードめっき６ｂとを熱電対として、こて先めっき７ｂとリードめっき６ｂとの接触部分１２において発生する起電力をより正確に測定することができる。接触部分１２において発生する起電力が測定されることで、その接触部分１２の温度をより正確に求めることができる。その結果、はんだこてによるはんだ付けをより正確に行うことができて、信頼性の高いプリント配線板を得ることができ、ひいては、信頼性の高い電子機器を得ることができる。
【００２９】
また、コネクタ部４を設けて、下方からリード線６を保持することで、プリント配線板１に対するリード線６の相対的な位置（高さ）を合わせながら、はんだ付け作業をより容易に行うことができる。
【００３０】
なお、上述した実施の形態では、糸はんだとして、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系の糸はんだを例に挙げて説明した。糸はんだとしては、この他に、Ｓｎ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ｂｉ系、Ｓｎ−Ｉｎ系、Ｓｎ−Ｓｂ系、あるいは、Ｓｎ−Ｐｂ系の糸はんだを適用してもよい。また、こて先本体７ａの材料として銅（Ｃｕ）を例に挙げて説明したが、この他に、アルミナ、窒化ケイ素等のセラミックを適用してもよい。
【００３１】
さらに、リードめっき６ｂとしてスズ（Ｓｎ）を例に挙げて説明したが、この他に、金（Ａｕ）を適用してもよい。リードめっき６ｂとして金（Ａｕ）を適用した場合には、第１の導線８の材料として、金（Ａｕ）を適用することが好ましい。また、こて先めっき７ｂとして鉄（Ｆｅ）を例に挙げて説明したが、この他に、クロム（Ｃｒ）を適用してもよい。こて先めっきとしてクロム（Ｃｒ）を適用した場合には、第２の導線９の材料として、クロム（Ｃｒ）を適用することが好ましい。これらの場合にも、こて先めっきの材料とリードめっきの材料とに対応した、起電力と温度との関係のデータをあらかじめ取得しておくことで、こて先とリードめっきとの接触部分の温度を正確に算出することができる。
【００３２】
また、上述した実施の形態では、プリント配線板１にリード線６をはんだ付けする場合を例に挙げて説明した。上述した手法は、これに限られず、こてはんだ付けによって溶接する技術に広く適用することが可能である。
【００３３】
今回開示された実施の形態は例示であってこれに制限されるものではない。本発明は上記で説明した範囲ではなく、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でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明は、こてはんだ付けに有効に利用される。
【符号の説明】
【００３５】
１  プリント配線板、２  スルーホール、３  ランド、４  コネクタ部、４ａ  装着部、６  リード線、６ａ  リード線本体、６ｂ  リードめっき、７  こて先、７ａ  こて先本体、７ｂ  こて先めっき、８  第１の導線、９  第２の導線、１０  電圧計、１１  温度算出部、１２  接触部分、１５  糸はんだ、１６  はんだ、５０  温度測定装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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