(57)【要約】【課題】鉛フリーはんだを使用する場合であっても、電子部品を損傷させることなく且つ容易にはんだ付けを行うことができるはんだこて装置を提供する。また、はんだこて装置を簡単な構成によって実現する。【解決手段】ヒータ５及び吹出口１ｂが設けられたはんだこて１と、こて先１ａの先端近傍に設定された所定位置の温度を測定する温度センサ１０と、吹出口１ｂから温風を吹き付ける温風発生装置６と、はんだこて１が接続された制御装置２と、所定の報知を行う報知手段１２とを備える。制御装置２では、温度比較部１３が、温度センサ１０による測定温度が所定の第１設定温度を超えると予熱の完了を検出する。そして、動作制御部１５は、温度比較部１３によって予熱の完了が検出されると、その旨を報知手段１２から報知させる。【選択図】図３
2012051020.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部にヒータが設けられ、こて先に吹出口が設けられたはんだこてと、
前記はんだこてに設けられ、前記こて先の先端近傍に設定された所定位置の温度を測定するための温度センサと、
前記所定位置に向けて、前記吹出口から温風を吹き付けるための温風発生装置と、
前記はんだこてが接続された制御装置と、
前記はんだこての使用者に対して所定の報知を行うための報知手段と、
を備え、
前記制御装置は、
前記温度センサによって測定された温度と所定の第１設定温度とを比較し、前記温度センサによる測定温度が前記第１設定温度を超えると予熱の完了を検出する温度比較部と、
前記温度比較部によって予熱の完了が検出されると、その旨を前記報知手段から報知させる動作制御部と、
を備えたことを特徴とするはんだこて装置。
【請求項２】
前記動作制御部は、前記温度比較部によって予熱の完了が検出されると、前記吹出口からの温風が停止する又は弱まるように、前記温風発生装置を制御することを特徴とする請求項１に記載のはんだこて装置。
【請求項３】
前記温度比較部は、前記温度センサによる測定温度と前記第１設定温度よりも高い所定の温度である第２設定温度とを比較し、前記温度センサによる測定温度が前記第２設定温度を超えると過熱状態を検出し、
前記動作制御部は、前記温度比較部によって過熱状態が検出されると、前記こて先の温度が低下するように、前記ヒータを制御する
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のはんだこて装置。
【請求項４】
前記動作制御部は、前記温度比較部によって過熱状態が検出されると、その旨を報知手段から報知させることを特徴とする請求項３に記載のはんだこて装置。
【請求項５】
前記はんだこてに設けられ、前記所定位置を指し示すためのレーザポインタと、
を更に備えたことを特徴とする請求項１から請求項４の何れかに記載のはんだこて装置。
【請求項６】
前記報知手段は、前記レーザポインタから照射される光の点灯方法を変化させることにより、報知を行うことを特徴とする請求項５に記載のはんだこて装置。
【請求項７】
前記温風発生装置は、
前記制御装置に設けられた送風機と、
前記制御装置及び前記はんだこて間に接続された送風管と、
前記はんだこてに設けられ、前記吹出口を形成するノズルと、
を備え、
前記送風機からの風を、前記送風管を介して前記吹出口から排出させることを特徴とする請求項１から請求項６の何れかに記載のはんだこて装置。
【請求項８】
前記ノズルは、前記送風管を介して前記送風機から送られてきた風を、前記はんだこての前記こて先で温めて前記吹出口から排出させることを特徴とする請求項７に記載のはんだこて装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電子部品を基板等にはんだ付けする際に使用されるはんだこて装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
はんだこて装置は、例えば、基板に実装された電子部品の一部に故障や寿命による劣化が生じた場合、或いは電子部品の取り付けに不具合が見つかった場合等に、その電子部品の交換を行うために使用される。即ち、技術者は、はんだこて装置を用いて、故障等が発生した電子部品のみを基板から取り外し、その同じ場所に新しい電子部品を取り付ける。
【０００３】
このようなはんだこて装置の従来技術として、例えば、はんだこてのこて先温度を検出することにより、こて先の温度が急激に低下してしまうことを防止したものが提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６１−３７３６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年主流となっている鉛フリーはんだは、従来の錫鉛はんだよりも融点が高く、且つ濡れ性が悪い。このため、鉛フリーはんだを使用する場合は、はんだこて装置を用いて行う電子部品の交換作業もその難易度が高くなり、基板に新しく取り付ける電子部品がその取付作業中に壊れてしまうといったような不具合が発生し易くなっていた。特に、チップ部品は、急激な加熱が行われると、温度差による歪みが生じてクラックが発生してしまうため、交換作業においても細心の注意が必要であった。
【０００６】
このため、鉛フリーはんだを使用して電子部品の交換作業を行う現場では、例えば、特許文献１に記載されたはんだこて装置を用いる場合、ヒータ等の別装置を用意して電子部品とその取付部分（基板）との予熱を行い、当該部分を適当な時間温めた後に、電子部品の接合作業を実施していた。このため、はんだ付けに必要な装置が大掛かりになり、且つ、予熱時の温度管理等、その作業が非常に煩雑になるといった問題があった。
【０００７】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は、鉛フリーはんだを使用する場合であっても、電子部品を損傷させることなく、容易にはんだ付けを行うことができ、且つ簡単な構成によって実現できるはんだこて装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係るはんだこて装置は、内部にヒータが設けられ、こて先に吹出口が設けられたはんだこてと、はんだこてに設けられ、こて先の先端近傍に設定された所定位置の温度を測定するための温度センサと、所定位置に向けて、吹出口から温風を吹き付けるための温風発生装置と、はんだこてが接続された制御装置と、はんだこての使用者に対して所定の報知を行うための報知手段と、を備え、制御装置は、温度センサによって測定された温度と所定の第１設定温度とを比較し、温度センサによる測定温度が第１設定温度を超えると予熱の完了を検出する温度比較部と、温度比較部によって予熱の完了が検出されると、その旨を報知手段から報知させる動作制御部と、を備えたものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明に係るはんだこて装置であれば、鉛フリーはんだを使用する場合であっても、電子部品を損傷させることなく、容易にはんだ付けを行うことができる。また、簡単な構成により、はんだこて装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明の実施の形態１におけるはんだこて装置を示す斜視図である。
【図２】図１に示すはんだこて装置の要部拡大図である。
【図３】この発明の実施の形態１におけるはんだこて装置を示す構成図である。
【図４】この発明の実施の形態１におけるはんだこて装置の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
この発明をより詳細に説明するため、添付の図面に従ってこれを説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。
【００１２】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１におけるはんだこて装置を示す斜視図、図２は図１に示すはんだこて装置の要部拡大図、図３はこの発明の実施の形態１におけるはんだこて装置を示す構成図である。
【００１３】
図１乃至図３において、１ははんだこて、２は制御装置、３ははんだこて１と制御装置２との間に接続された信号線、４ははんだこて１と制御装置２との間に接続された送風管である。はんだこて１は、そのこて先１ａによってはんだを溶融させるためのものであり、内部にヒータ５が設けられている。即ち、ヒータ５が制御装置２の制御によって発熱することにより、こて先１ａがはんだを溶融できる温度に加熱される。
【００１４】
また、はんだこて１のこて先１ａには、吹出口１ｂが設けられている。温風発生装置６は、基板７にはんだ付けされる電子部品８とその取付部分（例えば、基板７のランド部分）とに対し、上記吹出口１ｂから温風を吹き付けるためのものである。即ち、温風発生装置６は、こて先１ａの先端近傍に設定された所定位置（その所定位置を含む一定の範囲）に向けて、温風の吹き付けを行う。
【００１５】
本実施の形態においては、温風発生装置６として、制御装置２に送風機（図示せず）が内蔵され、はんだこて１にノズル９が設置されたものを一例として示している。この温風発生装置６では、送風機からの風を送風管４を介してはんだこて１側に送ることにより、その送られた風を、ノズル９に形成された上記吹出口１ｂから排出させている。
なお、温風発生装置６は、上記機能を備えることができれば、はんだこて１のみに設けられていても構わない。
【００１６】
また、温風発生装置６に関しては、空気を温めるためのヒータ等をヒータ５とは別に備えても良いが、例えば、図２に示すように、ノズル９をこて先１ａの周囲を取り囲むように配置することにより、送風機から送られてきた風を、こて先１ａで（即ち、ヒータ５によって）温めた後に吹出口１ｂから排出させても良い。このような構成であれば、温風発生装置６自体にヒータ等の加熱装置を備える必要がなく、その構成を更に簡素化することが可能となる。
【００１７】
また、１０は温度センサ、１１はレーザポインタである。温度センサ１０及びレーザポインタ１１は、はんだこて１に設けられており、例えば、こて先１ａから突出するマウント部１ｃに配置されている。
【００１８】
温度センサ１０は、基板７にはんだ付けされる電子部品８やその取付部分の温度を検出するためのものである。例えば、温度センサ１０は、こて先１ａの先端近傍の上記所定位置の温度を測定することができるように構成される。
レーザポインタ１１は、上記所定位置、即ち、温度センサ１０が温度の測定を行う位置を指し示すためのものである。レーザポインタ１１は、温度センサ１０に近接するように配置されており、上記所定位置（或いは、その極近傍）を通過するレーザ光をマウント部１ｃから照射する。
【００１９】
また、本はんだこて装置には、はんだこて１を使用する者に対して所定の報知を行うための報知手段１２が備えられている。報知手段１２は、例えば、制御装置２に設けられた表示器１２ａやランプ１２ｂ、ブザー（図示せず）等により構成される。報知手段１２は、表示器１２ａへの文字表示や、ランプ１２ｂの点灯或いはその点灯色の変化、ブザーの鳴動等により、必要な報知を行う。なお、報知手段１２は、はんだこて１に設置されていても良いし、はんだこて１及び制御装置２の双方に設置されていても良い。
【００２０】
制御装置２は、上記各機器を制御する機能を有している。制御装置２は、例えば、温度センサ１０によって測定された温度等の情報に基づいて各種制御を行う。この制御装置２には、温度比較部１３、記憶部１４、動作制御部１５が備えられている。
【００２１】
温度比較部１３は、温度センサ１０によって測定された温度に基づいて、予熱の完了や所定の過熱状態を検出する機能を有している。具体的に、温度比較部１３は、温度センサ１０によって測定された温度と予め記憶部１４に記憶された設定温度とを比較して、上記検出を行う。例えば、記憶部１４には、所定の第１設定温度と、この第１設定温度よりも高い所定の温度である第２設定温度とが予め記憶されており、温度比較部１３は、温度センサ１０による測定温度が上記第１設定温度を超えると、予熱の完了を検出する。また、温度比較部１３は、温度センサ１０による測定温度が上記第２設定温度を超えると、所定の過熱状態を検出する。
【００２２】
なお、上記第１設定温度や第２設定温度は、はんだ付けを行う電子部品８に合わせて適宜設定できるように構成しても良い。かかる場合、例えば、温度設定部１６から入力した温度を、第１設定温度や第２設定温度として記憶部１４に記憶させる。
【００２３】
動作制御部１５は、温度比較部１３の検出結果等に基づいて、ヒータ５や温風発生装置６、レーザポインタ１１、報知手段１２等の各制御を行う機能を有している。以下に、図４も参照し、上記構成を有するはんだこて装置（特に、動作制御部１５）の動作について、具体的に説明する。図４はこの発明の実施の形態１におけるはんだこて装置の動作を示すフローチャートである。
【００２４】
制御装置２には、例えば、はんだ付けの作業を開始する際に操作する電源スイッチ（図示せず）が備えられている。電子部品８のはんだ付け作業を行う者（以下、単に「作業者」ともいう）がこの電源スイッチをＯＮにすると、動作制御部１５は、温風発生装置６、ヒータ５、レーザポインタ１１、温度センサ１０の各動作を開始させる（Ｓ１０１乃至Ｓ１０４）。
【００２５】
具体的に、動作制御部１５は、温風発生装置６の送風機を動作させることにより、上記所定位置を含むある一定の範囲に向けた温風の吹き付けを開始させる。また、動作制御部１５は、通電を開始してヒータ５を発熱させ、はんだを溶融させるための所定の温度までこて先１ａを加熱する。なお、本実施の形態における温風発生装置６では、送風機が動作し、且つこて先１ａが加熱されることにより、吹出口１ｂから温風が供給される。更に、動作制御部１５は、レーザポインタ１１からレーザ光を照射し、温度センサ１０による温度の測定を開始させる。
【００２６】
なお、作業者は、電子部品８のはんだ付け作業を行う前に、先ず、電子部品８とその取付部分とを所定の温度まで温める予熱作業を行う。作業者は、吹出口１ｂから吹き出される温風を電子部品８とその取付部分とに当てることにより、電子部品８等の予熱を行う。この時、作業者は、はんだこて１のこて先１ａを電子部品８やその取付部分に向けた状態で、レーザポインタ１１から照射された光をその同じ位置（電子部品８等の位置）に合わせることにより、温度センサ１０の温度測定位置と吹出口１ｂからの温風吹付位置とを、上記所定位置に適切に一致させることができる。
【００２７】
温度センサ１０は、Ｓ１０４において動作が開始されると、上記所定位置の温度を測定して、その測定結果を制御装置２に出力する。そして、温度比較部１３は、温度センサ１０によって測定された温度と記憶部１４に記憶されている第１設定温度とを比較して、予熱が完了したか否かを判定する（Ｓ１０５）。
【００２８】
上記吹出口１ｂからの温風によって電子部品８等が温められ、温度センサ１０による測定温度が上記第１設定温度を超えると、温度比較部１３は、予熱の完了を検出する（Ｓ１０５のＹｅｓ）。例えば、基板７にはんだ付けされる電子部品８がチップ部品の場合、温度比較部１３は、下記式を満たすことにより、予熱の完了を検出する。
（温度センサ１０による測定温度）＞（こて先１ａの（設定）温度）−１３０℃
【００２９】
即ち、こて先１ａの温度が２６０℃に設定されている場合、温度比較部１３は、温度センサ１０による測定温度が１３０℃に達すると、予熱の完了を検出する。なお、上式内の１３０℃という温度は、電子部品８の制約等によって決定されるものである。
【００３０】
温度比較部１３によって予熱の完了が検出されると、動作制御部１５は、作業者にはんだ付け作業を行わせるための所定の処理を開始する。具体的に、動作制御部１５は、温度比較部１３によって予熱の完了が検出されることにより、報知手段１２から、予熱が完了した旨を報知させる（Ｓ１０６）。作業者は、この報知手段１２からの報知を聞いて、或いは見て、予熱が完了したこと、即ち、はんだ付け作業を開始しても良いことを知ることができる。
【００３１】
また、動作制御部１５は、温度比較部１３によって予熱の完了が検出されると、吹出口１ｂからの温風が停止する或いは弱まるように、温風発生装置６を制御する（Ｓ１０７）。例えば、動作制御部１５は、温風発生装置６の送風機を停止させ、温風が吹出口１ｂから排出されないようにする。作業者は、報知手段１２から予熱が完了した旨が報知されると、はんだこて１のこて先１ａを電子部品８の取付部分に接触させてはんだの溶融を行う。この時、吹出口１ｂから排出される温風の勢いが強いと、溶融されたはんだが周囲に飛び散ってしまう恐れがある。即ち、Ｓ１０７の処理により、このような事態を防止することが可能となる。
【００３２】
そして、作業者は、電子部品８のはんだ付けが終了すると、電源スイッチをＯＦＦにして動作を終了させる。
【００３３】
なお、温度比較部１３は、Ｓ１０５において予熱の完了を検出した後、温度センサ１０によって測定された温度と記憶部１４に記憶されている第２設定温度とを比較し、電子部品８等が所定の過熱状態であるか否かの判定を行う（Ｓ１０８）。そして、こて先１ａの温度が電子部品８に伝わる等して、温度センサ１０による測定温度が上記第２設定温度を超えると、温度比較部１３は、過熱状態を検出する（Ｓ１０８のＹｅｓ）。そして、動作制御部１５は、温度比較部１３によって過熱状態が検出されることにより、こて先１ａの温度が低下するようにヒータ５を制御し（Ｓ１０９）、更に、過熱状態である旨を報知手段１２から報知させる（Ｓ１１０）。
【００３４】
なお、報知手段１２は、Ｓ１０６及びＳ１１０において、レーザポインタ１１から照射される光の点灯方法を変化させる（例えば、レーザ光を点滅させる）ことにより、上記報知を行っても良い。作業者は、予熱作業やはんだ付け作業を行う際に、レーザポインタ１１からの光やはんだこて１のこて先１ａを見ている。このため、レーザポインタ１１からの光を点滅させる等の方法によって報知を行うことにより、作業者に対して報知内容を確実に伝えることができる。
【００３５】
上記構成のはんだこて装置であれば、予熱時や予熱完了時の制御を簡単且つ適切に行うことができ、鉛フリーはんだを使用する場合であっても、電子部品８を損傷させずに、最適な温度状態ではんだ付けを行うことができる。このため、電子部品８やその接合に対する信頼性を高め、基板７の長寿命化を図ることが可能となる。
また、上記構成のはんだこて装置であれば、予熱のために別装置等を用意する必要もなく、装置を小型化できる。このため、予熱及びはんだ付けの双方の作業において、その作業性を大幅に向上させることが可能となる。
【００３６】
なお、本実施の形態においては、こて先１ａの周囲に吹出口１ｂを形成した場合について説明したが、吹出口１ｂの構成はこれに限定されるものではない。例えば、マウント部１ｃ等にノズル９を設置し、こて先１ａの側方から温風の吹き付けを行っても良い。また、こて先１ａの先端近傍に開口する貫通孔をこて先１ａに形成し、この貫通孔から温風の吹き付けを行っても良い。
かかる構成であっても、上記と同様の効果を奏することは可能である。
【符号の説明】
【００３７】
１  はんだこて
１ａ  こて先
１ｂ  吹出口
１ｃ  マウント部
２  制御装置
３  信号線
４  送風管
５  ヒータ
６  温風発生装置
７  基板
８  電子部品
９  ノズル
１０  温度センサ
１１  レーザポインタ
１２  報知手段
１２ａ  表示器
１２ｂ  ランプ
１３  温度比較部
１４  記憶部
１５  動作制御部
１６  温度設定部
【図１】
2012051020.tif 000003
【図２】
2012051020.tif 000004
【図３】
2012051020.tif 000005
【図４】
2012051020.tif 000006