(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の電極と電子部品の端子とを接合する半田付け部の半田形状を表示する半田付け部の半田形状表示装置であって、半田の量に関するデータと前記電極および端子の寸法に基づいて前記半田付け部の半田の表面形状を示す複数の点の三次元座標を算出する半田三次元形状算出部と、前記三次元座標に基づいて半田の表面形状を画像表示する表示手段とを備え、
前記半田三次元形状算出部は、
前記半田付け部に形成される半田フィレットの中心線の側面形状を、半田の這い上がり高さ（ＦＣ）、端子長さ（Ｌ）を２つの径とする１／４楕円で近似した数式と、前記半田フィレットを正面から見た断面形状を、電極の半幅（ＲＷ／２）および前記１／４楕円によって求められる前記側面形状のＺ座標値（ｄ）を２つの径とする楕円によって近似した数式とにより、前記半田フィレットの体積を前記正面から見た断面積を積分した数式として求め、
前記半田フィレットの体積を表す数式を半田（金属成分）の体積と等置することにより、前記這い上がり高さを求め、
求められた這い上がり高さを前記１／４楕円の数式に代入することにより、半田フィレットの中心線の側面形状を決定し、これにより半田フィレットの表面の三次元形状を示す曲面の数式を求めることを特徴とする半田付け部の半田形状表示装置。
【請求項２】
電子部品の端子寸法よりこの端子を半田付けするために必要なクリーム半田の体積を求める半田体積算出部と、前記クリーム半田の体積と、半田付け工程にてクリーム半田を供給するために使用するスクリーンマスクの厚さより前記端子を半田付けする電極の寸法とスクリーンマスクのマスク開口寸法とを算出する電極・マスク開口寸法算出部と、前記クリーム半田の体積より導き出される金属成分の体積と前記電極および端子の寸法に基づいてこの端子と電極とを半田接合する半田付け部の半田の三次元形状を算出する半田三次元形状算出部と、前記算出した三次元形状を画像表示する表示手段とを備え、
前記半田三次元形状算出部は、
前記半田付け部に形成される半田フィレットの中心線の側面形状を、半田の這い上がり高さ（ＦＣ）、端子長さ（Ｌ）を２つの径とする１／４楕円で近似した数式と、前記半田フィレットを正面から見た断面形状を、電極の半幅（ＲＷ／２）および前記１／４楕円によって求められる前記側面形状のＺ座標値（ｄ）を２つの径とする楕円によって近似した数式とにより、前記半田フィレットの体積を前記正面から見た断面積を積分した数式とし
て求め、
前記半田フィレットの体積を表す数式を半田（金属成分）の体積と等置することにより、前記這い上がり高さを求め、
求められた這い上がり高さを前記１／４楕円の数式に代入することにより、半田フィレットの中心線の側面形状を決定し、これにより半田フィレットの表面の三次元形状を示す曲面の数式を求めることを特徴とする半田付け部の半田形状表示装置。
【請求項３】
基板の電極と電子部品の端子とを接合する半田付け部の半田形状を表示する半田付け部の半田形状表示方法であって、半田の量に関するデータと前記電極および端子の寸法に基づいて半田の表面形状を示す複数の点の三次元座標を算出する半田三次元形状算出工程と、前記三次元座標に基づいて半田の表面形状を画像表示する表示工程とを含み、
前記半田三次元形状算出工程において、
前記半田付け部に形成される半田フィレットの中心線の側面形状を、半田の這い上がり高さ（ＦＣ）、端子長さ（Ｌ）を２つの径とする１／４楕円で近似した数式と、前記半田フィレットを正面から見た断面形状を、電極の半幅（ＲＷ／２）および前記１／４楕円によって求められる前記側面形状のＺ座標値（ｄ）を２つの径とする楕円によって近似した数式とにより、前記半田フィレットの体積を前記正面から見た断面積を積分した数式として求め、
前記半田フィレットの体積を表す数式を半田（金属成分）の体積と等置することにより、前記這い上がり高さを求め、
求められた這い上がり高さを前記１／４楕円の数式に代入することにより、半田フィレットの中心線の側面形状を決定し、これにより半田フィレットの表面の三次元形状を示す曲面の数式を求めることを特徴とする半田付け部の半田形状表示方法。
【請求項４】
電子部品の端子寸法よりこの端子を半田付けするために必要なクリーム半田の体積を求める半田体積算出工程と、前記クリーム半田の体積と、半田付け工程にてクリーム半田を供給するために使用するスクリーンマスクの厚さより前記端子を半田付けする電極の寸法とスクリーンマスクのマスク開口寸法とを算出する電極・マスク開口寸法算出工程と、前記クリーム半田の体積より導き出される金属成分の体積と前記電極および端子の寸法に基づいてこの端子と電極とを半田接合する半田付け部の半田の三次元形状を算出する半田三次元形状算出工程と、前記算出した三次元形状を画像表示する表示工程とを含み、
前記半田三次元形状算出工程において、
前記半田付け部に形成される半田フィレットの中心線の側面形状を、半田の這い上がり高さ（ＦＣ）、端子長さ（Ｌ）を２つの径とする１／４楕円で近似した数式と、前記半田フィレットを正面から見た断面形状を、電極の半幅（ＲＷ／２）および前記１／４楕円によって求められる前記側面形状のＺ座標値（ｄ）を２つの径とする楕円によって近似した数式とにより、前記半田フィレットの体積を前記正面から見た断面積を積分した数式として求め、
前記半田フィレットの体積を表す数式を半田（金属成分）の体積と等置することにより、前記這い上がり高さを求め、
求められた這い上がり高さを前記１／４楕円の数式に代入することにより、半田フィレットの中心線の側面形状を決定し、これにより半田フィレットの表面の三次元形状を示す曲面の数式を求めることを特徴とする半田付け部の半田形状表示方法。
【請求項５】
基板の電極と電子部品の端子とを接合する半田付け部の半田形状を表示する半田付け部の半田形状表示処理プログラムを格納した記憶媒体であって、半田の量に関するデータと電極および端子の寸法に基づいて半田の表面を示す複数の点の三次元座標を算出する半田三次元形状算出工程と、前記三次元座標に基づいて半田の形状を画像表示する表示工程とを含み、
前記半田三次元形状算出工程において、
前記半田付け部に形成される半田フィレットの中心線の側面形状を、半田の這い上がり
高さ（ＦＣ）、端子長さ（Ｌ）を２つの径とする１／４楕円で近似した数式と、前記半田フィレットを正面から見た断面形状を、電極の半幅（ＲＷ／２）および前記１／４楕円によって求められる前記側面形状のＺ座標値（ｄ）を２つの径とする楕円によって近似した数式とにより、前記半田フィレットの体積を前記正面から見た断面積を積分した数式として求め、
前記半田フィレットの体積を表す数式を半田（金属成分）の体積と等置することにより、前記這い上がり高さを求め、
求められた這い上がり高さを前記１／４楕円の数式に代入することにより、半田フィレットの中心線の側面形状を決定し、これにより半田フィレットの表面の三次元形状を示す曲面の数式を求める処理を行うプログラムを格納したことを特徴とする記憶媒体。
【請求項６】
基板の電極と電子部品の端子とを接合する半田付け部の半田形状を表示する半田付け部の半田形状表示処理プログラムを格納した記憶媒体であって、電子部品の端子寸法よりこの端子を半田付けするために必要なクリーム半田の体積を求める半田体積算出工程と、前記クリーム半田の体積と、半田付け工程にてクリーム半田を供給するために使用するスクリーンマスクの厚さより前記端子を半田付けする電極の寸法とスクリーンマスクのマスク開口寸法とを算出する電極・マスク開口寸法算出工程と、前記クリーム半田の体積より導き出される金属成分の体積と前記電極および端子の寸法に基づいてこの端子と電極とを半田接合する半田の三次元形状を算出する半田三次元形状算出工程と、前記算出した三次元形状を画像表示する表示工程とを含み、
前記半田三次元形状算出工程において、
前記半田付け部に形成される半田フィレットの中心線の側面形状を、半田の這い上がり高さ（ＦＣ）、端子長さ（Ｌ）を２つの径とする１／４楕円で近似した数式と、前記半田フィレットを正面から見た断面形状を、電極の半幅（ＲＷ／２）および前記１／４楕円によって求められる前記側面形状のＺ座標値（ｄ）を２つの径とする楕円によって近似した数式とにより、前記半田フィレットの体積を前記正面から見た断面積を積分した数式として求め、
前記半田フィレットの体積を表す数式を半田（金属成分）の体積と等置することにより、前記這い上がり高さを求め、
求められた這い上がり高さを前記１／４楕円の数式に代入することにより、半田フィレットの中心線の側面形状を決定し、これにより半田フィレットの表面の三次元形状を示す曲面の数式を求める処理を行うプログラムを格納したことを特徴とする記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板の電極と電子部品の端子とを接合する半田付け部の半田形状を表示させる半田形状表示装置および半田形状表示方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品を基板に半田接合する際の半田の供給方法として、基板に形成された電極上にクリーム半田を印刷する方法が広く用いられている。この方法では、クリーム半田はスクリーンマスクに電極に対応して設けられた開口部を介して電極上に印刷される。そしてクリーム半田印刷後に各電極には電子部品が搭載され、その後加熱されることによりクリーム半田中の半田成分が溶融し電極と端子の半田接合部には半田フィレットが形成される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
半田接合部に供給される半田量には、電子部品の端子の形状やサイズに応じて適正量が存在し、この半田量が過小であれば接合強度の不足を招き、また過大であれば隣接する電極との間で半田が連繋した半田ブリッジが発生するなどの不具合を生じる。一般にこの半田接合部が適正に半田接合されているか否かは、半田接合部の半田フィレットの形状を目視判定することによって行われる。
【０００４】
しかしながら、電極や端子のサイズに基づいて数値データ上で半田量が決定されても、これらの数値上のデータのみでは当該半田接合部に所定量の半田が供給されて形成される半田フィレットの形状を知ることはできないため、半田付けを試行して実際に半田フィレットを形成する作業を必要としていた。このため、半田量の変更を繰り返す場合には、その都度半田付け試験を繰り返し行う必要があり、半田付け条件の良否判定に手間と時間を費やしていた。
【０００５】
そこで本発明は、実際に半田接合を行わずに半田接合部の半田形状を予測して表示させることができる半田付け部の半田形状表示装置および半田形状表示方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の半田付け部の半田形状表示装置は、基板の電極と電子部品の端子とを接合する半田付け部の半田形状を表示する半田付け部の半田形状表示装置であって、半田の量に関するデータと前記電極および端子の寸法に基づいて前記半田付け部の半田の表面形状を示す複数の点の三次元座標を算出する半田三次元形状算出部と、前記三次元座標に基づいて半田の表面形状を画像表示する表示手段とを備え、前記半田三次元形状算出部は、半田付け部に形成される前記半田フィレットの中心線の側面形状を、半田の這い上がり高さ（ＦＣ）、端子長さ（Ｌ）を２つの径とする１／４楕円で近似した数式と、前記半田フィレットを正面から見た断面形状を、電極の半幅（ＲＷ／２）および前記１／４楕円によって求められる前記側面形状のＺ座標値（ｄ）を２つの径とする楕円によって近似した数式とにより、前記半田フィレットの体積を前記正面から見た断面積を積分した数式として求め、前記半田フィレットの体積を表す数式を半田（金属成分）の体積と等置することにより、前記這い上がり高さを求め、求められた這い上がり高さを前記１／４楕円の数式に代入することにより、半田フィレットの中心線の側面形状を決定し、これにより半田フィレットの表面の三次元形状を示す曲面の数式を求める。
【０００８】
請求項２記載の半田付け部の半田形状表示装置は、電子部品の端子寸法よりこの端子を半田付けするために必要なクリーム半田の体積を求める半田体積算出部と、前記クリーム半田の体積と、半田付け工程にてクリーム半田を供給するために使用するスクリーンマスクの厚さより前記端子を半田付けする電極の寸法とスクリーンマスクのマスク開口寸法とを算出する電極・マスク開口寸法算出部と、前記クリーム半田の体積より導き出される金属成分の体積と前記電極および端子の寸法に基づいてこの端子と電極とを半田接合する半田付け部の半田の三次元形状を算出する半田三次元形状算出部と、前記算出した三次元形状を画像表示する表示手段とを備え、前記半田三次元形状算出部は、半田付け部に形成される前記半田フィレットの中心線の側面形状を、半田の這い上がり高さ（ＦＣ）、端子長さ（Ｌ）を２つの径とする１／４楕円で近似した数式と、前記半田フィレットを正面から見た断面形状を、電極の半幅（ＲＷ／２）および前記１／４楕円によって求められる前記側面形状のＺ座標値（ｄ）を２つの径とする楕円によって近似した数式とにより、前記半田フィレットの体積を前記正面から見た断面積を積分した数式として求め、前記半田フィレットの体積を表す数式を半田（金属成分）の体積と等置することにより、前記這い上がり高さを求め、求められた這い上がり高さを前記１／４楕円の数式に代入することにより、半田フィレットの中心線の側面形状を決定し、これにより半田フィレットの表面の三次元形状を示す曲面の数式を求める。
【０００９】
請求項３記載の半田付け部の半田形状表示方法は、基板の電極と電子部品の端子とを接合する半田付け部の半田形状を表示する半田付け部の半田形状表示方法であって、半田の量に関するデータと前記電極および端子の寸法に基づいて半田の表面形状を示す複数の点の三次元座標を算出する半田三次元形状算出工程と、前記三次元座標に基づいて半田の表面形状を画像表示する表示工程とを含み、前記半田三次元形状算出工程において、半田付け部に形成される前記半田フィレットの中心線の側面形状を、半田の這い上がり高さ（ＦＣ）、端子長さ（Ｌ）を２つの径とする１／４楕円で近似した数式と、前記半田フィレットを正面から見た断面形状を、電極の半幅（ＲＷ／２）および前記１／４楕円によって求められる前記側面形状のＺ座標値（ｄ）を２つの径とする楕円によって近似した数式とにより、前記半田フィレットの体積を前記正面から見た断面積を積分した数式として求め、前記半田フィレットの体積を表す数式を半田（金属成分）の体積と等置することにより、前記這い上がり高さを求め、求められた這い上がり高さを前記１／４楕円の数式に代入することにより、半田フィレットの中心線の側面形状を決定し、これにより半田フィレットの表面の三次元形状を示す曲面の数式を求める。
【００１１】
請求項４記載の半田付け部の半田形状表示方法は、電子部品の端子寸法よりこの端子を半田付けするために必要なクリーム半田の体積を求める半田体積算出工程と、前記クリーム半田の体積と、半田付け工程にてクリーム半田を供給するために使用するスクリーンマスクの厚さより前記端子を半田付けする電極の寸法とスクリーンマスクのマスク開口寸法とを算出する電極・マスク開口寸法算出工程と、前記クリーム半田の体積より導き出される金属成分の体積と前記電極および端子の寸法に基づいてこの端子と電極とを半田接合する半田付け部の半田の三次元形状を算出する半田三次元形状算出工程と、前記算出した三次元形状を画像表示する表示工程とを含み、前記半田三次元形状算出工程において、半田付け部に形成される前記半田フィレットの中心線の側面形状を、半田の這い上がり高さ（ＦＣ）、端子長さ（Ｌ）を２つの径とする１／４楕円で近似した数式と、前記半田フィレットを正面から見た断面形状を、電極の半幅（ＲＷ／２）および前記１／４楕円によって求められる前記側面形状のＺ座標値（ｄ）を２つの径とする楕円によって近似した数式とにより、前記半田フィレットの体積を前記正面から見た断面積を積分した数式として求め、前記半田フィレットの体積を表す数式を半田（金属成分）の体積と等置することにより、前記這い上がり高さを求め、求められた這い上がり高さを前記１／４楕円の数式に代入することにより、半田フィレットの中心線の側面形状を決定し、これにより半田フィレットの表面の三次元形状を示す曲面の数式を求める。
【００１２】
請求項５記載の記憶媒体は、基板の電極と電子部品の端子とを接合する半田付け部の半田形状を表示する半田付け部の半田形状表示処理プログラムを格納した記憶媒体であって、半田の量に関するデータと電極および端子の寸法に基づいて半田の表面を示す複数の点の三次元座標を算出する半田三次元形状算出工程と、前記三次元座標に基づいて半田の形状を画像表示する表示工程とを含み、前記半田三次元形状算出工程において、半田付け部に形成される前記半田フィレットの中心線の側面形状を、半田の這い上がり高さ（ＦＣ）、端子長さ（Ｌ）を２つの径とする１／４楕円で近似した数式と、前記半田フィレットを正面から見た断面形状を、電極の半幅（ＲＷ／２）および前記１／４楕円によって求められる前記側面形状のＺ座標値（ｄ）を２つの径とする楕円によって近似した数式とにより、前記半田フィレットの体積を前記正面から見た断面積を積分した数式として求め、前記半田フィレットの体積を表す数式を半田（金属成分）の体積と等置することにより、前記這い上がり高さを求め、求められた這い上がり高さを前記１／４楕円の数式に代入することにより、半田フィレットの中心線の側面形状を決定し、これにより半田フィレットの表面の三次元形状を示す曲面の数式を求める処理を行うプログラムを格納した。
【００１４】
請求項６記載の記憶媒体は、基板の電極と電子部品の端子とを接合する半田付け部の半田形状を表示する半田付け部の半田形状表示処理プログラムを格納した記憶媒体であって、電子部品の端子寸法よりこの端子を半田付けするために必要なクリーム半田の体積を求める半田体積算出工程と、前記クリーム半田の体積と、半田付け工程にてクリーム半田を供給するために使用するスクリーンマスクの厚さより前記端子を半田付けする電極の寸法とスクリーンマスクのマスク開口寸法とを算出する電極・マスク開口寸法算出工程と、前記クリーム半田の体積より導き出される金属成分の体積と前記電極および端子の寸法に基づいてこの端子と電極とを半田接合する半田の三次元形状を算出する半田三次元形状算出工程と、前記算出した三次元形状を画像表示する表示工程とを含み、前記半田三次元形状算出工程において、半田付け部に形成される前記半田フィレットの中心線の側面形状を、半田の這い上がり高さ（ＦＣ）、端子長さ（Ｌ）を２つの径とする１／４楕円で近似した数式と、前記半田フィレットを正面から見た断面形状を、電極の半幅（ＲＷ／２）および前記１／４楕円によって求められる前記側面形状のＺ座標値（ｄ）を２つの径とする楕円によって近似した数式とにより、前記半田フィレットの体積を前記正面から見た断面積を積分した数式として求め、前記半田フィレットの体積を表す数式を半田（金属成分）の体積と等置することにより、前記這い上がり高さを求め、求められた這い上がり高さを前記１／４楕円の数式に代入することにより、半田フィレットの中心線の側面形状を決定し、これにより半田フィレットの表面の三次元形状を示す曲面の数式を求める処理を行うプログラムを格納した。
【００１５】
本発明によれば、半田の量に関するデータと電極および端子の寸法に基づいて半田の表面形状を示す複数の点の三次元座標を算出し、この三次元座標に基づいて半田の形状を画像表示することにより、実際に半田付けを行わずに半田付け部の三次元形状を求めることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態の半田付け部の半田形状表示装置の構成を示すブロック図、図２は同半田付け部の半田形状表示装置の処理機能を示す機能ブロック図、図３は同半田付け部の半田体積算出プログラムのフロー図、図４は同半田付け部の電極・マスク開口寸法算出プログラムのフロー図、図５は同半田付け部の半田三次元形状算出プログラムのフロー図、図６は同半田付け作業の工程説明図、図７は同半田付け部の斜視図、図８は同半田付け部の三次元形状表示画面を示す図である。
【００１７】
まず図１、図２を参照して半田付け部の半田形状表示装置の構成について説明する。この装置は、電子部品が実装される基板の電極と電子部品の端子とを接合する半田付け部に形成される半田フィレットの三次元形状を近似計算により求めて画面表示するものである。図１において、入力部１０はキーボードやマウスなどであり、数値データやコマンド入力などの入力操作を行う。表示部１１はディスプレイ用のモニタであり、入力部１０による各種データ入力時の案内画面を表示するほか、半田付け部の半田の形状を三次元画像で表示する。
【００１８】
演算部１２は、後述する各記憶部に記憶されたプログラムに従って半田の三次元形状表示に必要な各種演算・処理を行う。記憶媒体入出力部１３は、フロッピーディスクやＣＤ−ＲＯＭなどの記憶媒体１３ａからの各種データの読み取り、および各種演算結果の出力データの記憶媒体１３ａへの書き込みを行う。通信部１４は通信ネットワーク（図示せず）を介して他装置とのデータの授受を行う。
【００１９】
次に記憶部について説明する。第１記憶部１５はデータ記憶部であり、電極パターン記憶部１５ａ、マスク開口パターン記憶部１５ｂ、部品形状記憶部１５ｃおよびマスク厚さ記憶部１５ｄより構成される。電極パターン記憶部１５ａは、電子部品が半田接合される電極の形状・寸法を記憶する。マスク開口パターン記憶部１５ｂは、電極へのクリーム半田の印刷に用いられるスクリーンマスクの開口部の形状・寸法を記憶する。部品形状記憶部１５ｃは電極に半田接合される電子部品の端子の形状・寸法を記憶する。マスク厚さ記憶部１５ｄは、スクリーンマスクの厚さのデータを記憶する。
【００２０】
第２記憶部１６はプログラム記憶部であり、半田体積算出プログラム１６ａ、電極・マスク開口寸法算出プログラム１６ｂ、半田三次元形状算出プログラム１６ｃが記憶されている。半田体積算出プログラム１６ａは、電子部品の端子寸法より、この端子を半田付けするために必要なクリーム半田の体積を算出するためのプログラムである。
【００２１】
電極・マスク開口寸法算出プログラム１６ｂは、クリーム半田の体積と半田付け工程にてクリーム半田を供給するために使用するスクリーンマスクの厚さより、端子を半田付けする電極の寸法とマスク開口寸法とを算出する処理を行うプログラムである。また半田三次元形状算出プログラム１６ｃは、クリーム半田の体積より導き出されるクリーム半田中の半田金属成分の体積と、電極および端子の寸法に基づいてこの端子と電極とを半田接合する半田の三次元形状を算出する演算を行うためのプログラムである。
【００２２】
半田体積算出プログラム１６ａ、電極・マスク開口寸法算出プログラム１６ｂ、半田三次元形状算出プログラム１６ｃは、フロッピーディスクやＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体１３ａに書き込まれた形で供給される。これらのプログラムは記憶媒体入出力部１３により記憶媒体１３ａから読み取られ、第２記憶部１６へインストールされる。記憶媒体１３ａに記憶されたプログラムは、入力部１０、表示部１１、演算部１２、記憶媒体入出力部１３を備えたパーソナルコンピュータ等にインストールすることが可能であり、パーソナルコンピュータを半田付け部の半田形状表示装置として機能させる。
【００２３】
図２を参照して半田付け部の半田形状表示装置の処理機能について説明する。入力部１０からは接合対象の電子部品のデータや印刷に使用されるスクリーンマスクの厚さなどの各種のデータが入力される。入力処理部２０はデータ入力時の案内を行い、案内画面は表示処理部２１を介して表示部１１の画面に表示される。入力されたデータは入力処理部２０によって第１記憶部１５（構成は図１参照）に書き込まれる。
【００２４】
半田体積算出部２３は、部品形状記憶部１５ｃに記憶された電子部品の端子寸法に基づいて、半田接合に必要な半田量（金属半田量）を算出する。そしてここで求められた半田量は、この半田量を供給するために必要なクリーム半田体積に変換される。電極・マスク開口寸法算出部２２は、変換されたクリーム半田体積とマスク厚さ記憶部１５ｄに記憶されたマスク厚さに基づいてスクリーンマスクのマスク開口寸法を算出する。算出されたマスク開口寸法は、マスク開口パターン記憶部１５ｂに記憶される。また電極・マスク開口寸法算出部２２は、部品形状記憶部１５ｃに記憶された電子部品の端子寸法とマスク開口寸法に基づいて電極寸法を算出する。算出された電極寸法は、電極パターン記憶部１５ａに記憶される。
【００２５】
半田三次元形状算出部２４は、半田体積算出部２３によって求められた半田量に関するデータと、電極・マスク開口寸法算出部２２によって求められた電極寸法および部品形状記憶部１５ｃに記憶された端子寸法に基づいて、半田付け部の半田（半田フィレット）の三次元形状、すなわち半田フィレットの表面形状を示す複数の点の三次元座標を算出する。ここで、半田量に関するデータは、クリーム半田の体積もしくはこのクリーム半田の体積より導き出される半田の金属成分の体積のデータである。算出された半田フィレットの表面形状を示す三次元座標データは表示処理部２１によって画面表示用の三次元画像データに変換処理され、表示部１１の画面に三次元画像として表示される。
【００２６】
この半田付け部の半田形状表示装置は上記のように構成されており、以下半田形状表示のために行われる半田体積算出、電極・マスク開口寸法算出、および半田三次元形状算出の各プログラムについて説明する。まず図６の半田付け作業の工程説明図を参照しながら、半田体積算出プログラムについて図３のフローに沿って説明する。図３において、部品形状記憶部１５ｃに記憶されている部品形状データを読み取る（ＳＴ１）。ここでは、図６（ａ）に示すように電子部品１の端子１ａの寸法、すなわち端子幅ＬＷと端子厚みＬＴが読み取られる。
【００２７】
次に、電極２に端子１ａを半田接合する場合の最適半田フィレット形状を幾何学図形で近似して半田（金属成分）の体積Ｖｓを求める（ＳＴ２）。ここでは、半田フィレットを図６（ａ）に示す三角柱形状の半田３とみなして体積Ｖｓを求める例を示している。次に求められた半田の体積Ｖｓをクリーム半田の体積Ｖｐに変換する（ＳＴ３）。ここでは、半田の体積Ｖｓにクリーム半田の種類によって決定される体積変換係数を乗ずることにより変換が行われる。
【００２８】
次に図４を参照して電極・マスク開口寸法算出プログラムについて説明する。まず部品形状記憶部１５ｃから部品形状データを、マスク厚さ記憶部１５ｄからスクリーンマスクのマスク厚さｔ、および前述のクリーム半田の体積Ｖｐを読み取る（ＳＴ１１）。次に電極の幅ＲＷを算出する（ＳＴ１２）。ここでは、端子幅ＬＷに所定の係数（ここでは１．１）を乗ずることにより、幅ＲＷが決定される。次いで、マスク開口の幅ＭＷを算出する（ＳＴ１３）。ここでは、前ステップで求められた電極の幅ＲＷからスクリーンマスクと電極との位置合わせ誤差のばらつきを考慮して設定される所定値を差し引いた寸法（ＭＷ＝ＲＷ−α：αはばらつき補正用マージン）がマスク開口幅ＭＷとして決定される。
【００２９】
次にマスク開口長さＭＬを算出する（ＳＴ１４）。ここでは、体積Ｖｐを幅ＭＷとマスク厚さｔの積で除することにより、マスク開口長さＭＬを求める。すなわち図６（ｂ）に示すように、スクリーンマスク５のマスク開口５ａ内の容積が電極２上に印刷されるクリーム半田３’の体積Ｖｐと等しくなるようにマスク開口寸法が決定される。そして、マスク開口長さＭＬにばらつき補正マージンαを加えることにより、電極長さＲＬを算出する（ＳＴ１５）。
【００３０】
次に図５、図７を参照して半田三次元形状算出プログラムについて説明する。まず電極寸法データ、部品形状データおよび半田体積Ｖｓを読み取る（ＳＴ２１）。これにより、図７に示す電極２の長さＬｔ、幅ＲＷが読み取られ、半田付け部に形成される半田フィレットの底部の寸法が求められたことになる。この半田フィレットはこの底面上から、端子１ａの側面に沿って上方に形成される。すなわち溶融半田が端子１ａを濡れ性によって這い上がることにより、凹形状の半田フィレットが形成される。
【００３１】
ここでは同一底面上で形成される半田フィレットの形状は供給される半田の量と１体１対応で定められると仮定していることから、半田フィレットの形状を特定するためには、図７に示す半田の這い上がり高さＦｃを求めればよい。すなわち、電極寸法、部品端子寸法および半田体積より、半田フィレットの這い上がり高さを計算する（ＳＴ２２）。
【００３２】
この這い上がり高さの計算について説明する。（数１）は、半田フィレットの中心線（図７に示す曲線Ｃ１）の形状を示す楕円の数式である。すなわち、ここでは半田フィレットの側面形状を１／４楕円で近似しており、半田フィレットの中心線の形状は、はい上がり高さＦｃ、端子長さＬｔをそれぞれの径とする楕円で表される。また半田フィレットを正面から見た断面形状（図７で示す曲線Ｃ２）は、（数２）で示す楕円によって近似される。すなわち、半田フィレットの正面形状は、ＲＷ／２およびｄ（ｙ１における（数１）のＺ座標）を２つの径とする楕円で表される。
【００３３】
【数１】
0003800898.tif 000002
【００３４】
【数２】
0003800898.tif 000003
【００３５】
ここで与えられた条件は、底面（電極２）上において形成された半田フィレットの占有する体積が、（ＳＴ２）において求められる体積ＶＳに等しくなるような半田フィレット形状、換言すればこのような条件を満たす半田のはい上がり高さＦｃを求めればよいことになる。すなわち、（数３）に示す半田フィレットの体積Ｖと体積Ｖｐとを等置することにより、這い上がり高さＦｃを一意的に定めることができる。（数３）において、体積Ｖはｙ１における断面積ＳをＹ軸方向に積分することにより得られる。
【００３６】
【数３】
0003800898.tif 000004
【００３７】
そしてこのようにして求められた這い上がり高さＦｃを（数１）に代入することにより、（数１）によって表される楕円の形状、すなわち半田フィレットの中心線Ｃ１の側面形状が決定される。そして任意のｙ座標でのＺ座標を求めることにより、半田フィレットのＹ方向のフィレットの各断面における中心線Ｃ１の高さｄの値が定められる。これにより、半田フィレット表面の三次元形状を表す曲面の式  ｚ＝ｇ（ｘ，ｙ）が求められる（ＳＴ２３）。そして各ｘ，ｙ座標に対応するｚ座標を計算する（ＳＴ２４）。これにより、半田フィレットの表面の複数の点の３次元座標が算出される。これらの座標データは表示処理部２１によって表示処理される。そして、表示部１１には、図８に示すように半田フィレットの表面形状を三次元画像で表示した画面が表示される。
【００３８】
このように、半田付け部の半田形状を数値データに基づいて三次元表示することにより、半田フィレット形状を視覚的に容易に確認することができる。したがって、数値データ上での判定が難しく、従来は実際に半田接合を試行した後でなければ行えなかった接合条件の良否判定を容易に行うことができる。
【００３９】
【発明の効果】
本発明によれば、半田の量に関するデータと電極および端子の寸法に基づいて半田の表面形状を示す複数の点の三次元座標を算出し、この三次元座標に基づいて半田の形状を画像表示するようにしたので、実際に半田付けを行わずに半田付け部の三次元形状を視覚的に確認することができ、従来は実際に半田接合を試行した後でなければ行えなかった接合条件の良否判定を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の半田付け部の半田形状表示装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明の一実施の形態の半田付け部の半田形状表示装置の処理機能を示す機能ブロック図
【図３】本発明の一実施の形態の半田付け部の半田体積算出プログラムのフロー図
【図４】本発明の一実施の形態の半田付け部の電極・マスク開口寸法算出プログラムのフロー図
【図５】本発明の一実施の形態の半田付け部の半田三次元形状算出プログラムのフロー図
【図６】本発明の一実施の形態の半田付け作業の工程説明図
【図７】本発明の一実施の形態の半田付け部の斜視図
【図８】本発明の一実施の形態の半田付け部の三次元形状表示画面を示す図
【符号の説明】
１  電子部品
１ａ  端子
２  電極
３  基板
５  スクリーンマスク
５ａ  マスク開口
１５  第１記憶部
１６  第２記憶部
２３  半田体積算出部
２４  半田三次元形状算出部
【図１】
0003800898.tif 000005
【図２】
0003800898.tif 000006
【図３】
0003800898.tif 000007
【図４】
0003800898.tif 000008
【図５】
0003800898.tif 000009
【図６】
0003800898.tif 000010
【図７】
0003800898.tif 000011
【図８】
0003800898.tif 000012