JPH07326465A - 抵抗加熱接合用制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 熱電対の接続方向の極性の正逆を判断し、正
方向の場合に熱電対の検出温度をフィードバックさせ
て、適正な接合を行なうことができ、逆方向の場合には
前記フィードバックを防止して接合を行なわせないよう
にする抵抗加熱接合用制御装置を提供する。 【構成】 加熱接合用のヒータチップ４に添着された熱
電対５から出力される前記ヒータチップ４の検出温度を
フィードバックさせて、ヒータチップ４の温度を設定値
に保持するようにヒータチップ４への通電状態を制御す
る抵抗加熱接合用制御装置において、前記熱電対５の接
続の極性が正方向の場合に前記ヒータチップ４の検出温
度をフィードバックさせ、極性が逆方向の場合に前記フ
ィードバックを阻止し、通電を遮断させる極性検出判定
器１６を設けたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、抵抗加熱接合用制御装
置に係り、特に、通電により抵抗体等を発熱させて、複
数の部材を直接もしくは半田やろう等の溶融助材を介し
て溶融接合させたり、部材を加熱と同時に加圧変形させ
て熱かしめ等を行なう抵抗加熱接合装置に好適な抵抗加
熱接合用制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、通電により抵抗体等を発熱させ
て接合を行なう抵抗加熱接合方法は、各種の産業分野に
おいて多用されている。

【０００３】特に、今日においては、精密機器の接合部
や電子部品の接合部等のように、高い接合精度が要求さ
れるようになっている。

【０００４】そこで、従来においては、図３に示すよう
な抵抗加熱接合装置を用いて、高い接合精度をもった接
合を行なうようにしている。

【０００５】すなわち、例えば商用の２００Ｖの交流電
源１から供給される電力に対して抵抗加熱接合用制御装
置２をもって通電制御を施し、トランス３を介してヒー
タチップ４に適正な電力を付与し、ヒータチップ４を発
熱させて各種の接合を行なうようにしている。このヒー
タチップ４には温度検出用の熱電対５が添設されてお
り、検出温度が抵抗加熱接合用制御装置２へフィードバ
ックされるように形成されている。

【０００６】このヒータチップ４には、図４（ａ）〜
（ｃ）に示すように、ブレード状に形成されたものや、
同図（ｄ）および（ｅ）に示すように、プローブ状に形
成されたものがある。各ヒータチップ４はタングステン
やモリブデン等の発熱特性や熱応答特性等に優れた素材
をもって形成されている。一方のブレード状のヒータチ
ップ４は、幅広い発熱部４ａを利用して、リフローソル
ダリング、精密ワイヤボンディング、マルチ・リード・
ボンディング等の接合に用いられており、他方のプロー
ブ状のヒータチップ４は、細い発熱部４ａを利用して、
テープ自動化ボンディング、半田付けの修正、金メッキ
熱圧接等の接合に用いられている。そして、各ヒータチ
ップ４の発熱部４ａの先端部にそれぞれ熱電対５が添着
されている。

【０００７】前記抵抗加熱接合用制御装置２は、トラン
ス３への通電電流を制御するものであり、その構成と作
用とを以下に説明する。

【０００８】図３においては、トランス３への通電電流
の制御手段として通電方向を相互に逆にして並列接続さ
れた１対のサイリスタ６、６が用いられている。このサ
イリスタに代えてインバータを用いて形成されているも
のもある。これらのサイリスタ６、６には点弧パルス発
生器７よりそのＯＮ、ＯＦＦ動作を制御する点弧パルス
が付与されるようになっている。交流電源１とサイリス
タ６との間には同期信号検出器８が接続されており、交
流の変化と同期した所定の信号を取出し、それをＣＰＵ
制御部９内に形成されている位相変換器１０とサイクル
カウンタ１１とに出力する。このＣＰＵ制御部９内には
シーケンス制御器１２と比較器１３とが更に形成されて
おり、両者には接合目的に応じてヒータチップ４への通
電状態を設定するパネル設定器１４からの設定情報が入
力されるように形成されている。即ち、パネル設定器１
４はヒータチップ４が付与する熱量を調整するために、
電流の大きさと通電時間等を手動によったり、予め設定
されている複数の設定値から適性な値を選択するように
して設定する。シーケンス制御器１２は接合開始の入力
信号を受けると、パネル設定器１４の設定内容に応じて
サイリスタ６への通電を行なうようにサイクルカウンタ
１１へ指示を出力する。これを受けたサイクルカウンタ
１１は、点弧パルス発生器７へ電流を流すタイミングの
許可信号を出力する。同時に、比較器１３は接合開始時
には熱電対５側からの入力がないために、パネル設定器
１４の設定内容に応じて位相変換器１０の位相変換を行
なわせる指示を出力する。この位相変換器１０は、同期
信号検出器８から入力される同期信号に対して比較器１
３からの指示に対応した位相変換を行なって適性な点弧
タイミングを点弧パルス発生器７へ出力する。サイクル
カウンタ１１と位相変換器１０からの入力を受けた点弧
パルス発生器７は点弧パルスを出力してサイリスタ６、
６を所定の点弧タイミングでＯＮ、ＯＦＦさせ、トラン
ス３を介してヒータチップ４に通電させる。ヒータチッ
プ４は通電されることにより発熱し、目的の接合部に熱
を供給し、接合を行なわせる。この時、ヒータチップ４
の発熱部４ａの先端部の温度が熱電対６をもって常に検
出され、その検出電圧が検出アンプ１５をもってパネル
設定器１４の設定値と比較可能なレベルに増幅されて比
較器１３に入力される。この比較器１３はパネル設定器
１４の設定値と検出アンプ１５から入力された検出温度
に相当する値とを比較し、検出温度が設定値より高い場
合には点弧パルス発生器７の点弧タイミングを遅らせて
通電電流量を低減させ、温度が設定値より低い場合には
点弧パルス発生器７の点弧タイミングを早くして通電電
流量を増大させることにより、ヒータチップ４の温度を
設定値に維持するようにさせている。前記検出アンプ１
５はヒータチップ４の温度をセンサ出力として表示器
（図示せず）に表示するように出力する。また、シーケ
ンス制御器１２は所定の接合が終了した場合の終了信号
等の各種の出力を前記表示器等に出力するように形成さ
れている。

【０００９】このようにして熱電対５を介してヒータチ
ップ４の温度をフィードバックして高い精度の接合を施
すようにしている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】熱電対５は、図５に示
すように、異なった２種類の金属Ａ，Ｂを接合して形成
されており、一方に金属Ｂを接地側とし、他方の金属Ａ
を正側として電気的に接続して、温度に応じた起電力を
検出アンプ１５へ出力するようにされている。

【００１１】ところが、この熱電対５の電気的接続の極
性を逆にして、金属Ａを接地側、金属Ｂを正側とする
と、出力される起電力が前記の極性の接続状態の場合と
正負が逆転してしまい、検出温度は実際の温度より低い
温度として出力される。これにより、比較器１３はヒー
タチップ４の温度がパネル設定器１４による設定温度よ
り低いとして、ヒータチップ４の温度を更に上昇させる
指令を位相比較器１０へ出力する。これを受けて最終的
にはヒータチップ４の発熱部４ａは設定温度より高い温
度まで加熱されることとなり、当該ヒータチップ４、接
合対象物および熱電対５の過大加熱による破損を誘発さ
せたり、接合不良を誘発させる等の不都合を招くもので
あった。

【００１２】本発明はこれらの点に鑑みてなされたもの
であり、熱電対の接続方向の極性の正逆を判断し、正方
向の場合に熱電対の検出温度をフィードバックさせて、
適正な接合を行なうことができ、逆方向の場合には前記
フィードバックを防止して接合を行なわせないようし
て、ヒータチップ、接合対象物および熱電対の破損を完
全に防止することができ、信頼性が高く、精度の良い、
極めて優れた接合を施すことのできる抵抗加熱接合用制
御装置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明の抵抗加熱接合用制御装置は、加熱接合用のヒ
ータチップに添着された熱電対から出力される前記ヒー
タチップの検出温度をフィードバックさせて、ヒータチ
ップの温度を設定値に保持するようにヒータチップへの
通電状態を制御する抵抗加熱接合用制御装置において、
前記熱電対の接続の極性が正方向の場合に前記ヒータチ
ップの検出温度をフィードバックさせ、極性が逆方向の
場合に前記フィードバックを阻止し、通電を遮断させる
極性検出判定器を設けたことを特徴とする。

【００１４】また、請求項２に記載の抵抗加熱接合用制
御装置においては、前記極性検出判定器は、前記熱電対
の接続の極性が逆方向の場合に前記フィードバックを阻
止し、通電を遮断させるときに、異常信号または警報を
出力する指示器を有することを特徴とする。

【００１５】

【作用】本発明によれば、極性検出判定器が、熱電対の
接続の極性を検出するとともに、極性が正方向の場合に
前記ヒータチップの検出温度をフィードバックさせ、極
性が逆方向の場合に前記フィードバックを阻止し、通電
を遮断させるために、ヒータチップの適正な温度に基づ
いて適正な接合を行なうことができる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１および図２につ
いて説明する。

【００１７】図１は本発明の抵抗加熱接合用制御装置の
１実施例を適用した抵抗加熱接合装置の全体構成を示
す。

【００１８】本実施例の抵抗加熱接合用制御装置２ａ
は、図３の従来例に比較して、熱電対５の出力を増幅す
る検出アンプ１５の出力より当該熱電対５の電気的接続
の極性が正逆のいずれの方向であるかを検出するととも
に、その極性が正方向の場合に前記ヒータチップ４の検
出温度をフィードバックさせ、極性が逆方向の場合に前
記フィードバックを阻止し、通電を遮断させる極性検出
判定器１６を設けたものである。この極性検出判定器１
６は、熱電対５の電気的接続の極性が正逆のいずれの方
向であるかを検出する極性検出器１７と、この極性検出
器１７の検出結果に応じて比較器１３およびシーケンス
制御器１２に指令を発する指示器１８とを有している。
前記極性検出器１７は検出アンプ１５の出力電圧の正負
を検出する公知の回路をもって形成されており、熱電対
の接続の極性が正負のいずれでかを指示器１８へ出力す
るように形成されている。前記指示器１７は、熱電対５
の接続が正方向である場合には、比較器１３に検出アン
プ１５の出力からなるヒータチップ４の検出温度とパネ
ル設定器１４により設定された設定温度とを比較させる
比較指令信号を発し、熱電対５の接続が逆方向である場
合には、前記比較指令信号を発しないで逆極性であるこ
とをシーケンス制御器１２へ出力する。このシーケンス
制御器１２は、表示器１９に逆極性であることを表示さ
せる逆極性表示指令信号を出力するとともに、加熱接合
を実行するための加圧機構等の関連機器に作動を停止さ
せる停止信号を出力するように形成されている。前記表
示器１９は逆極性表示指令信号を受けると、逆極性を表
示するランプを警報信号として点灯させたり、逆極性の
文字をデスプレイに表示させたり、警報音を発生させた
りするように形成されている。

【００１９】その他の構成は、前記従来例と同様に形成
されており、同一部分には同一符号を付して、その説明
は省略する。

【００２０】次に、本実施例の作用を図２に示すフロー
チャートにしたがって説明する。

【００２１】シーケンス制御器１２に接合開始の入力信
号が入力されて接合処理がスタートすると、ステップＳ
Ｔ11において、従来例と同様にしてサイリスタ６、６の
ＯＮ、ＯＦＦが制御されてヒータチップ４へ通電されて
加熱が行なわれる。続いてステップＳＴ12において、ヒ
ータチーップ４の温度が検出される。すなわち、熱電対
５により発熱部４ａの温度に対応した起電力が検出アン
プ１５へ出力され、この検出アンプ１５により増幅され
た出力は、比較器１３と極性検出判定器１６の極性検出
器１７とに出力される。次に、ステップＳＴ13におい
て、熱電対５の接続の極性の検出が行なわれる。すなわ
ち、極性検出器１７が検出アンプ１５からの出力である
電圧が正負のいずれであるかを検出し、指示器１８へ出
力する。電圧が正である場合には、熱電対５の接続の極
性が正方向のＹＥＳと判断し、負である場合にはＮＯと
判断する。

【００２２】このステップＳＴ13の判断がＹＥＳの場合
には、ステップＳＴ14に進行し、指示器１８が比較器１
３へ比較指令信号を発し、これを受けて比較器１３は検
出アンプ１５から入力される検出温度とパネル設定器１
４により設定されている設定温度とを比較し、比較結果
を位置変換器１０へ出力する。続いて、ステップＳＴ15
において、従来と同様にして熱電対５による検出温度が
パネル設定器１４による設定温度になるようにヒータチ
ップ４への通電制御が行なわれて、適正な接合が行なわ
れる。次に、ステップＳＴ16において、ヒータチップ４
による加熱時間が終了するまで加熱が継続され、加熱時
間が経過するとシーケンス制御器１２により通電が停止
され、接合が終了させられるとともにに、終了の出力が
行なわれる。

【００２３】前記ステップ１３の判断がＮＯの場合に
は、ステップＳＴ17に進行し、指示器１８がシーケンス
制御器１２に加熱禁止の指令を発する。この加熱禁止指
令を受けたシーケンス制御器１２は、サイクルカウンタ
１１へサイリスタ６への通電を停止させる指令を発し、
通電が停止される。次に、ステップＳＴ18に進行して、
シーケンス制御器１２が表示器１９へ逆極性を表示させ
る信号を出力し、当該表示器１９により適宜の逆極性表
示が行なわれる。次に、ステップＳＴ19に進行して、シ
ーケンス制御器１２が加熱接合を実行するための加圧機
構等の関連機器に作動を停止させる停止信号を出力し、
当該関連機器の作動を停止させる。その後、ステップＳ
Ｔ20に進行して、シーケンス制御器１２に対するリセッ
ト入力が有るか否かが判断される。すなわち、前記ステ
ップＳＴ19までのように、逆極性であることが判明する
と、熱電対５の接続状態を正方向に直し、その後リセッ
ト信号をシーケンス制御器１２に入力する。この入力が
有るまでは、ステップＳＴ20の判断がＮＯとされ、入力
が有るとステップＳＴ20の判断がＹＥＳとされて次のス
テップＳＴ21へ進行する。このステップＳＴ21において
は、シーケンス制御器１２が逆極性表示を停止させて、
抵抗加熱接合用制御装置２ａ自身のリセットを行ない、
逆極性の場合の処理を終了し、次の加熱接合の入力に備
える。

【００２４】このようにして本実施例によれば、極性検
出判定器１６が熱電対５の接続の極性を検出するととも
に、極性が正方向の場合に前記ヒータチップ４の検出温
度をフィードバックさせ、極性が逆方向の場合に前記フ
ィードバックを阻止するために、ヒータチップ４の適正
な温度に基づいて温度制御を行なうことができ、ヒータ
チップ４の発熱部４ａの温度を設定値に確実に保持して
接合を施すことができ、精度が高く、品質も高く、信頼
性に優れた接合を施すことができる。

【００２５】なお、本発明は前記各実施例に限定される
ものではなく、必要に応じて変更することができる。

【００２６】

【発明の効果】このように本発明の加熱接合用制御装置
は構成され作用するものであるから、熱電対の接続方向
の極性の正逆を判断し、正方向の場合に熱電対の検出温
度をフィードバックさせて、適正な接合を行なうことが
でき、逆方向の場合には前記フィードバックを防止して
接合を行なわせないようして、ヒータチップ、接合対象
物および熱電対の破損を完全に防止することができ、信
頼性が高く、精度の良い、極めて優れた接合を施すこと
ができる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の抵抗加熱接合用制御装置の１実施例を
適用した加熱接合装置の概略を示すブロック図

【図２】本発明の実施例の動作を示すフローチャート

【図３】従来の抵抗加熱接合装置を示す図１と同様の図

【図４】（ａ）〜（ｅ）はそれぞれヒータチップを示す
斜視図

【図５】熱電対の接続の極性方向を示す概略図

【符号の説明】

２ａ 加熱接合用制御装置 ４ ヒータチップ ５ 熱電対 ６ サイリスタ １６ 極性検出判定器 １７ 極性検出器 １８ 指示器

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加熱接合用のヒータチップに添着された
   熱電対から出力される前記ヒータチップの検出温度をフ
   ィードバックさせて、ヒータチップの温度を設定値に保
   持するようにヒータチップへの通電状態を制御する抵抗
   加熱接合用制御装置において、前記熱電対の接続の極性
   が正方向の場合に前記ヒータチップの検出温度をフィー
   ドバックさせ、極性が逆方向の場合に前記フィードバッ
   クを阻止し、通電を遮断させる極性検出判定器を設けた
   ことを特徴とする抵抗加熱接合用制御装置。
2. 【請求項２】 前記極性検出判定器は、前記熱電対の接
   続の極性が逆方向の場合に前記フィードバックを阻止
   し、通電を遮断させるときに、異常信号または警報を出
   力する指示器を有することを特徴とする請求項１に記載
   の抵抗加熱接合用制御装置。