JP3068526B2 - パルスヒート式接合装置のヒータ温度検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、被接合部に押圧し
たヒータにパルス電流を供給することにより被接合部を
局部的に加熱して接合するパルスヒート式接合装置に用
いるヒータ温度検出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、厚膜プリント配線板、薄膜プ
リント配線板等のリード線を熱圧着したり、プリント配
線板へＩＣリード等をリフローソルダリングする際に用
いる接合装置として、パルスヒート方式のものが知られ
ている。

【０００３】この方式は、モリブデン（Ｍ_O）等の高抵
抗材料で作られたヒータチップを被接合部に押圧し、こ
の状態でこのヒータチップにパルス状の大電流を流すこ
とによりジュール熱を発生させ、この熱で被接合部を局
部的に加熱し溶融させ、接合するものである。例えばリ
フローソルダリングの場合には一対の被接合部間に挟ん
だ半田を溶融させ、その後パルス電流を止め被接合部が
冷えて半田の凝固温度以下になるのを待ってからヒータ
チップを被接合部から離す。

【０００４】従ってこの方式の接合装置では、被接合部
に対してヒータチップを押圧または離隔させるための昇
降駆動手段を持ったヘッド部と、ヒータチップの加熱時
間に対応して変化するパルス電流を供給するパルスヒー
ト電源とを備える。この場合にパルスヒート電源は、ヒ
ータチップの温度すなわちヒータ温度をフィードバック
し、このヒータ温度が予め設定した時間・温度制御特性
（温度プロファイルという）となるようにヒータ電流を
制御する。

【０００５】すなわち温度プロファイルにより求めた目
標温度とフィードバックしたヒータ温度との差を小さく
するように、ヒータ電流（交流）を位相制御し、目標温
度の変化にヒータ温度を追従させるものである。

【０００６】この装置ではヒータ温度を検出するための
ヒータ温度検出装置が必要である。このために従来より
熱電対が広く用いられている。ここに熱電対は、対とな
っている異種金属の接合点の一方（温接点）をヒータに
固着し、他方（冷接点）を一定の基準温度に保持して熱
起電力を測定するものである。この熱起電力は温接点と
冷接点との温度差に基づいて決まるものであるから、冷
接点の温度が基準温度以外の例えば室温である時には、
測定した熱起電力に基づいて求めたヒータ温度は正確な
ヒータ温度ではなくなる。

【０００７】

【従来技術の問題点】しかし従来の装置では、通常接合
に必要なヒータの最高温度付近で十分な精度をもった温
度測定ができれば機能上不都合が無かった。このため冷
接点の基準温度を例えば約２０℃に設定して、室温がこ
の基準温度から多少ずれることを許容していた。

【０００８】また基準温度を手動により調節して測定温
度を補正することも行われていたが、この調節作業は大
変面倒であった。このように従来の方法では、冷接点の
温度が基準温度からずれるとヒータ温度を正確に測定す
ることが困難になり、このためヒータ温度を高精度に管
理することができず、製品の均一性が低下し歩留まり低
下の原因になるという問題があった。

【０００９】一方熱電対が劣化したり、熱電対がヒータ
から剥離すると、ヒータの過熱を招き、ＩＣなどのワー
クに熱による障害を発生させたりプリント基板の熱変形
を発生させる原因となる。そこでヒータ電流の供給開始
直後のヒータ温度上昇速度を監視することが行われてい
る。例えば温度プロファイルにより設定したヒータの最
高温度すなわち設定温度（例えば３００℃）より僅かに
低い（例えば２０℃低い）下限温度（例えば２８０℃）
を設定し、この下限温度に到達するまでの時間を監視し
て熱電対は正常か否か、あるいは適正な加熱か否かを推
定するものである。

【００１０】またヒータを２段階に加熱する温度プロフ
ァイルとすることも考えられる。すなわち第１段の加熱
では例えば設定温度１５０°まで加熱し、所定時間経過
後に第２段の加熱に入り例えば設定温度３００℃まで加
熱するものである。この場合に第１段および第２段の加
熱時のヒータ温度上昇速度を前記したようにそれぞれの
下限温度を設定することにより監視することが考えられ
る。

【００１１】このように加熱設定温度より僅かに低い下
限温度を設定したり、第１段および第２段の加熱に２段
階に分ける場合には、広い温度範囲に亘ってヒータ温度
を高精度に測定することが必要になる。しかし従来の方
法では、ヒータ温度を広い温度範囲で高精度に測定する
ことができない、という問題があった。

【００１２】従ってこの発明は、ヒータ温度を広い温度
範囲に亘って高精度に検出することができ、製品の均一
性を向上させ歩溜まりを高めることができ、手動操作に
よる調整作業が不用なパルスヒート式接合装置のヒータ
温度検出装置を提供することを目的とする。

【００１３】

【発明の構成】本発明によれば第１の目的は、被接合部
にヒータを押圧しこのヒータにパルス電流を供給して加
熱すると共に、ヒータ温度をフィードバックしてヒータ
温度を予め設定した温度プロファイルに追従させること
により接合を行うパルスヒート式接合装置に用いるヒー
タ温度検出装置において、一端の温接点が前記ヒータに
固着された熱電対と、この熱電対の冷接点付近の温度を
検出する温度センサと、ヒータ電流のゼロクロス時点で
サンプリングした前記熱電対の熱起電力に前記温度セン
サの出力を加算する温度補償部と、この温度補償部の出
力を表示する表示装置と、を備えることを特徴とするパ
ルスヒート式接合装置のヒータ温度検出装置、により達
成される。

【００１４】温度補償部はアナログ回路で構成してもよ
いし、デジタル回路で構成してもよい。アナログ回路で
構成する場合は、熱起電力を増幅し、温度センサの出力
をアナログ的に加算して電圧計などの表示装置に表示す
るように構成できる。

【００１５】デジタル回路で構成する場合には、熱起電
力および温度センサの出力をＡ／Ｄ変換し、これらのデ
ジタル信号を加算して表示装置に表示すればよい。この
場合熱起電力と温度センサ出力とを切換スイッチにより
選択して１つのＡ／Ｄ変換器に交互に導くようにすれ
ば、切換スイッチによりサンプリングのタイミングを制
御できると共に、Ａ／Ｄ変換器を１つで済ませることが
できる。

【００１６】また熱起電力の直線性を補正する補償デー
タをメモリ手段に記憶しておき、この補償データによっ
て補正を行うようにすれば一層高精度なヒータ温度の検
出が可能である。この場合に異なる種類の熱電対に対す
る複数の補償データをメモリ手段に記憶しておき、実際
に使用する熱電対に対応した補償データを選択して用い
るようにしてもよい。

【００１７】

【作用】電源スイッチをオンとしヒータをワークに押圧
して、ヒータ電流を流せばヒータは発熱する。ヒータに
は温度プロファイルに基づいてヒータ電流が流れ、ヒー
タ温度はこの温度プロファイルに沿って制御される。

【００１８】熱電対の温接点はヒータに固着され、温度
センサで検出された冷接点付近の温度はヒータ電流のゼ
ロクロス時点でサンプリングした熱電対の熱起電力に加
算される。このため熱起電力により求めるヒータ温度
は、この温度センサの出力により補正されて正確な温度
を表示することになる。熱電対の測定温度に対する熱起
電力の変化は直線性を持つことが望ましいが、実際の熱
電対では直線性が不十分なものもある。この場合はこの
直線性からのずれを補正するためのデータ（補償デー
タ）をＲＯＭなどのメモリ手段に記憶しておき、この補
償データを用いて熱起電力を補正することにより検出精
度を一層高めることができる。

【００１９】

【実施態様】図１は本発明の一実施態様である接合装置
の外観図、図２はその制御系を簡略化して示す図、図３
はヒータ電流波形（ａ）とそのゼロクロス信号（ｂ）と
リセット信号Ｒ（ｃ）とを示す図である。図４はヒータ
電流検出回路を示す図、図５は表示装置の表示例であ
る。図６は制御回路の機能ブロック図、図７は熱電対の
温度補償部の回路図である。

【００２０】図１において符号Ｈはヘッド部、Ｐはパル
スヒート電源を示す。ヘッド部Ｈは、基台１０と、この
基台１０の上方に対向配置された駆動部１２と、フット
ペダル１４とを持つ。基台１０にはプリント基板１６を
含むワークが保持され、駆動部１２にはこのプリント基
板１６の上方で昇降するヒータチップ１８が保持されて
いる。ヒータチップ１８は、フットペダル１４をオペレ
ータが踏むことにより下降し、プリント基板１６を所定
の圧力で押圧する。

【００２１】ヒータチップ１８はモリブデン（Ｍ_O）な
どで作られ、図２に示すように正面から見て略Ｕ字状に
成形されている。このヒータチップ１８には電源Ｐから
供給されるパルス状のヒータ電流Ｉにより加熱される。
ワークは、プリント基板１６の回路パターン２０と、こ
の回路パターン２０に予め半田めっきを施したり溶融半
田層に侵漬することにより供給された半田層２２と、こ
の半田層２２に重ねたＩＣなどのリード２４とで形成さ
れる。

【００２２】ヒータチップ１８は駆動部１２によってワ
ークに押圧され、ヒータ電流が供給されることにより発
熱する。このヒータ１８の発熱により、半田層２２が溶
融し、その後ヒータ電流を遮断して冷却し、半田を凝固
させてからヒータチップ１８を上昇させる。この間のヒ
ータ温度Ｔはヒータチップ１８に接着した熱電対２６に
より検出される。

【００２３】次にパルスヒート電源Ｐを図２〜５を用い
て説明する。図２において３０はトランス部、３２は制
御部である。トランス部３０は溶接トランス３４を備
え、この溶接トランス３４の一次巻線にはＳＣＲスタッ
ク３６で位相制御された２００Ｖ単相交流電圧が供給さ
れる。溶接トランス３４の二次巻線に誘起される低電圧
の交流が前記ヒータチップ１８に供給される。

【００２４】溶接トランス３４の一次側に供給される交
流電源の位相は、絶縁トランス３８で検出され、制御部
３２内の位相制御回路４０に入力される。この位相制御
回路４０は、この交流電源電圧がゼロになるゼロクロス
点を示す同期信号（ＳＹＮＣ）に同期しかつ後記するＣ
ＰＵ７０により設定された導通角θ（図３）となるゲー
ト信号ＧをＳＣＲドライブ回路４２に送出する。ゲート
信号ＧはこのＳＣＲドライブ回路４２で所定電圧レベル
のゲート駆動信号とされて、ＳＣＲスタック３６の各Ｓ
ＣＲを交互にオン・オフ制御する。

【００２５】溶接トランス３４の二次側電流すなわちヒ
ータ電流Ｉは、ホール素子などを用いた電流検出器４４
で検出され、増幅器（ＡＭＰ）４６で所定電圧レベルに
増幅され、その信号ｉは制御部３２内の積分器４８に入
力される。この積分器４８は図４に示すように、ＰＮＰ
トランジスタ５０のコレクタに接続された積分コンデン
サ５２と、この積分コンデンサ５２の電荷を放電させる
ためのスイッチング用トランジスタ５４とをもつ。前記
電流検出器４４の出力は増幅されて信号ｉとなってこの
ＰＮＰトランジスタ５０のベースに導かれコンデンサ５
２の充電電流を変化させる。

【００２６】スイッチング用トランジスタ５４は前記位
相制御回路４０で得たリセット信号Ｒ（図３）によりオ
ンとされ、この時コンデンサ５２の電荷をこのトランジ
スタ５４を通して放電させる。この結果コンデンサ５２
の充電端電圧は、図３に示したヒータ電流Ｉの半サイク
ルごとの積分値を示すことになる。この出力は切替えス
イッチ（マルチプレクサ）５６に導かれる。なおリセッ
ト信号Ｒは同期信号ＳＹＮＣに僅かな時間ｔ_R（図３）
だけ遅れて出力される信号であり、交流電源のゼロクロ
ス時点に僅かに遅れてコンデンサ５２をリセットさせ
る。

【００２７】５８は温度補償部であり、熱電対２６の出
力である熱起電力を補正する。この温度補償部５８は図
７に示すように構成される。前記熱電対２６の温接点Ａ
はヒータチップ１８に溶接などにより固着される。この
熱電対２６には例えばクロメル・アルメルを用いる。熱
電対２６の冷接点Ｂに発生する熱起電力は増幅器６０で
増幅される。またこの冷接点Ｂ付近の温度は抵抗温度計
などの温度センサ６２で検出され、その出力電圧は加算
器６４によって増幅器６０の出力電圧に加算される。こ
の加算器６４の出力が切換スイッチ（マルチプレクサ）
５６に導かれる。

【００２８】なお熱電対２６は高価な金属を用いるの
で、ヒータチップ１８と冷接点Ｂまでの距離が長くなる
と不経済である。そこで熱電対２６に補償導線６６を接
続してもよい。すなわち熱電対２６と冷接点Ｂとの間
に、例えば銅・コンスタンタンなどの補償導線６６を接
続する。なお冷接点Ｂと増幅器６０との間は通常の銅の
導線で接続する。

【００２９】切替スイッチ５６は、前記積分器４８が出
力するヒータ電流Ｉを示す信号と、この温度補償部５８
で温度補償されたヒータ温度Ｔを示す信号とを時間をず
らして選択し、Ａ／Ｄ変換器６８でデジタル信号にして
ＣＰＵ７０へ送る。ここに前記積分器４８は交流電源の
２倍の周波数でリセットされるので、切替スイッチ５６
はこのリセット信号Ｒと同じ周波数でコンデンサ電圧を
サンプリングする必要がある。例えば電源周波数が５０
Ｈ_Zの場合には切替スイッチ５６は１００Ｈ_Zのサンプリ
ング周波数で、換言すれば１０ｍｓｅｃごとにヒータ電
流Ｉをサンプリングする。

【００３０】一方ヒータ温度Ｔを示す温度補償部５８の
出力はこのような電源周波数の規制を受けないので、切
替スイッチ５６は例えば０．５ｓｅｃ（５００ｍｓｅ
ｃ，２Ｈ_Z）ごとに選択すれば足りる。なおヒータチッ
プ１８の通電時間が十分に短い場合には、このヒータ温
度Ｔのサンプリング周期を短くし、例えば０．２ｓｅｃ
として、後記する温度の図形表示を滑らかに見えるよう
にするのがよい。この時熱電対がヒータ電流Ｉの変化の
影響を受けることがあり得るので、ヒータ温度Ｔの検出
もヒータ電流Ｉが零になるタイミングで行うのが望まし
い。従って前記した同期信号（ＣＹＮＣ）に同期してサ
ンプリングするようにした。

【００３１】このようにして検出したヒータ温度Ｔとヒ
ータ電流Ｉの時間変化は、図１に示すパルスヒート電源
Ｐの表示装置７２に図形表示することができる。例えば
図５に示すように図形表示することができる。ここでは
ヒータ温度Ｔを単純に設定温度Ｔ_Oで一定となるように
制御する場合、すなわち１段加熱を行う場合を示してい
る。従ってヒータ電流Ｉは、通電開始直後の加熱中に大
きくなり、その後電流Ｉのオーバーシュートを防ぐため
にヒータ電流が急減し、所定の設定温度Ｔ_Oに達した後
はヒータ電流Ｉも一定となる。

【００３２】

【制御回路】次に図２、６を用いて制御回路を説明す
る。７０はＣＰＵ（マイクロコンピュータ）であり、前
記位相制御回路４０、Ａ／Ｄ変換器６８、ＲＯＭなどの
メモリ手段７４がバス７６を介して接続されている。ま
たこのバス７６には、Ｉ／Ｏインターフェース７８、８
０を介してそれぞれ入力装置８２と前記した表示装置７
２とが接続されている。このバス７６には、インターフ
ェース８４を介して、ヒータチップ１８の押圧力が一定
以上に達したことを検出するマイクロスイッチ８６も接
続されている。

【００３３】入力装置８２は、図１に示すパルスヒート
電源Ｐのケース前面に配設されたスイッチ群８２Ａから
数値や指示などを入力するものである。表示装置７２は
前記したようにヒータ温度変化等を図形表示するもので
ある。またこの表示装置７２には、動作に異常が発生し
た時にエラー表示を行ってもよい。このエラー表示は別
に設けたＬＥＤ（発光ダイオード）などを用いて表示し
たり警告ブザーを鳴らすようにしてもよい。

【００３４】ＣＰＵ７０は判定手段８８や温度制御手段
９０などの機能を持つ。判定手段８８は、ヒータ温度Ｔ
が設定温度Ｔ₁，Ｔ₂やこれらより僅かに（約２０℃）低
い下限温度Ｔ_L1、Ｔ_L2などに到達したか否かを判定す
る。温度制御手段９０はヒータ温度Ｔを制御するもので
ある。

【００３５】メモリ手段７４は温度プロファイルすなわ
ち目標とするヒータ温度の時間に対する制御パターン
と、ヒータ温度Ｔの上昇速度を判定するための下限温度
Ｔ_Lとを記憶する。この温度プロファイルのパターンお
よび温度、時間や下限温度Ｔ_Lなどは入力装置８２によ
り変更可能である。前記判定手段８８や温度制御手段９
０はＣＰＵ７０とは別な回路で形成してもよい。

【００３６】

【動作の概要】次にこの装置の動作の概要を図８の動作
タイミング図を用いて説明する。この図８で実線で示し
たＰ₀は温度プロファイルであり、メモリ手段７４に記
憶されている。この温度プロファイルＰ₀は加熱時の目
標温度を示すものである。この実施態様では２段階に加
熱する。

【００３７】この温度プロファイルＰ₀は第１段加熱に
おける第１設定温度Ｔ₁₀（例えば２００℃）や、第２段
加熱における第２設定温度Ｔ₂₀（例えば３００℃）を設
定する。また各加熱段における下限温度Ｔ_L1（例えば１
８０℃）とＴ_L2（例えば２８０℃）も設定されている。
これらの設定値もメモリ手段８４に記憶される。

【００３８】この装置を用いる時には、図２に示すよう
にヒータチップ１８の下にワークを置き、フットペダル
１４（図１）を踏み込む。するとヘッドＨが下降する。
ヘッドＨが下降して、ヒータチップ１８がワークを加圧
する圧力が所定圧に達すると図示しないマイクロスイッ
チがこれを検出する（時点ｂ）。図８中でアクチュエー
ト信号（ＡＣＴ信号）はこのマイクロスイッチの出力を
示し、ヒータチップ１８の加圧力が所定圧以上の時にオ
ンとなる。この時点ｂから一定時間、すなわちスクイー
ズ時間（ＳＱ．ＴＩＭＥ）ｔ_sqだけ遅れてヒータ加熱を
開始する。このスクイーズ時間ｔ_sqは、ＡＣＴ信号を受
けてからヒータ加熱を開始するまでの遅延時間であり、
ヒータチップ１８とワークとの接触を確実にするために
設けたものである。

【００３９】このスクイーズ時間ｔ_sqの経過時点ｃが加
熱開始時であり、電流が流れ始める。ＣＰＵ７０はヒー
タ温度Ｔを監視しながら、温度プロファイルＰ₀と実際
のヒータ温度Ｔとの差を最少にするヒータ電流の位相角
θを求める。位相制御回路４０はこの位相角θとなるよ
うにＳＣＲのゲートを制御する。

【００４０】ＣＰＵ７０は、ヒータ温度Ｔが所定時間内
に第１下限温度Ｔ_L1に到達すれば、適正な加熱が行われ
ていると判定する。そして第１設定温度Ｔ₁₀に到達する
と、第１段加熱の加熱時間の起算を開始する。そしてこ
の時間の経過時点から第２段加熱に入る。ＣＰＵ７０で
は、ヒータ温度Ｔが所定時間内に第２下限温度Ｔ_L2に到
達すれば適正な加熱が行われていると判定する。そして
第２設定温度Ｔ₂₀に到達した時点から第２段加熱の加熱
時間の起算を開始し、この時間の経過時点ｄで加熱終了
（ヒートエンド）信号Ｈ_ENDを出力し、ヒータ電流Ｉを
遮断すると共に冷却信号ＣＬをオンとして冷却を行う。
この冷却は冷却風を当てて強制的に行ってもよいが、放
置して自然に冷却するのを待ってもよい。

【００４１】ヒータ電流の遮断によりヒータ温度Ｔは下
降開始する。前記メモリ手段７４には、このヒータ温度
下降時の半田凝固温度よりも低い設定温度Ｔ_Sが予め設
定され、判定手段８８でヒータ温度Ｔがこの設定温度Ｔ
_Sまで下降したことを検出すると、ＣＰＵ７０は、冷却
信号ＣＬをオフとしてブザーを鳴らす。オペレータはこ
のブザーの音を聞いてから、フットペダル１４を戻し、
ヒータチップ１８を上昇させる。すなわちヒータチップ
１８はワークから離れる。

【００４２】この実施態様ではパルスヒート電源Ｐの表
示装置７２にヒータ温度Ｔを図形表示するようにした。
例えばこの場合に表示装置７２に液晶板などを用いてヒ
ータ温度Ｔの時間変化を図形表示することができる。こ
のヒータ温度変化は、温度プロファイルＰ₀と対比可能
に図形表示すれば、目標温度と実際の温度との差を容易
に目視により確認でき、便利である。

【００４３】

【他の実施態様】図９はパルスヒート電源Ｐの表示装置
７２とは別のアナログ表示メータにヒータ温度Ｔを表示
する実施態様を示す図である。この図においては前記し
た図７と同一部分に同一符号を付したので、その説明は
繰り返さない。

【００４４】この図で７２Ｂは表示装置であり、アナロ
グ電圧計で構成される。加算器６４のアナログ出力電圧
はこの表示メータ７２Ｂに導かれて電圧を表示する。こ
の表示メータ７２Ｂには電圧に対応するヒータ温度Ｔの
目盛が付され、この目盛からヒータ温度Ｔを直ちに読取
ることができる。なおヒータ電流の周期的変動の影響を
受けて、加算器６４の出力電圧が変動する場合には、表
示メータ７２Ｂとの間に平滑回路１００を介在させるの
がよい。

【００４５】図１０は他の実施態様を示す図である。こ
の実施態様はデジタル回路で構成したものである。この
図で１０２はアナログ増幅器であり、熱電対２６の熱起
電力を増幅する。１０４は同様に増幅器であり、熱電対
２６の冷接点Ｂに設けた温度センサ６２の出力電圧を増
幅する。１０６（１０６Ａ、１０６Ｂ）は切換スイッ
チ、１０８はＡ／Ｄ変換器である。切換スイッチ１０６
は増幅器１０２および１０４の出力の一方を選択してＡ
／Ｄ変換器１０８に導き、ここでデジタル信号に変えた
後それぞれの出力を補償手段１１０またはラッチ（一時
記憶回路）１１２に導くものである。

【００４６】１１４はメモリ手段であり、ＲＯＭなどの
不揮発性メモリで形成され、ここには熱電対２６の非直
線性を補正するためのデータ、すなわち補償データが記
憶されている。切換スイッチ１０６Ａが増幅器１０２か
ら出力される熱起電力を選択した時には、この熱起電力
はＡ／Ｄ変換器１０８でデジタル信号に変えられ、さら
に切換スイッチ１０６Ｂによって補償手段１１０に入力
される。この補償手段１１０では、メモリ手段１１４に
記憶した補償データを用いて熱電対２６の熱起電力の直
線性を補正する。

【００４７】切換スイッチ１０６Ａが増幅器１０４から
出力される冷接点温度を選択した時は、この冷接点温度
をＡ／Ｄ変換器１０８でデジタル信号に変換した後、切
換スイッチ１０６Ｂによりラッチ１１２に導く。この信
号はラッチ１１２に一時記憶される。補償手段１１０の
出力とラッチ１１２に記憶されたデータとが加算器１１
６で加算され、その結果は例えばデジタル式の表示装置
７２Ｃに表示される。

【００４８】なお補償手段１１０で用いる補償データ
は、熱電対２６の種類によって変わるから、メモリ手段
１１４には予め異なる種類の熱電対に対応した複数の補
償データを記憶しておくのがよい。この場合には外部か
ら供給する選択信号Ｓｎに基づいて用いる補償データを
決定すればよい。このように複数の補償データを予め記
憶しておけば、熱電対の種類を変えた時にも、選択信号
Ｓｎを入力するだけで容易に対応でき、便利である。

【００４９】

【発明の効果】請求項１の発明は以上のように、熱電対
の冷接点付近の温度を温度センサで検出し、この結果を
熱起電力に加算することによりヒータ温度を検出するも
のであるから、冷接点温度が変化しても常に正確なヒー
タ温度を検出することができる。

【００５０】この場合に、ヒータ電流がパルス状で変動
すると熱電対の熱起電力も影響を受けて変動することが
あり得る。そこでヒータ電流のゼロクロス時点、すなわ
ちヒータ電流が０になるタイミングで熱起電力をサンプ
リングする。このためヒータ温度の制御を高精度に行う
ことができ、製品の均一性が向上し、歩留まり向上が可
能になる。

【００５１】特に広い温度範囲に亘って検出精度が向上
するので、設定温度より僅かに低い下限温度を検出して
ヒータ温度上昇速度を監視したり、２段加熱の場合など
にも高精度な制御が可能になる。

【００５２】熱起電力を温度センサの出力により補正す
る温度補償部は、アナログ回路で構成してもよいが（請
求項２）、デジタル回路で構成してもよい（請求項
３）。デジタル回路で構成する場合には熱起電力と温度
センサ出力とを切換スイッチで選択してＡ／Ｄ変換器に
入力するようにすれば、切換スイッチによりサンプリン
グのタイミングを自由に設定できるだけでなく、Ａ／Ｄ
変換器が１つで済み、構成が簡単になる。

【００５３】熱起電力は出力の直線性が良くないことが
あるから、この直線性を補正するためのデータ（補償デ
ータ）を予めメモリ手段に記憶しておき、このデータを
用いて熱起電力を補正することにより、ヒータ温度の検
出精度は一層向上する（請求項４）。使用する熱電対の
種類が変わる場合には、予め異なる熱電対の種類に対応
した複数の補償データをメモリ手段に記憶しておき、１
つの補償データを選択して用いるようにすれば、一層便
利である（請求項５）。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施態様である接合装置の外観図

【図２】パルスヒート電源を示す図

【図３】ヒータ電流波形などを示す図

【図４】ヒータ電流検出回路を示す図

【図５】表示装置の表示例を示す図

【図６】制御回路の機能ブロック図

【図７】温度補償部を示す図

【図８】制御タイミング図

【図９】他の実施態様を示す図

【図１０】他の実施態様を示す図

【符号の説明】

１８ ヒータチップ ２６ 熱電対 ３０ トランス部 ３２ 制御部 ３４ 溶接トランス ５８ 温度補償部 ６０、１０２、１０４ 増幅器 ６２ 温度センサ ６４、１１６ 加算器 ７２、７２Ａ、７２Ｂ 表示装置 １１０ 補償手段 １１４ メモリ手段 Ａ 温接点 Ｂ 冷接点 Ｔ ヒータ温度 Ｐ_O 温度プロファイル Ｔ₁₀ 第１設定温度 Ｔ₂₀ 第２設定温度

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01K 7/12

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被接合部にヒータを押圧しこのヒータに
   パルス電流を供給して加熱すると共に、ヒータ温度をフ
   ィードバックしてヒータ温度を予め設定した温度プロフ
   ァイルに追従させることにより接合を行うパルスヒート
   式接合装置に用いるヒータ温度検出装置において、 一端の温接点が前記ヒータに固着された熱電対と、この
   熱電対の冷接点付近の温度を検出する温度センサと、ヒ
   ータ電流のゼロクロス時点でサンプリングした前記熱電
   対の熱起電力に前記温度センサの出力を加算する温度補
   償部と、この温度補償部の出力を表示する表示装置と、
   を備えることを特徴とするパルスヒート式接合装置のヒ
   ータ温度検出装置。
2. 【請求項２】 温度補償部は、熱起電力を増幅するアナ
   ログ増幅器と、この増幅器の出力に温度センサの出力を
   加算するアナログ加算器と、この加算器の出力をアナロ
   グ表示する表示装置とを備える請求項１のパルスヒート
   式接合装置のヒータ温度検出装置。
3. 【請求項３】 温度補償部は、熱起電力および温度セン
   サの出力のいずれかを選択すると共に前記熱起電力をヒ
   ータ電流に同期してサンプリングする切換スイッチと、
   このスイッチで選択された信号をデジタル信号に変換す
   るＡ／Ｄ変換器と、Ａ／Ｄ変換された前記熱起電力と前
   記温度センサの出力とを加算するデジタル加算器とを備
   える請求項１のパルスヒート式接合装置のヒータ温度検
   出装置。
4. 【請求項４】 請求項３において、さらに熱電対の熱起
   電力の直線性を補正する補償データを記憶するメモリ手
   段と、前記Ａ／Ｄ変換器と表示装置との間に介在し前記
   補償データを用いて熱起電力を補正する補償手段とを備
   え、Ａ／Ｄ変換された熱起電力を前記補償データを用い
   て補正するパルスヒート式接合装置のヒータ温度検出装
   置。
5. 【請求項５】 メモリ手段には異なる種類の熱電対に対
   する複数の補正データを記憶し、使用する熱電対に対す
   る補償データを選択して用いる請求項４のパルスヒート
   式接合装置のヒータ温度検出装置。