JPS5933214B2 - Soldering evaluation method and device - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、はんだ付け評価方法およびその装置に関する
。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a soldering evaluation method and apparatus.

従来、はんだのぬれ性を測定する方法は、第１図で示す
ようなはんだぬれ性測定装置が用いられている。Conventionally, a solder wettability measuring device as shown in FIG. 1 has been used to measure solder wettability.

このぬれ性試験装置は、検出部１と、この検出部１で検
出された信号を増幅する増幅回路２と、この増幅回路２
で増幅されたアナログ信号をグラフで表示する記録装置
３とで構成されている。上記検出部１はスプリング４と
、ＷＡｌ定物５のぬれる作用を検出する差動トランス６
とで構成され、上記スプリング４は一端が固定さ粍他端
部には上記差動トランス６の検出子６ａが懸垂されてい
る。さらに、上記検出子６ａには上記被測定物５が懸垂
されている。検出部１に懸垂された被測定物５は、はん
だ槽７の溶融はんだ８中に所定深さまで浸漬すると、上
記被測定物５は、初めはんだのぬれ作用が生じないため
に、はんだの表面張力により土向きの力が働き、押し上
げられる方向に力がかかる。その後、時間の経過ととも
に被測定物５はぬれを生じてくる。そうすると、はんだ
と被測定物５との接触角は減少し、接触角が９０と以下
になり、表面張力は下向きの力に変わる。この原理から
はんだによる被測定物５の浮力と、接触角９０ら以下で
作用する下向きの力（以下、単にぬれ力と称す）との変
動を差動トランス６で検出し、増幅回路２を介して記録
装置３に入力する。記録装置３においては、第２図で示
すように、縦軸に電圧（ＭＶ）、横軸に時間（秒）がと
つてあり、被測定物５との表面張力による接触角の変動
によるぬれ力を拡がり高さとして画きだしている。そし
て上記グラフから、浮力が零になり接触角が９００にな
つた位置からぬれ力が飽和に達した位置までの拡がり高
さＨを電位差の単位で読みとり、その値の大小でぬれ性
を測定するか、又は浸漬開始から最大浮力になるまでの
時間ｔ１若しくは浸漬開始から飽和点までの時間Ｔ２の
長短でぬれ性を評価する方法がとられている（参考文献
：金属、４８，５（１９７８）、第２３頁〜第２５頁、
（株）アグネ発行）。しかるに、これらの評価方法はグ
ラフでの最大拡がり高さＨｎｌａｘあるいは最短時間Ｔ
ｍｉｎの単一的な測定であることから、浮力の大きさ、
ぬれモードの違いなどのぬれ性グラフの特性である一連
のぬれ過程を考慮しないために、被測定物間の評価値の
ばらつきが大きくなるなどの信頼性に乏しくなる欠点が
ある。This wettability test device includes a detection section 1, an amplification circuit 2 that amplifies a signal detected by the detection section 1, and an amplification circuit 2 that amplifies a signal detected by the detection section 1.
and a recording device 3 that displays the amplified analog signal in a graph. The detection unit 1 includes a spring 4 and a differential transformer 6 that detects the wetting action of the WAl constant 5.
One end of the spring 4 is fixed, and a detector 6a of the differential transformer 6 is suspended from the other end. Further, the object to be measured 5 is suspended from the detector 6a. When the object to be measured 5 suspended from the detection part 1 is immersed to a predetermined depth in the molten solder 8 of the solder bath 7, the object to be measured 5 will be affected by the surface tension of the solder because the wetting action of the solder does not occur at first. A force is exerted in the direction of the earth, and a force is applied in the direction of pushing up. Thereafter, the object to be measured 5 becomes wet with the passage of time. Then, the contact angle between the solder and the object to be measured 5 decreases to 90 or less, and the surface tension changes to a downward force. Based on this principle, the variation between the buoyant force of the object to be measured 5 due to the solder and the downward force acting at a contact angle of 90° or less (hereinafter simply referred to as wetting force) is detected by the differential transformer 6, and the variation is detected via the amplifier circuit 2. and input it into the recording device 3. In the recording device 3, as shown in FIG. 2, the vertical axis shows voltage (MV) and the horizontal axis shows time (seconds), and wetting force due to variation in contact angle due to surface tension with the object to be measured 5 is drawn as the spread height. Then, from the above graph, read the spreading height H from the position where the buoyant force becomes zero and the contact angle becomes 900 to the position where the wetting force reaches saturation in units of potential difference, and measure the wettability by the magnitude of this value. Alternatively, wettability is evaluated based on the length of the time t1 from the start of immersion to the maximum buoyancy, or the time T2 from the start of immersion to the saturation point (Reference: Metals, 48, 5 (1978)). , pages 23-25,
Published by Agne Co., Ltd.). However, these evaluation methods are based on the maximum spread height Hnlax or the minimum time T in the graph.
Since it is a single measurement of min, the magnitude of buoyancy,
Since a series of wetting processes, which are characteristics of the wettability graph, such as differences in wetting modes, are not taken into consideration, there is a drawback that reliability is poor, such as increased dispersion of evaluation values between objects to be measured.

また、他の評価方法としては、たとえばＭＩＬ（Ｍｉｌ
ｌｔａｒｙ？ＰｅｃｉｆｉｃａｔｉＯｎａｎｄＳｔａｎ
ｄａｒｄｓ）−ＳＴＤ−２０２ＤＭｅｔｈ０ｄ２０８Ｃ
による外観検査法も評価法のひとつであり、この検査方
法は被測定物を所定の時間中はんだ槽に浸漬したのち、
１０倍の顕微鏡ではんだぬれ部を拡大し、はんだがぬれ
ている部分とぬれていない部分の面積比率の大小で評価
するものである。In addition, other evaluation methods include, for example, MIL (Mil
ltary? Specification OnandStand
dards)-STD-202DMeth0d208C
The visual inspection method is also one of the evaluation methods, and this inspection method involves immersing the object to be measured in a solder bath for a predetermined period of time.
The solder-wetted area is magnified using a 10x microscope and evaluated based on the area ratio between the solder-wetted area and the non-solder-wetted area.

しかしながら、この評価方法は視覚検査であるため、個
人差による主観的なばらつきが大きく出るなどの欠点が
ある。以上の２つの評価方法はそれぞれの評価の方法が
異り、たとえば被測定物のめつき層構成、すなわち黄銅
材を母材としてはんだを表面めつきしたもので比較する
と、表面張力法では良好であるが、ぬれ面積比率法では
好ましくないという結果が生じる。逆に、Ｆｅ−Ｎｉ−
ＣＯ系合金を母材として銅めつきしたのちにはんだを表
面めつきしたものでは、ぬれ面積比率法では良好である
が、表面張力法では好ましくないという結果が生じる。
したがつて、画一的な評価方法では以上のような欠点が
あり、信頼性を評価する土で大きな問題となる。本発明
は以上の事情に鑑みてなされたもので、一連のぬれ過程
を考慮して、被測定物を溶融はんだに浸漬したときの浮
力、ぬれ力および浸漬開始からぬれが飽和するまでの時
間を求めこれらの値からぬれ性値を算出するとともに、
ぬれ面積比率を算出してそれらを乗算することにより得
られた積をはんだけけ性値としこのはんだ付け性値に基
づき被測定物のはんだけけ性の評価を総合的かつ高精度
に行うことのできるはんだ付け評価方法および上記被測
定物を溶融はんだに浸漬したとき上記被測定物に作用す
る力を測定するぬれ性測定部、溶融はんだに浸漬後この
溶融はんだから離脱した被測定物のぬれ面積を測定する
ぬれ面積測定部及びこれらぬれ性測定部とぬれ面積測定
部からの出力値に基づきはんだ付け性値を算出する演算
処理部とを備えはんだ付け評価を自動的に行うことがで
きるはんだ付け評価装置を提供することにある。However, since this evaluation method is a visual test, it has drawbacks such as large subjective variations due to individual differences. The above two evaluation methods are different in their respective evaluation methods.For example, when comparing the plating layer structure of the object to be measured, that is, the surface plating of solder on a brass material as a base material, the surface tension method does not perform well. However, the wetted area ratio method produces unfavorable results. On the contrary, Fe-Ni-
When a CO-based alloy is copper-plated as a base material and then solder is plated on the surface, the results are good according to the wetted area ratio method, but unfavorable according to the surface tension method.
Therefore, a uniform evaluation method has the above-mentioned drawbacks, which poses a major problem when evaluating reliability. The present invention has been made in view of the above circumstances, and takes into consideration the series of wetting processes, the buoyancy and wetting force when the object to be measured is immersed in molten solder, and the time from the start of immersion until wetting is saturated. and calculate the wettability value from these values.
The product obtained by calculating the wetted area ratio and multiplying them is used as the solderability value, and based on this solderability value, the solderability of the object to be measured can be evaluated comprehensively and with high precision. A soldering evaluation method, a wettability measurement unit that measures the force acting on the object to be measured when the object is immersed in molten solder, and a wettability measurement section that measures the wetted area of the object that has separated from the molten solder after being immersed in the molten solder. Soldering evaluation capable of automatically performing soldering evaluation, which is equipped with a wetting area measuring section to measure and a calculation processing section calculating a solderability value based on output values from these wettability measuring sections and the wetting area measuring section. The goal is to provide equipment.

以下、図面を参照して本発明の一実施例について説明す
る。第３図は、本実施例のはんだ付け評価方法に用いら
れるはんだ付け評価装置を示している。An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 3 shows a soldering evaluation device used in the soldering evaluation method of this embodiment.

このはんだ付け評価装置は、円柱状の試料１１を保持し
て遊動自在に懸垂させる試料支持部１２と、上記試料１
１に溶融はんだ１３を付着させる溶融はんだ保持部１４
と、上記溶融はんだ１３に試料１１を浸漬させていると
きに得られる試料１１の軸方向の変位置つまり試料１１
に作用する力を連続的に測定するぬれ性測定部１５と、
溶融はんだから試料１１を離脱させた直後において試料
１１の円周方向のぬれ面積を測定するぬれ面積測定部１
６、ぬれ性測定部１５及びぬれ面積測定部１６からの出
力値に基づいて総合的なはんだ付け性評価を行う演算処
理部１７と、この演算処理部１７における演算結果を表
示する例えばリーダプリンタなどからなる表示部１８と
から構成されている。そして、上記試料支持部１２は、
支持体１９に懸垂されたスプリング２０、このスプリン
グ２０の下端に懸垂された糸状体２１とからなつている
。上記糸状体２１の下端部には試料１１が同軸に係止さ
れるようになつている。さらに、溶融はんだ保持部１４
は、糸状体２１直下に配設され溶融はんだ１３を収納す
るはんだ槽２２と、このはんだ槽２２を糸状体２１方向
に昇降させる図示せぬ昇降機構とからなつている。また
、ぬれ性測定部１５は、糸状体２１の軸方向つまり試料
１１の変位量を検出して変位量に対応する大きさの電圧
値を有する信号に変換する変位検出器２３と、この変位
検出器２３から出力された信号を増幅する増幅器２４と
、この増幅器２４から出力されたアナログ信号をデイジ
タル信号に変換するアナログーデイジタル（Ａ／Ｄ）変
換器２５と、増幅器２４の出力側に接続されこの増幅器
２４で増幅されたアナログ信号を縦軸が電圧（ＭＶ）、
横軸が時間（秒）のグラフにて表示する記録装置２６と
からなつている。上記変位検出器２３は、糸状体２１の
中途部に取付けられた円柱状の変位検出子２７と、この
変位検出子２７を同軸に囲繞し変位検出子２７の変位量
を電気信号に変換する差動トランス２８とからなつてい
る。一方、ぬれ面積測定部１６は、試料１１外周面のは
んだ付け部分を光学像として結像させる光学系２９と、
この光学系２９の結像面上に長手方向が上記試料１１の
軸線と平行となるように設置されたフオトアレ一３０と
、このフオトアレ一３０から出力された出力信号を増幅
する増幅器３１と、任意の閾値が設定可能でありかつこ
の増幅器３１から出力された信号を２値化する２値化回
路３２と、この２値化回路３２の出力側に二つの入力端
子のうち一方の入力端子が接続された第１のアンド回路
３３と、この第１のアンド回路３３の他方の入力端子に
接続されかつクロツクパルス信号を出力する第１のパル
ス発振回路３４と、前記はんだ槽２２が最下位置にまで
下降した位置に設けられた例えばマイクロスイツチなど
の位置検出器３５と、上記第１のパルス発振回路３４か
ら出力されるクロツクパルス信号のパルス周期よりもは
るかに大きい周期のパルス信号を出力する第２のパルス
発振回路３６と、二つの入力端子がこれら位置検出器３
５及び第２のパルス発振回路３６に接続され出力端子が
フオトアレ一３０の入力側に接続された第２のアンド回
路３７と、この第２のアンド回路３７の出力端子に接続
されたモータ駆動回路３８と、このモータ駆動回路３８
の出力側に接続されかつ上記糸状体２１に係合して設け
られ前記試料１１を０．７５ずつ間欠的に１回転させる
パルスモータ３９と、上記第１のアンド回路３３の出力
端子に接続されこの第１のアンド回路３３から出力され
た信号に基づいてぬれ面積を演算する計数回路４０とか
ら構成されている。そして、第４図に示すように、試料
１１の軸線に直交する光軸４１に沿つて、試料１１に近
い順に、対物レンズ４２ａ，４２ｂ、半透鏡４３及び結
像レンズ４４が配設されている。上記半透鏡４３は、光
軸４１に対して４５て傾斜していて、この半透鏡４３の
側方には、ランプからなる光源４５及びこの光源４５か
らの光を光軸４６にほぼ平行な光線にする凹レンズ４７
からなつている。また、光軸４６は、光軸４１に直交し
ている。上記結像レンズ４４により結像された試料１１
の光学像は、フオトアレ一３０が配設されている結像面
４８上に結像するようになつている。しかして、対物レ
ンズ４２ａ，４２ｂ、半透鏡４３、結像レンズ４４、光
源４５及び凹レンズ４７は、光学系２９を構成している
。さらに、上記フオトアレ一３０は、複数個の光電変換
素子が試料１１の軸線方向に平行な方向に１列に整列さ
れたいわゆる一次元フオトアレ一であつて、これら光電
変換素子からは、第２のアンド回路３７から出力された
１パルスごとにそれぞれの受光量に対応した大きさの電
圧値を有する信号が順次、増幅器３１に出力されるよう
になつている。しかして、前記演算処理部１７は、Ａ／
Ｄ変換器２５及び計数回路４０に接続された演算部４９
と、この演算部４９に接続され適時にデータの読込み、
書込みを行わせるための記憶部５０とからなつている。
上記記憶部５０は、ぬれ面積比率測定部１６及びぬれ性
測定部１５から出力されたデータを演算部４９を介して
記憶するものである。また、上記演算部４９は、記憶部
５０にいつたん格納されているデータに基づいて、後述
するはんだ付け性評価のための各種演算処理を行うよう
になつている。つぎに、上記構成のはんだ付け評価装置
を用いて、本実施例のはんだ付け評価方法について詳述
する。This soldering evaluation device includes a sample support section 12 that holds a cylindrical sample 11 and suspends it freely;
Molten solder holding part 14 to which molten solder 13 is attached to 1
and the displacement position of the sample 11 in the axial direction obtained when the sample 11 is immersed in the molten solder 13, that is, the sample 11
a wettability measurement unit 15 that continuously measures the force acting on the
A wetting area measurement unit 1 that measures the wetting area of the sample 11 in the circumferential direction immediately after the sample 11 is separated from the molten solder.
6. An arithmetic processing section 17 that performs a comprehensive solderability evaluation based on the output values from the wettability measurement section 15 and the wetted area measurement section 16, and a reader printer or the like that displays the calculation results of this arithmetic processing section 17. It is composed of a display section 18 consisting of. The sample support section 12 is
It consists of a spring 20 suspended from a support 19 and a filament 21 suspended from the lower end of this spring 20. The sample 11 is coaxially secured to the lower end of the filament 21. Furthermore, the molten solder holding part 14
consists of a solder tank 22 disposed directly below the filamentous body 21 and containing the molten solder 13, and an elevating mechanism (not shown) that raises and lowers the solder vat 22 in the direction of the filamentous body 21. The wettability measurement unit 15 also includes a displacement detector 23 that detects the displacement of the filament 21 in the axial direction, that is, the displacement of the sample 11, and converts it into a signal having a voltage value corresponding to the displacement; an amplifier 24 that amplifies the signal output from the amplifier 23; an analog-digital (A/D) converter 25 that converts the analog signal output from the amplifier 24 into a digital signal; The vertical axis of the analog signal amplified by this amplifier 24 is voltage (MV),
It consists of a recording device 26 that displays a graph with time (seconds) on the horizontal axis. The displacement detector 23 includes a cylindrical displacement detector 27 attached to the middle part of the thread-like body 21, and a sensor that coaxially surrounds this displacement detector 27 and converts the amount of displacement of the displacement detector 27 into an electrical signal. It consists of a dynamic transformer 28. On the other hand, the wetting area measurement unit 16 includes an optical system 29 that forms an optical image of the soldered portion on the outer peripheral surface of the sample 11;
A photo array 30 is installed on the imaging plane of the optical system 29 so that its longitudinal direction is parallel to the axis of the sample 11, and an amplifier 31 for amplifying the output signal output from the photo array 30 is provided. A binarization circuit 32 that can set a threshold value and binarizes the signal output from the amplifier 31, and one input terminal of the two input terminals is connected to the output side of the binarization circuit 32. The first AND circuit 33 connected to the first AND circuit 33, the first pulse oscillation circuit 34 connected to the other input terminal of the first AND circuit 33 and outputting a clock pulse signal, and the solder bath 22 reaching the lowest position. A position detector 35, such as a micro switch, provided at the lowered position, and a second pulse signal that outputs a pulse signal with a period much larger than the pulse period of the clock pulse signal output from the first pulse oscillation circuit 34. A pulse oscillation circuit 36 and two input terminals are connected to these position detectors 3.
5 and a second AND circuit 37 connected to the second pulse oscillation circuit 36 and having an output terminal connected to the input side of the photo array 30, and a motor drive circuit connected to the output terminal of the second AND circuit 37. 38 and this motor drive circuit 38
A pulse motor 39 is connected to the output side of the first AND circuit 33 and is connected to the output terminal of the first AND circuit 33. A counting circuit 40 calculates the wetted area based on the signal output from the first AND circuit 33. As shown in FIG. 4, objective lenses 42a, 42b, a semi-transparent mirror 43, and an imaging lens 44 are arranged along an optical axis 41 perpendicular to the axis of the sample 11 in the order of proximity to the sample 11. . The semi-transparent mirror 43 is inclined at 45 with respect to the optical axis 41, and on the side of the semi-transparent mirror 43 there is a light source 45 consisting of a lamp and a light beam from the light source 45 that is approximately parallel to the optical axis 46. concave lens 47
It is made up of Further, the optical axis 46 is perpendicular to the optical axis 41. Sample 11 imaged by the imaging lens 44
The optical image is formed on an imaging plane 48 on which a photo array 30 is disposed. Thus, the objective lenses 42a and 42b, the semi-transparent mirror 43, the imaging lens 44, the light source 45, and the concave lens 47 constitute the optical system 29. Furthermore, the photo array 30 is a so-called one-dimensional photo array in which a plurality of photoelectric conversion elements are arranged in a line in a direction parallel to the axial direction of the sample 11, and from these photoelectric conversion elements, a second For each pulse output from the AND circuit 37, a signal having a voltage value corresponding to the amount of received light is sequentially output to the amplifier 31. Therefore, the arithmetic processing unit 17
Arithmetic unit 49 connected to D converter 25 and counting circuit 40
is connected to this arithmetic unit 49 and reads data in a timely manner,
It consists of a storage section 50 for writing.
The storage section 50 stores data outputted from the wetted area ratio measurement section 16 and the wettability measurement section 15 via the calculation section 49. Further, the calculation unit 49 is adapted to perform various calculation processes for evaluating solderability, which will be described later, based on data stored in the storage unit 50. Next, the soldering evaluation method of this embodiment will be described in detail using the soldering evaluation apparatus having the above configuration.

まず、溶融はんだ保持部１４の昇降機構により、はんだ
槽２２を矢印５１ａ方向に徐々に上昇させ、糸状体２１
に係止されている試料１１を溶融はんだ１３中に所定の
深さまで浸漬する。First, the solder bath 22 is gradually raised in the direction of the arrow 51a by the elevating mechanism of the molten solder holding section 14, and the filament 21 is gradually raised.
The sample 11 held in place is immersed in the molten solder 13 to a predetermined depth.

浸漬された試料１１には、最初、溶融はんだ１３のぬれ
作用が生じないので、はんだの表面張力により上向きの
力が働き、試料１１には、押し上げられる方向に力がか
かり、変位検出子２７は、矢印５１ａ方向に微小変位す
る。その後、時間の経過とともに試料１１はぬれを生じ
、試料１１と溶融はんだ１３との接触角が変化し、表面
張力は下向きの力に変わり、変位検出子２７は矢印５１
ｂ方向に微小変位する。この微小変位は、とりもなおさ
ず試料１１に作用する力の大きさを示している。しかし
て、変位検出子２７の変位にともない差動トランス２８
からは、変位量に応じた大きさの電圧値を有する信号Ｓ
Ａが増幅器２４に出力される。この増幅器２４からは増
幅された信号ＳＢが記録装置２６及びＡ／Ｄ変換器２５
に出力される。すると、記録装置２６にては、第２図に
示すような信号ＳＢの電圧値（ＭＶ）と時間（秒）との
関係を示す曲線がグラフ表示される。また同時に、Ａ／
Ｄ変換器２５にてはアナログ信号ＳＢが、Ａ／Ｄ変換さ
れデイジタル信号ＳＣが演算部４９を介して記憶部５０
に格納される。ついで、はんだ槽２２を矢印５１ｂ方向
に下降させる。すると、はんだ槽２２が最下位置に達し
たとき、位置検出器３５から論理値「１」の信号ＳＤが
第２のアンド回路３ｒに出力される。このとき、光源４
５を点燈させ、凹レンズ４７、半透鏡４３及び対物レン
ズ４２ａ，４２ｂを経由して平行光線を試料１１の外周
面に照射しておく。一方、第２のパルス発振回路３６か
らは、パルス信号ＳＥが第２のアンド回路３７に出力さ
れる。すると、この第２のアンド回路３７にては、信号
ＳＤと信号ＳＥとの論理積がとられ、パルス信号ＳＦが
、モータ駆動回路３８とフオトアレ一３０に出力される
。すると、モータ駆動回路３８にては、パルス信号ＳＦ
の１パルスごとに、パルスモータ３９が試料１１を０．
７５とずつ間欠的に回転させるように駆動信号ＳＧをパ
ルスモータ３９に出力する。一方、試料１１外周面に照
射された光の反射光は、光軸４１に沿つて、すなわち対
物レンズ４２ａ，４２ｂ１半透鏡４３及び結像レンズ４
４を経由して結像面４８つまりフオトアレ一３０上に、
はんだ付け部の光学像として結像する。この光学像は、
はんだ付けされた部分と、はんだがはじかれはんだ付け
されていない部分に対応して濃淡模様となつている。す
なわち、光の反射率の差異に基因してはん２だ付けされ
た部分は、はんだ付けされていない部分に比べて、はる
かに明るくなつている０したがつて、フオトアレ一３０
の各光電変換素子にては、光学像の濃淡に対応して受光
量が異なつている。しかして、このフオトアレ一３０に
パルス信号ＳＦが入力すると、このパルス信号ＳＦの１
パルスごとに、各光電変換素子から順次、受光量に対応
した電圧値を有する信号ＳＨが増幅器３１に出力され、
この増幅器３１からは増幅された信号ＳＩが２値化回路
３２に出力される（第５図ａ参照）。すなわち、パルス
信号ＳＦの１パルスごとに、試料１１の外周面の軸方向
の細長い領域の濃淡情報すなわちはんだ付けされた部分
がどの程度かを示す情報が信号ＳＨに変換され、この信
号ＳＨが信号ＳＩに増幅される。なお、第５図ａにおい
ては、信号Ｓは、便宜的に連続的な曲線となつているが
、実際には各光電変換素子からの出力値である離散的な
値の集合からなつている。この２値化回路３２には、は
んだ付けされた部分とはんだ付けされていない部分とを
峻別するための閾電圧値ＶＴが設定されている。この閾
電圧値ＶＴは、信号ＳＩにおいて、はんだ付けされてい
る部分に対応する電圧値がはんだ付けされていない部分
に対応する電圧値よりも高いことに着目して設定されて
いる。しかして、２値化回路３２にては、信号Ｓは、閾
電圧値Ｔより電圧値が高くなつている期間は、論理値［
１」、また閾電圧値Ｔより信号ＳＩの電圧値が低くなつ
ている期間は、論理値「ｏ」の論理信号ＳＪ（第５図ｂ
参照）に変換され、この信号ＳＪは、第１のアンド回路
３３に出力される。一方、この第１のアンド回路３３に
は、第１のパルス発振回路３４からタロツクパルス信号
ＳＫ（第５図Ｃ参照）が出力されている。そして、この
第１のアンド回路３３にては、信号ＳＪとクロツクパル
ス信号ＳＫの論理積がとられ、信号ＳＪのうち論理値「
１」となつている期間のみタロツクパルス信号ＳＭ（第
５図ｄ参照）が計数回路４０に出力される。この計数回
路４０にては、試料１１が１回転する間に第１のアンド
回路３３から出力されたタロツタパルス信号ＳＭのパル
ス数Ｎを計数する。このパルス数Ｎは、試料１１上の当
該被測定領域におけるぬれ面積すなわち完全にはんだ付
けされた部分の面積を示している。この計数回路４０か
らは、パルス数Ｎを示す信号ＳＮが演算部４９を介して
記憶部５０に出力さ抵 この記憶部５０にパルス数Ｎが
いつたん格納される。この記憶部５０にては、試料１１
における当該被測定領域が完全にはんだ付けされている
場合におけるクロツクパルス信号ＳＭのパルス数ＮＯが
あらかじめ格納されている。このパルス数ＮＯは、試料
１１上の当該被測定領域における全面積を示している。
そして、演算部４９にては、パルス数Ｎをパルス数ＮＯ
で除し、ぬれ面積比率Ａを求める。求めたぬれ面積比率
Ａは、いつたん記憶部５０に格納する。ついで、演算部
４９にては、デイジタル信号ＳＣに基づくデータを記憶
部５０から取り出し、ぬれ性Ｅを演算する。すなわち、
第２図で示す浸漬開始点から微小時間単位で記憶部５０
に読込んだデータを逐次取り出し、取り出したデータを
逐次比較しながら、最大浮力になる点の拡がり高さｈ１
浮力が零になつた点（溶融はんだ１３と試料１１との接
触角が９０点になつた点）からぬれ力が飽和に達した点
までの拡がり高さＨ及び浸漬開始から飽和点までの時間
Ｔ２を求め、さらに次式１によりぬれ性Ｅを演算する。
この式１の物理的意味は、ぬれ力を示す拡がり高さＨが
大きければ大きいほどぬれ性が良く、ぬれ力が飽和する
までの時間Ｔ２が短かければ短かいほどぬれ性が良く、
さらに浮力を示す拡がり高さｈが小さければ小さいほど
ぬれ性が良いことに立脚している。▲▲ シｚ つぎに、求められたぬれ性Ｅと記憶部５０に格納されて
いるぬれ面積比率Ａとにより、次式２に基づいてはんだ
付け性Ｓを求める。Initially, the immersed sample 11 is not affected by the wetting action of the molten solder 13, so an upward force acts on the sample 11 due to the surface tension of the solder, a force is applied to the sample 11 in the direction of pushing it upward, and the displacement detector 27 , slightly displaced in the direction of arrow 51a. Thereafter, as time passes, the sample 11 becomes wet, the contact angle between the sample 11 and the molten solder 13 changes, the surface tension changes to a downward force, and the displacement detector 27 moves toward the arrow 51.
There is a slight displacement in the b direction. This minute displacement indicates the magnitude of the force acting on the sample 11. Therefore, as the displacement detector 27 is displaced, the differential transformer 28
, a signal S having a voltage value corresponding to the amount of displacement is generated.
A is output to amplifier 24. The amplified signal SB is sent from this amplifier 24 to a recording device 26 and an A/D converter 25.
is output to. Then, the recording device 26 graphically displays a curve showing the relationship between the voltage value (MV) of the signal SB and time (seconds) as shown in FIG. At the same time, A/
In the D converter 25, the analog signal SB is A/D converted and the digital signal SC is sent to the storage section 50 via the calculation section 49.
is stored in Then, the solder bath 22 is lowered in the direction of the arrow 51b. Then, when the solder bath 22 reaches the lowest position, the position detector 35 outputs a signal SD with a logical value of "1" to the second AND circuit 3r. At this time, light source 4
5 is turned on, and the outer peripheral surface of the sample 11 is irradiated with a parallel beam of light via the concave lens 47, the semi-transparent mirror 43, and the objective lenses 42a and 42b. On the other hand, the second pulse oscillation circuit 36 outputs the pulse signal SE to the second AND circuit 37. Then, the second AND circuit 37 performs a logical product of the signal SD and the signal SE, and outputs a pulse signal SF to the motor drive circuit 38 and the photo array 30. Then, in the motor drive circuit 38, the pulse signal SF
The pulse motor 39 rotates the sample 11 at every pulse of 0.
A drive signal SG is output to the pulse motor 39 so as to rotate it intermittently by 75. On the other hand, the reflected light of the light irradiated onto the outer peripheral surface of the sample 11 is transmitted along the optical axis 41, that is, the objective lenses 42a, 42b1, the semi-transparent mirror 43, and the imaging lens 4.
4 onto the imaging plane 48, that is, the photo array 30,
It forms an optical image of the soldering part. This optical image is
The shading pattern corresponds to the soldered area and the area where the solder has been repelled and is not soldered. That is, due to the difference in light reflectance, the soldered parts are much brighter than the unsoldered parts.
The amount of light received by each photoelectric conversion element differs depending on the density of the optical image. When the pulse signal SF is input to this photo array 30, one of the pulse signals SF is input to the photo array 30.
For each pulse, each photoelectric conversion element sequentially outputs a signal SH having a voltage value corresponding to the amount of received light to the amplifier 31,
The amplifier 31 outputs the amplified signal SI to the binarization circuit 32 (see FIG. 5a). That is, for each pulse of the pulse signal SF, shading information of an elongated area in the axial direction on the outer peripheral surface of the sample 11, that is, information indicating the extent of the soldered part, is converted into a signal SH, and this signal SH is converted into a signal SH. It is amplified by SI. Note that in FIG. 5a, the signal S is a continuous curve for convenience, but it actually consists of a set of discrete values that are output values from each photoelectric conversion element. A threshold voltage value VT is set in this binarization circuit 32 for distinguishing between soldered parts and unsoldered parts. This threshold voltage value VT is set by paying attention to the fact that in the signal SI, the voltage value corresponding to the soldered portion is higher than the voltage value corresponding to the unsoldered portion. Therefore, in the binarization circuit 32, the signal S has a logical value [
1'', and during the period when the voltage value of the signal SI is lower than the threshold voltage value T, the logic signal SJ with the logic value "o" (Fig. 5b)
(see), and this signal SJ is output to the first AND circuit 33. On the other hand, a tarok pulse signal SK (see FIG. 5C) is outputted to the first AND circuit 33 from the first pulse oscillation circuit 34. Then, in this first AND circuit 33, the logical product of the signal SJ and the clock pulse signal SK is taken, and the logical value "
1'', the tarock pulse signal SM (see FIG. 5d) is output to the counting circuit 40. This counting circuit 40 counts the number N of pulses of the tarotsuta pulse signal SM output from the first AND circuit 33 while the sample 11 rotates once. This number of pulses N indicates the wetted area in the measurement area on the sample 11, that is, the area of the completely soldered part. A signal SN indicating the number of pulses N is outputted from the counting circuit 40 to the memory section 50 via the arithmetic section 49, and the pulse number N is temporarily stored in the memory section 50. In this storage unit 50, the sample 11
The number of pulses NO of the clock pulse signal SM when the area to be measured is completely soldered is stored in advance. This number of pulses NO indicates the total area of the measurement target region on the sample 11.
Then, in the calculation unit 49, the number of pulses N is converted into the number of pulses NO.
Divide by to find the wetted area ratio A. The obtained wetted area ratio A is immediately stored in the storage unit 50. Next, the calculation unit 49 retrieves data based on the digital signal SC from the storage unit 50 and calculates the wettability E. That is,
From the immersion start point shown in FIG. 2, the storage unit 50
The spread height h1 of the point at which the maximum buoyancy occurs is determined by sequentially extracting the data read in and comparing the extracted data one by one.
Spreading height H from the point where the buoyant force becomes zero (the point where the contact angle between the molten solder 13 and the sample 11 reaches 90 points) to the point where the wetting force reaches saturation, and the time from the start of dipping to the saturation point T2 is determined, and wettability E is further calculated using the following equation 1.
The physical meaning of this formula 1 is that the larger the spread height H, which indicates the wetting force, the better the wetting property, and the shorter the time T2 until the wetting force is saturated, the better the wetting property.
Furthermore, it is based on the fact that the smaller the spreading height h, which indicates buoyancy, is, the better the wettability is. ▲▲ Next, from the obtained wettability E and the wetted area ratio A stored in the storage unit 50, the solderability S is determined based on the following equation 2.

しかして、求められたはんだ付け性Ｓは、表示部１８に
て表示される。Thus, the determined solderability S is displayed on the display section 18.

そして、この表示部１８における表示値と、あらかじめ
実験的に求めた設定値とを比較し、設定値より表示値が
大きければ、はんだ付け性が良好であると評価し、表示
値が設定値よりも小さければ、はんだ付け性が不良であ
ると評価する。以上のように、本発明のはんだ付け評価
方法は、従来のぬれ過程全体を含まない拡がり高さ、ま
たは最大浮力点からぬれ飽和点までの時間の絶対値測定
によるはんだ付け性の評価と異なり、被測定物を溶融は
んだに浸漬したときの浮力、ぬれ力および浸漬開始から
ぬれが飽和するまでの時間を求め、これらの値からぬれ
性値を算出するとともに、溶融はんだから離脱した被測
定物についてぬれ面積比率を算出し、これらぬり性値及
びぬれ面積比率を乗算することにより得られたはんだ付
け性値に基づき被測定物のはんだ付け性の良否を評価す
るようにしたので、種々の要因が網羅的に加味された総
合的なはんだ付け性の良否の評価を行うことが可能とな
り、評価精度が顕著に向上する。Then, the displayed value on the display unit 18 is compared with the set value determined experimentally in advance, and if the displayed value is larger than the set value, it is evaluated that the solderability is good, and the displayed value is higher than the set value. If it is also small, the solderability is evaluated to be poor. As described above, the soldering evaluation method of the present invention differs from the conventional evaluation of solderability by measuring the spread height, which does not include the entire wetting process, or by measuring the absolute value of the time from the maximum buoyancy point to the wetting saturation point. When the object to be measured is immersed in molten solder, the buoyancy, wetting force, and time from the start of immersion to saturation of wetting are determined, and the wettability value is calculated from these values. The solderability of the object to be measured is evaluated based on the solderability value obtained by calculating the wetted area ratio and multiplied by these wettability values and the wetted area ratio, so various factors can be considered. It becomes possible to comprehensively evaluate the quality of solderability, and the evaluation accuracy is significantly improved.

また、本発明のはんだ付け評価装置は、変位検出器を有
するぬれ性測定部により被測定物を溶融はんだに浸漬し
たとき作用する力を測定して測定した作用力を示す電気
信号を出力させるとともに、ぬれ面積測定部により溶融
はんだから離脱した被測定物のぬれ面積を電気光学的に
測定して測定したぬれ面積を示す電気信号を出力させ、
さらに演算処理部にてこれらぬれ性測定部から出力され
た電気信号及びぬれ面積測定部から出力された電気信号
に基づいてはんだ付け性値を算出するようにしたので、
はんだ付け性の評価の自動化が可能となり、測定の迅速
化を計ることができる。また、人為的な誤差が入らず、
しかも目視で判断しかねる程度のものも正確に把捉でき
るので、はんだ付け性評価の信頼性が格段に向上する。In addition, the soldering evaluation device of the present invention measures the force that acts when the object to be measured is immersed in molten solder using the wettability measuring section having a displacement detector, and outputs an electric signal indicating the measured acting force. , electro-optically measuring the wetted area of the object separated from the molten solder by the wetted area measuring section and outputting an electric signal indicating the measured wetted area;
Furthermore, the arithmetic processing section calculates the solderability value based on the electrical signals output from the wettability measuring section and the electrical signal output from the wetted area measuring section.
It becomes possible to automate the evaluation of solderability and speed up the measurement. Also, there are no human errors,
Moreover, since it is possible to accurately grasp things that cannot be determined visually, the reliability of solderability evaluation is greatly improved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は従来のぬれ性測定装置を示す概略構成図、第２
図ははんだぬれのモードを示す曲線図、第３図は本発明
の一実施例を示す構成図、第４図は同実施例の光学系を
示す図、第５図は同実施例のぬれ面積比率の計数方法を
説明するためのタイミングチヤートである。 １１・・・・・・試料（被測定物）、１２・・・・・・
試料支持部、１３・・・・・・溶融はんだ、１４・・・
・・・溶融はんだ保持音Ｌｌ５・・・・・・ぬれ性測定
部、１６・・・・・・ぬれ面積測定部、１７・・・・・
・演算処理部、２２・・・・・・ばんだ槽、２３・・・
・・・変位検出器、２５・・・・・・アナログーデイジ
タル変換器、２９・・・・・・光学系、３０・・・・・
・フオトアレ一、３２・・・・・・２値化回路、３９・
・・・・・パルスモータ（駆動機構）、４０・・・・・
・計数回路。Figure 1 is a schematic configuration diagram showing a conventional wettability measuring device;
The figure is a curve diagram showing the mode of solder wetting, Fig. 3 is a configuration diagram showing an embodiment of the present invention, Fig. 4 is a diagram showing the optical system of the embodiment, and Fig. 5 is a wetting area of the embodiment. This is a timing chart for explaining a ratio counting method. 11...Sample (object to be measured), 12...
Sample support part, 13... Molten solder, 14...
...Melted solder holding sound Ll5...Wettability measuring section, 16...Wetting area measuring section, 17...
- Arithmetic processing unit, 22... Solder tank, 23...
... Displacement detector, 25 ... Analog-digital converter, 29 ... Optical system, 30 ...
・Photo array 1, 32...Binarization circuit, 39・
...Pulse motor (drive mechanism), 40...
・Counting circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 １ 溶融はんだ中に被測定物を一定速度で所定の深さま
で浸漬し上記被測定物に作用する浮力、ぬれ力、および
浸漬開始からぬれが飽和するまでの時間のそれぞれの関
数で、上記被測定物のぬれ性を測定するとともに、その
時の上記被測定物のはんだぬれ面積比率を測定し、それ
らの値の相乗積ではんだ付けの評価を行うことを特徴と
するはんだ付け評価方法。 ２ 下記構成を具備することを特徴とするはんだ付け評
価装置。 （イ）被測定物を弾性的に懸垂させる試料支持部（ロ）
溶融はんだを保持するはんだ槽を有しこのはんだ槽を移
動させて上記試料支持部により懸垂されている被測定物
を上記溶融はんだに浸漬させる溶融はんだ支持部（ハ）
上記被測定部の変位量を検出して電気信号に変換する変
位検出器と、この変位検出器から出力された電気信号を
ディジタル値に変換するアナログ−ディジタル変換器と
を備え、上記被測定物を上記溶融はんだに浸漬したとき
の上記被測定物の変位量よりこの被測定物に作用する力
を測定するぬれ性測定部（ニ）上記溶融はんだに浸漬後
上記溶融はんだから離脱した上記被測定物の外面の光学
像を結像させる光学系と、上記試料支持部に連設され上
記被測定物を間欠的に動かす駆動機構と、上記光学系に
よる上記光学像結像位置に配設されたフォトアレーと、
このフォトアレーから出力された電気信号を２値化して
上記被測定物の外面のうちはんだ付けされた部分とはん
だ付けされていない部分とを峻別する２値化回路と、上
記２値化回路から出力された２値化信号に基づいて上記
はんだ付けされた部分の面積の大きさを示す信号を出力
する計数回路とからなるぬれ面積測定部（ホ）上記アナ
ログ−ディジタル変換器から出力されたディジタル値に
基づいて上記被測定物が上記溶融はんだに浸漬している
ときに上記被測定物に作用する浮力及びぬれ力並びに浸
漬開始からぬれが飽和するまでの時間を求め、これらの
値から上記被測定物のぬれ性値を演算するとともに、上
記計数回路から出力された計数値に基づいてぬれ面積比
率を演算し、上記ぬれ性値及び上記ぬれ面積比率を乗算
することによりはんだ付け性値を求める演算処理部。[Claims] 1. An object to be measured is immersed in molten solder at a constant speed to a predetermined depth, and each of the buoyant force, wetting force, and time from the start of immersion until the wetting is saturated is determined. Soldering characterized in that the wettability of the object to be measured is measured using a function, the solder wet area ratio of the object to be measured at that time is measured, and the soldering is evaluated by the multiplicative product of these values. Evaluation method. 2. A soldering evaluation device characterized by having the following configuration. (a) Sample support part that elastically suspends the object to be measured (b)
A molten solder support part (c) that has a solder bath that holds molten solder and moves this solder bath to immerse the object to be measured suspended by the sample support part in the molten solder.
A displacement detector that detects the amount of displacement of the part to be measured and converts it into an electrical signal, and an analog-digital converter that converts the electrical signal output from the displacement detector into a digital value, (d) A wettability measuring section that measures the force acting on the measured object based on the amount of displacement of the measured object when the measured object is immersed in the molten solder. an optical system that forms an optical image of the outer surface of an object; a drive mechanism that is connected to the sample support section and moves the object to be measured intermittently; and a drive mechanism that is arranged at the optical image formation position of the optical system photo array and
a binarization circuit that binarizes the electrical signal output from the photoarray to distinguish between soldered and unsoldered parts of the outer surface of the object to be measured; Wetting area measuring section (e) consisting of a counting circuit that outputs a signal indicating the size of the area of the soldered part based on the output binary signal; (e) the digital output from the analog-digital converter; Based on these values, determine the buoyancy and wetting force that act on the object to be measured while it is immersed in the molten solder, as well as the time from the start of immersion until the wetting is saturated, and from these values. Calculate the wettability value of the object to be measured, calculate the wetted area ratio based on the count output from the counting circuit, and calculate the solderability value by multiplying the wettability value and the wetted area ratio. Arithmetic processing unit.