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PATENTANSPRÜCHE
1. Gerät mit einem heizbaren Träger an dem eine Spitze zur lokalen Erwärmung eines Objektes vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Diamantspitze (2, 3, 6, 10, 12, 17, 21, 24) vorgesehen ist.
2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Diamantspitze (2, 3, 6, 10, 12) auf einen Metallstift (1, 4, 7, 11, 13) aufgelötet ist.
3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Diamantspitze als Lötspitze (2, 3, 6, 10, 12) ausgebildet ist.
4. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Diamantspitze (6) und der Stift (7) eine Bohrung zur Zuoder Ableitung von Lot und/oder Hilfsstoffen aufweist.
5. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Diamantspitze (3) an der freien Stirnseite eine Vertiefung (5) aufweist.
6. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Diamantspitze als roh bearbeitete Kugel (12) mit rauher Oberfläche ausgebildet ist.
7. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Diamantspitze als Schreibspitze (17, 21, 24) eines Thermoschreibers ausgebildet ist.
8. Gerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Diamantspitze (17) eine Öffnung eines Haltebleches (18) durchsetzt und in derselben verlötet ist.
9. Gerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein kugelförmiger Diamant (21) in einer Vertiefung eines Haltebleches (18) sitzt und mit demselben verlötet ist.
10. Gerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Diamant (24) in einem Stift (22) gefasst ist, der in einer Öffnung eines Haltebleches (18) sitzt.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gerät mit einem heizbaren Träger, an dem eine Spitze zur lokalen Erwärmung eines Objektes vorgesehen ist. Solche Geräte, beispielsweise Lötkolben, weisen Spitzen aus Metall auf, beispielsweise aus Kupfer oder eine Kupferlegierung, welche zur Erwärmung des Lotes od. dgl. dienen. Sind sehr feine Spitzen erforderlich, beispielsweise zum Löten von Bauteilen in der Mikroelektronik, so treten erhebliche Probleme auf, insbesondere infolge der ungenügenden chemischen Beständigkeit und/oder rascher Verschmutzung der Spitze.
Es ist das Ziel vorliegender Erfindung, ein Gerät zur lokalen Erwärmung eines Objekts mit einer erwärmenden Spitze zu versehen, welche gegen chemische und mechanische Einflüsse äusserst widerstandsfähig ist und zugleich eine sehr gute Wärmeleitfähigkeit aufweist. Das erfindungsgemässe Gerät ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Diamantspitze vorgesehen ist. Es hat sich gezeigt, dass sich Diamantspitzen, beispielsweise als Lötkolbenspitzen, für sehr feine Arbeiten hervorragend eignen, infolge ihrer bekannten hohen mechanischen Festigkeit und Wärmeleitfähigkeit sowie ihrer chemischen Beständigkeit.
Die Erfindung wird nun anhand einiger Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Fig. 1 zeigt einen Teil eines Lötkolbens,
Fig. 2-6 zeigen verschiedene Ausführungsbeispiele von Lötkolbenspitzen,
Fig. 7 zeigt einen Schreibarm eines Thermoschreibers, und
Fig. 8-10 zeigen Ausführungsbeispiele einer Schreibspitze aus Diamant.
Der Lötkolben nach Fig. 1 weist einen Metallträger 1 auf, in dem sich eine elektrische Heizung befinden kann, der mit seinem oberen Teil in eine Heizpatrone einsetzbar ist oder der in nichtdargestellter Weise mittels einer Flamme erhitzt werden kann. In eine kleine Ausnehmung am unteren Ende des Trägers 1 ist eine Lötspitze 2 aus Naturdiamant, synthetischem Diamant oder polykristallinem Diamant, beispielsweise aus den unter den Handelsbezeichnungen COMPAX oder SYNDITE bekannten Materialien eingesetzt. Die Diamantspitze kann nach einem besonderen Verfahren in die Ausnehmung des Trägers eingelötet sein.
Fig. 2 zeigt die Lötspitze 2 und das untere Ende des Trägers 1 in grösserem Massstab. Die Diamantspitze 2 hat in diesem Falle quadratischen Querschnitt und ist am freien Ende schräg abgeschnitten. Der Querschnitt der Diamantspitze könnte jedoch auch dreieckig, mehreckig oder rund sein. Die Fläche am freien Stirnende der Diamantspitze könnte auch senkrecht zur Achse des Diamantstäbchens stehen oder es könnte sich um eine gerundete oder beliebig gewölbte Fläche handeln, deren Form der auszuführenden Arbeit angepasst ist.
Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Lötspitze aus Diamant, die mit 3 bezeichnet ist. Die Diamantspitze 3 ist auf einen Metallträger 4 aufgelötet. Sie weist an ihrem freien Stirnende eine etwa halbkugelförmige Ausnehmung 5 auf, in welcher das Lot erhitzt werden und dann auf die Lötstelle abgegeben werden kann, wobei eine besonders konzentrierte Erhitzung der Lötstelle erzielbar ist. Beim Ablöten von Teilen kann die Ausnehmung 5 dazu dienen, das geschmolzene Lot aufzunehmen und mit dem Lötkolben sicher abzuführen. Die Form der Ausnehmung 5 kann auch konisch oder zylindrisch sein, je nach Anforderungen.
Fig. 4 zeigt eine Lötkolbenspitze 6 aus Diamant, die auf einen Metallträger 7 aufgelötet ist. Sowohl die Diamantspitze 6 als auch der Träger 7 weisen eine durchgehende zentrale Bohrung 8 bzw. 9 auf, welche dem Zu- oder Wegleiten von geschmolzenem Lot und/oder dem Zuführen von Hilfsstoffen, z. B. Fussmittel dienen kann. Beim Ablöten von Teilen ist es besonders interessant, das geschmolzene Lot durch den Kanal 8, 9 abzusaugen und damit ein sauberes Arbeiten zu ermöglichen. Die durchgehende Bohrung 8 des Diamants 6 kann auch anders als dargestellt ausgebildet sein und beispielsweise als spezielle Düse oder zur Erzielung einer Kapillarwirkung geformt und dimensioniert sein.
Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform der Lötspitze 10 aus Diamant, die in einem Metallträger 11 eingesetzt ist.
Die eigentliche Spitze des Diamantstäbchens 10 kann konisch oder pyramidenförmig gerade oder schräg, axialsymmetrisch oder abgeflacht ausgebildet sein. Die eigentliche Spitze kann abgerundet sein wie dargestellt oder mit einer ebenen Fläche gerade oder schräg abgeschlossen oder schliesslich scharf zugespitzt sein.
Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei welcher ein etwa kugelförmiger, roh bearbeiteter Diamant 12 als Lötspitze mit einem Metallträger 13 verlötet ist. Es hat sich gezeigt, dass eine rohe d.h. nicht sehr glatte Bearbeitung des Diamanten eine bessere Haftung des Lotes ergibt. Anstelle des dargestellten, etwa kugelförmigen roh bearbeiteten Diamanten kann ein unbearbeiteter Diamant passender Form, beispielsweise ein natürliches Oktaederkorn oder ein gesplittertes Korn verwendet werden. An einem solchen Korn kann nötigenfalls die eine Seite mehr oder weniger glatt bearbeitet sein, um eine feste Verbindung mit gutem Wärmeübergang zwischen dem Diamanten und dem Metallträger zu erzielen.
Fig. 7 zeigt als weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung den Schreibarm 14 eines Thermoschreibers. In Fig. 7 sind die Stellen 15 zur Lagerung des Armes sowie die elektrische Zuleitung 16 für den im Arm untergebrachten Heizkör
per dargestellt. Die aus Diamant bestehende Schreibspitze
17 kann beispielsweise gemäss Fig. 8 in einem konvex gewölbten Blechteil 18 des Heizkopfes des Schreibarms 14 sitzen, d.h. durch eine Öffnung des Bleches 18 durchragen und in demselben mittels Lot 19 befestigt sein. Im übrigen kann die Schreibspitze 17 in einem hitzebeständigen Kitt 20 eingebettet sein.
Gemäss Fig. 9 kann eine kugelförmige Schreibspitze 21 in eine geprägte Vertiefung des Bleches 18 eingelötet sein.
Auch in diesem Falle befindet sich an der Innenseite des Bleches 18 der Kitt 20.
Gemäss Fig. 10 ist in eine Öffnung des Bleches 18 ein Metallhalter 22, beispielsweise aus Kupfer eingesetzt und mittels Lot 23 verlötet. Im Halter 22 ist ein Diamant-Korn
24 gefasst, beispielsweise eingelötet.
Die auf das wärmeempfindliche Schreibmaterial aufliegende Stirnfläche der Schreibspitzen 17, 21 bzw. 24 sind sehr genau bearbeitet und ergeben ausserordentlich scharfe und genaue Aufzeichnungen, die eine entsprechend genaue Auswertung aufgezeichneter Diagramme gestattet. Dank der ausserordentlich hohen Abriebfestigkeit dieser Schreibspitzen aus Diamant ist deren Lebensdauer ausserordentlich hoch. Schliesslich ist die hohe thermische Leitfähigkeit dieser Diamantspitzen von besonderem Vorteil zur Erzielung einer gleichmässigen Erwärmung des Schreibmaterials.
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PATENT CLAIMS
1. Device with a heatable carrier on which a tip is provided for local heating of an object, characterized in that a diamond tip (2, 3, 6, 10, 12, 17, 21, 24) is provided.
2. Device according to claim 1, characterized in that the diamond tip (2, 3, 6, 10, 12) is soldered onto a metal pin (1, 4, 7, 11, 13).
3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the diamond tip is designed as a soldering tip (2, 3, 6, 10, 12).
4. Apparatus according to claim 3, characterized in that the diamond tip (6) and the pin (7) has a bore for the supply or discharge of solder and / or auxiliary materials.
5. Apparatus according to claim 3, characterized in that the diamond tip (3) has a recess (5) on the free end face.
6. Apparatus according to claim 3, characterized in that the diamond tip is designed as a rough machined ball (12) with a rough surface.
7. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the diamond tip is designed as a writing tip (17, 21, 24) of a thermal pen.
8. Apparatus according to claim 7, characterized in that the diamond tip (17) passes through an opening of a holding plate (18) and is soldered in the same.
9. Apparatus according to claim 7, characterized in that a spherical diamond (21) sits in a recess of a holding plate (18) and is soldered to the same.
10. Apparatus according to claim 7, characterized in that a diamond (24) is set in a pin (22) which sits in an opening of a holding plate (18).
The present invention relates to a device with a heatable carrier, on which a tip is provided for local heating of an object. Such devices, for example soldering irons, have tips made of metal, for example made of copper or a copper alloy, which are used to heat the solder or the like. If very fine tips are required, for example for soldering components in microelectronics, considerable problems arise, especially as a result of the insufficient chemical resistance and / or rapid contamination of the tip.
It is the aim of the present invention to provide a device for local heating of an object with a heating tip which is extremely resistant to chemical and mechanical influences and at the same time has a very good thermal conductivity. The device according to the invention is characterized in that a diamond tip is provided. It has been shown that diamond tips, for example as soldering iron tips, are excellently suited for very fine work due to their known high mechanical strength and thermal conductivity as well as their chemical resistance.
The invention will now be explained in more detail with the aid of a few exemplary embodiments.
1 shows part of a soldering iron,
2-6 show different embodiments of soldering iron tips,
Fig. 7 shows a writing arm of a thermal pen, and
8-10 show exemplary embodiments of a diamond writing tip.
1 has a metal carrier 1 in which there can be an electrical heater, the upper part of which can be inserted into a heating cartridge or which can be heated in a manner not shown by means of a flame. A soldering tip 2 made of natural diamond, synthetic diamond or polycrystalline diamond, for example from the materials known under the trade names COMPAX or SYNDITE, is inserted into a small recess at the lower end of the carrier 1. The diamond tip can be soldered into the recess of the carrier using a special method.
Fig. 2 shows the soldering tip 2 and the lower end of the carrier 1 on a larger scale. In this case, the diamond tip 2 has a square cross section and is cut off obliquely at the free end. However, the cross section of the diamond tip could also be triangular, polygonal or round. The surface at the free end of the diamond tip could also be perpendicular to the axis of the diamond rod or it could be a rounded or curved surface, the shape of which is adapted to the work to be carried out.
FIG. 3 shows a further embodiment of a diamond soldering tip, which is designated by 3. The diamond tip 3 is soldered onto a metal carrier 4. At its free end, it has an approximately hemispherical recess 5, in which the solder can be heated and then released onto the soldered joint, with a particularly concentrated heating of the soldered joint being achievable. When unsoldering parts, the recess 5 can serve to receive the molten solder and safely discharge it with the soldering iron. The shape of the recess 5 can also be conical or cylindrical, depending on the requirements.
4 shows a soldering iron tip 6 made of diamond, which is soldered onto a metal carrier 7. Both the diamond tip 6 and the carrier 7 have a continuous central bore 8 or 9, which the supply or removal of molten solder and / or the supply of auxiliary materials, for. B. foot means can serve. When unsoldering parts, it is particularly interesting to suck off the molten solder through the channels 8, 9 and thus enable clean work. The through bore 8 of the diamond 6 can also be configured differently from that shown and can be shaped and dimensioned, for example, as a special nozzle or to achieve a capillary effect.
FIG. 5 shows a further embodiment of the soldering tip 10 made of diamond, which is inserted in a metal carrier 11.
The actual tip of the diamond rod 10 can be conical or pyramid-shaped, straight or oblique, axially symmetrical or flattened. The actual tip can be rounded as shown or finished with a flat surface, straight or obliquely, or finally sharply pointed.
FIG. 6 shows a further embodiment in which an approximately spherical, roughly machined diamond 12 is soldered to a metal carrier 13 as a soldering tip. It has been shown that a raw i.e. not very smooth processing of the diamond results in better adhesion of the solder. Instead of the roughly spherical rough-worked diamond shown, an unworked diamond of suitable shape, for example a natural octahedron grain or a splintered grain, can be used. If necessary, one side of such a grain can be machined more or less smoothly in order to achieve a firm connection with good heat transfer between the diamond and the metal carrier.
7 shows the writing arm 14 of a thermal recorder as a further exemplary embodiment of the invention. In Fig. 7 are the points 15 for mounting the arm and the electrical lead 16 for the radiator housed in the arm
represented by. The writing tip made of diamond
For example, according to FIG. 8, 17 can sit in a convexly curved sheet metal part 18 of the heating head of the writing arm 14, i.e. protrude through an opening of the sheet 18 and be fastened therein by means of solder 19. Otherwise, the writing tip 17 can be embedded in a heat-resistant putty 20.
9, a spherical writing tip 21 can be soldered into an embossed recess in the sheet 18.
In this case too, the putty 20 is located on the inside of the sheet 18.
10, a metal holder 22, for example made of copper, is inserted into an opening in the sheet 18 and soldered by means of solder 23. In the holder 22 is a diamond grain
24 captured, for example soldered.
The end face of the writing tips 17, 21 and 24, which rests on the heat-sensitive writing material, has been processed very precisely and results in extraordinarily sharp and precise recordings, which permits a correspondingly precise evaluation of recorded diagrams. Thanks to the extremely high abrasion resistance of these diamond writing tips, their lifespan is extremely long. Finally, the high thermal conductivity of these diamond tips is of particular advantage in order to achieve uniform heating of the writing material.