CN103207028A

CN103207028A - 烙铁头温度测量装置及用于其的温度传感器

Info

Publication number: CN103207028A
Application number: CN2013100148697A
Authority: CN
Inventors: 吉原史治; 池田雄亮
Original assignee: Taiyo Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Taiyo Electric Industry Co Ltd
Priority date: 2012-01-17
Filing date: 2013-01-15
Publication date: 2013-07-17
Anticipated expiration: 2033-01-15
Also published as: CN103207028B; JP5830388B2; JP2013148369A

Abstract

一种烙铁头温度测量装置及用于其的温度传感器，该烙铁头温度测量装置用的温度传感器包括：金属制的传感器芯片，使烙铁头与所述传感器芯片接触；热电偶，具有与所述传感器芯片接合的测温接点；以及金属丝网支撑体，所述传感器芯片安装于所述金属丝网支撑体，其中，所述金属丝网支撑体通过被烙铁头温度测量装置主体支撑而保持为张开设置状态。

Description

烙铁头温度测量装置及用于其的温度传感器

技术领域

本发明涉及用于测量钎焊烙铁的烙铁头（前端）的温度的温度传感器、以及安装该温度传感器加以使用的钎焊烙铁的烙铁头温度测量装置。

背景技术

在用跨接线等焊接电子电路基板的端子间时，管理钎焊烙铁的烙铁头的温度是很重要的，因此，一直使用温度测量装置测量烙铁头温度。

作为现有的钎焊烙铁的烙铁头温度测量装置，已知有在日本专利特开平10-144452号公报中记载的装置。

在日本专利特开平10-144452号公报记载的烙铁头温度测量装置中，使形成热电偶的两种不同的金属材料分离地配置，并利用烙铁头使该不同种的金属材料处于电接触状态，从而检测烙铁头温度。

然而，该测量装置需要使烙铁头与分离的不同种的金属材料的双方接触，存在难以进行测量操作这一问题。因此，还考虑如下的烙铁头温度测量装置：使用对于焊料的润湿性高的金属材料制的传感器芯片作为使烙铁头接触的部件，将该传感器芯片安装于由金属制带板形成的支撑体上，并使用将热电偶的测温接点与传感器芯片接合的温度传感器。

然而，已知在将传感器芯片安装于由金属制带板形成的支撑体上时，由于传感器芯片的热通过支撑传感器芯片的支撑体而逃逸，所以不能够高精度地测量烙铁头温度。因此，为了减少成为热的逃逸路径的支撑体的实际截面积，虽然有在支撑体内放入狭缝等的想法，但仍然存在不能充分地减少热逃逸的这一问题。

发明内容

本发明的方式的目的在于提供大幅地抑制通过稳定支撑传感器芯片的支撑体的热逃逸，从而减少温度的测量误差的烙铁头温度测量装置用的温度传感器、以及安装该温度传感器加以使用的烙铁头温度测量装置。

为了解决上述问题，本发明的方式涉及的烙铁头温度测量装置用的温度传感器及烙铁头温度测量装置采用以下的单元。

（1）本发明的一方面的烙铁头温度测量装置用的温度传感器包括：金属制的传感器芯片，使所述烙铁头与所述传感器芯片接触；热电偶，具有与所述传感器芯片接合的测温接点；以及金属丝网支撑体，所述传感器芯片安装于所述金属丝网支撑体，其中，所述金属丝网支撑体通过被烙铁头温度测量装置主体支撑而保持为张开设置状态。

由此，能够极力抑制热通过支撑传感器芯片的部件而逃逸。也就是说，上述金属丝网支撑体与由截面外形尺寸相同的金属制带板构成的支撑体、或为实际减少截面积而将狭缝设置于金属板的支撑体相比，热的逃逸路径的实际截面积小。因此，能够减少传感器芯片通过支撑体的散热量。

（2）根据上述（1）所记载的方面，在所述金属丝网支撑体的中央的表面配置所述传感器芯片，在所述金属丝网支撑体的中央的背面配置所述热电偶的所述测温接点，利用电焊将所述传感器芯片、所述金属丝网支撑体以及所述热电偶的所述测温接点接合成一体。

由此，能够提高传感器主要部分的强度和整体性，且能够高精度地测量传感器芯片的温度。

（3）根据上述（1）或（2）所记载的方面，在所述烙铁头温度测量装置用的温度传感器中，在所述金属丝网支撑体的两端设有一对安装部，所述一对安装部具有用于使在所述烙铁头温度测量装置主体设置的一对支撑销嵌入的开口部。

由此，仅靠将安装部嵌入烙铁头温度测量装置主体的支撑销，就能够在烙铁头温度测量装置主体容易地设置温度传感器，能够容易地进行温度传感器的更换。

（4）根据上述（3）所记载的方面，所述安装部包括：树脂制的固定板，与所述金属丝网支撑体接合且具有开口部；金属制的垫圈，配置在所述固定板上且与所述热电偶的金属导线的端部接合；以及筒状的金属制的孔眼，贯通所述垫圈的开口部与设置在所述固定板的开口部而配置，以固定所述垫圈与所述固定板，所述金属丝网支撑体通过使所述烙铁头温度测量装置主体的所述支撑销嵌入所述孔眼的开口部而被安装于所述烙铁头温度测量装置主体。

由此，能够减少通过金属丝网支撑体的两端而向烙铁头温度测量装置主体的支撑销侧逃逸的热量。

（5）本发明的其他方面的烙铁头温度测量装置包括：主体；上述（3）或（4）所记载的温度传感器；以及一对支撑销，设置于所述主体，支撑所述温度传感器，其中，所述一对支撑销中的至少一个沿调节所述一对支撑销之间的距离的方向自由移动地设置。

由此，在缩短一对支撑销之间的距离的状态下，使各温度传感器的安装部嵌入各支撑销，在该状态下，通过向使支撑销之间的距离变长的方向调节支撑销的位置，从而能够简单地将温度传感器的金属丝网支撑体保持在张开设置状态（保持张力的状态），能够稳定地支撑传感器芯片。

（6）根据上述（5）所记载的方面，所述烙铁头温度测量装置设置有：施力单元，向使所述一对支撑销之间的距离变长的方向对所述一对支撑销中的自由移动地设置的支撑销施力；以及销移动操作机构，抵抗所述施力单元的施力而使所述自由移动地设置的支撑销向缩短所述一对支撑销之间的距离的方向移动。

由此，在操作销移动操作机构以缩短支撑销之间的距离的状态下，使温度传感器的各安装部嵌入各支撑销，在该状态下，通过停止销移动操作机构的操作，从而利用施力单元的作用，能够向使支撑销之间的距离变长的方向进行调节。由此，能够简单地将温度传感器的金属丝网支撑体保持在张开设置状态（保持张力的状态），能够稳定地支撑传感器芯片。

依据上述（1）的方面，在金属丝网支撑体上安装有与热电偶的测温接点接合的传感器芯片（对焊料的润湿性高的金属制芯片），所以能够极力抑制通过支撑传感器芯片的部件的热逃逸。

也就是说，金属丝网与截面外形尺寸相同的金属板、或为实际减少截面积而在金属板设置狭缝的金属板相比，能够减少热的逃逸路径的实际截面积，所以能够减少传感器芯片通过支撑体的散热量。

因此，经由传感器芯片，能够利用热电偶高精度地测量烙铁头的温度。另外，将带板状的金属丝网用作传感器芯片的支撑体，所以能够以稳定的姿势保持传感器芯片，能够容易地使烙铁头与小的传感器芯片接触。因此，能够简单地进行测量。

依据上述（2）的方面，由于通过电焊整体地接合传感器芯片、热电偶的测温接点以及金属丝网支撑体，所以能够提供传感器主要部分的强度和整体性，能够高精度地测量传感器芯片的温度。

依据上述（3）的方面，在金属丝网支撑体的两端设有具有用于嵌入烙铁头温度测量装置主体的一对支撑销的开口的安装部。因此，所以仅靠将这些安装部嵌入烙铁头温度测量装置主体的支撑销，就能够容易地在烙铁头温度测量装置主体设置温度传感器，且能够容易地更换温度传感器。

依据上述（4）的方面，金属丝网支撑体的两端与非金属制的、而是导热性低的树脂制的固定板接合，所以能够减少通过金属丝网支撑体的两端向烙铁头温度测量装置主体的支撑销侧逃逸的热量。

另外，从热电偶到烙铁头温度测量装置主体的电气导通路径，经由与固定板重叠配置的垫圈、以及固定垫圈与固定板的孔眼而得到确保，所以能够保证稳定的测量。

依据上述（5）的方面，一对支撑销中的至少一个沿调节一对支撑销之间的距离的方向自由移动地设置，所以在缩短支撑销之间的距离的状态下，能够使温度传感器的各安装部嵌入各支撑销。其后，通过向使支撑销之间的距离变长的方向进行调节，从而能够简单地将温度传感器的金属丝网支撑体保持在张开设置状态（保持张力的状态），能够稳定地支撑传感器芯片。

依据上述（6）的方面，在操作销移动操作机构以缩短支撑销之间的距离的状态下，使温度传感器的各安装部嵌入各支撑销，在该状态下，通过停止销移动操作机构的操作，从而利用施力单元的作用，从而能够沿使支撑销之间的距离变长的方向进行调节。

由此，能够简单地将温度传感器的金属丝网支撑体保持为张开设置状态（保持张力的状态），且能够稳定地支撑传感器芯片。

附图说明

图1是本发明的实施方式的安装了温度传感器的烙铁头温度测量装置的结构图，图1的（a）是俯视图，图1的（b）是左侧视图，图1的（c）是图1的（a）的Ic-Ic部的截面图。

图2A是本发明的实施方式的温度传感器的俯视图。

图2B是本发明的实施方式的烙铁头温度测量装置中的温度传感器的固定部的放大截面图。

图2C是示出构成温度传感器的传感器芯片、热电偶的测温接点以及金属丝网支撑体的关系的主要部分的放大图。

图3是说明本发明的实施方式的温度传感器的制造方法的图。

具体实施方式

以下，基于附图说明本发明的实施方式。

图1是本实施方式的安装了温度传感器的烙铁头温度测量装置的结构图。烙铁头温度测量装置1由烙铁头温度测量装置主体（主体）10与温度传感器100构成。烙铁头温度测量装置主体10在由树脂成形品形成的外壳11的内部内置省略图示的控制装置，所以在外壳11的表面的一侧具有测量部12，在另一侧具有操作部13。

在操作部13设有：显示检测温度等的显示部4；接通（ON）/断开（OFF）装置的电源的电源开关5；以保持显示测量峰值的方式进行指示或切换各种模式的保持/模式开关6；以及在进行温度传感器100的寿命评价时将评价值的累积值重置为零的传感器重置开关7。

测量部12被圆环状的防止飞散壁15包围。防止飞散壁15是堤状的隆起壁，其在使钎焊烙铁H的前端与设置于测量部12的温度传感器100接触以进行烙铁头温度的测量时用来防止焊料、焊剂向测量部12的外侧飞散，防止飞散壁15设置成兼顾温度传感器100的保护。

在被防止飞散壁15包围的测量部12的内底面，互相隔开间隔平行向上地配置有两个（一对）支撑销21、22。离操作部13较远侧的支撑销是被固定的固定支撑销21，离操作部13较近侧的支撑销是可移动的可动支撑销22。

可动支撑销22沿调节一对支撑销21、22之间的距离的方向（就是说，沿连结两个支撑销21、22的直线的方向）自由移动地设置。

如图2B所示，测量部12的内底面由平坦的底壁17构成，固定支撑销21的基端部21b插入该底壁17而固定。另外，在支撑可动支撑销22的基端部22b的部分，设有在外壳11组装的拉杆（tension lever）30的销支撑部37。该拉杆30是由与外壳11异体的树脂成形品形成的部件。

在外壳11的测量部12的底壁17设有使得能够沿可动支撑销22的移动方向移动该拉杆30的销支撑部37的间隙18与空间19。间隙18被使得销支撑部37不从间隙18脱落的滑动壁38覆盖，使焊料、焊剂不会通过间隙18而侵入外壳11的内部。

另外，空间19的入口由与可动支撑销22连接的橡胶垫圈40覆盖，使焊料、焊剂不会通过空间19而侵入外壳11的内部。

可动支撑销22的基端部22b插入拉杆30的销支撑部37而固定。固定支撑销21与可动支撑销22为相同的形状。支撑销21、22的前端的头部21a、22a形成为圆锥状。

支撑销21、22通过在头部21a、22a之下的中间细部（括れ部）21c、22c嵌入温度传感器100的两端的安装部108、109而能保持温度传感器100。

另外，支撑销21、22的基端侧经由电连接部26、27与省略图示的控制装置电连接。另外，测量部12的内底面为了保护树脂制的外壳11的底壁17而用铝制等的隔热板50覆盖。

如图1的（a）所示，支撑可动支撑销22的拉杆30具有在外壳11的侧面露出的杆操作部31，利用在杆操作部31与销支撑部37的中间配置的旋转轴32，可动支撑销22以能够在移动的平面内旋转的方式安装于外壳11。

另外，为了使拉杆30的旋转顺利，在拉杆30与外壳11之间设置长孔34，在该长孔34中设有可滑动的销33。

另外，拉杆30通过弹簧（施力单元）35被向一个旋转方向施力。由此，可动支撑销22沿使支撑销21、22之间的距离变长的方向（箭头A的方向）被施力。

由此，沿箭头B的方向按压杆操作部31时，拉杆30抵抗弹簧35的施力而沿箭头C的方向旋转，由此，可动支撑销22抵抗弹簧35的施力而沿箭头D的方向移动。

这里，具有销支撑部37与杆操作部31的拉杆30、以及自由旋转地支撑拉杆30的旋转轴32构成抵抗弹簧35的施力而使可动支撑销22沿缩短支撑销21、22之间的距离的方向移动的销移动操作机构。

接着，参照图2A~图2C来详细描述温度传感器100。

温度传感器100检测钎焊烙铁H的烙铁头温度并输出电信号。

温度传感器100具有：带板状且作为金属丝网制的支撑体的金属丝网（金網）支撑体101；与钎焊烙铁H的烙铁头接触的金属制的传感器芯片102；由一对金属导线104、105及测温接点106形成的热电偶103；以及在金属丝网支撑体101的两端设置的一对安装部108、109。

热电偶105的测温接点106是一对金属导线104、105的接合部，其与传感器芯片102接合。安装部108、109具有用于嵌入烙铁头温度测量装置主体10的一对支撑销21、22的开口部。

金属丝网支撑体101由例如线径为0.02mm~0.2mm、50~200个网孔（mesh）左右的SUS网构成。传感器芯片102由例如镍银·铁等的焊料润湿性高的金属构成。

此外，上述的数值是一个例子，本发明并不限定于上述的数值。

构成热电偶103的金属导线104、105由互相不同的材料构成，除两端以外的部分被套管（sleeve）107覆盖。

如图2C所示，在金属丝网支撑体101的长度方向中央的表面设有传感器芯片102，并在背面设有热电偶103的测温接点106，通过在该状态下进行电焊（点焊），将传感器芯片102、金属丝网支撑体101与热电偶103的测温接点106接合成一体。

金属丝网支撑体101通过利用在长度方向的两端设置的安装部108、109，由烙铁头温度测量装置主体10的支撑销21、22支撑，从而保持为张开设置（張設）状态。

接着，对温度传感器100的制造方法与温度传感器100的两端的安装部108、109的详细结构进行描述。

温度传感器100的两端的安装部108、109构成为包括：树脂制（例如，丙烯制）的固定板110、配置在固定板110上的金属制（例如，SUS制）的垫圈111、筒状的镀Ni的金属制的孔眼112以及热收缩管113、114。

固定板110是圆板状，且具有开口部。固定板110具有突片部110a，突片部110a利用热熔敷与金属丝网支撑体101的两端部接合。热电偶103的金属导线104、105的端部分别利用电焊与垫圈111接合。

孔眼112贯通垫圈111的开口部及固定板110的开口部而配置，以固定垫圈111与固定板110。热收缩管113、114以覆盖固定板110的被热熔敷的部分的方式安装。

此外，两侧的热收缩管113、114用颜色区分，以防止温度传感器100反向安装到烙铁头温度测量装置主体10的支撑销21、22。

使用图3来说明该温度传感器100的制造方法。准备金属丝网支撑体101与固定板110并利用热熔敷来接合。另外，利用电焊来接合金属丝网支撑体101、传感器芯片102与热电偶103的测温接点106。

另外，将热电偶103的金属导线104、105的端部电焊到垫圈111。接着，用孔眼112锁定（固定）垫圈111与固定板110。最后，用热收缩管113、114覆盖固定板110的热熔敷部，加热并使热收缩管113、114收缩。利用以上步骤，能够制成温度传感器100。

在将该温度传感器100安装于烙铁头温度测量装置主体10时，沿图1（a）的箭头B的方向按压拉杆30的杆操作部31，使可动支撑销22靠近内侧（箭头D的方向），在支撑销21、22嵌入温度传感器100的两端的安装部108、109的孔眼112的贯通孔（开口部）。

接着，在该状态下放开杆操作部31，弹簧35对可动支撑销22施力。可动支撑销22因弹簧35的力（施力）而沿使支撑销21、22之间的距离变长的方向（箭头A的方向）移动。由此，在对金属丝网支撑体101赋予了张力的状态下能保持温度传感器100。

在该状态下，接通（ON）电源开关5，使钎焊烙铁H的烙铁头与温度传感器100的传感器芯片102接触。于是，在显示部4显示检测温度。通过对其进行视觉确认，从而操作者能够确认烙铁头温度。

在本实施方式的烙铁头温度测量装置1的温度传感器100中，在金属丝网支撑体101上安装有与热电偶103的测温接点106接合的传感器芯片（焊接润湿性高的金属制芯片）102，所以能够极力抑制通过支撑传感器芯片102的部件的热逃逸。

也就是说，金属丝网与截面外形尺寸相同的金属板、为实际减少截面积而在金属板放入狭缝的金属板相比，能够减少热的逃逸路径的实际截面积，所以能够减少传感器芯片102通过金属丝网支撑体101的散热量。因此，经由传感器芯片102，能够利用热电偶103高精度地测量烙铁头的温度。

另外，将带状的金属丝网用作传感器芯片102的支撑体，所以能够以稳定的姿势保持传感器芯片102，能够容易地使烙铁头与小的传感器芯片102接触。因此能够简单地进行测量。

另外，通过电焊一体地接合传感器芯片102、热电偶103的测温接点106以及金属丝网支撑体101，所以能够提供传感器主要部分的强度和整体性，能够高精度地测量传感器芯片102的温度。

另外，在金属丝网支撑体101的两端设有具有用于嵌入烙铁头温度测量装置主体10的一对支撑销21、22的开口的安装部108、109，所以仅靠将这些安装部108、109嵌入烙铁头温度测量装置主体10的支撑销21、22，就能够容易地在烙铁头温度测量装置主体10设置温度传感器100，也能够容易地更换温度传感器100。

另外，金属丝网支撑体101的两端与非金属制的、而是导热性低的树脂制的固定板110接合，所以能够减少通过金属丝网支撑体101的两端向烙铁头温度测量装置主体10的支撑销21、22侧逃逸的热量。

另外，从热电偶103到烙铁头温度测量装置主体10的电气导通路径，经由与固定板110重叠的垫圈111、紧固（固定）垫圈111与固定板110的孔眼112而得到确保，所以能够保证稳定的计测。

另外，依据上述结构的烙铁头温度测量装置1，一对支撑销21、22之中的至少一个沿调节一对支撑销21、22之间的距离的方向自由移动地设置。

由此，在缩短支撑销21、22之间的距离的状态下，在支撑销21、22嵌入温度传感器100的安装部108、109，在该状态下，能够沿使支撑销21、22之间的距离变长的方向进行调节。因此，能够简单地将温度传感器100的金属丝网支撑体101保持在张开设置状态（保持张力的状态），能够稳定地支撑传感器芯片102。

另外，在操作构成销移动操作机构的拉杆30的杆操作部31而缩短支撑销21、22间的距离的状态下，向支撑销21、22嵌上温度传感器100的安装部108、109，在该状态下，通过停止杆操作部31的操作，利用弹簧35的作用，能够沿使支撑销21、22之间的距离变长的方向进行调节。

由此，能够简单地将温度传感器100的金属丝网支撑体101保持在张开设置状态（保持张力的状态），能够稳定地支撑传感器芯片102。

Claims

1.一种烙铁头温度测量装置用的温度传感器，其测量钎焊烙铁的烙铁头的温度，其特征在于，包括：

金属制的传感器芯片，使所述烙铁头与所述传感器芯片接触；

热电偶，具有与所述传感器芯片接合的测温接点；以及

金属丝网支撑体，所述传感器芯片安装于所述金属丝网支撑体，

其中，所述金属丝网支撑体通过被烙铁头温度测量装置主体支撑而保持为张开设置状态。

2.根据权利要求1所述的烙铁头温度测量装置用的温度传感器，其特征在于，

在所述金属丝网支撑体的中央的表面配置所述传感器芯片，在所述金属丝网支撑体的中央的背面配置所述热电偶的所述测温接点，

利用电焊将所述传感器芯片、所述金属丝网支撑体以及所述热电偶的所述测温接点接合成一体。

3.根据权利要求1或2所述的烙铁头温度测量装置用的温度传感器，其特征在于，

在所述烙铁头温度测量装置用的温度传感器中，在所述金属丝网支撑体的两端设有一对安装部，所述一对安装部具有用于使在所述烙铁头温度测量装置主体设置的一对支撑销嵌入的开口部。

4.根据权利要求3所述的烙铁头温度测量装置用的温度传感器，其特征在于，

所述安装部包括：树脂制的固定板，与所述金属丝网支撑体接合且具有开口部；金属制的垫圈，配置在所述固定板上且与所述热电偶的金属导线的端部接合；以及筒状的金属制的孔眼，贯通所述垫圈的开口部与设置在所述固定板的开口部而配置，以固定所述垫圈与所述固定板，

所述金属丝网支撑体通过使所述烙铁头温度测量装置主体的所述支撑销嵌入所述孔眼的开口部而被安装于所述烙铁头温度测量装置主体。

5.一种烙铁头温度测量装置，其特征在于，包括：

主体；

根据权利要求3或4所述的温度传感器；以及

一对支撑销，设置于所述主体，支撑所述温度传感器，

其中，所述一对支撑销中的至少一个沿调节所述一对支撑销之间的距离的方向自由移动地设置。

6.根据权利要求5所述的烙铁头温度测量装置，其特征在于，所述烙铁头温度测量装置设置有：

施力单元，向使所述一对支撑销之间的距离变长的方向对所述一对支撑销中的自由移动地设置的支撑销施力；以及

销移动操作机构，抵抗所述施力单元的施力而使所述自由移动地设置的支撑销向缩短所述一对支撑销之间的距离的方向移动。