JP2009166067A - Iron tip for lead-free solder, and its manufacturing method - Google Patents

Iron tip for lead-free solder, and its manufacturing method Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reliably prevent any rise of a solder, and to ensure the correctness of a soldering work using a lead-free solder, in particular, by an industrial robot by ensuring the uniformity of the solder feed. <P>SOLUTION: An iron plating layer (14) formed as a base plating, a hard chromium plating layer (16) formed on the surface of the iron plating layer except a contact surface (P) with a solder, and a black chromium plating layer (18) formed thereon in a superposing manner are provided on the entire surface of a base body (12) of an iron tip (10). A preliminary solder (22) and a non-heat-resistant resin (24) to cover the preliminary solder are formed on the iron plating layer of the solder contact surface part. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明はハンダごてのコテ先およびその製造方法に関し、より詳細には、鉛フリーハンダを使用した低温のハンダ付け作業、特に産業用ロボットを用いて鉛フリーハンダを使用して行うハンダ付け作業において、コテ先の最先端以外にハンダが上がってくる現象の防止や薬品に対する耐腐食性を高めること等を図ることでハンダ付け作業の正確性・迅速性を確保することを目的とした鉛フリーハンダ用コテ先およびその製造方法に関する。   The present invention relates to a soldering iron tip and a method of manufacturing the same, and more particularly, low-temperature soldering work using lead-free solder, particularly soldering work performed using lead-free solder using an industrial robot. In order to ensure the accuracy and speed of soldering work by preventing the phenomenon of solder rising in addition to the tip of the soldering iron and improving the corrosion resistance against chemicals, etc. The present invention relates to a soldering iron tip and a manufacturing method thereof.

ハンダ付けとは、ハンダ付け対象物とハンダ(以下「ハンダ付け対象物等」という。)がハンダ溶解温度まで温まった際に、金属表面に化合金属膜が生成され結合される金属溶接の一種であり、ハンダごての役割はハンダ付け対象物等をハンダ溶解温度まで温めるための熱量を供給することである。   Soldering is a type of metal welding in which a compound metal film is formed and bonded to the metal surface when the soldering object and solder (hereinafter referred to as “soldering object etc.”) are heated to the solder melting temperature. The role of the soldering iron is to supply an amount of heat for warming the soldering object etc. to the solder melting temperature.

従来からあるコテ先はハンダごて本体の先端に設けられた発熱体を備えたヒータ部に取り付けられて使用されるものであり、コテ先の基本構成である基体は銅素材を用いて例えばペン先形状に形成される。   A conventional iron tip is used by being attached to a heater portion having a heating element provided at the tip of a soldering iron main body, and the base, which is the basic structure of the iron tip, uses a copper material, for example, a pen. It is formed in a tip shape.

コテ先の基体には熱伝導率が良好な銅材が用いられ、この銅材にはこれまで主としてタフピッチ銅や燐脱酸銅が用いられることが多かった。ここでコテ先を銅材のみで構成すると、銅材は加熱に対して酸化が激しく、またハンダの溶材である錫による侵食のために短期間の間に損耗してしまうといった問題があった。そのため銅材の保護を図り、また、ハンダとの濡れ性を高めるために、銅材の基体の表面全体には鉄メッキが施されるのが一般的である。   A copper material having good thermal conductivity is used for the base of the iron tip, and tough pitch copper and phosphorous deoxidized copper have been often used for this copper material. Here, when the iron tip is composed only of a copper material, there is a problem that the copper material is strongly oxidized by heating and is worn out in a short time due to erosion by tin which is a soldering material. Therefore, in order to protect the copper material and to improve the wettability with the solder, the entire surface of the copper substrate is generally subjected to iron plating.

しかしながらコテ先の基体の表面に鉄メッキを施すのみでは、コテ先の先端に不溶解のスケールができて次のハンダを溶かす支障となることがあり、またフラックスの活性化によりコテ先の最先端以外にハンダが上がってくる現象が発生しハンダ付け作業を阻害することがあった。
そこでハンダとの接触面を除く鉄メッキ層の表面に硬質クロムメッキ層を形成し、ハンダが含有するフラックスに対する耐性を高めたコテ先なども使用されている。
However, if iron plating is only applied to the surface of the tip of the iron tip, an insoluble scale may be formed at the tip of the iron tip, which may hinder the next solder from being melted. In addition to this, there was a phenomenon in which the solder was raised, which hindered the soldering work.
For this reason, a soldering tip or the like in which a hard chromium plating layer is formed on the surface of the iron plating layer excluding the contact surface with the solder and resistance to the flux contained in the solder is increased.

また、例えば特許文献1や特許文献2の「半田こて先」のように鉄メッキを施した基体の最先端以外にクロムメッキ(硬質クロムメッキ)を施し、さらにこのコテ先全体にアルミニウムメッキなどを施した発明なども発案されている。   Further, for example, a chrome plating (hard chrome plating) is applied in addition to the state of the iron-plated base as in the “soldering tip” in Patent Document 1 and Patent Document 2, and the entire iron tip is plated with aluminum. Invented inventions have also been proposed.

ところで近年では、環境問題への取り組みによる規制から、有鉛ハンダから鉛フリーハンダへの移行が増加してきている。鉛フリーハンダとは有鉛ハンダに比べ低温で作業を行うハンダであり、従来の一般的なハンダである有鉛ハンダの作業温度域が450度〜500度以上のであるのに対し、鉛フリーハンダの作業温度域は350度付近となっている。これは一般的な有鉛ンダ自体の融点は180度〜230度であるものの、高い温度(450度〜500度以上)で作業すればハンダが早く溶けるため、作業効率向上のために高温での作業が行われる一方、鉛フリーハンダの作業温度域が350度付近と低温であるのは、鉛フリーハンダで高温作業を行おうとしても、ハンダの高温酸化が顕著でかつ強固な酸化膜が形成されるためハンダを弾く現象が起き作業そのものができなくなってしまうこと、および、380度を超えたあたりから極端にコテ先の消耗度合いが加速し、生産ラインにおいては量産体制に入れないほどコストがかかってしまうこと等の理由によるものである。   By the way, in recent years, the shift from leaded solder to lead-free solder has been increasing due to regulations based on environmental issues. Lead-free solder is a solder that works at a lower temperature than lead-free solder, while lead-free solder, which is a conventional general solder, has a working temperature range of 450 to 500 degrees Celsius, while lead-free solder The working temperature range is around 350 degrees. This is because general leaded solder itself has a melting point of 180 to 230 degrees, but if it is operated at a high temperature (450 to 500 degrees or more), the solder melts quickly. On the other hand, the work temperature range of lead-free solder is as low as around 350 ° C. Even if high-temperature work is performed with lead-free solder, high-temperature oxidation of the solder is remarkable and a strong oxide film is formed. As a result, the phenomenon of soldering occurs and the work itself cannot be performed, and the degree of wear of the tip is extremely accelerated from around 380 degrees, and the production line is too costly to enter the mass production system. This is due to reasons such as it takes.

また近年ではハンダ付け作業の自動化が拡大しており、精密かつ迅速なハンダ付けが要求される産業用ロボットによる鉛フリーハンダを用いたハンダ付け作業では、コテ先の最先端以外にハンダが上がってくることでハンダ付け作業を阻害する現象をより効果的に防止することが必要とされる。すなわち産業用ロボットを用いたハンダ付け作業ではハンダ付けに使用されるハンダ量が一定で、かつ、決められた狭小な範囲内で、さらに短時間のうちに比較的低温でハンダ付けをする必要があるが、基体に鉄メッキ層を形成しただけのコテ先などではフラックス中の塩素分に対する耐腐食性が十分ではなかった。また鉄メッキにさらに硬質クロムメッキ層を形成したコテ先でも、350度程度の領域では硬質クロムメッキの耐腐食性・耐薬品性が低いといった問題があった。
実公昭43−2995号公報 実公昭43−5861号公報
Also, in recent years, automation of soldering work has expanded, and soldering work using lead-free solder by industrial robots that require precise and quick soldering has increased in addition to the cutting edge of the iron tip. Therefore, it is necessary to effectively prevent the phenomenon that hinders the soldering work. In other words, in the soldering work using an industrial robot, it is necessary to perform soldering at a relatively low temperature within a short time in a narrow range that is fixed in the amount of solder used for soldering. However, the tip of an iron plate with an iron plating layer formed on the substrate has not been sufficiently resistant to corrosion by chlorine in the flux. Further, even with a soldering tip in which a hard chrome plating layer is further formed on iron plating, there is a problem that the corrosion resistance and chemical resistance of the hard chrome plating are low in the region of about 350 degrees.
Japanese Utility Model Publication No. 43-2959 Japanese Utility Model Publication No. 43-5861

このように産業用ロボットを用いて鉛フリーハンダを使用して行うハンダ付け作業では、コテ先の所望の最先端部分にのみ最適量のハンダをのせて作業を行う必要があるが、従来からあるコテ先ではその最先端以外にハンダが上がってくる現象が続くとハンダ中のフラックスにより硬質クロムメッキ等が腐食してしまい、その結果として作業の正確性が損なわれることがあった。またコテ先の耐久性が低いと、頻繁にその交換を行う必要があり、また作業性も悪くなるためハンダ付けのコストが上昇してしまうといった問題もあった。   As described above, in the soldering work performed using the lead-free solder using the industrial robot, it is necessary to perform the work by placing an optimum amount of solder only on the desired most advanced portion of the iron tip. If the soldering phenomenon continues on the tip of the soldering iron other than the cutting edge, the hard chromium plating or the like is corroded by the flux in the soldering, and as a result, the accuracy of the work may be impaired. Further, when the durability of the soldering tip is low, it is necessary to frequently replace it, and the workability is also deteriorated, so that the cost of soldering is increased.

本発明は上記問題点を解決すべく創案されたもので、鉛フリーハンダを使用した低温のハンダ付け作業、特に産業用ロボットにより鉛フリーハンダを用いて行うハンダ付け作業において、コテ先の最先端以外にハンダが上がってくる現象をより一層有効に防止することで、コテ先の所望の最先端部分にのみ最適量のハンダがのるようにしてハンダ付け作業の正確性を確保し、また、コテ先の耐久性を高めることでハンダ付けのコストの上昇を抑えることが可能な鉛フリーハンダ用コテ先およびその製造方法を提供することを目的とする。   The present invention was devised to solve the above-mentioned problems. In the soldering work using a lead-free solder using a lead-free solder, especially in the soldering work performed using the lead-free solder by an industrial robot, the tip of the tip is used. In addition to preventing the phenomenon of solder rising more effectively, the soldering work accuracy is ensured by placing an optimal amount of solder only on the desired tip of the iron tip, An object of the present invention is to provide a lead-free soldering iron tip capable of suppressing an increase in soldering cost by increasing the durability of the iron tip and a method for manufacturing the same.

上記目的を達成するため本発明は、コテ先(10)の基体(12)表面全体に下地メッキとして施された鉄メッキ層(14)と、ハンダとの接触面(P)を除く該鉄メッキ層の表面に施された硬質クロムメッキ層(16)およびこれに重ねて施された黒色クロムメッキ層(18)を有する、ことを特徴とする鉛フリーハンダ用コテ先を提供する。
なお黒色クロムメッキは、硬質クロムめっきとは異なり、金属クロムと酸化クロム(クロムの低級酸化物)とからなっており、厚く付けることはできずまた硬度も低くなるが、低いハンダ濡れ性、高い耐食性および熱吸収性を有する。
In order to achieve the above object, the present invention provides an iron plating layer (14) applied as a base plating to the entire surface of the base (12) of the iron tip (10) and the iron plating excluding the contact surface (P) with the solder. There is provided a lead-free soldering iron tip having a hard chrome plating layer (16) applied on the surface of the layer and a black chrome plating layer (18) applied thereon.
Black chrome plating, unlike hard chrome plating, consists of metal chrome and chromium oxide (a lower oxide of chromium) and cannot be applied thickly and has low hardness, but low solder wettability and high Corrosion resistance and heat absorption.

ここで、前記ハンダ接触面(P)部分の鉄メッキ層(14)上に、予備ハンダ(22)と該予備ハンダを覆うように非耐熱樹脂(24)を被着する、ことが好ましい。   Here, it is preferable to deposit the non-heat-resistant resin (24) on the iron plating layer (14) of the solder contact surface (P) portion so as to cover the pre-solder (22) and the pre-solder.

なお、前記基体(12)は無酸素銅であり、また、前記鉄メッキ層(14)は200μm〜1500μmの膜厚を有する、ものとする。   In addition, the said base | substrate (12) is an oxygen free copper and the said iron plating layer (14) shall have a film thickness of 200 micrometers-1500 micrometers.

また本発明は、コテ先(10)の基体(12)表面全体に下地メッキとして鉄メッキ(14)を施し、ハンダとの接触面(P)を除く鉄メッキ層の表面に硬質クロムメッキ(16)およびこれに重ねて黒色クロムメッキ(18)を施した、ことを特徴とする鉛フリーハンダ用コテ先の製造方法を提供する。   In the present invention, the entire surface of the base (12) of the iron tip (10) is subjected to iron plating (14) as a base plating, and the surface of the iron plating layer excluding the contact surface (P) with the solder is plated with hard chromium (16 And a method for producing a lead-free soldering iron tip characterized by being provided with black chrome plating (18) on top of this.

ここで、鉄メッキ(14)を施した基体(12)のハンダ接触面(P)上に予備ハンダ(22)を被着し、その上に該予備ハンダを覆う非耐熱樹脂(24)を被着する、ことが好ましい。   Here, preliminary solder (22) is applied onto the solder contact surface (P) of the base (12) subjected to iron plating (14), and non-heat-resistant resin (24) covering the preliminary solder is applied thereon. It is preferable to wear.

本発明によれば、表面全体に鉄メッキを施した基体の最先端(ハンダとの接触面)を除く鉄メッキ層の表面に、硬質クロムメッキおよびこれに重ねて黒色クロムメッキを施すことで、その低い濡れ性(高いハンダ弾き性)によりハンダ上がりを確実に防止できるとともに、硬質クロムより高い耐薬品性によりより効果的に腐食を防ぐことができ、特に産業用ロボットによるハンダ付け作業の正確性をハンダ供給量の均一性を担保することでより一層確保すると同時に、コテ先の消耗を大幅に低減させ生産ラインにおけるトータルコストの低減を実現することができる。
なお、硬質クロムメッキおよび黒色クロムメッキの二重メッキは、主に作業温度域が350度程度の鉛フリーハンダ付け作業に上記の優れた効果を発揮するものである。
According to the present invention, by applying hard chromium plating and black chrome plating on top of this to the surface of the iron plating layer excluding the most advanced surface (contact surface with the solder) of the base plated with iron over the entire surface, Its low wettability (high solder repellent property) can reliably prevent solder rise, and it can prevent corrosion more effectively due to its higher chemical resistance than hard chrome, especially the accuracy of soldering work by industrial robots By assuring the uniformity of the solder supply amount, it is possible to further secure the solder supply amount, and at the same time, to greatly reduce the wear of the iron tip and to realize a reduction in the total cost in the production line.
The double plating of hard chrome plating and black chrome plating exhibits the above-described excellent effect mainly in lead-free soldering work in which the working temperature range is about 350 degrees.

ここで前記ハンダ接触面部分の鉄メッキ層上に、予備ハンダと該予備ハンダを覆うように非耐熱樹脂を被着することで、コテ先最先端のハンダ接触面が使用開始前に空気と接触することによる酸化を防止することができるだけでなく、コテ先の製造時においてこの部分にメッキ層を形成しないためのマスキングとすることもできる。   Here, by applying non-heat-resistant resin on the iron-plated layer of the solder contact surface portion so as to cover the spare solder, the most advanced solder contact surface of the tip contacts the air before the start of use. In addition to preventing oxidation due to this, it can also be used as a mask to prevent the formation of a plating layer in this portion during the manufacture of the tip.

なお基体にタフピッチ銅などを用いた場合では、銅素材内部の酸素が熱膨張することで鉄メッキを押し上げ膨れを生じさせコテ先の熱伝導を低下させることがあったところ、基体に無酸素銅を用いてやると、無酸素銅はピンホール、亀裂、ガス発生なく鉄メッキの密着性が非常に良く、高温時でも鉄メッキ組織に膨れ剥離(年輪状の断層)が発生することがなく、断層に起因して発生するメッキ剥離やハンダ濡れ性の低下を回避することができる。
また、鉄メッキ層の膜厚を200μm〜1500μmとすることで、コテ先の長寿命化と製造コストの低減をバランスすることができる。
When tough pitch copper or the like is used for the base, the oxygen inside the copper material thermally expands, which may cause the iron plating to bulge and reduce the thermal conductivity of the iron tip. With oxygen, oxygen-free copper has very good adhesion of iron plating without pinholes, cracks and gas generation, and there is no swelling and peeling (annular faults) in the iron plating structure even at high temperatures, Plating peeling and solder wettability degradation caused by a fault can be avoided.
Further, by setting the film thickness of the iron plating layer to 200 μm to 1500 μm, it is possible to balance the life extension of the iron tip and the reduction of the manufacturing cost.

本発明は、有鉛ハンダに比べ低温(350度付近)で作業が行われる鉛フリーハンダを用いたハンダ付け作業、特に産業用ロボットを用いて鉛フリーハンダを使用して行うハンダ付け作業の正確性・迅速性を確保するための鉛フリーハンダ用コテ先およびその製造方法に関するものである。以下、本発明の好ましい実施形態を図面を参照して説明する。   The present invention provides accurate soldering work using lead-free solder, which is performed at a low temperature (around 350 degrees) compared to leaded solder, particularly using lead-free solder using an industrial robot. The present invention relates to a lead-free soldering iron tip and a method for manufacturing the same to ensure the reliability and speed. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

まず図1に産業用ロボットアーム先端に備えられるハンダごて本体31とこれに取り付けられて用いられる本発明の鉛フリーハンダ用コテ先10を示した。このハンダごて本体31はプログラムに従い所定の動作を行うロボットアーム33の先端部分に取り付けられており、ロボットアーム先端から丸棒状のヒータ部35が伸長している。なおロボットアーム33からは電源コードがヒータ部へと伸びている。
図1に透視的に示したヒータ部35は軸方向長さが5cm程度で外径が5mm程度のステンレス製の円筒37の中に、配線39、温度センサ41、発熱体43を収容した構造を有している。なお発熱体43はヒータ部35の先端部分に配置されている。温度センサ41は発熱体から所定の距離(例えば1cm)だけ離れた位置に配置され、後述するコテ先先端の温度が適切な作業温度となるように発熱体への通電を制御するための温度データを、ハンダ付け作業を管理するコンピュータ(図示せず)に伝達する。またヒータ部35のロボットアーム33への取り付け部分近傍には、後述する本発明の鉛フリーハンダ用コテ先を着脱自在に取り付けるための袋ナット45が止着されている。この袋ナット45を左回転させて緩めることでコテ先10の取り付け・取り外しが行われ、袋ナットを右回転させて締め付けることで袋ナット内に差し込んだコテ先10の末端部分がヒータ部35に固定される。
First, FIG. 1 shows a soldering iron body 31 provided at the tip of an industrial robot arm, and a lead-free soldering iron tip 10 of the present invention used by being attached thereto. This soldering iron body 31 is attached to the tip of a robot arm 33 that performs a predetermined operation according to a program, and a round bar-like heater portion 35 extends from the tip of the robot arm. A power cord extends from the robot arm 33 to the heater.
1 has a structure in which a wiring 39, a temperature sensor 41, and a heating element 43 are accommodated in a stainless steel cylinder 37 having an axial length of about 5 cm and an outer diameter of about 5 mm. Have. The heating element 43 is disposed at the tip of the heater unit 35. The temperature sensor 41 is arranged at a position away from the heating element by a predetermined distance (for example, 1 cm), and temperature data for controlling energization to the heating element so that the temperature at the tip of the iron tip described later becomes an appropriate working temperature. Is transmitted to a computer (not shown) that manages the soldering operation. Also, a cap nut 45 for removably attaching a lead-free soldering iron tip of the present invention, which will be described later, is fastened near the attachment portion of the heater portion 35 to the robot arm 33. The tip 10 is attached / removed by loosening the cap nut 45 by rotating it counterclockwise, and the end portion of the tip 10 inserted into the cap nut is tightened by rotating the cap nut clockwise to the heater unit 35. Fixed.

以上に説明したハンダごて本体31に取り付けられて使用される本発明の鉛フリーハンダ用コテ先10の具体的な実施例について図1および図2を参照して以下に説明する。図2は本実施例の鉛フリーハンダ用コテ先の構造を説明するために図1で丸枠で囲んだ部分を軸方向に一部切断した状態の断面図である。
鉛フリーハンダ用コテ先10は前述したヒータ部35に挿入される胴部51と、胴部の先端に取り付けられた先端がペン先形状をした基体12とから構成され、上記ハンダごて本体31のヒータ部35に取り付けて使用されるカートリッジ構造となっている。
A specific example of the lead-free soldering iron tip 10 of the present invention used by being attached to the soldering iron body 31 described above will be described below with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 2 is a sectional view of the lead-free soldering iron tip according to the present embodiment, in which the portion surrounded by a round frame in FIG. 1 is partially cut in the axial direction.
The lead-free soldering iron tip 10 is composed of a barrel portion 51 inserted into the heater portion 35 described above, and a base 12 having a tip attached to the tip of the barrel portion and having a pen point shape. The cartridge structure is used by being attached to the heater portion 35 of the cartridge.

胴部51は内径が6mm程度で軸方向長さが4cm程度の薄肉の円筒形状を有しており、その材質には熱伝導率の小さい金属、例えばステンレスが用いられている。胴部51は丸棒状のヒータ部35の外周に嵌挿され、ヒータ部の先端が最深部まで達すると同時に胴部末端部分(後端)が袋ナット45に挿入され、袋ナットを右回転させることでこれに止着される。   The body portion 51 has a thin cylindrical shape with an inner diameter of about 6 mm and an axial length of about 4 cm, and a metal having a low thermal conductivity, such as stainless steel, is used as the material thereof. The body part 51 is fitted on the outer periphery of the round bar-shaped heater part 35, and at the same time as the front end of the heater part reaches the deepest part, the body end part (rear end) is inserted into the cap nut 45 to rotate the cap nut clockwise. It is fixed to this.

胴部51の先端に取り付けられる基体12は、筒状の胴部に嵌挿することができる太さ(外径が7mm弱)の3cm程度の長さの中実円柱状の元部53と、先端に行くに従い縮径する2cm程度の長さのペン先形状の先端部55とからその外形が構成されている。なお元部53はその長さの半分程度までが胴部51に嵌挿されており、また元部は胴部に嵌挿した際に段差が発生しないようにその部分が胴部の肉厚分だけ径を小さくしている。なお先端部55の形状は本実施例ではペン先形状をしているがこれに限られるものではなく、用途に応じてハンダ付けに最適な様々な形状とすることができるのは勿論である。   The base body 12 attached to the tip of the body part 51 is a solid columnar base part 53 having a length of about 3 cm having a thickness (outer diameter is less than 7 mm) that can be fitted into the cylindrical body part, The outer shape is composed of a nib-shaped tip portion 55 having a length of about 2 cm that decreases in diameter toward the tip. The base part 53 is inserted into the body part 51 up to about half of its length, and the base part is the thickness of the body part so that no step is generated when the base part is inserted into the body part. Only the diameter is reduced. In this embodiment, the tip portion 55 has a pen tip shape, but is not limited to this, and it is needless to say that various shapes that are optimal for soldering can be used according to the application.

この基体12の素材には無酸素銅が用いられ、その表面全体には下地メッキとして鉄メッキ14が200μm〜1500μmの膜厚で施されている。この鉄メッキ14はハンダとの濡れ性を高めるためのものであり、所定の均一な膜厚を確保することで製品の長寿命化と良好な熱放出をバランスしている。
また鉄メッキ14が施された基体12はその先端部の最先端4mm程度の範囲がハンダとの接触面Pとなっている。この接触面Pを除く鉄メッキ層14の表面には硬質クロムメッキ層16およびこれに重ねて黒色クロムメッキ層18が形成されている。硬質クロムメッキ層16および黒色クロムメッキ層18の膜厚は合わせて5μm〜20μm程度となっている。この硬質クロムメッキ16は耐磨耗性およびハンダが含有するフラックスが対する耐食性を高めるため等のものであるが、鉛フリーハンダの作業温度である350度程度の領域では硬質クロムメッキの耐腐食性・耐薬品性が低いために、これに重ねて黒色クロムメッキ層18が形成されている。黒色クロムメッキ18の低い濡れ性(高いハンダ弾き性)およびより高い耐食性・耐薬品性により腐食を防いでハンダ上がりを確実に防止し、産業用ロボットによるハンダ付け作業の正確性をハンダ供給量の均一性を担保することでより一層確保すると同時に、コテ先の消耗を大幅に低減させ生産ラインにおけるトータルコストの低減を実現することができる。
Oxygen-free copper is used as the material of the base 12, and an iron plating 14 is applied to the entire surface as a base plating with a film thickness of 200 μm to 1500 μm. This iron plating 14 is intended to improve the wettability with the solder, and by ensuring a predetermined uniform film thickness, the product has a long life and good heat release.
Further, the base 12 on which the iron plating 14 is applied has a contact surface P with the solder in a range of about 4 mm at the tip of the tip. On the surface of the iron plating layer 14 excluding the contact surface P, a hard chrome plating layer 16 and a black chrome plating layer 18 are formed so as to overlap therewith. The film thicknesses of the hard chrome plating layer 16 and the black chrome plating layer 18 are about 5 μm to 20 μm in total. This hard chrome plating 16 is intended to increase wear resistance and corrosion resistance against the flux contained in the solder, etc., but in the region of about 350 ° C., which is the working temperature of lead-free solder, the corrosion resistance of the hard chrome plating. Since the chemical resistance is low, a black chrome plating layer 18 is formed on top of this. The black chrome plating 18 has low wettability (high solder repellent property) and higher corrosion and chemical resistance to prevent corrosion and to prevent the solder from rising, ensuring the accuracy of soldering work by industrial robots. By ensuring the uniformity, it is possible to further secure the cost, and at the same time, the consumption of the iron tip can be greatly reduced to reduce the total cost in the production line.

さらに鉄メッキ14が施されたコテ先最先端の接触面Pには、予備ハンダ22とこの予備ハンダを覆うように非耐熱樹脂24が被着されている。予備ハンダ22とは接触面Pの鉄メッキ14が露出して酸化してしまうことを防ぎ、また、コテ先10使用当初にハンダとコテ先最先端の接触面Pとのなじみをよくするためのものである。非耐熱性樹脂24としては例えばポリ塩化ビニルが用いられる。この樹脂は予備ハンダ22を保護するとともに、コテ先10の製造時においてこの部分にメッキ層を形成しないためのマスキングとして機能する。
なおこの樹脂は、コテ先10を初めて使用するために予熱することでひび割れて剥がれるため、これにヤニ入りハンダなどでさらに十分な(予備)ハンダをしてからコテ先は使用されることになる。
Further, the solder tip 24 and a non-heat-resistant resin 24 are attached to the contact surface P on the tip of the iron tip on which the iron plating 14 is applied so as to cover the spare solder. The spare solder 22 prevents the iron plating 14 on the contact surface P from being exposed and oxidized, and improves the familiarity between the solder and the tip contact surface P at the beginning of the use of the solder tip 10. Is. As the non-heat resistant resin 24, for example, polyvinyl chloride is used. This resin protects the spare solder 22 and functions as a mask for preventing the plating layer from being formed on this portion when the iron tip 10 is manufactured.
In addition, since this resin is cracked and peeled off by preheating to use the iron tip 10 for the first time, the iron tip is used after further sufficient (preliminary) soldering is performed on the resin with solder. .

次に本発明の鉛フリーハンダ用コテ先10の製造方法について説明する。図3は本発明のコテ先の製造工程を示したフロー図である。   Next, a method for manufacturing the lead-free soldering iron tip 10 of the present invention will be described. FIG. 3 is a flowchart showing the manufacturing process of the tip of the present invention.

[素材加工]
まず円柱状の無酸素銅を後に行われるメッキ処理によるメッキ厚を考慮した寸法で素材加工を行い基体12を製作し、次に行われる鉄メッキ処理に向けて表面の研磨を行う。
[Material processing]
First, the base material 12 is manufactured by processing the cylindrical oxygen-free copper in a dimension that takes into consideration the plating thickness by the plating process to be performed later, and the surface is polished for the iron plating process to be performed next.

[鉄メッキ処理]
前処理を行った基体12に鉄メッキ層14を形成する。一定以上の膜厚を確保し、かつ、メッキ厚のバラツキをなくすために、無段階で電流値を上昇させてソフトスタートを行う定電圧自動整流器を用い23時間程度の長時間をかけてメッキ処理を行う。なお手動整流器により電流値を段階的に上げて一定以上の膜厚を確保すると、電流値が変わった点における鉄メッキ層にメッキの剥離やハンダ濡れ性不良が発生するおそれがある。
[Iron plating treatment]
An iron plating layer 14 is formed on the pretreated substrate 12. In order to ensure a film thickness above a certain level and eliminate variations in plating thickness, the plating process is performed over a long period of about 23 hours using a constant voltage automatic rectifier that performs a soft start by increasing the current value steplessly. I do. If the current value is increased stepwise by a manual rectifier and a film thickness of a certain level or more is secured, there is a risk that peeling of the iron plating layer or poor solder wettability may occur at the point where the current value has changed.

[仕上げ加工]
鉄メッキ処理を施した基体12をコテ先最先端のメッキ厚が200μm〜1500μmの膜厚となるように考慮しながら、最終仕上げ寸法通りに仕上げ加工する。
[Finishing]
The base 12 subjected to the iron plating process is finished according to the final finish dimension while considering that the tip plating thickness is 200 μm to 1500 μm.

[予備ハンダ処理、マスキング処理]
仕上げ加工を行った基体12の最先端部分を、機械研磨・化学研磨を行った上で、強活性のフラックスでハンダ処理を行い鉄メッキ14層の上に予備ハンダ22を被着する。さらに基体12最先端部分をポリ塩化ビニルでマスキングして形状を保護し、後のクロムメッキに備える。
[Preliminary soldering and masking]
The most advanced portion of the substrate 12 that has been subjected to finishing processing is subjected to mechanical polishing and chemical polishing, and then subjected to soldering treatment with a highly active flux, so that preliminary solder 22 is deposited on the iron plating 14 layer. Further, the most advanced portion of the substrate 12 is masked with polyvinyl chloride to protect the shape and prepare for later chromium plating.

[硬質クロムメッキ処理]
ハンダ上がり防止のため、ハンダ接触面P以外に耐摩耗性、耐食性に優れたハンダ濡れ性のない硬質クロムメッキ16を施す。
[Hard chrome plating]
In addition to the solder contact surface P, hard chromium plating 16 having excellent wear resistance and corrosion resistance and having no solder wettability is applied to prevent the solder from rising.

[黒色クロムメッキ処理]
ハンダ上がり防止をより確実にするため、フラックスに対する耐食性が硬質クロムメッキ16よりも優れた黒色クロムメッキ18を、ハンダ接触面P以外に、すなわち硬質クロムメッキ層16に重ねて施す。
[Black chrome plating]
In order to more reliably prevent the solder from rising, a black chrome plating 18 having a higher corrosion resistance to the flux than the hard chrome plating 16 is applied to the hard chrome plating layer 16 in addition to the solder contact surface P.

[胴部取り付け]
各種メッキ処理を施した基体を筒状の胴部51に嵌挿して取り付け製品を完成する。
[Body attachment]
A base body that has been subjected to various plating processes is fitted into a cylindrical body 51 to complete an attached product.

以上説明した本発明の鉛フリーハンダ用コテ先によれば、コテ先の最先端以外にハンダが上がってくる現象を有効に防止することができ、これによりコテ先の最先端部分(ハンダ接触面)にのみ最適量のハンダがのるようにしてハンダ付け作業を行うことができるので、ハンダ付け作業、特に、産業用ロボットにより鉛フリーハンダを用いて行う低温のハンダ付け作業の正確性を確保することが可能となる。また、フラックスに対するコテ先の耐久性を一層高めることができるので、ハンダ付けのコストの低減を図ることができる。   According to the iron tip for lead-free solder of the present invention described above, it is possible to effectively prevent the phenomenon that the solder rises in addition to the leading edge of the iron tip. The soldering work can be performed so that the optimal amount of solder is placed only on the soldering iron), ensuring the accuracy of soldering work, especially low-temperature soldering work using lead-free solder by industrial robots It becomes possible to do. In addition, since the durability of the soldering tip with respect to the flux can be further increased, the cost of soldering can be reduced.

ハンダごて本体とこれに取り付けられて用いられる本発明の鉛フリーハンダ用コテ先を示した斜視図である。It is the perspective view which showed the soldering iron main body and the tip for lead-free soldering of this invention used by being attached to this. 本実施例の鉛フリーハンダ用コテ先の構造を説明するために図1で丸枠で囲んだ部分を軸方向に一部切断した状態の断面斜視図である。FIG. 2 is a cross-sectional perspective view in a state where a portion surrounded by a round frame in FIG. 1 is partially cut in the axial direction in order to explain the structure of the lead-free soldering iron tip of the present embodiment. 本発明のコテ先の製造工程を示したフロー図である。It is the flowchart which showed the manufacturing process of the iron tip of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

P ハンダ接触面
10 こて先
12 基体
14 鉄メッキ層
16 硬質クロムメッキ層
18 黒色クロムメッキ層
22 予備ハンダ
24 非耐熱樹脂
31 ハンダごて本体
33 ロボットアーム
35 ヒータ部
37 円筒
39 配線
41 温度センサ
43 発熱体
45 袋ナット
51 胴部
53 元部
55 先端部
P Solder contact surface 10 Tip 12 Base 14 Iron plating layer 16 Hard chrome plating layer 18 Black chrome plating layer 22 Preliminary solder 24 Non-heat resistant resin 31 Soldering iron body 33 Robot arm 35 Heater part 37 Cylinder 39 Wiring 41 Temperature sensor 43 Heating element 45 Cap nut 51 Trunk part 53 Base part 55 Tip part

Claims (6)

コテ先(10)の基体(12)表面全体に下地メッキとして施された純鉄メッキ層又は鉄ニッケル合金メッキ層(14)と、ハンダとの接触面(P)を除く該鉄メッキ層の表面に施された硬質クロムメッキ層(16)およびこれに重ねて施された黒色クロムメッキ層(18)を有する、ことを特徴とする鉛フリーハンダ用コテ先。   The surface of the iron plating layer excluding the contact surface (P) between the pure iron plating layer or iron nickel alloy plating layer (14) applied as the base plating on the entire surface of the base (12) of the iron tip (10) and the solder A lead-free soldering iron tip having a hard chrome plating layer (16) applied to the surface and a black chrome plating layer (18) applied thereon. 前記ハンダ接触面(P)部分の鉄メッキ層(14)上に、予備ハンダ(22)と該予備ハンダを覆うように非耐熱樹脂(24)を被着した、ことを特徴とする請求項1に記載の鉛フリーハンダ用コテ先。   The preliminary solder (22) and a non-heat resistant resin (24) are deposited on the iron plating layer (14) of the solder contact surface (P) portion so as to cover the preliminary solder. The tip for lead-free solder described in 1. 前記基体(12)は無酸素銅である、ことを特徴とする請求項1又は2に記載の鉛フリーハンダ用コテ先。   The tip for lead-free solder according to claim 1, wherein the base body is made of oxygen-free copper. 前記鉄メッキ層(14)は200μm〜1500μmの膜厚を有する、ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の鉛フリーハンダ用コテ先。   4. The lead-free soldering iron tip according to claim 1, wherein the iron plating layer has a thickness of 200 μm to 1500 μm. 5. コテ先(10)の基体(12)表面全体に下地メッキとして鉄メッキ(14)を施し、ハンダとの接触面(P)を除く鉄メッキ層の表面に硬質クロムメッキ(16)およびこれに重ねて黒色クロムメッキ(18)を施した、ことを特徴とする鉛フリーハンダ用コテ先の製造方法。   Iron plating (14) is applied to the entire surface of the base (12) of the iron tip (10) as a base plating, and the hard chrome plating (16) is overlaid on the surface of the iron plating layer excluding the contact surface (P) with the solder. A method of manufacturing a lead-free soldering iron tip, characterized by being subjected to black chrome plating (18). 鉄メッキ(14)を施した基体(12)のハンダ接触面(P)上に予備ハンダ(22)を被着し、その上に該予備ハンダを覆う非耐熱樹脂(24)を被着した、ことを特徴とする請求項5に記載の鉛フリーハンダ用コテ先の製造方法。   Preliminary solder (22) was deposited on the solder contact surface (P) of the base (12) subjected to iron plating (14), and non-heat resistant resin (24) covering the spare solder was deposited thereon. 6. The method for producing a lead-free soldering iron tip according to claim 5, wherein:
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US20120241506A1 (en) * 2011-03-24 2012-09-27 Fci Americas Technology Llc Concave Solder Tip
KR101193960B1 (en) * 2012-04-16 2012-10-26 주식회사엑소 Manufacturing method of tip for soldering device

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