JP2597224B2 - はんだ除去装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明ははんだ除去装置に関し、より詳しくははんだ
収集チャンバを備え、このはんだ収集チャンバに備えら
れ使い捨て可能なトレイライナと交換可能な主要な構成
要素とを有するはんだ除去装置に関する。

（従来の技術） はんだ除去装置は電気的な構成要素を回路基板等から
外すために主に用いられる。従来の技術に於いては、一
般的に熱源と真空源とはんだの貯蔵器とを備えた多くの
異なったタイプのはんだ除去装置が開発されている。

（発明が解決しようとする課題） 上記従来の装置は以下の不都合の少なくとも一つを有
している。即ち、不十分な出力又は出力が大きすぎるこ
とによって回路要素を基板から取外すことがかなり難し
かったり、基板が破損したりする。装置が操作者の手に
熱が伝わるほど熱くなり、しばしば使用上取扱い難くな
り具合が悪い。そして更に重要なことは通常それは保守
し蓄積したはんだ及び樹脂を取り去ることが難しい。特
に、溶剤、樹脂及びはんだ装置の内側に蓄積し易く、収
集チャンバ及び真空源を詰まらせるだけでなく、収集路
の大きさを小さくし易い。

（課題を解決するための手段） 本発明の目的は、全ての主要な構成要素が簡単に交換
可能なはんだ除去装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、全て迅速にそして簡単に取り替
えることが出来るトレイライナを備えるはんだ収集チャ
ンバ、ヒータを備えるカートリッジ、及びベンチュリア
ッセンブリを有するベースユニットを提供することにあ
る。

本発明の更なる目的は、熱源から装置のベースユニッ
トへの熱の伝導が従来の装置に比べて迅速に減少せしめ
られるはんだ除去装置を提供することにある。

本発明の更なる目的は、キュリー温度制御を用いた温
度自己調節型ヒータを採用することにあり、これによっ
て作動温度はヒータを備えるカートリッジを交換するこ
とによって変更でき、この温度は外部の制御装置を用い
ることなくほぼ一定にできる。

本発明は、ベースユニット、交換可能なヒータを備え
るカートリッジ、ベンチュリを備えた真空源、及びトレ
イライナを備えるはんだ収集チャンバからなるはんだ除
去装置を提供する。ヒータを備えるカートリッジは容易
に摺動してベースユニットに着脱される。カートリッジ
は後方に延出するテールパイプを有し、このテールパイ
プはカートリッジのチップと本装置の前部で結合してお
り、はんだ収集チャンバの上方の位置まで延びている。
チップは銅製である。はんだ収集チャンバのトレイライ
ナは取り外し自在で多孔質である。真空度がトレイライ
ナ下方の空間で増加し、この真空度はテールパイプを介
してチップに伝達される。はんだ収集チャンバの上方の
部分は周囲に対して封止されており、真空度が維持され
る。すなわち、収集チャンバ内が真空状態に維持される
ようになっている。ヒータはカートリッジの銅製のチッ
プ内に埋込まれ、好ましくは、米国特許4,256,945又は
4,745,264等に開示された如き温度自己調節型のヒータ
が用いられる。チップの前端部の貫通孔の内壁は耐摩耗
性ではんだに馴染む材料で被覆されている。

装置上部はトレイライナを交換するため、又真空を発
生するベンチュリを掃除、取替え又は修理するために開
閉し得る。時間が経過するとともに劣化するカートリッ
ジは、ベースユニットの前部から外方に簡単にスライド
させて取り外すことができ、また新しいカートリッジも
同じ場所にスライドさせて装着できる。上述の如く、ベ
ンチュリとトレイライナは共に交換可能である。

（実施例） 添付図面の第１図は、本発明のはんだ除去装置の主要
な構成要素を示す側面図である。

カートリッジ２ははんだ収集チャンバ８の上方に配設
されたテールパイプ６を有し、ベースユニットの上部部
材52中に配設されている。ベンチュリアッセンブリ10は
チューブ14を介して圧縮空気源に接続されたポート12と
真空度を増加させる第二のポート16を有する。ポート16
ははんだ収集チャンバ８下部の開放された部分と連通し
ており、はんだ収集チャンバ８の上に多孔質部材である
トレイライナ88が後述する如く配設されている。

ヒータ18はカートリッジ２の銅製のチップ20内に埋込
まれ、剛体からなる第二のチューブ22中に配設された同
軸導線及び摺動自在な同軸コネクタ24を介してケーブル
26に接続され、これにより高周波電源に接続される。こ
の高周波電源は前述の特許が用いられる場合には定電流
電源である。ベースユニット４の下部部材28には引金30
が取付けられこれを作動することにより、トレイライナ
88の下方に真空が発生する。

添付図面の第２図は、ベースユニット４の上部を構成
する上部部材52と、この中に配設されるカートリッジ２
を示す。以下第２図に従って説明する。

カートリッジ２は銅製のチップ20を有し、その中に第
１図に示したヒータ18が埋込まれている。このヒータ18
はコイル34によって囲繞された強磁性体の円筒体32を備
えている。チップ20には前後に延出する貫通孔36が形成
されており、この孔の先端部にはスリーブ38が取付けら
れている。スリーブ38は耐摩耗性ではんだに馴染む材料
から成り、チップ20の寿命を長くすると共に、チップ20
とはんだとの間の熱伝導を良好にする。テールパイプ６
はチップ20の後部の大径の孔40内に嵌め込まれ、貫通孔
36と連通する。

カートリッジ２の銅製のチップ20は、ステンレス鋼の
如き比較的熱伝導性の低い金属から成る第一のチューブ
42内に嵌め込まれ、それによって上部部材52及びベース
ユニット４は熱せられたチップ20から隔離される。すな
わち、この第一のチューブ42は、その前端部においてチ
ップ20に結合され残部を後方に延出して、カートリッジ
２と上部部材52との間の隔壁を構成している。ヒート18
のコイル34は導線44を介して雄の同軸ケーブルコネクタ
46に接続されている。この同軸ケーブルコネクタ46は剛
体の第二のチューブ22のチップ20から離れた側の端部に
固定されており、導線44は後方の剛体のチューブ22内に
延出している。なお、第二のチューブ22はその前部を第
一のチューブ42内に嵌入し、第一のチューブ42から更に
後方に延出している。カートリッジ２をベースユニット
４の上部部材52に挿入する際に、上記同軸ケーブルコネ
クタ46は、上部部材52の後方に取付けられた雌の同軸ケ
ーブルコネクタ50と接続される。すなわち、第１図にお
ける同軸ケーブルコネクター24は、第３図に示す一対の
同軸ケーブルコネクター46、50から構成されているもの
である。

上部部材52にはねじ54が切られている。また、雌の同
軸ケーブルコネクタ50の第２図中に於ける右端部は、内
側に螺子が切られているカラー56と係合している。そし
て、上記ねじ54はこのカラー56と螺合するようになって
いる。このようにして、本装置の使用時に同軸ケーブル
コネクタ46、50が互いに外れないようになっている。

カートリッジ２はシールリング64によってその前端又
は先端が囲繞されており、シールリング64は上部部材52
の前部に螺合する中空の円筒状挿入部材60によって保持
されている。シールリング64は第一のチューブ42と上部
部材52の間に配設され、カートリッジ２とベースユニッ
ト４の間を気密にシールする。なお、第一のチューブ42
はシールリング64内に嵌入している。

第３図は上部部材52の横断面を示すものであり、矩形
の底部及び半円状の上部が示されている。ヒンジ70は、
第３図中に示す矩形部後端の右側に固定されている。上
部部材52は下部部材28に対して相対移動可能に保持され
ている。後述するように、カートリッジ２を本装置に装
着したい時には、ベースユニット４の上部部材52をヒン
ジ70を中心として回転させ、ベースユニット４の内部を
露出させる。

次に、添付図面の第４図及び第５図を参照して説明す
る。上部部材52を除いたベースユニット４は、はんだ収
集チャンバ８を支持する部材72を備えている。はんだ収
集チャンバ８には、図中に示される中央部が凹状86とな
っている段付きの底部84と、この底部84によって支持さ
れる多孔質のトレイライナ88が備えられており、部材72
に対して垂直に延出している。また、はんだ収集チャン
バ８は、端部壁面76、78と第５図中に示す側壁80の壁面
によって囲まれている。部材72ははんだ収集チャンバ８
下方の孔82内の真空度を増加させるベンチュリ構造を有
する。フィルタが孔82内に挿入され、はんだ、樹脂、そ
の他ベンチュリ構造に進入しようとする物質の量を大幅
に減少するようになっている。はんだ収集チャンバ８の
底部84はその中央部86が凹状となっているため、これに
よって孔82に直接空気が供給される。供給される気体
は、空気に限られない。凹状以外の部分において、底部
84はんだを受けて保持する多孔質のトレイライナ88を支
持する。壁面80、76及び78の上方の中央端90は凹んで縁
片部が切取られ、シール部材94が取付けられる内方に凹
んだ溝92が形成される。シール94はユニットが作動する
ときにベースユニット４の下部部材28とヒンジで連結さ
れた上部部材52との間を気密にシールする。

第６図及び第７図を参照してベンチュリアッセンブリ
10を説明する。なお、これらの図中にはベンチュリアッ
センブリ10それ自身を示しておらず、その構成要素を示
してある。第４図に示すように、部材72は下部部材28中
に配設されており、ベンチュリアッセンブリ10が位置す
るベンチュリ孔95を備える。このベンチュリ孔95は、真
空を発生するための気体流路である。ベンチュリアッセ
ンブリ10はベースユニット４内の孔95内に第４図に於い
て上方からねじ込まれる。ベンチュリアッセンブリ10は
スクリューヘッド96を備えている。そして、このヘッド
96の下部にはねじ部98が設けられており、孔95のねじ部
と連通するようになっている。中空の円筒部100はねじ
部98から下方に延出し、この部分の外表面は孔95の内壁
と嵌合する。この円筒部100は収集チャンバ８の底部と
連通するようになっている。円筒部100の下方ではベン
チュリアッセンブリ10は張出したスカート部104まで延
びる小径の中空円筒部102に向って内方にテーパ状とな
っている。孔95はスカート部104の近傍で内方にテーパ
状となり、ベンチュリ部105を構成する。エアバルブ106
を介してベンチュリ部105内に空気が導入させる。ベン
チュリ部105を通って空気が下方に流れることにより圧
縮が大幅に減少するものであり、この圧力の減少は中空
のベンチュリアッセンブリ10を介してはんだ収集チャン
バ８の底部に伝えられる。

エアバルブ106は第７図に示す如く、簡単なブッシュ
ロッド型バルブであり、外方に傾斜した端部110まで延
びるロッド108を備えている。ロッド108は第７図中に示
す状態では、エアバルブ106の内方に傾斜した壁面114と
エアバルブ106の後壁116の間に封入された圧縮スプリン
グ112によって、図中左方に押込まれている。チューブ1
4からの空気はベースユニット４に設けられた孔を介し
てエアバルブ106に送られる。

作動時には、図示していない電源（前述の特許のヒー
タが用いられる場合には定電流電源）がオンにされ、ヒ
ータ18によってカートリッジ２のチップ20が熱せられ
る。そして、引金30が握られて空気の流通が開始され、
チップ20ははんだを除去すべき部位に位置付けられる。
溶解したはんだは、まず中空のチップ20内に吸込まれ、
更に、チップ20から下方に延出するテールパイプ６を通
ってはんだ収集チャンバ８の方へと吸込まれる。そし
て、このようにして吸込まれたはんだは、はんだ収集チ
ャンバ８に備えられる多孔質のトレイライナ88上に落下
する。なお、はんだはトレイライナ88上に落下する前に
通常は粒状に固体化し、本装置の配管系や他の部位が塞
がれることことが少なくなる。

本装置の保守は非常に簡単で便利である。先ず、トレ
イライナ88の使用によって必要な掃除及び保守の手間が
大幅に減少する。トレイライナ88がチップ20での吸引が
停止する状態まで塞がれると、上部部材52が外されて邪
魔にならないよう回動され、トレイライナ88が取替えら
れる。もしそれ以上使用されて、ベンチュリ部105がは
んだや樹脂等によって影響を受けたときには、ベンチュ
リアッセンブリ10が部材72から外されて掃除され、必要
であれば新しいユニットと交換される。ベースユニット
４の交換することができない部分であるベンチュリ部10
5の一部は、このときに掃除される。カートリッジ２は
ただ押出すだけで取換えることができる。テールパイプ
６ははんだの溶融温度以上に保持されて下方に傾斜して
おり、その材質はアルミニウムのような化学的に不活性
なものなので、パイプの内壁にはんだが付着、蓄積する
ようなことがない。

電源への電気的な接続が外され、全ての電気的危険が
なくなった後、掃除のために本装置は溶剤中に浸され
る。第一のチューブ42と第二のチューブ22について再び
説明する。まず、第一のチューブ42は熱伝導率の低い材
料から作られており、高温の構成要素からなるカートリ
ッジ２と熱伝導度の高い材料からなるベースユニット４
の上部部材52との間に介在し、この間の隔壁となってい
る。したがって、カートリッジ２からベースユニット４
への熱伝導が抑制されることになる。また第２図に示す
ように、第二のチューブ22も熱源から上部部材52への熱
伝達に対する隔壁になっている。結局、本装置は全体が
高温になるまでに長時間を要するため、長時間の使用が
可能となる。これと関連して、シールリング64もまた、
上記第一のチューブ42及び第二のチューブ22と同様に熱
の隔壁として機能する。また、テールパイプ６の前端部
は銅製のチップ20に埋込まれており、テールパイプ６は
その全長に渡ってはんだの溶融温度以上に保持されてい
る。しかし、テールパイプ６は第２図に示すように、ベ
ースユニット４の如何なる部分とも接触しないようにな
っているため、熱がベースユニット４に直接伝達される
ことはない。

本発明のはんだ除去装置は、ヒータ18に用いられる強
磁性材料のキュリー温度を選択することによって異なっ
た温度で作動することができる。すなわち、ヒータ18
は、除去されるはんだの融点よりも高く、はんだが除去
される回路基板の構成要素等を損傷する温度よりも低い
キュリー温度を有する強磁性体からなっている。上記実
施例では、316℃及び371℃のヒータが用いられている
が、他の所望の温度のヒータを用いることもできる。従
って、単にカートリッジを交換するだけで本装置は様々
な異ったはんだ除去作業に使用することができる。勿
論、特定の目的によっては、異った形状のカートリッ
ジ、特に、除去すべきはんだと接触する部分が異った形
状のカートリッジが用いられる。

上記の開示により自明となる多くの変更及び改良は本
発明の一部と考えられる。

（発明の効果） 本発明によれば、はんだや樹脂が本装置の内側に蓄積
してはんだの収集路や真空を発生する装置を詰まらせる
ことがなく、又、容易に主要な機能部品が交換でき、熱
源の熱は直ちに除去すべきはんだに伝達するがベースユ
ニットへの熱の伝導が少なく、そして保守が容易なはん
だ除去装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のはんだ除去装置の側面図、 第２図はカートリッジとベースユニット上部の側断面
図、 第３図はベースユニット上部の端断面図、 第４図はベースユニット底部の側断面図、 第５図はベースユニット底部の正面の端面図、 第６図はベンチュリアッセンブリに対するエアバルブの
位置を示す図、 第７図はエアバルブの断面図、である。 ２……カートリッジ ４……ベースユニット ６……テールパイプ ８……はんだ収集チャンバ 10……ベンチュリアッセンブリ 18……ヒータ 20……チップ 22……第二のチューブ 28……下部部材 38……スリーブ 42……第一のチューブ 44……導線 46、50……同軸ケーブルコネクタ 52……上部部材 64……シール部材 88……多孔質部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ハミッド・プーストパサンド アメリカ合衆国 94040 カリフォルニ ア、マウンテン・ヴュー、チキータ・ア ベニュ 280 (72)発明者 スティーヴン・ジェームズ アメリカ合衆国 94043 カリフォルニ ア、マウンテン・ヴュー、アズベリー・ ウエイ 1001 (56)参考文献 実開 昭63−116163（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−27560（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭62−18258（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭52−12672（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (13)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】上部部材と下部部材を有するベースユニッ
   トと、 上記上部部材を上記下部部材に対して相対移動可能に保
   持し、上記下部部材の内部を露出可能にする手段と、 上記下部部材に配設されたはんだ収集チャンバと、 上記はんだ収集チャンバに真空状態を生じせしめる真空
   発生手段と、 上記上部部材内に取り外し可能に配設されたカートリッ
   ジと、を備え 上記カートリッジは、 該カートリッジの前端部に備えられ、前後に延出する貫
   通孔を有し、かつ、ヒータが埋込まれたチップと、 上記ベースユニットのどの部材とも接触しないように上
   記チップから上記はんだ収集チャンバの上方まで後方に
   延出し、上記貫通孔と連通するはんだ流路を備えるテー
   ルパイプと、 を有することを特徴とするはんだ除去装置。
2. 【請求項２】上記チップは、除去すべきはんだと接触す
   る前端部を有する熱伝導度の高い材料からなり、かつ、
   該チップの上記貫通孔には、その先端部に耐摩耗性で熱
   伝導度が高く、はんだに馴染む材料からなるスリーブが
   備えられ、 上記テールパイプは熱伝導度の高い材料料からなり、 上記カートリッジは更に、上記チップに前端部が固定さ
   れて後方に延出して上記カートリッジと上記上部部材と
   間の隔壁を構成し、かつ、熱伝導度の低い材料からなる
   第一のチューブを備えている、 請求項１に記載のはんだ除去装置。
3. 【請求項３】上記カートリッジは更に、 上記第一のチューブ内に位置する前部を有し、上記第一
   のチューブから更に後方に延出する第二のチューブと、 上記ヒータから上記第二のチューブ内を通って後方に延
   出する導線と、 上記第二のチューブの後端部に固定され、上記導線の後
   端が接続される第一の同軸ケーブルコネクタと、 上記ベースユニットに固定され、上記第一の同軸ケーブ
   ルコネクタに接続される第二の同軸ケーブルコネクタ
   と、 を備える請求項２に記載のはんだ除去装置。
4. 【請求項４】上記第二のチューブは、熱伝導度の低い材
   料からなる請求項３に記載のはんだ除去装置。
5. 【請求項５】上記ベースユニットは更に、 上記上部部材に設けられ、上記第一のチューブの外周と
   係合する手段と、 上記上部部材と下部部材との間を気密にシールする手段
   とを備え、 上記上部部材は、ヒンジによって上記下部部材に取付け
   られている、 請求項２に記載のはんだ除去装置。
6. 【請求項６】上記第一のチューブと係合する手段は、上
   記カートリッジと上記上部部材との間に設けたシール部
   材から構成される請求項５に記載のはんだ除去装置。
7. 【請求項７】上記はんだ収集チャンバを上記テールパイ
   プと真空発生手段との間に配設し、該はんだ収集チャン
   バ内に多孔質部材を設けた請求項１に記載のはんだ除去
   装置。
8. 【請求項８】上記真空発生手段は、 上記下部部材に設けられた気体流路と、 該流路内に配設され、上記はんだ収集チャンバの底部に
   連通する中空部材と、 該中空部材の下端部において真空を発生する部材と、 からなる請求項１に記載のはんだ除去装置。
9. 【請求項９】上記中空部材は、上記流路内から取外し自
   在である請求項８に記載のはんだ除去装置。
10. 【請求項１０】上記ヒータは、除去されるはんだの融点
    より高く、かつ、はんだが除去される要素を損傷する温
    度より低いキュリー温度を有する強磁性体を備える請求
    項１に記載のはんだ除去装置。
11. 【請求項１１】上記はんだ収集チャンバは、上記真空発
    生手段とテールパイプとの間に配設された請求項８に記
    載のはんだ除去装置。
12. 【請求項１２】上記真空発生手段は、ベンチュリと、真
    空を発生するために上記ベンチュリに圧縮気体を供給す
    る手段とからなる請求項８に記載のはんだ除去装置。
13. 【請求項１３】上記強磁性体は誘導的に加熱される請求
    項10に記載のはんだ除去装置。