JP4507068B2

JP4507068B2 - ハンダ鏝

Info

Publication number: JP4507068B2
Application number: JP2004066254A
Authority: JP
Inventors: 久雄若海
Original assignee: 銅鉄合金株式会社
Priority date: 2004-03-09
Filing date: 2004-03-09
Publication date: 2010-07-21
Anticipated expiration: 2024-03-09
Also published as: JP2005254259A

Description

本発明は、電子部品などをハンダ付けするために使用されるハンダ鏝に関するものであり、更に詳しくは、伝熱性および耐久性に優れた鏝先端部を備えたハンダ鏝に関するものである。

電子部品などのハンダ付けに使用するハンダ鏝には、一般には図１に示すように、主動式やハンダ付けロボットアームに取り付けた自動機用があり、このハンダ鏝１はハンダ鏝ホルダー２と発熱体を内蔵したステンレス製保護チューブ４を介して糸状ハンダを溶融させて被ハンダ付け部品に付着させるための鏝先端部を有する銅製の鏝先部材５で構成されている。この保護チューブ４は、図２に示すように、鏝先部材５と、中心部に発熱体６を充填し、この発熱体６を収容するステンレス製チューブ７で構成されている。更に、この鏝先部材５は伝熱性の高い純銅で形成されているが、銅はハンダと接触すると腐食し易いため、鏝先部材５の鏝先端部には耐腐食性の観点から鏝先部材表面全体を１０〜１０００μｍの厚さの鉄メッキ層８で被覆し、その他の部分にはハンダが付着しないように上記鉄メッキ層の上からクロム被覆層とセラミック被覆層を順次施されている。しかしながら、このハンダ鏝には、鉄に含まれる不純物のためハンダ濡れ性が悪くハンダ作業性が悪いこと、鉄の熱伝導率が低いために伝熱性が低下して作業性が悪化すること、鏝先部材先端の尖端部ではメッキ層が厚くなるため均一化のために再加工が必要でハンダ鏝製造が困難であること、鉄メッキ層の消耗に伴う鏝先部に付着したハンダ除去作業が煩わしい、等の多くの欠点を有している。

これら従来のハンダ鏝の欠点を解消するために、ハンダ鏝先部のハンダと接触する部位での鉄メッキ層を不要とし、再加工等を不要とするために、鏝先部材が、ヒーターにより加熱される銅製の本体部と、この本体部からの熱によりハンダを溶融させてハンダ付け箇所に付着させるための鏝先端部とを有し、鏝先部における少なくともハンダと接触する部分が銅５〜９５質量％、鉄９５〜５質量％の合金からなるチップで形成し、その表面を鉄メッキ、クロムメッキすることにより、鏝先部の伝熱性、耐腐食性、ハンダ性濡れを高めたハンダ鏝が特開平１１−２２１６７０号公報で提案されている。しかしながら、ここで提案されたヒーター部に銅のチップを収容したハンダ鏝においてはヒーターと銅チップの間に、また内部ヒーターの場合にはセラミックヒーターと銅チップの間に焼きつき防止のためにステンレス製パイプを挿入せざるを得ないという問題がある。また、ヒーターが外側に配置された上記タイプのハンダ鏝では、銅チップの焼きつき防止と、ハンダのせり上がりを防止のために銅チップ表面にクロムメッキを行うことが必須になるが、ハンダ作業中にクロムメッキ層から有害なクロムの溶出、蒸発が起こり問題視されている現状にある。

特開平１１−２２１６７０号公報

本発明は、伝熱性および耐久性に優れ、メッキを不要とした銅鉄合金製の鏝先端部を備えたハンダ鏝を低コストで提供することを目的とするものである。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、その要旨は、ヒーターにより加熱される鏝先部材と、この鏝先部材からの熱によりハンダを溶融させてハンダ付け箇所に付着させるための鏝先端部からなるハンダ鏝であって、前記鏝先端部が鉄：４０〜９５質量％、Ａｌ，Ｎｉ，Ｍｎの少なくとも１種以上：１〜１５質量％、残部銅からなる銅鉄合金であり、かつ前記鏝先部材が鉄：１〜３０質量％、残部銅からなる銅鉄合金からなり、更に前記銅鉄合金同士がスポット溶接またはろう付により接合された構造を有し、特に、前記鏝先端部に鉄メッキ、クロムメッキ層を有しないハンダ鏝、である。

本発明によれば、伝熱性および耐久性に優れ、しかも有害なクロムメッキを不要とした銅鉄合金製の鏝先端部を備えたハンダ鏝を低コストで提供することが可能となる。

本発明によるハンダ鏝は、図３に示すように、鏝先部材５の先端を切り離し、別の材質からなる鏝先端部で構成したものであり、銅鉄合金製の鏝先部材５と、銅鉄合金製の鏝先端部９とから構成される。この鏝先端部９は鉄：４０〜９５質量％、好ましくは鉄：４５〜９０質量％、Ａｌ，Ｎｉ，Ｍｎの少なくとも１種以上：１〜１５質量％、残部銅からなる銅鉄合金からなる。ここで、鏝先端部に用いる銅鉄合金において、鉄：４０〜９５質量％とした理由は、鉄が４０質量％以下では熱伝導性は改善されても耐食性が劣化する。一方、鉄が９５質量％では耐食性が大幅に改善されるが熱伝導性が悪化し、作業性が低下して実用性がない。従って、本発明の鏝先端部に用いる銅鉄合金の鉄の含有量は４０〜９５質量％、好ましくは鉄：４５〜９０質量％である。

更に、この鏝先端部を鉄：４０〜９５質量％と含有させる他に、Ａｌ，Ｎｉ，Ｍｎ，Ｃｏ，Ｔｉの少なくとも１種以上：１〜１５質量％を含有させる。これらＡｌ，Ｎｉ，Ｍｎ，Ｃｏ，Ｔｉは、適量銅鉄合金に含有させることにより鉄の高温耐食性が著しく改善され、通常の銅鉄合金のみのチップに比較し２〜５倍の寿命を延長することが可能となる。特に、ハンダ性、作業性の観点からは、Ｎｉ，Ｃｏ，Ａｌの何れか１種を１〜１０質量％含有されることが実用上好ましい。また、このように寿命が延長した分だけ熱伝導性は若干低下するが、鏝先端部部分のみに使用することで従来のメッキされた鏝先端部と同等もしくはそれ以上の効果を発揮することができる。

次に、本発明においては、鏝先端部９に銅鉄合金を用いることに加えて、鏝先部材５にも鉄：１〜３０質量％、残部銅からなる銅鉄合金を用いることが最大の特徴である。この鏝先部材５において、鉄：１質量％以上とした理由は、鉄が１％以下耐食性が劣化し、一方、鉄が３０質量％では酸化皮膜の生成が多く、厚くなり熱伝導性が悪化する理由から鉄：１〜３０質量％とした。

本発明のように、鏝先部材および鏝先端部に銅鉄合金を用いることにより、ハンダ作業中に鏝の温度上昇と共に表面にＦｅ−Ｃｕの酸化被膜は形成されるためにハンダ鏝先部での焼き付きを起こすことがなく、ハンダのせり上がりが殆どないという優れた効果を発揮することとなる。従って、従来のハンダ鏝のように、鏝先部材に耐腐食性、焼き付き防止、ハンダせり上がり防止のために付与される鉄メッキ層、クロムメッキ層および／またはセラミック被覆層が全く不要となる大きな利点をもたらすものである。そのために、メッキ作業が不要となり多大のコスト低減に繋がるという更なる効果を期待することができる。

また、本発明によるハンダ鏝においては、従来のような鏝先部材と鏝先端部との接合が、銅と鉄、鉄と銅鉄合金との組合せであるため溶接が不可能で機械的結合のみに依存せざるを得ないのに対し、本発明においては鏝先部材と鏝先端部が同じ銅鉄合金同士で形成されているためにスポット溶接、あるいはろう付けによる接合が可能であるという更なる利点を有するものである。

図１はハンダ鏝の全体構成を示し、図２は図１に示すハンダ鏝の鏝先の断面拡大図、図３は本発明によるハンダ鏝の鏝先の断面拡大図である。図１、図２においてハンダ鏝１は、内部に電源コードに接続されたハンダ鏝ホルダー２と、保護用留め袋ナット３を介し、内部に発熱体６、鏝先部材５を内蔵したステンレス製保護チューブ４を取り付け、更にこのステンレス製保護チューブ４の先端に銅鉄合金からなる鏝先部材５を突出させて構成される。従来の鏝先部材先端部は図２から分かるように、ハンダを溶融させてハンダ付け対象物に付着させるためのもので、ステンレス製保護チューブ４内には、鏝先部材５を加熱するための発熱体６と、その外側をステンレスチューブ７で覆い保護している。更に、鏝先部材５の延長部は、ステンレス製保護チューブ４内に収容され、その他端の先端部をハンダ付け対象物の形状に応じた形状に加工された銅鉄合金、もしくは純銅、或いはその組み合わせから材質である。

一方、本発明によるハンダ鏝の先端部は、図３に示すように、鏝先部材をその先端部において分割し、それぞれ材質の異なる２種類の材料でそれぞれ構成している。即ち、鏝先部材５は鉄：１〜３０質量％、残部銅からなる銅鉄合金を用い、しかも鏝の先端部の鏝先端部９は鉄：４０〜９５質量％、微量のＡｌ，Ｎｉ，Ｍｎ，Ｃｏ，Ｔｉの何れか１種以上を含み、残部銅からなる銅鉄合金を用いている。

上述した鏝先の鏝先部材５と鏝先端部９はスポット溶接、またはろう付により接合部１０で接合されている。なお、機械的結合でも何ら支障はないが、鏝先の剛性、耐久性を考慮すればスポット溶接、或いはろう付であることが望ましい。この理由は、同じ銅鉄合金を使用しているが故に溶接が可能であるという大きなメリットがある。

このような構成とすることにより、鏝先部材と鏝先端部を同質の銅鉄合金で形成しているために、従来のようなメッキが不要となり、しかもその部分の伝熱性と耐食性を高めることができ、ハンダの濡れ性をも高めることができ、更にハンダ鏝の製作も低コストで容易になる。

ハンダ鏝の概略を示す図である。従来のハンダ鏝の鏝先部の詳細構成を示す図である。本発明によるハンダ鏝の概略構成を示す図である。

符号の説明

１…ハンダ鏝
２…ハンダ鏝ホルダー
３…留め袋ナット
４…ステンレス製保護チューブ
５…鏝先部材
６…発熱体
７…ステンレス製チューブ
８…メッキ層
９…鏝先端部
１０…接合面

Claims

ヒーターにより加熱される鏝先部材と、この鏝先部材からの熱によりハンダを溶融させてハンダ付け箇所に付着させるための鏝先端部からなるハンダ鏝であって、前記鏝先端部が鉄：４０〜９５質量％、Ａｌ，Ｎｉ，Ｍｎの少なくとも１種以上：１〜１５質量％、残部銅からなる銅鉄合金でありメッキ層を有さず、かつ前記鏝先部材が鉄：１〜３０質量％、残部銅からなる銅鉄合金からなりメッキ層を有さず、更に前記銅鉄合金同士がスポット溶接又はろう付けにより接合された構造を有することを特徴とするハンダ鏝。