JPH0417746B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、ハンダ付け器具およびその用途に関
し、さらに詳しくは熱回復性ハンダ付け器具、該
器具を用いるハンダ付け方法、温度指示ハンダフ
ラツクス組成物およびハンダ付けにその様な組成
物を用いることに関する。 熱回復性ハンダ付け器具は知られており、たと
えば米国特許第3316125号、第3305625号、第
3316343号、第3396460号および第3396894号に記
載されている。この様な熱回復性器具は一般に、
ハンダから成る溶融挿入物を有する熱収縮性ポリ
マースリーブを含んで成る。一対のワイヤの様な
長い基材はスリーブ内に挿入され、スリーブに熱
を加えて収縮させ、基材に密着させる。熱はハン
ダを溶融させ、基材周囲に流動させる。冷却する
と、固型ハンダ接続が基材間に形成される。一般
に、ハンダを溶融するのに必要な温度はスリーブ
を収縮させるのに必要な温度より高い。従つて、
スリーブが完全に回復したことを目で観察したと
しても、そのことが必ずしもハンダ付けに必要な
温度に到達したことを意味しない。すなわちハン
ダ付け工程において十分な熱が加えられたことを
示す可視表示がないのである。さらに、この様に
して形成されたハンダ付け接続が使用中に壊れた
様な場合、破壊がハンダ付け工程中の不適当な加
熱によるものか否かを決めるために接続を後に検
査する方法がないのである。 本発明の第１の要旨は、実質的に透明な熱回復
性ポリマー部材；該部材内に配置された溶融ハン
ダ挿入物；該ハンダ挿入物に随伴し、臨界温度で
可視変色するハンダフラツクス組成物を有して成
ることを特徴とするハンダ付け器具、即ち、熱回
復性ポリマー部材、該部材内に配置されたハンダ
挿入物およびハンダフラツクス組成物を有して成
る基材をハンダ付けするためのハンダ付け器具で
あつて、熱回復性部材は透明であり、加熱時に収
縮してハンダ付けすべき基材に密接し、ハンダ挿
入物はハンダの融点で溶融し、また、ハンダフラ
ツクス組成物は、ハンダ挿入物と組み合わせて使
用されて、熱回復性部材が収縮する温度より高
く、かつ、ハンダの融点より20〜60℃高い温度で
ポリマー部材を介して目視により検知できる変色
を起こす器具に存する。 ポリマー部材は、ハンダフラツクスの可視変色
が該部材を通して見える程度に実質的に透明であ
る。この器具は、従つて、ハンダ接続部または結
合部が正しいハンダ付け温度に達したことを示す
明瞭な可視表示を有利に与える。 本発明の第２の要旨は、少くとも２つのハンダ
付け可能な基材をハンダ付けする方法であつて、
該基材を本発明の第１要旨のハンダ付け器具内に
配置し、該熱回復性部材を加熱し、これにより該
熱回復性部材を基材に接触する様に回復させ、フ
ラツクスに可視変色を起こさせることを含んで成
る方法に存する。 好ましくは、器具は、フラツクスが可視変色を
起こす前に加熱工程で熱回復性部材が回復して基
材に接着する様に設計する。好ましくは、基材は
一般に長尺である。 本発明の第３の要旨は、ハンダフラツクスおよ
び化学反応性成分から成り、化学変化を起こして
臨界温度で可視変色することを特徴とするフラツ
クス組成物に存する。 本発明の第４の要旨は、相互に隣接した少くと
も２つのハンダ付け可能な基材をハンダ付けする
方法であつて、該基材上にハンダおよび本発明の
第３の要旨のフラツクス組成物を供給し、該フラ
ツクス組成物に可視変色が生じるまで該基材、ハ
ンダおよびフラツクス組成物を加熱することを含
んで成る方法に存する。 本発明の器具の熱回復性部材は、加熱によりそ
の寸法的形態が収縮してハンダ付けすべき基材に
密接し得るものである。寸法的形態のこの変化
は、通常、変形される前の原形に向かつて起こる
が、ここで用いる「熱回復性」なる用語は、事前
に変形されていないとしても、新しい形状をとる
部材も包含する。 本発明の第１の要旨の器具の熱回復性部材は一
般に、たとえば米国特許第2027962号、第3086242
号および第3957372号に記載されている様な弾性
または塑性記憶を示すポリマー材料から作られた
熱収縮性スリーブから成る。 もとの寸法的に熱安定な形状は、たとえば押出
成形されたチユーブが熱い間に寸法的に熱不安定
な形状に膨張される連続工程では、一時的な形状
である。しかし、他の製造方法では、予め成形さ
れた寸法的に熱安定な物品が他の工程で寸法的に
熱不安定な形状に変形される。 熱回復性部材の製造に際し、ポリマー材料は一
般に架橋される。熱回復性物品を製造する１つの
方法は、ポリマー材料を所望の熱安定形に成形
し、続いてポリマー材料を架橋し、ポリマーの結
晶融点または無定形物質では軟化点以上に加熱
し、物品を変形し、物品の変形状態が保持される
様に変形状態にある間に物品を冷却することから
成る。使用時に加熱すると物品は変形状態からも
との熱安定形状へ寸法的に回復する。 たとえば米国特許第4207364号に記載されてい
る様な他の物品では、外側チユーブ状部材のごと
き弾性部材が延伸状態において内側チユーブ状部
材のごとき第２部材により保持されている。そし
て加熱すると第２部材は弱くなり、弾性部材は回
復する。 熱回復性物品の製造に用いられるポリマーの例
としては、ポリオレフイン（たとえばポリエチレ
ン）、エチレンとエチレン性不胞和モノマーとの
コポリマー（たとえばエチレン／エチルアクリレ
ート、エチレン／酢酸ビニルコポリマー）、ポリ
塩化ビニル、エラストマー、シリコン、ポリテト
ラフルオロエチレン、ポリフツ化ビニリデン、ポ
リウレタンおよびアイオノマーなどが挙げられ
る。ポリマーは、照射または化学的手法のいずれ
でも架橋することができる。 結晶性ポリマーの熱回復温度は、結晶融点より
一般にわずかに高い。ポリ塩化ビニルの様なポリ
マーは結晶性ではなく、ガラス転移点付近で回復
する。 部材の壁厚は、好ましくは約0.0127mm（0.0005
インチ）〜1.2700mm（0.05インチ）、より好まし
くは約0.0203mm（0.0008インチ）〜0.2540mm
（0.01インチ）である。 ハンダ挿入物は、ハンダを熱回復性物品の表面
上に適用することにより熱回復性物品内に配置す
ることができる。他方、ハンダ予備成形物を所望
の形状につくり、これを熱回復性物品内に挿入す
ることができる。ハンダは、２つのハンダ付けす
る基材が器具内に配置されて器具が加熱された時
に熱回復性物品の回復によりハンダが基材に密接
される様に配置される。熱回復性物品が熱収縮性
スリーブである場合、ハンダは好ましくはスリー
ブの内表面上にあるリング形状である。 フラツクスは、ハンダの流動を助長し、あるい
は接続されるべき基材の表面を清浄し、または両
者の働きをする。ハンダフラツクスとして広く用
いられているのは、天然ロジンをベースとする組
成物である。他のフラツクスは、たとえば無機お
よび有機酸を含む。使用時、ハンダフラツクスは
ハンダの融点より低い温度で溶融し、流動し、基
材表面を覆う。従つて、使用する特定のフラツク
スは、所定の用途におけるハンダの性質に依存す
る。いずれのハンダフラツクスも本発明で用いる
ことができる。フラツクスは温度指示成分と特定
のフラツクスを含んで成り、特定の用途に用いら
れるべき温度指示成分は、当業者ならば不当な実
験を行わずに容易に見い出すことができる。温度
指示成分は、フラツクスと適合性があり、フラツ
クスの通常の機能を損わないものであることが好
ましい。 ハンダフラツクスは、熱回復性ハンダ付け器具
のハンダに随伴する。フラツクスをハンダに随伴
させるいずれの常套手法も用いることができる。
たとえば、ハンダ予備成形物を熱回復性器具に位
置させる前に、噴霧、浸漬、ハケ塗りなどにより
フラツクスを該予備成形物に被覆することができ
る。ハンダフラツクスはハンダ付け作業、たとえ
ば手動ハンダ付けにおいて用いることもできる
が、この場合熱回復性器具を採用することはな
い。この場合には、フラツクスはハンダの上に塗
布するか、あるいはハンダ内に、たとえば当技術
分野ではよく知られている種々の形状の芯の形で
位置させることができる。フラツクスは、それが
適当な温度に達した時にフラツクス内の変色を検
出するために、ハンダ付け工程中は見えなければ
ならない。もしフラツクスをハンダ内に芯として
位置させると、加熱時のフラツクスの流れが可視
にすることが見い出された。可視変色は、ハンダ
付け温度に達した時に生じる。一般に、ハンダ付
け温度は回復温度より高い。従つて、ハンダフラ
ツクスの可視変色を生じさせるために、回復後に
続けて加熱する必要がある。 本発明によれば、ハンダフラツクス組成物は温
度指示物を含むので、適当なハンダ付け温度に加
熱された時、フラツクスは変色を起こす。変色は
不可逆変色、すなわち、たとえばハンダおよびフ
ラツクスが冷えて固化した時にも元に戻らない変
色であることが好ましい。この様な不可逆変色
は、ハンダ付けされた接続がハンダ付け中に所望
の温度に加熱されたか否かを決定するための連続
的な指示および永久的な手段を提供する。従つ
て、不適切に形成された接続は、ハンダ付け結合
を完成し、冷却した後に検出することができる。 フラツクスの変色は、好ましくは着色状態から
実質的な無色状態への変化である。完成されたハ
ンダ付け接続は、この様にしてフラツクスを介し
て検査のために見ることができる。この方法にお
いては、フラツクスの変色によりハンダ付け工程
中に十分な加熱があつたかを点検するためだけで
なく、適当なハンダ付けであるかを点検し、不適
切に形成された末端を検出するために接続自体を
検査することができる。 フラツクス組成物は、臨界温度で変色する。所
望の臨界温度は、使用する特定のハンダによつて
変わる。臨界温度とは、特定のハンダによりハン
ダ結合を行わせるのに必要な温度、すなわちハン
ダを溶融、流動させ、冷却した時にハンダがハン
ダ付けされる基材間に機械的、電気的接続を形成
する様に基材をぬらすのに必要な温度である。使
用する特定のハンダは、接続すべき基材および熱
回復性部材の材料に依存する。ハンダ付けを行う
のに必要な温度は、熱回復性部材を回復させるの
に必要な温度より一般に高い。 臨界温度がハンダの種類に応じて変わるので、
フラツクス組成物の温度指示成分は使用するハン
ダにより変わる。好ましくは、フラツクス組成物
は約150〜450℃、特に好ましくは約200〜240℃の
温度範囲で変色する。変色の温度は、ハンダの融
点より約20〜60℃高い範囲にあるのが好ましい。
好ましくは、低温ハンダの融点より約20〜30℃高
く、高温ハンダの融点より約30〜60℃高い。 上述の様に、フラツクス組成物は、臨界温度で
フラツクス組成物が変色を起こす様に温度指示物
を含んでいる。種々の温度指示物を使用すること
ができ、たとえばピグメントレツド（cpigment
Red）73（２−ニトロ−ｐ−トルイジンおよび２
−ナフトールから作られるアゾ染料（CI12120）
の様なアゾ染料、チモールブルーの様な酸−塩基
指示剤、アシツドレツド（CAcid Red）43（ｐ−
フエニルアゾアニリンおよび２−ナフトール−
６，８−ジスルホン酸から誘導されるジアゾ染
料）の様なジアゾ染料などが例示できる。フラツ
クスと適合性があり、臨界温度で変色を起こす染
料ならいずれの染料も使用できる。 好ましくは、フラツクス組成物は、臨界温度で
ハンダフラツクスと化学反応を起こして変色を生
じる化学反応性成分である温度指示剤を含む。特
に好ましいのは、臨界温度で反応性成分がフラツ
クス組成物を無色にする様なフラツクス組成物で
ある。こうするとハンダ付け接続を容易に検査す
ることができるからである。適当な化学反応性成
分は、たとえばブロモクレゾールグリーン
（Bromocresol Green）、ベーシツクフクシン
（Basic Fuchsine）またはチモールブルー
（Tymol Blue）である。 温度指示剤は、既知の手法によりハンダフラツ
クスに混入してもよい。フラツクスに加える温度
指示剤の量は、フラツクス100部当り約0.01〜５
部、好ましくは0.05〜２部である。加えられる量
は、色の強さに依存する。ハンダ付け工程中に明
瞭に見えるフラツクス組成物を提供するために十
分な量の温度指示剤を加えなければならない。フ
ラツクス組成物は、添加剤、たとえば分散助剤
（水、アルコールなど）、界面活性剤、乳化剤、所
望のPHを保つための酸または塩の様な緩衝剤（た
とえば、シユウ酸、乳酸、マレイン酸、酒石酸、
フマル酸、クエン酸など）および安定剤を含むこ
ともできる。 本発明の器具を添付図面を参照して説明する。 第１図において、熱回復性器具は、チユーブ状
スリーブ３の形状で、ハンダ挿入物４を有する熱
回復性部材を有して成る。スリーブ３は、放射線
架橋されたエチレン−テトラフルオロエチレン共
重合体の熱収縮性チユーブであり、チユーブの各
端部に向かつて溶融性熱可塑性挿入物５を有す
る。スリーブ３内に配置する前に、ハンダ挿入物
４に温度指示フラツクスを塗布する。塗布フラツ
クスは濃青色であり、ハンダ挿入物の灰色を目だ
たなくする。 熱可塑性挿入物５は、例えば熱回復性ポリマー
部材内に配置された、基材の周囲に配置される例
えば接着剤の挿入物であり、回復したポリマー部
材とハンダ付けされる基材との間で封止を提供す
る。熱可塑性挿入物は、熱回復性器具を加熱する
と溶融し、また、熱回復性器具を冷却すると固ま
つて回復したポリマー部材と基材との間に封止を
形成してハンダ付け接続部を保護する。この熱可
塑性挿入物は第１図に示すようにハンダ挿入物４
の両側に配置するのが好ましい。 未回復スリーブ３を、絶縁が除去されて下のシ
ールドが裸になつて部分を有する同軸ケーブル１
上に配置する。端領域から絶縁が除去された接地
線２が、ケーブル１の裸シールドに隣接して置か
れる。次に、スリーブ３を加熱し、収縮させてケ
ーブルおよび接地線に接触させ、ハンダを溶融さ
せ、流動させる。加熱すると、フラツクスはハン
ダの融点以上の温度で変色し、無色となる。加熱
はこの時点で中断する。スリーブの加熱中、熱可
塑性挿入物５は溶融し、スリーブをケーブルに封
止する。得られた製品を第２図に示す。 第２図では、スリーブ３は収縮されてケーブル
１に密着し、シールする。フラツクスは無色にな
つているので灰色のハンダ４はスリーブを通して
見ることができる。この様にしてハンダはケーブ
ル１のシールドと接地線２の裸先端の間をつな
ぐ。 次に実施例を示して本発明の種々のハンダフラ
ツクス組成物を説明する。 実施例 １〜14 温度指示ハンダフラツクス組成物は、Milros
＃611（市販のロジン系フラツクス、ロジン異性体
混合物37％およびイソプロパノール63％から成
る）に種々の染料を分散させて調製した。用いた
染料、および得られた温度指示フラツクス組成物
中の染料濃度を第１表に示す。第１表に示す様な
添加剤を、顔料の溶解を助長するため、または所
望PHに保つ様に溶液を緩衝するために適当ならば
加えた。 用いた染料は以下の通りである： Acid Red73（Scarlet Ｍ Crudeとして市販）、
ｐ−フエニルアゾアニリンと２−ナフトール−
６，８−ジスルホン酸から誘導されるジアゾ染料
（CI（カラーインデツクス）27290）、 Pigment Red3（Atlasol Spirit Red−３とし
て市販）、２−ニトロ−ｐ−トルイジンと２−ナ
フトールから誘導されるアゾ染料（CI12120）、 Thymol Blue（市販、チモールスルホンフタレ
インとも呼ばれる）、 Pigment Red52（Garnet Toner＃２として市
販）、２−アミノ−５−クロロ−ｐ−トルエンス
ルホン酸と３−ヒドロキシ−２−ナフトエ酸から
誘導されるアゾ染料、 Bromocresol Green、3′，3″，5′，5″−テトラ
ブロモ−ｍ−クレゾールスルホンフタレインとし
ても知られている、 Solvent Red24（Atlasol Red4Bとして市販）、
４−ｏ−トリルアゾ−ｏ−トルイジンと２−ナフ
トールから誘導されるアゾ染料（CI26105）、 Pigment Yellow5（Lithol Fast Yellow Ｙと
して知られている）、ｏ−ニトロアニリンとアセ
トアセトアニリドから誘導されるアゾ染料（CI
11660）、 Basic Violet 14（Basic Fuchsineとして知ら
れている）、アニリンとトルイジンから誘導され
る（CI 42510）、 Pigment Orange2（Ozark OrangeX−1481と
して市販）、ｏ−ニトロアニリンと２−ナフトー
ルから誘導されるアゾ染料（CI12060）。 フラツクス組成物をハンダ予備成形物上に塗布
し、次いでそれを、架橋ポリフツ化ビニリデンか
ら作られた熱収縮性スリーブ内に位置させた。ハ
ンダ付けされる基材、特に部分的に絶縁が除去さ
れた絶縁ワイヤを、スリーブ内に挿入し、非絶縁
部分をスリーブ内側に位置させた。次いで、スリ
ーブを加熱してワイヤ上に収縮させた。フラツク
ス組成物の最初の色、フラツクス組成物が変色す
る温度およびフラツクスの最終の色を第１表に示
す。

【表】

【表】 本発明の温度指示ハンダフラツクス組成物の使
用を、熱回復性スリーブ型のハンダ付け器具に用
いる場合について説明してきた。新規な温度指示
フラツクス組成物は、他のハンダ付け方法、たと
えば手動ハンダ付けにおいても用いることができ
る。温度指示フラツクスは、フラツクスが特定の
ハンダ付け方法に通常用いられるのと同様の方法
で用いられ、臨界温度で変色する。フラツクスは
ハンダ予備成形物上に塗布し、あるいはハンダに
混入することができる。フラツクスをハンダ付け
すべき基材上に塗布することも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、２本の長い基材が中に配置された本
発明の器具の側面図、第２図は、長い基材の間で
ハンダ付け接続が形成された後の第１図の器具の
側面図である。 １…ケーブル、２…接地線、３…スリーブ、４
…ハンダ挿入物、５…熱可塑性挿入物。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 熱回復性ポリマー部材、該部材内に配置され
   たハンダ挿入物およびハンダフラツクス組成物を
   有して成る基材をハンダ付けするためのハンダ付
   け器具であつて、 熱回復性部材は透明であり、加熱時に収縮して
   ハンダ付けすべき基材に密接し、 ハンダ挿入物はハンダの融点で溶融し、また ハンダフラツクス組成物は、ハンダ挿入物と組
   み合わせて使用されて、熱回復性部材が収縮する
   温度より高く、かつ、ハンダの融点より20〜60℃
   高い温度でポリマー部材を介して目視により検知
   できる変色を起こす器具。 ２ 該フラツクスが着色状態から実質的な無着色
   状態へ変色する第１項記載の器具。 ３ 該ポリマー部材が架橋ポリマー物質のスリー
   ブから成る第１項記載の器具。 ４ 該ハンダ挿入物がリング状であり、該ポリマ
   ー部材の内表面上にある第１項記載の器具。 ５ 該フラツクス組成物が該ハンダ挿入物の表面
   に被覆されている第１項記載の器具。 ６ 該ハンダフラツクスが約150〜450℃の範囲の
   温度で変色する第１項記載の器具。 ７ 該ハンダフラツクスが約200〜240℃の範囲の
   温度で変色する第１項記載の器具。 ８ 該フラツクス組成物がロジン系フラツクスを
   含む第１項記載の器具。 ９ 該フラツクス組成物が、ｐ−フエノキシアゾ
   アニリンおよび２−ナフトール−６，８−ジスル
   ホン酸から誘導されたアゾ染料、２−ニトロ−ｐ
   −トルイジンおよび２−ナフトールから誘導され
   たアゾ染料、２−アミノ−５−クロロ−ｐ−トル
   エンスルホン酸および３−ヒドロキシ−２−ナフ
   トエ酸から誘導されたアゾ染料、４−ｏ−トリル
   アゾ−ｏ−トルイジンおよび２−ナフトールから
   誘導されたアゾ染料、ｏ−ニトロアニリンおよび
   アセトアセトアニリドから誘導されたアゾ染料、
   ｏ−ニトロアニリンおよび２−ナフトールから誘
   導されたアゾ染料、アニリンおよびトルイジンか
   ら誘導されたアゾ染料、チモールスルホンフタレ
   インまたは3′，3″，5′，5″−テトラブロモ−ｍ−
   クレゾールスルホンフタレインを含んで成る熱変
   色性指示剤を含む第１項記載の器具。