JPH05285646A

JPH05285646A - 半田鏝

Info

Publication number: JPH05285646A
Application number: JP11981192A
Authority: JP
Inventors: Ryohei Shibata; 良平柴田
Original assignee: Hitachi AIC Inc
Current assignee: Lincstech Circuit Co Ltd
Priority date: 1992-04-13
Filing date: 1992-04-13
Publication date: 1993-11-02

Abstract

(57)【要約】【目的】高周波用コイルの短絡不良を防止して加熱効
率を向上すること。【構成】外装６の先端に鏝先１を取り付け、高周波用
コイル８と、この高周波用コイル８の中心部配置した少
なくとも表面が磁性体からなる加熱用チップ７とを前記
外装６内に収納した高周波誘導加熱型の半田鏝におい
て、高周波用コイル８又は鏝先１の少なくともどちらか
一方と、外装６との間に半田付け温度で炭化しない絶縁
物を１５介在することを特徴とする半田鏝。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は高周波誘導加熱方式の半
田鏝に関する。

【０００２】

【従来の技術】半田鏝は加熱方式の相違によって数種類
ある。一例として、ニクロム線等の抵抗線に電流を流し
て加熱し、これによって発生する熱を交流や副射によっ
て鏝先に伝達する方式がある。また、無機質で絶縁被覆
したニクロム線を鏝先に巻き付け、絶縁被覆を介して熱
を鏝先に伝達する方式もある。しかし、前者の方式では
熱の伝達に空間ギャップを利用するために、また、後者
の方式では絶縁被覆を介して熱を伝達するために、いず
れも熱の伝達効率が低い。従って、鏝先の温度は、半田
付け作業の際に一時的に低下するが、作業時間が短い
と、所定値まで上昇しなくなる。そのため、これ等の方
式の半田鏝は作業条件が非常に限定される。

【０００３】高周波誘導加熱方式の半田鏝は、この欠点
がなく、熱伝達効率がよく、小形化が可能で、種々の条
件下で利用できる。この半田鏝は、例えば、図３に示す
通りの構造になっている。すなわち、２１は、鏝先であ
り、円筒状の金属製の外装２２の端に取り付けている。
鏝先２１の底部２３には加熱用チップ２４の一端を埋め
込み、他端を引き出している。この加熱用チップ２４
は、銅製の円筒状の棒の側面に磁性体層を設けたもので
ある。加熱用チップ２４の周囲には、銅線等にシリコン
樹脂等を被覆した高周波用コイル２５を巻き付けてい
る。また、加熱用チップ２４の位置で外装２２の内壁に
磁性体の板２６を巻き付けている。外装２２の端には絶
縁性の蓋２７を取り付けこれを密封している。この蓋２
７には端子２８及び２９を互いに離して設けている。こ
のうち端子２８は高周波用コイル２５の一端３０に接続
し、そして円筒状の端子２９は他端３１に接続してい
る。

【０００４】この高周波誘導加熱方式の半田鏝は、次の
通りに動作する。先ず、端子２８及び２９を通して高周
波電源によって高周波用コイル２５に電流を流す。これ
により、高周波コイル２５周辺に磁気が発生する。従っ
て、加熱用チップ２４に設けた磁性体層は、表皮効果に
よってうず電流が流れ、ジュール熱によって加熱する。
この熱は熱伝導率の高い銅製の棒を通して、鏝先２１に
伝わる。特に、磁性体層は半田付けの条件に適したキュ
リー点を有する材質にした場合、キュリー点以上の温度
に加熱すると、磁性が減少し、従って表皮効果によるう
ず電流が低下し、ジュール熱が減少する。それ故、鏝先
２１の温度が低くなる。また、磁性体層は、キュリー点
より低い温度になると、磁性が元に戻り、再び温度が上
昇する。これにより鏝先２１も温度が上昇する。この繰
り返しにより、鏝先２１は所定の温度に維持される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、高周波用コイ
ル２５は、加熱によって、シリコン樹脂等の被覆が炭化
してボロボロになり、容易に剥げ落ちてしまう。そのた
めに、高周波用コイル２５は、鏝先２１等に力が加わっ
て、加熱用チップ２４とともに動くと、板２６に接触し
て短絡する欠点がある。また、鏝先２１は加熱によりそ
の表面に酸化皮膜ができる。そしてこの酸化皮膜が剥離
し易いために、鏝先２１の外装２２に取り付けている箇
所が緩くなり、外れ易くなる欠点がある。

【０００６】本発明の目的は、以上の欠点を改良し、高
周波用コイルの加熱効率を向上するか、または鏝先が外
れるのを防止するか、少なくともどちらか一方を達成で
きる半田鏝を提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するために、外装の先端に鏝先を取り付け、高周波
用コイルと、この高周波用コイルの中心部に配置した少
なくとも表面が磁性体からなる加熱用チップとを前記外
装内に収納した高周波誘導加熱型の半田鏝において、高
周波用コイル又は鏝先の少なくともどちらか一方と、外
装との間に半田付け温度で炭化しない絶縁物を介在する
ことを特徴とする半田鏝を提供するものである。

【０００８】高周波用コイル又は鏝先の少なくともどち
らか一方と、外装との間に絶縁物を介させるには、高周
波用コイルに絶縁物を塗布したり、あるいは外装の内側
に絶縁物を塗布したり、外装内に絶縁物を充填したりす
る。

【０００９】絶縁物としてはアルカリ金属や有機金属化
物、セラミック等の無機質材料が適している。

【００１０】

【作用】高周波用コイルや外装の内側を、半田付け温度
で炭化しない絶縁物で被覆した場合、加熱してもこの絶
縁物は剥げ落ちることがない。従って、高周波用コイル
は、外装に接触しても導通して短絡することもない。な
お、高周波用コイルは、電磁力によって隣どうしが接触
して短絡することもあるが、絶縁物をこれに被覆するこ
とによって、こうした短絡もなくなる。

【００１１】また、外装の内部に無機質材料等の絶縁物
を充填すると、外装と高周波用コイルとの間にこの絶縁
物が入りこむため、高周波用コイルは外装に直接接触す
ることがなく、導通を防止できる。そして高周波用コイ
ルの絶縁被覆が加熱により劣化しても、絶縁物が充填し
てあり剥げ落ちる余地が無くなる。従って、高周波用コ
イルは、電磁力によっても互いに接触して導通する不良
が無くなる。この場合、絶縁被覆にクラックがあって
も、充填した絶縁物がこのクラックに入りこみ絶縁性が
よくなる。

【００１２】さらに、外装と鏝先との間に絶縁物を介在
させることにより、鏝先はこの箇所で絶縁物により保護
されて酸化もなくなり、外装から外れることがなくな
る。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例に基づいて説明する。
図１において、１は、無酸素銅製の鏝先であり、先端２
がテーパー状で、中央部３が径５φ、底部４が径４．４
φ、全体が２０mmの長さになっている。５はこの鏝先１
に設けた穴である。６は、外径４．４φ、厚さ０．２mm
でステンレス製のパイプからなる外装であり、鏝先１の
底部４にはめ込み機械的に締め付けて取り付けている。
７は、加熱用チップであり、径３φ、長さ２５mmの円筒
状の銅製等の棒を中心とし、この表面にパーマロイ等の
磁性体層を形成したもので、一端を鏝先１の穴５に押し
入れ固定している。８は、１．６〜２．０μＨの高周波
用コイルであり、銅線やアルミ線、これ等の合金線等
に、アルカリ金属や有機金属化合物等の無機質材料ある
いはシリコン樹脂等の有機材料で厚さ５〜３０μｍに塗
布して絶縁被覆を形成したものである。９は、パーマロ
イ等の磁性体からなる薄い板で、加熱用チップ７の位置
で外装６の内壁に密着して貼り付けたものである。１０
は、絶縁性の蓋であり、外装６の端に取り付けている。
１１及び１２はこの蓋１０から引き出した端子である。
そして端子１１は高周波用コイル８の端１３に接続して
いて、蓋１０の中心から引き出している。また、端子１
２は、円筒状であり、高周波用コイル８の端１４に接続
していて、蓋１０の側面と外装６の内壁との間から引き
出している。１５は、外装６の内部に充填した、半田付
け温度で変化しないアルカリ金属等の無機質材料からな
る絶縁物であり、鏝先１との間にも入りこんでいる。

【００１４】上記実施例において、高周波用コイルは、
例えばアルカリ金属等の無機質材料をアルコールや水等
で希釈した溶液中に銅線等を浸漬し、常温硬化して厚さ
３〜１０μｍの絶縁皮膜を形成した後に、コイル状に加
工して製造する。また、絶縁物質を充填するには、先ず
アルカリ金属等をアルコールや水等で希釈し、粘度５０
００Ｃ・Ｐ・Ｓ以下に調合した溶液を、デスペンサ等を
用いて、加圧注入し、その後、常温で１〜２Ｈｒ放置
し、そして温度１００〜２００℃で２Ｈｒ程加熱して硬
化する。この注入液は粘度を５０００ＣＰＳ以下にして
いる関係で残査分を５０％以上調合することが困難であ
る。従って、この後に、さらに粘度５０００〜２０００
０Ｃ・Ｐ・Ｓ、残査分８０〜９５℃のアルカリ金属等の
希釈液を注入する。この場合、より低粘度の希釈液を数
回繰り返して注入してもよい。そして注入は、蓋１０を
する前あるいは外装６に注入孔を設け、そこから行う。

【００１５】なお、上記実施例において、外装６内に半
田付け温度で炭化しない絶縁物１５を充填しているが、
高周波用コイル８をこの絶縁物１５で被覆した場合に
は、充填しなくてもよい。板９を介して外装６の内側に
この絶縁物１５を被覆した場合にも、充填しなくてもよ
い。この場合、絶縁物１５を鏝先１との間にまで、外装
６の内側を被覆してもよい。合わせて、前者及び後者の
場合に、高周波用コイル８に絶縁物１５を被覆してもよ
い。また、外装６と鏝先１との間にだけ絶縁物１５を介
在させてもよく、さらに加えて高周波コイル８に絶縁物
１５を被覆してもよい。

【００１６】次に、実施例、従来例及び比較例について
図３に示す通りの半田付け処理を行い、各半田鏝の寿命
を調べた。半田鏝４１には電圧２４Ｖ、周波数約１３Ｍ
Ｈｚの交周波電源を接続する。そして鏝先４２を温度３
６０〜４００℃に加熱する。この状態で、プリント配線
板４３を移動し、半田４４付けする。半田線４５は、半
田鏝４１がプリント配線板４３に移動して鏝先４２がこ
れに圧力２５０ｇｒで接触する。このとき、ギヤー４６
によって５００mm／分の速度によって長さ２０mmだけ鏝
先４２に送られる。そしてこの作業を２秒間隔で行い半
田付けする。半田鏝４１数は実施例及び従来例とも各々
１０ケとする。そして半田が溶けず半田付けが不可能と
なる回数を、Ａ：１００００回以下、Ｂ：１００００〜
３００００回、Ｃ：３００００〜５００００回、Ｄ：５
００００〜７００００回、Ｅ：７００００回以上の５つ
に分け、各々の半田鏝数を求め、表１に示した。なお、
外装の内側に設けた絶縁物被覆は、これに密着して貼り
付けた磁性体からなる板を介し、この表面に絶縁物を塗
布して形成する。また、絶縁物を外装内に充填するに
は、真空含浸法を用い、２回に分けて行った。この場合
の真空度は３０mmＨｇとする。また、１回目の含浸には
粘度１００Ｃ・Ｐ・Ｓの液を用い、２回目には粘度３０
００〜５０００Ｃ・Ｐ・Ｓの液を用いた。１回目の含浸
により、外装と鏝先との間に絶縁物を充填できる。

【００１７】

【表１】

【００１８】表１から明らかな通り、実施例１〜実施例
２２によれば、全部１００００回よりも多く半田付け可
能である。これに対して、従来例１及び従来例２によれ
ば、２０〜５０％が１００００回以下しかもたなかっ
た。また、実施例１〜実施例８、実施例１０〜実施例１
７、実施例１９〜実施例２２から明らかな通り、高周波
コイルを絶縁被覆するとともに、外装を絶縁被覆する
か、少なくとも１回絶縁物を充填することにより、３０
０００回より多く半田付けできるようになる。特に、有
機金属からなる絶縁物が効果的である。

【００１９】

【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、高周波用
コイル又は鏝先の少なくともどちらか一方と、外装との
間にアルカリ金属や有機金属等の半田付け温度で炭化し
ない絶縁物を介在することにより、高周波用コイルの加
熱効率を向上でき、あるいは鏝先が外装から外れるのを
防止できる半田鏝が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の断面図を示す。

【図２】本発明の実施例の使用状態の図面を示す。

【図３】従来例の断面図を示す。

【符号の説明】１，４２…鏝先、６…外装、７…加熱用チップ、
８…高周波用コイル、９…板、１５…絶縁物、４１
…半田鏝。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成４年４月２０日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正内容】

【書類名】明細書

【発明の名称】半田鏝

【特許請求の範囲】

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は高周波誘導加熱型の半田
鏝に関する。

【０００２】

【従来の技術】半田鏝は加熱方式の相違によって数種類
ある。一例として、ニクロム線等の抵抗線に電流を流し
て加熱し、これによって発生する熱を対流や副射によっ
て鏝先に伝達する方式がある。また、無機質で絶縁被覆
したニクロム線からなるヒーターユニットを鏝先に挿入
し、絶縁被覆を介して熱を鏝先に伝達する方式もある。
しかし、前者の方式では熱の伝達に空間ギャップを利用
するために、また、後者の方式では絶縁被覆を介して熱
を伝達するために、いずれも熱の伝達効率が低い。従っ
て、鏝先の温度は、半田付け作業の際に一時的に低下す
るが、半田付け作業の繰り返し時間が短いと、所定値ま
で上昇しなくなる。そのため、これ等の方式の半田鏝は
作業条件が非常に限定される。

【０００３】高周波誘導加熱方式の半田鏝は、この欠点
がなく、熱伝達効率がよく、小形化が可能で、種々の条
件下で利用できる。この半田鏝は、例えば、図３に示す
通りの構造になっている。すなわち、２１は、鏝先であ
り、円筒状の金属製の外装２２の端に取り付けている。
鏝先２１の底部２３には加熱用チップ２４の一端を埋め
込み、他端を引き出している。この加熱用チップ２４
は、銅製の円筒状の棒の側面に磁性体層を設けたもので
ある。加熱用チップ２４の周囲には、銅線等にシリコン
樹脂等を被覆した高周波用コイル２５を巻き付けてい
る。また、加熱用チップ２４の位置で外装２２の内壁に
磁性体の板２６を巻き付けている。外装２２の端には絶
縁性の蓋２７を取り付けている。この蓋２７には端子２
８及び２９を互いに離して設けている。このうち端子２
８は高周波用コイル２５の一端３０に接続し、そして円
筒状の端子２９は他端３１に接続している。

【０００４】この高周波誘導加熱方式の半田鏝は、次の
通りに動作する。先ず、端子２８及び２９を通して高周
波電源によって高周波用コイル２５に電流を流す。これ
により、高周波コイル２５周辺に磁気が発生する。従っ
て、加熱用チップ２４に設けた磁性体層は、表皮効果に
よってうず電流が流れ、ジュール熱によって加熱する。
この熱は熱伝導率の高い銅製の棒を通して、鏝先２１に
伝わる。特に、磁性体層は半田付けの条件に適したキュ
リー点を有する材質にした場合、キュリー点以上の温度
に加熱すると、磁性が減少し、従って表皮効果によるう
ず電流が低下し、ジュール熱が減少する。また、磁性体
層は、キュリー点より低い温度になると、磁性が元に戻
り、再びジュール熱が上昇する。この繰り返しにより、
鏝先２１は所定の温度に維持される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、高周波用コイ
ル２５は、加熱によって、シリコン樹脂等の被覆が炭化
してボロボロになり、容易に剥げ落ちてしまう。そのた
めに、高周波用コイル２５は、鏝先２１等に力が加わっ
て、加熱用チップ２４とともに動くと、板２６に接触し
て短絡する欠点がある。また、鏝先２１は、加熱により
その表面に酸化皮膜ができるが、この酸化皮膜が剥離し
易いために、鏝先２１の外装２２に取り付けている箇所
が緩くなって動き易くなる。そのため上記の短絡がより
生じ易くなる欠点がある。

【０００６】本発明の目的は、以上の欠点を改良し、高
周波用コイルの短絡不良を防止して加熱効率を向上でき
る半田鏝を提供するものである。

【０００７】

【０００９】絶縁物としてはアルカリ金属や有機金属化
合物、セラミック等の無機質材料が適している。

【００１０】

【００１２】さらに、外装と鏝先との間に絶縁物を介在
させることにより、鏝先はこの箇所で絶縁物により保護
されて酸化もなくなり、動き難くなり、より短絡不良を
防止し易くなる

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例に基づいて説明する。
図１において、１は、無酸素銅製の鏝先であり、先端２
がテーパー状で、中央部３が径５φ、底部４が径４．４
φ、全体が２０mmの長さになっている。５はこの鏝先１
に設けた穴である。６は、外径４．４φ、厚さ０．２mm
でステンレス製のパイプからなる外装であり、鏝先１の
底部４にはめ込み機械的に締め付けて取り付けている。
７は、加熱用チップであり、径３φ、長さ２５mmの円筒
状の銅製等の棒を中心とし、この表面にパーマロイ等の
磁性体層を形成したもので、一端を鏝先１の穴５に押し
入れ固定している。８は、加熱用チップ７に密着して巻
いた１．６〜２．０μＨの高周波用コイルであり、銅線
やアルミ線、これ等の合金線等に、アルカリ金属や有機
金属化合物等の無機質材料あるいはシリコン樹脂等の有
機材料で厚さ５〜３０μｍに塗布して絶縁被覆を形成し
たものである。９は、パーマロイ等の磁性体からなる薄
い板で、加熱用チップ７の位置で外装６の内壁に密着し
て貼り付けたものである。１０は、絶縁性の蓋であり、
外装６の端に取り付けている。１１及び１２はこの蓋１
０から引き出した端子である。そして端子１１は高周波
用コイル８の端１３に接続していて、蓋１０の中心から
引き出している。また、端子１２は、円筒状であり、高
周波用コイル８の端１４に接続していて、蓋１０の側面
と外装６の内壁との間から引き出している。１５は、外
装６の内部に充填した、半田付け温度で変化しないアル
カリ金属等の無機質材料からなる絶縁物であり、鏝先１
との間にも入りこんでいる。この絶縁物１５は、外装６
内にすき間なく充填してあるが、少なくとも加熱用チッ
プ７を被う程度の位置まで充填してあればよい。

【００１４】上記実施例において、高周波用コイルは、
例えばアルカリ金属等の無機質材料をアルコールや水等
で希釈した溶液中に銅線等を浸漬し、常温硬化して厚さ
３〜１０μｍの絶縁皮膜を形成した後に、コイル状に加
工して製造する。また、絶縁物質を充填するには、先ず
アルカリ金属等をアルコールや水等で希釈し、粘度５０
００Ｃ・Ｐ・Ｓ以下に調合した溶液を、デスペンサ等を
用いて、加圧注入し、その後、常温で１〜２Ｈｒ放置
し、そして温度１００〜２００℃で２Ｈｒ程加熱して硬
化する。この注入液は粘度を５０００ＣＰＳ以下にして
いる関係で残査分を５０％以上調合することが困難であ
る。従って、この後に、さらに粘度５０００〜２０００
０Ｃ・Ｐ・Ｓ、残査分８０〜９５℃のアルカリ金属等の
希釈液を注入する。この場合、より低粘度の希釈液を数
回繰り返して注入してもよい。そして注入は、蓋１０を
する前や鏝先１を外装６に取り付けるとき、あるいは外
装６に注入孔を設け、そこから行う。