JPS586617Y2

JPS586617Y2 - 半田こて

Info

Publication number: JPS586617Y2
Application number: JP1980186341U
Authority: JP
Inventors: 国光降夫; 水田実; 正木康司
Original assignee: 太洋電機産業株式会社
Priority date: 1980-12-24
Filing date: 1980-12-24
Publication date: 1983-02-04
Also published as: JPS57111464U

Description

【考案の詳細な説明】この考案は、正の温度係数を有するサーミスタいわゆる
ＰＴＣサーミスタなどの発熱型の半導体を熱源とした半
田こてに関するものである。

従来、いわゆる電気半田こてには第１図に示す構造もの
が知られている。

図中、符号１はこて部材であり、発熱板２，２に挾さ１
れている。

発熱板２，２には豆ガイ管３・・・により絶縁されてい
るリード線４，４が接線されている。

符号５，５は金属製のケースであり、上記こて部材１お
よび発熱板２，２を固定、支持するものである。

渣た、符号６は相手である。

上記こて部材１は、熱伝導性の高い銅で構成されている
。

また、発熱板２゜２は雲母薄板２ａにニクロム線２ｂを
巻きつけ、その上に、さらに雲母筋を被覆してなるもの
である。

そして、ケース５は、こて部材１と発熱板２゜２の固定
、支持卦よび放熱を兼ねるために銅などの熱伝導性の良
い金属により構成されている。

ところで、上記従来の電気半田こてには、半田づけに適
する温度よシ犬巾に高い温度に１で温度が上昇してしま
うという欠点がある。

その結果、半田は酸化して機械強度が低下し、表面のつ
やもなくなり、また、半田づけの対象であるプリント基
板、ＩＣなどを破損してし１うことかつる。

また、必要以上に高温とするため、こて先の劣化が激し
いという欠点があった。

さらに、必要以上の発熱があるため、余分な電力を費や
してし１うし、放熱部分を設ける必要があり、かつ、こ
の放熱部分を大きく設けなければならないという様々な
欠点が生じてくる。

そこで上記従来の電気半田こての欠点を解消するものと
して、正の温度係数を有するサーミスタ（以下、ＰＴＣ
サーミスタと称す）などの発熱型の半導体が、この半導
体に電圧を印加すると、発熱し、一定温度をこえる時に
抵抗が急激に高くなるという性質を利用して、上記発熱
型の半導体を熱源とする半田こてが考え出されている（
特公昭４６−３１５７９）。

なか、この発明では、板状の発熱型の半導体にその厚さ
方向に電流を流すようにし、熱の放出中を電流の方向に
対し直角をなす方向に温度勾配が生ずるように上記半導
体をこて先に対し配置することによって、効率よく熱を
こて先に供給するとしてかり、この点を特徴としている
。

ところで上記発熱型の半導体において、熱を効率的に発
生させるためには、上記半導体に電極を接続する際、電
極と半導体間の接触面積釦よび密度をできるだけ大きく
することが必要な訳である。

ここで、上記接触面積は、板状の半導体の側面部分であ
り、このｐ面部分より大きくすることはできないので、
もう一方の効率的に半導体を発熱させる因子である接触
密度を太きくしなければならない。

この半導体と電極との接触密度を最大にするには、半導
体に電極を溶着するのが一番よい訳であるが、上記半導
体は、この半導体に不均一に熱を加えると、亀裂が生じ
たりして破損してし１うという難点を有しているので、
電極を溶着することはできないし、化学メッキにて電極
を溶着する場合でも、後からリード線を溶接しなければ
ならず、リード線を溶接する際、上記したように、不均
一に熱が加わることにより、やはり半導体を破損してし
まうので、化学メッキによる溶着も適さない。

このように、半導体と電極との接触密度を高めるのに、
半導体に電極に溶着することができないので、他の方法
にて接触密度の向上を図らなければならない。

また、上記半導体の作動温度の上限は、せいぜい３００
℃前後のものなので、温度の低下をきたさないように、
断熱保温処置を施こきなければならないし、半田こての
こて先に熱を効率よく伝えるために、こて部材と半導体
との接触をできるだけ密にしなければならない。

以上述べたように、ＰＴＣサーミスタなどの発熱型半導
体を熱源とした半田こてを実用に供するには様々の解決
すべき問題がある・。

そして、この解決すべき問題は、前記の発明に釦いては
、実際に解決されて釦らず、前記発明に係る加熱装置（
半田とて）は、実用に供することができないという欠点
を有している。

この考案は、上記の事情に鑑みてなされたもので、その
目的は、半田づけに最適な温度を維持することができ、
広い動作電圧を有し、経済的な半田こてを提供すること
にあり、ＰＴＣサーミスタなどの発熱型の半導体からな
る熱源と、この半導体を挾むように電極を配置し、上記
電極によって挾まれた半導体を上記電極と一体的に絶縁
物で被覆し、この絶縁物で一体的に被覆した半導体と電
極をこて部材の嵌合部または係止部に嵌合または係止し
、さらに上記こて部材の周面を絶縁断熱材で被覆し、筒
体に圧入、嵌合することによ、って、上記半導体と電極
との接触密度釦よび上記絶縁物を介した半導体とこて部
材との接触密度を増大させたものである。

以下、この考案を図面を参照して説明する。

第２図ないし第４図は、この考案の一実施例を示す図で
ある。

図中、符号１０は、ＰＴＣサーミスタなどの発熱型の半
導体であり、第３図イに示すように、直方体型の薄板で
ある。

上記半導体１０の両側面（６つの側面のうち最大の面積
をもつ）には、電極１１が配置、圧接されている。

この電極１１には、第３図口に示すように、絶縁パイプ
１１ａに被覆されたリード線１１ｂが接続されている。

上記半導体１０と電極１１は、第３図へに示すようなフ
ィルム状のマイカ１２によシ一体的に被覆されている。

このマイカ１２により一体的に被覆された半導体１０と
電極１１は、さらにポリイミドフィルム１３によって被
覆されている。

このポリイミドフィルム１３は、第３図二に示すように
、フィルム状のものを円筒状に巻いた後、その一端をヒ
ートシールしてなる。

このようにして、フィルム状のマイカ１２あ−よびポリ
イミドフィルム１３により一体的に被覆、絶縁された半
導体１０釦よび電極１１は、第３図ホに示すようにこて
部材１４の嵌合部１４ａに圧入嵌合されている。

上記こて部材１４の周面はマイカ薄板１５によシ被覆さ
れている。

このマイカ薄板１５は、第３図へに示すように、はぼ円
筒状をなすように底形されている。

上記マイカ薄板１５によって被覆されたこて部材１４は
、筒体１６に圧入嵌合されている。

この筒体１６は、第３図トに示すように、円筒形をなし
てかり、この円筒形の一端の開口部１６ａは、絞られて
、小さくなって卦り、こて先１４ｂを係止する。

この筒体１６による圧着はたいへん重要で問題のある所
で、この圧着をあ１り強くしても半導体１０が破損した
９、耐久性が悪くなったりしてし１うし、逆に圧着が弱
いと筒体１６内の各部材間の接触密度が小さくなシ、伝
熱効率が小さくなってし會い、こて先１４ｂを所定温度
（２４０〜２７０°Ｃ）に保つことができない。

これらの事情をさらに詳しく説明する。上記のようにし
て各部材を筒体１６内に圧入嵌合した後、半導体１０を
使用状態に１で発熱させる（はぼ３００℃）と、各部材
、特にこて部材１４の熱膨張により筒体１６内の圧力が
高まる。

この圧力は昇温前の上記筒体１６の圧着力の強弱によっ
て様々な値をとる。

すなわち、圧着力を高めれば、筒体１６内の遊隙がほと
んどなくなるばかりでなく、各部材への伝熱効率も高ま
り熱膨張量も多くなるので、半導体１０の昇温後は、筒
体１６内の圧力は相当に高くなる。

逆に圧着力が小さいと、遊隙が幾分あるばかりでなく、
各部材への伝熱効率も低下するので、半導体１０の昇温
後の圧力は上昇するものの、それ程大きなものとはなら
ない。

ここで、上記したように半導体１０の発熱維持温度は、
はぼ３００℃であり、こて先１４ｂの温度は２４０〜２
７０℃にする必要がある。

そして半導体１０とこて部材１４との間には絶縁材（マ
イカ１２、ポリイミドフィルム１３）があり、また半導
体１０からこて先１４ｂ昔ではある程度の距離があるの
で、３００℃の温度をその１１こて先１４ｂへ伝えるこ
とは困難であり、３０℃程度の熱損失は容易に生じてし
１う。

従って、伝熱効率から考慮したら、上記筒体１０による
圧着力はできるだけ高くした方がよい。

一方、筒体１６内の各部材の内その耐圧性が最も小さい
のは半導体１０であり、この半導体１０は静圧を２．４
ｋｇ／皿３近く加えたら、破損してし１う。

そこで、半導体１０の破損を防止し、その耐久性を高め
るためには、筒体１６による圧着力はできるだけ小さく
した方がよい。

このような相反する条件を満たすために、上記筒体１６
による圧着力は、この筒体１６への各部材の圧入時に上
記マイカ１２、ポリイミドフィルム１３釦よびマイカ薄
板１５が変形、破損しない範囲で最高のものとした。

これは多くの試行、検討の結果判明したもので、このよ
うにすることによって、半導体１０の発熱時、こて部材
１４などの各部材の膨張によって筒体１６内に生じる圧
力が、はぼ半導体１０の耐圧限度圧と上記マイカ１２、
ポリイミドフィルム１３、マイカ薄板１５の弾性変形に
よって吸収される圧力との和に相当するようになる。

つまり、ちょうどマイカ１２などの絶縁材料の圧力吸収
によって半導体１０の破損が防止されるようになってい
る。

これは上記各絶縁材料のかわりに高剛性の絶縁材料を使
用し同じ筒体１６による圧着力で熱をかけてみると、半
導体１０が破損し始めることから確認された。

このようにして各部材を圧入嵌合した筒体１６は、第４
に示すように、取手１Ｔに取り付け、配線を施こして、
使用に供せられることになる訳である。

次に上記のように構成されたこの考案に係る半田こての
作用釦よび利点について、説明する。

この半田こての熱源として使用されているＰＴＣサーミ
スタなどの半導体１０は、温度上昇とともに抵抗が急激
に増加するという性質をもってかり、その結果、電圧を
印加しつづけても、発熱温度が自動的に一定（はぼ３０
０℃）に保たへまた、たとえ電圧が変動しても、発熱温
度の変動が少なく、広い動作電圧を有している。

また、上記したように、半導体１０の有する側面のうち
最大の面積を有する両側面に電極１１が配置されてかり
、かつ電流の方向に対し直角方向にこて先１４ｂが配置
されているので、効率よくこて先１４ｂに熱が供給され
る。

さらに、マイカ薄板１５により半導体１０釦よびこて部
材１４が一体的に被覆され、その結果断熱保温されるの
で、熱の損失が少ない。

また、半導体１０と電極１１が嵌合されたこて部材１４
が前記したように、筒体１６に発熱時に半導体１０が破
損しないようにしながら最高の圧着力で圧入嵌合されて
いるので、半導体１０と電極１１との接触密度釦よび絶
縁物を介した半導体１０とこて部材１４との接触密度が
高く、熱伝導がたいへん良い。

そして、この半田こては、上記した熱効率の良さと前記
した熱源の半導体１０の有する性質と相俟って、消費電
力がたいへん少なくて済む。

第５図は他の実施例を示すものである。

この図に釦いて、第１の実施例と同一符号は同一構成要
素を示−その説明は省略する。

この第２の実施例は、第１の実施例の半田こてより大き
なサイズの半田とてであり、発熱量を多くする必要があ
り、そのために熱源としての半導体１０が２つ設けられ
ている。

この２つの半導体１０を係止するためにこて部材２０に
係止部２０ａ、２０ｂが設けられている。

上記こて部材２０は、係止部２０ａ。２０ｂにフィルム
状のマイカ１２釦よびポリイミドフイルム１３により一
体的に被覆された半導体１０釦よび電極１１が係止され
、こて部材２０の周面がマイカ薄板２１で被覆、断熱さ
れた後、筒体２２に圧入、嵌合されている。

このように構成しても、第１実施例と同様の作用効果を
有することができる。

な卦、上記実施例では、絶縁物として、フィルム状のマ
イカ釦よびポリイミドフィルムを、絶縁断熱材として、
マイカ薄板を用いたが、同様の弾性変形力をもつ他の材
質の絶縁物卦よび断熱材を用いてもかまわない。

以上説明したように、この考案に係る半田こては、ＰＴ
Ｃサーミスタなどの発熱型の半導体を熱源とし、この半
導体を挾むように、電極を配置し、上記半導体と電極を
ポリイミドフィルムとマイカなどの絶縁物で一体的被覆
し、この絶縁物で一体的に被覆した半導体と電極をこて
部材の嵌合部または係止部に嵌合ｌたは係止し、さらに
上記とて部材の周面をマイカなどの絶縁断熱材で被覆し
、ステンレスなどの筒体に適切な圧着力をもって圧入、
嵌合する構造なので、上記半導体と電極との接触密度お
よび上記絶縁物を介した半導体とこて部材との接触密度
を増大させることができ、前記熱源としての半導体が有
する、電圧を印加しつづけても、゛発熱温度が自動的に
一定に保たれ、また、たとえ電圧が変動しても、発熱温
度の変動が少なく広い動作電圧を有し、さらに消費電力
が少なく経済的であるなどの特性をいかんなく発揮する
ことができ、こて先の温度を半田づけに最適な温度（２
４０〜２７０℃）に保つことができ、熱源がオーバーヒ
ートしないので絶縁物の劣化が少なく高絶縁を確保でき
、電圧が変動してもこて先の温度は変動せずに済み、プ
リント基板の部品を交換する時には、鋼箔の剥離を生ず
ることなく、消費電力が少なくて済み経済的であるなど
優れた利点を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の電気半田こてを示す分解斜視図、第２
図ないし第４図はこの考案の第一の実施例を示すもので
、第２図は、この考案に係る半田こての要部の断面図、
第３図は、各部品の斜視図、第４図は全体斜視図、第５
図は、この考案の他の実施例を示す要部の断面図である
。１０・・・発熱型の半導体、１１・・・電極、１２・・
・フィルム状のマイカ（絶縁物）、１３・・・ポリイミ
ドフィルム（絶縁物）、１４．２０・・・こて部材、１
４ａ・・・嵌合部、２０ａ、２０ｂ・・・係止部、
１４ｂ。２０ｃ・・・こて先、１５，２１・・・マイカ薄板（絶
縁断熱材）、１６，２２・・・筒体。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

正の温度係数を有するサーミスタなどの発熱型の半導体
と、この半導体を挾むように配置されこの半導体に電力
を供給する電極と、前記半導体から熱の供給を受は発熱
するこて部材とを有する半田こてに動いて、前記半導体
によび電極が一体的に絶縁物で被覆され、前記こて部材
に設けた嵌合部または係止部に前記絶縁物で一体的に被
覆された半導体動よび電極が嵌合または係止され、上記
とて部材の周面が絶縁断熱材で被覆されるとともに筒体
に圧入嵌合され、前記半導体動よびこて部材が熱膨張す
ることによって前記筒体内に生ずる圧力が前記半導体の
耐圧限度圧と前記絶縁物および絶縁断熱材がその変形に
よって吸収可能な圧力との和にほぼ等しくなるように前
記筒体による圧着が行なわれていることを特徴とする半
田こて。