JPS61209767A - はんだごて - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明は新規な構造のはんだごてに関し、更に詳しくは
、長寿命でありかつ効率よくはんだづけができ、電子・
電気回路の形成プロセスに用いて有用なはんだごてに関
する。

［発明の技術的背景とその問題点］ はんだづけ操作は電子・電気回路を形成する際め重要な
プロセスである。したがって、はんだごてもまた重要な
機器としての位置を占める。このはんだごては、はんだ
及びはんだづけすべき部品を加熱しはんだを溶融せしめ
ると同時にこの溶融はんだで部品間を接合する機能を果
たす、したがって、はんだごてはこて本体が発熱体であ
り、ここで発生した熱を効率よくはんだ及び接合すべき
部品に伝達する材料で構成されることが必要である。こ
のようなことから、従来のはんだごては熱の良導体であ
る銅で構成されているのが通例である。

ところで、最近の電子・電気回路は、産業界における高
実装密度の要求に基づき、接合すべき部品間の間隔はせ
ばまりつつある。すなわち、はんだづけ操作の細密化が
進行している。

このような要求に応えるために、最近では非常に細いは
んだごて（例えばｌ　ｍｍ）が用いられ始めている。

しかしながら、はんだごてが細くなると次のような不都
合が派生してくる。すなわち、溶融はんだは銅とよく濡
れるという問題に基づく不都合である。鉛と錫を主成分
とする低融点合金のはんだがはんだごての銅とよく濡れ
るという現象は、微視的に考察すれば、はんだと銅の合
金化という現象である。

このことは銅の消耗を意味することであり、つまりはは
んだごての先端の消耗という問題を引起こす、また、銅
の酸化消耗も上記問題の一部をなす。

はんだごてか細くなればなるほど、上記したような溶融
はんだとの合金化や酸化による銅の消耗がはんだごての
形状に与える影響は大になり、はんだごての使用寿命が
短くならざるを得ない。

このような事態は、はんだづけの連続工程化にとって致
命的な問題であり、その改善は強く望まれているところ
である。

［発明の目的］ 本発明は、はんだごての細径化に伴なう上記した問題を
生ずることがなく、長寿命でかつ効率のよい新規なはん
だごての提供を目的とする。

［発明のダ要］ 本発明者らは、従来の細いはんだごての短寿命化は銅で
構成されていることに起因するとの問題に着目し、その
代替材料に関し種々調査探索した。その結果、窒化ケイ
素は良好な熱伝導材であり化学安定性にも優れていて酸
化やはんだとの反応を起こすことがないとの事実に着目
した。

しかしこの材料は電気絶縁体であるので、そのままでは
従来のはんだごてのように通電による抵抗発熱方式を採
ることができない、そこで本発明者らは、この窒化ケイ
素をこて本体にした場合の通電による加熱方式に関し検
討し、ヒーター部として後述のメタライズ層を利用する
ことによって　　□その目的を達成し１本発明のはんだ
ごてを開発するに到った。

すなわち、本発明のはんだごては、少なくとも表面が窒
化ケイ素から成るこて本体と、該表面の一部にメタライ
ジング処理を施して形成したヒーター部とから成ること
を特徴とする。

本発明のはんだごてを図に示した１例に則して説明する
０図で１はこて本体、ｌａがその先端である。

こて本体１の表面は、少なくともその１部、つまり後述
するヒーター部２を形成すべき部分は窒化ケイ素で形成
されていることが必要である。そうでない場合には、こ
のこて本体１にこて本体ｌを発熱させるためのヒーター
部２を形成することができない。

こて本体１は全体が窒化ケイ素で構成されていてもよい
が、その熱伝導性を一層高めることを目的として、窒化
ケイ素よりも更に良熱伝導体である例えば窒化アルミニ
ウム、炭化ケイ素で本体形状を製作し、その表面を窒化
ケイ素層で被覆するという態様は好適である。

２は後述するメタライズ層から成るヒーター部であって
、端子３から供給される電力により抵抗発熱してこて本
体１を加熱する。

このヒーター部２は例えば次のようにして形成される。

まず、こて本体１の所定表面（窒化ケイ素面）に後述の
金属又は合金を配する。

このような金属又は合金としては、後述の高温真空下で
■ケイ素と容易に反応すること、■ケイ素との反応生成
物（合金）の融点が反応前における自らの融点より低く
なること、かつ■後述の高温真空下にあって溶融しない
こと、の条件を満足するものである。

具体的に例示すれば、金属としてはニッケル。

鉄、コバルト、白金をあげることができ、合金としては
上記金属を５０％以上含有している合金９例えば各種の
ケイ素鋼、炭素鋼９合金鋼、特殊鋼。

Ｎｉ−０部合金、　Ｎ１−Ａ！１合金、　Ｘｌ−Ｔｉ合
合金９身々ノ超金をあげることができる。

これらの金属又は合金は、粉末、線形、箔状。

蒸着膜、溶射膜いずれの形態でこて本体１の窒化ケイ素
面に配されてもよいが、例えば粉末をポリビニルアルコ
ールのような分散媒に分散せしめたペーストを所定の厚
み、所定の回路模様に塗布して配するのが好適である。

このときの厚み１回路模様等は、形成されるヒーター部
２が必要とする抵抗発熱量との関係で適宜に決定すれば
よく、一義的には決められない。

その後、全体を真空炉中で加熱処理する。この処理を施
すことにより窒化ケイ素の表面は若干分解してケイ素と
窒素に分解する。そして、この分解ケイ素と上記金属又
は合金とが反応してその金属又は合金より融点の低い反
応生成物（合金）を生成し、この反応生成物が窒化ケイ
素の表面では溶融してその表面を濡らすことになる。冷
却すれば、これが所定の抵抗値を有するメタライズ層に
なる。゛ この処理時の条件は、真空度Ｉ　Ｘ　１Ｏ−３Ｔｏｒｒ
以上でかつ温度１２００℃以上であることが必要である
。

真空度、温度のいずれか一方でも上記条件を外れると、
窒化ケイ素材料の表面の分解→ケイ素と反応し易い金属
又は合金と分解ケイ素の反応→反応生成物の形成とその
溶融→溶融した反応生成物が窒化ケイ素の表面を濡らし
メタライズ層が形成される、というプロセスが進行せず
本発明の目的を達成することができない。

かくして、このメタライズ層から成るヒーター部が形成
されて本発明のはんだごてが得られる。

［発明の実施例］ 直径ｌ■鵬長さ５０腸麿の窒化ケイ素丸棒の一端を第１
図のように切除し、他の部分の表面に３２５メツシユ　
（タイラー篩）下のＮｉ−Ｃｒ粉末がポリビニルアルコ
ール水溶液に分散せしめられたペーストを塗布して、第
１図に示したようなジクザクの発熱体回路模様を形成し
た。

ついで全体を真空炉の中にいれ、炉内を５×１０”　Ｔ
ｏｒｒにまで排気したのち、　３００℃／ｈｒの昇温速
度で１２５０℃まで加熱しこの温度で１０分間保持し　
□た。

冷却後、苧から取出したところ、塗布模様どおりのメタ
ライズ層が形成されていた。この回路は１００ｖ通電時
で８５０Ωの抵抗を有しその発熱効率は１２Ｗであった
・ 端子３から１００ｖ通電したときこて本体の先端ｌａの
温度は３７０℃であり充分にはんだごてとしての機能を
備えていた。また、このはんだごてをはんだづけに５０
０時間使用してもその先端には何らの変化も認められな
かった。

［発明の効果］ 以上の説明で明らかなように、本発明のはんだごては、
その先端がはんだと合金化することはないので長時間使
用においても消耗することがなく、電子・電気回路の形
成時のはんだづけ操作における連続工程時に高い信頼性
をもって使用することができ、その工業的価値は極めて
大である。

【図面の簡単な説明】

図は本発明のはんだごての１例を示す斜視図である。 １・・・・・・・・・こて本体 １ａ・・・・・・・・・先端

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、少なくとも表面が窒化ケイ素から成るこて本体と、
   該表面の一部にメタライジング処理を施して形成したヒ
   ーター部とから成ることを特徴とするはんだごて。 ２、該メタライジング処理が、該窒化ケイ素の表面にケ
   イ素と容易に反応する金属又は合金を配したのち、真空
   度１×１０＾−＾３Ｔｏｒｒ以上、温度１２００℃以上
   の条件下で行なわれる熱処理である特許請求の範囲第１
   項記載のはんだごて。 ３、該こて本体が、窒化アルミニウム又は炭化ケイ素の
   表面に窒化ケイ素が配設されている特許請求の範囲第１
   項記載のはんだごて。