JPS6146233B2 - - Google Patents

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JPS6146233B2
JPS6146233B2 JP20581285A JP20581285A JPS6146233B2 JP S6146233 B2 JPS6146233 B2 JP S6146233B2 JP 20581285 A JP20581285 A JP 20581285A JP 20581285 A JP20581285 A JP 20581285A JP S6146233 B2 JPS6146233 B2 JP S6146233B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
soldering iron
ceramic
tip
ceramics
thermal stress
Prior art date
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Expired
Application number
JP20581285A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS61111768A (ja
Inventor
Manabu Iwata
Koji Kamata
Mitsunobu Kora
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KAWASO DENZAI KOGYO KK
Original Assignee
KAWASO DENZAI KOGYO KK
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Publication date
Application filed by KAWASO DENZAI KOGYO KK filed Critical KAWASO DENZAI KOGYO KK
Priority to JP20581285A priority Critical patent/JPS61111768A/ja
Publication of JPS61111768A publication Critical patent/JPS61111768A/ja
Publication of JPS6146233B2 publication Critical patent/JPS6146233B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K3/00Tools, devices or special appurtenances for soldering, e.g. brazing, or unsoldering, not specially adapted for particular methods
    • B23K3/02Soldering irons; Bits
    • B23K3/03Soldering irons; Bits electrically heated

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Ceramic Products (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (A) 産業上の利用分野 本発明は、電気半田こての、こて先の半田付部
分を、熱伝導損失を少なく、かつ耐ヒートサイク
ル特性よく、しかも半田付部分を、電気半田こて
本体から電気的に絶縁した、電気半田こての、こ
て先に関するものである。
(B) 従来の技術 従来の電気半田こてのこて先は、熱伝導の良好
な銅で製作され、発熱体にはヒータ線を雲母等の
絶縁物で絶縁したものや、セラミツクヒータ等が
使用されているが、静電容量による帯電荷が半田
付作業時に、こて先から電子回路等の被半田付物
へ流れて、IC等の電子部品を破壊したり、また
は、リード線やヒータ線が絶縁不良を生じた場合
に、被半田付物へ漏電して、被半田付物に支障を
きたすことがあり、これらの防止法として、電気
半田こてにアースを取り付けるなどの防護方法が
用いられているが、半田付け作業の都度、アース
を取り付けることは煩わしく、作業場所によつて
はアースの取り付け難い場所や、また、アースを
取り付けた場合に於ても、アース不良の場合があ
るなどの不都合があつた。
(C) 発明が解決しようとする問題点 このような、帯電荷や絶縁不良による漏電にも
とずく被半田付物への影響を防止すべく、こて先
の先端部近くに、電気絶縁セラミツクスをメタラ
イズ接合したものを考案し(実願昭57−
109521)、帯電荷や漏電等による被半田付物への
影響を皆無にした電気半田こてを開発した。
これは、第1図にしめすように、こて先1の半
田付部分1aとヒート部分1bの間に例えば
Al2O3等のセラミツクス2の両面を、メタライジ
ングして金属層を形成せしめ、これにCuのこて
先1の半田付部分1aとヒート部分1bを銀ろう
付けして接合し、一体化したものであるが、工程
的にも、メタライジングと銀ろう付けなど二度の
加熱工程を要するなど製作工程が、複雑であつ
た。
また、Cuからなるこて先1の中間にセラミツ
クス2をメタライズ接合するものであるが、Cu
とセラミツクス2は、熱膨張係数の差が大きく、
Bu17.7(×10-6/℃ 20〜400℃)に対し、例え
ばAl2O36.5(×10-6/℃ 20〜400℃)で、約3
倍近く異なつており、半田こて先のように、室温
と300℃前後〜400℃前後の間で、ヒートサイクル
的に使用される場合においては、Al2O3等の相当
に熱衝撃に強いセラミツクスにおいても、短期間
ではあまり問題もないようであるが、長期間の使
用では、セラミツクス2に熱応力による疲労が蓄
積されて、終に破壊に至る心配があるのを、解決
しようとするものである。
(D) 問題を解決するための手段 よつて、長期の使用にも耐えるように改良を加
えたのが本発明である。
第2図、第3図、第4図にしめすように、電気
半田こてのこて先1の、半田付部分1aとヒート
部分1bとの間に、セラミツクス2を、メタライ
ズ接合して一体化した電気半田こて先1におい
て、セラミツクス2の両端部を凸形状部3とし、
半田付部分1aとヒート部分1bのセラミツクス
2との接合部分は、セラミツクスの凸形状部3に
嵌合する凹形状部4とし、そのそれぞれの嵌合接
合部に、その凹凸形状部4,3に嵌合する形状で
セラミツクス2の熱膨張係数に近い熱膨張係数の
熱応力緩衝金属5を、それぞれ介在させて、各嵌
合接合部を、活性金属法等により、メタライズ接
合して、一体の電気半田こて先とするものであ
る。
メタライズ接合法としては、半田付部分1aと
セラミツクス2、およびセラミツクス2とヒート
部分1bとの、嵌合接合部分に、セラミツクス2
の熱膨張係数に近い熱応力緩衝金属5をそれぞれ
嵌合介在させて、活性金属法等により、一度に各
嵌合接合部をメタライズ接合するか、一旦セラミ
ツクス2の両凸形状部3をメタライズしてメタラ
イズ皮膜を形成後、銀ろう等のろう材を使用して
各嵌合接合部をろう付け接合して一体のこて先1
とするものである。
即ち、半田付部分1a(Cu)−熱応力緩衝金属
5(Co)−セラミツクス2(Al2O3)−熱応力緩衝
金属(Co)−ヒート部分1b(Cu)を一度に、例
えば活性金属法によりメタライズ接合する場合
は、例えばTi−Cuの粉末にバインダーを加えて
ペースト状として、それぞれの接合面に塗布介在
せしめて嵌合して連ね、保持治具により保持し、
真空または不活性ガス雰囲気中で、Ti−Cuソル
ダの溶融温度に加熱すれば、Ti−Cuソルダは溶
融し、Cu,Co,Al2O3内に拡散して、CuとCo、
CoとAl2O3はそれぞれ一度に接合されるので、半
田付部分1a(Cu)−熱応力緩衝金属(Co)−セ
ラミツクス2(Al2O3)−熱応力緩衝金属5
(Co)−ヒート部分1b(Cu)は一体の半田こて
先に接合される。
または、セラミツクス2例えばAl2O3の両接合
面である凸形状部3に、Ti−Cuペーストを塗布
後、真空または不活性ガス雰囲気中でTi−Cuソ
ルダの溶融温度に加熱して、セラミツクス2の両
凸形状部3をメタライズした後、そのメタライズ
面にNiメツキを施した後、半田付部分1a
(Cu)−熱応力緩衝金属5(Co)−セラミツクス2
(Al2O3の接合面にTi−Cuメタライズ)−熱応力緩
衝金属5(Co)−ヒート部分1b(Cu)を、各部
材のそれぞれの嵌合接合部に、銀ろう等のろう材
を介在せしめて、保持治具により一連に例えば縦
に連ねて保持し、真空または不活性ガス雰囲気中
で、ろう材の溶融温度に加熱して、ろう付接合し
て、一体の半田こて先に接合するものである。
なお、メタライズ接合には、上記したように半
田付部分1a、熱応力緩衝金属5、セラミツクス
2、熱応力緩衝金属5、ヒート部分1bの各部の
嵌合接合部に金属ソルダ等を介在させて、治具で
保持し一度に各部のメタライズ接合して一体化し
たり、予めセラミツクス2の両凸形状部3をメタ
ライズ後、各部材をろう付接合して一体化するこ
とができるほか、予めセラミツクス2の両側の凸
形状部3にTi−Cuペーストを塗布して、熱応力
緩衝金属5例えばキヤツプ状Coを被せて、真空
または不活性ガス雰囲気中で加熱して、まずセラ
ミツクス2の凸形状部3に、熱応力緩衝金属5を
メタライズ接合しておき、その熱応力緩衝金属5
の外側に、半田付部分1aおよびヒート部分1b
をそれぞれ銀ろう等によりろう付接合して、一体
のこて先とすることもできる。
なお、メタライズ接合部の形状としては、第2
図にしめすように、セラミツクス2の両端部を円
柱状の凸形状部3とするほか、第3図のような円
錐形状の凸形状部3または、第4図のような円錐
台形状の凸形状部3として、第2図の場合と同様
に、半田付部分1aおよびヒート部分1bの接合
部は、それぞれ円錐形状あるいは円錐台形状の凸
形状部3に嵌合する凹形状部4とし、その凹凸両
形状部4,3間に、これに嵌合するキヤツプ状で
セラミツクス2の熱膨張係数に近い熱膨張係数を
有する熱応力緩衝金属5を嵌合介在せしめて、一
体にメタライズ接合することもできる。
本発明に使用するセラミツクス2としては、
Al2O3やZnO2等熱衝撃に強いセラミツクスを使用
し、熱応力緩衝金属5としては、Co,Ta,Ti、
426合金等を使用する。
(E) 発明の効果 第2図〜第4図にしめすように、セラミツクス
2、半田付部分1a、ヒート部分1b、ならびに
キヤツプ状の熱応力緩衝金属5が、それぞれ嵌合
形状となつているので、メタライズ接合する場合
に、面接合と異なり、各部材が嵌合状態にあるの
で、位置決めが容易で、メタライズ用の治具も、
ある程度簡易なものでよく、作業性も良い。か
つ、メタライズ接合中も、各部が嵌合されている
ので、接合部のずれや溶融ソルダの流動も少な
く、均一な接合となり、部分的な不接合部分も発
生し難く、均一な製品が作りやすい特徴がある。
そして、電気半田こて先の最も大切な機能とし
ては、第1図のように、セラミツクス2と、電気
半田こて先1が、直接接合された場合は、セラミ
ツクス2の熱膨張係数と、Cuの半田こて先1の
熱膨張係数は、前記したように、例えばAl2O3
場合、6.5(×10-6/℃・20〜400℃)であるのに
対し、こて先1のCuは、17.7(×10-6℃・20〜
400℃)で、約3倍近く大きく、電気半田こて先
として通常に使用される際の、300〜400℃前後と
室温とのヒートサイクルに伴なうCuとAl2O3との
熱膨張差による熱応力が、まともに、Al2O3に作
用して、その接合部近くに、次第に疲労が蓄積さ
れ、長期的には接合部近くのAl2O3部が破断に至
ることがある。
本発明においては、第2図にしめすように、
CuとAl2O3の間に熱応力緩衝金属5として、例え
ば熱膨張係数4.5〜5.1(×10-6℃・20〜400℃)
のCo等を介在させて、メタライズ接合してある
ため、CuとAl2O3との熱膨張差による熱応力は、
直接Al2O3に作用しないで、Coで緩和されるの
で、ヒートサイクル特性を大きく向上し、長期の
使用によく耐えるものである。
また、第2図〜第4図にしめすように、Cuと
Al2O3のメタライズ接合構造を、Al2O3の両端部
を凸形状部3として、Cuの凹部に嵌合する形状
として、CuとAl2O3の熱膨張差による熱応力が、
Al2O3の凸形状部3に、圧縮方向から加わるよう
にして、Al2O3への熱応力の影響を軽減した嵌合
構造である。
更に第2図では円柱形、第3図では円錐形、第
4図では円錐台形状等のキヤツプ構造の熱応力緩
衝金属5を、CuとAl2O3間に介在させて、Cuか
らAl2O3への熱応力の影響を二重に緩和せしめ
て、耐ヒートサイクル特性を大幅に向上させたも
のである。
以上のように本発明は、電気半田こての、こて
先の半田付部分1aとヒート部分1bとの間に、
両端を凸形状部3としたセラミツクス2を、熱応
力緩衝金属5を介在せしめて、嵌合して一体にメ
タライズ接合することにより、接合部の耐ヒート
サイクル特性を、大幅に向上し、簡易な構造で、
電気半田こて本体の静電気とか、絶縁不良等によ
る漏電等の、被半田付物への影響を防止し、半田
こて先の機能を、安全かつ、長期間にわたり安定
して持続せしめる等の特徴を有するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は、セラミツクス面に直接半田付部分1
a、ヒート部分1bを接合した電気半田こて先の
説明図、第2図、第3図、第4図は本発明の電気
半田こて先の説明図。 1は電気半田こて先、1aは半田付部分、1b
はヒート部分、2はセラミツクス、3はセラミツ
クス2の凸形状部、4は半田付部分1a、ヒート
部分1bの凹形状部、5は熱応力緩衝金属。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 電気半田こてのこて先の、半田付部分とヒー
    ト部分との間に、セラミツクスを、メタライズ接
    合して一体化した電気半田こて先において、セラ
    ミツクスの両端部を凸形状部とし、半田付部分と
    ヒート部分のセラミツクスとの接合部分は、セラ
    ミツクスの凸形状部に嵌合する凹形状部とし、そ
    のそれぞれの嵌合接合部に、その凹凸形状部に嵌
    合する形状でセラミツクスの熱膨張係数に近い熱
    膨張係数の熱応力緩衝金属を、それぞれ介在させ
    て、各嵌合接合部を活性金属法等により、メタラ
    イズ接合して、一体の電気半田こて先としたこと
    を特徴とする電気半田こて先。
JP20581285A 1985-09-18 1985-09-18 電気半田こて先 Granted JPS61111768A (ja)

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JP20581285A JPS61111768A (ja) 1985-09-18 1985-09-18 電気半田こて先

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JPS61111768A JPS61111768A (ja) 1986-05-29
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