[发明专利]焊料处理装置的远端构件

说明书

技术领域

本发明涉及焊料处理装置的远端构件。

背景技术

一直以来，用于烙铁、焊料除去器等焊料处理装置的远端构件，其远端作业部(与焊料或导线等加热对象接触且镀焊的部位)由铜或铜合金制成。例如，在烙铁中，作为远端构件，使用铜或铜合金的烙铁头构件。这样的烙铁头构件为了防止因焊料产生的对铜的侵蚀，在烙铁头构件的远端作业部上实施了100至500μm厚的镀铁。镀铁的表面还进一步被熔融锡涂覆。烙铁头构件的其余部分实施了镀铬等，以便不被焊料润湿。

但是，以往的焊料的主要成分一般是锡以及铅(Sn-Pb系焊料，Sn-37Pb共晶焊料是其代表例)。Sn-37Pb共晶焊料的流动性优良，始终覆盖烙铁头的远端作业部，防止镀铁的氧化的情况已被确认。但是近年来，为了应对环境问题，不含铅成分的所谓无铅焊料已被使用。作为无铅焊料的代表例，可列举Sn-Cu系焊料、Sn-Ag系焊料以及Sn-Ag-Cu系焊料等。

与Sn-Pb系焊料相比，无铅焊料的处理较难。与Sn-37Pb共晶焊料相比，无铅焊料的熔点高了20至45℃，而且焊料扩展性大幅下降。

如果焊料扩展性下降，则焊料难以顺利地附着于印刷电路板的图案面或元件的焊接部。因此，有时会使用活性力强的助焊剂(flux)或提高烙铁的烙铁头温度。这样的助焊剂、过剩的热当然会对印刷电路板及元件产生坏影响。

并且，该焊料扩展性的下降不仅对印刷电路板，而且对远端构件的远端作业部也产生影响。远端作业部基于熔融锡及焊料始终覆盖底层的镀铁来防止高温氧化。但是，在焊料扩展性下降的情况下，远端作业部的镀铁在高温时容易露出，有可能促进高温氧化。如果远端作业部因高温氧化而失去焊料润湿性，则焊料难以附着，焊接本身便不能进行。因此，成品率变差。

无铅焊料的侵蚀金属的能力也强。在使用无铅焊料时，比Sn-Pb系焊料快3至5倍地侵蚀烙铁头素材的铁。远端作业部因焊料的侵蚀也很大程度地依随于作业温度。另外，无铅焊料的熔点比Sn-37Pb共晶焊料高20至45℃，因此往往较高地设定焊料作业时的温度的情形也对基于焊料的远端作业部的耐侵蚀性产生影响。

烙铁厂商对于该问题已采取了如下等对策：(1)增大烙铁头的镀铁厚度；(2)开发温度特性优异的烙铁，以尽可能地降低烙铁头的设定温度；(3)搭载睡眠功能、自动关闭功能，以降低烙铁头的负荷。但是，这些仍然不是根本的对策。例如，对于(1)的“增大烙铁头的镀铁厚度”，如果增大镀铁的厚度，则由于热传导变差，难以作业，故有限度。

另一方面，为了应对无铅焊料，以使烙铁的烙铁头实现长寿命化且提高耐侵蚀性，已有如下所例示的多个专利文献。

专利文献

专利文献1：日本专利公开公报特公平2-9668号

专利文献2：日本专利公开公报特开2004-17060号

专利文献3：日本专利公报特许第4546833号

专利文献4：日本专利公表公报特表2008-500184号

专利文献1公开了由“Fe-18～36％Cr-5～18％Co”构成的烙铁头用合金。该技术方案不是在铜基体上镀上耐侵蚀性金属或进行涂覆，而是将“Fe-18～36％Cr-5～18％Co”合金本身设为烙铁头。

专利文献2公开了在远端部中设置了“铁-硅合金”的烙铁头。

专利文献3、4是先前由本发明申请人提出的文献。

专利文献3、4中提出了包括金属粒子体的烙铁头构件。作为该烙铁头构件的实施例，公开了“Fe-10％Co-5.5％Cu-1.3％Ag”、“Fe-0.8％C”等材料。

有关长寿命的烙铁头的专利申请尽管已有较多，但在本发明申请人所调查的范围中，已被实用化的例子极少。

例如，本发明申请人针对专利文献2的技术与此相关联地试验了“Fe-3％Si”材料。“Fe-3％Si”材料的焊料扩展性极差，在400℃、5000次的试验的中途，三根中有两根失去焊料润湿性，实验不得不中止。Si是焊接性差的材料，在提高耐侵蚀性方面有效果，但作为其反作用，焊接性下降，不耐用。

专利文献1中记载的Fe-Cr-Co系材料也同样。由于加入了铬，即使耐侵蚀性优异，但焊接性下降，与专利文献2的方案同样地不耐用。