(57)【要約】【課題】半田鏝の小手先の製造において、内部のＣｕ部分を切削加工によって形成せずに済み、Ｆｅメッキによる腐食問題から伝熱低下の問題を避け、Ｃｕ部分とＳＵＳのキャップ状のものとの間の伝熱性を向上する。【解決手段】小手先の形状を有するＳＵＳ製又はＦｅ製のキャップ状部材１をプレス加工により形成し、このキャップ状部材１を開口部９を上にして内部に固体又は粉末のＣｕ材１１を入れ、真空炉でＣｕ材１１の融点以上まで加熱する。このとき、キャップ状部材１は開口部９を上にして複数が耐熱性及び伝熱性を有する支持体１３に支持されて、前記真空炉内に運ばれる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半田鏝又は半田吸収器の小手先を製造する方法において、小手先の形状を有するＳＵＳ製又はＦｅ製のキャップ状部材をプレス加工により形成する工程と、前記キャップ状部材を開口部を上にして内部に固体又は粉末のＣｕ材を入れ、真空炉でＣｕ材の融点以上まで加熱する工程と、を有することを特徴とする半田鏝小手先製造方法。
【請求項２】
前記キャップ状部材は開口部を上にして複数が耐熱性及び伝熱性を有する支持体に支持されて、前記真空炉内に運ばれることを特徴とする請求項１に記載の半田鏝小手先製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電気回路などの半田付け作業に使用される半田鏝の小手先を製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電気回路の半田付け作業、あるいは他の分野で半田付け作業に使用される半田鏝には、用途に応じて色々のものが存在する（一部を図４に示す）。また、半田鏝１０１の小手先１０３の形状にもさまざまなものがある。
図５に示すように、このような小手先１０３を製造するには、図５に示すように、伝熱性に優れたＣｕ（銅）棒１０５を所望の形状に切削加工により形成し、その表面に、耐熱、酸化防止、及び耐薬品性のためにＦｅメッキ１０７を行う。Ｆｅメッキ１０７はＣｕ棒と化合しやすく、メッキが剥げにくい。さらに、その表面に、Ｃｒ（クロム）メッキ１０９を行う。このＣｒメッキは、半田付け作業中に、半田との馴染み性を抑制し、溶融した半田が表面張力などにより、小手先１０３の先端から上方へせり上がってくるのを防止するためである。また、耐熱性も優れている。小手先１０３の先端部には、Ｃｒメッキの上に、半田メッキ１１１を行う。半田付け作業中の半田との馴染み性を良くし、溶融した半田が滴下し易くし、作業性を向上させる。この半田メッキ１１１は、あらかじめ半田鏝１０１の工場で出荷前に行うこともあれば、購入者が使用前に、自分が使用しようとする成分の半田を用いて自分で行うように、出荷前には行われていない場合もある。半田の成分は、通常は、錫と鉛の合金である。しかし、健康障害の観点から鉛を含まない鉛フリーの半田も使用される。例えば、錫と銀と銅の３元合金のものや、錫と銅の２元合金のものである。
【０００３】
図６に示すように、主として、このような鉛フリーの半田に対応する小手先１０３として、Ｃｕ棒１０５を所望の形状に切削加工したものの表面に、Ｆｅメッキ１０７を行い、その上にイオン窒化膜１１３が施されたものがある。
【０００４】
あるいは、Ｃｕ棒を所望の形状に切削加工したものの表面に、ＳＵＳ（ステンレス）のキャップ状のものを被せたものがある（特表２００１−５１１０７２）。ＳＵＳの成分であるＮｉやＣｒが存在するので、ＮｉメッキやＣｒメッキ１１３は不要である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ＳＵＳのキャップ状のものを被せたものに関する従来技術において、
（１）Ｃｕ棒を所望の形状に切削加工する必要があるために、切削加工になじみにくい形状の小手先は、製造できないか、製造コストが高かった。
（２）また、図６のようにＦｅメッキ１０７を施すのは、面倒であり、製造コストが高くなっていた  。また、メッキ層には微細な中空部分があり、耐腐食に難を生じさせ、伝熱性を低下させるものであった。
（３）さらに、Ｃｕ棒を切削加工したものとＳＵＳのキャップ状のものとの間には、両者を接合するためにロウ材（銀ロウや真鍮ロウなど）やフラックス材（フッ化物系やホウ素酸系など）を介在させて過熱する必要があり、ロウ材やフラックス材が変化した合金層が存在することでボイドが発生し、伝熱性などに問題があった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するために、第一発明は、半田鏝又は半田吸収器の小手先を製造する方法において、小手先の形状を有するＳＵＳ製又はＦｅ製のキャップ状部材をプレス加工により形成する工程と、前記キャップ状部材を開口部を上にして内部に固体又は粉末のＣｕ材を入れ、真空炉でＣｕ材の融点以上まで加熱する工程と、を有することを特徴とする半田鏝小手先製造方法である。
【０００７】
第二発明は、さらに、前記キャップ状部材は開口部を上にして複数が耐熱性及び伝熱性を有する支持体に支持されて、前記真空炉内に運ばれることを特徴とする請求項１に記載の半田鏝小手先製造方法である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を、図１〜図３に示す。
（キャップ状部材の形成とＣｕ材充填）
まず、半田鏝１０１の小手先１０３の形状を有するＳＵＳ製又はＦｅ製のキャップ状部材１を、深絞りなどのプレス加工により形成する（図１（Ａ））。すなわち、雌金型３にＳＵＳ製又はＦｅ製のプレート５を置き、雄金型７でプレスする。形成された厚みは、例えばＯ、３〜Ｏ、６ｍｍである。形成されたキャップ状部材１（同図（Ｂ））を開口部９を上にして、内部に固体又は粉末のＣｕ材１１を入れる（同図（Ｃ））。このようなキャップ状部材１は複数が、耐熱性及び伝熱性を有する支持体１３の凹部１５に支持される（同図（Ｄ）（Ｅ））。この支持体１３は複数段が重ねられ、専用トレイ１７に載せられ（同図（Ｅ））、真空炉内に運ばれる。その後に、真空炉内は窒素などの不活性ガス雰囲気中で１０−３  Ｐａ（マイナス３乗パスカル）まで減圧され、維持される。
【０００９】
（加熱）
そして、真空炉内でＣｕ材１１の融点以上まで加熱する。
図３に示すように、キャップ状部がＳＵＳ製の場合には（図３（Ａ））のように、予備加熱で徐々に６００℃まで加熱（▲１▼）、その温度を１０分保持して（▲２▼）、熱応力歪が開放されるのを待つ。その後に、最高温度の１１００度まで加熱する（▲３▼）。Ｃｕの融点は１０８３度であるから、固体又は粉末のＣｕ材１１は溶融し、ＳＵＳ製のキャップ状部材１の内部に隙間無く充填される。その後に、冷却を行う（▲４▼）。
【００１０】
キャップ状部がＦｅ製の場合には（図３（Ｂ））のように、一度に最高温度の１１００度まで加熱する（▲１▼）。Ｃｕの融点は１０８３度であるから、固体又は粉末のＣｕ材１１は溶融し、Ｆｅ製のキャップ状部材１の内部に隙間無く充填される。その後に、冷却を行う（▲４▼）。
【００１１】
（後加工）
キャップ状部がＳＵＳ製の場合には、冷却されたＣｕ部分１９の内部にヒータが入る穴２１（図２（Ａ））の穴開け加工をして完成する。あるいは、穴開け加工をした後に、イオン窒化膜２３（図２（Ｂ））が施され完成する。
キャップ状部がＦｅ製の場合には、Ｃｕ部分の内部にヒータが入る穴の穴開け加工をした後に、Ｃｒメッキをして完成する。あるいは、穴開け加工をした後に、イオン窒化膜が施され完成する。
【００１２】
（イオン窒化膜１１の施工）
前記イオン窒化膜１１の施工は、ＰＶＤ（ＰｙｓｉｃａｌＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）と呼ばれる乾式メッキ法によって行われる。すなわち、真空炉で膜の原料となるＴｉＮ（チタン）を加熱及びイオン衝突の物理的手段によって蒸発させ、同時にイオン化して、導入ガス（窒素ガス）と反応させることによって、負極化した処理品であるＳＵＳ製又はＦｅ製の小手先１０３の表面に、ＴｉＮの膜を蒸着させる。
【００１３】
ＴｉＮの膜の上の半田メッキ１１１（図２（Ｃ））は、行っても、行わずに購入者に任せても良い。
【００１４】
（実施形態の作用効果）
小手先１０３の内部のＣｕの部分は、固体又は粉末のＣｕ材１１を溶融させて形成するので、従来のような切削加工は不要となり、切削加工になじみにくい形状の小手先１０３であっても、比較的容易に製造でき、製造コストを抑えられる。
【００１５】
また、Ｆｅ製のキャップ状部材１をプレス加工により形成することで、従来のようなＦｅメッキが不要になり、このメッキに伴う製造コストを抑えられる。また、従来のメッキ層に存在する微細な中空部分も無くなり、耐腐食も向上し、伝熱性も更に向上できる。
【００１６】
さらに、ＣｕとＳＵＳのキャップ状部材１との間は、溶融したＣｕが固化するときに接合され、従来のようなロウ材やフラックス材を必要とせず、ロウ材やフラックス材による合金層も形成されることが無く、ＳＵＳとＣｕの合金層のみ形成され、その分だけ伝熱性を向上できる。このような溶融Ｃｕの固化による接合が伝熱性を向上させる利点は、ＳＵＳのキャップ状部材の場合に限らず、Ｆｅ製のキャップ状部材にも、同様に存在する。
【００１７】
（他の実施形態）
以上の実施形態では、小手先１０３は、半田鏝１０１の小手先１０３であったが、他の実施形態では、図７に示すように、半田吸収器のノズル２５と呼ばれる一種の小手先であっても良い。すなわち、先端に所定長さの穴２７が形成された小手先も本発明により製造できる。
【００１８】
つまり、所定長さの穴２７が形成されたノズル２５と同一の形状を有するＳＵＳ製又はＦｅ製のキャップ状部材２９を、プレス加工（同図（Ａ））により形成し、開口部３１を上にして、内部に固体又は粉末のＣｕ材１１を入れ（同図（Ｂ））、真空炉内で加熱することで、同様に製造が可能である（同図（Ｃ））。なお、Ｃｕ部分の内部にヒータが入る穴開け加工をした後に、Ｃｒメッキをして完成する。また、穴２７の奥には負圧を送る穴（図示せず）を形成する。イオン窒化膜１１は無くても良い。
【００１９】
図１〜図３の実施形態では、小手先の先端からかなり上のほうまでの長い部分をキャップ状部材１とするものであったが、他の実施形態では、実際に半田が付着するワーキングエリアと呼ばれる短い部分のみをキャップ状部材１とするものであっても良い。
以上の実施形態では、後工程でＦｅ（鉄）やＳＵＳ表面にイオン窒化膜１１を施すものであったが、他の実施形態では、イオン窒化膜でなく、カーボン系粉末（例としてナノチューブ、グラファイトなど）をコートしても、耐腐食性、伝熱性に良い。このコートは大気中でカーボン系粉末とアルコールとを混ぜ溶液にして浸漬し乾燥して行う。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように、第一又は第二発明によれば、固体又は粉末のＣｕ材を溶融させるので、従来のような切削加工は不要となり、切削加工になじみにくい形状の小手先であっても、製造でき、また製造コストを抑えられる。
また、Ｆｅ製のキャップ状部材をプレス加工により形成することで、Ｆｅメッキが不要になり、製造コストを抑えられる。また、メッキ層の微細な中空部分も無くなり、伝熱性を向上できる。
さらに、真空炉内での加熱により、ＣｕとＳＵＳのキャップ状部材との間は、溶融したＣｕが固化するときに接合され、従来のようなロウ材やフラックス材を必要とせず、伝熱性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）〜（Ｅ）は、この発明の一実施形態に係る半田鏝小手先製造方法の工程を示す説明図である。
【図２】（Ａ）〜（Ｃ）は、図１の各工程に係る半田鏝小手先の一部断面図である。
【図３】図１（Ｃ）の加熱工程を示す温度のグラフで
（Ａ）は小手先のキャップ状部がＳＵＳ製の場合のグラフ
（Ｂ）は小手先のキャップ状部がＦｅ製の場合のグラフある。
【図４】（Ａ）〜（Ｃ）は、従来の半田鏝の種類を表す図である。
【図５】（Ａ）〜（Ｄ）は、従来の半田鏝の製造方法を表す図である。
【図６】（Ａ）〜（Ｃ）は、従来の半田鏝の他の製造方法を表す図である。
【図７】（Ａ）〜（Ｃ）は、この発明の他の実施形態に係る半田鏝小手先製造方法の工程を示す説明図である。
【符号の説明】
１…キャップ状部材、
３・・雌金型、
５・・ＳＵＳ製又はＦｅ製のプレート、
７・・雄金型、
９…開口部、
１１…Ｃｕ材、
１３…支持体、
１５・・凹部、
１７…専用トレイ、
１９・・Ｃｕ部分、
２１・・穴、
２３・・イオン窒化膜、
２５・・半田吸収器のノズル、
２７・・穴、
２９・・キャップ状部材、
３１・・開口部、
１０１…半田鏝、
１０３…小手先、
１０５…棒、
１０７…Ｆｅメッキ、
１０９…Ｃｒメッキ、
１１１…半田メッキ、
１１３…イオン窒化膜。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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