电烙铁装置的制作方法

专利名称：电烙铁装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及不需要外部控制的用于手工作业的电烙铁装置。
背景技术：
在焊锡材料或连接端子的焊锡电镀部，不使用铅(Pb)材料的无铅化急速发展。Pb材料由于其软化点低从而适合作为共晶焊锡材料。但是目前，不使用Pb而将Zn族或Ag族作为替代材料与Sn合金化。另一方面，周知在市场出售的有在作为焊锡接触工具的电烙铁上安装了温度传感器或振动传感器的电烙铁。
但是，在细微图形的焊锡附着中，需装备确认其部位的显微镜或放大镜，在最适的部件接触环境温度下迅速地进行锡焊，然而由于焊锡材料的种类及锡焊部件的接触部的大小的差异，锡焊部位周边的热容变化使得电烙铁前端部的温度发生变化。
一般的，在所使用的电烙铁装置中，一直以来在内部内置温度传感器的技术是公知技术，基于来自温度传感器的信号，外部装置进行温度检测显示或温度设定。例如，在日本专利申请公开特开2005-81373号公报图3(参考专利文献1)中记载着如下结构的电烙铁温度控制装置及其控制方法在统合控制多个电烙铁前端的温度的电烙铁的温度控制装置中，控制向加热部提供加热脉冲，为谋求装置的小型、轻量化，具有加热脉冲发生部4，接受加热脉冲并加热电烙铁前端24a、24b的加热部40a、40b，温度传感器52a、52b，按脉冲个数单位将加热脉冲分配给各加热部40a、40b的控制部10，切换对加热部40a、40b的加热脉冲的供给有无的开关部6a、6b，其中，加热部10将加热脉冲的预定个数量的期间作为温度控制周期，按预定顺序将该温度控制周期分配给加热部40a、40b，并且在所分配的温度控制周期中，根据电烙铁前端的温度来决定向该加热部供给的加热脉冲数。
另外，在特开平10-249517号公报图1(参考专利文献2)中，使用商用电源作为发热电源，且具备温度显示装置的电烙铁中，为消除切断商用电源后，不检测电烙铁前端温度、温度显示功能也停止这样的缺点，提出了即使在切断了作为温度显示装置的电源的商用电源后，通过内置在电烙铁内的电池使温度显示装置工作从而使加热器当前的温度变为常温为止都能显示的电烙铁温度显示装置。
即，记载了具备由商用电源发热的加热器2、检测加热器温度的传感器3、基于来自传感器的检测信号显示加热器温度的温度显示装置的电烙铁，其中，温度显示装置具备温度显示部16、用于在商用电源切断时使温度显示部工作的电池11、商用电源切断时将对于温度显示部的电源供给源切换成电池的电源判断部12。
另外，在特开2001-62562号公报图1(参考专利文献3)中，作为通过极其简单的电路结构实现优异的控制性能的电烙铁的温度控制方法及其装置，提出了具有如下结构的装置生成具有0伏特期间τ的脉动电流的电源电路1，基于脉动电流脉冲产生过零失真脉冲的过零失真检测部2，切入端子INT接受过零失真脉冲并且控制各部动作的微电脑单元3、加热焊锡尖端(Tip)的同时检测其温度的加热传感器复合体4，基于来自微电脑单元3的控制信号、进行接通/切断动作的开关部5，放大来自加热器传感器复合体4的传感器电压的放大部6，在微电脑单元3的输出上设置显示焊锡尖端温度的显示部9。
专利文献1中记载的技术具有以下的课题，虽然具有用于显示锡焊温度的显示部，但是由于手工作业的电烙铁本身没有显示部，因此在需要进行细微锡焊的情况下，必需经过显微镜或放大镜在短时间内进行焊锡接触，因此对离开了电烙铁本身的显示部进行实时观察这一点上不充分。
专利文献2中记载的技术具备显示电烙铁前端温度的温度显示装置，进行温度控制，但是，在作为考虑了电烙铁发热的设计的情况下，没有公开收存在电烙铁的温度显示部16安置在电烙铁的哪一个部位。
专利文献3中记载的技术虽然具有用于显示锡焊温度的显示部，但是由于手工作业的电烙铁自身没有显示部，因此与专利文献1相同，在对离开了电烙铁自身的显示部进行实时观察这一点上不充分。

发明内容
本发明就是鉴于上述课题·问题点而完成的，目的在于提供一种电连接质量高的电烙铁装置，通过操作者实时观察锡焊作业时焊锡接触部的温度变化，一边确认焊接的最适温度的一边进行锡焊。
涉及方案1的电烙铁装置，具备电烙铁前端；使该电烙铁前端产生热量的加热部；支持该加热部的手柄部；接触或接近上述电烙铁前端设置的、检测温度的温度测定部；设置在上述手柄部内、处理上述温度测定部的检测信号的电子电路部；以从上述手柄部的外部可辨认的方式设置在上述手柄部上、并显示经上述电子电路部处理的显示信号的显示部。
涉及方案2的电烙铁装置如方案1中所述的装置，上述电子电路部具有将检测信号变换成数字显示信号的A/D变换器，以及驱动上述显示部的驱动电路。
涉及方案3的电烙铁装置如方案1中所述的装置，上述温度测定部、上述电子电路部以及上述显示部通过布线图形连接在同一基板上。
涉及方案4的电烙铁装置如1至3任意一项所述的电烙铁装置，上述温度测定部由多重弯曲状的导体图形形成。
如上所述，根据涉及方案1的发明，能够在锡焊作业的视线范围内观测到设置在电烙铁前端的温度测定部的温度信息，因此具有能实时地进行作业温度管理的优点。
根据涉及方案2的发明，因为将检测信号变换成数字显示信号，所以能够通过逻辑信号能容易地进行指示器的点灭切换。
根据涉及方案3的发明，使用布线图形在同一基板上将温度测定部、电子电路部及显示部形成电路，因此不需特别的离散测温元件，从而成为小型简单的电烙铁装置。
根据涉及方案4的发明，因为测温元件以多重弯曲状构成，所以能够实现高电阻值，温度测定部的电路自身不发热，同时电子电路部还能节能，并且在集成(IC)化时用于驱动显示部的检测信号处理电路的设计也变得容易。


图1是本发明实施方式1的电烙铁装置的主要部分的剖面结构图。
图2是本发明实施方式1的电烙铁装置的陶瓷基板安装部件的俯视图。
图3是本发明实施方式1的电烙铁装置的陶瓷基板的剖面图。
图4是本发明实施方式1的电烙铁装置的测温电阻元件的图形图。
图5是本发明实施方式1的电烙铁装置的陶瓷基板的端部剖面图。
图6是说明电烙铁的温度上升曲线的图。
图7是本发明实施方式1的电烙铁装置的电子电路部的框图。
图8是本发明实施方式1的电烙铁装置的电子电路的电路图。
图9是本发明实施方式1的电烙铁装置的加热部周边的部分配置图。
图10是本发明实施方式1的电烙铁装置的加热部周边的部分配置图。
图11是本发明实施方式1的电烙铁装置的加热部的电路图。
图12是本发明实施方式1的电烙铁装置的制造流程图。
图13是本发明实施方式2的电烙铁装置的放大电路。
图14是说明本发明实施方式2的电烙铁装置在各温度处电子电路的各部分的规格、电位等的图。
图15是说明本发明实施方式2的电烙铁装置的包含温度校正电阻元件的测温电阻元件的图形图。
图16是本发明实施方式3的电烙铁装置使用了切换开关的基准电位电路的说明图。
图17是本发明实施方式3的电烙铁装置使用了切换开关的基准电位电路的说明图。
图18是本发明实施方式4的电烙铁装置的电源等价电路图。
图19是本发明实施方式5的电烙铁装置的加热部的电路图。
图20是本发明实施方式5的电烙铁装置的外观图。
图21是本发明实施方式6的电烙铁装置安装了指示器的LED板的外观图。
图22是本发明实施方式6的电烙铁装置的主要部分的剖面结构图。
图23是本发明实施方式1至6等的电烙铁装置的IC芯片的衬垫配置图。
图24是本发明实施方式7的电烙铁装置的部分剖面图。
图25是本发明实施方式7的电烙铁装置的加热部的电路图。
具体实施例方式
实施方式1以下利用图1说明本发明的实施方式1。图1是实施方式1的电烙铁装置的主要部分的剖面结构图，图1中，1是焊锡接触电子部件的锡焊部(电烙铁前端)，由前端部1a和芯部1b构成。2是一部分安装在锡焊部1上的陶瓷基板(绝缘基板)，3是在陶瓷基板2的上面(正面)端部形成图形的测温元件(温度测定部)，4是切除锡焊部1的一部分并埋设的由陶瓷材料构成的第1加热器(第1加热部)，4a是与第1加热器4的一面贴合的由陶瓷材料构成的第1绝缘板，4b是与第1加热器4的另一面贴合的由陶瓷材料构成的第2绝缘板。
5是与第1加热器4对置的、切除锡焊部1的一部分并埋设的由陶瓷材料构成的第2加热器(第2加热部)，5a是与第2加热器5的一面贴合的由陶瓷材料构成的第3绝缘板，6是设置在配置于陶瓷基板2的端部的测温元件3的相反侧端部上的IC芯片(IC)，7是设置在陶瓷基板2上的IC芯片6附近的LED芯片(显示部)，由光学波长不同的3种光源构成。8是印制在陶瓷基板2上的电阻(印制电阻)，9是保护IC芯片6、LED芯片7及电阻8的透明环氧树脂。
10是向陶瓷基板2的电子电路部提供电源等的3端子的引脚，11是汇总处理来自外部电源的导线的端子板，直流低电压源与引脚10连接。12是锡焊操作时作为把手的手握部(手柄部)，13是位于LED芯片7上方、贯通手柄部12而设置的导光窗。
14是在第1加热器4的外侧与第1加热器4接触设置的固定框，15是设置在第2加热器5的外侧的收存框，由设置以金属构成的中空切除的圆板15a和与圆板15a的切除侧贴合的耐热性的硅橡胶片15b组成。
16是切换杆(操作部)，由电烙铁外部设置的把手16a、贯通收存框15的圆柱棒16b以及与圆柱棒16b一体化的收存在收存框15的中空部的圆板16c组成。17是伸长弹簧，保持有将切换杆16的圆板16c押向第2加热器5一侧的弹力。18是从手柄部12突出的、强制固定固定框14及收存框15的刚性金属罩(罩)。
19是收存在手柄部12的发热部(锡焊部1、第1加热部4及第2加热部5)一侧前端内部的、成为金属罩18的固定支点的同时、阻断、减轻来自加热部的传导·辐射热的金属制的阻隔壁，20是在将罩18固定在阻隔壁19上的手柄部12的前端内部2处收存的带螺纹的螺钉。此外，阻隔壁19除螺钉孔之外，还具有在与螺钉孔正交的区域避开螺钉孔并插入陶瓷基板2、并支持固定陶瓷基板2的中空的矩形孔。因此，陶瓷基板2一端插入锡焊部1、中间部分由阻隔壁19的矩形孔支持、另一端配置在手柄部12中间部分的中空部，由此切断来自发热部的热量。此外，陶瓷基板2与阻隔壁19通过硅特性的软性粘结剂(润滑脂)进行粘结以确保维护时的装卸性。图中相同符号表示相同或相当的部分。
其次，利用图2说明在陶瓷基板2上构成的图形、部件配置。图2是陶瓷基板上面一侧的安装部件的俯视图。图2中，7R是红色发光LED(红色LED)、7B是蓝色发光LED(蓝色LED)、7Y是黄色发光LED(黄光LED)，10a是公共(common)引脚、10b是接地(GND)引脚、10c是外部输出用的监视器(External)引脚。图中，与图1相同的符号表示相同或相当的部分。
图3是陶瓷基板2的剖面结构图，21是以厚膜方式将金含量约为8％的有机金(金属有机物金)浆料进行印制·烧结，经照相制板处理成为膜厚(d)约为0.127μm(0.005mil)的图形化布线图形，22是在布线图像21上选择性地印制·烧结厚膜玻璃浆料、生成用于防止布线图形21剥落等的保护膜(玻璃保护膜)。图中，与图1和图2相同的符号表示相同或相当的部分。
图4是陶瓷基板2的端部平面扩大图，表示构成测温元件3的多重弯曲状图形。多重弯曲状图形宽度(W)为0.02mm、间距为0.0625mm、以1个弯曲的最短长度为10mm蛇状地形成多重图形，具有多重弯曲图形长(L)。该多重弯曲状图形与布线图像2 1同时被形成图形。
即，多重弯曲状图形为金(Au)导体，Au的电阻率(ρ)为2.4×10-8Ωm(20℃)，使用了金属有机物金浆料的图形是其1.5倍。设定L/W比在常温(25℃)时为10KΩ左右的电阻值。另外，Au的温度系数(TCR)为4×10-3/℃。试验中，ΔT(温度变化)为225℃时，增加1.5倍以上的电阻值。相对于图4所示的陶瓷基板2的短轴一侧的尺寸为5mm，多重弯曲状图形的长(L)大约在4.3mm以内都可以排列。另外，多重弯曲折曲部(弯曲部)宽度宽、并设置了图形电阻值调整区域。
当在导体图形中使用了Pt时，Pt的电阻率(ρ)为10.2×10-8Ωm(25℃)、43×10-8Ωm(100℃)，在使用了金属有机物铂浆料的图形分别是其1.5倍。另外，Pt的温度系数(TCR)为3.9×10-3/℃，JIS标准等中使用的铂温度传感器在0℃～250℃(ΔT250℃)时，电阻值增加约1.8倍，在0～300℃(ΔT300℃)时，电阻值变化2.0倍。并且，因导体及电阻等的温度变化，电阻值的变化如下式所示，RT＝Ro(1+TCR·ΔT)此处RT电阻值、Ro初始电阻值、TCR温度系数、ΔT温度变化量。
图5是陶瓷基板2的端部剖面图，2a是陶瓷单体部，2b是玻璃釉部，23是设置在保护膜22上的导电图形。陶瓷基板2由陶瓷单体部2a与膜厚约为0.05mm的无定形的玻璃釉部2b组成，玻璃釉部2b是为了保证上部图形化布线图形21的良好性质而设置的。另外，导电图形23使用以ITO为材料的导电浆料，通过浸渍或辊涂机进行涂布，然后在600℃进行烧结，从而形成导电图形23。以约为0.2μm的厚度不仅在陶瓷基板2的保护膜22上形成该导电图形23，在陶瓷基板2的侧面以及陶瓷基板2的主面里侧(背面)的一部分区域也进行缠绕而形成该导电图形23。图中，与图3相同符号表示相同或相当的部分。
其次说明动作。一般的，在控制部保持在电烙铁外部的电烙铁装置中，通过外部控制加热器的电功率，能够以良好的精度控制电烙铁前端的温度。但是，在一般的手工作业的电烙铁(电烙铁装置)中，由于部件的接触部的大小或电烙铁自身保存热容等的差异，电烙铁前端(锡焊部)的最适温度随着作业的时间经过而实时变化，因此即使是在锡焊适合温度以下，也存在着进行了锡焊的情况。图6是表示电烙铁的温度上升曲线的图，相对于B表示的锡焊最佳温度，在R表示的温度，由于锡焊温度低，所以成为湿润性恶化、接触不良的原因，在Y表示的温度，由于锡焊温度高，成为接触部件的耐热劣化的原因。
电烙铁通常按额定功率设定，因此锡焊部的温度在无限时间后成为饱和温度。一般的温度上升曲线如下式所示，ΔT＝Pd·Rth·[1-Exp(-t/C·Rth)]此处，ΔT温度变化量、Pd施加功率、t时间、Rth电烙铁的热电阻、C电烙铁的热容。
另外，电烙铁的情况下，由于加热器使用了绕线导体等，因此导体的TCR具有正特性。为此，在温度上升中，施加电功率逐渐减少，即使是标称额定30W的电烙铁，实际使用时也就为20W左右。由此，可以说电烙铁在达到饱和温度前具有自我温度控制功能。
其次，对利用电烙铁模拟信号变化在指示器(显示部)显示信息的电子电路进行说明，该模拟信号变化是伴随收存在电烙铁内的测温元件3的温度变化而进行的。图7是对来自测温元件3(以MR1表示)的检测信号进行比较、放大，点灭指示器的电子电路部的框图。在本实施方式1中，因为作为常温时10KΩ的温度测定部的测温元件3的一端的电压使用与电子电路的公共电压，所以为5V。因此，在前级使用放大器放大，使用比较电路进行A/D变换，通过LED驱动电路依次或同时点亮红色LED(R)、蓝色LED(B)、黄色LED(Y)。
即，如图8所示，来自因温度而引起电阻值变化的MR1(测温元件3)的模拟信号由2KΩ的电阻负载进行分压，并将该分压电压输入至非反向放大器。其输出与预定的基准电压比较，该非反向放大器的放大率(A)为5倍。本实施方式1中，比较器具有3个模拟输入端口，在电位上升中，阈值分别位于施密特输入电压值的约为2.76V、2.56V、2.47V处。另外，在电位下降中阈值位于分别在0.02V下方。
比较器的输出进行了数字变换，并由各自的逻辑电路构成的LED驱动电路点亮指示器的LED。在本电路中，以模拟输入电平使电位上升到2.76V以上红色LED点亮，蓝色LED在2.47V～2.76V之间点亮，黄色LED在2.47V以下点亮。此外，为指示锡焊的适当范围，模拟输入电平在2.47～2.56V之间同时点亮蓝色LED和黄色LED。
然后，说明电烙铁的加热部的结构。图9是实施方式1的电烙铁的加热部的上方平面图、表示了与一部分的周边安装部件的位置关系。图9中，11a是设置在端子板11两面的商用电源用接触焊盘焊接区，41是除掉了贴合于第1加热器4的上下的第1绝缘板4a及第2绝缘板4b的状态下的第1加热器4的内部发热部图形(电阻图形)，42是设置在内部发热部图形41的两端部的多个电镀通孔，31是在端子板11上进行布线的二线商用电源供给用共用电缆，32是在端子板11上进行布线的低电压源电缆，32a是直流电源供给用共用电缆，32b是接地电缆，32c是监视器电缆，各电缆成为电烙铁与外部电源的接口。图中与图1相同的符号表示相同或相当的部分。
51是一端具有镀镍突起端子、在0.15mm厚的滚轧铜板上施以搪瓷绝缘膜的汇流条，该突起端子插入电镀通孔42的一部分，通过银焊料与内部发热部41电连接，另一端通过端子板11与商用电源电缆31a连接。并且，内部发热部图形41与第1加热器4的两面对置设置。
52是用于将第1加热器4和第2加热器5进行电连接的中继汇流条，其两端具有镀镍突起端子并在0.15mm厚的滚轧铜板上施以搪瓷绝缘膜，一端的突起端子插入电镀通孔42b的一部分，通过银焊料与内部发热部41电连接，另一端与第2加热器5的发热部图形连接。
53是基于汇流条51构成的汇流条，突起端子与第2加热器5的发热部图形连接，另一端通过端子板11与商用电源电缆31b连接。
图10是实施方式1的电烙铁装置的加热部的下方平面图，明示了与一部分周边安装部件的位置关系。图10中，61是去掉了贴合在第2加热器5贴合的第3绝缘板5a的状态下的第2加热器5的内部发热部图形(电阻图形)，62是设置在内部发热部图形61的两端部的多个电镀通孔。此外，内部发热部图形61与第2加热器5的两面对置设置。
中继汇流条52的第2加热器5一侧的突起端子插入电镀通孔62b的一部分，汇流条53的突起端子插入电镀通孔62a的一部分。此外，汇流条51、53及中继汇流条52在本实施方式1中为搪瓷绝缘膜，但是也可以是使用了聚酰亚胺等耐热材料的绝缘膜。图中与图1或图9相同的符号表示相同或相当的部分。
图11是使用了商用电源时的加热部的电子电路，图11a表示了标称有效值20W的电烙铁的情况，图11b表示了标称有效值30W的电烙铁的情况。另外在本实施方式1中，加热部是具有连续的多重弯曲状电阻的发热部的平面图形，因此，例如也可以将表示500Ω的1个电阻值框考虑为如图11所示被分割成表示100Ω的串联电阻。
然后，说明加热部的结构。图11a所示的20W的电烙铁是第1加热器4的并联电路和第2加热器5的并联电路串联组合的结果。各电阻值框为500Ω，因此，按照与测温元件3的形成同样的处理分别在由陶瓷材料构成的基板两面上形成500Ω的多重弯曲状图形。
测温元件3的电阻值作成高电阻值，但在形成加热器的发热部的多重弯曲状图形中，每1框的电阻值为500Ω，因此不需最佳图形就可以在陶瓷基材上形成直接形成图形。另外，为用于处理比较大的功率，最好没有作为保温层的玻璃釉部2b层。一般地，电阻值可由下式表示Ro＝α·ρ·L/(W·d)此处，Ro电阻值、ρ电阻率、W导体宽度、L导体长、d导体膜厚、α基于使用了金属有机物金浆料等情况下的试验的电阻率调整系数(1.5)由于加热器中流动的导电电流比较大，因此，所使用的金属有机物金浆料使用了金含量约30％左右的有机金(金属有机物金)浆料，以厚膜方式进行印制·烧结，经照相制板工艺来制作导体膜厚(d)约为0.45μm的多重弯曲图形。测温元件3的情况，是在5mm宽的陶瓷基板2内的端部周边收存了多重弯曲状图形，但是，因为第1加热器4或第2加热器5的加热区域宽，所以也能容易地形成宽的图形区域。反复进行该图形制作工序，在各个加热器4及加热器5的两面形成多重弯曲图形。另外，开孔部施以无电解铜及电解电镀镍从而形成通孔电镀部(电镀通孔)。
本实施方式1中使用了金属有机物金浆料，但是也可以使用金属有机物铂(Pt)浆料或铑(Rh)浆料等其他导体浆料，既便存在TCR的若干差异也具有同等效果。另外，不作成多重弯曲图形则温度系数小，但是使用二氧化钌(RuO2)电阻浆料，也能取得相应的效果。
然后，利用图12说明本发明实施方式1的电烙铁装置的整体制造工序。在陶瓷基板2(表示为瓷釉基板)表面形成测温元件3(MR1)的同时形成电子电路图形。然后，在陶瓷基板2的背面形成实心图形或布线图形等所希望的图形。
然后，测定常温下的测温元件3的电阻值，并与规定值比较。例如，对于标准值为10KΩ的电阻值，由于在制造时通常发生±3％左右的初始电阻值的偏差，因此当电阻值比标准值高时，将连续的多重弯曲图形的一部分用厚膜金浆料等涂布、烧结，由此使邻接图形短路，将电阻值归入标准值范围。当电阻值比标准值低时，由于需要提高图形的电阻值，因此，从图4所示的去掉多重弯曲图形弯折区域内导体图形。
即，通过选择蚀刻或激光切割法去掉电阻值调整区域内的导体图形。然后，在电子电路中去掉由半导体或IC构成的设定基准电位的电阻、能够由施密特电路等100KΩ以上构成的电阻，放大器的放大率设定用电阻或调整预定的基准电位的可调电阻(TRM)等以厚膜印制电阻图形使用二氧化钌电阻材料来构成。因为这些印制电阻的温度系数在±100ppm左右，所以伴随着温度变化的电阻值变动少。
然后，形成包含测温元件3的用于保护布线图形21的保护膜22。其后，在保护膜22上和包含绝缘基板2上的电子电路的接地图形的一部分的陶瓷基板2的端部侧面以及里面(背面)端部周围通过浸泡印制形成导电膜，烧结后成为导电图形(带电防止膜)23。
然后，通过激光微调可变电阻(图8中以TRM表示)提高电阻的电阻值、或者通过电压脉冲微调法降低电阻值。例如，在基准电位不是5V时，即使设定基准电位的半导体(IC)结构的电阻的电阻值存在较大偏差，为了对应预定的基准电压，根据需要特别地对电阻值进行调整。
然后，在陶瓷基板2上对放大器、比较器(A/D变换器)、驱动电路及LED芯片进行芯片焊接、引线接合。在此，因为放大器、比较器及LED的驱动电路由1片IC构成，所以在进行用于安装IC和3个LED芯片的芯片焊接和引线接合后，进行树脂密封。并且，树脂密封材料除环氧树脂外，只要是透明的，也可以使用硅树脂，当显示部的点亮颜色少时，可以减少比较器的输入端子数，因为不需要高精度的分辨率，所以IC也可以不内置在放大器中。
然后，将陶瓷基板2插入锡焊部1的部件中，由罩18按下第1加热器4及第2加热器5，由阻隔壁19固定罩18，并插入导手柄部12，进行电缆布线等，最后组装作为电烙铁装置的结构部件。在这种情况下，锡焊部1与设置了陶瓷基板2的测温元件3的陶瓷基板2的端部不需要严密接触，只要测温元件3接近锡焊部1，即使是辐射热也能满足测温功能。另外，在本实施方式1中，说明了为使锡焊部电烙铁装置的热电阻(Rth)变大而使锡焊部1与阻隔壁19分离的情况，但是也可以使锡焊部1延长到手柄部12一侧以使其与阻隔壁19成为一体化结构。在这种情况下，手柄部12可以是从两侧进行补焊式嵌合。
本实施方式1中，将比较器的输入端子定为3种，由此以红、蓝、黄3种颜色说明指示器的发光颜色，但是并不一定要定为3种，也可通过以单色只显示锡焊的适当温度从而简化电子电路部，即使在温度测定部3单独构成正特性热敏电阻、负特性热敏电阻或热电偶等TCR更大的离散元件，在提高显示电路的分辨率上也有效。
实施方式2实施方式1中电子电路使用了固定放大率的放大器，在实施方式2中，利用图13对提高作为比较器中显示部的LED指示器间的点亮电压的分辨率的单元进行说明。图13是实施方式2的电烙铁装置的放大器周边的放大电路，图13中，MR1是测温元件3，MR2是温度校正用电阻元件，与MR1同样地随着温度变化而变化电阻值。通过将该MR2定为常温时为0.5KΩ，并配置在放大器输入一侧，从而构成根据各个温度变化放大器的放大率的温度可变型放大器。
图14是各温度的MR1或MR2的电阻值变化的一览表，在该电子电路中，实际使用温度为200℃～320℃时，通过将基准电压在200℃时定为2.38V、240℃时定为2.15V、260℃时定为2.04，与固定放大器的放大率的情形相比，提高了0.1V的分辨率。
图15表示将MR2配置在陶瓷基板2上的图形，与MR1邻接配置，由于MR1和MR2是在同一工序进行图形化的，因此TCR也相同，具有高精度的温度补偿和提高分辨率的效果。
并且，在本实施方式2中，将MR2使用于放大器输入，降低高温一侧的放大率，将其用于放大器输入负载电阻(2KΩ)或放大器输出电阻(6KΩ)也具有相应的效果，通过选择各电阻值，进而能大幅提高分辨率。
实施方式3在实施方式1中，没有对收存框15和切换杆16作详细说明，在通常的电烙铁使用收存在加热部的绕线电阻或本实施方式1中所说明的发热部的情况下，常温下只能设定为固定的电阻值，所以进行单一的电力供给，相对与此，在实施方式3中，返回到图1对使用了收存框15或切换杆16的功率切换式电烙铁装置进行说明。
在图1单一功率供给中，收存框15或切换杆16是与固定框14相同的部件即可，相对与此，功率切换式是操作切换杆16，通过将其压下(PUSH)来提升第2加热器5。第2加热器5的一方与陶瓷基板2的背面接触，如图10所示，与陶瓷基板2背面形成的图形短路区域(短路图形)导通，从而使在两面形成图形的第2加热器5的一方的多重弯曲图形发热部的一部分区域短路。
即，如图11c所示，将多重弯曲图形发热部的大约4/5的区域短路，成为100Ω的电阻值，从而加热部总的电阻值成为333Ω。这为标称的30W的电烙铁。因此，当作为20W的电烙铁使用时，拉上(PULL)切换杆16，圆柱棒16b和圆板16c利用耐热性的硅橡胶片15b的弹力，收存在收存框15的中空部。当作为30W的电烙铁使用时，压下(PUSH)切换杆16，利用伸长弹簧17的弹性顶上第2加热器5。因此当作为30W的电烙铁使用时，加热部与陶瓷基板2强力接触，从而提高了来自第2加热器5的发热速度。
然后，说明在使用了切换杆16的情况下的电子电路。改变电烙铁的额定值的目的有进行需要比较高的温度的焊接的情况和在通常温度进行焊接的情况，在指示器(显示部)中，焊锡禁止温度、锡焊温度、高温显示这3种为主体，因此即使存在切换操作，也必需显示对应于操作的最适温度。在实施方式1中，如图8所示，设定了统一的基准电位，并通以其阈值电压显示温度；在实施方式3中，对即使使用切换杆16进行额定值的切换、也需进行最适温度显示的方法进行说明图16是在图8所示的作为比较器的输入部的基准电位设定电路中加入模拟开关(AS)和开关电路(SW)的图。图8中对下列情况进行说明设20W为额定值、锡焊禁止温度为200℃、最适温度为240℃、高温显示为260℃，在30W的情况下，设220℃为锡焊禁止温度、260℃为最适温度、280℃为高温显示。
如图14所示，220℃时的B点电压为2.66V，260℃时的B点电压为2.47V，280℃时的B点电压为2.39V，因此红色LED(7R)产生了0.1V(200→220℃)基准电位差、蓝色LED(7B)产生了0.09V(240→260℃)基准电位差，黄色LED(7Y)产生了0.08V(260→280℃)的基准电位差。在这种情况下，由于存在约0.1V的电位漂移，因此在基准电位设定时简单地一律设定0.1V的虚电位，开关模拟开关(AS)进行电位切换。
然后，说明开关电路(SW)的结构。首先，如图10所示，从设置了连接引脚10的陶瓷基板2背面一侧的接地端子焊盘直接向第2加热器一侧进行图形布线，并在第2加热器5一边的端部上方设置焊盘。另外，在第2加热器5另一边的端部上方位置也设置焊盘，从该焊盘向与陶瓷基板2的接地端子相反一侧的端部进行图形布线。进而如图10所示，在陶瓷基板2背面一侧形成第2加热器5的多重弯曲图形的区域上方的一部分区域上设置短路图形。
在陶瓷基板2的背面构图工序中同时形成设置了这些焊盘的图形布线或短路图形，并与在其后工序中由图5所示的ITO形成的背面接地导体部导通。该背面接地导体部作为导电图形23在陶瓷基板2主面(表面)没有涂布保护膜的区域与图16所示的开关输入端子连接。该开关输入端子作为以47KΩ的模拟开关输入上拉的电路的接地连接端子来使用。
然后，说明第2加热器5一侧的结构。如图10所示，面对第2加热器5的陶瓷基板2一侧的多重弯曲图形的一部分位于陶瓷基板2短路图形的下方，在第2加热器5的两端部，分别在对应配置在陶瓷基板2背面的焊盘的位置上设置第2加热器5一侧的焊盘，并避开内部发热部图形61，在两焊盘之间进行图形布线。
由此，通过压下切换杆16，第2加热器5的发热部的一部分短路，同时，图16所示的开关功能进行工作。此外，除去第2加热器5的第3绝缘板5a，将切换杆16的把手16a、圆柱棒16b及圆板16c作为由陶瓷材料等绝缘物质制成的一体化结构，并在圆板16c的上面制成与陶瓷基板2背面的图形化短路图形相同形状的图形，并将其作为短路板16c，由此，可以实现比30W大的额定电功率的大型电烙铁装置。
然后，在实施方式1中，放大器定是放大率(A)为5倍的固定类型，实施方式2中放大器为温度可变型放大器，对温度可变型放大器来说，需要对额定切换时的虚电压(0.1V)引起的温度显示的正确与否进行检验。如图14或图17所示，在各色200→220℃、240→260℃、260→280℃的温度变化中，各电位差分别为0.12V、0.11V、0.09V，判断出基准电位设定的虚电压一律定为0.1V是有效的。
由所述，通过将电烙铁的显示温度定在电烙铁的额定范围内显示，1台电烙铁装置就可以进行恰当的温度显示。
实施方式4实施方式1至3主要说明了电子电路的信号系统电路的结构，接下来对由于涉及该发明的电烙铁装置中的加热部流过比较大的电流的加热电路、与加热电路邻接安装的电子电路、包含锡焊部1的机箱(罩18、手柄部12等)之间的相互作用而产生的噪声或带电引起的问题的应对方法进行说明。
利用图18对该发明的实施方式4进行说明。图18是实施方式4的电烙铁装置的包含机箱线路的电源等价电路图。首先，对于由锡焊部1的摩擦等产生的静电，在机箱与电子电路接地间设置高电阻。由此，对于具有高尖顶电压的静电，防止了收存在电烙铁内的电子电路的静电破坏，并兼顾了被锡焊部件的保护。
另外，通过将涂布在陶瓷基板2上的带电防止膜(ITO膜)与电子电路部的地线连接，来防止加热部中流动的从商用电源混入的噪声。即，在施加了30W的大功率时，SW为ON，在测温元件3的周边，包括测温元件3的上方、端部两侧面，还有陶瓷基板2背面都存在着地线，因此与电子电路的布线图形形成了大的浮置电容，从而不安装离散电容也能减轻外部噪声。
由上述，即使电烙铁内部收存了电子电路，利用由ITO膜构成的接地图形(带电·噪声除去图形)，就可以防止针对静电或混入噪声而造成的电子电路的误动作。
实施方式5实施方式1至4说明了使用商用电源的加热部，为谋求单电源化，如图19所示，可以使用5V的直流电源，此时发热部图形不是多重弯曲图形，以通常的矩形图形导出所希望的电阻值。图19中，1框的电阻值为1.25Ω，20W的电烙铁的情况下，其总的电阻值为1.25Ω，30W的电烙铁的情况下其总的电阻值为0.833Ω。
由上述，通过在加热部使用直流电源，如图20所示，外部布线接口成为二线式。
此外，在本发明的实施方式1至5中，绝缘基板2、第1加热器4、第2加热器5、第1绝缘板4a、第2绝缘板4b及第3绝缘板5a所使用的材料为陶瓷材料，但是，并不限于此，也可以使用镁橄榄石(Forsterite)或块滑石(steatite)等与陶瓷材料具有相同的耐热和加工精度的材料。
另外，第1绝缘板4a、第2绝缘板4b及第3绝缘板5a只要是耐热材料就可以，因此也可用聚酰亚胺材料或云母材料用作绝缘膜。
此外，绝缘基板2使用铁板作为基材，也可以将施以多孔釉瓷等的釉瓷的多孔基板或两面涂布了阻焊膜的铝基板等金属基板用作绝缘基板。
实施方式6在实施方式1至5中，指示器(显示部)7安装在陶瓷基板2上，以下利用图21说明将指示器安装在陶瓷基板2以外的情况。图21是实施方式6的电烙铁装置的安装了指示器的LED板的外观图。在图21中，71是LED板，由磷青铜板的冲裁图形71a和各色LED的阴极线路构成的LED引脚71R、71B、71Y以及共用线路71C组成。这些通过磷青铜板的冲裁形成的LED引脚71R、71B、71Y及71C可折弯使用。此外，各色LED阳极通过冲裁图形71a和导电性芯片焊接树脂共用连接。
此外，包含磷青铜板引线的各图形通过引线接合的方式与指示器7连接，并在其表面镀银。81是支持LED板71的支持台，82是保护LED芯片(指示器)7的硅树脂。
图22是实施方式6的电烙铁装置的主要部分剖面结构图，事先将LED板71的各LED引线与预定的印制电阻焊盘进行引线接合。LED板71在安装时使LED引线弯曲，利用引线的弹力插入·固定在导光窗13内。图中与图1和图21相同的符号表示相同或相当的部分。由此，通过将指示器7插入到导光窗13，能够容易地向外界进行光的放射，还具有能防止来自外部的无用的夹杂物的混入的效果。
在本实施方式1至6中，当进行额定功率的切换时，由手柄部内安装的IC(半导体)的电子电路部紧接着进行与此相伴的显示部的最适温度显示的转移，如图23所示，IC芯片6内的放大器输出6c端子直接向连接引脚10c输出外部监视器用信号，当然也可以从外部装置改变输入额定功率，但这并非本发明的主题。
实施方式7另外，如图24所示，代替固定框14，而在第1绝缘板4a上设置虚发热基板，在其上面形成多重弯曲图形，在其下面形成实心图形(矩形图形)，经设置在虚发热基板上的终端上的通孔部与各个图形串联连接，由冷却用短路板使设置在虚基板上面的多重弯曲图形始终短路，由此能够得到如下效果。
即，在显示部的高温显示时等，需要急速冷却电烙铁的情况下，拉上冷却用手柄，由此可限制流过加热器的电流，不需接通(ON)/关断(OFF)大电容的开关，从而能构成简洁紧密的电烙铁装置。在事先积层的第1绝缘板4a和第1绝缘器4中，在第1绝缘板4a上设置通孔部、并与第1加热器4的电镀通孔42电连接，由此，向第1加热器4供给来自汇流条51的电功率。
图25是本发明实施方式7的电烙铁装置的加热部的电路图。图25中，对于常用的20W的电烙铁，附加了1.5KΩ的虚电阻，在高温显示时等，需要急速冷却锡焊部1时，就变为5W的电烙铁。
在本发明的实施方式1至实施方式7中，短路图形等为矩形图形，但是，还能够通过再分割矩形图形来确保发热区域的均一性，进而实现具有稳定的温度上升·下降的电烙铁装置。
权利要求
1.一种电烙铁装置，其特征在于，具备电烙铁前端；在该电烙铁前端产生热量的加热部；支持该加热部的手柄部；与上述电烙铁前端接触或接近设置的、检测温度的温度测定部；设置在上述手柄部内、处理上述温度测定部的检测信号的电子电路部；以及以从上述手柄部的外部可辨认的方式设置在上述手柄部并显示经上述电子电路部处理的显示信号的显示部。
2.根据权利要求1所述的电烙铁装置，其特征在于上述电子电路部具有将检测信号变换成数字显示信号的A/D变换器；以及驱动上述显示部的驱动电路。
3.根据权利要求1所述的电烙铁装置，其特征在于上述温度测定部、上述电子电路部以及上述显示部在同一基板上经布线图形连接。
4.根据权利要求1至3任意一项所述的电烙铁装置，其特征在于上述温度测定部由多重弯曲状的导体图形形成。
全文摘要
提供一种高电连接性的电烙铁装置，通过操作者实时观察锡焊作业时的焊锡接触部位的温度变化，一边确认焊锡接触的最适温度一边进行锡焊。其具备电烙铁前端(1)；使该电烙铁前端(1)产生热量的加热部；支持该加热部的手柄部(12)；与上述电烙铁前端(1)接触或接近设置的、检测温度的温度测定部(3)；设置在上述手柄部(12)内、处理上述温度测定部(3)的检测信号的电子电路；从上述手柄部(12)可辨认地设置在上述手柄部(12)上、并显示经上述电子电路部处理的显示信号的显示部(7)。
文档编号G08B5/00GK1911582SQ200510131778
公开日2007年2月14日 申请日期2005年12月16日 优先权日2005年8月11日
发明者远藤孝文, 野上阳平 申请人:三菱电机株式会社