專利名稱：焊錫處理用烙鐵頭及其制造方法,使用該烙鐵頭的電烙鐵以及電熱吸錫烙鐵的制作方法
技術領域：
本發明涉及焊錫處理用烙鐵頭，特別是涉及用于電烙鐵的烙鐵頭部件或電熱吸錫烙鐵的吸嘴，在由銅或銅合金構成的烙鐵頭芯件的頂端施予了防止焊錫的侵蝕措施的焊錫處理用烙鐵頭，以及其制造方法，還涉及使用該烙鐵頭的電烙鐵或電熱吸錫烙鐵。
背景技術：
電子工業中的連接、接合通常采用焊接法進行。該焊接法，主要分為群焊法(批量焊接)與手焊法(手動焊接)。
群焊法有將元件或零部件裝在印刷基板上之后，浸漬于熔融焊錫中的流動焊接法；以及，將焊錫粒子與助焊劑用粘合劑(添加劑)混練成的焊錫膏印刷在印刷基板的接合部分上，裝上元件或零部件，再進行加熱、焊接的再流焊接法；兩者都具備可同時焊接多處的特征。
另一方面，手焊法是使用電烙鐵進行焊接的方法，一直以來被廣泛運用，具備誰都能夠簡便操作的特征。而且，在對實施了上述群焊法之后的不良焊點進行返工的時候，或者在對于通過群焊法就不能焊上的零部件進行補焊的時候，該使用電烙鐵的手焊法是不可缺乏的。
以往的電烙鐵的烙鐵頭部件由銅或銅合金構成，為了防止焊錫引起的侵蝕，在其頂端部施有厚度為數十至數百μm的鍍鐵。并且，在該鍍鐵部分覆涂有焊錫，使用這部分實施焊接工作。
通常，焊錫的主要成分為錫與鉛(以Sn-Pb共晶焊錫為代表的Sn-Pb系焊錫)，但近年來，考慮環境方面，以鉛不作為主要成分的、所謂無鉛焊錫(例如有，Sn-Cu系焊錫，Sn-Ag系焊錫，Sn-Ag-Cu系焊錫等)受到矚目，開始被廣泛使用。但是，無鉛焊錫的焊接性(焊錫的浸潤性或易擴展性等，易獲得良好的焊接效果的性質)通常差于Sn-Pb系焊錫。使焊錫浸潤性惡化的主要原因可列舉出，無鉛焊錫的熔點比Sn-Pb系焊錫高于20～45℃左右，烙鐵頭部件的頂端部易被氧化。由此，手焊法的焊接工藝性就要下降，對其存在改善要求。特別是，采用無鉛焊錫易造成手焊法的焊接效果不良，導致返工率的增加，因此特別對其存在改善要求。
于是，本案申請人先前發明了，使烙鐵頭部件因焊錫引起的侵蝕維持在與鍍鐵制品大致相同程度的情況下，改善了其焊接性的技術(參照日本專利公開公報2000-317629號)。該先前發明，在烙鐵頭部件頂端部鍍有鐵-鎳合金以代替以往的鍍鐵，或設置鐵-鎳合金制的覆蓋構件(塊材)來改善焊接性。
另外，與焊接相關的作業，有去除無用焊錫的焊錫去除作業，為此使用電熱吸錫烙鐵。電熱吸錫烙鐵通過內置的加熱器等加熱單元來加熱吸嘴，將加熱的吸嘴前端接觸于焊錫上，使焊錫熔化，同時從開口于吸嘴前端的吸口將熔融的焊錫吸入到內部。吸入通過真空泵等吸引單元來進行，熔融的焊錫被存儲于通路中設置的具有過濾器的焊錫槽內。
該電熱吸錫烙鐵的吸嘴與電烙鐵的烙鐵頭部件一樣，要求具有通過加熱的頂端部接觸，熔融焊錫的功能；以及，足以確保導熱性的焊錫浸潤性；并且在其頂端部同樣施有鍍鐵。而且與電烙鐵的烙鐵頭部件一樣，在使用無鉛焊錫的情況下，也要求在確保焊錫浸潤性的同時、防止其侵蝕。
采用上述鐵-鎳合金鍍層時，烙鐵頭部件和吸嘴(在本說明書中總稱為焊錫處理用烙鐵頭)，雖然基于頂端部受氧化的壽命(焊錫的浸潤性逐漸降低而最終無法浸潤的時候為止)得以延長，卻基于焊錫侵蝕的壽命則與鍍鐵制品相當。然而，因無鉛焊錫的熔點高于Sn-Pb系焊錫等原因，具有對焊錫處理用烙鐵頭的侵蝕量大的特征。因此，使用無鉛焊錫時，隨著侵蝕量的增加壽命要下降的問題尚待解決。對此，可以考慮延長鐵-鎳合金的鍍膜時間、增加鍍膜厚度的措施，但是由于電鍍需要20～30小時左右，若再延長其處理時間則大大阻害生產性。另外，由于電鍍廢水是環境污染物，其處理費用會導致成本的上升。
此外，在焊錫處理用烙鐵頭的前端設置鐵-鎳合金制覆蓋構件(塊材)的措施，雖對控制侵蝕量的增大較有效果，但存在以下問題。一般來說，焊錫的浸潤性與耐侵蝕性成反比關系，這些特性深受焊錫材料或烙鐵頭頂端部件的材質的影響。因此重要的是，在考慮焊錫材料和烙鐵頭頂端部件的材質的前提下，尋求焊錫的浸潤性與耐侵蝕性的平衡點。以往所說的Sn-Pb系焊錫幾乎全部是Sn-Pb共晶焊錫，而無鉛焊錫則包括上述各種種類。因此，在焊錫處理用烙鐵的頂端部設置鐵-鎳合金制的覆蓋構件時，會出現根據所使用的焊錫的種類而其特性要變化的問題。對此，即使根據所使用的焊錫的種類來選擇最佳材料也好，因選擇自由度小而無法得到滿意的結果。
發明內容
鑒于上述情況，本發明的目的在于，提供一種，在使用無鉛焊錫的情況下可以防止焊錫處理用烙鐵頭因焊錫引起的侵蝕和可以提高焊接性或焊錫去除性的同時，可以根據焊錫的種類簡單獲得最佳烙鐵頭頂端部的材質，并且可以減少環境污染物排放的焊錫處理用烙鐵頭以及其制造方法。
權利要求1的發明，是用于電烙鐵或電熱吸錫烙鐵的烙鐵頭，其特征在于，在由銅或銅合金構成的烙鐵頭芯件的頂端部設有通過粉末冶金法制得的由金屬粒子燒結體構成的烙鐵頭頂端部件，所述金屬粒子燒結體以鐵、鎳、鈷中的至少一種以上的元素為主要成分。
根據上述構成，由于金屬粒子燒結體通過粉末冶金法制得，因此成形的自由度較大，可以近似成品形狀的形狀來制造。由此，可縮短或省略切削加工工序。另外與熔解法不同，無須將溫度提升至鐵的熔點，可減少能源消耗，減輕對環境的負擔。而且，由于不需要以往使用鍍鐵時的排液處理，可減少對環境的不良影響，可以節能并可以大量生產。
由于金屬粒子燒結體的主成分是鐵、或者是與鐵的特性相近的同族元素的鎳或鈷、或者是組合這些的，因此可以獲得焊錫的耐侵蝕性、焊錫浸潤性同時較高的烙鐵頭部件。特別是，以鐵為基礎添加鎳或鈷的作為主要成分時，與僅以鐵為主要成分的相比，可以進一步提高耐侵蝕性或焊錫浸潤性。
權利要求2的發明，是根據權利要求1所述的焊錫處理用烙鐵頭，其特征在于，所述金屬粒子燒結體由燒結基材、或由燒結基材和燒結輔材構成，并且所述燒結基材采用從鐵粒子、鎳粒子及鈷粒子中的至少一種以上。
如此，由采用了鐵粒子、鎳粒子及鈷粒子中至少一種以上粒子的燒結基材，形成金屬粒子燒結體的主要成分。通過自由調節這些粒子的配比，可以簡單地獲得所要求的成分比率。
權利要求3的發明，是根據權利要求2所述的焊錫處理用烙鐵頭，其特征在于，用于所述燒結基材使用的鐵粒子為純度在99.5％以上的鐵粉。
作為這種高純度的鐵粒子可采用電解鐵粉或羰基鐵粉(權利要求4)。這些是以眾所周知的金屬粉制造方法的電解法或羰基法而制得的鐵粉。電解法是從含有鐵的硫酸鐵、氯化鐵等水溶液中電解析出鐵，粉碎該電解鐵而精還原的方法。如果采用電解鐵，則可以防止雜質引起的導熱、導電性的下降、以及焊接性或焊錫去除性的惡化，同時還可以提高金屬粒子燒結體的密度。在鐵粒子中含有大量的碳、氧、氮、氫等雜質時，金屬粒子燒結體的相對密度會成為90％以下，與此相對，使用高純度鐵粉密度就可以提高至96％以上。
羰基法是在羰基鐵Fe(CO)5中加入水蒸氣，熱解出鐵及二氧化碳，再粉末化的方法。該方法適用于微粉的制造，羰基鐵粉最適合用作本發明的燒結基材成分。
權利要求5的發明，是根據權利要求2至4中任意一項所述的焊錫處理用烙鐵頭，其特征在于，所述金屬粒子燒結體是所述燒結基材的含量為55％至99.99％的燒結體。
如此，可以有效發揮作為主要成分的燒結基材的特性，可以充分提高焊錫的耐侵蝕性或焊錫浸潤性。再說，在本說明書以％表示成分比率時，除有特別說明外均為質量％。
權利要求6的發明，是根據權利要求2至5中任意一項所述的焊錫處理用烙鐵頭，其特征在于，所述金屬粒子燒結體由燒結基材和燒結輔材構成，所述燒結輔材至少包括第1燒結輔材，該第1燒結輔材采用從銅粒子、銀粒子、錫粒子、硼粒子及碳粒子中的至少1種以上。
如此，在進一步提高焊接性的同時，在相對較低的溫度下進行燒結時還可以得到高密度的金屬粒子燒結體或耐侵蝕性強的金屬粒子燒結體。由于銅、銀及錫的熔點相對較低(各為1083℃、960℃、230℃)，因此即使將燒結溫度設定為相對較低的溫度，亦可采用在燒結過程中熔融、填充金屬粒子間隙的液相燒結法(參照權利要求18)。因為硼在固相燒結中，對鐵族元素呈現間隙擴散的形態，促進固體之間的相互擴散，所以可在1100℃以下的較低溫度下進行燒結。碳可提高對焊錫的耐侵蝕性，大幅度延長壽命。
還有，金屬粒子燒結體中的第1燒結輔材的含量以0.01％至40％(權利要求7)為宜。如此，就不會因第1燒結輔材過少而效果不明顯、或因過多而帶來不利影響，可以設定最佳添加量。
權利要求8的發明，是根據權利要求6或7所述的焊錫處理用烙鐵頭，其特征在于，所述燒結輔材還包括第2燒結輔材，該第2輔材采用從釩粒子、鈮粒子、鉭粒子、鉻粒子、鉬粒子及鎢粒子中的至少1種以上。
如此，可提高焊錫處理用烙鐵頭對焊錫的耐侵蝕性。若添加元素周期表V族a的釩、鈮及鉭或VI族a的鉻、鉬及鎢，則由于高熔點的粒子分散在燒結體基體中，可推測呈現顯著的耐侵蝕性，可以大幅度地延長烙鐵頭的壽命。
此外，用作第1燒結輔材的碳，一方面可提高耐侵蝕性，但另一方面容易使烙鐵頭的焊錫浸潤性下降。因此，在為了確保焊錫的浸潤性而不能過多使用碳時，作為進一步提高耐侵蝕性的方法使用第2燒結輔材是有效的。
再說，金屬粒子燒結體中第2燒結輔材的含量以0.01％至5％(權利要求9)為宜。如此，就不會因第2燒結輔材過少而效果不明顯、或因過多而帶來不利影響，可以設定最佳添加量。
權利要求10的發明，是根據權利要求1至9中任意一項所述的焊錫處理用烙鐵頭，其特征在于，所述金屬粒子燒結體呈蓋形，蓋置于所述烙鐵頭芯件頂端部，并其厚度為200至800μm。
如此，將由帽形的金屬粒子燒結體構成的烙鐵頭頂端部件覆蓋設置在烙鐵頭芯件的頂端部之后，只需通過釬焊等方式接合，即可簡單并在短時間內制造焊錫處理用烙鐵頭。而且由于金屬粒子燒結體的厚度薄至200至800μm，即使不進行再加工直接用作烙鐵頭頂端部件，亦可充分保證從烙鐵頭芯件到焊錫的導熱性。
權利要求11的發明，是根據權利要求1至10中任意一項所述的焊錫處理用烙鐵頭，其特征在于，所述金屬粒子燒結體的密度在95％以上。
若為如上高密度的金屬粒子燒結體，則可進一步提高耐侵蝕性。還有，制造95％以上高密度的金屬粒子燒結體的方法，以采用后述的注射成形法來形成壓粉體為宜。
在電烙鐵或電熱吸錫烙鐵(以下稱電烙鐵等)具備如上所述的提高了對無鉛焊錫的耐侵蝕性、改善了焊接性或焊錫去除性(以下稱焊接性等)的焊錫處理用烙鐵頭時，將該焊錫處理用烙鐵頭，如果直接固定在主體上則可延長其主體的壽命，如果可更換地安裝在主體上(權利要求13及14)則可延長其更換周期。此外，由于焊接性等高，因此可以提高工作效率。
當焊錫處理用烙鐵頭可更換時，則加熱器等加熱部分可設置在主體一側，亦可將通過所述烙鐵頭芯件對所述烙鐵頭頂端部件進行電氣加熱的發熱體設置在焊錫處理用烙鐵頭上(權利要求12)。
如此，根據焊錫處理用烙鐵頭的形狀、大小或用途，按照各焊錫處理用烙鐵頭可以選用最佳的發熱體特性(例如加熱器容量等)，從而可進一步提高工作效率。
權利要求15的發明，是如權利要求2至12中任意一項所述的焊錫處理用烙鐵頭的制造方法，其特征在于將如權利要求2至9中任意一項所述的燒結基材或將該燒結基材和燒結輔材用粘合劑進行混練；通過加壓成形法形成壓粉體，呈與烙鐵頭頂端部件大致相同的形狀或包含烙鐵頭頂端部件形狀的形狀；通過將該壓粉體在800～1300℃的非氧化氣氛中進行燒成，形成由金屬粒子燒結體構成的烙鐵頭頂端部件；將該烙鐵頭頂端部件接合在由銅或銅合金構成的烙鐵頭芯件的頂端部。
如此，可簡單地制造由燒結基材或由燒結基材與燒結輔材構成的金屬粒子燒結體，并根據需要對其進行機械加工，在烙鐵頭芯件的頂端部只通過釬焊等方式來接合，即可簡單地制造焊錫處理用烙鐵頭。
權利要求16的發明，是根據權利要求15所述的焊錫處理用烙鐵頭的制造方法，其特征在于，將燒成后的金屬粒子燒結體進一步在300～500℃的溫度下通過預成形鍛造法或粉末鍛造法成形，從而制得烙鐵頭頂端部件。
如此，可使金屬粒子燒結體粒子間的微小氣孔收縮，實現高密度化，獲得高耐侵蝕性。
權利要求17的發明，是如權利要求2至12項中任意一項所述的焊錫處理用烙鐵頭的制造方法，其特征在于將如權利要求2至9中任意一項所述的燒結基材或將該燒結基材和燒結輔材用粘合劑進行混練；通過加壓成形法形成壓粉體，呈與烙鐵頭頂端部件大致相同的形狀或包含烙鐵頭頂端部件形狀的形狀；將該壓粉體密合在由銅或銅合金構成的烙鐵頭芯件的頂端部上；在維持該密合狀態之下，在800℃以上并且在所述烙鐵頭芯件的熔點以下的非氧化氣氛中進行燒成，從而形成由金屬粒子燒結體構成的烙鐵頭頂端部件的同時、將該烙鐵頭頂端部件接合在所述烙鐵頭芯件的頂端部。
如此，就沒必要通過釬焊等方式接合烙鐵頭頂端部件與烙鐵頭芯件的工序，因此可以提高生產性。
權利要求18的發明，是根據權利要求15至17中任意一項所述的焊錫處理用烙鐵頭的制造方法，其特征在于，采用注射成形法以替代所述加壓成形法。
如此，即使是以一般使用的壓模法成形較為困難的相對復雜的形狀，亦可簡單成形得到壓粉體。這種金屬粉末注射成形法以采用廣為人知的MIM(Metal Injection Molding)法為宜。采用MIM法，可提高形狀的自由度，并可進行高精度成形。例如，即使烙鐵頭頂端部件是厚度為200～800μm的薄壁蓋形(參照權利要求10)，亦可獲得與成品相同形狀的金屬粒子燒結體。換言說，由于可以省略附加的機械加工，因此可以提高生產性，并可以降低成本。
另外，使用小直徑粒子可以獲得高密度的金屬粒子燒結體。例如，當壓模法采用80μm的粒子時，則密度在90％以下，與此相對，MIM法用10μm以下的粒子可實現95％以上(例如96～99％)的密度(參照權利要求11)。
以往的壓模法或上述MIM法為了成形，通常使用有機粘合劑，以提供適于促進分散以及注射成形的流動性。但該粘合劑難以在去除工序(通常在成形后加熱至400～600℃左右)及在燒成工序中徹底去除，易殘存于金屬粒子燒結體中。如果使用這樣的烙鐵頭，則殘存的粘合劑有時與大氣中的氧氣反應而產生碳化物等，導致焊接性等的下降。
因此，權利要求19的發明，是根據權利要求15至17中任意一項所述的焊錫處理用烙鐵頭的制造方法，其特征在于，采用不用粘合劑進行混練而僅用金屬粒子進行粉末壓縮成形的方法，以替代前述加壓成形法。
如此，由于不使用粘合劑，可以切實防止如上所述的焊接性的下降。此外，由于無須去除粘合劑，即可確實地防止去除工序中發生的膨脹、開裂、氣孔(void)或變形等的缺陷。
不使用粘合劑的粉末壓縮成形法以采用廣為人知的RIP(Rubber Isostatic Pressing)法為宜。RIP法是在橡膠模的模腔內填充粉末，用上、下沖頭將粉末與橡膠模一同壓縮成形的粉末成形法。粉末被壓縮時，不僅從壓力軸方向受壓，還從橡膠模的變形側面方向也會受到壓縮。成形時不僅不需要粘合劑及模具潤滑劑，還可增大形狀及尺寸的自由度，以高尺寸精度進行成形。
權利要求20的發明，是根據權利要求15至19中任意一項所述的焊錫處理用烙鐵頭的制造方法，其特征在于，采用燒成溫度為所述燒結輔材熔點以上的液相燒結法。
如此，在相對較低的溫度下進行燒結可以獲得高密度的金屬粒子燒結體。采用液相燒結法，在燒結過程中由于低熔點的粒子熔融而填充金屬粒子的間隙，因此可以獲得高密度的金屬粒子燒結體，并可以獲得優異的焊接性或焊錫去除性。此外，由于在相對較低的溫度下進行燒結，因此有助于節能。
權利要求21的發明，是如權利要求2至12中任意一項所述的焊錫處理用烙鐵頭的制造方法，其特征在于將如權利要求2至9中任意一項所述的燒結基材或將該燒結基材和燒結輔材，通過包含冷等靜壓加壓或熱等靜壓加壓的工序進行成形與燒成，以形成所述金屬粒子燒結體；將該金屬粒子燒結體塑性加工為棒狀或線狀；進一步將其機械加工為烙鐵頭頂端部件；將該烙鐵頭頂端部件接合在由銅或銅合金構成的烙鐵頭芯件的頂端部。
如此，可使金屬粒子燒結體粒子間的微小氣孔收縮，實現高密度化，獲得高耐侵蝕性。
權利要求22的發明，是根據權利要求15至21中任意一項所述的焊錫處理用烙鐵頭的制造方法，其特征在于，對于作為所述燒結基材和所述燒結輔材的粒子中的至少兩種以上的粒子，采用通過熔解法或機械合金化法進行合金化的合金粒子。
如此，由于使用預合金化的粒子，因此可以提高組織的均勻性。另外，可簡化金屬粒子的混練工序，能夠提高生產性。機械合金化法是，無須熔解金屬，利用球磨機等機器制造合金粉末的廣為人知的方法。由于機械合金化法在常溫下進行合金化，即使是在熔點相差較大的金屬之間也可以簡單地制造合金粒子。
權利要求23的發明，是根據權利要求15至22中任意一項所述的焊錫處理用烙鐵頭的制造方法，其特征在于，作為所述燒結基材、所述燒結輔材或所述合金粒子，采用其粒徑在200μm以下的粒子。
如此使用小粒徑的金屬粒子，可以提高金屬粒子燒結體的密度，可以改善焊接性或焊錫去除性、以及可以改善焊錫處理用烙鐵頭的耐侵蝕性。粒徑優選為50μm以下(權利要求24)，更優選為10μm以下(權利要求25)。特別是10μm以下的鐵粒子，適合于用作上述羰基鐵粉，亦適于進行上述MIM法。另外，使用粒徑更小的超微粒子(所謂納米粒子)(權利要求26)，則可達到更高密度。
圖1是本發明第1實施例的電烙鐵的局部主視圖。
圖2是圖1的分解立體圖。
圖3是本發明第1實施例的烙鐵頭部件的截面圖。
圖4是圖3的分解立體圖。
圖5是制造金屬粒子燒結體時使用的粒子成分表。
圖6是制造焊錫處理用烙鐵頭的工序圖。
圖7是第1實施例的烙鐵頭部件的變形例的分解立體圖。
圖8是制造焊錫處理用烙鐵頭的工序圖。
圖9是第1實施例的烙鐵頭部件變形例的局部立體圖。
圖10是表示液相燒結機制的截面模式圖。
圖11是第1實施例的烙鐵頭部件變形例的局部截面圖。
圖12是第1實施例的烙鐵頭部件變形例的立體圖。
圖13是表示浸潤擴展試驗的試驗方法的說明圖。
圖14是表示浸潤擴展試驗的試驗結果的圖。
圖15是表示壽命試驗方法的說明圖。
圖16是表示壽命試驗的試驗結果的圖。
圖17是本發明第2實施例的電熱吸錫烙鐵的局部截面圖。
圖18是第2實施例的吸嘴附近的放大截面圖。
具體實施例方式
用圖1～圖16來說明本發明的第1實施例。圖1是電烙鐵1頂端部附近的的主視圖，圖2是其分解立體圖。電烙鐵1的頂端部設有，被納于保護管3內、并圓錐狀的前端從保護管3中突出的烙鐵頭部件2(相當于焊錫處理用烙鐵頭)。保護管3由蓋形螺母4被固定在電烙鐵1的螺紋接頭6上。在烙鐵頭部件2中，被保護管3覆蓋的、呈圓柱形的主體內側設有凹部11(參照圖3)。在該凹部11內，以嵌于其地組裝有，自電烙鐵1的主體7中突出的陶瓷加熱器5。陶瓷加熱器5是，通過接通圖外的電源開關來發熱的發熱體，通過圖外的恒溫機構，能夠維持在可調節的特定溫度范圍內。
圖3是圖2中烙鐵頭部件2的III-III截面圖，圖4是烙鐵頭部件2頂端部的分解立體圖。烙鐵頭部件2，由大致上主體為圓柱形并頂端為圓錐形的烙鐵頭芯件10、和釬焊在其頂端部的烙鐵頭頂端部件20構成。烙鐵頭芯件10的材質為，導熱性及導電性高、并相對廉價的銅或銅合金。烙鐵頭芯件10的外側露出的部分施有薄鍍鉻。烙鐵頭頂端部件20是其表面直接接觸焊錫，使焊錫熔融的部分。在通常的使用方式中，烙鐵頭頂端部件20的頂端部覆蓋著焊錫層8。烙鐵頭頂端部件20是以鐵為主要成分，另外選擇性地含有特定含量的鎳、鈷、銅、銀、錫、硼、碳、釩、鈮、鉭、鉻、鉬及鎢等的部件，由粉末冶金法制造的金屬粒子燒結體構成。有關其組成及制造方法在后面詳細說明。另外，烙鐵頭頂端部件20的形狀，根據其制造方法可以采用各種形態。有關這些變形例也將在后面說明。
根據以上的結構，電烙鐵1通過接通圖外的電源開關，使陶瓷加熱器5發熱。其熱量從烙鐵頭部件2的凹部11迅速有效地傳到烙鐵頭頂端部件20的表面。然后，烙鐵頭頂端部件20的焊錫層8，當焊錫溫度超過熔點時則焊錫熔融，邊補充新的焊錫邊進行焊接。
在此，由于烙鐵頭頂端部件20的頂端部覆蓋著焊錫層8，焊接時熔融的焊錫層8成為熱導體向焊接部供熱，可以進行優質焊接。烙鐵頭頂端部件20，為了在其上形成焊錫層8，要求具備對焊錫易浸潤的性質，即所謂焊錫浸潤性高，該焊錫浸潤性是獲得優質焊接的重要性質。其理由在于烙鐵頭頂端部件20處若無焊錫浸潤性，則向焊接部供熱的通路僅為與烙鐵頭頂端部件20的接觸點，導熱性就極端惡化，導致無法獲得優質的焊接。
此外，隨著焊接的多次進行，烙鐵頭頂端部件20的表面會被焊錫所侵蝕，即發生所謂的焊錫侵蝕現象。該侵蝕量以少為宜，但是溫度越高侵蝕量就越大，因此高熔點的無鉛焊錫，與Sn-Pb系焊錫相比是更為不利的條件。另外，即使在相同溫度下，由于無鉛焊錫通常含錫率高于Sn-Pb系焊錫等原因，侵蝕量會增大。烙鐵頭頂端部件20與以往的鍍鐵相比，因有足夠的厚度，大大改善了耐侵蝕性及壽命。但過厚就使導熱性大大降低，由此以200～800μm為宜。
焊接時，烙鐵頭的溫度管理很重要，采用Sn-Pb共晶焊錫時調整為約340℃，采用無鉛焊錫時約在380℃(Sn-0.7％Cu焊錫時)使用。溫度調得過高的或多次進行焊接之后的烙鐵頭，表面變黑失去焊錫浸潤性，壽命到期。像這樣的情況或根據用途想改變烙鐵頭的形狀或材質時，通過松開蓋形螺母4分解為圖2的狀態，則可以簡單更換烙鐵頭部件2。
接著，對烙鐵頭部件2的成分進行說明。圖5是表示制造構成烙鐵頭頂端部件20的金屬粒子燒結體時使用的粒子質量配比(％)的成分表。表的縱軸表示根據粒子的組合方式賦予的類型。在此列舉了16種類型，亦可在權利要求的范圍內選擇其他適當的組合。橫軸表示使用的粒子種類，從結果來說，表示金屬粒子燒結體的成分。粒子的種類，大體分為燒結基材與燒結輔材，燒結輔材進一步分為第1輔材與第2輔材。燒結基材的粒子選自鐵(Fe)、鎳(Ni)及鈷(Co)中的至少一種以上。類型13至15，僅由燒結基材構成。類型1至12，對燒結基材，作為第1燒結輔材，還添加有選自銅(Cu)、銀(Ag)、錫(Sn)、硼(B)及碳(C)中的一種以上。類型16，在類型1～15的各成分中，作為第2燒結輔材，再添加有選自釩(V)、鈮(Nb)、鉭(Ta)、鉻(Cr)、鉬(Mo)及鎢(W)中的至少一種以上。
類型1～15各欄的上部表示各粒子相對使用的全部粒子的質量％，下部括號內表示適合的范圍(部分省略)。例如類型3，配為Fe-5.5％Cu-1.3％Ag。各成分的適合范圍為Cu1～10％、Ag0.5～2％，其余為鐵。其他類型的記法也以此為準。這些粒子，其使用量可定于各粒子的適合范圍內，但使用燒結輔材時還應調整為，燒結基材的總量在55～99.99％的范圍內，第1燒結輔材的總量在0.01～40％的范圍內，和/或第2燒結輔材的總量在0.01～5％的范圍內。例如類型4的燒結輔材，各可定在Cu10～38％、Ag2～20％的范圍內，但其總量調整為不超過40％。
燒結基材的Fe粒子，因Fe具有良好的耐侵蝕性而成為主要成分。因此類型1～16中全類型都使用了Fe粒子，尤其是類型13只使用了Fe粒子。但是，通過以往的鍍鐵法既知，Fe中的雜質對焊接性有不利影響，故Fe粒子以高純度為宜。例如，以采用純度在99.5％以上的鐵粉(通過眾所周知的電解法或羰基法來可以獲得)為宜。通過提高Fe粒子的純度，可以防止導熱、導電性的下降，在防止焊接性惡化的同時，亦可提高金屬粒子燒結體的密度。當Fe粒子中含有大量的碳(C)、氧(O)、氮(N)或氫(H)等雜質時，則金屬粒子燒結體的相對密度成為90％以下，與此相對，使用高純度鐵粉則可提高至96％以上。
燒結基材另外可適當選用Ni粒子、Co粒子。Ni、Co是屬于周期表VIII族的鐵族元素。因此Ni粒子、Co粒子具有與Fe粒子類似的特性，除用作Fe的替代基材，根據組合內容還呈現出優于使用Fe粒子單質的特性。類型6、7、9、11、12、14及15使用了Ni粒子，類型8、9及14使用了Co粒子，其中類型9及14使用了該兩者。
作為燒結基材使用了Fe粒子與Ni粒子的Fe-Ni燒結合金，與僅由Fe的燒結品相比改善了焊接性(參照后述的浸潤擴展試驗)。此時Ni粒子的添加量以50％以下為宜。若超過50％則耐侵蝕性下降，焊錫的侵蝕加速。
作為燒結基材使用了Fe粒子與Co粒子的Fe-Co燒結合金，除促進燒結性外，還具有抑制焊錫侵蝕的作用。此時Co粒子的添加量以20％以下為宜。若超過20％則降低焊接性，并增加成本。
作為燒結輔材使用1～10％的Cu粒子(類型1、3、4、5、7、8、9)，除提高焊接性(參照后述的浸潤擴展試驗)外，通過進行液相燒結還可以獲得高密度的Fe-Cu燒結合金，因此非常有效。液相燒結(Cu的情況)是如后所述將燒結溫度設在Cu的熔點1083℃以上，在燒結過程中使Cu液相化的方法。銅的添加量以1～10％為適量，若不足1％則效果甚微，若超過10％則液相燒結時，由于Cu粒子局部熔融導致成形物易變形。
亦可使用添加了10％以上的Cu粒子的Fe-Cu燒結合金(類型4)。但此時基于上述理由，燒結溫度設在Cu的熔點以下。如此，雖降低了些耐侵蝕性，卻提高了導熱性或焊接性，故適用于比起耐侵蝕性更重視焊接性的場合。此外，該Cu粒子多的Fe-Cu燒結合金，與熔解法制成的Fe-Cu合金相比，具有導熱性降低較小的特征。例如，熔解法制成的Fe-50％Cu合金導電度在20％IACS以下，與此相對，該Fe-Cu燒結合金呈示50％IACS的高導電度。該關系，在導熱率中也成比例關系。Cu粒子的添加量以40％以下為宜。若超過40％則耐侵蝕性下降，焊錫的侵蝕加速。
當作為第1燒結輔材采用Ag粒子(類型2～5、7～9)時，則由于Ag的熔點為低于Cu熔點的960℃，與僅采用Cu粒子時相比，可以在更低的溫度下進行液相燒結而得到高密度的Fe-Ag燒結合金。此外，在上述Cu粒子多的Fe-Cu燒結合金(類型4)中，采用Ag-28％Cu(共晶溫度780℃)的低熔點粒子亦可。Ag粒子或Ag-Cu粒子的添加量以0.5～20％為宜，若超過20％則將成本大大上升。
當作為第1燒結輔材采用Sn粒子(類型5)時，則除改善焊接性外，還由于Sn的熔點低至230℃，可在更低的溫度下進行液相燒結。Sn粒子的添加，如類型5一樣與Cu粒子、Ag粒子同時添加也較為有效。Sn粒子的添加量以5％以下為宜，若超出則因FeSn2等化合物的生成會使金屬粒子燒結體脆弱化。
當作為第1燒結輔材采用B粒子(類型6)時，則由于B對Fe元素呈現間隙擴散的形態，促進固體之間的相互擴散，故可在1100℃以下的較低溫度下進行燒結。添加少量的B粒子呈示幾乎不會惡化焊接性的特征，其添加量以0.01～1％為宜。若少于該量則效果甚微，若超過該量則易降低焊接性。B粒子除可單獨添加，亦可添加Fe-B粒子、Ni-B粒子或Cu-B粒子等含有B的合金粒子。
當作為第1燒結輔材采用0.5(至0.8)％左右的C粒子(類型10～12)時，則可顯著提高烙鐵頭部件2的耐侵蝕性，大幅度延長壽命。
當作為第2燒結輔材采用釩粒子、鈮粒子、鉭粒子、鉻粒子、鉬粒子及鎢粒子中至少一種以上時，則由于高熔點的粒子分散在燒結體基體中，可推測呈示顯著的耐侵蝕性，可大幅延長烙鐵頭的壽命。此外，為確保焊錫浸潤性而不能過多使用碳時，采用第2燒結輔材作為進一步提高耐侵蝕性的方法可獲得較好的效果。
以上用作燒結基材、燒結輔材的金屬粒子，其粒徑以200μm以下為宜，優選為50μm以下，更優選為10μm以下，更加優選為超微粒子(所謂納米粒子)。通過使用這些小粒徑的金屬粒子，可以增加金屬粒子燒結體的密度，可以提高焊接性或耐侵蝕性。
接著，對烙鐵頭部件2的制造方法進行說明。圖6是制造烙鐵頭部件2的工序圖。在工序P1中，用攪拌機混練燒結基材、燒結輔材及粘合劑(添加劑)。接著在工序P2中通過加壓成形法或MIM法(金屬粉末注射成形法)等加壓成形，形成壓粉體(賦予形狀)。其形狀為，與烙鐵頭頂端部件20大致相同的形狀。其后，將壓粉體從模具中取出，于工序P3在特定溫度(800～1300℃)的非氧化氣氛中進行燒成燒結，以形成金屬粒子燒結體。在隨后的工序P4中進行與烙鐵頭芯件10的管徑配合調整的機械加工，完成烙鐵頭頂端部件20。接著在工序P5中將烙鐵頭頂端部件20通過釬焊接合在烙鐵頭芯件10的頂端部。釬焊使用BAg-7或BAg-8的銀焊料，在650～850℃下進行。接合除釬焊外，亦可采用壓焊等方式。最后在工序P6中進行為調整尺寸精度的精加工，完成烙鐵頭部件2。
如此通過燒結制造烙鐵頭頂端部件20的粉末冶金法，對賦予形狀具有較大的自由度，可以制造成近似成品形狀的形狀，故可縮短或省略切削加工工序。另外，與熔解法不同，無須將溫度升至Fe的熔點，可減少能源消耗，減輕對環境的負擔。而且，由于不需要以往使用鍍鐵時的排液處理，可減少對環境的不良影響，可節能并可大量生產。
特別是，若以MIM法進行工序P2的成形，則可提高形狀的自由度，進行高精度成形。例如可以高精度地成形厚度為200～800μm的烙鐵頭頂端部件20，獲得與成品相同形狀的金屬粒子燒結體。換言說，由于可以省略附加的機械加工，因此可以提高生產性，可以降低成本。
又，通過MIM法，使用小直徑粒子可以獲得高密度的金屬粒子燒結體。例如，使用10μm以下的粒子(以電解鐵粉或羰基鐵粉為宜)可實現96％～99％的密度。
圖7是通過MIM法成形的合適的烙鐵頭部件2e的分解立體圖。烙鐵頭芯件10e的前端呈刀刃狀地被成形，烙鐵頭部件20e成為覆置于其上的蓋形(厚度200～800μm)。即使是具有如此尖銳的角或深凹部分的薄壁形狀，亦可通過MIM法以成品形狀成形。換言說，由于可以省略附加的機械加工，因此可以提高生產性，可以降低成本。
此外，圖6的工序P1，是混練燒結基材、燒結輔材及粘合劑而進行的，但是，亦可采用廣為人知的RIP(Rubber Isostatic Pressing)法等以不使用粘合劑。RIP法是在橡膠模的模腔內填充粉末，用上、下沖頭將粉末與橡膠模一同壓縮成形的粉末成形法。粉末壓縮時，不僅從壓力軸方向受壓，還從橡膠模的變形側面方向也會受到壓縮。由于成形時不需要粘合劑或模具潤滑劑，因此可以切實防止使用粘合劑帶來的弊端(殘留的粘合劑導致焊接性的下降等)。此外還可增大形狀及尺寸的自由度，以高尺寸精度成形。
采用粉末冶金法的制造方法除此之外還有各種方法。圖8是，通過同時進行燒結與烙鐵頭芯件的接合，制造如圖9所示的烙鐵頭部件2a的工序圖。在工序P11中，用攪拌機混練燒結基材、燒結輔材及粘合劑。接著在工序P12中通過加壓成形法或MIM法等加壓成形，形成壓粉體(賦予形狀)。其形狀為，與圖9(a)的金屬粒子燒結體21a大致相同的圓柱形。其后，將壓粉體從模具中取出，而密合在烙鐵頭芯件10a的頂端部上，于工序P13在特定溫度(800以上且在由銅或銅合金構成的烙鐵頭芯件的熔點以下)的非氧化氣氛中進行燒成燒結，以獲得金屬粒子燒結體21a的同時、與烙鐵頭芯件10a接合(圖9(a)的狀態)。最后在工序P14中進行為調整尺寸精度的精加工，完成烙鐵頭部件2(圖9(B)的狀態)。
如此，由于不需要以釬焊等方式接合烙鐵頭頂端部件20a與烙鐵頭芯件10a的工序，因此可以提高生產性。
圖6的工序P2或圖8的工序P12所示的成形，雖然可采用不加壓的常壓成形法，但采用加壓成形法的話，可以使壓粉體的密度更高，可以提高其燒結而成的金屬粒子燒結體的密度。若使用液相燒結法，則可獲得密度更高的金屬粒子燒結體。液相燒結法是作為燒結輔材采用熔點相對較低的粒子(Cu粒子、Ag粒子、Ag-28％Cu的共晶粒子(共晶溫度780℃)、Sn粒子等)，而在它們熔點以上的溫度下進行燒結的方法。
圖10是表示液相燒結機制的截面模式圖。圖10(a)表示在圖6的工序P2或圖8的工序P12中的加壓前的狀態。如該圖所示，在加壓前，由于燒結輔材的粒子32分散混合在燒結基材的粒子31中，因此產生了相對較大的空隙33。圖10(B)表示在工序P2或工序P12加壓成形之后的狀態。如該圖所示，加壓成形后燒結基材的粒子31及燒結輔材的粒子32被塑性變形為扁平狀，粒子雖密合在一起，但留著微小間隙33。圖10(C)表示在圖6的工序P3或圖8的工序P13中進行液相燒結之后的狀態。如該圖所示，燒結基材的粒子31通過再結晶化進行成長，空隙被燒結輔材的粒子32填充，以增加致密性。這是由于，除基材粒子31間的固體擴散外，燒結輔材的粒子32在燒結溫度下被熔融，于燒結基材的粒子31出現浸潤現象，同時因界面張力的作用空隙33被其液體填充。
液相燒結法除可獲得高密度的金屬粒子燒結體外，與不使用該法時相比，可在相對較低的溫度下進行燒結，有助于節能。
此外，亦可將燒成后的金屬粒子燒結體進一步在300～500℃的溫度下通過預成形鍛造法或粉末鍛造法賦予形狀而制得烙鐵頭頂端部件。由于這些都是一般既知的方法，故省略詳細說明，若采用這些方法，則可使粒子間的微小氣孔收縮，實現高密度化。
作為其他的燒結法，還可采用通過包含冷等靜壓加壓(CIP)或熱等靜壓加壓(HIP)的工序進行成形和燒成的方法。這些也是一般既知的方法，故省略其詳細說明，當采用這些方法時，則將金屬粒子燒結體塑性加工為棒狀或線狀，再進一步將其機械加工為烙鐵頭頂端部件20。圖11(a)、(b)是如此獲得的烙鐵頭部件的頂端部截面圖。烙鐵頭部件2b、2c是將采用上述CIP或HIP得到的烙鐵頭頂端部件20b、20c通過釬焊接合在烙鐵頭芯件10b、10c的頂端制成的。
再說，作為其他的燒結法，還可采用二層燒結法。圖12是采用二層燒結法時的烙鐵頭部件2d的分解立體圖。烙鐵頭頂端部件20d由第1層22和第2層23構成。第1層22由上述燒結基材與燒結輔材混合而成，第2層23由Cu粒子或Cu-Cr粒子燒結而成。烙鐵頭頂端部件20d如此由兩層金屬粒子燒結體構成，可以直接賦予形狀，亦可在制成如圖9(a)所示的金屬粒子燒結體21a的燒結體后，機械加工為圖12所示的烙鐵頭頂端部件20d。然后，將其釬焊到由銅管構成的烙鐵頭芯件10d上，以致得到烙鐵頭部件2d。由于烙鐵頭芯件10d采用了銅管，因此無須進行內面加工，有助于節能。
接著，對該實施例烙鐵頭部件2的焊接性的評價結果進行說明。評價通過浸潤擴展試驗來進行。
圖13是表示浸潤擴展試驗的試驗方法的說明圖。試片90為15.8mm×21.4mm×厚度1.0mm的金屬粒子燒結體。作為比較，還準備了同樣尺寸的鍍Fe件(在銅板上以1.5mm為目標進行鍍Fe，而將該鍍層切削到1.0mm)。稀釋助焊劑92是用異丙醇稀釋了10倍的助焊劑(使用了HAKKO 001(商品名))。用于熔融的焊錫線94為φ1mm×40mm的Sn-3.0Ag-0.5Cu，并事先卷繞在φ40mm的圓棒上加以彎曲。
試驗按以下方法實施。在試片90上，滴下20μl稀釋助焊劑92，將焊錫線94置于其上。在該狀態下加熱至300～410℃，熔融焊錫30秒。之后冷卻，測定焊錫線94的擴展面積。擴展面積越大，表示焊錫浸潤性越高，即焊接性更良好。
下表是7種試片90(試樣101～107)的成分表。
(「*Fe」表示高純度的Fe。)[質量％]試樣101是為了進行比較根據上述方法準備的Fe鍍層的板。試樣102～107是將表中所示的各成分粒子以MIM法成形燒成的。試驗料102～107按該順序分別對應圖5所示的類型10、12、11、13、15及1。試樣102～104以在MIM法中通常使用的碳素鋼鐵粉為材料。另一方面，試樣105～107以高純度的羰基鐵粉(表示為「*Fe」)為材料。關于試驗次數n，各試樣都以n＝3進行。
圖14是表示浸潤擴展試驗的試驗結果的圖。橫軸表示溫度(℃)，縱軸表示熔融焊錫的擴展面積(mm2)。如該圖所示，相對于試樣101(鍍Fe)的擴展面積(在360℃之下為66.9mm2)，試樣107(*Fe-5Cu)的擴展面積最大，其次擴展面積較大的依次為試樣106(*Fe-10Ni)、試樣104(Fe-42Ni-0.5C)。試樣103(Fe-8Ni-0.5C)、試樣105(*Fe)大致與試樣101相等，試樣102(Fe-0.5C)的結果差一點。
從以上的結果可確認，采用高純度的鐵粉、并添加了Ni或Cu的試樣，焊接性相對鍍Fe試樣有了顯著改善。此外還可確認，隨著Ni添加量的增大焊接性的改善就越多，Cu通過比Ni少量的添加呈示顯著效果等。
接著，對該實施例烙鐵頭部件2的耐侵蝕性的評價結果進行說明。評價通過侵蝕試驗進行。侵蝕試驗，對上述浸潤擴展試驗中效果顯著的試樣104、試樣106、試樣107進行。將這些試樣以MIM法成形燒成為圖3所示的烙鐵頭頂端部件20的形狀，并將其釬焊到烙鐵頭芯件10上制作出圖3所示的烙鐵頭部件2。此外為進行比較，還制作了施予了鍍Fe的烙鐵頭部件2(試樣101)。
圖15是侵蝕試驗的試驗裝置的概要圖。裝置由安裝了以如上方式制作的各烙鐵頭部件2的電烙鐵1、與向其供給焊錫的焊錫輸送裝置96構成。焊錫線98(使用了與浸潤擴展試驗相同的φ1mm的Sn-3.0Ag-0.5Cu)構成為，能夠從焊錫輸送裝置96的前端向箭頭方向自動地被送出。電烙鐵1對焊錫線98送出方向垂直的平面傾斜30°而被固定。烙鐵頭部件2的頂端角為18°。
將烙鐵頭部件2的溫度設定為400℃，并每3秒為一次從焊錫輸送裝置96(設定溫度30℃)將焊錫線每次送出5mm。當每次送出焊錫線98時，則其前端就與烙鐵頭部件2相接，而熔融。與之相應，烙鐵頭部件2就受到些許侵蝕。在送出8000次之后，測定烙鐵頭部件2的侵蝕量。關于試驗次數n，各試樣都以n＝2來進行。
圖16是表示侵蝕試驗的結果的圖。縱軸表示烙鐵頭部件2的侵蝕量(μm)。試樣106(*Fe-10Ni)大致與試樣101(鍍鐵)相同，侵蝕量較少。試樣104(Fe-4Ni-0.5C)與試樣107(*Fe-5Cu)的侵蝕量較之多些。
根據以上的浸潤擴展試驗與侵蝕試驗可以確認，試樣106(*Fe-10Ni)在維持以往的耐侵蝕性的同時，比以往顯著改善了焊接性。因此，具備試樣106的烙鐵頭部件2，可以不降低耐侵蝕性便可以提高焊接性。
此外可確認，通過調動各成分比率可以調節焊接性以及耐侵蝕性。雖然沒包括在上述試驗之中，但是通過成分調節可以不降低焊接性而提高耐侵蝕性。
還有，對上述試樣101、試樣104、試樣106及試樣107進行了維氏硬度試驗。烙鐵頭部件2的硬度過大則受到較小沖擊就易折斷，過小則易彎曲。維氏硬度是僅次于焊接性與壽命的重要特性。硬度的測定條件是加重5N保持8秒。關于試驗次數n，各試樣都以n＝3進行。
下表是表示維氏硬度試驗結果的表。
試樣106相對試樣101稍硬，試樣104和試樣107的硬度為試樣101硬度的約八成。從以上的結果可以確認，維氏硬度與耐侵蝕性有較大關聯，硬度越大耐侵蝕性越高。此外還可確認，試樣106(*Fe-10Ni)從維氏硬度來看也適于作為烙鐵頭頂端部件20。
接著，根據圖17及圖18對本發明的第2實施例進行說明。圖17是電熱吸錫烙鐵60的局部截面圖。圖中，在主體盒61的上部具有裝卸自如地嵌在前架65與后架66之間的焊錫槽64。焊錫槽64是可從外部觀察的由耐熱玻璃等透明體構成的筒狀物，存儲吸入的熔融焊錫。在焊錫槽64的后端，設有由玻璃纖維構成的過濾器68，通過該過濾器68與后架66連通。后架66連接著真空管63，通過圖外的真空泵可以減低焊錫槽64內的壓力。
在前架65中插裝有與焊錫槽64連通的輸送管79的后端。輸送管79是不銹鋼制的。電熱吸錫烙鐵60的前端棒狀部分由在內孔貫穿有輸送管79的銅制加熱芯70；設于其內部的陶瓷加熱器71；覆蓋加熱芯70外表面的保護管72；以及直接接觸于焊錫、熔融該焊錫并吸取該焊錫的吸嘴51(相當于焊錫處理用烙鐵頭)；而構成。在加熱芯70的頂端部形成有外螺紋75的同時，吸嘴51的后端形成有與其螺合的內螺紋58，使吸嘴51可裝卸、更換。吸嘴51的頂端部設有貫通孔55(參照圖18)，并與輸送管79連通。陶瓷加熱器71，通過導線62與圖外的電源電纜相連。
當開啟設置在主體盒61上的圖外的真空吸收開關時，則可通過圖外的真空泵減低焊錫槽64及輸送管79內的壓力。此外，當接通陶瓷加熱器71的電源時，則加熱吸嘴51的前端。用該加熱后的頂端部接觸焊錫來熔融焊錫。然后，將熔融的焊錫從吸口54(參照圖18)通過吸嘴51吸入輸送管79內。吸取的熔融焊錫被送至焊錫槽64內并儲存起來。焊錫槽64為可裝卸的，根據儲存量的增加，可適當更換。
圖18是圖17吸嘴51附近的放大截面圖。吸嘴51由由銅或銅合金構成的烙鐵頭芯件52；以及設置在頂端部由金屬粒子燒結體構成的烙鐵頭頂端部件53；而構成。烙鐵頭頂端部件53，在內部形成有貫通孔55，前端形成為向外部開口而吸取熔融焊錫的吸口54，后端連接于輸送管79。以往的電熱吸錫烙鐵的吸嘴，前端外表面鍍有鐵的同時，內部嵌插形成有貫通孔的鐵管。但如果采用本發明的該實施例，則只需在吸嘴51的頂端部設置烙鐵頭頂端部件53，無須鍍鐵，在提高生產能力的同時還可以減少環境污染物的排放。
而且該吸嘴51，與第1實施例的烙鐵頭部件2一樣，在確保焊錫浸潤性的同時，與以往的鍍鐵制品相比可提高對無鉛焊錫的耐侵蝕性，并可延長壽命。
烙鐵頭頂端部件53的燒結成分及吸嘴51的制作方法等，以第1實施例的烙鐵頭部件2為準。
以上，對第1實施例表示的烙鐵頭部件2與使用它的電烙鐵1、或者對第2實施例表示的吸嘴51與使用它的電熱吸錫烙鐵60以及它們的制造方法進行了說明，但本發明并不局限于以上述實施例，可在權利要求的范圍內適當變形。
例如，烙鐵頭頂端部件20及烙鐵頭芯件53的成分，并不局限于圖5或試樣102～107中表示的成分，根據使用的焊錫種類及用途(重視耐侵蝕性或重視焊接性等)可以適當選擇、調整。
電烙鐵1具備的陶瓷加熱器5及電熱吸錫烙鐵60具備的陶瓷加熱器71，在各實施例中雖固定在主體一側，亦可將其內置于烙鐵頭部件2或吸嘴51中，與它們一同更換。由此可根據烙鐵頭部件2或吸嘴51的形狀或熱容量來選用最佳特性(加熱器容量等)的加熱器。
用作燒結基材或燒結輔材的各粒子，并不限于混合各自獨立的粒子。可將其中的部分或全部合金化，使用其合金粒子。當合金化時則可采用熔解法或機械合金化法(MA)。
產業上的利用可能性如以上說明所表明，本發明的焊錫處理用烙鐵頭，其特征在于，在由銅或銅合金構成的烙鐵頭芯件的頂端部設有通過粉末冶金法制得的金屬粒子燒結體構成的烙鐵頭頂端部件，上述金屬粒子燒結體以鐵、鎳、鈷中的至少一種以上的元素為主要成分，因此，在使用無鉛焊錫時，防止焊錫處理用烙鐵頭因焊錫引起的侵蝕、和提高焊接性或焊錫去除性的同時，可以根據焊錫的種類簡單獲得最佳烙鐵頭頂端部的材質，還可以減少環境污染物的排放。
權利要求
1.一種焊錫處理用烙鐵頭，是用于電烙鐵或電熱吸錫烙鐵的烙鐵頭，其特征在于，在由銅或銅合金構成的烙鐵頭芯件的頂端部設有通過粉末冶金法制得的由金屬粒子燒結體構成的烙鐵頭頂端部件，所述金屬粒子燒結體以鐵、鎳、鈷中的至少一種以上的元素為主要成分。
2.根據權利要求1所述的焊錫處理用烙鐵頭，其特征在于，所述金屬粒子燒結體由燒結基材、或由燒結基材和燒結輔材構成，并且所述燒結基材采用從鐵粒子、鎳粒子及鈷粒子中的至少一種以上。
3.根據權利要求2所述的焊錫處理用烙鐵頭，其特征在于，用于所述燒結基材使用的鐵粒子為純度在99.5％以上的鐵粉。
4.根據權利要求2或3所述的焊錫處理用烙鐵頭，其特征在于，用于所述燒結基材使用的鐵粒子為電解鐵粉或羰基鐵粉。
5.根據權利要求2至4中任意一項所述的焊錫處理用烙鐵頭，其特征在于，所述金屬粒子燒結體是所述燒結基材的含量為55％至99.99％的燒結體。
6.根據權利要求2至5中任意一項所述的焊錫處理用烙鐵頭，其特征在于，所述金屬粒子燒結體由燒結基材和燒結輔材構成，所述燒結輔材至少包括第1燒結輔材，該第1燒結輔材采用從銅粒子、銀粒子、錫粒子、硼粒子及碳粒子中的至少1種以上。
7.根據權利要求6所述的焊錫處理用烙鐵頭，其特征在于，所述金屬粒子燒結體是所述第1燒結輔材的含量為0.01％至40％的燒結體。
8.根據權利要求6或7所述的焊錫處理用烙鐵頭，其特征在于，所述燒結輔材還包括第2燒結輔材，該第2輔材采用從釩粒子、鈮粒子、鉭粒子、鉻粒子、鉬粒子及鎢粒子中的至少1種以上。
9.根據權利要求8所述的焊錫處理用烙鐵頭，其特征在于，所述金屬粒子燒結體是所述第2燒結輔材的含量為0.01％至5％的燒結體。
10.根據權利要求1至9中任意一項所述的焊錫處理用烙鐵頭，其特征在于，所述金屬粒子燒結體呈蓋形，蓋置于所述烙鐵頭芯件頂端部，并其厚度為200至800μm。
11.根據權利要求1至10中任意一項所述的焊錫處理用烙鐵頭，其特征在于，所述金屬粒子燒結體的密度在95％以上。
12.根據權利要求1至11中任意一項所述的焊錫處理用烙鐵頭，其特征在于具有發熱體，通過所述烙鐵頭芯件對所述烙鐵頭頂端部件進行電氣加熱；并且可更換地被安裝在電烙鐵或電熱吸錫烙鐵上。
13.一種電烙鐵，其特征在于，具有如權利要求1至12中任意一項所述的焊錫處理用烙鐵頭，作為可更換的烙鐵頭部件。
14.一種電熱吸錫烙鐵，其特征在于，具有如權利要求1至12中任意一項所述的焊錫處理用烙鐵頭，作為可更換的吸嘴。
15.一種如權利要求2至12中任意一項所述的焊錫處理用烙鐵頭的制造方法，其特征在于將如權利要求2至9中任意一項所述的燒結基材或將該燒結基材和燒結輔材用粘合劑進行混練；通過加壓成形法形成壓粉體，呈與烙鐵頭頂端部件大致相同的形狀或包含烙鐵頭頂端部件形狀的形狀；通過將該壓粉體在800～1300℃的非氧化氣氛中進行燒成，形成由金屬粒子燒結體構成的烙鐵頭頂端部件；將該烙鐵頭頂端部件接合在由銅或銅合金構成的烙鐵頭芯件的頂端部。
16.根據權利要求15所述的焊錫處理用烙鐵頭的制造方法，其特征在于，將燒成后的金屬粒子燒結體進一步在300～500℃的溫度下通過預成形鍛造法或粉末鍛造法成形，從而制得烙鐵頭頂端部件。
17.一種如權利要求2至12中任意一項所述的焊錫處理用烙鐵頭的制造方法，其特征在于將如權利要求2至9中任意一項所述的燒結基材或將該燒結基材和燒結輔材用粘合劑進行混練；通過加壓成形法形成壓粉體，呈與烙鐵頭頂端部件大致相同的形狀或包含烙鐵頭頂端部件形狀的形狀；將該壓粉體密合在由銅或銅合金構成的烙鐵頭芯件的頂端部上；在維持該密合狀態之下，在800℃以上并且在所述烙鐵頭芯件的熔點以下的非氧化氣氛中進行燒成，從而形成由金屬粒子燒結體構成的烙鐵頭頂端部件的同時、將該烙鐵頭頂端部件接合在所述烙鐵頭芯件的頂端部。
18.根據權利要求15至17中任意一項所述的焊錫處理用烙鐵頭的制造方法，其特征在于，采用注射成形法以替代所述加壓成形法。
19.根據權利要求15至17中任意一項所述的焊錫處理用烙鐵頭的制造方法，其特征在于，采用不用粘合劑進行混練而僅用金屬粒子進行粉末壓縮成形的方法，以替代前述加壓成形法。
20.根據權利要求15至19中任意一項所述的焊錫處理用烙鐵頭的制造方法，其特征在于，采用燒成溫度為所述燒結輔材熔點以上的液相燒結法。
21.一種如權利要求2至12中任意一項所述的焊錫處理用烙鐵頭的制造方法，其特征在于將如權利要求2至9中任意一項所述的燒結基材或將該燒結基材和燒結輔材，通過包含冷等靜壓加壓或熱等靜壓加壓的工序進行成形與燒成，以形成所述金屬粒子燒結體；將該金屬粒子燒結體塑性加工為棒狀或線狀；進一步將其機械加工為烙鐵頭頂端部件；將該烙鐵頭頂端部件接合在由銅或銅合金構成的烙鐵頭芯件的頂端部。
22.根據權利要求15至21中任意一項所述的焊錫處理用烙鐵頭的制造方法，其特征在于，對于作為所述燒結基材和所述燒結輔材的粒子中的至少兩種以上的粒子，采用通過熔解法或機械合金化法進行合金化的合金粒子。
23.根據權利要求15至22中任意一項所述的焊錫處理用烙鐵頭的制造方法，其特征在于，作為所述燒結基材、所述燒結輔材或所述合金粒子，采用其粒徑在200μm以下的粒子。
24.根據權利要求23所述的焊錫處理用烙鐵頭的制造方法，其特征在于，作為所述燒結基材、所述燒結輔材或所述合金粒子，采用其粒徑在50μm以下的粒子。
25.根據權利要求24所述的焊錫處理用烙鐵頭的制造方法，其特征在于，作為所述燒結基材、所述燒結輔材或所述合金粒子，采用其粒徑在10μm以下的粒子。
26.根據權利要求25所述的焊錫處理用烙鐵頭的制造方法，其特征在于，作為所述燒結基材、所述燒結輔材或所述合金粒子，采用超微粒子。
全文摘要
一種焊錫處理用烙鐵頭(2)，用于電烙鐵或電熱吸錫烙鐵，在由銅或銅合金構成的烙鐵頭芯件(10)的頂端部設有通過粉末冶金法制得的金屬粒子燒結體構成的烙鐵頭頂端部件20。金屬粒子燒結體采用適當組合鐵、鎳及鈷各粒子的燒結基材，并根據需要采用適當組合銅、銀、錫、硼及碳各粒子的第1燒結輔材或適當組合釩、鈮、鉭、鉻及鉬各粒子的第2燒結輔材。
文檔編號B22F7/06GK1717293SQ20038010404
公開日2006年1月4日 申請日期2003年11月25日 優先權日2002年11月26日
發明者長瀨隆, 上谷孝司, 寺岡巧知 申請人:白光株式會社