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高周波ハンダゴテとは?

1. コストの削減
この優れた温度特性は、従来のハンダゴテに比べ2割から3割の作業効率アップを可能とします。また、コテ先端部への集中加熱方式を採用している為、少ない消費電力で高い熱量を出力する事が出来、電気代の節約にも貢献します。

2. 自動熱量制御機能
作業途中に熱量の必要なアースパターンや電源部をハンダ付けする際、今までは設定温度を高くするか熱量の高いハンダゴテと交換して対応していましたが、高周波ハンダゴテはコテ先に掛かる負荷に応じて必要な熱量を供給するので微細パターンからアースパターンまで1本のコテ先で作業が可能です。また、ヒーター温度の安定性は静止空気中±1.1℃と高い為、常に一定の温度で作業出来ます。

3.使い勝手の良さ
軽量さと握りやすさを追求したコテグリップ設計により、ハンダ付け作業の快適さの向上を実現しています。ハンダ付けポイントからグリップ部までの距離を大幅に近付けたにもかかわらず、先端集中加熱方式はグリップ部分まで熱する事が無く、長時間の作業も苦になりません。コテ先の交換も付属の耐熱パットを使用する事により、熱が冷めるのを待つ事なく交換出来きます。

チップカートリッジの発熱原理
1)
チップカートリッジを構成している部品は右記図です。発熱する部分はヒーターエレメントです。本体で発生した高周波は特殊線を通って誘導コイル部に導かれます。コネクター部はチップカートリッジとコテホルダーの結合部で差し込む事により結合されます。

2)
ヒーターエレメントは、銅製のコア部に鉄とニッケルの合金を特定の厚さでメッキしてあります。この部分の外側に高周波を特殊線のコイルで導きます。

3)
誘導コイルに高周波が導かれると、ヒーターエレメントに高周波の流れに対し90度方向に渦電流が発生します。同時にヒーターエレメントが磁性化します。

4)
磁性化した金属では、電流は表面を流れやすい為(表皮効果)、発生した渦電流はヒーターエレメントの表面部分を流れます。表面の鉄とニッケルの合金は抵抗が大きいため発熱します。

5)
発熱が進行し、ある一定の温度に到達すると磁性化していたヒーターエレメントは磁力を喪失します。(キュリー点)

6)
磁力が喪失すると表皮効果が消失し、渦電流は抵抗の少ない銅コア部を流れ加熱がストップします。キュリー点の温度を決めているのがヒーターエレメント表面の鉄とニッケルの合金比率となります。逆に言えばこの比率が変化しない限り発熱温度も変化しません。

キュリー温度(―おんど、英: Curie temperature)とは物理学や物質科学において、強磁性体が常磁性体に変化する転移温度、もしくは強誘電体が常誘電体に変化する転移温度である。キュリー点(―てん、Curie point)とも呼ばれる。ピエール・キュリーより名づけられた。(Wikipediaより抜粋)
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自動熱量制御機能について

「高周波ハンダゴテとは?」で御紹介致しました、自動熱量制御機能(スマートヒート方式)ですがもう少し掘り下げてお話しすると、ハンダ付けはハンダを用いて金属材を接合する作業をする事を指しますが、自動熱量制御はその接合部分を理想的な厚さにする事が出来る可能性が有ります。

1)
接合部の良い半田付け状態とは?ソルダリングにおいて反応層(金属間化合物層)がソルダと母材間の2種以上の金属から形成される事が重要である。

金属間化合物層の厚さが・・・







Okinternational

2)
最適な金属間化合物の厚さを形成する為には?

接合部の温度プロファイルから見ると、次の2つの内容が重要です。

1) フラックスの活動 グリーン帯のおおよその温度(180‐200℃)でフラックスの活性化

2) 金属間化合物の構成 ブルー帯のおおよその温度(230‐280℃)で金属間化合物層が形成される。

OK
OK
3)
接合温度と接合強度の関係と金属間化合物層の再成長
ok
4)
セラミック式ヒーターとスマートヒート式を同じ基板にて比較

ピンク セラミックヒーター式ハンダゴテ使用時、コテ設定温度370℃でランド゙の温度が約300℃まで上昇しハンダ付けが終了
高周波ハンダゴテ使用時、コテ設定温度370℃でランド゙の温度が約242℃まで上昇しハンダ付けが終了

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※温度は接合部のパターンに熱電対を接触させて測定した数値。
​スマートヒート式はセラミック式ヒーターと比べ、低い温度・短い時間で作業が終了


以上の事から、接合部の放熱量を感知し、それぞれの接合部に必要な熱量を供給する為、ハンダ接合部の温度を過剰に上げ過ぎないよう作用し、それを持続させる働きがあります。