2008年04月
2008年04月24日
はんだ付け講座（2008.04.23）
こんにちは、はんだ付け職人です先週、フィレットについてお話しましたが、今週はハンダ量についてのお話です。
多少、重複する箇所もありますが、これも誤解される方が多いポイントです。
基本的にどんな部品でも、リードや端子の形状が見える形でハンダ付けします。
心情的にハンダ量を多くしたほうが強いように考えてしまいますが、冒頭で述
べたようにハンダ付けは３〜９ミクロンの合金層によって接合されていますか
ら、ハンダ量を多くしても強度は変わりません。
と書きますと
「いやいや・・ハンダが多いほうが断面積が大きいから絶対強いに決まってる。」
という声が聴こえそうですね。
ここでよろしければハンダ量が過多の不良と 適正なハンダ量を比較した
写真を見てください。
http://k.d.cbz.jp/t/7a06/70ord2x0adht0ctfuh
ご覧のように 見本の写真をご覧いただくと、適正なハンダ量というのは
思ったより少ないことに驚かれる方もおられると思います。
「なぜ、ハンダの適正量はこんなに少ないのか？」
は、前回のフィレットの考え方と同じです。
上の写真のように、リードや端子の形状がわからなくなるほどハンダを盛って
しまうと、合金層を形成するのに適した条件でハンダ付けされたかどうかを判
断することができません。
【第３者が見たときに、適正なハンダ付け条件下でのハンダ付けかどうかが
判断できない場合は、不良として判定する】
というふうに考えていただければ良いと思います。
もちろん、合金層を完全に形成しつつハンダ量を多くすることも可能なのですが
熱不足によるハンダ過多との見分けが容易にはつかないですから、
「危うきはＮＧとする」としたほうが安全ですね。
合金層が形成されていなければ、ハンダ量が多くても結果として接合面から
剥離したりしますから、強度としては劣るわけですね。
このように考えていくと、納得できるのではないでしょうか。
結局、目で見ることのできない合金層が形成されているかを判断するために
フィレットの形状を確認するわけですが、第一条件としてハンダ量が多すぎ
るとフィレットの確認ができません。
これが、ハンダ量が多いものをＮＧとする理由です。
ＰＳ：新作ＤＶＤの撮影始めました。新作はズバリ【リペア編】です。
鉛フリーハンダを使った表面実装部品のリペアなどを中心に
構成する予定です。(表面張力の使い方がポイントになるかな？）
ＤＶＤ講義編の中国語翻訳、英語翻訳化を始めました。
どちらもまだ克服すべき問題があったり、時間が掛かかったりしますが
夏ごろには紹介できるようにしたいです。よろしくお願い致します。
2008年04月16日
はんだ付け講座（2008.04.16）
こんにちは、はんだ付け職人です今日はハンダ付けの仕上がり状態についてのお話です。
良いハンダ付けは、ピカッと光っており、その形状は富士山のように
裾広がりになります。この裾広がりの形状のことをフィレットと呼んでおり
ハンダ付けの世界ではとてもよく使われる言葉です。
初心者の方は、ぜひ覚えておきましょう。
ここで、良いハンダ付けと悪いハンダ付けの例を観ていただきます。
http://k.d.cbz.jp/t/7a06/70nfv1x0advu02rxtq
ハンダ付けに対する誤解で最も多いのが、この右側の写真のようなハンダ付けを
「良いハンダ付けである」と判断されることです。
一見すると同じようにピカッと光っていて、まだ固まっていないのではないかと
思えるほど美しくもあります。こちらの形状は、水滴のように膨らんでいますね。
ハンダも多くて左のハンダ付けより強度がありそうです。
実は、この右側の写真は意図的に熱不足の状態を作ってハンダ付けしたものです。
このようにフィレットが形成されていないハンダ付けの場合、リード線とハンダ
あるいは銅パターンとハンダが馴染んでおらず、合金層が完全に形成されていな
いことが多いです。
このため、このようなハンダ付けがされた電気製品が、実際に電流を流して使用
するようになると、時間の経過とともに、導通不良を起こして発熱したり、発火
したりする原因となります。
もちろん、合金層を完全に形成しつつハンダ量を多くすることも可能です。
ここで誤解が生じます。
「私は、十分熱を加えてハンダを馴染ませた上でハンダ量を多くした。
だから良品である。」
これは間違いではありません。
あなたがハンダ付けしたハンダ量の多いハンダ付けは良品です。
しかし、第３者が見た時に上記の熱不足によるハンダ付けと、あなたがハンダ付
けしたハンダ量が多いハンダの見分けができるでしょうか？
見た目での判断ができないので、このようにフィレットが形成されていない形状
のハンダ付けはイモハンダと呼んで不良として扱っているわけですね。
逆に、正しいハンダ付けの条件（母材とハンダが約２５０℃）でハンダ付けした
場合は、自然とフィレットが形成されますので、このフィレットが形成されてい
ることが良いハンダ付けの条件となっているわけですね。
ＰＳ：新作ＤＶＤの撮影始めました。新作はズバリ【リペア編】です。
鉛フリーハンダを使った表面実装部品のリペアなどを中心に
構成する予定です。
もうひとつ、ＤＶＤ講義編の中国語翻訳化を始めました。
どちらもまだ克服すべき問題があったり、時間が掛かかったりしますが
夏ごろには紹介できるようにしたいです。よろしくお願い致します。
2008年04月11日
はんだ付け講座（2008.04.09）
こんにちは、はんだ付け職人です今週は、温度制御型のハンダコテについてのお話です。
温度制御型のハンダコテは、温度センサーやサーモスタットを使って
ヒーターの電源をＯＮーＯＦＦしています。
先週と同じく、風船モデルで考えると、蛇口の水を止めたり出したりして
風船の大きさをコントロールしていることになります。
温度飽和型ハンダコテが蛇口を目いっぱい開けっ放しで自然に任せて大きさを
決めているのに対して、温度制御型ハンダコテでは 蛇口から出る水の量に
余裕があり、風船から漏れる水の量が多少変化しても余力があることがわかります。
例えば、基板のグランドに繋がっている熱容量の大きなパターンにハンダ付けする
場合を考えてみます。
コテ先温度が一定温度に設定されたハンダコテでも、母材にコテ先を接触させると
一気にコテ先温度が下がります。ここで、どれだけ温度低下させずに熱量を
供給できるかが、温度制御型ハンダコテの性能の良し悪しになります。
現在、販売されているハンダコテの値段は、この性能の良し悪しによって
高い安いが決まっていと言ってもいいでしょう。
最高級のハンダコテは、鉛フリーハンダを使った大きな基板の極小部品の手直しなど
（細いコテ先で大きな熱容量が必要、でもコテ先温度は300℃まで・・といった条件）
の場合に威力を発揮します。
「このハンダコテの このコテ先でしかハンダ付けできない！」
といった場面はやはりあります。
特にＲＨｏｓ対応で鉛フリーハンダが使われるようになってから
細いコテ先で大きな熱容量を必要とされるハンダ付け作業は
多くなっています。
しかし、通常のハンダ付けには、そこまでの性能が必要とされることは
ほとんどありません。
通常のハンダ付け＝従来の鉛入り共晶ハンダを使ったハンダ付けはほとんどＯＫ
鉛フリーハンダでもハンダが溶けるようなら大丈夫
ハンダコテの役目は
「母材とハンダを約250℃のハンダ付けに最適な温度まで温める」
ことにあります。
あまり細かい性能にこだわると、ハンダ付けの本質を見誤ることがあります。
これまで何度も書いてきましたが、コテ先温度を保証しても
ハンダ付けの出来栄えを保証することはできません。
コテ先の形状、接触面先、コテ先を当てる時間、母材の熱容量、フラックスなど
多くのハンダ付け条件要素のうちのひとつに過ぎませんから
コテ先温度にとらわれすぎないようにしましょう。
（でも、前回お話したように高すぎるコテ先温度はダメです。）
ＰＳ：「結局どうやってハンダコテ選んだらいいの？」
というご質問を多数いただいております。
このメルマガ 実は日本最大手メーカーのＨＡＫＫＯさんでも
読んでいただいておりまして、
『はんだ付け職人がお薦めするハンダこてセット』みたいものを
作っていただけるようなお話をいただきました。
（実は、今日も打ち合わせに来社いただいてました。）
初心者の方にも安心して使っていただけるように
また、あまり高額にならずに必要ないいものが揃っていて
しかも長く使ってもらえるものを考え中です。
案外早く皆さんに紹介できることになるかもしれません。
ハンダ付け（半田付け）職人のはんだ付けblogからのお知らせ
当blogが、ソフトバンク クリエイティブ株式会社Yahoo! Internet Guide
2008年5月号（3月29日発売）連載「イカすブログ天国」で紹介されていますので興味のある方は是非読んでみてくださいませ。おかげさまで当blogもたくさんの方々にアクセスしていただき、お客様の声なども多数寄せられ感謝しております！！
今後もよろしくお願いしま〜す。
SONY VAIO PCG-ＮＶ９９Ｍ／ＢＰ メモリースロットのハンダ修理
状況 電源は入るが起動しない。メモリーにテンションを与えると正常起動確認。
マイクロスコープにて半田割れによる足浮き確認。
前回とほとんど同じ症状なので今回もハンダ量を少し足してやり、ヒビ割れを治していきます。顕微鏡で確認したところ全体的にハンダ量が少なく今は大丈夫でも将来的に耐久性に不安な箇所があるので一通りさわってみることにします。
確認方法は顕微鏡でも難しいのでピンセットでさわってみてグラグラするようなら割れたりヒビが入っていると思ってよいでしょう。
前回と同じくホットエアー(170℃）で温めながらハンダを足していきます。
スロット中央部分の間隔が狭い箇所には充分注意（マスキングでの養生）しながらの作業です。フラックスを塗布しておけばハンダが良くなじんでくれるのですが最後に洗浄液できれいにふき取っておかないと故障の原因になるので気をつけましょう。
SONY VAIO PCG-GRX52/BP メモリースロットのハンダ修理
状況 電源は入るが起動しない。メモリーにテンションを与えると正常起動確認。
マイクロスコープにて半田割れによる足浮き確認。
と、いうものです。ハンダの量を全体的に足すと同時にヒビが入っている部分も治していきます。スロット部分はハンダコテが当ってしまうと溶けてしまうのでマスキングをしっかり２〜３重にします。拡大鏡や顕微鏡を使う作業のときは特に注意してください。
基板を固定して下からホットエアーで180℃前後で暖めます。（ない場合は家庭用のドライヤーを固定して使います。）こうやって基板全体を暖めてやらないとハンダがしっかりなじみません。（熱容量の問題です。コテ先の温度ばかり高くしてもうまくいきません。）スロット部分の足はとても小さく、間隔も狭いので細めの０．３ｍｍを使用しました。最初はドバッとハンダが供給されてとなりとひっついてしまったり、団子のようになってしまうので、吸い取り線を使って整えなおします。
日産 キューブのスピードメーター LED交換
自動車のスピードメーターのLED交換です（交換するとパネルの色が変わります）車を好きな方にはいろんなこだわりがあるんですね…。新しい基板の１からの実装よりも完成品の一部を交換するほうがより高度になります。完成したものですからうっかりコテ先でさわってしまうと溶けてしまうものもたくさんついているのでマスキングをしっかりしてからの作業になります。LEDですが＋と−2箇所が基板についているので、コテ先を２本使って取り外すか、外す部品がもう使用しないものであれば片方ずつ浮かして外す方法もありますが強引に部品を持ち上げるとパターンが剥離してしまうので注意しましょう。
LEDは熱に弱いという性質を持っています。あまり長時間ハンダコテをあてていると破損する可能性があります。ベストなコテ先の温度（だいたい300℃）ぐらいに調節してやります。これでは熱容量が小さく温まらない状態でハンダがなじみませんからホットエアーを使って下から熱を加えます（150℃前後）
この状態でLEDを交換して完成です。LEDには向きがあるので間違えないように注意しましょう。
2008年04月02日
はんだ付け講座（2008.04.02）
こんにちは、はんだ付け職人です今週も続いて、ハンダコテについてのお話です。
前回、ヒーターの違いについてお話しましたので、今回はハンダコテの
温度制御についてお話します。
まず、前回出てきたニクロムヒーターやセラミックヒーターの安価に購入
できるハンダコテなんですが、ほぼ１００％温度制御ができません。
（２〜３０００円で購入できるタイプ）
こういったハンダコテを【温度飽和型のハンダコテ】と呼びます。
温度制御をしていない電源が入れっぱなしのハンダコテでは、コテ先温度が
どんどん上がっていくように思いますが、実際はそうではありません。
ある程度の高温になると、コテ先から大気中へ逃げる熱量が大きくなり
それ以上は温度が上がらなくなります。
穴の開いた風船をモデルにすると、風船に水をどんどん入れていくと
ある大きさに膨らんだ時に、入れる水の量と、出て行く水の量がつり合い
一定の大きさのまま風船は膨らんでいます。
このバランスが取れた状態の風船の大きさが、温度飽和型のハンダコテの
最高温度に相当します。ここで、風船の穴から漏れる水は、ハンダコテの
コテ先から大気中へ逃げる熱を表しています。
このタイプのハンダコテは実際にハンダ付けをした際に、コテ先温度が
基板などの母材に奪われて下がることを計算して飽和温度がかなり高めに
設定されています。
（コテ先温度４２０℃以上のものが多い）
ところが、実際のハンダ付けではコテ先温度が３６０℃を超えると
極端に難易度が増します。これは、鉛フリーハンダでも同様で
コテ先は数秒で酸化膜で覆われてしまい、フラックスは即蒸発し
さらにミニ爆発をおこしてハンダを飛散させます。
初心者の方が、普通にハンダ付けするとイモハンダ続出ですね。
ベテランの場合、コテ先を濡れたスポンジで掃除しまくって
酸化膜を除去し、コテ先温度を下げ、新しい酸化膜がコテ先を
覆う前に、瞬時にハンダ付けを終わらせる。
といった技を無意識に使っています。
この、瞬時に終わらせる・・理由は、フラックスが蒸発してしまう前に
ハンダ付けを完了させるのと、ハンダ付けに最適な約２５０℃という温度を
オーバーしないようにするためなんですが、こういった理由を教えずに
初心者にハンダ付けを教えると
「初心者だからゆっくりやろう・・」
と難易度を逆に上げてしまうわけですね。
そういうわけで、初心者の方がハンダ付けを習得しようとする場合は
コテ先温度の高いハンダコテは適していません。
（購入の際は、パッケージのコテ先温度を確かめてください。）
また、安いからといって初心者向きではなく、逆に難しいと考えたほうが
いいと思います。
来週は、温度制御型のハンダコテについてお話しましょう。
日産ノート 自動車パネルのLED交換
自動車のメーターのLEDの交換です。オレンジ→白色への交換です。自分で試されてみて無事交換できたのですが点灯しない、とのことでした。LEDは熱に弱くあまり長時間ハンダコテをあてていると破損する可能性があるので素早さも必要ですがLEDの状態にばかり気をとられているとハンダがしっかり馴染まないのでバランスのいい温度（だいたい300℃）ぐらいにコテ先の温度を調節してやるといいでしょう。先ほどのはんだ付け講座に出てきたニクロムヒーター（ニクロム線をコイル状に巻いてコテ先の周りから加熱して温めているタイプです）なんかは温度が高すぎるので難しいですね。
あとは、ハンダがしっかり馴染みつつLEDが破損しないようにつけていけば完成です。動作確認ができる機材（ちなみに当社では画伯＠ハンダ付け職人のお手製です。）があれば点灯を確認してから組み立てができるので便利ですね。
『出来た！』と思って組み立てたら点灯しない箇所があった…なんてことになるとゲンナリしちゃいますからね…。
