はんだ付けの技術

故障したはんだごての修理方法や、FixHub パワーシリーズのはんだ付け機器のサービスマニュアルについては、こちらをご覧ください。

iFixitはんだ付け

はんだごて

1950年代の第2世代コンピュータで初めて採用されたスルーホールのはんだ付けは、最も基本的なはんだ付け手法であり、部品のリード線を回路基板のスルーホール（PTH）に挿入して行います。その後、リード線はスルーホールの反対側にあるランド（接合面）にはんだ付けされます。

非常に強固な機械的結合が得られますが、プリント回路基板に追加の穴を開ける必要があるため、表面実装など他の手法と比べてコストが高くなります。

はんだ付けは、基本的な安全手順を守らないと危険を伴うことがあります。高温のツールや溶けた金属を扱うため、火傷には十分注意してください。作業の邪魔になるようなだぶついた服は避け、髪が長い場合は束ねておきましょう。また、はんだ付け作業の後は必ず手を洗うことが重要です。一部のハンダには鉛が含まれているため、経口摂取を避ける必要があります。

多くのハンダにはフラックスが含まれています。これは通常ロジン系フラックスであり、ハンダの融点まで加熱されると蒸発します。この煙を吸い込むことは健康に悪影響を及ぼします。この煙は、米国における職業性喘息の主要な原因の一つとなっています。「趣味レベル」の作業であれば煙の影響はそれほど大きくないかもしれませんが、近くの窓を開けて換気したり、ファンを使って顔から煙を遠ざけるなどの対策で十分な場合があります。懸念がある場合や、より工業的な環境で作業を行う場合は、N95/K95以上のマスクで肺への侵入を防ぐことができます（目への影響は防げません）。半面形の防塵マスクは安価でフィルターも長持ちするため、P95またはP100規格のフィルターを購入することをお勧めします。はんだ付けの煙を排出するエクストラクターやファン、フードを使用する人もいますが、これらの方法の効果には大きなバラつきがあるため、唯一の解決策としては推奨されません。

はんだ付けは火災の危険性も伴います。熱くなったこて先や溶剤がカーペットや特定の衣類などに触れると、火災の原因となります。通常、火災はすぐに広がり、作業者がその中心にいることになります。他の研究室の流行に敏感な若者の真似をしてはいけません。火災事故は非常に深刻です。作業台の近くに消火器を必ず設置しておきましょう。

4つの基本的な安全ルール：

• はんだごては高温です。非常に熱いため、時々火傷をすることもありますが、通常は心配するほどではありません。
• 換気の良い場所で作業しましょう。 煙は有害です。
• 必ず保護メガネを着用してください。 飛び散る溶融ハンダは危険であり、ハンダやフラックスが飛散する可能性があります。
• 手を洗いましょう！ 鉛入りのハンダには鉛が含まれています（！）。趣味レベルでの鉛入りはんだ付けは、健康に対する重大なリスクではありませんが、取り扱い後、特に食事や喫煙の前、また鉛の影響を受けやすい子供と接する前には、必ず手を洗うようにしてください。
  • 固形の鉛は皮膚を通過しません。体内に入るのは経口摂取や粘膜を介した場合です。鉛の粉塵は吸い込むと危険なため、回路基板を切断したりヤスリがけしたりする際（部品を取り出す時など）は注意が必要です。
  • はんだごての温度では鉛は気化しません。そのため、「鉛を吸い込む」リスクは無視できるレベルです。目に見える煙のほとんどはフラックスが燃焼しているものです。

はんだ付けに必要な機材はごく基本的です。ハンダを加熱するためのはんだごて、こて先がテーブルを焼かないように置くためのスタンド、そしてハンダが必要です。

はんだごては、熱くなる細い先端（こて先）を備えたペン型のツールです。はんだごては、ワット数で性能が測られることがあります。一般的な作業であれば、25Wから50W程度のはんだごてで問題なく作業できます。多くのこては単一温度のシンプルなモデルですが、ダイヤルやノブで直接温度を設定できる高度なはんだ付けステーションを購入することも可能です。

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FixHub Smart Soldering Iron

こて台は、はんだごてを置いたときに高温のこて先がテーブルや作業面を焼かないようにするために使用します。高性能なはんだごてには付属していることが多いですが、安価なモデルでは別途購入する必要があります。

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FixHub Portable Soldering Station

ハンダには多くの種類があります。最も一般的なのは60/40の糸はんだです。これはスズ60%と鉛40%で構成されています。安価で作業しやすいという利点がありますが、鉛を含んでいるため、適切な安全手順を守らないと危険な場合があります。

鉛入りハンダの代替品として、鉛フリーハンダがあります。こちらは作業がやや難しいものの、環境には優しいという利点があります。

初心者の方には、鉛入りハンダの方がはるかにはんだ付けしやすいでしょう。

Solder Rosin

いよいよ楽しいはんだ付け作業です。まず最初に、回路基板に部品を配置します。基板と部品が汚れていないことを確認してください。基板やリード線に汚れやゴミが付着していると、ハンダがうまく付着しません。部品が動かないように、絶縁テープで固定しておくと便利です。必ずしも必要ではありませんが、特定の部品が配置しにくい場合には非常に役立ちます。最後に、はんだ付けする部品が正しい場所にあるか、向きが合っているかを再確認してください。コンデンサ、ダイオード、トランジスタ、集積回路などの部品は、正しく取り付けないと機能しないだけでなく、損傷する恐れがあります。

片手にはんだごてを、もう片方の手にハンダを持ちます。私は利き手にはんだごてを持ちますが、どちらの手で持つのが自分にとってやりやすいか試してみてください。はんだごての先に少量のハンダを付けます。これは「錫メッキ（ティーニング）」と呼ばれ、こて先を保護し、熱伝導を良くする効果があります。はんだごてを、はんだ付けする接続部分（基板の銅パッドと部品のリード線の両方）に当てます。接続部分全体を均一に加熱し、ハンダが隙間なく行き渡るようにするのがコツです。1〜2秒ほど加熱したら、ハンダをゆっくりと接続部分に押し当てます。接続部分が十分に熱ければ、ハンダが溶けて接続部分に流し込まれます。ハンダは数ミリ程度で十分ですので、付けすぎに注意しましょう。ハンダを供給したら、こてをゆっくりと離し、湿らせたスポンジでこて先を拭いてから、こて台に戻します。

適切にはんだ付けされた接続部分は、側面が真っ直ぐな円錐形になります。側面が内側に凹んでいる場合はハンダが不足しているため、少量追加してください。膨らんでいる場合はハンダが多すぎます。その場合は、はんだ吸い取り線を使ってハンダを除去し、やり直すのがベストです。また、接続部分は光沢がある状態が理想です。光沢がない場合は加熱不足ですので、再度加熱してやり直してください。

きれいに接続できれば完成です！他の部品も同様にはんだ付けしていけば、電子工作プロジェクトの完成に近づきます。

• Soldering is Easy Comic Book (PDF)
• Soldering is Easy Comic Book 多言語版
• Wikipedia: スルーホール技術
• NASA: スルーホールはんだ付け技術
• iFixit はんだ付けの簡略化：初心者向けスルーホールはんだ付けガイド