はんだ付け

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はんだ付けとは、2つの金属片の間に金属フィラーを溶かして接続する方法です。はんだ付けにはさまざまな種類がありますが、ここでは電気はんだ付けの基本をご紹介します。

はんだ付けは、基本的な安全手順に従わなければ危険が伴います。熱くなったツールや溶けたメタルを扱うため、火傷をしないようにご注意ください。作業の邪魔になる、ゆったりした服は着用しないでください。髪の毛が長い場合は後ろで束ねてください。また、はんだ付け作業をした後は、必ず手を綺麗に洗浄しましょう。はんだの中には鉛が含まれているものがあり、それを体内に取り込まないようにするためです。

安全のための4つの基本ルール:

はんだごては熱くなります。
煙は厄介です。換気の良い場所で作業するか、ヒュームエクストラクター（煙吸引機）を使用してください。
常に保護メガネを装着してください。溶けた鉛が飛ぶと怪我をします。
はんだ付けの後は手に鉛が付着しているので、顔に触れたり食事をする前に手を洗ってください。

はんだ付けに必要なのは、わずかなベーシックツールだけです。メインははんだを加熱するためのはんだごて、テーブルを焼かないようにコテを置くためのコテ台、そしてはんだです。失敗した際のためにはんだ吸取線を加えておくと便利です。また、作業時には明るい照明があると役に立ちます。

はんだごては、ペン型の工具で、先端が細くなった箇所ではんだを熱します。はんだごてを測定する方法のひとつに、ワット数があります。ほとんどの基本的なはんだ付けには、25〜50ワットのはんだごてで問題なく使用できます。通常のこては、単一温度のシンプルなモデルですが、ダイヤルやノブでこて先の温度を直接設定できる高機能なはんだ付けステーションを購入することもできます。この機能がある場合は、鉛入りはんだなら300°C、鉛フリーはんだなら375°Cに設定してください。

はんだごてスタンドは、はんだごてを置いたときに、はんだごて先がテーブルや作業台を焼かないように固定するためのものです。高級なはんだごてには付属していることが多いですが、低価格帯のモデルでは別途購入する必要があります。写真のスタンドには、湿らせたスポンジを置く場所と、クリーニング用の真鍮ワイヤーを置く場所も備わっています。

ハンダには様々な種類があります。電気・電子機器用のはんだはすべてフラックス入りです。鉛の毒性が広く認識されるようになり、現在では鉛フリーはんだが主流となっています。鉛入りはんだよりも使いにくく、融点も高いです。鉛フリーの合金は数多く存在します。このタイプのはんだは、環境や健康への影響が少なくなっています。

鉛入りはんだの一般的なタイプには63/37と60/40があります。これらのはんだは錫と鉛でできており、どちらもフラックスコアが含まれています。63/37の場合、錫が63%、鉛が37%という比率です。このタイプのはんだは安価で扱いやすいのですが、鉛が含まれているため、適切な安全手順に従わないと危険な場合があります。多くのプロが修理にこのタイプを使用しています。

はんだ付けを始めたばかりの人には鉛入りはんだの方が使いやすいかもしれませんが、鉛フリーはんだやフラックスも大きく進化しています。

さて、いよいよお楽しみのはんだ付けです。まず最初に、パーツをプリント基板の上に置きます。この時、基板とパーツに汚れやゴミが付着していないことを確認してください。基板やリード線に異物があると、はんだがうまく付着しません。またパーツを基板に固定するために、マスキングテープや絶縁テープを小さく切って使うと便利です。常にこのような方法をとる必要はありませんが、特定のパーツが上手く固定しない場合は、非常に便利です。最後にはんだ付けするパーツが、回路基板の正しい位置にあるか、また正しい方向に配置されているか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、集積回路などのパーツは、正しく取り付けられていない場合、動作しなかったり、破損してしまいます。ワイヤを接合するだけの場合は、接合部を保持するものがあると便利です。これにははんだ付けスプリントと呼ばれるツールが役立ちます。

片手にコテ、片手にはんだを持ちます。個人的な好みによりますが、はんだ付けする際に、利き手でコテを持つことが多いようです。自分に合った方法を試してみてください。コテ先にはんだを少しずつ付けていきます。これは錫メッキと呼ばれ、コテ先を保護するとともに、熱の伝わりをよくする効果があります。

はんだ付けする接合部にコテを当て、基板の銅パッドとパーツのリードの両側に当てます。これは、接続部分すべての部分を同じ温度にして、はんだが小さなスペースに均等に流れるようにするためです。

1〜2秒後に、ゆっくりとはんだを接合部分に押し当てます。接合部が十分に熱くなっていれば、はんだは溶けて接合部に流れ込むはずです。はんだを入れる量は数ミリ程度なので、無理はしないでください。はんだを付けたら、はんだを離し、次にコテ先を接合部からゆっくりと離します。その後、湿らせたスポンジや真鍮ワイヤーでコテ先を拭いて汚れを落とし、新しいはんだを少し付けてから、はんだごてをホルダーに入れます。

適切に作られたはんだ付けされた接続部分は、円錐形で、はんだの側面がまっすぐになっているのが望ましいです。少し内側にカーブしていても問題ありません。