です*[1]。
大体普通のこてはこて先から熱くなる金属部分の長さは10cmぐらいですが、これは7cmぐらいです。
値段はアマゾンで6400円ぐらいでした。
もっと短くて良いこてがあるようでしたらお教え下さい*[2]。
等です。 それにコテ先を当てると溶ける恐れのあるものも このテープを貼っておくと保護することが出来ます。
はんだ付けの準備
一般的な糸はんだをりようするときはこての温度は360度ぐらいがよいとされています。もちろんコレより低い温度でやれればそれにこしたことはないのでしょうが。 なので私はこての温度ボタンは360度のものをはめておきます。これで温度を固定しておきます。 それと、こて先の形状ですが、私は一般的ないわゆる鉛筆形のこて先は使いません。 理由は鉛筆形だとこて先がてんとしてでしか母材のポイントに当たらず、的確な熱量を母材に与え難いからです。 なので私はマイナスドライバの先のようなものを利用しています。こて先はいろいろとあって、円柱を斜めに切ったようなものもあります。その他にもいろいろなこて先があります。 ということで、こて先がいろいろと帰られるはんだこてを買うようにしましょう。ホームセンターで売っている1000円ぐらいのこては選ばない方がよいでしょう。たぶんこのレベルだとこて先の温度も固定はできないと思いますし、こて先も交換できないか、いろいろな形状のこて先が選べません。
次に上で書いた真鍮のパイプを3cmぐらいに切って下さい。 また、ステンレスの針金も10cmぐらいに切って下さい。
上で切った真鍮のパイプにこれから利用しようとする糸はんだを通してみて下さい。スムーズに通ればよいです。ですが、パイプの内径が太くて通したはんだが左右にがたがた動くようではだめです。理想としては、スムーズに通り、なおかつ左右にぶれがないのがよいです。 今回は0.6mmのはんだを利用しますが、直接通すとかなり左右にはんだがぶれてしまうので、パイプ内に耐熱性のエンパイアチューブを入れています。 ですので、外から言いますと、真鍮パイプ、その中にエンパイアチューブ、その中に糸半田という順番です。 実は金属製のパイプに直接はんだを通すより、間に柔軟性のあるチューブを入れる方が良いと思います。はんだは折れ曲がったりするとどうしてもおりめがついたりして、パイプと ぴったりなサイズだとどうしてもその折り目などのせいで、スムーズにパイプ内を移動できなくなります。 また金属パイプの壁もかなり薄いので、はんだを出し入れしている間にそのパイプのカットしたところでこすれてはんだにきずが付いてしまいます。なのでエンパイアチューブなどを入れることを薦めます。
具体的な半田付けの方法
まずはんだ付けの基本です。 よく勘違いされるのですが、はんだ付けの「はんだ」は、リードとリードを繋げる「接着剤」ではありません。 リードの導線の部分の動の原子間に、はんだを構成しているSNとかPBの元素が入り込んで、いわゆる合金を作って導線が繋がります。
1. はんだ付けをしたい母材の目的ポイントにこて先をまず当てて母材を熱する。
2. 次にはんだを熱せられている母材に当てて母材の熱ではんだを溶かす
3. はんだが溶けて全体に行き渡ったらはんだを母材から離す
4. こてを母材から離す。
という4段階になります。 いちばんやりがちでやってはいけないことは、こてを直接はんだにあててはんだを溶かすというものです。 熱せられた母材の熱で溶かすということを考えるようにします。
どうやって全盲が半田付けをするのかということですが、ぶっちゃけこて先を左手の人差し指で触りながらこて先を目的ポイントに持って行くというものです。 もちろん指でずっと触るとすぐに火傷します。なので、「このへんにこて先があるかな」と思うところを左手の人差し指で「ぱ、ぱ」と一瞬軽く触るようにしてこて先の位置を確認しながら目的ポイントに近づけます。なのでこれもこて先が短い方が使いやすいという大きな理由の一つです。 最初はなれないと少々火傷します。 少し慣れてきたら薄い医療用の手袋を左手にはめるのも火傷を避けるためには良い方法でしょう。 この場合は、こて先を触れる人差し指だけ残して他の4本の指の頭の部分だけをはさみなどで切っておきます。こうして他の指の腹の部分は手袋から露出しておき作業しやすいようにしておきます。こて先からまもるのは人差し指だけでじゅうぶんだと思います。このへんは 適当にいろいろとやってみてください。
ではICソケットをユニバーサル基板にはんだ付けする方法で、もっと具体的に説明します。 ICのピンの位置関係はご存知でしょうが、これからの説明上必要なので書きます。
これから利用するのは8ピン用のICソケットです。もちろん8ピンでなくても良いのですが、手元にあった一番ピンの数が少ないもので説明します。
ICもICソケットもDIP形では本体は長方形の形をしています。その長方形の短い辺のどちらかにはかならず中心部には「切れ目」が入っています。 まずこの切れ目を見つけます。切れ目が見つかったら、その切れ目のある辺を上に向けます。そしてICやICソケットのせなか部分と自分が向き合うように持ちます。 するとICのピンは向こう側、つまり進行方向にピンの先端が向くと思います。 今の場合は8ピンのICソケットなので、4ほんのピンの列が縦に2列できます。
ここまでよいでしょうか。 ピンの位置は、左の列の一番上の方から1番、そして下に向かって、2番、3番、4番ピンと数えます。 そして5番ピンは右の列の下、6番ピンはその上というように数えます。 反時計回りで1番、2番...そして8番ピンと並びます。
くどいですが、1番ピント8番ピンは「切れ目」を挟んで向かい合っています。
同じように、2番ピント7番ピンは向井あっています。
3番ピンと6番ピンが向かい合っています。
4番ピンと5番ピンが向かい合っています。
このピン配置はどのICでも同じだと思います。
ではソケットの7番ピンにはんだ付けしてみます。 なんで7番ピンなのかはこれから先を読んで頂けるとわかると思います。ただの説明上の都合です。なのでどのピンからはんだ付けをしてもかまいません。 今回利用するユニバーサル基板*[8]は片面のもので、ランドとランドの間はどれも電気的に繋がっていないものです。いわゆるごくごく普通のじゃのめ形のユニバーサル基板です。 好きな位置にICソケットをはめて下さい。最初はんだ付けの練習のためにやるばあいは、基板の中央がやりやすいでしょう。
ソケットの背中の部分と基板をマスキングテープでしっかり固定します。しっかりとはんだ面のところにリードが出ていることを確認して下さい。
次に、針金と真鍮のパイプをセットします。 基板を裏返しにして、左手の方に7番ピンがある列、右手の方に2番ピンがある列が来るようにします。
針金をICソケットの7番ピンと8番ピンの間に通して、なおかつ1番ピンと2番ピンの間にも通すようにします*[9]。 そしたら針金の両端を逆作用ピンセットまたはマスキングテープ等のテープ類でしっかり固定します。なるべく針金の位置は、目的ポイント(今の場合は7番ピンですが)にくっつけないようにします。 つまり今の場合は、針金の位置は8番ピンの方にくっつけるようにします。もちろん針金が太ければピンの間は移動できません野で細目のものを使います。
そしたら針金の両端を逆作用ピンセットまたはマスキングテープでしっかり固定します。
次に、糸半田のセットです。 これは先ほどの真鍮パイプの左側から通し、半田の先端がソケットの7番ピンにうまくぶつかるようにします。 ステンレスのパイプの右側の先端がICソケットの7番ピンに触れるか触れないぐらいの位置まで持ってきます*[10]。 パイプの先端が 微妙に左右にずれているとはんだの先端が7番ピンにぶつからずにピントピンの間からかおを出してしまいますので出ないように微妙に調節します。
うまくピンに「こつ」という感じでぶつかることを確認したら、半田をピンから3mmぐらい左に戻してピンから話して下さい。
それではいよいよはんだ付けです。 上で書いたはんだ付けの順番の1.から4.までを思い出して下さい。
私はマイナスドライバ形のこて先を使っていますので、 その平らな部分が7番ピンの上から下に全面的に当たるように、そしてこて先が基板とピンの接合ぶ、つまりランドのところに来るように 左手の人差し指で確認しながら近づけてポイントに当てます。 こて先を当てる部分は、7番ピンの右側の部分です。 はんだを送るための真鍮パイプの先端がピンの左なので、パイプの先端と こて先でピンを挟むような位置になります。こて先で直接はんだを暖めないようにします。 1秒ぐらいポイントを熱したら、こてはそのままポイントに当てたままにします。 これがはんだ付けの順番の1.に当たります*[11]。
次に左手で 先ほどの半田を7番ピンに向けてそっと右方向にスライドさせてはんだを送り始めます。
そして「こつ」と当たっても、まだ少しづつ右にスライドさせようとしてはんだを送り続けます。こて先が的確にポイントに当たっていれば、すぐにはんだが溶け、右へのスライドができるようになります。
もちろんこのままずっと右にはんだをスライドし続けたらどんどんはんだが溶けてしまって過剰になります。「こつ」と当たってから10mmもはんだをスライドさせれば十分です*[12]。 これが順番の2.になります。
そしたらはんだの供給はやめて、左にスライドさせてはんだをポイントから話すようにします。ですがまだこて先は当てたままです。 これが順番の3.になります。
半田の供給が終わったらそこで初めてこて先を話半田付け作業は終了です。 これが順番の4.になります。 この一連の作業が4秒ぐらいでできれば良いと思います。1.から4.の順番の各項目毎に1秒ですかね。 もちろん早くなるに越したことはありません。まあ相当デリケートな部品を使わなければこわれないと思います。PICマイコン等をで遊ぶにはだいじょうぶだと思います。
これでなれてくれば百発百中でそれなりのフィレットができて趣味で電子工作をやるには十分なはんだ付け作業ができていると思います。
その他書き忘れたこと
はんだこては、ちゃんとした的確なこて台を使うようにしましょう。よく「はいざらでいいや」としてしまうのですが、やはりそれは作業も しにくいし視力がないと危険度も増します。 こての電源コードにちょっとぐらい触れても台からおちないような、使っているこてにあった的確なものを選びましょう。
はんだ付けはどうしても有害なガスが出ます。換気をまめにして下さい。 はんだ付けのときに利用するようなファンも売っているようです。 また安いはんだはガスが結構出るので、のどをやってしまうかもしれません。
あと、同じ方法でPBフリーはんだでもできています。こて先温度も同じく360度です。近所に売っていたPBフリーのはんだは1mmだったのでそのせいもあるのかもしれませんが、ちょっと溶けるのが遅いかなとも思いました。 0.8mmぐらいでのPBフリーのものでこんどは試してみます。 一般的に、普通のはんだよりはPBフリーの方が溶ける温度が40度ぐらい高くなるので少し難しいと言われていますが、自分で見る限り 同じ方法できれいにできていると思います。少なくとも、個人の趣味で使うにはまったく問題ありません。
最終的にはPBフリーのはんだを使って行けたらと思ってます。 というのはご存知の通り鉛は毒性が強く有害です。 私たちは特に素手で直接作業することが多く、 またこれは私だけかもしれませんが、ちょっとへんな話、指先ではどうしても分からないような微妙なところは 私は舌先を使います。 ということで、口の中に鉛を入れるというようなことになってしまいます。 舌先を使った直後はすぐにうがいをしてますが、やはり鉛フリーはんだを使った方が良いでしょうね。 もちろん舌先を使わないことに越したことはありませんが・・・。
はんだは鉛を使っているということを覚えて置いて、かならず作業後は手洗いをしましょう。
それから、私も液体のフラックスを持っていますが、殆ど使ってません。はんだに含まれているフラックスで十分にはんだ付けができています。
ハンダヅケの失敗でよくあるのがブリッジです。これは隣のリードにもはんだが流れてしまって リード間ではんだで橋を作ってしまって、導通させてしまうということです。 もしこれをしてしまったら、私はちょっと乱暴ですが、こてで熱しながら細い釘の先や、点筆の先でひっかけて取るようにしています。 はんだ吸い取りようのウイックというものもあるのですがどうもわたくしはこの使い方がじょうずではありません。 はんだを釘などの先端で押しながらひっかけるようにして取ります。 なので、取ったはんだが散らばるということが十分に考えられます。基板の思わぬ所にはんだが散ってしまって他の場所をショートさせるということも ないとはいえません。 基板にマスキングテープなどを貼って他の場所にはんだが付かないようにしましょう。 とえらそうなことを書いてますが、わたくしはめんどうなのでやってません。 ウイックの使い方や、上手なブリッジの除去がわかるかたはお教え下さい。
上のブリッジと関連した話題ですが、はんだ付けが終わったら、その都度テスターで導通チェックをするようにして下さい。 特にICソケットのようなピントピンの間でブリッジができてないか、ソケットの穴にテスターのプローブを差し込んでチェックします。 全盲でも使えるテスターについては ここに書いて有ります。
感想などを頂けるとうれしいです。
連絡先
c8h6o4@watakatsu.com
注
[1]:こて先の温度は高ければ高いほど良いのではと 思いがちですが、温度が適性より高いと半田内のフラックスも一瞬の内に煙と共に蒸発してしまいます。 なので半田がボール状になったりとはんだ付けができなくなってしまいます。 もちろん熱で部品も壊す結果となってしまいます。 特に私たちは作業がのろのろとしているので温度固定のこてはかなり助かります。 セラミック製のこてを選ぶことをお勧めします。
[2]:と書きましたが ハンダ付け職人さんから次のような情報を頂きました。
ステーション型のハンダゴテですと HAKKOさんの FXー950では ４５ｍｍ 定価￥25,200 http://www.hakko.com/japan/products/hakko_fx950.html
潟Iーケーインターナショナルさんの高周波ハンダゴテ MX-5010では ３５ｍｍ 定価が約￥70,000 http://www.okinternational.co.jp/products/soldering_mx5010.html
そこでHAKKOさんのFX-951を試すことができました。わざわざ営業の方がデモ機を自宅まで 持ってきて下さいました!
結論からいいますと「かなり使いやすい」です。 小手先が933-2の半分なので、こて先にリードする針金の感覚、そして目的ポイントにこて先がぶつかったときの感覚が 非常に手に伝わってきて分かりやすいです。もちろんこて先が短いぶん、左手の人差し指で触りながら目的ポイントに近づける時にも 楽で危険度もかなり減ります。
お借りしたのはFX-951で温度調節はボタンで設定するデジタル操作のものです。簡単に工場出荷時の350度に戻せるので全盲でも 問題なく温度調節ができるので利用することには全く問題がないと思います。
同じくFX-950ですがこれはダイアルで温度調節をするものです。このダイアルは、設定範囲の最低温度と最高温度の所でちゃんととまってくれるので慣れれば使えますがやはりデジタルの方が温度設定は確実にできるという印象を持ちました。
オーケーインターナショナルさんのMX-5010はまだ利用していませんがFX-951より1cmも短いのでかなり使いやすいのではと想像しています。
[3]:1.0mmは最初に使っていましたが最近は殆ど使いません。 ICソケットのはんだ付けだと0.6から0.8の方がブリッジになってしまうことがないのでむしろ気楽です。 ですが、1mmのものでも的確に送ればブリッジになることはありません。 太いはんだになればなるほど送る量を少な目にしないとブリッジになってしまいます。 これはいろいろと試してみて下さいというしかありません。 ちなみに、細いはんだはちょっとしたホームセンターでは見つかりません。0.8,1mmのものはどこでもありますが、0.6となると 私の近所では見つかりませんでした。通販で買いました。 はんだは細くなるほど値段は上がります。
[4]:一般のはんだはステンレスやアルミには付きません。模型づくりなどでステンレスやアルミにはんだをしたいときには、それ専用の特殊はんだを利用します。なので今回のように一般のはんだが付いてほしくないときにはステンレスやアルミを使うのが良いと思います。 ですので、針金もアルミでもよいかなとも思ったのですが、実はアルミの方がステンレスより熱を伝えやすく、その結果アルミノ針金に熱が拡散するのが早くなり、母材に与えるべき熱量が少なくなってしまってはんだが溶けないような気がしています。 少なくとも私は「あれ溶け無いなあ」という経験をしました。もちろんこて先の当て方がわるかったのかもしれませんが(笑)。 アルミはステンレスより柔らかく化工がしやすいのですが、この場面ではステンレス性の針金を私は使ってます。 もう一つ注意なのは、ステンレス性の針金に間違いはないのですが、針金自信に外からビニール性のチューブをかぶせて保護している針金もあります。 このチューブはもちろん耐熱性ではないので小手に触れるとガスが出ていやな臭いがしますので 買うときには注意しましょう。私はこれも失敗しました(笑い)。
[5]:この太さで正方形のものは、東京に行ったときに新宿の東急ハンズに行ってやっとみつけました。 メーカーさんはGEES(http://www.eggs.jp)というところです。 どれがいちばんよいかいろいろとやっている内に、なんだか手元にいろいろなパイプ、アングル、チャンネル材が集まってしまいました(笑)。
[6]：このスポンジに水を含ませて、こて先をこすってこて先を掃除します。 スポンジを軽く搾って水がでないぐらいでいいでしょう。 作業中こて先は高温なので酸化膜ができたり、はんだくずが溶けたまま付着したりしています。 特に私たちは左手の人差し指でこて先に触れますので、はんだくずが指に付いて「あち!」ということはよくあります。 指をはんだ鍍金しないように、毎回はんだ付けが終わったら、軽く私はこて先をこすって掃除しています。
[7]:逆作用ピンセットがなくても一般のピンセットでも良いでしょう。 ピンセットを閉じておくための小さなゴムの輪で閉じれば十分に部品の固定ができます。 実は私の印象では逆作用ピンセットの種類はそれほどないような気がしています。逆作用ピンセットの先の形状も どれも同じ様なものばかりです。 なので上の方法で一般のピンセットを使うこともしばしばです。
[8]:ユニバーサル基板は一般的にはボード上に部品のピンを通す穴が2.54mm間隔で碁盤の目のように空いています。 その穴の周囲には銅箔が付いています。つまりドーナツ形になっています。この穴の部分をランドといいます。 このランドとランドの間の周囲の銅箔同士は繋がっていません。つまり電気的にどのランドも導通していません。 ですので、部品と部品の導通にはランド間に導線を渡して回路を作ります。例えば部品の余った長い部分のリード線をハンダしたところから折り曲げて隣のランドにはんだ付けしたり、すず鍍金線を利用してランド間を結びはんだ付けをします。 これが一般的なユニバーサル基板での回路の組み方です。 またランド間をはんだでわざとブリッジを造って結ぶという技も一般的にあるのですが、わたくしには どうしてもわざとブリッジを造るという技が使えません。 はんだ付けが下手で予期しないときにブリッジができることはしょっちゅうですが(笑い)。
また両面に銅箔が付いたもの(スルーホール形)というものもあります。 その他にもICようの簡単なパターンが書かれている基板もあります。ただ、これらはちょっと値段が上がります。
[9]:ちゃんとうまく固定ができるのであれば無理に1番2番ピンの間に針金を通す必要はありません。 針金をL字形に変形して、ICソケットのピンの列と列の間に縦方向に針金をはわせてもおっけーです。 たくさん部品が付いてくるとなかなか直線では針金を利用することはできなくなります。 まあ趣味の工作なので、無理にかっこう付けて部品類を少ない間隔で配置するより、大きめの基板を利用して余裕をもって配線することも大切です。 まあ高周波かいろではなかなかそうも行かないでしょうが・・・。 ようするに、目的のポイントに確実にこて先をもって行ければよいのです。
[10]:これも微妙な話です。 はんだが細ければはんだを送る時に、簡単にはんだ自体の先端が曲がって目的のピンからそれてしまう結果になります。もちろんパイプの内宮が広ければそれだけぶれも大きくなります。 ソケットの目的ポイントのピンとパイプの先端を、ぴったりとくっつけた方法でもはんだ付けはできます。ただ、1mm弱ぐらいパイプの先端をソケットのピンから離した方が、 その部分にもはんだが流れます。つまりぴったりとくっつけてしまうとその部分にははんだがながれ難くなり、半分欠けたフィレットになることがあります。 ですがまあ問題はないと思います。このへんは経験で決めて下さい。 私は0.8mmのはんだではまあたぶん0.5mmぐらい間を取っていると思います。もちろん0.5mmときちんと測っているわけではありません。 爪の先をピントパイプの間に入れられるか入れられないぐらいというような適当な目安です。 また、0.6mmぐらい細いはんだの時は、上に書いたようにパイプの先端をぴったりとピンにくっつけています。そうしないとはんだの先がどうしてもピンから逸れてしまいます。 でもこれでもちゃんと富士山形のフィレットができることが多いです。 このへんもいろいろとやってみてくださいというしかありません。
場所によってははんだの先端が基板とピンの交わっている部分に確実に当たるように、はんだ送りのパイプの左側に1または2mmグライのまくらを入れて逆側を高くして斜めにすることもあります。
これは特にユニバーサル基板上で部品と部品を鍍金線等で接続するときのはんだ付け作業にはうまく行くような気がします。
[11]:こて先を左手の人差し指で一瞬触りながら目的ポイントにもって行きます。 ピンの位置の針金の壁と、ピンにこて先が当たったことを感触で分かるようにして下さい。針金の壁にこて先を当てながら少し左側にスライドさせればピンにはこて先が当たります。 「こつ」とこて先がピンに当たっていたとしても、微妙な角度できちんとこて先が当たって無くてなかなかはんだが溶けないということもあります。 このへんは予めさましたこてで練習してどれくらいの角度で良いか見当してみて下さい。 私の場合は、ほぼ基板と直角に鉛筆をもって行くようにこて先を当てます。 この「ほぼ直角」というのが微妙です。マイナスドライバ形の先なので、こて先の平らな部分は斜めにカットされています。完璧な直角方向でこて先をもって行くと、そのカットしてある角度分だけずれてしまって、こて先の平らな部分が「ぴた」と目的のピンに当たりません。
後、結構ありがちなのですが、ユニバーサル基板は2.54mmピッチで穴が空いています。こて先が目的ポイントにあると思って一生懸命はんだを送るようにしても溶け無いなあと思っていたら、こて先が隣のランドの穴にはまっていてそこを一生懸命 熱していたということもあります。 こて先の先端が鉛筆形のように尖っていれば尖っているほど近くのランドの穴にこて先がはまってしまって、作業がしにくいということになります。どうしても私たちは イッパツでこて先を目的ポイントへもって行けないので、ポイントのすぐ近くからこて先を針金の壁に添わせながらスライドさせて目的ポイントに運びます。この運んでいる間に「かち」と近所のランドの 穴にこて先がはまってしまうことがあります。 このようなことを避けるということでマイナス形のこて先を使っているというのも、理由の一つです。 まあこれもなれればほぼイッパツでこて先を目的ポイントに持って行けると思いますが・・・。
[12]:予めパイプにはんだを通して置いて、送る量の長さ分だけパイプの先端から出して置いて、パイプの反対側つまり、はんだの先端が出ているのと逆側のところで、はんだを直角にL字形に曲げておきます。 そうすれば実際にはんだを送るときに、その曲げた部分がパイプにぶつかってそれ以上のはんだを送ることが避けられます。
今の場合例えば、5mmぐらい送るのであれば、はんだの先を5mmぐらいパイプの先端から出して置いて、逆側を折り曲げるということになります。