はんだゴテ先の正しい選び方、使い方

Google Translator
スポンサーリンク
半田付けコテ先

はんだゴテ先 はんだ付チップとは?

半田ごての先端に取り付けられている金属性の棒状の事。

形状は半田付する用途により色々な種類がある。

この部分を電気熱等を使用して加熱し、半田を溶かして半田付をおこう、非常に重要な部品。

スポンサーリンク

適切なこて先サイズ選定

こて先のサイズは、ワークに接触する面積に影響します。いかに効率良く熱をワークに伝えるかは、その接触面積で決定されます。

ワークに対して最適なサイズ(太さ)を選定すると以下のような利点が得られ、「はんだ付け作業が向上します。

1.ワークに効率良く、熱が伝導されるのではんだがぬれやすくなる。
2.はんだがぬれやすくなると、設定温度を低く抑えられることが可能です。
3.設定温度が低いと、こて先の劣化を防止でき、こて先の寿命が長くなります。

 図 内容 評価

ハンダゴテ チップ サイズ

ハンダゴテ チップ サイズ 小さい

ワークより小さいサイズは、こて先の熱がうまく伝わりません。ランドより小さいと、こて先の熱が効率よくワークに伝わらず、はんだがぬれるに充分な熱量をワークに伝えるためには作業時間が長くなります。
※温度ドロップが一番小さいのは、効率良くワークに伝えることができないためです。
 小さすぎ

NG

ハンダゴテ チップ サイズ2

ハンダゴテ チップ サイズ 
適性サイズ

ワークにピッタリだとこて先の熱が効率よく伝わります。ランドにぴったりだと、はんだがぬれるに充分な熱量を伝えるため、温度ドロップが大きくなります。
しかし、熱復帰率の良いはんだこてを使用すると、設定温度まで復帰する時間が早く結果的にはんだ付け作業時間の短縮も可能となります。
 GOOD

ハンダゴテ チップ サイズ3

ハンダゴテ チップ サイズ 

ワークより大きいサイズは使用しないでください。
基板を傷つける可能性があります。
      大きすぎ

   NG

蓄熱量の多いものを選ぶ

同じこて先サイズでも、蓄熱量が違う。

右の写真のこて先は全体的に大きいことがわかります。これが蓄熱量の差となって、はんだ付け環境の向上に貢献します。

蓄熱量 少ない蓄熱量 大きい
ハンダゴテ 蓄積量1ハンダゴテ 蓄積量2

同じサイズでも可能なかぎり蓄熱量の高いこて先を選定しすることし、その後、狭いピッチであるなどの様々な条件を検討して少しずつサイズを落す。

こて先の形状 選ぶ

代表的なこて先の形状と用途を表1に示しました、これらの形状ごとに太さの異なるものがあり、たとえばC形なら、太さによって1C(太さ1mm)、2C(太さ2mm)、3C(太さ3mm)といった具合に名前が付けられています。

表1

こて先形状 内容 用途
B型 B型はんだこて先

B型は形状に方法性がないために大きな面まで幅広く対応できるオールラウンドタイプゆえに、作業ごとに合ったこて先形状を選ぶのが難しいビギナー向けのタイプです。細かい場所のはんだ付けには便利のように見えますが、実際の作業でえる場面はほとんどありません。
何故ならば小さな部品でも基板に接ていれば大きな熱容量が必要な為、点接触では必要な熱量が供給できからです。
①チップ部品のはんだ付けに使う

②引きはんだに使う

C型

BC型

 BC型 はんだこて先 円すい、または円柱を斜めにカットした型でワークにあったカット面のサイズが選べる,。母材に合わせ
てあてかたを変えて、接触面積を調整できるので、ほとんどの作業に使用できます。
2C、3C、4Cの3つがあれば万能です。BC型は下側へいくほど太くなる形状なので、同じサイズでもBC型の蓄熱量の方が大きくなります。丸い枠状のこて先を、斜めにカットした形状がC型です
①チップ部品のはんだ付けに使う

②引きはんだに使う

D型 D型こて先 マイナスドライバー型で、線・面の2つのあて方が可能なタイプ ,ワークにあった幅(先端のサイズ)が選べて、どんなはんだ付け作業にも対応できます。 その特徴ゆえに、B型と同様にはんだ付け技術が要求される場面もあります。面状の母材にあてやすいで、プリント基板のパターン面やシルドケースの接合などに向いていす。チップ部品のはんだ付け用に、ターンの太さに合わせて0.6D、1.21.6D、2.4Dなどがあります。 1.1や2.4Dあたりがあると便利です。 ①リード線の予備はんだに使う

②ポイントはんだに使う

I型 I型半田ゴテ先 先端が細い円すい型で、狭ピッチなどに最適な極細タイプ、0603などの微小部品や、携帯電話など高密度実装の基板の修正などに最適です。しかし、その細さゆえにその熱容量も小さく、熱が充分ワークに伝わらないケースもあって未はんだ(赤目)にならないよう注意が必要です。① 微小部品(0603など)のはんだ付けに使う

②狭小スペースのはんだ付けに使う

J型 J型はんだこて先 型・I型の先端を曲げた型で、面と点の2つのあて方が可能なタイプ。引きはんだ、ブリッジ修正などに使用します。

先端を立てれば点、寝かせば面ができるので幅広い用途がある。

①ブリッジの修正に使う

②微小部品(0603など)のはんだ付けに使う

③引きはんだに使う

K型 K型はんだこて先 ナイフ型で、線・面・点の3つのあて方が可能なタイプ。熱容量が大きく、横向きにすればリード線2本を同時に温められるので、部品を外すなど直し(リペア)作業に使われます。①引きはんだに使う

②狭小スペースのはんだ付けに使う

③ブリッジの修正に使う

クワッド型 クワッド型はんだこて先  クワッド、トンネル、スパチュラの3つの型でリワーク環境をサポート。複数のピンやリード線を一度に温めるタイプで、SMDのリワークなどに使用します。
クワッド型はQFPの取り外しに最適な型です。
 クワッド型はQFP(Quad Flat Package)半導体パッケージの取り外しに最適な型です。

コテ先の劣化、交換

コテ先は、使い続けると必ず酸化したり劣化してしまいます。
酸化の最大の要因は、こて先温度の高すぎです。こて先が酸化してしまうと、黒や紫の酸化膜で覆われてしまい、はんだをはじいてしまいます。

酸化膜で覆われたこて先

酸化膜で覆われたこて先

また、通常は鉄鍍金で覆われているコテ先の銅棒から、半田付けの際に銅成分が溶け出しヘコンだりやせてしまうのが「食われ」と呼ぶ劣化です(鉛フリーはんだでよく起こります)。

ハンダ食われ

ハンダ食われ

また、銅棒に施されている鉄やはんだの鍍金が消失してしまう劣化もあります。
さらに、高温のコテ先を水などに浸けて急冷した時に起こるヒートショックも劣化の原因になります。
酸化や劣化したこて先は、早めに交換しなければ適性な半田付けは行えません。

こて先の取り替え手順

電源をOFF

電源を入れたままヒーターを露出すると、大気中に放熱するため、ヒーターが赤くなるほど過することがあって火傷の恐れがあります。

ナット外す

プライヤーやペンチで袋ナットを緩め、外します。
袋ナットは高温に熱せられているので、直接、手で触れないように注意します。こて先取り替えセラミック1

保護パイプ外す

保護パイプをラジオペンチで挟んで外します。
保護パイプも高温に熱せられているので、直接触れないように注意します。

こて先取り替えセラミック2

こて先を交換

こて先を新品のものと交換します。
外した時と逆の手順で、保護パイプを挿し込み、袋ナットでしっかり締めます。
袋ナットを締め付けすぎるとヒーター が割れてしまうので、軽く締める程度
にしておきます。

こて先取り替えセラミック3

こて先の構造

半田ごてのこて先は、ヒーターの熱を蓄積やすく、母材に熱を送りやすいように、熱伝導率の良い銅棒が使用されています。

しかし、銅ははんだに浸食されやすいため、浸食防止のためにこて先の表面は鉄でメッキされています。そしてさらに、先端部分ははんだ付け特性を高めるために半田メッキが施されています(半田メッキといっても、鉛の含有率の少ない錫メッキです)。先端以外の部分には、クロム鍍金が施されています。
メッキは、はんだ付けの作業性をあげるためと劣化を防ぐためのものですから、汚れたからといってやすりで磨いたりするとメッキが損なわれてしまい、かえって劣化を早めることになるので絶対にやってはいけません。劣化したこて先は早めに交換しましょう。

こて先の構造

動画 はんだ付け  こて先の種類

関連記事:

はんだゴテの賢い選び方、使い方

はんだ関連グッズの選び方、使い方

参考文献:
1.はんだい付けのおはなし 著者:大澤直 日本規格協会
2.はんだ付けの職人技 著者:野瀬昌治 技術評論社

スポンサーリンク
facebook Like Box
Google+
  • このエントリーをはてなブックマークに追加

コメントをどうぞ

メールアドレスが公開されることはありません。 * が付いている欄は必須項目です