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はんだごての使い方、選び方【図解】

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はんだごて DIY女子

半田ゴテ 使い方

はんだごての正しい持ち方

はんだごての持ち方には、ペンホルダー、パワーハンド、シェークハンドの3つの持ち方がありますが電子工作では、こて先のあてかたをコントロールしやすいペンホルダーが一般的な持ち方です。

ペンホルダーなら、こて先にあまり力が入らず細かな作業に適しています。

半田持ち方

半田持ち方 ペンホルダー式

又、はんだ付けは手先の細かな作業が多くまた、作業が長時間に及ぶことありますのでリラックスして疲れのたまらない姿を心がける。

準備:

半田ごて・コテ台・はんだを準備する。
コテ台のスポンジに水を含ませる。 (湿るぐらい)
半田付けする部品や基板、その他の工具も準備。
準備完了後、はんだごての電源を入れる。
2~3分、半田コテ先が温まる迄待つ。
温まったら、こて先を確認し、こて先が「銀色」の時はそのまま、はんだつけ作業にできますが「黒や茶色」の場合はこて先が「酸化物」で汚れているので「こて先掃除」が必要です。

 半田小手先 手入れ、先端掃除

写真がこて台のスポンジです。
こて先でスポンジをなでるようにして、こて先を銀色にしまし、清掃をします。

半田ゴテ 置き台

半田ゴテ 置き台

おすすめ  goot はんだこて台こて専用 ST77

●クリーニングスポンジ付きで快適にお使いいただけます。

作業中のこて先には、すぐにはんだのかすやフラックスの焼けた不純物が付着してしまいます。
こて先が汚れた状態のままはんだ付けを行うと、母材に熱が伝わらなくなり、さらに流し込んだはんだにこれらの不純物が混じってしまい、深刻なはんだ付け不良を引き起こします。

半田コテ先汚れ

半田コテ先汚れ

こて先は常にきれいに保つてぴかぴか光つていることが熱を効率よく伝えるための絶対条件ですから、こて先のクリーニング材は必需品です。

クリーニング材の一般的なものとして、耐熱性のスポンジがあります。通常こて台にセットになって付いています。このスポンジに水を含ませて使いますが、水を浸しすぎるとこて先をあてたときに温度が急激に下がりすぎて、ヒートショツクといつて、こて先の劣化の原因になります。

そのため、使うときにはある程度水を絞って使います。そして作業中に乾燥してしまったら、その都度水を含ませます。
スポッジには穴や切り込みが入っているので、こて先の汚れをそこでこそぎ落とします。

フラックスでコーティングされたワイヤにこて先をぐさぐさ刺して使うクリーニングワイヤもあります。こて先の酸化を防ぎ、ヒートショックがなく細いこて先の掃除に向いています。

半田クリーニングワイヤー

半田クリーニングワイヤー

おすすめ goot こて先クリーナー ST-40

●水がいらないコテ先クリーナーです。

●コテ先クリーニング時の温度低下が少ないです。

●ノンフラックスタイプです。

半田小手先のサイズ 選択

図のように2種類のコテ先がある場合、同じ温度・ワット数であれば太いコテのほうが、面積も大きく熱伝導率が高いため、細いコテ先を使うよりもはんだがつけやすい。

細いコテを使い350℃の温度ではんだ付けを行おうとしたが、はんだが溶けにくかった場合、温度を上げずにコテ先を太いものに変えたほうがはんだ付けを行い易くなる。

仮に細い半田ゴテのままで、温度を380℃まで上げるとすると、加熱によってフラックスが焦げ、はんだごての先に焦げ付きができてしまい、更に熱伝導が悪くなり、はんだが付きにくくなる。また、電子部品にとっても過度な加熱は悪影響をもたらしかねないので、太いコテ先に変更することが最適な方法です。

部品も小さく、はんだ付け部も小さい場合、熱効率よく伝えようと思えば太いコテ先を使うほうが望ましい。しかし、極小なはんだ付け部には太いコテは適合しない。こうしたことからあまりに極小なプリント基板のはんだ付けでははんだごてよりもリフロー炉を使用したほうが生産性、品質の確保が容易である。

コテ先のサイズと熱伝導に注意

コテ先のサイズと熱伝導

半田付け コツ  ポイント

コテ先がきれいになったらはんだつけ作業を開始します。

まずはんだごてを基板の「ランド」というはんだ付けするところ (銅色の部分) に当て、はんだごての熱でランドと部品の足 (リード線) を3~4秒くらい熱を加えて予熱します。

「いち、に、さん、し、・・・」とゆっくり数えながらはんだ付け時間が3~4秒になるようにします。

半田付け予熱

図 半田付け予熱

次に、こて先にはんだを軽く押し当てます。
はんだの先が溶け始めたらそのまま一気に押し当てて、はんだがランド全体に流れていくまで溶かし続けます。

半田溶かす

図 半田溶かす

はんだが富士山型になったら、先にはんだを離します。
はんだごては、まだ当てたまま。

半田を離す

図 半田を離す

最後にはんだごてを離します。
これで完成!

半田ゴテを離す

図 半田ゴテを離す

【はんだ付け  作業手順(初級編)  動画

ポイント1: 半田ごては充分熱くしてから使う

半田ごては電源を入れてから熱くなるまでに2~3分以上、必要です。
作業をする時は、こてが充分に温まってから半田付けを始めましょう。

また、半田ごてをこて台に乗せる時には、写真のようにコテの太くなっているところを台に置く、こて先を台に直接、置くと熱が台に逃げて温度が低下します。

ポイント2: こて先を寝かせよう

こて先は尖っているので、半田ごてを立てて、基板に当てると尖った部分しかランドに触れず、一度に伝えられる熱量が少なくなります。半田付けは熱を一度に伝える方がうまくいくので、コテ先の銀色部分が可能な限り多くランドに触れるように、こてを寝かせてランドに当てるようにします。

こて先を寝かせ

こて先を寝かせる!

ポイント3: 半田を当てるのはランドが温まってから

ランドが温まったらコテ先に半田を当てますが、すぐに溶けない場合があります。
そのときは、こて先の温度が低かったり、こて先が汚れている場合が多いです。
こて先が汚れていたら、こて先の掃除を行いましょう。

 はんだ付けの見分け方

良いはんだ付け

良いはんだ付けは、外観がきれいです。

逆に、「良くないはんだ付けは外観も悪い」です。
良い事例を覚えれば、失敗しなくなります。

ポイント①  ランドとリード線の両方に半田が完全に付いている
どちらにもしっかり熱が伝わっているので半田がよく溶けています。

ポイント② 表面が滑らか (凸凹していない)
滑らかなのは半田がよく溶けているからです。

ポイント③ 山のような形状をしている
表面が山のような形になるのは表面張力 (ひょうめんちょうりょく) という、液体の持つ特徴によるものです。これも半田がよく溶けているからです。

良い半田事例

良い半田事例

悪いはんだ付け

下は悪いはんだ付けの事例です。

 目玉はんだ

ランドにははんだが流れていますが、リード線に半田がありません。
信号がながれません、原因はリード線に熱が伝わってないか、リード線が汚れているためです。

目玉はんだ

目玉はんだ

イモはんだ

目玉はんだとは逆に、リード線だけにしか半田が付いていません。

原因はこて先が、しっかりランドに付いていなかったのでランドの温度が低かった為です。

イモはんだ

イモはんだ

 ブリッジ

はんだ付けする場所2か所が半田でつながって (ショートして) しまっています。
せっかくきれいに半田付けできても、これでは電気が正しく流れませんし、このままスイッチを入れたら部品を壊してしまう恐れもあります。

ブリッジ

ブリッジ

半田こて温度管理

共晶ハンダ、鉛フリーハンダともにコテ先温度は 360℃を超えないようにしてする。

共晶ハンダでは多少のコテ先温度の安全余裕がありますが鉛フリーハンダの場合、余裕がありません。鉛フリーハンダを使用したり、母材が大きくなる、グランドパターンにつながったパターンなど、ハンダが溶けにくくなると、一般的にコテ先温度を上げて対処しようとします。

しかし、ハンダが完全に液体化し、母材に十分濡れ、適正な拡散が起こり、機械的強度も最大とするための 最適温度は 250℃±10℃です。ハンダと接合部をこの温度に持っていくためには、 こて先温度は 約350℃程度必要となります。

これより低いと、ハンダが十分に濡れず(広がらず)、フラックスも十分に効きません。 これより高いと、フラックスの分解・蒸発、ハンダの酸化が起こり 半田不良が発生します。 これらは、イモはんだ、ハンダはじき、つの、つらら、ザラつきなど トラブルの大元となるのはもちろん、機械的・電気的にも好ましくなくなります。

半田こて温度測定器は各メーカーより色々、市販されています。

白光 こて先温度計 FG100

★ 鉛フリー対応センサー
・温度反応の良い極細センサー
・使い捨てセンサーで常に高精度(測温部が消耗してきたら交換)

★ オートシャットオフ機能
・電源を入れた状態で100℃以上の温度が3分間計測されない場合は、自動的に電源がOFFに。

エンジニア コテ先温度計 SD-07

正確な温度計測によりコテ先の酸化と半田割れによる市場クレームを防ぎます。

●センサーに0.1φの熱電対タイプK(CA)を採用し、素早いレスポンスで、精度の高い温度を表示します。

●センサー部から回路までは、クロメル・アルメル以外の第3種の金属を使用していません。従って異常起電力が発生せず、温度表示が正確です。

まとめ

はんだごてを購入する際は用途、目的を考えて、少し高価なモノであっても長い期間使用するものなので信頼性のある、丈夫なモノを選択するのがベストです。

はんだごてを購入の際はセット購入のほうは長期間の使用を考えた場合、割安になります。

高機能のハンダゴテは価格が高いですが質の高いハンダ付けが楽にできるようなります、作業性&品質を考えると高性能のはんだごての方がトータル的には安いモノになります。

関連記事:
はんだゴテ先の選び方、使い方

はんだ関連グッズの選び方、使い方

*半田ゴテの選び方、使い方、手入れについては下記の文献に更に詳細な内容が記載されています。

参考文献:
1.はんだ付けのおはなし 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
3.見ればわかる!正統派のはんだ付け[動画DVD付き](SP No.129) (トランジスタ技術SPECIAL)

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