はんだ付けプロセス完全ガイド:手順・種類・工具・鉛フリーはんだ
はんだ付けプロセスとは
はんだ付けは、はんだを使用して2つの異なる金属部品を接合するプロセスです。はんだがスズと鉛の合金で、接合が必要な表面で溶融されます。
600°F(約316℃)以上で加熱されたはんだごてを使用して接合を行います。これははんだの融点以上の温度です。はんだごては電気接続または直接火で加熱し、はんだを溶かします。冷却時に接合が形成されます。
強力な永久接合を作るために使用され、主に電気技師がプリント基板で使用し、配管接合にも広く利用されます。はんだコアにはフラックスが含まれ、接合部の機械的特性を強化・改善する材料として機能します。
当初は鉛ベースのはんだ(鉛はんだ)が使用されていましたが、時代とともに鉛フリーはんだが増加しています。鉛フリーはんだはビスマス、黄銅、銅、アンチモン、インジウム、スズ、銀などで構成されます。
はんだ付けで使用されるフラックスはロジンフラックスで、接合部に機械的強度と電気的接触を付与します。油、汚れ、酸化物を含む表面でも良好な効果を発揮し、酸化防止と化学的洗浄効果があります。場合によってはウェッティング剤を塗布して表面張力を低減します。
はんだ付けで使用されるハンドツールは「はんだごて」で、通常電源で駆動します。金属合金の融点以上に加熱され、はんだが溶融・接合点間に流れ込みます。絶縁ハンドルと尖った金属先端を持ち、先端の清潔さと鋭さが良好なはんだ付けに影響します。濡れスポンジで先端を清掃し、はんだ吸い取り器(はんだシュッター)で余分なはんだを除去します。
はんだごてより高熱が必要な用途には「はんだガン」を使用。シートメタル、高密度電子基板、ステンドグラスに適し、迅速・確実・完璧な作業が可能です。
はんだ付けの種類
はんだ付けは3種類あり、より高温を用いて段階的に強力な接合を実現します。特定の接合強度を得るために使用されるタイプ:
- 軟ろう付け:フィラーメタル融点約400℃。液相線温度350℃未満の鉛含有合金を使用。低温のため熱応力が少ない部品向け。機械的負荷用途には不向き。高温曝露で強度低下・溶融するため高温用途不可。
- 硬ろう付け(銀ろう付け):黄銅または銀を使用。融点450℃以上でバーナートーチで達成可能。強力な接合が得られる。
- ろう付け(ブレージング):第3のはんだ付けタイプで、非常に高融点金属を使用。硬ろう付けとプロセスが類似し、融点も450℃以上。接合部品を十分に加熱し、はんだ金属を間に配置して溶融・接合剤として機能させる。
はんだ付けの実施手順
- はんだの溶融
- 部品の洗浄
- 基板(PCB)の配置
- はんだの供給
- 洗浄
以上、はんだ付けプロセスの定義、種類、工具、鉛フリーはんだ、実施手順について解説しました。電子工作・配管作業の基礎知識としてお役立てください。
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