はんだ付けの方法 - 初心者のためのはんだ付けガイド

電気工学の専門家から趣味のDIYまで、多くの人が日常的にはんだ付けという技術を使って、機器の組み立て、メンテナンス、トラブルシューティングなどの作業を行っています。

はんだ付けは、回路構築、PCBアセンブリ、電子プロトタイピングに関わる仕事で特によく必要とされます。はんだ付けは、2つ以上の面を接合する非常に便利で効果的な技術であることが、一般的な実例で広く知られています。

はんだ付けは、さまざまな材料や部品を互いに接着するための一般的で簡単な方法です。はんだと呼ばれる少量の金属合金と、はんだごてと呼ばれる熱を持った道具を使って行います。はんだ付けをするときは、通常、高温のコテ先を使い、接合する部品や表面の間にある少量のはんだ合金を溶かします。

はんだ付けされた部品は、冷えて固まると、永久的な結合とみなされます。このはんだ付けによって、部品と部品の間に安全な導電性（回路用）および防水性（配管用）の接続が実現されます。しかし、硬化したはんだは通常、十分な熱を加えることで再溶解し、かなり簡単に取り除くことができます。このため、はんだ付けされた部品を分離したり、必要に応じて再加工したりすることが可能です。この工程を「はんだ除去」と呼びますが、これについては後述します。

この初心者向けガイドでは、いくつかの異なる状況や部品の種類に応じた適切なはんだ付け技術の概要を説明するとともに、はんだごてやその他の主要ツールを安全かつ正確に使用する方法についてヒントを提供します。また、一般的な機器の使用やメンテナンスに関する基本的な質問に答えながら、さまざまな作業に最適な製品、キット、はんだごてアクセサリーのタイプについて説明します。

危険な道具や状況を伴うすべてのDIY作業と同様に、はんだ付け作業の準備においても、安全に対する意識は常に最優先事項です。これには、作業を開始する前に適切なPPE機器を備えていることを確認することが含まれます。また、周囲の環境を整え、不要な危険性を可能な限り排除することも大切です。

また、作業を行う前に、安全にはんだ付けを行うための重要な基本事項を知っておくことが重要です。初心者が、自分自身や道具、環境に対するリスクを最小限に抑えながら、正しくはんだ付けをするためには、さまざまな点に注意する必要があります。

最も危険なのはハンダゴテの先端で、本来の性能を発揮するためには非常に高温になる必要があります。コンセントに直接差し込み、手動による温度調節（はんだ付けステーションの機能で、コテの性能を微調整できる）ができない基本的なモデルでも、通常は約400℃まですぐに加熱されます。これは、取り扱いを誤ると大やけどをするほどの高温です。

より高度なモデルやさまざまな付属品には、様々な安全機能が内蔵されている場合があります。しかし、はんだごてキットの一部として購入したものであっても、不用意に使用すると重大な怪我を引き起こす可能性が十分にあります。

はんだ付けには、高熱に加え、いくつかの危険性が潜んでいます。特に、はんだ材料は、エアポケットや不純物によって過熱されると「噴き出す」ことがあるので、注意が必要です。そのため、特に初心者は保護メガネが必須です。

さらに、はんだペーストやコンパウンドの多くは、鉛やロジンなどの有害物質を含んでいます。はんだ付けの道具や材料を扱う際には手袋を着用し、作業場の換気をよくしてから作業を始めましょう。

• すべての製品の説明書と安全ガイドラインをよく読み、共通のリスクについて確認すること
• はんだの成分表や説明書をよく読んでください。ラベルに潜在的毒性について十分な情報が記載されていない場合は、供給者または製造者に直接確認すること。
• 作業場所が清潔で、整頓され、安定しており、発火源がないことを確認する。
• 換気の良い場所で作業していること、適切な排煙設備があることを確認する。
• 必ず保護眼鏡を着用し、材料の取り扱いには耐熱手袋を使用する。
• はんだごてには、サイズやワット数など、さまざまな種類があり、それぞれ用途に使用されています。
• ツール本体、ケーブル、プラグに目に見える損傷がある場合は、はんだごてやその他の電気機器を使用しないでください。
• 最寄りの消火器と非常口の場所を常に把握しておくこと

• 通電中の回路、端子、接続部、部品のはんだ付けは絶対にしないでください。
• 配線パッドや湿らせたハンダスポンジなど、ハンダごてのメンテナンス用品を身近に置いて、使用中にハンダごてに材料が付着しないようにしましょう。
• はんだごての絶縁された持ち手（「ワンド」と呼ばれることもあります）以外の部分には触れないようにします。
• はんだ付けをする（または最近した）表面や部品を持つときは、必ずピンセットや手袋を使用してください。
• 溶融した合金の飛散に注意し、はんだを溶かすときは常に保護眼鏡をかける。
• はんだごてを使用しないときは、必ずクレードルまたはスタンドに戻し、作業面、テーブル、ベンチ等に直接置かないでください。
• スタンドに十分な重さがあり、ケーブルが引っかかっても簡単に倒れない安定性があることを確認してください。
• やけどをした場合は、すぐに冷水に10～15分以上つけてから、必要な応急処置（英語）をしてください。
• はんだごてやステーションを放置する場合は、必ずコンセントのスイッチを切ってください。

一般的なはんだ付け作業には、作業の種類に関係なく多かれ少なかれ適用されるコツやテクニック、経験則が数多くありますが、特定の作業には、より特別な方法が必要な場合があります。また、はんだごてのアダプターやアドオンを購入することで、特定の作業をより簡単に、より効率的にすることができます。

以下のセクションでは、はんだ付けのさまざまな分野、種類、テクニックを紹介します。はんだ付けをより幅広く行えるようになるために、ぜひ知っておいてください。

多くの人にとって、「日常的な」はんだ付けの作業は、既存の電気接続を修正または改善することかもしれません。多くの場合、配線をはんだ付けする方法、より具体的には、2本の配線を一緒にはんだ付けする方法を紹介します。これは、一般的にはんだ付けの仕事のかなり標準的な、一般的な例として考えられ、標準的なツールや材料の基本的なセットを使用して達成することができます。

回路基板のはんだ付けには、電子部品のはんだ付け、特にプリント回路基板への部品実装に用いられるいくつかの異なる技術があることに注目する必要があります。ほとんどのPCB部品は、スルーホール方式と表面実装方式の2つの方法のいずれかで実装されるように設計されています。どのような場合でも、正しい方法は、作業している基板と部品のタイプによって決定されます。

銅管の正しいはんだ付けの方法を知ることは、別の仕事として重要です。銅管のはんだ付けは、他のほとんどの接合部（特に電気／PCB作業）とは異なり、漏れのない接合部を実現することが目的です。目標は、2本以上のパイプに信頼できる一貫した水流を確保することです。

そのため、通常の卓上はんだ付け作業とは異なる道具やテクニックが必要となります。特に、ダクトや配管の作業にはガスブロー用のトーチや専用の配管用はんだごてが必要です。その結果、接合部を実際に加熱してはんだで封止する物理的なプロセスも異なってきます。

良質なこて先の交換は、はんだごてにおいて最も重要なパーツのひとつであり、充実したキットには欠かせないものです。はんだ付けの際に、こて先の熱を合金に伝えて溶かし、2つの部品やワークの接合部に流れ込ませるという、最も重要な役割を担っています。

これらのこて先には、特定の作業に適したサイズや形状のものが数多くあり、「ビット」と呼ばれることもあります。最も人気のあるはんだごてのこて先の種類は、以下のとおりです。

ハンダごては、ハンダと呼ばれる少量の可溶性金属合金をコテ先で加熱して高温にし、ハンダ付けを行うための主要な工具です。ハンダゴテは通常、コンセントに差し込み、発熱体を含む細長い金属製のコテ先を介して電気的に熱を供給します。

ハンダ付けステーションは、単体のハンダごてに制御ユニットを追加した、少し高度な製品のベースとなるものです。デジタル式とダイヤル式（最近はダイヤル式が主流）があり、作業内容に応じて温度を設定することができます。また、はんだ槽の付属品を購入することで、ベースモデルのはんだ槽にさまざまな機能を追加することができます。

はんだは、融点の低い金属合金で、はんだごてと一緒に使用して、融点の高い2つの金属を恒久的に接合するものです。はんだの大部分は、コイル状の配線、またはペレット状で、さまざまな用途や接合部に適した直径やゲージのものがあります。

はんだペーストは、プリント基板や表面実装電子部品の接続に最適です。これは、粘着性のある滴下しない化合物で、しばしば印刷や塗装によって基板に塗布されます。はんだ粒は、特定のタイプのはんだ付け装置や錫メッキるつぼに使用することもできます。

はんだごての先端を定期的に洗浄しメンテナンスすることは、はんだ付けの安全性を高め、より効率的なはんだ付けを行うために重要なことです。

はんだごての洗浄剤としては、例えば以下のようなものがあります。

• 鉄ブラシ
• ハンダゴテ洗浄用スポンジ（湿式使用）
• 金属ウール（乾燥使用）-「真鍮スポンジ」と呼ばれることが多い
• よりこて先の洗浄キットは、洗浄プロセスの一環として、こて先全体に微細なはんだ層を残すこともできます。これは、時間の経過とともに工具の酸化を防ぐのに役立ち、交換可能なこて先の寿命を向上させます

はんだ付けは、以前にはんだ付けした接合部、表面、または部品から硬化したはんだ材料を取り除くプロセスです。十分な注意と専門知識があれば、通常のコテを使って行うことができます。しかし、この作業をより簡単に、よりきれいに行うための専用ツールやはんだ除去用アクセサリーが数多く存在します。以下はその例です。

• はんだ除去用モールド（またはウィック）
• はんだ除去ガン・ポンプ
• はんだ除去ガンの先端