表面実装コンポーネントは、その名前が示すように、古いコンポーネントのように穴に取り付けるのではなく、基板の表面に取り付ける必要があります。 SMD（表面実装素子）は、軽量、安価、小型で、設置可能です。 親しい友人友達に。 これらの要因は、他の要因と同様に、今日の社会に影響を与えています。 幅広い用途リード線のないコンポーネント。
比較的安価なツールもたくさんありますが、 簡単な方法 SMDのはんだ付けおよびはんだ除去に。
はんだ付けツールSMD
- 温度調節可能なはんだこて。温度制御のない 10 ドルのツールは、SMT のはんだ付け方法を学ぶのに最適なツールとは言えません。 最愛の人なんて必要ないよ はんだ付けステーションただし、温度を制御できなければなりません。
比較的安価な 50 ドルの調整可能なはんだごてには、0 から 5 までの温度制御ノブが付いています。よく知られた ST3 くさび形の先端が付属しており、チップ コンポーネントには幅が広すぎるかもしれませんが、それでもはんだ付けには非常に一般的に使用されています。 多くの人は、ST7 または ST8 テーパーブレードを使用する方が快適に作業できるでしょう。 ミニウェーブ ノズル ST5 は、QFP、QFN、PLCC、SOIC パッケージの部品のはんだ付けに便利です。 切断面の小さなくぼみにより、マイクロ回路のピンの列全体に分散するのに十分な量のはんだを保持できます。
- 半田。表面実装コンポーネントを手はんだ付けするには、直径 0.015 インチ (0.4 mm) のワイヤの形の 60/40 錫鉛合金が必要です。 コネクタを基板に固定する必要がある場合は、合金内の鉛の量が多くなり、より太いワイヤが必要になる場合があります。
- はんだ付けテープ。手はんだ付けには欠かせないものの一つです。 はんだスクレーパーとも呼ばれ、はんだの除去に役立ちます。 薄い生地で織られています 銅線長い三つ編みで、中にフラックスが入っていることもあります。
- ピンセット。先端が平らなグリッパーは、小型チップ部品を移動および保持するために不可欠です。 先端が曲がっているものはとても便利です。 これらは約 5 ドルで入手できます。
真空ピンセットを使用して持ち上げて元の位置に戻す人もいます。 小さなコンポーネント.
- フラックス。 SMD ボードを手動ではんだ付けするときに常に使用されるわけではありませんが、これなしではいられない人もいます。 フラックスは、線が細いほど溶剤が少なくなるため、既製の線はんだでも使用できます。 はんだ付け中、素子の脚は複数回加熱されるため、少量の外部フラックスを追加することが重要です。
- 懐中電灯付きの虫眼鏡。いずれにせよ、小型素子をはんだ付けするときは、大量の光と拡大鏡が必要です。 OptiVisors のような、2.5 倍に拡大し、照明ランプを内蔵した優れたヘッドレンズもあります。
作品を確認するには、10 倍の拡大鏡が必要です。 これらの拡大鏡には懐中電灯が内蔵されているものもございます。
テープはんだ除去技術
はんだ除去を行うには、銅製のピグテールを素子の脚に置き、その上に熱いはんだごてを当てます。 熱とフラックスが錫をその上に引き寄せます。 何も機能していないようであれば、編組のもう一方の端を使用します (編組の小片がスプールから切り取られています)。
場合によってはピグテールを高く上げて、はんだごてが当たる部分からピッグテールに沿って上に向かって熱を奪っていきます。
編組をきれいにするには、フラックスをさらに追加する必要があります。
2ピン素子のはんだ付け
抵抗器やコンデンサーなどの部品は、不均一な加熱により割れてしまうことがよくあります。 両端を同時にはんだ付けします。 ピンセットを使用して部品を基板上に保持します。 片側に少量のはんだを塗布して、要素の端とパッドの間にきれいなフィレットを作成します。 理想的には、端に巨大なブリキのボールができず、滑らかなブリッジが得られるべきです。
すべてが間違っている場合は、銅編組を使用して取り外します 余分なはんだ.
SOICおよびその他の多ピンICのはんだ付け
ピンセットまたは吸盤を使用して SOIC (小さな回路) を保持します。 集積回路） ボード上の。 マイクロ回路のピンの 1 つ、できれば電源ピンをはんだ付けします。 次に、反対側のもう一方の電源端子をつかみます。 他のすべての脚がパッドの上に揃っていることを確認してください。
残りの脚を接続します。最も外側の、はんだ付けされていない接点から始めて、はんだをウェーブ状に塗布し、必要に応じて錫線をはんだごての先端に送ります。 チップが過熱しないように、この操作をできるだけ早く行ってください。
たるみを取り除く
はんだ付けが完了したら、チップ素子の脚を検査します。 それらの間にある小さなブリッジは、フラックスに浸したはんだごてで素早く加熱することで簡単に除去できます。 厚いジャンパーは、はんだテープを使用してよく知られた方法で取り外されます。
スキーム 手作りセンサー水漏れ
そこで、はんだ付け方法を紹介することにしました SMDコンポーネント(「表面モンタージュの詳細」とは、部品の表面実装を意味します)。 一般に、何らかの理由で、SMD コンポーネントのはんだ付けは難しくて不便であるという意見があります。 そうでないと説得してみます。 さらに、SMD コンポーネントのはんだ付けが従来の TH コンポーネント (「スルーホール」 - スルーホールコンポーネント :)) よりもはるかに簡単であることを証明します。
正直に言うと、TH コンポーネントと SMD コンポーネントにはそれぞれ独自の目的と使用分野があり、SMD の方が優れていると説得しようとする私の試みは少し間違っています。 まあ、わかりました - とにかく、読んでみると面白いと思うでしょう。
どれか知っていますか 主な間違い初めてSMDコンポーネントのはんだ付けを行う方はいらっしゃいますか？ 
マイクロ回路の小さな脚を見ると、これらの小さな脚をはんだ付けし、脚の間に「鼻水」が入らないようにするには、どのような薄いチップが必要かという考えがすぐに浮かびます。 店では、薄い円錐形の先端を見つけて、はんだごてに取り付け、少量のはんだを拾い、針先で各脚を別々にはんだ付けしてみます。 それは長くて疲れて、きれいではないことがわかりました。 このアプローチは論理的であるように見えますが、根本的に間違っています。 その理由は次のとおりです。SMD コンポーネントのはんだ付けには、表面張力、濡れ力、毛細管効果などの「恐ろしい力」が必要であり、それらを使用しないことは、作業がはるかに困難になることを意味します。
理論的にはすべてがどのように進むべきでしょうか?はんだごての先端が脚に当てられると、湿潤力が作用し始めます。この力の影響で、錫が脚の四方八方から「流れ」始めます。 錫は毛細管効果によって脚の下に「引き寄せ」られ、同時に脚の下とボード上の接触パッドが「濡れ」始めます。 はんだは脚とともにパッドを均等に「充填」します。 はんだごての先端が脚から外され、はんだがまだ液体の状態にあると、表面張力によってはんだから液滴が形成され、はんだが広がって隣接する脚と融合するのを防ぎます。 これらのように 複雑なプロセスはんだ付け時に発生します。 しかし、これらすべてのプロセスは自動的に行われ、必要なのははんだごての先端を脚に（または一度にいくつか）持ってくることだけです。 本当に簡単ですか?!
実際には、非常に小さな SMD コンポーネント (抵抗、コンデンサなど) のはんだ付けには、はんだ付け中にチップに「付着」する可能性がある特定の問題があります。 このような問題を回避するには、それぞれの面を別々にはんだ付けする必要があります。
良好なはんだ付けを行うには、特定の材料と工具が必要です。
主原料快適なはんだ付けを実現します。 液体フラックスです。 はんだ付けされる金属の表面から脱脂および酸化物を除去し、濡れ力を高めます。 さらに、はんだはフラックス内に液滴を形成しやすくなり、「鼻ブリッジ」の発生を防ぎます。ロジンやワセリンのフラックスにはそのような効果はありませんが、液体フラックスを使用することをお勧めします。 液体フラックスが店頭に並ぶのは珍しいことではありません。購入するのは問題ありません。 アセトンを思わせる嫌な臭いのある透明な液体のように見えます（私が購入したのは「F5 – 微細電子機器のはんだ付け用フラックス」というものです）。 もちろん、アルコールロジンを使用したはんだ付けを試すこともできますが、第一に、効果は悪化し、第二に、凍結したロジンをアルコールで除去した後、ハンダ付けが残ります。 白色塗装、これを除去するのは非常に困難です。
次に重要なのははんだごてです。。 温度制御があれば非常に便利です。コンポーネントの過熱を心配する必要はありません。 最適な温度 SMD コンポーネントのはんだ付け温度は 250 ～ 300 °C の範囲です。 温度制御機能付きのはんだごてがない場合は、こて先温度が低い低電圧はんだごて (12v または 36v 電力 20 ～ 30w) を使用することをお勧めします。 最悪の結果は、通常の 220v のはんだごてによって生成されます。 問題は、こて先温度が高すぎることでフラックスが急速に蒸発し、はんだ付け面の濡れ性が悪化することです。 高温のため、脚を長時間加熱することはできません。このため、はんだ付けは基板を刺すような神経質な作業になります。 この状況から部分的に抜け出す方法として、電源レギュレーターを介してはんだごてをオンにすることをお勧めします（回路は非常に単純ですので、自分で作るか、ランプ店で調光器として販売されている既製のものを購入してください）。ランプとシャンデリア）。
はんだこて先均一なカットが必要です (これは、「ドライバー」などの古典的な「手斧」または 45 度のカットのいずれかです)。 
コーンチップは SMD コンポーネントのはんだ付けには適していません。これを使ってはんだ付けしないでください。問題が発生する可能性があります。 とても 良い結果「マイクロ波」のような痛みを与えます。 知らない人のために説明すると、これは作業面に穴が開いた刺し傷です。 この穴とそこに生じる毛細管効果のおかげで、はんだを塗布できるだけでなく、余分なはんだを効果的に除去することもできます（電子レンジはんだ付けを試した後、残ったこて先は箱の中で放置されていました）。
半田。 特別なはんだは必要ありません。通常使用しているはんだを使用してください。 細いワイヤーのはんだ付けは非常に便利で、塗布が簡単です。 直径0.5mmのワイヤーを使用しています。 鉛フリーはんだは使用しないでください (鉛は有害であるため、電子機器メーカーに鉛フリーはんだへの切り替えを強制しようとしています)。 はんだに鉛が含まれていないため、表面張力が大幅に低下し、通常のはんだごてではんだ付けが困難になります。
やはりピンセットが必要ですね。 ここには特別な機能はありません。便利なものであれば何でも構いません。
はんだ付け技術は非常に簡単です。
SMD コンポーネントをコンタクトパッド上に置き、液体フラックスで十分に湿らせ、はんだごての先端をコンポーネントに当てます。先端からのはんだがコンポーネントの接点と基板パッドに流れ、はんだごてを外します。 準備ができて！コンポーネントが非常に小さいか大きい場合 (チップが両側を同時に掴めない)、ピンセットでコンポーネントを保持しながら、それぞれの面を別々にはんだ付けします。
超小型回路をはんだ付けすると、すると技術はこんな感じです。 脚が接触パッドに着地するように超小型回路を配置し、はんだ付け領域をフラックスで十分に湿らせ、外側の脚の 1 つをはんだ付けし、最後に脚とパッドの位置を合わせます (はんだ付けされた脚により、一定の制限内で超小型回路を「回転」させることができます)本体）、別の脚を斜めにはんだ付けします。この後、超小型回路がしっかりと固定され、残りの脚を安全にはんだ付けできます。 先端をマイクロ回路のすべての脚に沿って動かしながら、ゆっくりとはんだ付けします。 ジャンパーが形成されている場合は、チップから余分なはんだを取り除き、液体フラックスでジャンパーをたっぷりと潤滑して、再び脚の上に移動する必要があります。 余分なはんだは針で拾い上げられ、「鼻水」が除去されます。
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取り付けとはんだ付け SMD要素家庭で - 今日、基板の表面に取り付けることを目的とした SMD コンポーネントを使用した電子デバイスのアセンブリがますます一般的になってきています。 この設置技術は部品を最も高密度に配置したものであり、経済的には技術的に安価な製品です。 インターネット上では、このような電子部品の取り付け方法に特化した記事がたくさん見つかりますが、アマチュア無線家はそれぞれ SMD 部品の扱い方に独自の方法を持っているため、私の記事では、SMD 部品の取り付けに関する私のスキルを共有したいと思います。 表面実装電子部品に関しては、アマチュア無線初心者もゴッドファーザーも、SMD を扱う機会がまだありません。
注意！ すべての写真はクリック可能です。
必要な道具と材料
作業中に必要な工具や材料について少し説明します。 フラックスを塗布するには、適切なピンセット、針 (注射器を使用できます) が必要です。フラックスを塗布するには、太い針の付いた注射器、ワイヤー カッター、低融点はんだが必要です。また、部品自体が小型で取り扱いが難しいため、裸眼では虫眼鏡も必要になります。 そして理想的には、ヘッドルーペなどのデバイスを用意するのも悪くありません。たとえば、このブランドの MG81001-3LED - これは 3 次元レンズのセットと内蔵の拡大鏡です。 LEDバックライト。 そしてさらに 必須の資料 F-3 などの液体フラックス、または純粋なロジン粉末とアルコールから独立して調製されたフラックスが必要ですが、市販されている工業的に製造されたフラックスを使用することをお勧めします。
で 生活条件 SMD 部品を熱風ではんだ付けすることをお勧めします。通常のはんだごての代わりに、このための特別なはんだ付けステーションがあります。 電気ヘアドライヤー。 このような機器は今では大量に販売されており、中国製であれば価格も安くなります。 ここの写真にはそのような中国の装置が示されており、名前を発音するのは難しいですが、このステーションは約3年間、これまでのところ故障なく動作しています。
当然のことながら、先端が細い大きなはんだごては必要ありません。それがなければどこに行くでしょうか？ ここでの利点は、この技術を使用して製造された「マイクロ波」はんだ付けチップのセットにあります。 ドイツの会社 80年の経験を持つエルサ。 このセットには、さまざまな形状と目的のチップが含まれています。最も一般的な設計は、内部に凹みを備えたチップで、一定量のはんだが蓄積され、密集したレイアウトの部品を作業するときに便利で、部品間の固着の可能性も軽減されます。密集したマイクロ回路のピン。 交換用のはんだ付けこて先のセットを必ず購入してください。これにより、はんだ付けがより簡単になります。 このようなチップをまだ取得していない場合は、通常の薄い円錐形のチップを使用してはんだ付けできます。
工場のコンベア上 SMDの取り付け部品は特殊なペーストを基板に塗布することによって製造され、ロボットの助けを借りて部品が取り付け位置に配置され、それによってはんだペーストが付着し、基板はコンベアに沿ってオーブン内の加熱オーブンに送られます。所定の温度まで加熱します。 加熱プロセス中に、はんだペーストのフラックスが蒸発し、はんだが溶けて、部品とプリント基板の間に信頼性の高い接触接続が形成されます。
工場の技術をもとに、自宅工房で作品を再現してみませんか。 今ではソルダーペーストが家電量販店やラジオ市場などで幅広く手に入るので、購入するのは難しくないと思います。 ペーストを計量して基板に塗布するには、細い注射針を使用する必要があります。 一番思うのは 適切なオプションシリンジ自体が使用され、その中にペーストが引き込まれ、基板の接触パッド上に絞り出されます。 写真はそれをしない方法、つまり絞りすぎない方法を示しています たくさんの特にボードの左側に貼り付けます。
それでも、コンポーネントのインストール作業は続けます。 ペーストを塗布したパッド上に部品を配置します。現時点ではコンデンサと抵抗です。 レイアウトのこの段階では、ピンセットを使用しないわけにはいきません。たとえば、ピンセットの先端が曲がっている方が使いやすいです。
部品を一度だけ取り付ける場合は、もちろんピンセットを使わずに行うこともできます。たとえば、つまようじを取り、その先端にある種の粘着性の物質（おそらく同じフラックス）を塗布すると、部品をその上に取り付けることがかなり可能になります。サイト。 ここでは、誰かがどう適応するかが重要です。
部品の組み立てが完了し、所定の場所に設置したら、熱風による加熱プロセスが始まります。 低融点はんだは +178°C の温度で溶け始めます。熱風温度の値ははんだ付けステーションのレギュレータで +250°C 以内に設定し、ヘアドライヤーの先端を温度に置く必要があります。約 100 mm の距離で、ヘアドライヤーのノズルを徐々に基板に近づけながら、慎重に基板を加熱し始めます。 高温の圧力にはさらに注意する必要があります 気流, 強い圧力がかかった場合、高確率で基板上のパーツがすべて吹き飛ばされてしまいます。 同様に 鉱工業生産, 加熱炉内で加熱するとフラックスが蒸発し、はんだが溶けると色が変化し、徐々に濃い色から明るい色へと変化していきます。 下の写真はまさにその溶ける瞬間を示しています。
はんだが溶け終わったら、ヘアドライヤーのノズルをプリント基板の表面からゆっくりと離し、基板を冷まします。 写真は最終的に何が起こったかを示しています。 研究によると、部品の端に大量のはんだが落ちている場合は、その場所に余分なペーストがあることを示しており、はんだがほとんどない場合は、ペーストが不十分であることを意味します。
お住まいの地域にははんだペーストが存在しないか、価格が高すぎる場合があります。つまり、ペーストを使用せずにはんだ付けするオプションがあります。 この方法は写真で示され、超小型回路は例として機能します。 まず、コンポーネントが取り付けられるすべての場所を厚いはんだ層で覆う、つまり錫めっきを施す必要があります。
写真では、接触パッドがはんだで覆われ、一種のバンプを形成していることがわかります。 ここで重要な条件の 1 つは、はんだをすべての領域に均一に塗布することです。つまり、結節の高さが同じである必要があります。錫めっきを行った後、フラックスをシリンジからエレメントの取り付け位置に少し垂らして待ちます。とろみがつくまで少し。 この状態ではSMD部品がフラックスにくっつきやすくなります。 ピンセットを使用して特別な注意を払って、指定された場所に超小型回路を取り付けます。 マイクロ回路のピンとボード上のパッドの位置を合わせるのは原則です。
マイクロ回路の近くに、多数の受動素子、セラミックコンデンサ、極性コンデンサを配置しました。 ヘアドライヤーからの熱風の影響で部品が基板から脱落するのを避けるために、上ですでに述べたように、ヘアドライヤーのノズルと部品の表面の間にある程度の距離を置いて基板を加熱し始めます。 重要なことは、ウォームアップを急がないこと、気流を慎重に動かさないこと、そして 小さな部品みんな飛んでいきます。
これらの行動の結果として何が起こったのかを見てみましょう。 この写真では、コンテナが正常にはんだ付けされていることが示されていますが、赤色でマークされた超小型回路のいくつかの脚がはんだ付けされていません。 この欠陥は、パッド上のはんだが不十分であったり、フラックスが十分に塗布されなかったりするなど、いくつかの理由によって発生する可能性があります。 これは、細い円錐形の先端を備えた通常のはんだごてで修正できます。 パッドに少量のフラックスを再度追加し、追加のはんだではんだ付けする必要があります。 このような欠陥を防ぐために、常に拡大鏡を使用する必要があります。
はんだ付けステーションを持たないアマチュア無線家は、上で述べたように、次のようにすることができます。 シンプルなはんだごて。 以下の写真は、はんだごてを使用したはんだ付け抵抗器と 2 つの超小型回路の例を示しています。 最初の例は抵抗器です。 事前に準備された接触パッド、つまり、はんだとフラックスがすでに塗布されている接触パッドに抵抗器を取り付けます。 はんだ付け時にずれないように千枚通しや針などで押さえる必要があります。
次に、パッド上の部品出力に半田ごての先端を軽く触れるだけで、コンポーネントはすぐに半田付けされます。 はんだごての先端ではんだを取りすぎないように注意してください。そうしないと、過剰なはんだが隣接するピンまたはトラックに対して流れる可能性があります。
抵抗を半田付けした結果がこちら
品質には確かにまだ改善の余地がありますが、信頼できるものです。 はんだ付けの品質の低下は、はんだ付け、抵抗を押す、写真を撮るという作業を同時に行うという不便さ、つまり「第 3 の手」がないために発生します。
休む 電子部品同様の方法でハンダ付けします。 私の場合は、まず強力なトランジスタのベースをコンタクトパッドにはんだ付けしますが、はんだ付けをケチることはありません。 はんだの一部は半導体ボディの下を流れる必要があり、これにより信頼性の高い電気的および熱的接触がさらに形成されます。
はんだ付けの信頼性に疑問の余地がないように、部品のはんだ付けを開始するとき、針でトランジスタ本体を移動すると、少しスライドするはずです。これは、本体の下のはんだが完全に溶けていることを証明し、余分なはんだ付けが行われます。絞り出され、熱接触が改善されます。 写真はすでに封止されたスタビライザーチップを示しています。
1つの脚をはんだ付けした後、マイクロ回路の取り付けの精度とその脚とパッドの一致をもう一度確認し、残りのピンを端に沿ってはんだ付けする必要があります。
これで、チップは 4 つの側面でしっかりと固定されました。 マイクロ回路のピン間にはんだブリッジができないように注意しながら、残りの脚をはんだ付けします。
作業のこの段階では、記事の冒頭で述べた「電子レンジ」はんだごてチップが非常に役立ちます。 このこて先を使用すると、チップアセンブリを簡単にはんだ付けできます。 多額の十分な結論 簡単な方法、はんだごての先端を超小型回路の脚に沿って動かすだけです。 ピン間にはジャンパーがほとんどなく、片面に 50 本以上のピンがあるチップをはんだ付けするのに約 1 分かかります。 これはとても素晴らしい刺さりです。 持っていない場合は、単純な円錐形の先端を使用して、非常に慎重に作業を行ってください。
マイクロ回路のいくつかのピンを一緒にはんだ付けするような不快な瞬間が発生し、これらのジャンパーを 1 つのはんだごてだけで取り外すのは常に問題です。
次に、シールド線から取り出した編組を使用してそれらを取り外します。 編組はフラックスが飽和するようにフラックスの入った容器に入れ、はんだの流れで問題の領域に適用し、はんだごてを使用してこの編組を通してはんだを加熱します。
余分なはんだはすべて編組に吸収され、チップのパッドとピン間のギャップはきれいな状態に保たれ、不必要な固着がなくなります。
記事の最後に、この投稿が少しでも皆さんのお役に立てれば幸いです。 また、写真ははんだ付けと同時に撮影されたものなので、写真の品質にイライラすることはありませんでした。 電子関係の皆さん、頑張ってください!
たとえ人生で自分自身でチップ部品を扱う必要がなかったとしても、現代の電子機器の 99% がチップ部品に基づいて作られていることを理解する必要があります。 したがって、自尊心のあるアマチュア無線家は、少なくとも SMD の技術プロセスについて一般的な理解を持っている必要があります。
前のレッスンでは、いわゆる SMD コンポーネント (チップ コンポーネント) についてすでに学習しました。 次に、それらを取り付けてはんだ付けする方法を調べます。
SMD 部品は、最も一般的なはんだと先端の細いはんだごてを使用してはんだ付けできます。 このプロセスは次の 3 つのステップで構成されます。
1 つのコンタクト パッドにはんだを塗布します。
- ピンセットを使用して、チップ コンポーネントを目的の位置に取り付け、ピンセットで部品を保持しながら、その端子の 1 つをウォームアップします。 パーツは固定されており、ピンセットは取り外し可能です。
- コンポーネントの 2 番目のピンをはんだ付けします。
SMD部品の手はんだ付け
SMD トランジスタと超小型回路もほぼ同じ方法ではんだ付けできます。
しかし、手動はんだ付けは非常に長く骨の折れるプロセスであるため、単一の構造を作成するためにアマチュア無線家のみが使用します。 大規模なラジオ工場では、すべてを自動化しようとしています。 したがって、各部品をはんだごてで個別にはんだ付けする人はいません。プロセスはまったく異なります。
はんだとは何かはすでにご存知でしょう。はんだごてで加熱すると溶ける柔軟な錫リード線で、冷却後は硬化して無線部品の端子を確実に固定し、電気的接触を提供します。 しかし、はんだは錫と鉛の棒の形だけではありません。 はんだは、ソルダーペーストと呼ばれるペースト状で作成できます。 ペーストにはフラックスと小さな錫粒子の両方が含まれています。 加熱するとペーストが溶け、冷却後に固まって電気的および機械的接触が得られます。
すべてのコンタクトパッドにはんだペーストが塗布されます。 プロトタイプや小規模バッチを製造する場合、ペーストは手動ディスペンサーを使用して塗布されます。注射器などを使用したり、爪楊枝を使用したりすることもあります。 ただし、大規模生産では、別のペースト塗布技術が使用されます。 まず、ステンシルが作成されます。これは、プリント基板のコンタクト パッドに正確に一致する穴が開いたステンレス鋼の薄いシートです。 ステンシルをプリント基板に押し付け、その上に半田ペーストの層を塗布し、特殊なスパチュラで平らにします。 次に、ステンシルが上昇し、わずか数秒でプリント基板のすべての接点にはんだペーストが塗布されます。
コンタクトパッドにはんだペーストが塗布されたプリント基板
これで、ボードにコンポーネントをインストールできるようになります。 SMD コンポーネントは、目的のパッドに慎重に取り付けることができます。 アマチュア無線では、コンポーネントの取り付けは、従来のまたは 真空ピンセット、大規模産業では、この作業は毎分最大数百個の部品を取り付けることができるロボットによって実行されます。 はんだペーストが粘性があるため、部品が所定の位置に固定されているように見え、非常に便利です。
すべての SMD コンポーネントを取り付けた後、ボードははんだ付けされます。 基板は特殊なオーブンに入れられ、数分で約 300℃まで加熱されます。 はんだペーストは溶け、冷却後にコンポーネント間の機械的および電気的接触を実現します。 熱衝撃を避けるためには、熱プロファイル、つまりプリント基板の加熱および冷却速度を調整することが重要です。 産業界では、特別なマルチゾーン炉が使用され、各チャンバー内で厳密に指定された温度が維持されます。 プリント回路基板はコンベアに沿って移動し、炉のすべてのゾーンを順番に通過します。
はんだ付け炉: 工業用 (左) および小規模はんだ付け (右)
小規模およびパイロット生産では、基板を一度に 1 枚ずつ「焼く」コンパクトなオーブンが使用されます。 アマチュア無線家は、家庭用無線機をこれらの目的に改造することもあります。 オーブン、または加熱された プリント回路基板工業用ヘアドライヤーを使用した熱風。 もちろん、このような職人技によるはんだ付けの品質は非常に不安定ですが、信頼性に対する要求も高くなります。 アマチュア無線の設計通常は背が高くありません。
はんだ付け終了後、基板を洗浄し、はんだペーストに含まれるフラックスが残存しているかを除去し、乾燥させて確認します。 設計に DIP コンポーネントがある場合、それらははんだ付けされます。 最後の手段、大規模な無線工場でも、このプロセスは通常手作業で行われます。 実際のところ、DIP プロセスの自動化は非常に難しく、高価です。そのため、最新の無線電子機器は主に SMD コンポーネントで設計されています。
SMD コンポーネントを扱う場合、アマチュア無線家は必ずはんだ付けの問題に遭遇します。 かつて、1,000 個以上の部品をはんだ付けする必要に直面したとき (3 週間かかりました)、私は座って頭を悩ませ、次の技術を思いつきました。 この技術は片面にSMDコンポーネントが配置されている基板のはんだ付けにのみ適しているとすぐに言いたいです。 このようなコンポーネントが両面にある場合は、もう一方の面を手ではんだ付けする必要があります。
1. はんだペーストを購入する必要があります。 これに出会いました。 もしかしたら自然界には他にも種類があるかもしれません。 私はそれを取りました。 ペーストは、はんだ粉に塩化亜鉛と粘性のある水ベースのゴミを混ぜたものです。
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2. まず、プリント回路基板の図面が印刷された紙（できれば、 等身大すべての詳細を示します) はんだ付けする必要があるすべての SMD コンポーネントをその場所に置きます。 このステップをスキップする必要はありません。次のステップが完了すると、ボードにコンポーネントをインストールする時間がほとんど残らないため、事前にすべてを準備しておく必要があります。
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3. エッチングされたプリント基板を研磨し、ブラシを使用してはんだペーストを塗布します。 特に注意してください - ボードに穴を開けます それは禁止されています、はんだ付け後にのみ穴を開ける必要があります。 ペーストはトラックをかろうじて覆い、すべてのトラックがペーストの層を通して「透けて見える」ようにする必要があります。 ペーストをボード上に均一に広げるには、ボードに水を一滴垂らしても問題ありません。 過剰な水は非常に有害です。水分が沸騰すると (下記を参照)、部品が所定の位置からずれる可能性があります。 大きい 空席もちろん、基板に糊を塗る必要はありません。 はんだは下に沈み、上部には主に粘性のあるゴミがあるため、容器の底からペーストを拾う方が良いです。 ピッキングするときは、はんだ粉が圧力でくっつかないように、最小限の機械の力で行う必要があります（私は通常、瓶をひっくり返してペーストが滴るまで時間を置くだけです）。 ペーストの使用説明書では、人工呼吸器を着用し、換気された場所で作業することを推奨しています。 私の意見では、これらの推奨事項は従う価値があります。
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4. このようにして準備されたボード上で、紙からすべてのコンポーネントを所定の位置に転写します。 コンポーネントを特に正確に取り付けようとする必要はありません。重要なのは、コンポーネントのリード線が接触パッド上に落ちることです。 平らな表面を持つ大きな部品 (強力なキーなど) は、取り付け時に軽く押す必要がありますが、その他の部品はクランプする必要がありません。
6. アイロンの表面に4つの不要なSMD抵抗器を配置し、その上に部品が配置された基板を配置します（抵抗は基板とアイロンの表面の接触を防ぐために必要です）。 気長にお待ちしております。 表面のペーストが溶け始めたら（奇跡の瞬間を写真でご覧ください）、ボードの表面全体にペーストが溶けるのを待ってから、慎重にボードを取り外して冷まします。 何も触ったり押したりしないでください（特に表面が平らな大きな部品）。はんだがすぐにその下から流れ出て、間違いなく何かがショートします。確認してください。 最小限のペーストが塗布されていれば、それがどれほど驚くべきものであっても、無関係な短絡 (SMD チップのハウジングの下を含む) は決して発生しません。
穴を開けます。 インストール 通常のコンポーネント。 楽しみましょう。
はんだ付けは非常に丁寧で、まるで工場出荷時のような仕上がりです。 はんだ付け速度は数倍だけでなく、桁違いに向上します。 一番の問題は、アイロンの温度とペースト層の厚さを調整することです。 また、あえて言いますが、入力インピーダンスの高いアンプの入力段をこの方法ではんだ付けしないでください。残ったペーストがおそらく半田付けされます。 表層ボードやすべてが台無しになります。 もちろん、アイロンの代わりに、ヘアドライヤー付きのはんだ付けステーションの方がはるかに優れていますが、残念ながら...
PS.このテクノロジーを使用した 1 年半以上の経験により、いくつかの問題が明らかになり、当然のことながら、それらを解決するいくつかの方法が明らかになりました。 それらを簡単にリストします。
- ここで説明した方法を使用して片面基板をはんだ付けすることはお勧めできません。 理由は簡単です。銅とグラスファイバーの熱膨張係数は（わずかではありますが）互いに多少異なります。 このため、はんだ付け時に基板の曲がりが0.2～0.3 mmに達する可能性があり、そのため加熱が不均一になり、端がわずかに焼けます。 さらに、一部のブランドの片面グラスファイバーでは、このような加熱により内部剥離 (気泡の形成) が始まります。 解決策は簡単です。常に両面グラスファイバーを使用し、銅線の未使用の面を取り除くだけです。 両面グラスファイバーラミネートでは、上記の現象は一度も観察されたことがなく、これを使用したはんだ付けははるかに「スムーズ」になります（どうやら、銅と銅の層が異なるという事実による）。 底部側ボードの表面全体に均一な熱分布が保証されます)。
- はんだ付けの際、高電圧回路では問題が発生する可能性があります。 実際のところ、はんだ付け時にはフラックスと 小さなボール錫。 最大 50 ～ 100 V の電圧では、基板の誘電特性は実質的に劣化しませんが、より高い電圧では、表面で「線香花火」が始まり、必然的に設計に悲惨な結果が生じます。 この問題を解決するには、いくつかのルールに従う必要があります。
- いかなる場合でも、はんだ付け前に基板を清掃しないでください。 サンドペーパーは、銅をグラスファイバーに接着するために使用された接着ベースに必然的に跡を残し、錫とフラックスの両方がこれらの溝に確実に沈着します。 基板をサンディングする代わりに、はんだ付け前に酸性溶液 (酢酸、塩酸) で拭き、その後すすぐ必要があります。 窒素と 硫酸前者は銅に深刻な跡を残し、後者は基板のベースを破壊するため、使用しないでください。
- 繰り返しますが、ペーストは最小限にすることをお勧めします。 実際には存在しないはずです。 理想的な状態は、はんだ付け後、基板のすべての痕跡が光沢があるが、どの基板にもはんだが一滴も目立たない状態です。
- 基板が高電圧回路で動作する場合は、洗浄後、できれば約 5 分間洗浄してください。 沸騰させる水中で（これは愚かな冗談ではなく、完全に真剣な推奨事項です）。 水に酢を数滴加えることをお勧めします。 沸騰後、ボードを再度洗浄し、暖かい場所で乾燥させます。
- ボードはツァポンワニスまたは ISOTEMP ワニスでコーティングする必要があります。
