家電気と照明 SMD素子の取り付け、はんだ付け。簡単はんだごてを使ってSMDをはんだ付けする方法自宅でSMD部品をはんだ付けする

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SMD素子の取り付け、はんだ付け。簡単はんだごてを使ってSMDをはんだ付けする方法自宅でSMD部品をはんだ付けする

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、または工業用ヘアドライヤーを使用して熱風でプリント基板を加熱します。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。

もっと先に進みたいという欲求と必要性があったコンパクトな回路通常のブレッドボード上で組み立てられたものよりも。表面実装用のテキストライト、素子、マイクロ回路を徹底的に購入する前に、このような小さなものを組み立てることができるかどうかを確認してみることにしました。 Aliexpress の広大さの中に、非常にリーズナブルな価格で利用できる優れた「シミュレーター」がありました。はんだ付け経験のある方なら、とても理にかなっているレビューを読むいいえ

このセットはランニングライトの光の効果で、速度は可変抵抗器によって調整されます。
すべては標準的なバブル封筒、ジッパー袋に入って届きました

セットの外観

キットに加えて、POS-61 はんだ、RMA-223 フラックス、ピンセット、はんだごてを使用しました。

消耗品

はんだについて特に感想がなければ、フラックスについて一言。
私には太りすぎているように見えました。一般に、アルコールと歯ブラシでそれを掃除するのは非常に困難であり、微細回路の下にその痕跡がないかどうかは完全にはわかりません。ただし、フラックスは効果があり、特に基板の洗浄を開始するまでは、フラックスを使用したはんだ付けの印象は良好です)))。さらに、フラックスは中性であり、同じはんだ酸とは異なり、その少量の残留物がコンポーネントに悪影響を与える可能性がないことを付け加えます。したがって、フラックスの功績はありますが、洗浄に関する私の不満はより主観的なもので、以前は FTS の水洗可能なフラックスを使用していましたが、その方が使いやすかったです。
さらに、フラックスゲルには、液体と比較して、非常に便利な利点があります。塗布後、部品をゲル上のボードに「貼り付け」て平らにすることができます。マウントはそれほど優れたものではありませんが、誤ってボードに触れたり、傾けたりすることはもう怖くありません。次に素子をピンセットで押さえて半田付けします。緩んだSMD（抵抗、コンデンサ）をはんだ付けするためにいくつかの方法を試しましたが、最も便利なのは、1つの接触パッドに錫を付け、片面に多数の要素をはんだ付けしてから、2番目の部分を通過することでした。さらに、針の形状は特に重要ではなく、最も太いものであっても、ほぼすべてのもので十分であることが判明しました。

はんだごて

結局、この健全なこて先を使用することになりました。両方のはんだ付けポイントを加熱するのに十分な大きさなので、曲がった要素を修正するのに非常に便利であることがわかりました。その後、私はそれを交換するのが面倒でした。

マイクロ回路も同様のスキームを採用しており、最初に脚の1本を固定し、それから他のすべてをはんだ付けします。私はヘアドライヤーがまったく好きではありませんでした。コンポーネントが吹き飛ばされることが多く、私にとっては使いにくいです。ヘアドライヤーを使用してマイクロ回路のはんだを除去します - はい、はんだ付けします - いいえ。
電源脚（このボードのような）やラジエーター、太いワイヤーなどの大きな要素をはんだ付け酸ではんだ付けすることをお勧めします。これは驚異的に機能します。ワイヤーにワニスが付いている場合（オーディオなど、古いヘッドフォンを分解してはんだ付けしてみるのもいいでしょう）、最も簡単な方法は、ライターのトーチで焼き、酸で錫を塗り、静かにはんだ付けすることです。他にもあります便利な方法- ロジンと同様に、アスピリン錠剤をフラックスとして使用します - ワニスが勢いよく除去され、ワイヤーがよりきれいになります外観。こちらはワイヤーを使わず、そのまま組み立てました。

おそらく、誰かがテーブル上ではなく、基板をホルダーに固定する方が便利でしょう。

ホルダー

第三に、PCB を傷つけないように熱収縮がワニ部分に施されており、ボードの保持力が大幅に向上します。

プリント基板ホルダー

興味のある方のために、ボードの動作のビデオを追加しました。結果とマイクロ回路の名前をできるだけ近くで写真に撮ってみました。ちなみに、最初はすべてうまくいきました。半ドルで、フラックスやはんだ付けに挑戦したり、スキルを更新したりできます。それだけです。

さらに写真を数枚

ではごきげんよう！この評価には、最高のはんだ付けフラックスが含まれており、個人的な好みと電子機器修理業者からのレビューに基づいて編集されています。多くの読者はこう思うでしょう。マスター・ソルダリングは、少なくともハンダ付けについて何か書き始めました！」そして彼らは正しいでしょう - ブログの名前がそれを義務付けているように見えますが、ほぼ4年間、はんだ付けプロセスについてまともな記事がこのブログには1つも書かれていませんでした。私は認めます、悔い改めます、状況を正します。

はんだ付けプロセス、はんだ付けツール、はんだ付けビデオ、はんだ付けの世界の新技術のレビューを公開する予定です。そして今日は、はんだ付けに最適なフラックス 10 個について私の評価を述べます。この評価は、個人的な好みと、身近な電子機器修理専門家からのあらゆる種類のレビューに基づいてまとめられています。さまざまなレベルそして独占権を主張しません。行きましょう - フラックスをはんだ付けします。

最も人気のあるはんだ付け用フラックスの評価

フラックスについて何を知っておくべきですか?

フラックスは、2つのはんだ付けプロセスの品質を向上させるように設計されています。金属表面加熱すると、表面の酸化物や油膜を取り除きます。良好なフラックスは次の条件を備えている必要があります低温溶けて小さい比重。はんだが溶ける前に、酸化物を溶解し、はんだ付けプロセス中にはんだ接合部に深く浸透しないようにする時間が必要です。フラックスはよく広がり、はんだ付け部位のはんだおよび金属の表面を濡らす必要があります。

5位は史上最も人気のあるミュージシャンのミューズ、ガムボイルです。 自然の贈り物、女王陛下のロジン。ロジンはオレオレジンにすることができます（オレオレジンから針葉樹の種木、脂肪酸をほとんど含まない）、抽出（松のおがくずをガソリンで抽出、ゴムよりも多くの脂肪酸を含む）、および獣脂（スルファトセルロース石鹸製造後の残留物）。

第 4 位は、人気のアルコールロジンフラックス SKF または FKSp (アルコールロジンはんだ付け用フラックス) です。アルコール60～80％とロジン20～40％で構成されています。この混合物は自宅で自分の手で準備できます。たとえば、多くはロジンをアルコールに約 1 対 3 の割合で砕くだけです。針付きの注射器で使用すると便利です。しかし、緩く閉じた注射器に保管すると、針が乾燥し始め、流れが止まります。

利点:

手頃な価格で人気のある不活性フラックスは、塗布が簡単で、煙もあまり出ません。

欠点:

加熱すると、アルコールが激しく蒸発し始め、シューシュー音を立てます。

はんだ付けするもの: 銅線、超小型回路および放射性元素の金メッキおよび銀メッキの接点、真鍮、亜鉛。

洗い流すもの：アルコール、溶剤、ガソリン、アルコールとガソリンの混合物。

そこで、はんだ付けに最適なフラックスのトップ 3 を紹介しました。賞品の場所には、プロ仕様のフラックスを配置しました。普通の生活役に立たないかもしれません。しかし、工芸品ではそれらは非常に必要です。

フラックス Amtech RMA-223 および Kingbo RMA-218

銅メダルの 3 位は Amtech RMA-223 です。ゲルフラックス– 粉砕ロジンと溶剤の混合物。

また、組成物には活性化剤や香料が含まれているのではないかと思います。 – ほとんど主な特徴偽物– ステッカーには「カリフォルニア」ではなく「コリフォルミア」と小さな文字で書かれていますが、奇妙なことに、中国の偽造フラックスは非常に使いやすく、多くのサービスはこれだけに依存しています。 myskuのマスターはこのフラックスの使用を推奨しませんが、アナログを使用することをお勧めします。

利点:

ゲルを塗るのが便利で、はんだ付け性が良く、洗う必要がなく、偽物は安い（約200ルーブル）ですが、はんだ付けは非常にうまく、香水の香りがします。

高価（10 g チューブで 1,500 ルーブルの場合もあります）、臭いがあり、偽物もあります。たとえば、30 g チューブの価格は 2,000 ルーブルからです。

はんだ付けするもの:主に鉛フリーはんだ付けと鉛はんだ付けを担当します。

洗い流すもの：ほとんどは洗い流す必要がありませんが、アルコール、溶剤、ブランドの溶剤 T2005M があります。

これで、はんだ付けに最適なフラックスのトップ 10 は完成したと考えます。もちろん、優れた中国製、トップクラスのドイツ製、日本製など、他にもたくさんのフラックスがあります。しかし、私はそれらを使用したことがないので、それらについて適切に話すことはできません。

親愛なる読者の皆さん、他のフラックスを使用していて、それが世界で最高だと考えるのであれば、必ずコメント欄にそれについて書いてください。おそらくテストを経てランキングに登場するでしょう。

はんだ付けマスターはあなたのために最善を尽くしました。

はんだ付け温度 – 大事なポイントはんだ付けの作業において、金属接続の品質はそれに依存します。この指標は、チノールの完全な溶融を示す同様の指標よりも高いはずです。場合によっては、インジケーターが液相線と固相線の間にあることもあります。

理論に基づくと、はんだは隙間を埋めて毛細管力の影響で接合部に分散する前に、完全に溶ける必要があります。この点において、チノール液相線温度は、高温はんだ付けなどの手順に使用される最も低い温度である可能性があります。次に、すべての部品をこの温度以上に加熱する必要があります。

部品のすべての内部部品と外部部品が所定の温度までしか加熱されていないことを保証することはできません。加熱速度、位置、金属部品の質量、およびはんだ付けされる金属の熱膨張係数はすべて、部品内の熱分布を決定する要因です。

部品が急速に局所的に加熱される条件下では、温度分布は不均一になり、外面の温度が内面よりも大幅に高くなります。ゆっくり加熱して熱を均一に分布させると、はんだ接合部の熱エネルギーの分布がより均一になります。

はんだ付け時のチノールの拡散・溶解

溶融はんだによる接合金属の濡れの際、チノールによる母材金属の溶解や、チノール成分の母材金属への拡散が生じる場合があります。さらに、チノールと卑金属の化学組成が類似している場合、拡散が最も起こりやすくなります。

以下の要因が溶解と拡散に影響を与える可能性があります。

材料の接合温度。
はんだ付け時間。
接合される金属の形状は、チノールにさらされる母材の面積を決定するため、
化学組成。

はんだ付け時、まれにチノールが母材粒子間に局所的に拡散するため、内部応力に応じて材料広がりが発生することがあります。母材中のチノールの過度の拡散は、機械的および金属に影響を与える可能性があります。物理的特性金属

したがって、ベース材料の薄い部分は、はんだ接合の最も脆弱な領域です。この場所では、浸食により、貫通シンクが形成される可能性があります。チノールによるベース金属の溶解により液相線温度が変化し、それによって部品間のギャップが不十分に充填される可能性があることに注意してください。

拡散や溶解を軽減するために、チノールとして使用される合金がいくつかあります。温度が実効液相線温度を下回ると、はんだは液体の粘稠度を獲得します。この組成のはんだのおかげで、金属接続の温度が液相線に達していない状況でも、高温はんだ付けが正常に実行されます。

SMDコンポーネント接続温度

底面加熱により、コンポーネントから SMD 基板への熱伝達を低減できるため、はんだ付けツールに必要な温度が下がります。コンポーネントの交換にエア方式を使用する場合、熱風による片面加熱によって発生する可能性のある SMD 基板の反りを、底面加熱により軽減または完全に排除できます。

あらゆることに加えて、プリント基板、セラミックをベースに作られているため、これらの材料は温度変化に敏感であるため、はんだ付け手順の前に穏やかな予熱が必要です。

熱エネルギーの供給方法に基づいて、赤外線ヒーターと対流式ボトムヒーターを区別できます。最初の装置は、多くの場合、顕著な赤い輝きを持ついくつかの石英ランプで構成されています。対流装置に関しては、強制対流を利用して動作することができます。

検討中の SMD コンポーネントは非常に壊れやすく、振動が不安定な状況 (機械的衝撃) では亀裂が生じる可能性があります。 SMD コンポーネントのもう 1 つの欠点は、はんだ付け中の過熱に対する耐性であり、これにより、ほとんど気づくことが不可能な微小亀裂が発生することがよくあります。おそらく、この問題で最も不快なことは、動作中に SMD コンポーネントの亀裂に気づくことです。 SMD部品のクラックは通常のマルチメーターで確認できます。

したがって、はんだごてだけでなく、はんだステーションを使用して SMD 部品を接続することもできます。はんだ付け担当者の一部は、温度が安定したはんだ付けステーションを使用した方がコンポーネントのはんだ付けが容易であると主張しています。ただし、はんだ付けステーションがない場合は、はんだごてを使用し、レギュレーターを使用して電源をオンにすることで問題を解決できます。従来のはんだごてにレギュレーターがないと、こて先（こて先）の温度が400度に達することは注目に値します。 SMD コンポーネントを使用する場合の C. インジケーターは 260 ～ 270 g である必要があります。と。

はんだこて先の最適な加熱温度と、その際に必要な電力手動はんだ付け- 依存する指標デザインの特徴はんだごてとそれが実行するタスク。融点が約 217 ～ 227 度の鉛フリーの管状はんだを使用する場合。 C、こて先の最小発熱量は300gです。と。

はんだ付け中は、はんだごてのこて先が過度に過熱したり、こて先が金属に長時間さらされることをあらゆる方法で避ける必要があります。ほとんどの場合、鉛フリーはんだや従来のチノールを使用する場合は、はんだごての先端を 315 ～ 370 度の温度に加熱するのが最適です。と。

特定の状況では、SMD コンポーネントをはんだ付けするときに、短時間の加熱 (はんだごての先端の露出時間は最大 0.5 秒) や、はんだごての先端を 340 ～ 420度。と。

SMD部品のはんだ付け手順

SMD部品のはんだ付け手順:

まず、そのうちの1つを離乳します。コンタクトパッド。これを行うには、フィレットをさらに形成するために十分な量のチノールを塗布します。
次に、ギアボックスへの SMD コンポーネントの取り付けです。
次のステップは、ピンセットで SMD コンポーネントを保持し、同時にはんだごての先端を持っていき、これにより、はんだごての先端が SMD コンポーネントの出力および錫メッキされた CP に同時に接触することを保証します。
はんだ付けは0.5～1.5秒程度の短時間で行ってください。装置の先端に関しては、後退させる必要があります。
次に、2 番目の端子の高温はんだ付けが実行されます。デバイスの先端を近づけることで、先端が端子とギアボックスに同時に接触するようにします。
次に、はんだごての先端の反対側から、ギアボックスとコンポーネントの端子にチノールを 45°の角度で塗布する必要があります。

はんだ付け成功の鍵となる4つの秘密

高品質のはんだ付けとその後の部品の長期稼働には 4 つの秘密があります。それらを詳しく見てみましょう。

高品質の接続の基本:

はんだ付けにおけるはんだとフラックスの正しい使用。
はんだごての先端の清潔さと加熱の程度。
手順中にはんだ付けされた金属表面をきれいにしてください。
正しい接続、十分な加熱作業領域詳細。

明らかなように、部品の加熱温度やはんだごての加熱の程度に大きく依存します。一部の錫鉛はんだの融点も知っておく必要があります。

はんだの溶ける温度

マーキング半田	温度溶融(℃)
POS-90	222
POS-60	190
POS-50	222
POS-40	235
POS-30	256
POS-18	277
POS-4-6	265

はんだ付けの技術的要素に関する知識により、はんだ付けで部品を接続できるようになります。長い間、真のプロフェッショナルにとって優れた品質です。したがって、高温はんだ付けにおいても優れた性能を発揮します。

緊急に SMD 要素をはんだ付けする必要があるが、手元に特別なツールがない場合があります。通常のはんだごて、はんだ、松脂だけです。この場合は、はんだ付けをします小型SMD素子難しいですが、そのようなはんだ付けの特定の特徴を知っていれば可能です。

針を震えさせないことは不可能だ

楽器を作ることができる人は一人もいません（誰でも、だけでなく、 はんだごて）私の手の中で震えませんでした。昔、細密画や壁画を描く巨匠について読んだことがあります。そこには彼らが仕事で使用しているテクノロジーが説明されていました。その本質は、手の動きを心臓の鼓動に合わせて調整する必要があるということです。これは実際には心拍によって起こります 避けられない手の震え。

震えながら戦う必要はありません、それは無駄です。それに適応することを学ぶ必要があります。

鳥のくちばしテクニック

鳥が巣を作るとき、別の枝を差し込んで巣を作ります。 短くて複数の動き嘴。すでに巣に差し込まれている小枝を修正する必要がある場合でも、鳥はいくつかの小さく正確な動きを行うことによって各動作を実行します。実際、これらの動きは必ずしも正確であるとは限りませんが、それでも全体としては望ましい結果が得られます。

多くの初心者の主な間違いは、はんだ付け時に何をしようとするかです。長さそして継続的な動き。無駄だ。その秘密は、短い動きをする必要があることです（心拍に合わせて行うのが理想ですが、特別に集中する必要はありません。時間が経てば自然にうまくいくはずです）。

SMD素子の3段階はんだ付け

従来のはんだごてを使用して SMD 要素をはんだ付けする際の主な難点は、 ピンセットでその部分を押さえます.

それらの。はんだ付けの最初は、ピンセットを持つ手の強さに主な注意を集中する必要があります。ここでは、パーツが所定の位置にどれだけスムーズに配置されているかを明確に確認するために、正しい視野角を選択することも重要です。

一つのことを知っていても損はないだろうちょっとした秘密.
最初はディテールがほんの少しだけです」掴む「すぐに最初の面にはんだ付けをする必要はありません。良好なはんだ付けを行うには、はんだ付けプロセス自体に注意を移す必要があります。ピンセットへの集中力が失われます...

したがって、最初にパーツを一方の端からのみ取得します。
部品を掴んだら、ピンセットを外します、部品のもう一方の面をはんだ付けします。その後、最初の面の最後のはんだ付けに戻ります。

基板上の要素の領域は次のとおりである必要があることを忘れないでください。平。そこにはんだがあった場合は、はんだ付けする前に余分な部分を慎重に取り除く必要があります。そうしないと、はんだ付け後に部品が「歪んだ」ままになってしまいます。

そのため、部品が固着すると、(過熱したり、著しく大きな力を加えない限り) 動かすことはできなくなります。これにより、握るのをやめてはんだ付けに集中できます 向こうから、それから戻る最初のものへ。
したがって、はんだ付けは 3 つの段階で行われます。

部品の「固着」
「くっついた」端とは反対側の端をはんだ付けする
「固着した」端のはんだ付けに戻ります

使用する道具はすべてシンプルで粗雑なもので、釣り糸で作った自家製ブラシ（はんだ付け部分を洗うときに使用します）も含まれます。 アルコール）。ロジン - 普通、「小石」。はんだごて - 25ワット。
ところで！ほとんど最高のはんだごてロジンが「燻る」部分である「デリケートな」部分の場合は、先端が約7秒間完全に沸騰する時間がありません。ロジンが 2 ～ 3 秒以内に沸騰する場合は、はんだごての先端が熱くなりすぎます。高温 SMD 素子を損傷する可能性があります。

半田付けは完璧ではありませんでしたが、最も普通のものを撮影したかったのです。 許容できるはんだ付けは、多少の傷（隣接するパッドに触れたり、余分なロジンが垂れたり）があっても、カメラのおかげで簡単に行えました。そのため、工具をほとんど保持する必要がありました。伸ばした腕。しかし、このはんだ付けは正常であり、ここで技術の真髄が実証されました。
ビデオを全画面に拡大し、ビデオ設定で品質を「フル HD」に設定することをお勧めします。