錫はんだ-技術的には、より広範なろう付けグループ内のソフトはんだとして分類されています-は、450 度以下の温度での毛細管現象と冶金学的結合によって機能します。このプロセスは、溶融したはんだ合金が金属表面間の隙間に浸透して充填し、凝固時に界面に金属間化合物 (IMC) を形成する濡れ現象を利用します。融着とは異なり、母材は溶けないまま残ります。接合の完全性は、銅基板にはんだ付けする際のこの薄い合金層、通常は Cu6Sn5 と Cu3Sn の形成に完全に依存します。
起業するときに誰も教えてくれないこと
はんだについて理解するのに時間がかかりすぎた点は、これは接着剤ではないということです。最初の 1 か月間、金属接着剤のようなものを扱いましたが、関節はまったくひどい状態でした。鈍く、ザラザラしており、適切に貼り付けることができません。
はんだ付けには熱が必要ですジョイント、はんだ自体ではありません。パッドとコンポーネントのリード線を加熱し、その加熱された接合部にはんだワイヤを接触させます。はんだは熱に向かって流れます-これを覚えておいてください。熱に向かって流れていきます。はんだ線をこて先で直接加熱してからコールドパッドに塗り付けようとすると、作業を逆に行うことになります。フラックスはその役割を果たす前に燃え尽き、はんだは空気中で酸化し、いわゆる「コールドジョイント」が発生します。-カッテージチーズのようです。ひどい導電性。最終的には失敗します。
鉛対鉛フリー-: 永遠の論争
63/37 のスイート スポット
共晶はんだ-63% 錫、37% 鉛 - 正確に 183 度で溶けます。範囲ではありません。ワンポイント。これはあなたが思っている以上に重要です。
ほとんどの合金には、部分的に固体、部分的に液体である「ペースト状の範囲」があります。このどろどろの段階では、どんな動きでも内部骨折を引き起こします。 63/37 構成ではこれが完全に省略されています。瞬時に液体から固体へ。だからこそ、昔ながらの人々はそれを信頼しています。-
60/40のほうが安いです。 190度で溶けます。小さなペースト状の範囲があります。正直に？手はんだ付けの場合は、おそらく違いに気付かないでしょう。しかし、生産作業や特にデリケートな作業を行っている場合は、共晶が重要です。
鉛-無料のリアリティ チェック
RoHS 準拠により、2006 年頃から鉛フリー化が推進されました。{0}最も一般的な代替品は、錫 96.5%、銀 3%、銅 0.5% の SAC305 です。 217～220度で溶けます。
この 35 度の違いは、紙の上では些細なことのように思えます。実際には？それはすべてを変えます。
アイロンはさらに熱くなります。コンポーネントはより多くの熱応力を吸収します。パッドが持ち上げやすくなります。濡れる動作は...鈍く感じます。寛容さが減ります。接合部の見た目も異なります-実際には表面の質感が少し粗くなっています普通鉛フリーのため-、欠陥ではありません。完全に良好な SAC 関節を「修復」しようとするのをやめるのに、恥ずかしいほど長い時間がかかりました。
銀の含有により機械的強度と耐クリープ性が向上します。熱サイクルを伴うアプリケーションに役立ちます。ただし、銀は高価なので、予算の鉛フリー オプションでは代わりに Sn99.3/Cu0.7 が使用されます。{2}趣味のものには十分使えます。誰にも違うことを言わせないでください。
もう 1 つ: 「鉛フリー」は鉛がゼロという意味ではありません。{0}} RoHS ではしきい値は 1000ppm です。メーカーによってはそれを狙っているところもある<100ppm to account for contamination during processing.
フラックス: 縁の下の力持ち
ほとんどのガイドはフラックスについてほとんど言及していないので、私はほとんどのガイドよりもフラックスについて多くの時間を費やすつもりですが、それは非常識です。
フラックスは酸化物を除去します。金属表面は常に酸化します。-特に銅はそうです。酸化した表面は適切に濡れません。フラックスには、はんだ付け中にこれらの酸化物を化学的に除去する酸（有機または無機）が含まれており、溶けたはんだがその下のきれいな金属と実際に結合できるようにします。
実際に遭遇するタイプ
ロジン-ベース（R、RMA、RA）:
クラシック。松の樹脂から作られています。 R タイプはほとんどアクティブではなく、ほとんど装飾的です。 RMA (Rosin Mildly Activated) は光酸化を処理し、ほとんどのシナリオをカバーします。 RA (ロジン活性化) は強力です-よく洗浄しますが、洗浄しないと腐食性の残留物が残ります。
クリーンではありません:{0}
現代のお気に入り。非腐食性と思われる最小限の残留物を残します。- 「おそらく」信頼性の高い作業の場合、それでも人々はとにかく掃除をします。-
水溶性:-
とても活発です。優れた濡れ性。ただし、その後は必ず脱イオン水で洗浄する必要があります。そうしないと、残留物によって数か月以内にボードが破損します。誇張ではありません。
ほとんどのはんだ線の芯にはフラックスが含まれており、それが煙や焼けるような音の原因となります。{0}割合が重要です. 2-2.5%のフラックス含有量が標準です。 1.5%未満（「低残留物」タイプ）では、最初からよりきれいな表面が必要です。
フラックス ペンは私の人生を変えました
ドラマティックではない。フラックス ペンを近くに置くと、やり直し作業が苦痛から楽しいものに変わります。頑固な関節？フラックスを少し塗ります。はんだ除去？まずはフラックス。ブリッジピン？フラックスとドラッグはんだ。{4}
アイアン選び（みんな考えすぎなので簡単）
温度管理されたステーションを入手してください。-固定-ワット数のプラグ-アイロンではありません。高価である必要はありません-今では 50 ドル以下のまともなオプションがたくさんあります。
温度設定: 350-有鉛の場合は 380 度. 380-420、無鉛の場合は 380 度-。それでおしまい。 「ちょうど 357 度」などの正確な数値を主張する人は無視してください。とにかく、先端の温度は接合部に触れた瞬間に低下します。
ワット数で決まります回復時間-熱がワークピースに伝達された後、チップが設定温度に戻るまでの速さ. 60W は、ほとんどの PCB 作業を処理します。大きなグランド プレーンや太いワイヤーの場合は、80 W が必要です。+.低ワット数のアイロンでは長時間保持する必要があり、最初から適切な電力を使用するよりも熱によるダメージが大きくなります。
先端形状: 幅. 2-2.5mmのチゼルチップを取得します。円錐形ではありません。円錐形の先端は熱伝導がひどく、-接触面積が小さい。チゼルチップを使用すると、ジョイントのサイズに応じて接触面を選択できます。 1 つのヒントで複数の応用が可能。
実際のはんだ付け: 誰も図示していないこと
教科書の「5 つのステップの方法」では、準備、接合の加熱、はんだ付け、はんだの除去、アイロンの除去が行われます。
現実はもっと厄介です。
場合によっては、ワイヤ内のフラックスが十分ではないため、パッドを事前にフラックスする必要があります。{0}より線をはんだ付けしていると、注意しないと絶縁体の内側にはんだが吸い込まれてしまうことがあります。場合によっては、コンポーネントのリード線が酸化しているため、取り付ける前に予備錫メッキが必要になる場合があります。-はんだが多すぎる場合は、芯やはんだ吸い取り器が必要になることがあります。
誰もが示す「理想的な接合」-光沢があり、凹型のフィレット、パッドへのスムーズな移行-は、良好な状態の有鉛はんだに適しています。鉛フリーの接合部はわずかにつや消しに見えますが、まったく問題ありません。テカリだけではなく、濡れ角度とカバー力に基づいて評価します。
タイミング感
経験が教えてくれるのは、関節が「完了」したときの感覚が養われるということです。はんだは動きを止め、その形状に落ち着き、固化する直前に液体金属の輝きを獲得します。{1}この瞬間にアイロンを引きます。早すぎると湿潤が不十分になります。遅すぎると、コンポーネントが過熱する危険があります。
2-小さな信号成分の場合は 3 秒、. 3-5 秒は大きなジョイントの場合です。アースピンは銅の注ぎ口に接続されていますか?適切に加熱されたアイロンを使用すると 5 ～ 8 秒かかる可能性がありますが、出力が低いアイロンでは永遠に持続する可能性があります。
よくある失敗とその実際の様子
コールドジョイント:ざらざらした、鈍い、不規則な表面。時々ひび割れた。凝固時の動きや熱不足が原因。修正方法は、はんだを追加しません。-新しいフラックスを使用して適切に再加熱します。
障害のある関節:コールド ジョイントと外観は似ていますが、冷却中の物理的な動きによって引き起こされます。内部の結晶構造が破壊されています。単なるタッチアップではなく、完全にリフローする必要があります。
濡れが不十分： はんだボールは広がるのではなく、上に上がります。高い接触角。パッドまたはリードが汚れているか、十分に熱くないか、フラックスが消耗しています。時々、3つすべて。
はんだブリッジ: 隣接するピン間でショートします。はんだ付け量が多すぎるか、先端の角度が間違っています。フラックスときれいなチップで固定します-適切にフラックスを塗布したはんだの表面張力により、通常、チゼルチップで引きずるとブリッジされたピンが分離します。
墓石化: リフロー中にチップ部品の一端が浮きます。手はんだ付けよりも SMT アセンブリの問題ですが、知っておく価値のある問題が存在します。
パッドリフティング: 過剰な熱により、銅と基板の間の接着結合が破壊されました。通常は修理不可能です。予防のみ: 適切な温度、適切な滞留時間、保管から出したばかりの冷たい基板にはんだ付けをしないでください。
線径の選択
これは見落とされてしまいます。
- 0.5mm: ファインピッチの SMD 再加工。- QFPピン。スルーホールとしてはうっとうしいほど薄い。-
- 0.8mm: 汎用性に優れたサイズ。-ほとんどの手はんだ付け作業。
- 1.0mm: スルーホールアセンブリ。-はんだの供給が若干速くなります。
- 1.2mm+: ジョイントが大きくなります。ワイヤーの継ぎ合わせ。かなりの熱質量を持つもの。
小さな接合部に太いワイヤを使用すると、はんだが無駄になり、正確な塗布が困難になります。大きなジョイントに細いワイヤーを使用すると時間がかかり、常に送り続ける必要があります。
保管と有効期限
ワイヤーはんだは湿気を吸収します。フラックスコアは劣化します。古いはんだが飛び散ったり、はんだが飛び散ったり、過剰な煙が発生したり、接合部がまったく正しく見えなくなります。
使用しないときは密封して保管してください。再密封可能なプラスチック チューブには理由があって存在します。湿気の多い気候-東南アジア、沿岸地域-では、これはさらに重要です。開封したスプールを乾燥剤のパケットと一緒に保管する人もいます。おそらく愛好家にとっては過剰ですが、運用環境ではおそらく必要です。
未開封のはんだ線の寿命は通常 2 ～ 3 年です。一度開けたら？最良の結果を得るには、1 年以内にご使用ください。あなたできる古いはんだを使用すると-動作が悪化するだけです。
もっと早く知りたかったこと
技術よりも清潔さが重要です。表面がきれいな平凡なはんだ付け師は、酸化と戦う熟練したはんだ付け師よりも優れたパフォーマンスを発揮します。
チップのメンテナンスは退屈ですが不可欠です。アイロンを置く前に、チップに錫を塗ります。毎回。例外はありません。ステーションがどれほど高価であっても、はんだを受け入れられない酸化した先端は役に立ちません。
安価なはんだが必ずしも悪いわけではありませんが、メーカー不明のはんだには、濡れや接合の信頼性に影響を与える不純物が含まれていることがよくあります。{0}重要なアプリケーションの場合は、認知されたメーカーを使用してください。-Kester、Multicore、Almit など。練習用のボード用？何でも。
温度は範囲であって、宗教ではありません。 「完璧な」設定にこだわることは、状況に適した温度で一貫したテクニックを開発するよりも生産性が低くなります。
ジョイントが収縮するにつれて、適切な照明と倍率がより重要になります。現代の SMD 作業には基本的に実体顕微鏡または優れた拡大ランプが必要です。これはスキルの問題ではありません。0402 コンポーネントは、裸眼ではっきりと見るのが本当に難しいだけです。
学習曲線は予想よりも早く平坦になります。 100 個の関節があれば、基本がわかります。何千ものジョイントが入っているので、自信が持てるでしょう。万？技術的には「機能しないはず」でも、どういうわけか自分にとっては特別に機能する、あらゆる種類の個人的な習慣や好みが身につくことになるでしょう。
まずはスルーホール練習キットから始めましょう。- SMDを卒業します。基本を無視していきなり-0.5 mm ピッチ QFP のはんだ付け-を始めようとしないでください。そうするとフラストレーションが発生し、基板が破壊されてしまいます。
