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回路基板は、部品を接続するための場所を提供することで、電子機器の基盤を形成します。しかし、余分なはんだの塊が接続を阻害することがあり、その場合ははんだ除去が必要になります。
多くの場合、回路基板からコンポーネントをはんだ付け解除する主な理由は 3 つあります。アップグレードや修理のため、あるいは変更を加えたい場合です。
専門家として、他のコンポーネントを破壊せずに回路基板からはんだを安全に除去する方法を知らないと、これらのいずれも達成できません。
基本的に、この記事では、あらゆるボード プロジェクトからはんだを除去するために知っておく必要のあるすべてのことを説明します。
この記事では、以下の点について広範囲に説明します。
● はんだ除去とは何ですか？
● 回路基板からはんだを除去するために必要なツール
● PCBからはんだを除去するさまざまな方法
● 回路基板の穴からはんだを除去する方法
● 古いはんだの除去方法
● 吸い取り線を使わずにはんだを除去する方法
● はんだフラックスの除去方法
いいですね？それでは記事を読んでいきましょう。
はんだ除去とは
はんだは、電子部品を接合するために使用される材料です。はんだ除去とは、電子回路基板からはんだを除去するプロセスです。これは、修復に向けた最も重要な最初のステップです。
はんだ除去用ツール
回路基板からはんだを除去する場合、はんだ接合部の構成が異なり、基板の種類も多様であるため、はんだを正確かつ損傷なく分離するには、特殊なツールが必要です。
はんだ除去に使用される最も一般的なツールは次のとおりです。
1.電球のはんだ付け除去
これらは小さなエアポンプで、押すと吸引力が発生します。この吸引力を利用して、溶けて回路基板上に置かれたはんだを吸い上げます。
はんだ除去用電球は、小規模な作業に最適です。また、敏感な部品からはんだを取り除くのにも使用できます。
2. 除去合金
除去合金は、通常のはんだよりも低い温度で溶ける特殊な金属です。これにより、はんだや部品を回路基板から損傷することなく簡単に取り外すことができます。この合金は、基板上の既存のはんだと混合されます。加熱すると、この混合物はより低い温度で溶けます。これにより、部品を安全かつ迅速に取り外すことができます。
3. はんだ除去用ブレード/ウィック
はんだ除去用ブレード（一般的にはんだ吸い取り線とも呼ばれます）は、はんだを除去する際に最もよく使われるツールです。細長い銅線のような形状をしています。溶けたはんだ接合部にブレードを置き、はんだごてで熱を加えると、溶けたはんだがブレードに流れ込みます。これは、銅線が非常に細く密集しているため、はんだを引き込む力が生まれるためです。
はんだ除去用ブレードには様々な幅があり、作業内容に合わせて適切なサイズをお選びいただけます。幅の広いブレードはより多くのはんだを保持できるため、大規模な作業には幅の広いブレードが適しています。
4. はんだ除去ポンプ
はんだ吸い取りポンプ（通称はんだ吸い取り器）も、よく使われるツールの一つです。金属製で、内部にバネがあり、先端にノズルが付いています。ノズルを溶けたはんだ接合部の近くに置き、ボタンを押すとバネが作動して真空状態になり、溶けたはんだがポンプに吸い込まれます。
5. 加熱ピンセット
ホットピンセットは、はんだを溶かすほど高温になる先端部を備えている点を除けば、通常のピンセットと変わりません。はんだ付け中の部品を支えるために使用します。次に、基板から部品を取り外します。
加熱ピンセットは、繊細な部品や回路基板の他の部品に非常に近い部品を扱う場合に適しています。
6. ホットエアーステーション/ヒートガン
ホットエアステーションとヒートガンは非常に高温の空気を噴射し、より広い範囲をカバーしてはんだを溶かすのに使用できます。この機能は、複数の部品を同時に除去する必要がある場合に便利です。はんだごてで全体を加熱することで、はんだを一気に溶かすことができるのです。
7. はんだ除去ピックとピンセット
はんだを溶かしてブレードやポンプで除去した後でも、回路基板に少量のはんだが残ることがあります。はんだ付けやはんだ除去後に残ったはんだの破片を取り除くには、はんだ吸い取りピックやピンセットが便利です。
8. カプセル熱真空および圧力システム
これらは、工場や修理工場で大量のはんだを回路基板から除去する必要がある作業者に使用される、大型の専用機械です。これらの機械は回路基板全体を一度に加熱し、すべてのはんだを一括して溶かします。
次に、強力な真空でハンダを加熱し、素早く除去します。残留ハンダを拭き取るために空気を噴射するシステムもあれば、紫外線や化学薬品など、他の方法を用いるシステムもあります。
PCBからはんだを除去するさまざまな方法
接合部のサイズ、部品の密度、除去プロセスの範囲に基づいて、プリント回路基板からはんだを安全に除去するためのいくつかのアプローチがあります。
1. 編み込み法
編組はんだ除去の具体的な手順は次のとおりです。
編み込みサイズを選択
はんだ除去用ワイヤーのサイズを選ぶ際は、細心の注意を払ってください。対象となるはんだ接合部のサイズに合った吸取線を選んでください。
一般的に、幅の広い三つ編みが非常によく機能します。
はんだごてを使う
取り外したい接合部の穴をはんだ付けし、そこにはんだ吸取ケーブルを差し込みます。はんだごての先端を穴の真上に当てます。すると、ケーブルが熱伝導の役割を引き継ぎ、接合部へ熱を伝えます。
高品質の編み込みを選ぶ
フラックス入り銅線には、最高級の銅編組線のみを使用してください。これにより、接合部を溶かすための熱浸漬を可能な限り速く行うことができます。低品質の編組線の場合は、濡れを良くし、コールドジョイントを防ぐために、外部フラックスが必要です。これにより、元のはんだ量が不足している場合は、さらにはんだを追加することもできます。
色の変化を期待する
接合部が溶けると、編組が加熱されたときに銀色の錫が形成され、毛細管として機能し始め、溶けた金属を細かいメッシュのストランドに吸収します。
アイロンを外して編み合わせます。
はんだがまだ液体状態にある間に、熱源を外し、同時に編組線を持ち上げます。こうすることで、溶けたはんだが基板から完全に引き抜かれ、撚り線芯線に引き込まれます。捨てる前に、冷めるまで待ちましょう。
2. ポンプ方式
はんだ除去作業では、専用のはんだ吸い取り器またはポンプを使用して、溶けた小さな部分を取り除きます。手動の真空吸引プローブも非常に効果的です。はんだごてを必要としない作業です。
この方法の手順は次のとおりです。
● スプリング式の内部吸引ピストンをプライミングしてツールを準備します。大きな溶融池でも迅速に吸引できるよう、完全な真空ポテンシャルを確保します。
● はんだごての先端が十分に熱くなるまで（約3分）加熱します。
● はんだ除去が必要な表面にアイロンをしっかりと当てて、接合部のすべてのはんだが溶けるまで加熱を続けます。
● はんだ吸い取りノズルを対象の溶融接合部の上に置き、先端を部品の横に傾けてボタンを押し、強力な真空吸引を作動させてはんだを除去します。
● ツールバレル内に抽出された液体はんだは、次回使用する前に安全に廃棄できるよう、完全に冷えて固まってから廃棄物箱に排出してください。
3. アイロン法
これはポンプはんだ除去に似ていますが、はんだ除去ポンプが組み込まれた専用のはんだ除去ステーションアイロンを使用します。
● 予熱した電気はんだごてを、はんだ接合部の上に正確に置きます。
● 次に、ポンプを使用して、保護ノズルに囲まれた中空の加熱された先端から、液化したはんだをすべて瞬時に吸い取ります。
4. ヒートガン法
以下の手順を実行します。
● 直接アクセスできるようにするには、対象のプリント回路基板を保護用の外部ケースまたは筐体から取り出す必要があります。
● 次に、ハンドヘルドヒートガンの電源を入れる前に、基板を可燃性の表面の上に置きます。ヒートガンのノズルから高温の空気を、完全に除去したいはんだ付け部分に当てます。
● はんだが熱を吸収する様子を目視で確認します。十分に溶けると、はんだは光沢のある銀色の流動性に変化します。
● はんだが溶けた状態になったら、ピンセット、ピック、またはその他の器具を使用して、流れ出た金属材料を基板から完全に吸い取るか引き抜きます。
5. ホットエアーリワークステーション
これには、市販の対流式熱風はんだ付けリワークステーションが必要です。手順を簡単に見ていきましょう。
● 露出した基板部品やはんだ除去が必要な箇所に合わせて、適切なサイズのエアフローノズルを選択してください。広い表面のリワークには、より大きなノズルを使用してください。
● ステーションの加熱要素をアクティブにして、適切な距離からノズル出力を対象のはんだ付けポイントに向けます。
● はんだ付けステーションの温度を、はんだの融点よりも高く保ちます。はんだが対流によって液化するためです。ファンの風速を調整することもできます。
● フラックスペンまたは注射器を使用して、はんだ接合部をコーティングします。これにより、熱風が接触したときに溶融しやすくなります。
● はんだが温まって光沢のある溶融状態になったら、ピンセットを使用して基板から完全に取り除き、廃棄します。
● 水溶性はんだの場合は、蒸留水で軽く洗い流し、完全に乾燥させてから再度はんだ付けを行ってください。
6. 圧縮空気法
この方法を使用するには、圧縮空気、はんだごて、保護メガネが必要です。
これまでご紹介した他の方法とは異なり、エアスプレーは研磨剤を含んでいるため、まずは顔を保護する保護具を着用する必要があります。その後、はんだごてを使ってはんだ接合部を温めます。
後は、圧縮空気のノズルを液状化した接合部に向けるだけです。空気の流れが溶けたはんだを吹き飛ばします。
7. はんだ除去用ピンセット
この方法では、加熱ピンセットや、はんだ付けステーションに取り付けられたその他のタイプのものを使用できます。手順は以下のとおりです。
● ピンセットの電源を入れ、必要に応じて熱設定を調整します。接合部にはんだやフラックスを追加することで、より良好な接触状態を維持できます。
● はんだが溶けるまで、熱いピンセットの先端を両側に当てます。
● エッジを使用して、溶けた金属を取り除きます。
回路基板の穴からはんだを除去する方法
回路基板からはんだを取り除くと、穴の中に残留物が残ることがあります。これらの穴は配線や部品が通る場所なので、新しい部品を取り付けるために穴をきれいにすることが非常に重要です。
これを行うには、次の 2 つの方法があります。
1. はんだ除去ポンプ
はんだ吸い取りポンプの先端（一番小さい）を穴の真上に当てます。はんだごてで穴を温めます。はんだが溶けたら、ポンプのトリガーを引いて、溶けたはんだを穴から吸い出します。はんだを完全に除去するまで、これを数回繰り返す必要があるかもしれません。
2. ドリル工法
また、非常に小さなドリルビットを使って穴からはんだを取り除くこともできますが、基板を損傷する可能性があるため、最後の手段にしてください。穴より少し大きいドリルビットを選び、回転しながらゆっくりと穴に差し込んでください。
古いはんだを取り除くには、ドリルで穴を開ける時間を短くし、回転方向を頻繁に変えることが重要です。穴がきれいになったら、イソプロピルアルコールを使って残ったはんだを拭き取ってください。
一般的に、これらのいずれかの方法を使用する場合は、回路基板を損傷しないように細心の注意を払う必要があります。
3. はんだ除去編組
はんだ除去用ブレード（はんだ吸い取り線とも呼ばれます）は、回路基板の穴からはんだを除去するのに最適なツールです。穴が小さい場合は、穴に収まるようにブレードを短く切る必要があります。
編み紐は穴の底まで届く長さに切ってください。適切な長さになったら、優しく穴に押し込みます。無理に押し込むと編み紐が引っかかってしまうので注意してください。
次に、はんだごてで穴の外側を加熱します。はんだが溶けると、編組線がそれを吸収します。編組線が黒ずんできたら、はんだがいっぱいになっている証拠です。新しい編組線に交換し、はんだがすべてなくなるまで穴を加熱し続けます。
4. 編み込みと芯の両方を使う
場合によっては、はんだ吸取線だけでは穴からはんだを完全に除去できないことがあります。その場合は、穴の外側に幅広のはんだ吸取線を使用してください。
これで溶けたはんだの大部分が除去できます。外側からできる限り除去したら、フラックスを塗った細い編組線を穴に挿入します。さらに熱を加え、穴が完全にきれいになるまで加熱を続けます。
古いはんだの除去
はんだ付け部分は製造時にはしっかりしていても、時間の経過とともに汚れたり損傷したりすることがあります。そうなると、回路基板を流れる電気が流れにくくなり、最悪の場合、電流が完全に止まってしまうこともあります。
回路基板を損傷せずに古いはんだを安全に除去する手順は次のとおりです。
ステップ 1: 新しいフラックスを塗布します。 フラックスは、はんだを金属に密着させるための特殊な溶液です。小さなブラシを使って、古いはんだ接合部に新しいフラックスを薄く塗り、古いはんだをきれいに拭き取り、次のステップに備えましょう。
ステップ 2: はんだごてを使用します。 はんだごては先端が小さく、周囲を傷つけずにはんだを加熱できるものが理想的です。また、高温の風を吹き出すヒートガンもおすすめです。
ステップ3: はんだ付けを除去します。 はんだが溶けたら、はんだ吸取用ブレード（銅を編んだ細長いもの）を上に置きます。ブレードを溶けたはんだに浸します。接合部が冷めるまで待ち、はんだの状態を確認します。冷めない場合は、新しいフラックスと、はんだ吸取用ブレードをきれいに整えた部分を使って、同じ作業を再度行います。
これを実行する際は、回路基板やそれに接続されているコンポーネントを損傷しないように注意する必要があります。
ステップ4: 残留物を除去します。 古いはんだをはんだ付けした後、フラックスの残留物が残ります。新しいはんだを塗布する前に、必ずこのはんだをきれいに拭き取ってください。そのためには、小さくて柔らかいブラシの角に少量のイソプロピルアルコールを含ませます。古いはんだがあった場所を丁寧にブラシでこすり、残留物を取り除きます。こうすることで、新しいはんだが他の部品としっかりと接着し、良好な電気接続が得られます。
最後に、接合部が完全にきれいになったら、少量の新しいはんだを追加して、次のコンポーネントを取り付ける準備をします。
吸い取り線を使わずにはんだを除去する方法
では、吸取線を使わずにはんだを除去するにはどうすればいいのでしょうか？具体的なやり方は以下のとおりです。
予期せずはんだ吸い取り線がなくても、慌てる必要はありません。基板からはんだを除去する方法はいくつかあります。まずは、ネットワークケーブル内の細いワイヤーを使う方法です。
慎重に数本の単線コードを剥がします。ワイヤーを準備したら、はんだごてで回路基板のはんだ付け部分を加熱します。はんだが溶け、その上にワイヤーが置かれ、はんだがしっかりと浸透します。
もう一つの解決策は、熱いはんだに触れても溶けない細い金属棒を選ぶことです。ただし、1セント硬貨のように溶けたはんだと確実に混ざってしまうものは使用しないよう、十分注意してください。
ステンレス製の棒か鉛筆の芯をお勧めします。これまでと同様に、基板上のはんだを温めてください。はんだが溶けたら、ピンセットなどの道具を棒に当てて溶けたはんだを移動させることができます。
はんだフラックスの除去方法
高品質の「ノークリーン」フラックスは作業後の清掃を最小限に抑えながら、残留する粘着性残留物を除去することで、最適な接続、接着、美観を保証します。
はんだフラックスを完全に除去する方法は次のとおりです。
● 最初のはんだ除去後、基板表面に付着したフラックスの痕跡を乾いた硬い毛のブラシで優しく掃き取ってから、洗浄して固まった部分を取り除きます。
● 次に、残った粘着部分に、イソプロピルアルコールや市販のフラックス除去剤などのはんだ付けに適した洗浄液を塗布し、しばらく反応させます。
● ブラシを洗浄剤で濡らし、汚れた部分をこすり洗いした後、洗い流し、新鮮な洗浄液を流しながら汚れを浮かせてください。光に当ててよく点検してください。
● コンフォーマルコーティングを交換したり、電気サービスの接続を再開したりする前に、ボードを一晩完全に自然乾燥させてください。
蒸発により、時間の経過とともにコンポーネントの下に液体が溜まることが軽減されます。
結論
これで、プリント回路基板およびコンポーネントからはんだを安全に除去するために必要な主要なテクニックに関する包括的なガイドは終了です。
古い基板の修理、アセンブリのアップグレード、既存のレイアウトの変更など、どんな作業でも問題ありません。インテリジェントなはんだ除去により、電子機器を損傷することなく再構成できます。
私たちは、接合部のはんだ付けを除去し、結果として生じた液体金属を効率的に吸い上げたり排出したりするのに役立つ特殊なツールと、遭遇する可能性のある特殊なシナリオ全体で体系的に除去するためのベストプラクティスについて時間をかけて説明しました。
ここで紹介した方法を試していただければ大丈夫です。はんだ除去についてご質問やご要望がございましたら、お気軽にお問い合わせください。
