本社・商品企画部の牛久保です。
今回は「HOマルタイ・電飾加工(その2) 」を紹介します。
▲写真は、発売中の＜HO-001＞ マルチプルタイタンパー 09-16( プラッサー＆トイラ―純正色) ディスプレイキットを塗装・組立したものに、電飾用のLED(発光ダイオード)を追加した作例です。
<超小型LEDについて>
超小型のLEDの入手が容易になってきましたが、従来のLEDのように基板取付＋ハンダ付け用の「足」がないタイプです。
足がないタイプは表面実装用の「チップ部品」と分類されるタイプで、本来はハンダゴテなどによるハンダ付けではなく、ペースト状のハンダを基板上に印刷した後に、チップ部品を乗せて、リフロー炉と呼ばれる高温になる装置の中を短時間通過させることでハンダ付けを行います。
※これから紹介する方法はチップ部品にとっては想定外のハンダ付け方法なので、あくまで自己責任の範囲で作業をお願いいたします。
▲写真左は1×0.5mmサイズ、写真右は3×1.5mmサイズのチップLED
<リード線について>
今回は回路、配線を構成するための基板にチップLEDを直接実装せずに、LEDに通電するためのリード線を付けます。
一般的な銅線＋ビニル被覆のリード線だと、太すぎてLEDにハンダ付けできないのと、ハンダ付け後にリード線自体の自重やひねりによる力がハンダ付け部に集中してチップLEDが破損してしまうことがあります。
そこで、極細のポリウレタン銅線を使用します。
▲市販のポリウレタン銅線
☆ポリウレタン銅線は、数百m単位でボビンに巻かれて販売されていますが、使用する量を考えると、写真のような小分けで販売されているものがお勧めです。
ポリウレタン銅線は、銅線の表面にポリウレタンの被膜がある線です。トランスやモーターの巻き線などに使用されている銅線で、一見裸の銅線のように見えますが、ポリウレタンの被膜で表面が絶縁されているため、複数の線を束ねても短絡・ショートしません。LEDの点灯電圧レベルなら問題なく使用できます。
ハンダ付けの際の注意点としては、ポリウレタンの被膜の上からはハンダ付けできませんので、一定の温度以上をかけてポリウレタンの被膜を溶かす必要があります。
<ハンダゴテについて>
▲ハンダゴテの例／写真はガンタイプ(黄色パーツは急速加熱用スイッチ )
☆チップLEDのハンダ付けには15～20w程度のハンダゴテがあれば十分ですが、ポリウレタン銅線の被膜を溶かす際に、ハンダ付けの温度よりも上げる必要があることから、2段階切替式で急速加熱できるハンダゴテがあると便利です。ハンダゴテには形状がストレートタイプと写真のようなガンタイプがありますが、チップ部品の場合はがんタイプの方が使いやすく感じます。
また、コテ先は写真の例のように先がとがった円錐型のものを選びます。
<ハンダについて>
▲ハンダ(スズ60%・鉛40%） 写真上／直径1mm、写真下／直径0.6mm
☆ハンダ付けに使用する「ハンダ」はスズ60%、 鉛40%の電子部品・基板用「ヤニ入り」ハンダを用意します。
チップ部品用としては直径0.6mmのハンダが使いやすいと思います。
注／真鍮キットなどの金属工作では、ヤニ無しハンダと塩化亜鉛溶液を使いますが、電子部品やリード線を劣化させるため使用しないでください。
< 作業台について>
▲写真上／ベークライト板、写真下／木板
ハンダ付けは高温となりますので、カッティングマットなどの樹脂は溶けてしまいます。熱に強いベークライト板がお勧めですが、入手できなければ木板や、磁器のタイルでも代用可です。なお、ガラスは局部的に温度がかかると割れてしまうので使用できません。
<ハンダメッキ処理>
▲チップ部品にハンダメッキしている様子。
☆チップ部品の端子(ハンダ付け部)はスズメッキがかかった金属部品となっていますが、短時間で確実にハンダ付けするために
事前にハンダを薄く流しておきます。これをハンダメッキといいます。チップLEDの端子は2か所なので、2か所ともハンダメッキしておきます。
☆チップ部品にはハンダ付けの熱に対する仕様があり、260℃で5秒前後程度となっている例が多いです。これは累計時間なので、2か所ハンダメッキして、その後でポリウレタン銅線をハンダ付けするとなると計4回になることから、ハンダ付け1回あたり1秒程度での作業となりますので手早く作業を行う必要があります。
▲ポリウレタン銅線の先端をハンダメッキしてる様子。
☆ポリウレタン銅線は被膜があるとハンダ付けできず、導通不良になりますので、チップLEDにつける前に先端をハンダメッキしておきます。写真のようにハンダコテ先にハンダを盛っておき、ハンダゴテの急速加熱スイッチを入れて温度を通常より上げます。その後、ポリウレタン銅線をコテ先のハンダの中に入れると被膜が溶けて銅線にハンダメッキされます。
▲ポリウレタン銅線のハンダメッキ前と後
▲ベークライト板にマスキングテープを写真のように貼ります。
粘着面にチップLEDを貼り付けます。
▲LEDの発光面とハンダ付け面を確認します。
▲ハンダ付け面に1本目のポリウレタン銅線をハンダ付けしたところ。
▲2本目のポリウレタン銅線をハンダ付けしたところ。
▲ポリウレタン銅線をひねったところ
☆ハンダ付けした状態のままだと、ポリウレタン銅線をひっぱたり、曲げたりした際にチップLEDの端子部に力がかかってしまうため、写真のようにポリウレタン銅線をひねっておくと良いでしょう。
・・・今回はここまで。
写真は、発売中の＜HO-001＞ マルチプルタイタンパー 09-16( プラッサー＆トイラ―純正色) ディスプレイキットを塗装・組立したものに、電飾用のLED(発光ダイオード)を追加した作例です。
☆作例として使ったキットの紹介
＜HO-001＞ マルチプルタイタンパー 09-16( プラッサー＆トイラ―純正色) ディスプレイキット・・・￥13,200―(税込価格) <好評発売中>
製品情報：＜HO-001＞マルチプルタイタンパー 09-16（プラッサー＆トイラー純正色）ディスプレイキット
※ライト点灯化や、走行用動力ユニットなどのオプション製品の予定はありません。
※今回紹介したディスプレイキットは、グリーンマックス製品を取り扱っている各販売店様で発売中です。
※店頭在庫の有無は、各販売店様へお問い合わせ願います。