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はんだ付けに光を!コネクタのカップ端子に予備はんだをする?しない?

コネクタのカップ端子に予備はんだをする?しない?
(DSubコネクタ、キャノンコネクタ、七星コネクタなど)

こんにちは、はんだ付け職人です。
新年早々、風邪をひいて寝込んでしまいました。
コロナの期間を含めて8年くらい、元気で過ごしてきましたが、
久しぶりに高熱の中、体の免疫がウイルスと闘ったためか、
体力がごっそりと奪われました。

また、一からコツコツと体力を蓄えていきたいと思います。
皆様、体調管理には気を付けてください。

さて、本日久しぶりにメルマガを配信しましたのは、タイトルにもありますように
コネクタにケーブルをはんだ付けする際に、カップ端子に予備はんだをするか?
あるいは、しないか?ということで受講者から質問をいただいたからです。

日本はんだ付け協会の講習会では、「DSubコネクタへのケーブルはんだ付け実技教材」の解説で
ケーブル(リード線)には予備はんだを行い、カップ端子には予備はんだをしない状態で
はんだ付けするように指導しています。

はんだ付け検定用教材Dsubコネクタ
※検定用Dsubコネクタ(15ピン-AWG22)

今回、質問をいただいた受講者の方は、「すべてのコネクタに対して、
ケーブル(リード線)には予備はんだを行い、カップ端子には予備はんだをしない」のが
スタンダードなのか?といった疑問を持たれたわけです。

過去にも同様の質問を講習会でお受けしたことがあり、その都度回答させていただきましたが、
今回、メルマガとブログの記事でまとめておこうと思います。

結論から言うと、コネクタとケーブルの組み合わせによっては、
両方に予備はんだをしたほうが良い場合と、両方ともに予備はんだをしないほうが良い場合もあります。

航空電子の大型コネクタ

両方に予備ハンダしない例(航空電子コネクタと電力用ケーブルAWG3相当)

①では、なぜ講習会では、カップ端子へ予備ハンダをしないのか?
ですが、

講習会で使用している「DSubコネクタへのケーブルはんだ付け実技教材」では、
仮にカップ端子に先に予備はんだをしておくと、予備はんだされたはんだからは、
ほとんどのフラックスが蒸発して不活性化してしまいます。
(糸はんだに含まれているフラックスは総量が限られているため)

糸はんだに含まれるフラックス(糸はんだの断面)

糸はんだに含まれるフラックス(糸はんだの断面)

この状態で、カップ端子の予備はんだを融かしながら、予備はんだされたリード線を挿入すると、
高確率でフラックス不足になり、オーバーヒートを起こします。
(ツノが出たり、はんだが酸化して脆く)なります。

両方に予備はんだをしても作業は不可能ではありませんが、
10人に1~2人程度の天性のセンスと手先の器用さを持つ人しか成功しないことが多く、万人向けではありません。
講習会では、なるべく多くの方に合格していただくため、一番合格しやすい方法にて講習を行っています。

ただし、共晶ハンダを使用する場合(3級講習の場合)は、両方に予備はんだしてもかなり易しくなります。

また、両方に予備はんだをしてもフラックスを塗布して使用すると
作業性は劇的に改善します。
しかし、塗布した液体フラックスは、熱を掛けると気化して超流動状態になるので
勘合部に付着して導通不良を起こす可能性が出てきます。
はんだ付けが成功しても導通不良を起こすようでは本末転倒ですので、
講習会では、Dsubコネクタにはフラックスを塗布しないように指導しています。

②では、あえてカップ端子へ予備ハンダをするとどういった品質不具合が発生するか?
について考えてみますと、

①で述べたように、フラックスの活性化時間が非常に短く、コテ先を離すタイミングを掴みにくいため、
コテ先を離すタイミングが遅ければオーバーヒート。早ければ熱不足によるなじみ不足が発生しやすい。
というのが発生しやすい不具合です。

③さらに合わせて、
予備ハンダをせずにカップ端子のハンダをした場合のカップ端子内のハンダ充填量を確認する方法はあるか?
という質問もいただきました。

ハンダの充填については、実体顕微鏡にてカップ端子成型時の金属の合わせ目まで
はんだが充填されていることを確認しています。

カップ端子の金属の合わせ目(はんだ充填量の確認)

カップ端子の金属の合わせ目(はんだ充填量の確認)

④では、両方に予備はんだをしたほうが良い場合とは?
⑤両方ともに予備はんだをしないほうが良い場合とは?

④カップ端子に対して、ケーブル(リード線)が十分に細い場合は、
両方に予備はんだをしても上手くいく可能性が高いため、作業性を考えると
両方に予備はんだするのが正解であるケースが多いです。

⑤逆に、カップ端子に対してケーブル(リード線)が太いため、ケーブルに予備はんだをすると、
カップ端子に挿入できない場合は、両方ともに予備はんだをしないほうが上手くいく可能性が高いです。

 

以上、予備はんだの有無に関しては、コネクタとケーブルの組み合わせにより異なるため、
状況に応じて適切な方法を選択することが重要です。
※とは言え、ケーブル(リード線)に予備ハンダ、カップ端子には予備ハンダ無しの組み合わせが、
最も上手くいく確率は高いように思います。

※七星化学研究所の大型コネクタにAWG14、AWG16の2本のケーブルをはんだ付けの例

※マイクロDsubコネクタへAWG32相当のケーブルをはんだ付けの例

新年もはんだ付け技術の向上に努めましょう。
そして、皆様の健康と成功をお祈りします。

参考になりましたら幸いです。
それでは、あかるいはんだ付けを!

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