電子工作の難易度レベル分け

とある基板の半田つけの要求レベルが高くて、購入者が作れないという話がありました。

そういえば頒布している基板の組立の難易度を表記していなかったなぁ
という事で、

初心者向け、中級者向け、上級者向け
の３つに分類してみました。

半田つけの要求レベルだけではなく、扱う電圧も考慮することにしました。
リード部品だけなら初心者でも可能ではあるのですが、電圧が高ければ部品が間違っていたりハンダ不良があると部品を壊してしまうリスクが高くなるからです。場合によっては、抵抗から火を吹いたりもしますし、知識がなければ感電するリスクもあります。なので、電圧も重要なファクターと考えています。

初心者：リード部品半田付け。15V以下の電圧

中級者：チップ部品半田付け。もしくは15V以上の電圧がかかる回路

上級者：0.5mmピッチなどの微細ピッチ半田付け。もしくは40V以上の電圧がかかる回路

半田つけする箇所の数量も考慮しようと思ったんですが、私が頒布している基板はどれも半田付け箇所が多いので、、、同列になってしまいました。

半田付けの難易度

実は、良い道具を揃えるだけで簡単にレベルアップできます。逆に、そこそこ腕がある人でも、電熱線タイプでコテ先が傷んだものだと、チップ部品やSSOPなどを付けるのは非常に難しくなります。また、付けにくい鉛フリーハンダを使ったらなおさらです。

楽に中級者レベルになるには

１．セラミックヒータータイプ・温度調節機能ありの半田コテ（HAKKO FX-600など）
２．コテ先クリーナ付きのコテ台（HAKKO FH300-81など）
３．つけやすい半田線（共晶ハンダ TSURU-22F2-0.6など）
４．使いやすいピンセット
５．目視確認用のルーペ

です。Youtube動画を見て30分程度練習すれば、多くの人は中級者になれると思います。

ただ、加齢とともに視力が落ちた。指先が震える。など身体的な部分は良い道具を揃えても効果は出にくいかもしれません。誰の身にもあり得る話なので無視できない話ですが、ある程度は諦めるしかありません。

※ 鉛フリーハンダでも付けやすいものも存在します。ホーザン HS-302（Sn-3Ag-0.5Cu）はおススメです。

上級者レベルになるには

道具は、上で書いたモノに加え、以下のものがあると良いです。

１．液体フラックス（微細ピッチICのみ使用）
２．好みのコテ先（人によって使いやすいコテ先が違ってくる）
３．リワーク用に電動ハンダ吸取器

そして、純粋にテクニックを磨くしかありません。道具を上手に使い分けるテクニックと言えるのかもしれません。コテ先はマイナスドライバー型、カッターナイフ形、先斜めカット型など色々あります。私はマイナスドライバー型をメインで使用しています。

超上級者レベルでは

１．ハンダ用ヒートガン
２．スポット型ディップ槽
３．ホットプレート／卓上リフロー炉

なんて道具もありますが、趣味の電子工作レベルじゃないと思います。プロ級です。

ICのリードピッチ

１．DIP品のICは2.54mmピッチが大多数です。ピンヘッダも2.54mmピッチの物が多い。まずは、このピッチの半田付けマスターからです。

２．表面実装のICは1.27mmの物があります。1mm以上離れているので、道具さえ揃えれば乗り越えられます。

　　　＜ 1.27mmピッチは、まだ簡単 ＞

３．0.95mmのIC。少しだけ難易度が上がります。

４．0.65mmのIC。ここから一気に本格的になります。リード間がショート（ブリッジ）した際に、ハンダ吸取り線（銅網線）も必須になります。液体フラックスを塗るとブリッジしにくくなります。半田線と半田コテがちゃんとしていないと難しい作業です。

５．0.5mmのIC。これが付けられれば立派な上級者と認められます。四辺にリードがあるQFPも0.65、0.5mmピッチが多いですね。

　　＜ 0.5mmピッチが付けられれば立派な上級者 ＞

６．0.4mmのIC。写真はQFNパッケージですがQFPタイプもあります。0.5mmから0.1mmしか狭くなっていないのに、異常に厳しくなります。はんだの物理限界で、これ以上狭いピッチはありません。

　　＜ 0.4mmピッチは限界に挑む覚悟で ＞

７．QFN　リードがICから出ていません。裏面に端子があるだけ。特に0.5mmピッチ以下は完全に上級者向けです。

８．BGA　裏面に半田球が碁盤に石を並べたように並んでます。半田コテでは物理的に無理です。電子工作には向きません。

電圧に対する危険度の認識

半田付けテクニックとは別の視点で、電気に関する知識（危険度）が求められます。

12Vくらいの電圧でも、ショートすると火花はでますし、抵抗などが発熱すると火傷するような温度にもなります。電気溶接で火花が出ているとき20V前後らしいです。また、40V以上の電圧なら感電で心臓が止まる可能性すらあることを知っておく必要があります。

電解コンデンサに貯まった電圧が抜けるまでの時間も考慮したりと、経験を積むごとに慎重になるのですが、初心者は誰かに教わらないと知りえませんね。

以下、参考資料です。

http://www.tokyotsa.com/file/17_jirei.pdf

https://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%84%9F%E9%9B%BB

私も200V級で何度か感電したことがありますが、あまり気持ちの良いものではありませんね。100Vは平気、200Vもまだ大丈夫なんて言ってるとそのうち痛い目にあいます。仕事上、10kVの電圧を扱っているのですが、あれに感電したら一発退場です。この世から。

感電には、くれぐれもお気をつけください。

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