チップトランジスタの交換
チップトランジスタ交換風景を動画にしましたので参考にどうぞ。
Low-V Amp 2.0という小型のヘッドホンアンプ基板を題材にしています。
動画のなかでコテ先がプルプルしているのはスマホで近接撮影していて（三脚が邪魔・・・）遠いところからコテを使っているからです。
チップトランジスタを180度間違えて付けちゃったとか、壊れたトランジスタを交換したいというときにも参考になればと思います。
この動画では6本足のDUALトランジスタですが、もう少し大きなSOPの8pinオペアンプでも同様に外すことができます。
外したトランジスタが基板の上にポロっと落ちることを想定すると、カプトンテープで周囲を保護しておくのが良いです。（仕事では周辺部品を壊すと面倒なのでいつもそうしています。）
使った半田コテは白光のFX-600と純正のコテ先です。 なんだかんた言って純正コテ先はオールマイティーに使えます。
動画の中で頻繁にコテ先が画面の外に行っているのはコテ先クリーニングです。 コテ先に酸化した半田が付いているとブリッジしやすくなるので常にキレイな状態で使います。
温度設定はいつもは370℃ですが、チップ部品が小さいため熱で壊さないよう350℃に下げています。
ピンセットはこちらで紹介している「ホーザン P-882」
ハンダ線は千住金属のTURU-22（共晶ハンダ）
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映像を拝見いたしました。
見ているだけですと無造作に出来てしまいそうな印象ですね。
半田は通常の融点が低い半田をしっかりと盛り付けて、
慌てずに素早く加熱して、こて先をサラッとスライドさせる、
と言う表現で分かる人には良くわかります。
経験の少ない人への更なる注意点は、
・こて先を過熱しすぎない、
・半田を酸化させない、
・音調付きこてを使う
・こて先交換式のこてで、太めのこて先を使い
・トランジスタを無理やり押してしまわない、
・半田はケチらずタップリと盛り付ける、
と言うところかなぁ、と思いました。
半田をタップリ盛り付けておけばすぐには固化しないので
焦らずスライドして外せるとおもいますが、
これだけは経験と慣れが必要で言葉だけじゃ説明できない、かな。
製作も修正も、半田付け上級者向けの基盤ですね。
トランジスタのhfeを測定できるジグを作って事前選別できれば・・・
と考えてしまいますが、
増々上級者向けになってしまいますね。
ところで、ついでの質問があります。
映像の基板では円筒型抵抗を使われいますが、
入手はやはりDegi-keyとかになるのでしょうか？
投稿: sawanoriichi | 2023年10月 8日 (日) 17時37分
これは、難易度が高くて自分には絶対に無理。😹
新しいトランジスタをハンダ付けする際にハンダを盛ってないように見えるのは、その前に取り外したときのハンダがランドに残っているのをそのまま再利用しているからでしょうか。
投稿: 三毛にゃんジェロ | 2023年10月 8日 (日) 19時01分
あ、アップしてから気づいたです。
音調⇒温調
でした。
つい、・・・・
投稿: sawanoriichi | 2023年10月 8日 (日) 20時51分
sawanoriichiさん
・フラックスをちゃんと使う
のも必要ではないでしょうか。
投稿: 三毛にゃんジェロ | 2023年10月 8日 (日) 21時16分
三毛にゃんジェロさん
追加項目、ありがとうございます。
ただ、私はフラックスをチップ外すときは使ったことないです。
わざと半田ブリッジ作るんだから要らないよね、
綺麗に濡れ性確保させなくても良いんだし、
って感じで。
半田をたっぷり盛って綺麗なまあるい半田ブリッジにできると
作業しやすいかもしれないですね。
その辺は、個人個人の経験で違うかなぁ・・・
投稿: sawanoriichi | 2023年10月 9日 (月) 01時22分
sawanoriichiさん
あ、失礼しました。😿
取り外すときではなく、付けるときを想定していました。😹
ところで、タカスのIC70シリーズ・ユニバーサル基板のような3点連結パターンおよび電源ラインで隣の穴にハンダが回り込まないようにするにはどうしたらいいのか、ちょっと悩んでいます。
皆さんはどうしてらっしゃるのでしょうか。
350℃固定温度式のハンダゴテに1.6Dのコテ先を装着し、0.8mm共晶ハンダか0.6mmRMAハンダ(いずれもヤニ・鉛入り)を使ってるのですが、フラックスを塗っても塗らなくても隣の穴の方にハンダが広がってしまいます。ハンダの量が多すぎるのかと減らしてみれば、今度は目的のハンダが目玉になってしまい。
一般的な円錐型のコテ先の方がいいのかなあ!?
投稿: 三毛にゃんジェロ | 2023年10月 9日 (月) 02時05分
sawanoriichi さん
このトランジスタの交換は7～8個目なので慣れてきました（笑）
実は、半田コテが太いのではなくトランジスタが小さいんです・・・
円筒形の抵抗（MELF）はデジキーやMouserあたりですね。 電子工作で使う人が殆どいないので千石電商や共立電子でも取り扱いなしです。マルツはデジキー代理店的な感じで通販なら購入できると思います。
ちなみにMELFも半田付けしにくいです。 ピンセットで摘まんでいると飛んでいきます。
おっしゃる通り温調式半田コテは必須ですね。
可変ではなくてもセラミックヒータ必須。ニクロムヒーターは時間と共に温度が上昇していくので難しいですからね。
三毛にゃんジェロさん
そうそう、ランドに残った半田を利用して次のトランジスタを付けています。 なので時間をかけずに取り去るところも割と重要です。 時間がかかってしまったら、古いハンダを除去してから新しいハンダを使う方がきれいに付けられます。
フラックスは半田線に入っているフラックス成分に頼っていますが、QFPなど足が沢山並んでいるときには先に付けますね。
ユニバーサル基板で隣とショートしてしまうのは、半田の種類によるところが大きいかもしれません。 コテの350℃温調＋1.6D型コテ先は非常に使いやすいものと思います。
ショートではなく、隣のランドにハンダが流れてしまうのが嫌というのでしたら、半田の量を減らしつつ、作業を早めにこなす感じでしょうか。 私は、隣にハンダが付くのは「そんなもの」として諦めています（笑）
あと、リード品だけなら細めのC型（白光だと1C型、2C型あたり）のコテ先というのもアリかもしれません。
投稿: たかじん | 2023年10月 9日 (月) 09時14分
ユニバーサル基板の連結ランドの隣接穴への半田流れ込み、
よくやってしまいます。
特に丸ピンICソケットだとやってしまいます。
リード線の部品を半田付けする場合は、
こて先をランドから少し浮かせる感じでリード線に押し付けて
反対側から半田をリード線に当てて熔けるたらすぐに外すようにすると、
上手く行く時があるのですが、
もうちょっと半田の量を多くして、などと思っているうちに
半田が溢れてお隣りへ・・・、ということはしばしば。
個人的な感想ですが、
半田ごてのワット数や温調設定値だけの問題じゃなくて
こて先の熱容量の問題かな？と感じています。
そこそこのワット数でもこて先の熱容量が大きいと良さげです。
逆にワット数が大きくて熱容量が小さそうなこて先だと
（人間側で）上手くコントロールできないなぁ。
こて先の熱容量ってどこにも書いていないので
経験値によってしか見分けられないのが問題ですね。
いやぁ、半田付けって、本当に難しいですね。
投稿: sawanoriichi | 2023年10月 9日 (月) 10時03分
動画のUPありがとうございます。
拡大しているせいもあり簡単そうに見えるのがこわいですね。小生も5～6個あたりから慣れてきました。
コテ先を変えたり温度の調整、コテや半田線の当て方など試行錯誤しました。
MELF抵抗は基板上を転がっていくのも厄介ですね。
寝かせて取り付けているCAP(C7～C10)の足側が確認できてよかったです。
sawanoriichiさん
＞そこそこのワット数でもこて先の熱容量が大きいと良さげです。
ANTEXのコテはそんな感じですね。小生が愛用しているコテペン40は17Wですが平型ヒーターのせいか熱の供給速度が良いように感じています。今回も活躍しました。廃番で同等品が無いのが残念。
投稿: onajinn | 2023年10月 9日 (月) 10時58分
たかじんさん
sawanoriichiさん
連結ランドへのハンダの流れ込み、やはり皆さんも色々と苦労されてるんですね。
3点連結だとまだしも、電源ラインなどの30点連結だとライン銅箔の熱容量が大き過ぎてハンダが溶けるまでの時間もちょっと長いのが困りもの。
今度、熱容量の大きい2BCか2.4Dのコテ先で試してみようかな。リードの加熱という意味では2BCの方が効果がありそう。
投稿: 三毛にゃんジェロ | 2023年10月 9日 (月) 14時57分
sawanoriichi さん
昔は半田コテのワット数が重要で適切なものを使用すると教科書的な本などに書いていましたね。 半導体部品では15～20W、太めの配線・ソケットなどで30～50W。 トタン・金属板は100～150Wなどなど。
ちなみにFX-600は50Wです。
セラミックヒータ型（温調型）は、ワット数が大きいと早く温度が上がり待ち時間が少ないという特徴があります。 コテ先の熱容量は、最近のは小さめになっているように思います。 これも温度を素早く上昇させるためと思います。 実際、電源ONから60秒待たずに半田付け開始できます。
私が使いにくいと思うのは、先が細くてヒーターからの熱伝導が小さくなってしまうタイプのほうです。 熱容量も小さいと思われます。
じつは温調はあくまでもヒーター部であって、コテの先端ではありません。そのためD型やC型など、先がカットされて相対的に太さが保たれている（熱伝導が高い）ものがハンダも良く溶けるし、ヒーター温度設定も低めで済むんじゃないかと思います。
まあ、結局はその道具に対する個人の慣れ（技量？）なんでしょうけどね。。。
onajinn さん
> 寝かせて取り付けているCAP(C7～C10)の足側が確認できてよかったです。
そういえばちゃんと説明しておりませんでした。
コテペン40ってこれですかね。
https://www.webshiro.com/syouhinsetumei/M904CPEN40.html
交換用コテ先のヒータと接する部分が長く大きいので、熱容量は白光よりも大きそうです。
なかなか良さそうですね。
三毛にゃんジェロさん
2.4Dを持っているのですが、幅が割と大きいため使う用途が限定されてきます。
でも熱はよく伝わるのでスピーカーターミナルなど相手が大きいときには重宝します。 FX-600が50Wもあるので、コテ先温度が下がると根元からブーストされるように熱が沸いて出てきますし。
先斜めカットのC型は会社で使っていますが、慣れると手放せないアイテムです。 SOPやQFP以外の半田付けは、すべてC型でやってます。
投稿: たかじん | 2023年10月 9日 (月) 20時09分
たかじんさん
2.4Dはランド周囲がレジストされている場合には問題がないのですが、3点連結ランドのために1.6Dを追加購入しました。
スピーカーターミナルなど熱容量が本当に大きいものは、2BCでないと厳しいですね。
ちなみに、使っているgootのPX-335は85Wもあります。
電解コンデンサなどのデータシートでハンダ付け条件として350℃と書いてあったので、それに合わせて350℃固定のものを買ったら85Wだったというオチ。
投稿: 三毛にゃんジェロ | 2023年10月 9日 (月) 20時42分
三毛にゃんジェロさん
1.6Dですか。 ちょうど良さそうなサイズですね。
これまで色々使った中での感想としては、
円錐型：オールマイティー。 0.5mmピッチICなどはこれが良い。
ナイフ形：使いこなしが難しい。
D型：少しクセがあるけど熱の伝わりが良い。
小さいC型：すぐに慣れる。使いやすい。
大きいC型：対象物が大きなときに強力に溶かせる。
自宅では円錐とD型。
会社では円錐と中C型、大C型の使い分けです。
細い円錐型は熱が伝わりにくく、誰かが温度を上げて使ってすぐに先がダメになってしまう。（PBフリーなので傷みやすい） ナイフ形は誰かの希望で買ったらしいけど、私はうまく使いこなせません。
> PX-335は85Wもあります。
それは凄い。 電源ONから30秒で半田付けできる感じですかね。 ほぼプロ仕様ですね。
投稿: たかじん | 2023年10月11日 (水) 22時46分
昨日、Low-V Amp2.0を完成させ、DCオフセットを測定したところ、
片chのみ10mVを少しオーバーだったので、
我ながらよく出来たと悦に浸っていたのですが...
思い直すと自分の測定方法が正しいのか自信がありません
orz
自分はインプットのジャックに何も接続せず、
アウトプットのジャックの（T）と（S）、
同じく（R）と（S）の間の直流電圧を測定しました
測定時にインプットのジャックの（T）と（S）、
（R）と（S）をそれぞれショートさせる必要があるのでしょうか？
凄く基本的な質問で恐縮です
投稿: あみのん | 2023年10月18日 (水) 12時44分
あみのんさん
市販品にしろ、自作品にしろ、ボリュームフル状態で残留ノイズが耳で聴こえるかどうか確認する際は、必ず入力をショートしてます。
万一、何かが入力ジャックに触れて爆音で耳がやられないという目的もあります。
さて、DCオフセットも入力をショートする必要があるんじゃないでしょうか。入力ジャックがオープンだとHOTとCOLDの間には数MΩ以上の絶縁抵抗が存在するので、そこに外来ノイズが飛び込んで来てもおかしくはないかと。
投稿: 三毛にゃんジェロ | 2023年10月18日 (水) 15時13分
三毛ニャンジェロさん
さっそくのアドバイス、ありがとうございます。
身の回りの音響機器について
「ボリュームMAXで残留ノイズが耳で聞こえるか否か」
という事を今まで試したことがありませんでした。
というか、恥ずかしながらそもそも
「何のためにDCオフセットを気にするのか」
という事自体を正確に理解できていません
orz
改めて入力側をショートして、DCオフセットを測定してみます。
ありがとうございます！
投稿: あみのん | 2023年10月18日 (水) 18時31分
DCオフセットに関して
すでに、たかじんさんも所々で書かれていますが、
DCオフセットが存在すると常時ボイスコイルに直流電流が流れますので
ボイスコイルの中点位置がずれてしまいます。
そのズレた位置を中心にしてコイルが振動しますので
どちらかの振れ幅は広く、他方は狭くなってしまい、
その振動幅でコーン紙が振動するので、
再生音の振動リニアリティが崩れてしまいます。
必然でしょうが、再生音の悪化が生じる可能性が大きくなります。
特にDCオフセットが大きいと
コイルの振動可変幅限界を越えて力が働く場合は
その内に振動系部品の破壊に至ると想像されます。
普通は壊れる前に「音がおかしい（歪っぽい）」と気づきますが・・・
たかじんさんは、
10mVくらいが許容上限と仰られていましたと思います。
そこから先は各人の耳と心情によって許容範囲が決まると思います。
投稿: sawanoriichi | 2023年10月18日 (水) 20時09分
あみのんさん
完成おめでとうございます。
この回路の場合は入力ショートしなくても大丈夫です。
入力部にボリュームなし
入力がオープンになる事が普通にある
という事を踏まえての回路にしてあるからです。 回路図を見ると判るとおりカップリングコンデンサの後、10kΩで受けているのでハイ・インピーダンス受けではありません。
三毛にゃんジェロさん
サポートありがとうございます。 このアンプは通常アンプとは少し違う使い方をされることが予想されるため入力インピーダンスを落としています。 ですので、入力ショートしなくても大丈夫なんです。
それにしても入力ショートでテストすることをよくご存じですね。
sawanoriichi さん
おっしゃる通りですね。 DCオフセット 10mVは超高感度なイヤホンを含めて問題が起こらないスペックと思います。
大型のヘッドホンやBAタイプイヤホンなど、さほど感度が高くないものでしたらその2倍の20mVあたりでも平気と思います。 50mVを超えるオフセットがあると微妙なレベルになってきて、100mVならNGかと思います。
一方、スピーカー用アンプは100mVくらいまでは殆どのスピーカーで許容できる範囲。 1VはさすがにNGになるかと思います。
> そこから先は各人の耳と心情によって許容範囲が決まると思います。
それもありますね。 DCオフセットが漏れないアンプの方が安心感があります。
投稿: たかじん | 2023年10月18日 (水) 21時36分
たかじんさん
いや、テスト時だけでなく、アンプ関係でソース機器と接続されていない入力端子はノイズ防止兼酸化防止という意味でショートプラグを装着というのが常識だと思ってましたので。
市販のショートプラグが簡単に入手できない場合は、電極が金メッキされた安物RCAプラグをハンダでショートさせて使ってます。
投稿: 三毛にゃんジェロ | 2023年10月18日 (水) 22時59分
三毛にゃんジェロさん
アドバイスいただいたにもかかわらず、先の投稿で三毛にゃんジェロさんの
ハンドルネームを間違えて記載していました。
申し訳ございません。
sawanoriichiさん
DCオフセットについてご解説くださりありがとうございます。
お陰様でイメージがつかめ、また興味が増しました。
今後はオフセット調整にどのような方法があるのかや、その影響について調べてみようと思います。
たかじんさん
いつもコメントありがとうございます。
Low-V amp作成前にチップトランジスタの交換風景を見ることができ、イメトレが捗りました。
当アンプについてはDCオフセットの測定にあたりインプット側のショートが不要とのこと、
確かにオープンの場合とショートの場合で測定結果に大きな違いは見られませんでした。
昨晩測定した際には、制作直後から電池の電圧が下がったせいか、DCオフセットも小さくなり、
左右とも10mVに収まっています。今使っているのはダイソーのアルカリ乾電池なので、
近いうちにご紹介のニッケル水素電池を試したいと思っています。
また、手持ちのヘッドホンをとっかえひっかえ、毎晩楽しんでいます。
特にHD800ｓの聞こえ方が面白い変化をしたので気に入っています。
いつか、千石電商さんにおいてあるデモ機との聞き比べをしたいなと思ってますｗ
投稿: | 2023年10月20日 (金) 07時26分
上の投稿者は あみのん です
今度は自分のネームを記載漏れでした
orz
投稿: あみのん | 2023年10月20日 (金) 07時54分
三毛にゃんジェロさん
空き端子にショートプラグを刺しておくとは、かなりのマニアですね。 確かにRCAのショートプラグ売っているのを見なくなりました。
あみのんさん
ニッケル水素バッテリは1.3～1.2Vあたりの電圧が長く続くので、そのあたりの電池電圧で10mVであれば全く問題ないと思います。
HD800ｓですか。素晴らしいですね。 そこまで高級なヘッドホンでは試聴しておりませんでした。
「面白い聞こえ方・・・」 気に入って頂けているのか心配です。
投稿: たかじん | 2023年10月21日 (土) 18時23分
たかじんさん
DCオフセットを測定するのが楽しみになってしまい、事あるごとに測定しています。
電池電圧の低下と共に、Lｃｈ・Ｒｃｈともに電圧が下がり、また、ＬｃｈとＲｃｈの電圧差も縮小
しています。
上記の電圧変化はsawanoriichiさんのコメントで自分がイメージした通りの変化で、
なんだか電気のことをより理解できた気がして嬉しいです。
ちなみにＨＤ800ｓですが、Low-v Amp 2.0を使用することにより、私にとって好ましい聞こえ方に変化しました。
ＨＤ800ｓは音の分離が素晴らしいのと、音場を広く感じるのでオーケストラやライブ音源の再生に向いている反面、
ボーカル物は苦手だと感じていました。
（ボーカルと音源が分離しすぎ、かつ、特にボーカルが引っ込んで聞こえるため）
ところが、Low-v Amp 2.0は音が分離された状態で音楽に包まれるように聞こえるので、
ＨＤ800ｓで使用すると「ボーカルを近く感じつつ分離が維持されている」という状態になり、
私にはこれがとても面白く感じられます。
今までは曲の種類によってヘッドホンを選んでいましたが、これからはＨＤ800ｓを使いつつ、
曲の種類によってアンプを選ぶという選択肢が増え、幸せを感じています。
ゆったりクラシックを楽しむときはHPA-1000で優雅に、
がっつりボーカルを楽しむときはLow-v Amp 2.0でアグレッシブに、
ってな感じですね。
この書き込みをしている今も、SabreberryDAC Zero と Low-v Amp 2.0で音を楽しんでいます。
本当に素晴らしい体験をくださり、ありがとうございます。
毎度、長々と失礼しました。 m(_ _)m
投稿: あみのん | 2023年10月21日 (土) 20時58分
あみのんさん
ありがとうございます。 HD800Sでもそのような高い評価をして頂けて大変光栄です。
HD800は試聴したことがあったのですが、あの時点でも正確無比でクール。余計な音を一切出さない怖さみたいなものを感じました。
投稿: たかじん | 2023年10月24日 (火) 21時33分