ステーション型はんだこてはペン型と何が違うのか:握りやすさ、変圧器、こて先、窒素ガス

この動画はgootはんだこての太洋電機産業の提供でお送りします。

こんにちは。電子工作をする誰もが一度は使ってみたいと思うのが、据え置き型のステーションはんだこてです。実際、機能面や性能面でステーション型のはんだこては優れている点が多いのですが、今日はこういったよくあるペンタイプの温調はんだこてとステーションタイプのはんだこては、一体どういったところが違うのかというのを、メリット、デメリットを含めていろいろと見ていきます。動画の最後にプレゼント企画もあるので、ぜひ最後までご覧ください。

実際に使ってみる製品がこちらです。左から順番に、RX-780ASがステーションタイプのはんだこて、こちらのPX-580がミニステーションタイプのはんだこて、そしてPX-280がペンタイプではあるのですが、ステーション型に匹敵する機能、性能を持っているはんだこてです。

どのはんだこても温度調整機能、こて先の寿命を伸ばすためのスリープ機能、電源の切り忘れ防止のためのシャットダウン機能、振動センサーによるスリープ解除機能が付いています。これらの機能を持ったはんだこてが太洋電機産業のスマートアイロンシリーズです。

まずステーション型のはんだこてとペンタイプのはんだこての違いは、見てわかる通り、こて部分とステーション部分が分かれているかどうかです。ステーション型はヒーターの電源回路や温度制御回路がステーションの中に入っていて、こて部分はヒーターだけとなっています。一方でペンタイプのはんだこては、ヒーターの電源回路や温度制御回路、さらにはヒーター部分もすべてこの中に入っている構成になっています。

これだけ見てみると、全部まとまっているペンタイプの方が良さそうに見えます。実際、部分的にはペンタイプの方が良いこともあるのですが、はんだ付けのしやすさや性能面ではステーションタイプの方が良いことがほとんどです。これから説明していくことは、ペンタイプのものは基本的にクリアするべき基準はクリアしていて、ステーションタイプはそれよりもさらに良いというものであって、ペンタイプがダメというものではないので、そのあたりは誤解ないようにお願いします。

まずは使い勝手の部分から見ていきます。ステーションタイプはこての部分にヒーターしか入っていないので、握る部分がスリムになっていて、鉛筆感覚で握ることができます。鉛筆感覚は言い過ぎかもしれませんが、太めの3色ボールペンくらいの感覚です。ペンタイプのはんだこてはこての部分に全部入っているので、握る部分がどうしても太くなってしまいます。なので、より繊細さが要求されるはんだ付けでは、ステーションタイプが有利になることが多いです。

またケーブルの取り回しについても、ステーションタイプの方が優れています。ペンタイプのはんだこては電源ケーブルが生えているので、ケーブルに引っ張られるような感覚があって、手元がブレますし疲れます。ステーションタイプは割と細めの線が使われているので、引っ張られる感覚は少なく、繊細な作業ができます。

ちなみにミニステーションタイプの線の太さはどうなっているかというと、このように結構太くてごついです。ゴワゴワしていて引っ張られる感覚がありますので、本当にしなやかな操作性を求めるのであれば、こちらのステーションタイプを買わなければいけません。

こういった握る部分の細さやケーブルの取り回しの良さから、ステーションタイプの方がはんだ付けはやりやすくなっています。こて部分が細い方が使い勝手が良いというのは分かるのですが、ペンタイプがここまで小さくできるのであれば、ステーションタイプのステーションの箱の部分、ここをもっと小さくできるのではと思う人もいるかもしれません。実はステーション部分が大きくなってしまうのには理由があります。

実際にステーションタイプのものを開けてみると、このように変圧器が入っています。今回の場合ですと、変圧器を使ってこて部分のヒーター電圧を24Vに降圧しています。そもそもなぜ変圧器を使うのかというと、これはこて部分の絶縁のためと、リーク電圧を低くするために使われています。

ステーション型はんだこての多くは、ヒーター回路への電源供給に変圧器を通すことで、電源ラインから電気的に絶縁します。さらに電圧を100Vから24Vに降圧することで、こて先の対地電圧やリーク電圧をさらに低くしています。静電気に弱い半導体をはんだ付けすることもあるので、はんだこてが原因で壊すことは避けたいですからね。

ペンタイプのはんだこては変圧器が入っていないので、ヒーター電圧は100Vです。結構高めです。一応アース線付きのモデルもあるので、静電気やリーク電圧については安心といえば安心です。

このようにステーションタイプは小さくできない理由があるので、大型になってしまいます。なので基本的には作業机の上に備え付けて使うことが多いです。頻繁に作業場所が変わるというのであれば、ペンタイプのはんだこてを使うのがおすすめです。

ではミニステーションタイプはどうかというと、ペンタイプのヒーター電源回路や温度制御回路をステーション部分に移植したものです。変圧器は入っていないので、割とコンパクトになっています。ただヒーターの電圧は高いままですし、セラミックヒーターとはいえ変圧器はないので、リーク電圧やESDの問題は残ったままです。ただミニステーションタイプは電源コードはアース線仕様なので、リーク電圧については問題ないといえば問題ないです。

次はこて先の違いについて見ていきます。ステーションタイプなのですけども、今回出ているRX-780ASではなくて、以前紹介したRX-802ASが実は一番性能が良いです。これはこて先のヒーター構造の違いによるものです。

よくあるのはセラミックヒーターの上にこて先をかぶせるタイプのものです。この方式ですと原理的にヒーターとこて先の間に空間ができてしまうので、そこで熱が伝わりにくくなってしまいます。RX-802ASはこちらにあるようにヒーターとこて先が一体構造になっていて、熱がものすごくよく伝わるようになっています。熱の伝わりやはんだ付け性能的には、一番これが性能高いです。

ただヒーターこて先一体構造となっていると、こて先が消耗してきたときに、こて先だけを交換することはできません。ヒーター部分も一緒に交換となってしまいますので、ランニングコストが高くなってしまいます。ランニングコストを抑えたいのであれば、セラミックヒーターを使った、こて先だけを交換できるものを使った方が良いです。ランニングコストと性能のトレードオフで、どちらを優先するかで変わります。

ランニングコストは高いけども性能がピカイチのものが欲しかったら、ヒーターこて先一体構造のRX-802ASを選ぶと良いです。熱の伝わりが若干劣りますけど、ランニングコストを安く済ませたかったら、セラミックヒータータイプのものを選んでください。少量多品種ではんだ付け対象が多岐にわたる場合は、RX-802ASの上位機種のRX-852ASが良いです。150Wまでいけるからです。今回使っているはんだこては全てセラミックヒータータイプのものです。

こて先の選定もかなり重要なので実演してみます。基本的には熱容量の高い太めのこて先を使った方が、はんだ付けはうまくいくことが多いです。イチケンがよく使うこて先はこちらです。標準で付いているこて先と比べても少し太めですよね。今回のはんだこてのこて先は全て共通なので、それぞれで使い回しができます。概要欄に購入リンクなんかもまとめていますので、ぜひ参考にしてみてください。

まずはこちらが標準で付いているこて先です。

次は3BCのこて先です。これが一番私がよく使うやつです。

このようにこて先自体の熱容量が非常に高くて、こて先の温度も下がりにくいです。ですので、はんだ付け自体はやっぱり太いこて先の方がやりやすいのです。全体に銅箔が広がっている部分もやってみます。

銅箔が広がっているので熱はすごく逃げやすいのですけども、やはり熱の回復特性が良いですし、こて先自体の熱容量も大きいので、はんだ付け自体もするすると問題なくできます。

次はチップ部品のはんだ付けなんかに使うDタイプのこて先です。まずは予備はんだをして、抵抗をずらすようにして仮はんだ。次にこちらへフラックスを供給して、同じようにはんだ付けしていきます。一番最初につけた方は仮はんだだったので、もう一度加熱してはんだをしっかりと流し込んでいきます。このようにしっかりとはんだ付けできています。

さらに加熱効率の高いRA型のこて先もあります。これはこて先が直角の形状になっています。このように銅箔と部品を同時に接触させることができるので、効率よくはんだ付け対象に熱を与えることができます。実際はんだ付けをしてみるとこんな感じです。こてを当ててはんだを供給。よく溶けます。こちらも同じように、こてを当てて加熱してはんだを供給。

さらに銅箔の面積の広いところもやってみます。こてを当てて加熱してはんだを供給。さすがに銅箔面積が広いので熱が逃げてしまって、はんだが溶けるのも少し時間はかかります。こちらも同じように、こてを当てて熱を与えて、そしてはんだを供給。

このように熱容量の大きな部品や銅箔があったとしても、問題なくはんだ付けできています。直角のRAタイプは、大きめの電解コンデンサーをはんだ付けしたいときなんかにはおすすめです。このようにはんだの溶け方や熱の伝わり方が全く違いますので、用途に合ったこて先を選ぶことが大切です。

ステーションタイプのはんだこては基本的に高機能なものが多いというのはわかったのですが、さらなる差別化要素として窒素ガスを使ったはんだ付けにも対応しています。これはステーション自体というよりかは、こて先部分を窒素ガス対応のものに変えることで実現できるものです。ただし窒素発生装置が必要だったり、エアーコンプレッサーが必要だったりするので、個人で導入するにはハードルが高いですし、そもそも個人で導入する必要があるのかと言われると、なさそうな気もします。ただはんだ付けを業務で行う場合は、検討する価値はあります。

実際やってみたいと思うのですけども、窒素ガスに対応したこて先がこちらです。ガスチューブがつながっていて、こて先の先端から窒素ガスが出てきます。まずこれが窒素ガスなしの状態です。煙が上に上がっていきます。次が窒素ガスありの状態です。煙が流れていってます。これはこて先先端のこの隙間の部分から窒素ガスが流れ出ているからです。

窒素ガスを使ったときのメリットは、はんだの濡れ広がりが良くなったり、はんだ付け部分とこて先部分の酸化を少なくできることです。それ以外にも、窒素ガスはこて先のヒーター部分を通過してくるので、温められたガスではんだ付けする部分へのプリヒート効果も期待できます。実際にサーモグラフィーで見てみると、はんだこてを押し当てていませんが、基板の温度が高くなっていく様子が確認できます。

実際に窒素のありなしではんだ付けがどれくらい変わるかも見ていきます。まずはこちらが窒素ガスなしの場合です。普通のはんだ付けです。はんだの濡れ広がりも問題ないです。こちらの銅箔が広がっているところにもはんだ付けをしてみます。窒素ガスなしの場合ですと、プリヒートの効果が得られずに、はんだがなかなか濡れ広がっていきません。

次は窒素ガスありの場合です。実際にはんだ付けをしてみると、はんだの濡れ広がりは明らかに良いです。はんだ付け自体もやりやすくなっています。動画だとわかりにくいと思うのですが、窒素ガスありの方が明らかにはんだ付けがやりやすいです。窒素ガスありの場合も同様に、熱が逃げやすい銅箔の面にはんだ付けをします。

このように加熱された窒素ガスが当たることによるプリヒート効果で、はんだの濡れ広がりがかなり良いです。また窒素ガスを使うと、使わなかった場合と比べて表面光沢は向上します。さらにはんだブリッジやはんだの角立ちの解消にもつながります。はんだが溶けてから固まるまでの尾の引き方みたいなのがあるのですけど、それを見てもらうとN2ありなしの違いがよくわかるのではないかと思います。

その他にも窒素ガスありの場合は、こて先の温度を実は少しだけ低くできます。これは窒素ガスのプリヒート効果によるものです。ですので部品の温度ストレス低減であったり、こて先の寿命を長くすることができます。

というわけで、ステーションはんだこてってどうなの、というわけでいろいろ見てきました。ステーションタイプの方が全体的にはんだ付けの快適度は上がりますが、ペン型がダメかと言われるとそんなことはないです。実際私が使っているのは、PX-280というペン型のはんだこてですからね。

業務で長時間はんだ付けをする場合は、握りやすくて操作性も高いステーション型のはんだこてを使うと良いと思います。また場合によっては、窒素ガスの導入を検討するのもありです。今回紹介したはんだこてはこて先は共通規格で、使い回しができるようになっています。個人で使う場合はペンタイプで、ちょっと奮発したりステップアップとしてステーションタイプを導入するのもありです。

というわけで、もしこの動画が役に立ちましたら高評価をお願いします。何か気になることがありましたら、コメントも残してもらえると嬉しいです。それでは最後まで動画のご視聴ありがとうございました。

動画の最後に太洋電機産業からプレゼントのお知らせがあります。新しいスマートアイロンシリーズの発売を記念して、今回動画内で使ったRX-780ASを抽選で5名様にプレゼントします。応募の詳細については太洋電機産業の公式Xにありますので、そちらをぜひチェックしてみてください。