基板からICを安全かつ簡単にハンダ付けを解除する方法

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壊れた電子機器を修理しようとしたことはありますか？例えば、古いゲーム機が動かなくなったり、車のキーフォブが故障したりしたかもしれません。多くの場合、問題は小さな黒いチップ一つにあります。このチップは集積回路（IC）と呼ばれています。機器を修理するには、故障したICを取り外し、新しいものと交換する必要があります。.

この工程ははんだ吸い取りと呼ばれます。多くの初心者の方にとって、基板からICをはんだ吸い取りで外す方法を学ぶのは不安に感じられるものです。基板を焦がしてしまうのではないかと心配されます。銅パッドを剥がしてしまうのではないかと心配されます。これらは確かに現実的なリスクです。しかし、適切な方法を用いれば、実際には非常に安全に行うことができます。.

この作業を行うために、エンジニアである必要はありません。必要なのは忍耐力と、いくつかの簡単な工具だけです。このガイドでは、すべてをお教えします。まずは基本から始めましょう。その後、様々なチップを取り除く方法をいくつかご紹介いたします。専門用語を使わず平易な言葉で説明し、単に「方法」だけでなく「なぜそうするのか」という理由もご説明いたします。.

それでは、道具をご用意ください。電子機器を修理する方法をご説明いたします。.

課題の理解

作業を始める前に、使用する材料について理解しておく必要があります。はんだは可溶性の金属合金であり、通常はスズとその他の元素で構成されています。これは、部品のリード（ICの脚など）とプリント基板（PCB）上の銅パッドとの間に、恒久的な導電性の接合を形成するために使用されます。.

ICを取り外すには、すべての脚のはんだを溶かす必要があります。もし1本の脚が固いままの場合、チップは動きません。固い状態で引っ張ると、基板から銅パッドが剥がれてしまいます。一度パッドが剥がれてしまうと、基板の修復は非常に困難となります。.

二つの主要な敵

1. 酸化： 古いはんだは汚れて灰色がかっています。溶けにくく、熱を遮る皮膜を形成します。.
2. 熱容量： 基板の一部は厚みがあります。熱を非常に速く吸収します。これにより、はんだが急速に冷めてしまいます。.

これらの敵を倒す方法をご説明いたします。.

チップの種類について（DIPとSMDの違い）

基板をご確認いただく必要がございます。どの種類のチップを取り外されるのでしょうか？主に二つのファミリーがございます。.

スルーホール技術（DIP）

こちらは旧式のチップです。長い脚を持つ虫のような形状をしており、脚は基板の穴を通って反対側まで貫通しています。通常は基板の裏側から半田付けを行います。.

• 一般名： DIP（デュアルインラインパッケージ）.
• 難易度： 中程度です。穴を完全に清掃する必要があります。.

表面実装技術（SMD）

これらは現代のチップです。基板の上に平らに載っています。脚は穴を通しません。表面のパッドにはんだ付けされています。.

• 一般名： SOIC、QFP、SOP。.
• 難易度： 初心者の方には難しいかもしれません。なぜならピンが小さいからです。ただし、熱風があれば簡単になります。.

両方のタイプについて、その方法をご説明いたします。.

プリント基板修理ツールキット

ハンマーだけでは家を建てられません。同様に、安価なハンダごてだけではICのハンダ付けを解除できません。必要な工具の一覧を以下にご案内いたします。.

必須ツール

1. はんだごて： 温度調節機能付きのアイロンが必要です。少なくとも400℃まで加熱できるものをお選びください。先端が尖ったタイプよりも、幅広の先端（チゼル型）が適しています。幅広の先端の方が熱を保持しやすいためです。.
2. はんだ吸い取り器（はんだ吸い取りポンプ）： このツールはバネと真空を利用して高温のハンダを吸引します。「カチッ」という音がします。スルーホール部品の処理に最適です。.
3. はんだ吸い取りワイヤー（はんだ吸い取りブレード）： これは銅製のロープです。液体金属を吸収するスポンジのような働きをします。パッドの清掃に非常に効果的です。.
4. フラックス これが最も重要なことです。. フラックス 化学洗浄剤です。金属表面の酸化皮膜を除去します。はんだを水のように滑らかに流します。フラックスなしでは、はんだ除去作業は非常に困難です。.
5. ホットエアリワークステーション： これは非常に熱い空気を吹き出す銃です。これは最適な道具です。 表面実装部品. すべての脚を同時に温めます。.

専門ツール（あれば尚良いもの）

1. 低融点はんだ（合金）： チップクイックのようなブランドが製造しております。低温でも長時間液体の状態を保ちます。大きなチップには魔法のような効果を発揮します。.
2. カプトンテープ： こちらは高温に耐える黄色いテープです。IC付近のプラスチック部品に貼ることで、部品が溶けるのを防ぎます。.
3. ピンセット： 高温のチップを持ち上げるには、細く湾曲したピンセットが必要です。.

安全第一

はんだは高温（350℃以上）です。煙は健康に悪影響を及ぼします。.

• 空気： 窓を開けてください。または換気扇をご利用ください。白い煙を直接吸い込まないようにしてください。.
• 目： 眼鏡をおかけください。はんだ吸い取り器が、熱いはんだを吐き出すことがあります。.
• リード： 古い板には鉛が含まれております。触れた後は必ず手を洗ってください。作業中は飲食をお控えください。.

準備手順

アイロンをただつけて、すぐにアイロンがけを始めるのはおやめください。下準備が必要です。.

ステップ１：基板の清掃
用途 99% イソプロピルアルコール（IPA） 古い歯ブラシをご用意ください。ICのピン部分を磨いてください。ほこりや油分ははんだ付けを困難にします。清潔なはんだはより良く溶けます。.

ステップ２：新しいはんだを追加します
これはおかしいですよね？はんだを除去したいのに、追加するなんて。しかし、古いはんだは固くなっています。新しいはんだを追加すると、古いものと混ざり合います。この新しい混合物は、はるかに早く溶けます。ですから、はんだ除去を行う前に、すべてのピンに新しいはんだを少量ずつ追加してください。.

スルーホールIC（DIP）の取り外し方法

スルーホール部品を取り外すための二つの最良の方法についてご説明いたします。.

方法A：はんだ吸い取り器（ポンプ）による方法

これが標準的な方法です。安価で効果的です。.

• ステップ１：ポンプのプライミングを行ってください。. プランジャーを押し下げ、所定の位置に固定されるまで押し続けてください。左手で保持してください。.
• ステップ２：接合部を温めてください。. アイロンを右手に持ちます。先端をICのピンに当ててください。パッドに確実に接触していることをご確認ください。 そして ピン.
• ステップ３：お待ちください。. 2つ数えてください。熱が穴の奥までしっかり通るようにしてください。はんだが泡立ったり、光沢を帯びたりするのがおわかりいただけるでしょう。.
• ステップ４：スワップ. この作業は素早く行う必要があります。アイロンをピンに当てたままにしてください。吸盤のプラスチック製の先端を、アイロンのすぐ横に移動させてください。.
• ステップ5：吸い込みます。. 素早くアイロンを離してください。 直ちに 吸盤の先端でピンをお覆いください。ボタンを押してください。. カチッ！ 真空がはんだを穴から引き抜きます。.
• ステップ6：確認してください。. 穴をご確認ください。そこから日光が見えますか？ドライバーをお使いいただき、ピンをそっと押してみてください。緩んでいますか？緩んでいる場合は、次のピンへお進みください。緩んでいない場合は、新しいはんだを追加し、再度お試しください。.

方法B：ステンレス針法

これは昔からある方法です。非常に安全です。中空のステンレス鋼の針が必要となります。はんだはステンレス鋼には付着しません。.

表面実装型IC（SMD）のはんだ除去方法

SMDチップは扱いが難しいです。なぜなら、個々のリードに簡単にアクセスできないからです。通常、チップ全体を加熱する必要があります。.

方法A：ホットエアガン方式（ほとんどのチップに最適です）

表面実装ICのはんだ除去の専門的な方法です。.

• ステップ１：シールド。. 近くのプラスチック製コネクタにはカプトンテープを貼ってください。高温の空気はプラスチックを損傷します。.
• ステップ２：フラックス。. すべてのピンにフラックスジェルをたっぷりとお塗りください。.
• ステップ３：設定。. 空気の温度を350°C～380°Cに設定してください。風量は中程度（約50%）に設定してください。風が強すぎると、小さな抵抗器が基板から吹き飛ばされる可能性があります。.
• ステップ4：予熱します。. チップ自体を直接狙わないでください。周囲の領域を10秒間温めてください。これにより熱衝撃を防ぎます。.
• ステップ5：加熱します。. では、チップを狙ってください。ノズルを2cm離して保持します。手を動かしてください。一箇所に留まらないでください。ICの端を円を描くように移動させます。すべてのピンが同時に溶解温度に達するようにしてください。.
• ステップ6：テスト。. ピンセットでチップをそっと押してみてください。動きますか？無理に動かさないでください。.
• ステップ7：持ち上げます。. チップが滑りやすい場合は、ピンセットでつまみ、まっすぐ上に持ち上げてください。.

方法B：「浸漬と引き抜き」法（はんだごてを使用）

熱風がない場合、両側に脚があるチップ（SOP-8など）にはこの方法をご利用いただけます。.

• ステップ１：洪水。. はんだごての先端に、大きいはんだの塊をつけてください。.
• ステップ２：ブリッジ。. チップの片側をアイロンでなぞります。すべてのピンを、溶けたはんだの太い線でつなぎ合わせてください。反対側も同様に作業します。.
• ステップ３：シーソー. アイロンを素早くA面とB面の間で往復させてください。両面を均一に温かい状態に保つことが目的です。.
• ステップ4：押してください。. 両面のはんだが液体状態になったら、はんだごての側面でチップをパッドから押し出してください。.

方法C：チップクイック法（低融点合金）

これは、高価な基板や四辺にピンを持つ非常に大きなチップ（QFP）にとって最も安全な方法です。.

• ステップ１：フラックス。. すべてのピンにフラックスを塗布してください。.
• ステップ２：合金を塗布します。. この特殊なはんだはわずか60℃で溶けます。すべてのピンに溶かし付けてください。古いはんだと混ぜ合わせてください。.
• ステップ３：お待ちください。. 融点が非常に低いため、はんだは長時間にわたり液体の状態を保ちます。すぐに固まることはありません。.
• ステップ4：取り外し。. すべてのピンが湿って液体状になったので、はんだごての先端で基板からチップを拭き取るか、ピンセットで持ち上げることができます。お時間には余裕がございます。.
• ステップ5：清掃。. 新しいチップを取り付ける前に、パッドからこの合金を完全に除去してください。.

パッドのお手入れ（仕上げ工程）

チップを外すことができましたね。素晴らしいです。しかし基板の状態が乱れています。パッドが凸凹で汚れも目立ちます。この状態では新しいICを取り付けることはできません。パッドを清掃する必要があります。.

ステップ１：はんだ付けのやり直し（再度）
古いはんだが乾燥して尖っている場合は、パッドに新しいはんだを少量加えて、はんだを濡らしてください。.

ステップ２：はんだ吸い取り線をご使用ください
ここでこそはんだ吸い取り線が大活躍します。.

• 銅編組線の端をパッドに接続してください。.
• アイロンを編み目の上に置いてください。.
• 熱が編組を通ります。はんだが溶け、銅線に吸い込まれます。.
• 編み込みをゆっくりとパッドの上で動かしてください。それはほうきのように作用します。.

重要なポイント： 作業が完了しましたら、アイロンと編み込みを同時に持ち上げてください。アイロンを先に持ち上げると、編み込みが急激に冷めてしまいます。そうなると編み込みが台に張り付いてしまいます。その状態で引っ張ると、パッドが剥がれてしまいます。もし張り付いてしまった場合は、再度温めてください。.

ステップ３：アルコール洗浄
基板は現在フラックスでベタついています。イソプロピルアルコールと綿棒またはブラシをご使用ください。ピカピカにきれいになるまで磨いてください。.

よくある問題のトラブルシューティング

専門家にも調子の悪い日はあります。ここでは何が問題となるのか、そしてその解決方法についてご説明いたします。.

問題1：「はんだが溶けません！」“

これが最もよく寄せられる苦情です。.

• 理由A： アイロンの熱量が弱すぎます。温度だけでなく、より多くの電力（ワット数）が必要です。.
• 理由B： 先端が汚れています（酸化しています）。汚れがあると、はんだが熱を伝達できません。真鍮スポンジで先端を清掃し、はんだ付けしてください。.
• 理由C： グランドプレーン。このピンは広い面積のグランドプレーンに接続されています。 基板内部の銅. この銅板は熱を吸収してしまいます。対処法：まず基板全体を温風で温めてから、はんだごてをご使用ください。.

問題2：「パッドを剥がしてしまいました。」“

これは残念なことです。はんだが完全に液体状態になる前にチップを引き抜いた場合に発生します。.

• 修正： 回路の配線を修復する必要があります。銅線の経路をたどってください。細いワイヤ（ジャンパー線）を使用して、新しいICの端子とその接続点を接続してください。見た目は良くありませんが、機能します。.

問題3：「穴がまだ詰まったままです。」“

DIPチップを取り外されましたが、穴にはんだで埋まっております。新しいチップを挿入することはできません。.

• 修正： 穴にさらに新しいはんだを追加してください。ポンプを再度お試しください。.
• 修正： 加熱しながら、ステンレス製の針で穴を開けてください。.
• 修正： ドリルを使用しますか？いいえ！決して穴を開けられません。穴内部のメッキを損傷してしまいます。基板の両面が接続を失うことになります。.

プロフェッショナル向け上級テクニック

PCB修理の技術を本当に上達させたいなら、以下のコツをお試しください。.

ヒント１：重力は味方です。.
はんだごてやヒーターを使用する際は、基板を逆さまに（可能であれば）お持ちください。はんだが溶けると、重力がチップの落下を助けます。これにより、強く引っ張りすぎることを防げます。.

ヒント２：はんだの音を聞きましょう。.
それは素晴らしいですね！ただし、溶けたフラックスはジュージューという音を立てます。その音が止んだら、フラックスがなくなった証拠です。追加でフラックスを加える必要があります。また、溶けたはんだは鏡のように輝き、固まったはんだは霧のように見えます。その輝きにご注意ください。.

ヒント３：予熱器。.
マザーボードの作業を行う場合、基板は非常に厚みがあります。小型のハンダごてでは不十分です。プロの方は「予熱プレート」を使用します。これにより基板全体を底面から100℃まで温めます。その後、表面の工具でわずかな作業を行うだけで済みます。この方法が基板にとってはるかに安全です。.

適切な温度の選択

皆様はいつもこうお尋ねになります：「どの温度に設定すればよろしいでしょうか？」“

一概には言えません。はんだの種類によって異なります。.

• 鉛入りはんだ（旧式）： 183℃で溶けます。アイロンを350℃に設定してください。.
• 鉛フリーはんだ（新規/RoHS対応）： 217℃で溶けます。アイロンを380℃または400℃に設定してください。.

ご不明な場合は、まず350℃から始めてください。溶けるまでに3秒以上かかる場合は、375℃まで温度を上げてください。非常に手際よく作業できる場合を除き、450℃を超える温度には絶対になさらないでください。そうしないと、パッドを固定している接着剤が焦げてしまいます。.

結論

プリント基板からICをはんだ付けを解除する方法を学ぶことは、自転車に乗ることを学ぶようなものです。最初はふらつくかもしれません。転ぶこともあるでしょう。練習用の基板を1枚や2枚台無しにしてしまうかもしれません。それはごく普通のことです。.

まず高価なMacBookから始めないでください。リサイクルセンターへお出かけください。古い壊れたルーターやラジオを入手してください。基板上のチップを一つ一つ外す練習をしてください。ポンプを試してみてください。ウィックを試してみてください。ホットエアを試してみてください。はんだがどのように流れるかを学んでください。.

金属が溶ける感覚を理解すれば、自信が生まれます。電子機器は魔法のブラックボックスではないと気づくでしょう。それらは金属でつながれた部品に過ぎません。そしてあなたには、それらの部品を変える力があるのです。.

黄金律をお忘れなく：

1. 無理に押し付けないでください。.
2. フラックスをご使用ください。.
3. 清潔にお願いいたします。.

さあ、準備は整いました。何か修理してください！

よくあるご質問

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