KATO

KATOライト基板 チップLEDのはんだ付け



今回は趣味の部屋ということで、久しぶりに押し入れから出してきた鉄道模型のメンテナンスについて書きたいと思います。
私自身の備忘で書いていますが、このような方の参考になるかと思います。

  • KATOの機関車を分解してみたいと思っている初心者の方
  • はんだ付けで基板の補修をやってみたいけど、チップLEDなど表面実装のはんだ付けをしたことがない電子工作初心者の方
  • チップLEDの導通チェックをどうしたらいいかとお悩みの方



逆に、Nゲージ車両の分解はお手のもの、電子工作も経験豊富という方にはあまり参考にならないかもしれませんが、読み物として参考にしていただければ幸いです。



MicroAce

2024/7/14

マイクロエース 西鉄2000形(2021F)3扉化改造車 復刻旧社紋 6両セット レビュー(品番:A1897)2024年2月ロット

2024年2月、初回生産の2006年12月から約17年ぶり(※)に西鉄2000形が生産されました!(※ ) A1890は2012年1月の再生産から約12年ぶり今回は、西鉄2000形の全6編成のうち、さよなら運転で最後の花道を飾った2021F編成(A1897 復刻旧社紋)を取り上げます! 前回生産品からは、 前面ガラス、前面装飾部品をスッキリした見た目に改良 動力のフライホイール化に合わせてM車を3号車(20X3)から4号車(20X4)に変更 パンタグラフを改良 などのアップグレードがなされております! 実 ...

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MicroAce

2024/7/13

マイクロエース 西鉄2000形(2031F)3扉化改造車 Nishitetsuマーク 6両セット レビュー(品番:A1896)2024年2月ロット

2024年2月、初回生産の2006年12月から約17年ぶり(※)に西鉄2000形が生産されました!(※ ) A1890は2012年1月の再生産から約12年ぶり今回は、西鉄2000形の全6編成のうち、最後の2編成として2010年まで残り、さよなら運転をした2021Fより一足先に引退した2031Fを取り上げます! 前回生産品からは、 前面ガラス、前面装飾部品をスッキリした見た目に改良 動力のフライホイール化に合わせてM車を3号車(20X3)から4号車(20X4)に変更 パンタグラフを改良 などのアップグレード ...

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KATO

2024/6/24

KATO 381系100番台「くろしお」 6両基本セット・3両増結セット レビュー(品番:10-1868・10-1869)2023年11月ロット

2023年11月に、KATOより381系100番台「くろしお」がリニューアル新製品として発売されました。2024年6月現在では今更感はありますが、開封記録として撮影したデータがありましたのでアップします。九州モノではございませんが、既に定期運用を終了した国鉄形振り子特急381系100番台となりますので、よろしければ最後までご覧くださいませ。 <10-1868> 381系100番台「くろしお」6両基本セット <10-1869> 381系100番台「くろしお」3両増結セット ブログラン ...

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GreenMax

2024/6/16

グリーンマックス BEC819系300番代+5300番代(香椎線)4両セット レビュー(品番:31786)2024年2月ロット

2024年2月、若松線・香椎線で活躍する819系がグリーンマックスより発売となりました。グリーンマックスの819系の初回製品化は2018年ですが、実車の改造と合わせて多くのバリエーションが展開せれているモデルとしても有名です。今回、2024年2月時点でより現在の姿に近い形で4種の製品がリリースさておりますので、それぞれ見ていきたいと思います。 左から<31783><31785><3178><31786> 左から<31783><31785><3178&g ...

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GreenMax

2024/6/13

グリーンマックス BEC819系5300番代(香椎線)2両セット レビュー(品番:31785)2024年2月ロット

2024年2月、若松線・香椎線で活躍する819系がグリーンマックスより発売となりました。グリーンマックスの819系の初回製品化は2018年ですが、実車の改造と合わせて多くのバリエーションが展開せれているモデルとしても有名です。今回、2024年2月時点でより現在の姿に近い形で4種の製品がリリースさておりますので、それぞれ見ていきたいと思います。 左から<31783><31785><3178><31786> ブログランキングに参加しております。よろしければ、ワン ...

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GreenMax

2024/6/12

グリーンマックス BEC819系0番代+100番代(香椎線)4両セット レビュー(品番:31784)2024年2月ロット

2024年2月、若松線・香椎線で活躍する819系がグリーンマックスより発売となりました。グリーンマックスの819系の初回製品化は2018年ですが、実車の改造と合わせて多くのバリエーションが展開せれているモデルとしても有名です。今回、2024年2月時点でより現在の姿に近い形で4種の製品がリリースさておりますので、それぞれ見ていきたいと思います。 左から<31783><31785><3178><31786> ブログランキングに参加しております。よろしければ、ワン ...

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GreenMax

2024/6/10

グリーンマックス BEC819系100番代(若松線・香椎線) 2両セット レビュー(品番:31783)2024年2月ロット

2024年2月、若松線・香椎線で活躍する819系がグリーンマックスより発売となりました。グリーンマックスの819系の初回製品化は2018年ですが、実車の改造と合わせて多くのバリエーションが展開せれているモデルとしても有名です。今回、2024年2月時点でより現在の姿に近い形で4種の製品がリリースさておりますので、それぞれ見ていきたいと思います。 左から<31783><31785><3178><31786> ブログランキングに参加しております。よろしければ、ワン ...

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MicroAce

2024/5/28

マイクロエース 303系 K01編成 トイレ設置後 6両セット レビュー(品番:A2872)2024年3月ロット

2024年3月、筑肥線・福岡市営地下鉄で活躍する303系がマイクロエースより発売となりました。マイクロエースの303系といえば、初回製品化は2008年ですが、その後永らく生産されておらず、この度16年ぶりの生産となっております。今回、久しぶりに生産された303系を各車アップにて撮影してみました。また、動力を分解してみましたので、是非最後までご覧ください! 左:<A1021>103系1500番代 復活国鉄色 3両セット、右:<A2872>303系 K01編成 トイレ設置後 6両セット ブログラン ...

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MicroAce

2024/5/24

マイクロエース 103系1500番台 復活国鉄色 レビュー(品番:A1021)2024年2月ロット

2024年2月、復活国鉄色をまとい筑肥線・唐津線で活躍する103系1500番台がマイクロエースより発売となりました。マイクロエースの103系1500番台といえば、初回製品化は2007年とロングセラーモデルとなっていますが、今回発売の製品は一体どのような出来なのでしょうか?各車アップにて撮影してみましたので、是非最後までご覧ください! 左:<31786>JR九州BEC819系300番代+5300番代、中:<A1021>103系1500番代 復活国鉄色 3両セット、右:<A2872>303系 K0 ...

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KATO

2024/5/6

KATO 787系(旧製品) 難易度高めのクモロ分解 <アラウンド・ザ・九州> 2011年11月ロット(品番:10-590)

KATOのロングセラーモデルの787系ですが、再生産の度に細かなリニューアルがされているのをご存じでしょうか?カプラーのアップデート(自連型KATOカプラー→ジャンパ管付き密連型KATOカプラー)、ヘッドライト色のリニューアル(オレンジLED→電球色LED)、パンタグラフのアップデート(線バネ付き→なし)など、少しずつアップデートされているんですね。その中でも、4両編成のアラ九が発売される前までの、いわゆる旧製品と呼ばれる時代(品番10-590以前の製品)のクモロ、クモハは、スカートパーツのかみ合わせの関 ...

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今回の主役は「KATO 品番3057-1 EF63 1次型」


今回メンテナンスするのは、こちらの機関車「KATO 品番3057-1 EF63 1次型」です。

KATO 品番3057-1 EF63 1次型



こちら、2006年頃?の購入ですので、もう10数年前のモデルとなりますが、現行モデル(品番3085-*)シリーズとライト基板の構造自体は変わっていますが、分解するにあたってそこまで大きな違いはありません。


で、KATOのEF63は、機関車にしては珍しく、テールライトも点灯し、消灯スイッチも装備しているため、ウエイトを兼ねたダイキャストの上にライト基板が設置され、その上にさらに消灯スイッチパーツがあるため、ボディの屋根と消灯スイッチとのクリアランスがほとんどなく、個体差はあるかもしれませんが、私が所有しているEF63のうち5両はボディが少し浮いてしまう現象が起きています。


要するに、消灯スイッチパーツとライト基板は消灯スイッチの接点金具のバネがあり、消灯スイッチが少し浮き上がってしまい、その圧力によりボディが浮き上がって、ボディとダイキャストを止めているツメが広がる(ボディが広がる)現象が起きているようです。

車体の裾が広がっている状態



で、先日、久しぶりに取り出したEF63ですが、ボディの浮き上がりの原因がライト基板の反りかと思い、少し微調整をしていたんですね。

そして、再度車体を組みなおすと、、、


あれ、片方だけ、ヘッドライトつかないじゃん!ってなったわけです。

ライト基板の反り微調整前のきれいな状態のチップLED


もう一度ライト基板を確認すると、手でヘッドライトのLEDチップを基板に押さえると点灯する。。。

ということは、LEDは死んでなくて、恐らく基板とLEDのはんだがクラックしているんだろうって踏んだんですね。

適当なはんだ付けは不具合のもと・・・


チップLEDなので、私のような電子工作初心者にとってはんだ付けの難易度は高いのですが、かれこれ10年前にも表面実装のパーツを修理した経験があったため、何を血迷ったのか、クラックを起こした箇所に、はんだをあたためジュッとしたんです。


ところが、、、とけたはんだがダマになって、コテについてきてLEDと基板が上手くつかないんです。
それであせって、はんだを供給しながらコテをあてがうも、どうしてもLEDと基板にはんだがなじまない。。。


で、結局温めすぎて、チップLEDそのものがどうやらダメになってしまったようです。


そもそも、チップLEDは熱に弱く、加熱時間も1秒程度のようですね。

適当にやろうとして、せっかく生きていたチップLEDをダメにしてしまったようです。

哀れにも焦げてしまったチップLED


ASSYパーツを探してみる


KATO、TOMIX、マイクロエース、グリーンマックスといったNゲージメーカーには、補修用パーツが設定されているものがあります。


KATOではASSYパーツとって、それぞれの製品に設定されているのでASSYがないかを探してみました。


そもそもこのモデル自体がかなり前の製品ですので、現行のEF63のライト基板ASSYは3057-3Gとなっています。
私のモデルは3057-1Gとなっており、KATOのパワーパックハイパーD対応前のものになっていました。


私自身はハイパーDを持っていませんし、できれば購入時のパーツで修復したいので3057-1Gが手に入ればいいかと思ったんですが、そもそも市場に現行の3057-3Gすらない状況。ただ、奇跡的に3057-1Gの在庫があるお店を見つけ、取り寄せることに成功しました!


それがこちらのパーツです!

KATO ASSYパーツ 3057-1G


で、普通であれば、取り寄せたパーツに付け替えれば終わりなんですが、自力でLED交換ができなかったのがどうも釈然としない。


だって、ライト基板についてる4つのLED(ヘッドライト2つ、テールライト2つ)のうち、壊れたの1つだけですし、基板も生きてるもんだから、自分でLEDを取り寄せてリベンジできないか?と画策したくなったんです。

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LEDパーツを探してみる


ということで、チップLEDでこのモデルの基板と同じカマボコ型サイドビューチップLED(※)を探してみました。

(※)サイドビュー:LEDの表面が発光するのではなく側面が発光するタイプのLED、カマボコ型:単純にカマボコのような形をしているからそう書いています。


もう10年以上も前の製品に採用されていたLEDです。
最近のLEDの進化もすごく、現行モデルのEF63に採用されているチップLEDはより高輝度になっています。

なので、同じ形(カマボコ型)のチップLEDはもうないか、あってもより高輝度になっていて同じものはないんじゃないかと思っていました。
(普通は、旧モデルのLEDをより高輝度のものに付け替える方のほうが多いかと思いますが。。。)


で、ネットを彷徨うこと数日、同じ形状のチップLEDを発見したんです!
輝度の規格が2種類あったので、物は試し、2種類注文してみました。

お世話になったサイトは「マルツオンライン」さんのサイト。実際に届いたチップLEDがこちらです。

今回使ったチップLED
一番右側のパーツを取り出し使っています


今回届いたチップは、スタンレー電気の「AY1101F」と「FY1101F」の2種類です。


どちらも形は同じですが、仕様上、輝度がAY<FYとなっていました。

KATOの基板についているチップLEDと輝度ひ比較したところ、AYは輝度が微妙に足りず、FYがしっくりきましたので、今回はFY1101Fを使うことにします。

LEDチェッカーで届いたチップLEDをチェックする


私テスターを持っているのですが、そのテスターではLEDの導通チェックができません。
さらに、レールから直接LEDに給電した場合、電圧に耐えられずにLEDが即死することもあるようです。

そんな時に便利なのが、こちらのLEDチェッカー。

LEDチェッカー


この道具は、LEDをピンセットで掴む要領でLEDの導通チェックを行うことがでるという、とっても便利なアイテムです。

もし、LEDの導通チェックをどうしたらいいか?とお悩みの方は、お手元にそろえてみてはいかがでしょうか?

T所長
T所長

実際使ってみると、ピンセット感覚でLEDの導通をチェックできるので、めちゃくちゃ便利ですね。ほんと、オススメです!


T所長
T所長

LED導通チェッカーを使うには、ボタン電池CR1632が2個必要です。
もちろんネットでも注文できますがそれなりの値段がしますね。百均でも売ってますのでお近くに店舗がある方はそちらがおすすめです。


注文したチップLEDで基板を復活させる



では、いよいよチップLEDを基板に着ける作業をします。

T所長
T所長

私が使っているはんだごては、10年以上前に購入した「HAKKO DASH」ですが、これでも十分作業できますので、既にお持ちの方はお手元のはんだごてを使ってみましょう。


もし、はんだごてがボロボロで新調される場合や、これからはんだごてを購入される方は、温度調整機能付きのはんだごてがオススメです!


T所長
T所長

それと、今回のチップLEDのように、表面実装パーツのはんだ付けには、なるべく細身のはんだ線を使うといいですよ。
細かい作業になりますから、老眼には応えますけど。。。




こちらが先日はんだづけを失敗し、もともとのチップLEDを焼いてしまった基板です。汚れていますね。。。

再はんだに失敗してよごれた基板



まず、基板に残っている古いはんだを、はんだ吸い取り線を使って綺麗に除去します。
そして、無水アルコールを使い、基板のよごれを除去します。


T所長
T所長

はんだ吸い取り線と無水アルコールを持ってない方は、是非お手元にそろえておきましょう。
基本をすっぽかすと、はんだの乗りが悪く、はんだ付けが失敗する可能性が高くなります、私のように・・・



綺麗になった基板がコチラ

上下2か所のランドが銀色に輝いています


それでは、はんだ付けの下準備です。

LEDをはんだ付けする予定の基板に、はんだが乗りやすくするためにフラックスを塗布します。
そして、チップLEDの電極を載せるランドの片方に、予備はんだをちょっぴり付けます。


それがコチラ(わかりにくいですが・・・)

下のランドに予備はんだをしたところ


で、この状態から、チップLEDを基板の正しい位置にピンセットで持ってきて、チップLEDをピンセットで基板に押し付けるような形で保持します。

このとき、電極の向きが正しくセットされているかを確認しましょう。(はんだ付けの後で気づくと再はんだが必要で大変ですので。。。)

チップLEDをはんだ付けするコツは、まず、片側をはんだ付けし、その後でもう片方をはんだ付けすることです。

予備はんだが盛られたほうのランドに、十分加熱したはんだごてをあて、予備はんだを溶かし、チップLEDの電極の片側とランドを固定します。

予備はんだをつかって片側のみはんだ付けをしたところ


これで、基板にチップLEDが固定されました。

次に、もう片方の電極へのはんだ付けです。糸はんだとはんだごてをそっとあてがい、素早くはんだ付けします。
はんだごてのこて先はすぐに汚れるため、こて先クリーナー(水にぬらしたスポンジ)でこまめに洗浄しましょう。

T所長
T所長

コンパクトなこて先クリーナーならこちら。
こて台にもなるのでこれ1台あればOKです。


何事も形から…という方は、本学的なこちらのこて台(画像左)もオススメです。



最後に、予備はんだで仮止めしていたほうの電極に糸はんだとはんだごてをサッとあてがい、素早くはんだ付けします。

上の電極にもはんだづけします



これで、出来上がりです。
上手くはんだ付けされていれば、LEDチェッカーを基板につけると、チップLEDが点灯してくれるはずです。

LEDチェッカーで点検、うまくいったようです。


おっ、うまく行ったようです。よかった~。

うまく行ったら、フラックス洗浄液(フラックスリムーバー)でフラックスを除去しておきましょう。


まとめ:何事も基本に立ち返り丁寧にしましょう



今回は、私の失敗談からの学びをまとめにしたいと思います。

基礎を復習することなく、ササっとはんだ付けしようとして、もともとのLEDを焼いてしまった私。
やはり、何事も基礎を確認してから作業をすることが大事ですね。

  • 表面実装パーツのはんだ付けは、うまく行かないからとずっと熱し続けないこと!はんだごてで熱するのは数秒程度でササっとする。
  • そもそも、はんだ付けする基盤を綺麗に洗浄しておくこと。はんだカスははんだ吸い取り線で吸い取り、無水アルコールで洗浄する。
  • はんだ付けの前に、基板にフラックスを塗布し、はんだの乗りをよくしておく。
  • はんだごてのコテ先は常に綺麗にしておく。こまめに湿らせたスポンジで洗浄することを忘れない。
  • 表面実装パーツの取り付けは、片方の電極に対応するランドに予備はんだをする。そして、表面実装パーツをあてがい、予備はんだを使ってパーツを固定する。
  • 反対側の電極にはんだ付けをし、最初に固定した予備はんだの方も綺麗にはんだ付けする。
  • フラックス洗浄液で基板を綺麗にしておく。



ということで、遊びも仕事も基礎を大切にして楽しみましょう!

ここまでお読みくださりありがとうございました。

LEDが見事復活し、喜びの走りをするEF63の様子

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