Intel CPLD MAV V 5M160Z自作評価ボードのリフロー

設計編の前回の続きです。

Intel CPLD MAV V 5M160ZE64 の評価ボードを作っています
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基板と実装する表面実装部品が届いたので、早速実装したいと思います。

自作CPLD MAV V 5M160Z評価ボードをリフローする

ステンシルのセットアップ

ステンシルを使って半田ペーストを印刷するので、その準備をします。

印刷の基板の周辺に、厚さが同じ不要となった基板を配置して、印刷する基板が動かないよう固定します。厚みが同じというのはとても重要です。厚みが違うと、ステンシルが基板から少し浮いてしまい、その状態で半田ペーストを印刷すると、半田ペーストが穴からはみ出して印刷されてしまい、ステンシルの穴通りに綺麗に印刷できません。

ステンシルの位置合わせをして、テープで固定します。今回は0.4mmピッチという狭いピッチのICなので慎重に位置合わせをして、ずれないようテープで固定します。

半田ペーストをかき混ぜる

マルツの部品実装品質基準書によると、半田ペーストは使用前に5分以上かき混ぜると書いてあります。

硬くなった半田ペーストを柔らかくする方法
半田ペーストを柔らかくしたい 半田ペーストが硬くなってしまいました。というより、開封した最初から硬めでした。 こんな感じで滑らかさがありません。 ちょっとすくってみるとこんな感じ。ポロポロして固まったままで...

やってみると、確かにいい感じに印刷できました。なので今回もよくよくかき混ぜます。歯磨き粉ペーストみたいな粘性になります。かき混ぜるは結構重要なのかもしれません。

半田ペーストを印刷

印刷の過程は写真が取れないので写真はありませんが、こんな感じで印刷します。

ステンシルとホットプレートで簡単リフローの方法
オリジナルの表面実装基板が、簡単にできる方法をご紹介します。 用意するもの ○ ホットプレート  アビテラックス 電気ミニプレート グリル鍋 レッド/ブラック APN-16G-R アビテラックス ...

スキージには、もう使っていないマルツの会員カードを使っています。不要なクレジットカードでも大丈夫です。上から下へゆっくりと1回で印刷しました。

0.4mmピッチのICのパッドにぴったり印刷できました。なかなかいい感じに半田ペーストが印刷できました。

実装

1608のチップ部品など、つまめる小さな部品は、逆作用ピンセットを使って載せていきます。逆作用ピンセットは普通のピンセットに比べて、部品の保持力の安定性が抜群です。絶対おすすめです。私はこれが無いと実装する気が起きません。

CPLDのようなピンセットでつまめない面積の大きな部品は、バキュームピックを使って載せます。あるととても便利です。

CPLDはピッチがとても狭いので、デスクライトのルーペで超拡大して、ぴったりの位置に調整します。このデスクライトは拡大レンズの周りに照明が付いているので、影ができず、詳しく良〜く見えます。とても便利です。実装後のブリッジチェックも視認性抜群なので、これも私には必須アイテムです。

リフロー

K型熱電対温度計で、基板の温度をモニターしながら、ホットプレートを使ってリフローします。

温度計を使わず、半田が溶けるのを見届けて、リフローを終わりにするというのもいいのですが、温度を測りながらリフローすると、溶けているけどまだ加熱不足というのがわかっていいですよ。加熱しすぎもわかるので、温度がわかるととても安心です。

センサーの先端はホットプレートに直接つけるのではなく、実装基板の表面温度と温度が同じくなるように、基板の切れ端の上に取り付けて、ホットプレートに貼り付けています。

この温度計は、オートパワーオフの機能があって、加熱の途中で勝手にOFFになってしまうこともあります。スイッチを押せば、また測定開始されます。

リフロー終了

0.4mmピッチと狭かったですが、綺麗にリフローできました。一部ブリッジしていましたが、半田吸い取り線で吸って修正できました。

狭ピッチの場合ブリッジしやすいので、ステンシルの開口幅をちょっと狭くして、半田ペーストの量を減らす工夫をした方がいいのかもしれません。

JTAGコネクタがまだ届いていない

残念ながらJTAGコネクタ(ボックスヘッダ)がまだ届いていないので、テストはできませんが、部品の実装まで完了しました。ピンヘッダでもいいのですが、上下反対にも刺せてしまい危険なので、安全性を上げるため、ボックスヘッダが届くのを待とうと思います。AVRのJTAGコネクタはあるのですが、ピッチがハーフピッチなので使えないんですよね。

あとは、開発環境のセットアップもしないといけないですね。

 

コメント

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