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ステンシルとホットプレートで簡単リフローの方法

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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。
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用意するもの

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○ ホットプレート 
こんな感じの、温度調節できる小型のホットプレートを買いました。
○ 熱電対の温度計
○ ハンダペースト 
ペースト状のハンダです。細かいハンダがフラックスの中に混ぜてあって、クリーム状になっています。
○ 不要なキャッシュカード 
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ハンダペーストを基板に塗るときに、ヘラとして使います。キャッシュカードやクレジットカードのような、プラスチックのカードであれば、会員証でも構いません。
○ 基板

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FusionPCBで作ってもらいました。10枚で$4.9です。安くなりましたね。

○ ステンシル 

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ステンシルは、ハンダを印刷するための、薄いステンレスでできた型です。今では、基板と一緒に、安く作ってもらうことができます。私はFusion PCBで$8.9で作ってもらいました。
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印刷の準備

 取り巻き?の用意 
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ハンダを印刷する基板(中央)の左右と上に、同じ厚みの基板をぴったり配置します。これら3つの基板は床面とテープで固定しておきます。
同じ厚みでないと、ハンダペーストを印刷するときに、ステンシルがたわんでしまい、ハンダペーストがかなり多めに印刷されてしまいます。
これをしておくと、2枚目の基板の位置合わせが、とても楽にできるようになります。

 

 ステンシルの位置合わせ 
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基板のパッドと、ステンシルの穴がぴったり合うように位置合わせをして、ステンシルの上部をテープで固定します。
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ハンダペーストを印刷

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穴の近くにハンダペーストを乗せます。薄く伸びるので、たっぷりはいりません。

 

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ステンシルの穴に、ハンダペーストを練り込ませるイメージで、上の写真のように、カードをたわませながら手前に引き寄せます。

 

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こんな感じに、ステンシルの穴にハンダペーストが入り込みます。1回で不足気味でしたら、カードについたハンダペーストを使って、もう1度こすってみてください。3回くらいまでは大丈夫でした。それ以上こすってしまうと、ハンダが多めに印刷されてしまいました。

 

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こんな感じに、ハンダペーストが印刷できます。もし、多めに印刷できてしまったら、ティッシュで拭き取って、もう一度印刷し直せます。

 

2枚目以降、別の基板にハンダを印刷するときには、ステンシルの裏側をの、穴の周りについているハンダペーストをアルコールでよく拭き取りましょう。
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というのも、裏にはみ出ているハンダペーストによって、基板とステンシルの間に隙間ができてしまい、2回目の印刷のときに、かなり多めにハンダが印刷されてしまいます。
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部品を載せる

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この作業が一番時間がかかります。逆作用ピンセットを使うと、普通のピンセットを使うよりも簡単に作業ができます。
普通のピンセットは、力を入れないと開いてしまいますが、逆作用は力を入れないでいると、部品を挟んだまま保持してくれます。つまむ力をかけると、ピンセットの先が開き部品が離れます。普通のピンセットと、動作が逆になっています。
力を入れず位置決めができるので、位置決めに集中できます。一回使うと普通のピンセットには戻れません。便利ですよ。
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リフロー

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基板に、部品を全部載せたら、基板の端に熱電対のセンサ部分を貼り付けます。もし、貼り付けるスペースがなかったら、違う小さな基板に貼り付けてもいいでしょう。
高温になるため、普通のセロハンテープでは溶けてしまいます。ポリイミドテープを使いましょう。
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ホットプレートに入れて、スイッチを入れます。温度計の温度が、みるみる上がっていくのがわかると思います。だいたい160度になったらスイッチを切ります。オフにしても温度の上昇はしばらく続き、だいたい220度くらいまで上がって、それから下降を始めました。
その間、灰色のハンダペーストが溶けて、銀色に変わっていくのが見られます。綺麗ですよ。
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チェック

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リフローすると、ハンダがとっても綺麗につきますね。嬉しくなります。
表面実装の部品は、ピッチが狭いので、ブリッジしていないか、ルーペを使ってチェックしましょう。
私は、照明付きのルーペを使っています。
ルーペの周辺がライトになっていて、部品が明るく照らされるので、手ハンダの時にも、小さいところの半田付けが、とてもやりやすくなりますよ。
ステンシルとホットプレートを使うと、表面実装部品の半田付けが、とっても簡単にできてしまいます。ステンシルは、かなり安く作れるようになったので、これからはこの方法で部品実装をしようと思います。
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コメント

  1. ありがたやー。目からうろこです。まさにボクの敗因はここでした。
    某動画を真に受けてホットプレートでやったところ基板がマルコゲになり、がーん!となりまして、ステンシルを手に入れてなくて部品を取って2枚目の基板で手付けの練習をしまして、3枚目で手付け本チャンのつもりでやりました。
    見てくれはちょっと難がありましたが、「いいのではないか?}と勝手に納得し、USBを指しましたが、ががが、がーーーん!!と撃沈。
    よくよく見たら5V出るはずのところが3.9Vしか出てませんでした。
    あーあ、やる前にこのブログにたどり着いてればよかったなー。
    ま、失敗は成功の素ということで。

    • コメントありがとうございます。
      そうなんですよ。温度が高いと基板が焦げてしまうんですね。私もやりました。白い基板だったので、焦げて茶色になってしまいました。
      熱電対の温度計で、温度を測るようになってから、焦げるとこはなくなりました。
      読んでいただきありがとうございます。