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
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
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。
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。
印刷の準備
取り巻き?の用意
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
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。
ハンダペーストを印刷
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。
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。
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。
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。
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。
部品を載せる
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。
リフロー
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。
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。
チェック
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。
関連記事