アルミ板で均一にリフローできるようになりました

ホットプレートで基板のリフローをしています。ホットプレートでリフローする方法はこちらをご覧ください。

うちのホットプレートは、底の形状が平らではなく、中心が少し盛り上がっているため、基板を入れると、ホットプレートの中心部分は基板と接触するのですが、周辺部分は基板と接触せず少し浮いています。

この状態で加熱すると、基板の中心付近の温度が先に上がり、遅れて周辺部分の温度が上がります。周辺部分のハンダが溶ける温度になる時には、中心部分の温度はもっと高温になってしまい、過熱気味となってしまいます。

平らな鉄板を敷けばいいんじゃないか？

基板全面が均一に加熱されるよう、ホットプレートに鉄板を敷けばいいのではと考えました。でも、鉄板って温度ムラが大きい気がします。フライパンで炒め物をすると、火の当たっている中心付近は焦げるけど、周辺部分は焦げにくいですよね。鉄板を敷いても、結局はヒーターの近くが熱くなるだけのような気がします。

どの金属がいいのか

熱が伝わりやすい金属を使えば、加熱される部分から周辺へ熱がすぐに伝わり、温度ムラが小さくなります。熱の伝わりやすさは、熱伝導率です。熱伝導率が大きいほど熱が伝わりやすくなります。

Wikipediaに熱伝導率の一覧がありました。

この中から手に入りそうな金属をピックアップすると

鉄が一番低く、銅が高いです。銅は値段も高いので、次点のアルミニウムにします。最近、固いアイスクリームがすくいやすい、アルミニウムでできたスプーンが売られてますね。こんな感じの↓。

created by Rinker

アイデアセキカワ(Idea Sekikawa)

これは、手の熱がアルミのスプーンの先まで伝わって、スプーンに触れた部分のアイスが溶けて、アイスが柔らかくなって、すくいやすいという原理です。ということは、スプーンを持っている指は、アイスで冷やされて冷たく感じるのでしょうかね。

どこで買えるかな？

うちのホットプレートは直径が15cmくらいの円形状です。自分で加工するとなると、丸く切るのが難しそうです。丸いアルミの板が売っていないかaliexpressで探してみると、ありました。

日本でアルミの加工をしてくれるお店なないか調べたら横山テクノという会社がありました。見積もりを取ったらこんな感じでした。(見積もり取得時の値段なので参考まで)

私はaliexpressで4mm厚のを注文しました。

待つこと１ヶ月。やっと届きました。すぐに欲しい場合は日本のお店に注文した方がいいですね。

ホットプレートに入れてみたらぴったりでした。

さてアルミ板の効果は？

10cm角ぐらいの基板をリフローしてみます。

アルミ板がないときは、基板の中心の部品のハンダが先に溶け、かなり遅れて基板の端にあるUSBコネクタのハンダが溶けていたのですが、アルミ板を敷くと、基板の色々な場所のハンダが、ほぼ同じタイミぐで溶けて金属っぽい色に変化していきます。アルミ板いい感じですね。

ただ、欠点もありました。

ホットプレートの板からアルミ板へ、熱が伝わりにくいせいか、基板の表面温度がなかなか上がりません。加熱の途中でサーモスタットが動作してしまい、つまみをMAXにしても、蓋をしていないと基板の表面温度は170度くらいまでしか上がりませんでした。蓋が必要ですね。

アルミ板のおかげで、温度のムラがなく、基板全体が均一に加熱できるようになりました。

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