for English ver.

これまでは、リフローにホットプレートを使っていましたが、小さいために少量しかリフローできず、また温度も上がりにくいという不便さがありました。

そこで、リフロー炉としてオーブンを導入することにしました。

機種の選定

コンベクションオーブン

最も重視したのが、オーブンの中に送風機が付いているコンベクションオーブンであることです。

普通のオーブンでは、ヒーターの近くが強く熱せられ、ヒーターから遠いところは熱が弱く、場所によって温度のムラが発生してしまいます。複数の基板を入れた場合、入れる場所によって過加熱や加熱不足が発生してしまうかもしれません。

コンベクションオーブンは、そんな温度ムラを減らすことができます。コンベクションオーブンは、庫内に送風機能がついていて、ヒーターで加熱しながら、庫内の空気を循環させてくれます。この空気の循環によって、場所によらず均等に加熱される効果があります。

基板を均一な温度でリフローするために、コンベクションオーブンの中から機種を選定することにしました。

細かい温度設定

温度設定も重要です。なるべく、はんだペーストの加熱時の温度プロファイルに合わせて加熱したいと思っています。温度設定の刻みが細かい機種が好ましいです。

さらに、加熱中に温度が変更できるタイプでないといけません。コンベクションオーブンは、普通のオーブンに比べて高価なため、高機能なモデルが多いようです。しかし高機能であるがゆえに、加熱スタートした後に温度変更ができない機種もあります。

日立のコンベクションオーブントースターHMO-F100は、加熱中に温度設定を変更できないため、いったん停止→温度変更→加熱スタートと、操作しないといけません。

テスコムのオーブンに決定

日立、アイリスオーヤマ、タイガー、デロンギなどいろいろなメーカーのを調べてみましたが、温度設定の細かさや、低温での加熱乾燥もできそうなことから、テスコムの低温コンベクションオーブンTSF601に決定しました。

購入＆動作チェック

購入

このオーブン、低温調理ができることから、サラダチキンやローストビーフ、ヨーグルトなんかもできてしまいます。リフローに使ってしまうと、料理には使えなくなってしまうので、ちょっともったいない感じもしますが、仕方ないですね。

なかなかいい感じのデザインです。

温度もいろいろ選べます。

ヒーターは上下２本ずつ

上部に２本

下部に２本あります。

場所によって温度のムラなく加熱するためには、ヒーターは多い方がいいですね。

温度ムラチェック

それでは、実際に温度ムラがどの程度あるのか、熱電対温度計で測定してみます。温度を100℃に設定して、庫内の中心と、右奥、左手前の３カ所を測定します。

100℃に設定したけど、15℃くらい高いですね。温度ムラは少なく、温度のムラは±5℃といったところ。なかなかいいのではないでしょうか。

いい感じのプロファイルになる設定を探す

さて、上のグラフは、リフローに使うはんだペーストの温度プロファイルです。融点が138℃の低温鉛フリーはんだペーストです。

このカーブに合うように庫内の温度が変化するよう、何種類かの温度設定を試しました。その結果、90度180秒、140度60秒、ドア開閉＆送風機で冷却がいい感じでした。その時の温度の変化をグラフにするとこうなります。

水色がトレイの中心で計った温度、緑が右奥の温度です。場所によって10度くらいの温度差がありますが、大体はんだペーストの温度プロファイルになっています。

実際にリフローしてみる

それでは実際にリフローしてみましょう。ファミコンをいい感じステレオ＆ビデオ出力に改造できるキットFCAVの基板をリフローしてみます。

この基板には、レギュレータを1個だけ実装します。

ペーストを塗布

はんだペーストガンで、はんだペーストをパッドに塗布します。はんだペーストガンの詳細はこちらです👇👇。ありそうで無い便利な工具です。

レギュレータを実装

電動バキュームピックで、レギュレータを正確な位置に載せます。電動バキュームピックの詳細はこちら👇👇です。この工具はめちゃくちゃ便利なので、何個も部品を手で実装している方には絶対おすすめの工具です。

90℃で加熱

90℃で180秒加熱します。中心の温度は120℃くらいまで上昇しました。

140℃に変更

140℃では150℃くらいまでしか上昇しなかったので、160℃で加熱。目標の160℃に到達。

冷却

扉を開けて、扇風機で風を送って冷却します。

バッチリ実装できた

 

4枚同時に実装できました。スペース的には8枚同時(20cm×20cm程度)にいけますね。

完璧な実装です。

温度センサを内蔵する

加熱中に温度センサが動かないように、熱電対温度計を金網に固定しました。

奥のこの辺の温度を測定することにします。

いいオーブンを購入しました！

温度設定はしばらく試行錯誤が必要ですが、なかなか良いコンベクションオーブンでした。低温加熱もできるので3Dプリンタのフィラメントの乾燥にも使えたりするかもとも思っています。

このコンベクションオーブン、なかなか評判なようで、本記事を執筆時点ではあまり在庫がないようです。見かけたらチェックしてみてください。