以前作った目覚まし時計型のニキシー管時計を基板化し、FusionPCBに基板を発注していました。

基板が届くまで何日かかる？

7月3日に基板を発注し、製造が終了したのが7月8日、別の基板も一緒に注文していてその基板は7月10日に製造が完了しました。だいたい1週間で製造が終わりました。

7月13日に荷物が宅配業者に引き渡され、その2日後の7月15日には手元に届いてしまいました。中国から日本までたった2日です。早いですね。

発注から受け取りまで、トータルだいたい2週間くらいでした。

届いた基板とステンシル

こちらか届いた基板とステンシルです。つや消しブラック綺麗ですね。

JLCPCBのつや消しブラックよりも、黒が濃くてかっこいいです。

シルク印刷もとても綺麗です。角がしっかりととがっています。U2の１番ピンの三角マークや、外径の四角形も角がくっきり。とても美しいです。私がこれまでいろいろな基板屋さんで基板を作ってきましたが、FusionPCBが一番精度や仕上がりのクオリティが高いと感じでいます。

部品の実装

それでは、部品を実装していきましょう。

はんだペーストの印刷

まずは、部品を実装するために、はんだペーストを印刷します。ターゲットの基板の周辺に不要な基板を配置して、ターゲットの基板が動かないようにします。

ステンシルを載せて、画鋲をさして位置決めします。画鋲を使うことで基板とステンシルのズレが全くなく固定できます。

ステンシルの奥にはんだペーストを載せます。

はんだペーストには、低融点鉛フリーはんだのCHIPQUIK TS391AX50を使っています。粒子が細かく、ステンシルからの離れもよく、綺麗に印刷することができます。

不要なクレジットカードなどのプラスチックのカードで、はんだペーストを印刷していきます。

ステンシルの精度も完璧です。とても綺麗にはんだペーストが印刷できました。

表面実装部品の実装

部品の実装は、私はピンセットではなく電動バキュームピックHAKKO394で行っています。

ピンセットは、離す際にピンセットの先端を開かないといけません。そのため部品と部品との間にある程度のスペースが必要で、密集して部品を配置できません。電動バキュームピックの場合は、部品の上面を空気で吸着しているので、部品と部品の間隔が狭くても問題ありません。ボタンを押すと吸着し、離すと部品も離れるので、ピンセットに比べ集中力を必要とせずとても楽に実装できます。

また、表面実装部品用のフィーダーを使うと、常に部品の向きが一定な状態で吸着できます。

そのため、ダイオードや、トランジスタなど、向きがある部品の実装がとても捗ります。もう、ピンセットには絶対戻れません。

電動バキュームピックのおかげで、どんどん部品の実装が進みます。

今回は部品数が少ないので、すぐに終わりました。ニキシー管用昇圧DCDCコンバータ(左奥)基板も直接実装しています。

ニキシー管用昇圧DCDCコンバータの端子が端面スルーホールになっているので、このように基板に直接実装することも可能です。

リフロー

温風で庫内の温度を均一に加熱できるコンベクションオーブンでリフローします。私はテスコムの小ンベクションオーブンTSF601を使っています。

リフローする基板に熱電対温度計をつけて、温度をモニターします。

100度2分、140度2分、160度1分ぐらいで、低融点はんだペーストにいい感じの温度プロファイルになります。今回つや消しブラックの基板なので、温度の上がり方が急上昇する感じでした。黒い基板は熱を吸収しやすいんでしょうね。

綺麗にリフローできました。

DIP部品のはんだ付け

メスのピンヘッダと、ESP32-DevKitCをはんだ付けします。

これで、部品の実装は全て完了です。

こちらの面にはニキシー管が配置されます。基板はブラックなのですが、はんだが銀色でちょっと目立つため、つや消しブラックのスプレーで塗装をします。

ピンヘッダをマスキングして、スプレーしました。全てがつや消しブラックになって、引き締まって見えます。

ニキシー管の基板を接続して基板の完成です。前回はIN-14でしたが、今回はちょっと小型のIN-16にしました。

動作チェック

以前作った目覚まし時計風ニキシー管時計のプログラムを、この回路用にちょっと改造します。

全ての機能はまだ動作しませんが、とりあえずニキシー管は正常に光りました。

ニキシー管の光って綺麗ですね。美しくてずーっと見ていられます。

2020.8.2 追加　続きはこちら

追加終わり