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はんだペーストが硬くなってきたのでジェル状のフラックスを混ぜて回復してみました

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はんだペーストにはCHIPQUIKの低融点鉛フリーはんだペーストTS391LT50を使っています。138度いう低い温度で溶けるのでオーブンでのリフローがしやすく、はんだの粒度が一般的な中華製ペーストよりも細かいため、細かい開口でも綺麗にはんだペーストが抜けて、綺麗に印刷ができいます。

TS391LT50は、常温保存が可能な点もメリットです。冷蔵庫に保管しなくてもよく、使いたい時にすぐに使えます。

ただ寿命というか、一度開封するとフラックスが徐々に揮発して抜けていき、約半年でペーストがボロボロの状態になってしまい、使えなくなってしまいます。

そこで、以前もやってみましたが、フラックスを追加することで、はんだペーストが復活するのか実験してみたいと思います。

以前の実験はこちらです。

以前は、中華製のはんだペーストに液体のフラックスを少し添加して、柔らかくしました。ただ、液体フラックスは気化しやすく、気化するとベタベタになるという性質があります。こうなると、ステンシルにくっつきやすくなって、ステンシルからはんだペーストの抜けが悪くなり、綺麗に転写しにくくなってしまいます。

そこで今回は、液体フラックスではなく、ジェル状のフラックスを添加してどうなるか実験してみたいと思います。

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ジェル状のフラックスを混ぜる

はんだペーストとフラックス

左がCHIPQUIKのTS391LT50です。ちょっと柔軟性がなくボロボロしている感じです。これに、右側の無洗浄フラックスを追加してみます。

ちょっと入れすぎてしましましたが、これで混ぜ混ぜしてみます。

かなり滑らかになってきました。

とろーり滑らか、ソフトクリーム見たいな滑らかさになりました。ちょっと柔らかすぎたかもしれません。

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カセットArduino基板で実験

カセットArduino

しばらく開発が止まっていたカセットArduinoの基板に、はんだペーストを印刷し、組み立ててみたいと思います。

ちなみにカセットArduinoは、拡張ボードがファミコンのカセットのようになっていて、カセットを交換するように機能を変更することができる、Arduino Pro micro相当のマイコンボードです。

カセットArduinoは、このような拡張基板をコネクタに差し込んで遊びます。過去にはROMライタや時計などにして遊んでいました。

はんだペーストの印刷

ターゲットの基板を中心に、周辺に同じ厚みの基板を配置します。

ステンシルを載せて、位置合わせをし、マスキングテープで固定します。

柔らかくなったはんだペーストを上部に載せて、プラスチックカードで印刷します。

まずまずの結果です。はんだペーストがステンシルの開口部の角に若干残りやすいようで、四角いパッドに乗ったはんだペーストの角が、少し丸くなってしまっています。少しはんだの抜けが悪いようです。

部品の実装

電動バキュームピックHAKKO394で部品を吸着しながら実装していきます。

この工具は本当に便利です。部品を摘むストレスがなく、とてもスムーズに実装が進みます。

特に向きのある部品で威力を発揮します。バキュームピックを使って、テープから部品を吸着すると、必ず向きが一定方向を向いて吸着されます。ダイオードなどの極性のある部品では、これがとても便利で、実装がはかどります。

SMDテープフィーダーは3Dプリンターで印刷しました。

部品点数もそれほど多くないので、あっという間に実装が完了しました。

元のTS391LT50のはんだペーストはサラサラした感じなので、部品を載せてもくっつく感じはしないのですが、フラックスを入れたはんだペーストは若干モチモチした感じで、部品がはんだペーストにくっつく感じがしました。部品を配置した時にずれにくく、作業しやすい感じがしました。

リフロー

熱風で均一に庫内を加熱できるコンベクションオーブン テスコムTSF601でリフローします。

はんだペーストの温度プロファイルに沿って、庫内の温度をみながら温度調節つまみを操作して、加熱していきます。

7分ほどでリフロー完了です。

フラックスを追加したはんだペーストですが、とても綺麗に仕上がりました。

DIP部品の実装

LEDやコネクターなどのDIP部品をはんだ付けしていきます。

カセットArduino

カセットArduinoマイコンボードの完成です。

ブートローダーを書き込んで動作テスト

AVR ISPのコネクタにテストピンを差し込みます。テストピンはP75-E2を使っています。

このテストピンにこのソケットを差し込んで使っています。

6本テストピンを差し込んで

JTAGのピンに押し付けます。

avrduduでArdino Pro microのブートローダーを書込みます。これで、このボードはArduino Pro microのボードとして動作するようになりました。

ArduinoでLEDが点滅するテストプログラムを書き込んでみます。

カセットArduino

テストプログラムも正常に動作しました。

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ジェル状フラックス混合いいかもしれない

はんだペーストとフラックス

純正のTS391LT50よりは、モチモチした感じになって、ステンシルの角に残りやすいという問題はありますが、今のところ結構いい結果となりました。捨てるしかなかったはんだペーストが、また利用できるようになりました。

また時間が経って、はんだペーストがどう変化するのかを確認したいと思います。