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蛍光表示管IV-27M時計の基板がPCBWayから届いたので早速実装とリフローしました

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PCBWayから届いた基板

PCBWayに注文していたIV-27MVFD時計基板が届きました。5月24日に注文して6月1日に届いたので、たった8日で基板が届きました。早い。

注文した時の記事はこちらです。PCBWayへの基板の注文方法も書いてあります。

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届いた基板チェック

こちらが届いた基板です。メイン基板(左)は黒のレジストにしてあります。綺麗にできています。サブ基板(右)は白レジストにしてあり、製造番号を印刷しないオプションを指定したので、製造番号がありません。とても小さい基板ですが、精度良く加工されています。小さく細い基板なので、緩衝材に包まれていました。いいサービスです。

それでは、早速、組み立てていきましょう。

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はんだペーストの印刷

段ボールの上に基板を置きます。大きな段ボールが無く、小さな段ボールを展開して使用したので、凸凹があります。凸凹があるとはんだペーストが綺麗に印刷できないので、本当は良くないのですが、無いので仕方がありません。

上からステンシルを重ねて、四隅に画鋲を刺し、基板とステンシルの位置合わせをします。

画鋲を使った基板とステンシルの位置合わせ方法について詳しくは、こちらをご覧ください。この方法とても便利ですよ。

はんだペーストをステンシルの奥に載せます。はんだペーストには138℃の低温で溶ける、低融点鉛フリーはんだペーストを使っています。加熱時間が短縮でき、手軽にリフローできます。

不要になったクレジットカードなどのプラスチックのカードで、はんだペーストを手前に引き寄せながら印刷していきます。

画鋲を使った位置合わせのおかげで、ぴったりの位置にはんだペーストが綺麗に印刷できました。

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部品の実装

続いて部品を実装していきます。私はピンセットを使わずに、吸着ピンセット HAKKO 394を使っています。

掃除機のように部品を吸着させて、目的の位置まで移動し、部品を離すことができます。ピンセットに比べ、位置決め精度が高く、高密度に実装が可能です。一度使うと、ピンセットには戻れないくらい、とても便利な工具です。

特に極性(向き)のある部品の場合、威力を発揮します。

テープの中の部品は、必ず同じ向きを向いてセットされています。そのため、吸着ピンセットでテープから直接部品を吸着することで、必ず同じ向きに吸着することができます。これがとてつもなく便利で、実装の時間をかなり短縮できます。

テープから吸着するために、私はSDMテープフィーダーを3Dプリンタで印刷して使っています。

吸着ピンセットと、SMDテープフィーダーの組み合わせは最強です。これで、実装がとてもはかどります。ピンセットでは絶対できない技です。

吸着ピンセットは、ノズルを交換することで、1005M,1608M、SOTパッケージのトランジスタなどの小さな部品から、SOPパッケージのIC、ESP32のモジュールなど、大きな部品まで吸着することができます。

今回は穴が開いていて吸着できないピンソケット以外は、全て吸着ピンセットで実装しました。

あっという間に、基板に部品を実装することができました。

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リフロー

オーブンでリフローします。私は熱風で加熱できるコンベクションオーブン、テスコムTSF601を使っています。この機種は加熱の途中でも温度変更が可能なため、温度計の温度を見ながら、はんだペーストの温度プロファイルに合わせて、庫内の温度を調節することができます。

138℃で溶ける低温はんだペーストを使っているので、一般的なオーブンでも簡単にリフローができてしまいます。

温度計には、高温まで測定できるK型熱電対温度計を使っています。

温度調節つまみの温度よりも、実際の温度の方が低い場合があるので、温度計はあったほうがいいです。

温度プロファイルに沿って加熱し、約8分でリフローが完了しました。

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メイン基板の完成

メイン基板の部品の実装が完了しました。USBから電気を供給して、VFD用の25Vが生成できることも確認しました。多分、問題なく動作するでしょう。

次回は、VFDとサブ基板を組み立てたいと思います。