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基板両面実装&リフロー!!LEDカラーチャート基板を組み立てました

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PCBWayに作ってもらったLEDカラーチャートの基板が届いたので、早速組み立てました。

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艶消しブラック綺麗です

艶消しブラックの基板とても綺麗に仕上がっています。今回の基板は両面実装なので、メタルマスクも表用と裏用と2つ作ってもらいました。

シルク印刷も綺麗に印刷されていますね。

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表面の実装

クリームはんだの印刷

基板の両面への部品の実装なので、表面と裏面と2回リフローを行います。1回目は2回目よりもクリームはんだの溶ける温度が高い、普通の鉛フリークリームはんだを使います。

いつも使っているような常温保存できるクリームはんだを購入したつもりだったのですが、間違えてしまったようです。

はんだの粉とフラックスをミックスする前は常温保存できますが、ミックス後は要冷蔵のクリームはんだでした。

ミックスするクリームはんだを使うのは初めてです。まずはフラックスを粉状のはんだの方へ押し出します。

指で揉み揉みして、粉のはんだとフラックスをミックします。

結構柔らかいクリームはんだが完成しました。これを、メタルマスクの上に載せます。

フレキシブルパテを使って、クリームはんだを印刷していきます。

この日本製のフレキシブルパテは、先端の加工精度がとても高く、均一に綺麗にクリームはんだを印刷することができます。

表面のクリームはんだの印刷が終わりました。

部品の実装

吸着ピンセット HAKKO394で部品を実装していきます。

表面に実装する部品は全てLEDです。テープに収納されたLEDは全て同じ向きを向いています。このため、吸着ピンセットでテープから直接吸着することで、必ず同じ向きにLEDを吸着することができます。

部品の向きと実装される基板の向きを合わせておくことで、部品の向きを気にせず、吸着してマウント、吸着してマウントと、スムーズに作業が進みます。

リフロー

熱風で庫内を加熱するコンベクションオーブンでリフローします。

普通の鉛フリーはんだは、リフロー時のピーク温度が250度程度になっています。このコンベクションオーブンでは230度までしか加熱されません。そこで、それ以上も加熱できるようブーストスイッチをつけました。仕様温度よりも高くなるので寿命が短くなるかもしれません。改造については、後日紹介したいと思います。

リフローが終わり冷却します。

表面の実装が終わりました。

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裏面の実装

続いて裏面の部品を実装します。すでに表面に部品が付いているので、木材を使って基板を少し浮かしておきます。

クリームはんだの印刷

先ほどは普通の鉛フリークリームはんだでしたが、今度は低融点の鉛フリークリームはんだを使います。低融点の鉛フリークリームはんだは、普通の鉛フリークリームはんだの溶ける温度は200度なのに対して、135度程度と低い温度でリフローができるため、表面の部品のはんだは溶けずにリフローすることができます。

メタルマスクの奥側に低融点鉛フリークリームはんだを載せます。

フレキシブルパテでクリームはんだを印刷します。

全ての基板にクリームはんだを印刷することができました。

部品の実装

HAKKO394で部品を実装していきます。ピンセットと違い部品の上面を吸着するために、上の写真のように部品と部品の間の狭いところ(R3)へも部品を実装することができます。

部品の実装が終わりました。

リフロー

100度程度でプリヒートして、ピーク温度は165度です。

リフローが終わり冷却します。

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その他の部品の取り付け

ネオン管

ネオン管はて実装なので、はんだごてを使って1つ1つはんだづけしていきます。ネオン管の根本は配線が剥き出しなので、レジンを使って絶縁しておきます。

シールド缶

高電圧DCDCコンバータを、シールド缶でカバーします。シールド缶の内側にはポリイミドテープを貼って絶縁してあります。

LEDカラーチャートが完成しました!

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1つ試しに組み立ててみる

スイッチや電池ボックスを取り付けて、1つだけ組み立ててみました。LEDとネオン管が光っています。綺麗ですね。PCBWayに作ってもらった艶消しブラックの基板もいいですね。

いろいろな色のLEDの光を楽しめるLEDカラーチャートが完成しました!

LEDカラーチャート基板の組み立て方はこちら??になります。

ここでご紹介した分光器とLEDカラーチャートのキットはkohacraftのshopにて販売しております。

分光器&LEDカラーチャートキット | kohacraftのshop
回折格子を使った分光器と様々な色のLEDが点灯するカラーチャートの組み立てキットです