回路が正常に動作するか心配だったので、透明基板で作る前に普通の基板で試作を行いました。
PCBgogoから基板が届く
発注から10日程でPCBgogoから基板が届きました。
発注の際、注文番号は基板の背面に印刷するよう、下の図のように備考欄に日本語で書いておいたのですが、
その通り背面に印刷されていました。
備考欄は日本語でも大丈夫ですね。PCBgogoは全て完全日本語で注文できます。
裏面の実装
クリームはんだを印刷
ターゲットの基板が動かないように、同じ厚みの基板を使って周囲を囲みます。
メタルマスクを載せてクリームはんだを奥側に載せます。今回は両面基板なので、溶ける温度の違うクリームはんだを使って両面リフローします。まずは温度の高い普通の鉛フリークリームはんだで裏面をリフローし、温度の低いハンダで表面をリフローします。
へらの部分がしなるフレキシブルパテを使って、クリームはんだを手前に引き寄せながら印刷します。
部品の実装
表面実装部品を実装していきます。実装にはピンセットではなく、電動バキュームピックアップツールのHAKKO394を使います。
ノズルはこれを使います。
掃除機のように部品を吸い付けて、目的の場所に置いていきます。
ピンセットを使うより、断然速く実装ができます。
リフロー
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、最大温度を250度まで上げる必要があります。このオーブンは230度までしか上がりません。そこで、Boostボタンを押すと温度センサーを誤魔化すように改造し、温度が上がるようにしました。
裏面の実装が完了しました。
動作テスト
この段階で動作テストを行います。電源から3Vを供給します。タッチセンサの部分をタッチすると、電圧が昇圧され17Vが出力されLEDが点灯しました！
タッチセンサも昇圧コンバータも正常に動作しています。
LEDの抵抗値は明るさと消費電流の兼ね合いから、2.2kΩに決めました。片面のLEDで9mA消費するので、両面で18mAです。
OFF時の待機電流は2uA程度でした。これであれば、コイン電池で待ち受けしていても、相当電池が持つでしょう。
回路は正常に動作することがわかりました。
表面の実装
クリームはんだの塗布
続いて表面のLEDを実装します。表面はメタルマスクは使わずに、クリームはんだを直接塗布することにします。
シリンジに入ったはんだ(↑)に、押し出し機(↓)を取り付けて使います。
ノズルにはこれを使います。
パッドの部分に、クリームはんだを塗布していきます。
実装
電動バキュームピックアップツール HAKKO394で、部品を実装します。テープから直接吸着することで、部品の向きが常に同じ向きになるので、部品の向きを毎回チェックする必要がなくなります。
LEDは5個とも同じ向きなので、テープから直接ピックアップすることで、実装がとても速く進みます。
リフロー
リフローします。最大温度は、裏面のはんだが溶ける温度よりも低い165度です。
完成！
両面ともに部品を実装しました。
コイン電池を入れて動作を確認してみます。
正常に動作しました！！
この回路と基板で正常に動作することがわかったので、次回は透明基板を発注したいと思います。
2024.7.2 続きはこちら
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