PCBWayから基板が届いたので、早速組み立てです。
回路の設計や基板の発注に関しては前回の記事をご覧ください。
PCBWayから基板が届く
発注して2週間ほどでPCBWayから、UVプリント基板とメタルマスクが届きました。
PCBWayがUVプリント基板サービスを開始した、2024年当初の基板と比較してみます。
右が当初のUVプリント基板、左が現在の基板です。
大きな変化は、パッド周辺の印刷できない領域の変化です。当初はパッドから0.5mm程度は印刷されず白い部分が大きかったのですが、現在は0.2mm程度のギリギリまで印刷されています。印刷の位置精度が向上したんですね。
色も当初の基板はコントラストの強い濃い色味でしたが、現在は画像データの色に近い素直な色になっています。画像データに比べてちょっと薄いかなといった程度です。色も良くなっています。
また、シルク印刷とUV印刷がどちらも印刷されるようになりました。当初はUV印刷をするとシルクが印刷されなかったのですが、現在はシルク印刷もUV印刷も両方印刷されています。部品番号や部品のアウトラインといった、細かく細い線はシルク印刷の方が得意で綺麗なので、使い分けができるようになってとてもいいと思います。
PCBWayのUV印刷はかなり進化していました。
組み立て
それでは組み立てていきたいと思います。
クリームはんだの印刷
まずはクリームはんだの印刷をします。準備としてダンボールの板に基板を置きます。
メタルマスクを載せて、四方に開けておいた穴にマップピンを刺して位置合わせと固定をします。クリームはんだをスキージで印刷します。
マップピンで位置合わせしているので、小さなパッドにも正確な位置にクリームはんだが印刷できます。
部品の実装
電動バキュームピック HAKKO394を使って部品を実装していきます。
テープから部品を吸着します。
目的の場所に置いて、部品を離します。
ノズルを吸盤タイプに交換することで、大きな部品も吸着できます。
電動吸着ピンセット HAKKO394を使うことで、ピンセットに比べて楽に高速に実装を進めることができます。
リフロー
コンベクションオーブンでリフローします。低融点鉛フリーはんだを使っているので、溶ける温度は138度です。普通のオーブンで簡単にリフローができちゃいます。
100度→120度→140度→165度 と温度を変化させてリフロー完了です。
検査
USBのピン同士がショートしていなかどうか、ショートチェッカでチェックします。青いLEDが点灯しているので、チェックOKです。
完成!
電池2,3本で動作するESP32-C3ボードが完成しました。
動作チェック
まずはPCからESP32が認識できるかチェックです。ESP32をダウンロードモードにします。
RSTボタンを押しながらBOOTボタンを押して、RSTボタンを離してBOOTボタンを離すと、ESP32のダウンローダが起動し、ESP32のUSBポートがパソコンで認識できるようになります。
ポートに「/dev/cu.usbmodem14201」が追加されて、ESP32が認識されました！
#define LED_PIN 9
void setup() {
pinMode(LED_PIN, OUTPUT);
}
void loop() {
digitalWrite(LED_PIN, HIGH);
delay(500);
digitalWrite(LED_PIN, LOW);
delay(500);
}9番ピンにつないだLEDをLチカプログラムを書き込んでみます。9番ピンはESP32が起動時にHIでないと正常に起動できないので、LEDはハイサイド側に接続します。
プログラムを書き込みます。無事にプログラムが書き込めました！
RSTボタンを押すとプログラムが動作を開始します。
LEDが点滅しましたよ！
マイコンボードとして正常に動作することがわかりました。
さて次回は、低電圧で動作するかチェックしたいと思います。
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