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ご自宅リフローキット

世界初(当社比)の「ご自宅リフローキット」。

ATmega32U4搭載の小型ボードを作ります。

あくまでもリフローを試していただくのが目的なので、できあがったボードの機能とか回路については期待しないでください。

内容物

  • 部品リスト
  • 部品ケース(部品リストの番号ごとに部品が入っています)
  • プリント基板
  • 特殊紙ステンシル
  • クリームハンダ少量

ご用意いただくもの

  • 必須
    • ピンセット
    • スキージ(不要なテレホンカードなど)
    • 不要な基板のきれはし(1.6mm厚)4枚くらい
    • セロテープ
    • ホットプレート
  • できれば用意してください
    • ルーペ
    • アルコール(掃除に使います)
    • ハンダ除去用品(低融点ハンダ、ハンダゴテ、ハンダ吸取線、ハンダ、フラックス、ホットエアリワーク装置等)

ホットプレートは家庭用で十分ですが、炊事用と共用しないでください。 安い物ですので、このために新調してください。

選択のポイントは、以下のとおりです。

  • プレート部分が平面である事(凹面、凸面、波状でない)
  • 温度設定が可能な、温度制御機能が有る事
  • 最高温度が230°C以上である事
  • フタ付き、できればガラス蓋

たとえば、以下の物をお勧めします(2000円)。 http://www.amazon.co.jp/gp/product/B0016V45MG

概要

主な部品は1608サイズです。 部品は、番号のついたピルケースにバラで入れてあります。 ケースを開ける際は、どこかに飛ばさないように気をつけてください。 静電気でケースの隅に張り付いている事もあります。

USBコネクタはマイクロUSB Bレセプタクルです。 ファームウェアの書き込みには、書き込み装置は不要です。 チップ出荷時のブートローダがDFUをサポートしているので、USB経由で書き込みます。 AtmelがこのためのFlipという書き込みソフトを配布しています。

ブートローダを書き換えたい場合には、書き込み装置を使って書き込む必要があります。 AVR ISP mkIIなどの書き込み装置を用意してください。 ICSPに必要な信号はすべてエッジに出してあります。 ICSPの6ピンに変換する配線を行なってください。

エッジのピンヘッダのシルク印刷は、現在開発されている途中であるArduino Leonardoとの互換をめざした物です。 しかしながら、基板製作後にAVRのピンとの対応が変更されたため、一部異なります。 特に、A6以降が異なるでしょう。ご注意ください。

部品表

#数量種類場所メーカー型番
110.12AFUSEF1RaychemNANOSMDC012F-2
230.1uC1608C2, C4, C5汎用品
341kR1608R5, R6, R7, R8汎用品
411uC1608C1汎用品
5210kR1608R3, R4汎用品
6110uC2012C3汎用品
7116MHzCERALOCKX1MurataCSTCE16M0V53-R0
8222R1608R1, R2汎用品
91ATMEGA32U4-AUAVRU1AtmelATMEGA32U4-AU
101GREENLED1608PWR汎用品
111BLUELED1608L汎用品
122REDLED1608TX, RX汎用品
131TACTSWITCHSWITCHS1ALPSSKRP
141ZX62-B-5PAMICROUSBJ5HiroseZX62-B-5PA(11)

製作手順

ビデオも参考にしてください。 http://www.youtube.com/watch?v=Y4Rwqajb1HY

基板を机に固定する

基板を机に固定します。 もちろん、接着してしまうわけにはいきません。 不要な基板の切れ端4個で取り囲むように固定し、切れ端だけを机にセロテープで貼り付けます。 基板が動くことの無いよう、しっかりと取り囲み、しっかりと貼り付けます。

あとで基板を取り外すので、ピンセットが入る隙間を空けておいてください。

ステンシルを固定する

机に固定した基板の上に、ステンシルを固定します。

ステンシルの表裏を間違えないでください。 表には黒マジックでマークしてあります。 これを、先ほど固定した基板の上にかぶせ、位置を合わせます。 ステンシルの穴から、基板上の銀色の部分がぴったり見えるようしてください。 ここで、ずれないように注意しながら、ステンシルの左端と右端を机にセロテープで貼り付けます。

ずれないために、左端は、ステンシルの上から下まで貼り付けるといいですね。 右端は、あとではがしやすいよう、セロテープの端を折り曲げておきます。

クリームハンダの塗布

3ステップで行います。

スキージの先端にクリームハンダを付けます。

ステンシルの左端付近にスキージを降ろし、机に水平に近い角度にして、クリームハンダを下に押し付けるようにして、スキージを右にずらします。 弾力性のあるスキージを使う場合には、ぐにゃっと曲げて、スキージの先端から1~2cmが水平になるようにするといいでしょう。

次に、余計なクリームハンダを掻き取ります。今度はスキージを机に垂直にして、左から右に移動します。 あまり強く掻きとる必要はありません。強く押し付けると、ハンダが少ししか残らず、成功しません。

部品を搭載する

基本的に、小さいもの、背の低い物から順に、基板上の所定の位置に置きます。 このキットの場合は、1番~8番、9番を飛ばして、10番~12番、最後に残りの9番、13番、14番という順で搭載すればいいでしょう。 それぞれ、置いたら、部品の上から軽くピンセットで押して、固定を確実にしてください。 上から押すまでは、場所や向きの修正は可能です。 押した後は、修正はできません。 修正したい場合は、すべての部品を剥がして、アルコールでキレイにしてから、クリームハンダの塗布からやりなおしてください。

基本的に、足が正しい場所に載っていさえすれば、方向や位置をあまり厳密にまっすぐにする必要はありません。 「セルフ・アライメント」と呼びますが、リフローの際にハンダが融けると、勝手にまっすぐになります。

ピンセットにクリームハンダが付着しないように気をつけてください。 付着すると、以後ピンセットに部品がくっついてしまって、作業性がものすごく悪くなります。 付着した場合は、アルコールでキレイにしてください。

CR部品は中央を持つといいでしょう。 この場所であれば、基板上に降ろした時に、ピンセットにクリームハンダが付着しません。

以下の部品には向きがあるので、注意してください。

  • 9番(AVRマイコン) 部品上のカドに丸い印が有る部分を、基板上の白い丸に合わせます。
  • 10番、11番、12番(LED) 透明感の有る側が表。表から見て、小さい粒が埋まってる側を、基板上の▲の頂点に合わせます。

以下の部品の搭載はちょっと難しいです。がんばってください。

  • 9番(AVRマイコン)
  • 14番(マイクロUSB Bレセプタクル)

9番AVRマイコンは、なるべく水平になるようにピンセットで持って、基板に置きます。 この時、刷ったハンダとハンダの間に足が落ちると、位置の微修正ができません。 基板を逆さまにすると、このチップだけがはがれて落ちるので、やりなおしてください。 すべてのピンがハンダの上に乗ったら、ピンセットを使って位置を微修正してください。 正しい位置になったら、部品の上から軽くピンセットで押して固定してください。

14番マイクロUSBレセプタクルは、ピンセットを使わず、手で置くのがお勧めです。 ピンはとても細く、間隔は0.5mmしかありませんし、上からは見づらい場所にあります。 横から見ながら、正しい位置に置いてください。 きちんとハンダの上に乗ったら、ピンセットを使って向きを微修正してください。 正しい位置になったら、部品の上から軽くピンセットで押して固定してください。

ホットプレートでリフロー

リフローします。

  1. 基板をホットプレートに載せ、フタを閉めます。
  2. 180°Cくらいの設定にして、3分間温めます(これをプレヒートと言います)。
  3. 次に、230°Cくらいの設定に変更して加熱します。
  4. 基板上のクリームハンダの状態をよく見てください。
  5. ぷるぷると、ハンダが融け始めます。最初は基板上の一部ですが、すぐに全域で融けます。
  6. 全域で融けたら、そのまま30秒待ちます。
  7. スイッチをオフにして、冷えるのを待ちます。
  8. 冷えたら出来上がりです。

早く取り出したい時は、スイッチをオフにして30秒くらい待ち、ハンダが固化してからフタを取り外してください。

目視検査

目視検査をしましょう。 できればルーペを使って、ハンダブリッジが無いかどうか確認してください。 まれに、部品が飛んで無くなっていたり、片足が浮いたりという事もあります。

ブリッジが有る場合には、ハンダゴテ等を使って修正してください。 低融点ハンダが有ると、とても簡単ですよ。 http://www.switch-science.com/products/detail.php?product_id=749

簡単なテスト

電源が入る事くらいは確認しておきましょう。

いきなりパソコンにつなぐと、パソコンを悪くしてしまう可能性もあります。 エネループモバイルブースターのようなUSB出力の有る電源を使うのがお勧めです。

使い方

完成したボードの使い方は、別のページで説明します。

(2011/11/25)

Last modified 5 years ago Last modified on Nov 26, 2011 3:06:50 AM

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