Cafe Cappuccino

かふぇ・かぷちの/新幻想的独り言4 ねふぁの気まぐれな独り言

最近は基板も中国発注で安価に作れる為、チップ部品を使った基板を作る事も多くなってきた。

1608のチップ部品はまだ手はんだ出来るが、基板の小型化のためさらに細かいSMDのチップ部品にチャンレンジしたくなってきた。

脚が付いていない0.5mmピッチの表面実装チップとなると、もはや手はんだでは無理なのでステンシルでクリーム半田を塗ってリフロー装置で半田付け、のレベルになってくる。

ステンシルは基板発注時$10程度で注文できるので問題はない。クリーム半田も冷温保存で高価なタイプも売られているが、そんなに量が多く必要ないのと出来るだけ楽したいので、下記記事を見ると中華の常温保存のものでも大丈夫そうなので同類のものを使用。

さて、材料の準備はさほど難しくはない。表面実装の部品もAliexpressで時間はかかるが安価で入手できる。後はどうやって熱して溶かすか、である。

ヒートガンで熱しても出来るらしいが均一に熱をあてるのが難しそうなのと、風でパーツが飛ばないかが心配である。良く自作リフローで出てくるのは小型ホットプレートやトースターである。

小型ホットプレート悪くはないのだが、工作で使う基板は大抵が5cm角に収まる程度の小さいもの。もっと手のひらサイズで、卓上に置けてコンパクトでしまう際にも邪魔にならない程度の物が欲しい。ペヤングホットプレートのサイズでも邪魔である。

何か無いかとyoutubeを眺めていた所、アイロンをひっくり返して使っている動画を発見した。

確か旅行用に持って行けるミニアイロンがあったはず!と思い、ミニアイロンを引っ張り出して実験してみる。

が、温度MAXにしても150度ぐらいまで上がった所でそれ以上あがらない。どうやら、Amazonを検索してもアイロンはせいぜい180度ぐらいの様だ。特に小型タイプは温度が低め。そして、アイロンをひっくり返すと不安定になるのでなんらかの固定が必要。

ううむ。もっと何かいいものが無いかとAmazonで検索していると良さそうな製品を見つけた。

Dewin 110V 500W クッキングヒーター 卓上ヒーター ミニヒーター コーヒー/牛乳/紅茶/食べ物などを加熱 電気炉火力調節 家庭用 加熱調理器 携帯便利
Dewin 110V 500W クッキングヒーター 卓上ヒーター ミニヒーター コーヒー/牛乳/紅茶/食べ物などを加熱 電気炉火力調節 家庭用 加熱調理器 携帯便利

小型の中華製電熱ヒーター。サイズが15cm角程度ながら、570度まで加熱可能。そして安い(中国発送なら2000円程度)。レビューを見てもコンセントが海外仕様(片方が大きい)と言うクレームはあるが、動作の方は良さそうだ。

早速発注、到着。思いっきり中国的パッケージである。

サイズは思っていた通りの小さいサイズ。コンセントは残念ながらレビューに書いてあった通り海外仕様であったが、問題ない。

使う前に早速バラしてみる。コンセントの部分は海外対応出来る様、コネクターになっていた。ホームセンターで売っているコネクターのタイプだ。

裏面中央のナット(固いのでレンチが必要)を外すと電熱部と下部が分かれる。電源線とスイッチ(温度でオンオフ)、電熱線に単純な仕組みである。

バラしたついでに早速改造していく。コンセントは適当にあまっていたコンセントと交換。片方の電源線を切ってリレーに繋ぐ。リレーは底面に厚めの両面テープで固定、制御用の線をガワに穴を空け外に出しておく。

温度管理は余っていた3Dプリンターのホットエンドの温度管理に良く使われているNTC 3950 100Kのサーミスタを使用。

最初外側にサーミスタを設置したが、内側と外側では50度近く温度に差があったので、中央付近に設置。

動かない様耐熱テープ(カプトンテープ)で固定し元に戻す。

最初ESP8266のマイコンで制御しようとしたが、ESP8266のアナログ入力が使い物にならなかったため、Arduino Pro Miniを使用。ユニバーサル基板にArduino Pro Mini、OLEDディスプレイ、スイッチを取り付け。サーミスタは4.7kΩと組み合わせ。

リフロー制御は難しい事は考えない。一定時間基板全体を温めた後、部品が壊れない様半田が溶けるまで熱して冷ます。要は温度センサーとリレーで、適度にリレーをオンオフする、だけである(個人の趣味なので細かい事は気にしない)。

赤外線温度計で実際の温度をチェックしたり、リレーを切ってから温度が落ち着くまでの時間を調べ、最初の数分は180度ぐらいで移行し、その後230度ぐらいまで加熱して電源オフする様にスケッチを組んだ。

適当にケースを作って入れて、完成。サイズ比較用にマウスを置いてみた。コンパクト。ちなみにスケッチは事前にESP8266用で下書きはしていたものの、電熱ヒーターが届いて工作して試運転してyoutubeに動画アップしてブログ書いて公開する所まで24時間。

クリーム半田は検索すると良く出てくる中華クリーム半田。

zmart はんだペースト フラックス 注射器タイプ XG-Z40 SMD Sn63 / Pb37 25-45um 10cc
zmart はんだペースト フラックス 注射器タイプ XG-Z40 SMD Sn63 / Pb37 25-45um 10cc

試験運転用に微量基板にのせて適当なチップコンデンサを乗せてみる。

ヒーターの上に乗せて、開始!

結果、良い感じに仕上がった。もっと細かいチップ部品でも上手く行くかはこれからだが、幸先良さそうだ。

youtube等では見ていたが、表面張力で半田がランドに収まり、部品の位置も勝手に整頓するのが面白い。

動画に撮ってみた。3分あたりからが見所。

スケッチは置いておくので適当に。面倒なのでコメントはあまり打っていない。

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