FC2ブログ

RLduino78/G14 って・・・ (リフロー時の酸化変色に対応)

先日秋月でArduino用のブレッドボードのシールド(プロトタイピングボード)が売っていたので、Arduinoは
持っていないのにもかかわらず思わず買ってしまいました。

当初はAuduinoも購入して遊んでみようかと思ったのですが、今はRL78に力が入っていて、新たに
Auduinoまで手を広げるのはちょっと思い、RL78の32pinのチップを購入し、Auduinoピン互換のマイコン基板
を作って確かめてみることにしました。
それにしても電子部品の通販は送料も安いしとても便利ですね~
これで各種Arduino用シールドを使って遊べるようになりました。(RL78の構造上、互換しきれない I/O pinも
あるのですべての機能が使えるということではないと思うのですが・・・)


最近はリフローでいろいろと作っていることもあり、今回はほとんどの部品(マイコン・LED・コンデンサ・抵抗・
三端子レギュレータ)をチップ部品で設計してみました。 
基板面(Bottom Layer)に大部分の部品(チップ部品)が載ることになり、部品面(Top Layer)にはコネクタ類
とちょっとした部品だけがあるだけなのでスカスカに見えます。
部品の大きさが違っても、数が多くなっても、安定してリフローできているようです。

ただ、40倍程度の実体顕微鏡で半田表面を見てみると、豆大福のようにソルダペーストのハンダの粒が
溶けた表面にめり込んで形が残っている部分がありました。
テスターによる導通は問題なかったのでハンダ自体はしっかりとできていることは確認できました。
ピンセットで力を入れて擦ると、粒っぽい部分が溶けた部分ごと削れて取れ、削った部分の下はしっかりと
ハンダが溶けているのが見えたので問題はないと思われます。
溶けきらなかったのか、ペーストが揮発する段階でハンダの粒が飛んで付いたのか、その辺はもう少し
調べてみる必要があります。

今はリフローの最高温度を255℃に設定しているのですが、対策として260℃に上げて確かめてみるのも
良いかもしれません。
紙フェノールやガラスエポキシ表面の変色がさらに進むかもしれないし・・・どうかな~?


先日の記事でも書きましたが、オーブントースターとリフローコントローラを使ってリフローすると、業務用
とは違って大気中で加熱することになるのでどうしても基板表面が酸化して赤茶色に変色してしまいます。
調べたところ、根本的に酸化を防ぐためには炉中に窒素を流し込んで酸素を遮断するのが良いようですが、
確証もなく費用をかけてまでボンベを手に入れて個人で確かめるのはあきらめました。

その代わりにリフローの結果できてしまった銅箔表面の酸化した部分を除去するために、サンハヤトの
ハヤブライトEXをマルツで購入して確かめてみました。ハヤブライトは酸性のものと中性のものがあり、
今回購入したものは中性タイプのものです。
ハヤブライトEXが発売された直後にメーカーにサンプルをいただいて、(部品を実装していない状態の)
基板の錆を除去してみた経験があり、銅箔表面についた手の跡が酸化したもの等がきれいに除去できる
ことはわかっていました。

部品を実装した状態で除去したときに問題があるかどうかはわからなかったので、サンハヤトに確認した
ところ、メーカーとして試してみたことはないのでデータはないが、中性なので特に問題は出ないのでは
ないか?とのこと。(つまりメーカーとしては自己責任でということでした。)
リフロー後の酸化した基板を恐るおそるハヤブライトEX中に入れてみたところ、予想外にも数秒で完全に
除去することができました。その後、水洗いを行いエアダスターで水分を乾燥させたあと、すぐに半田付け
をおこない、再酸化を防ぐためにハヤコートを塗って完成。

銅箔表面が完全に綺麗になったからか、半田のぬれ性がかなり悪く、若干イモ気味になってしまいました。
(ある意味理想的な基板表面になった?)
次の機会にはスプレーのフラックスを塗ってみて、改善されるかどうか確認してみたいと思います。

ちなみに、同時にハヤブライトEXによって錆を除去した別の基板があり、除去後の表面を手で触って
そのまま放置してみたところ、数日後にはその部分だけが再びが酸化して色が変わってしまいました。
そして、ふたたびハヤブライトに浸けると数秒で除去できました。
やはり除去後(半田付け後)には、速やかにフラックスやコート剤を塗る必要があるようです。

一部もう少し確かめてみたいことはあるものの、これで基板加工機による基板加工 → メタルマスク
→ リフロー →  銅箔表面の酸化膜除去 → 半田付け → 表面コート と自宅で一連の回路製作
ができるようになり、自分としては満足することができました。


Arduino互換のこの基板を、RLduino78/G14と命名しました。 (洒落でつけてみました・・・)
このシールドの上にドットマトリクスのLEDをつけて文字でも出して遊んでみようかな・・・



2014_1004_1

2014_1004_2

2014_1004_3

2014_1004_4

2014_1004_5

2014_1004_6

2014_1004_7

2014_1004_8

2014_1004_9

2014_1004_10

2014_1004_16

2014_1004_12

2014_1004_13

2014_1004_14


この記事へのコメント:

管理人のみ通知 :

トラックバック: