基板および部品が揃ったので、TPS7A47 LDO Voltage Regulator 基板のハンダ付け。
今回はじめてリフローを実際にやってみました。
TPS7A47 LDO Voltage Regulator 基板
TPS7A47 LDO Voltage Regulator 基板 B面
DesignSpark PCBからCraft ROBOでステンシルを作るデータの生成方法がわかりませんでしたが、2010年代の電子工作さんの記事（キャッシュで最新では記述が消えています）に"パッドのみのパターンをPDFで出力し、DXFファイルに変換”とあり、これをたよりにやってみました。
１．パッドデータをpdfへ出力
DesignSpark PCB Output-LPFKで下図のWindowをOpen
Top Paste Maskをハイライトし、PDFを選択、その他は下記の設定（最適かどうかは不明）をして"Run"ボタンクリック
DesignSpark PCB Output Maufacturing Plot Window Output Tab
DesignSpark PCB Output Maufacturing Plot Window Setting Tab
DesignSpark PCB Output Maufacturing Plot Window Position Tab
PDFファイルが生成されます。
Paste Mask のPDF出力
２．PDFファイルのDXFファイル化
PDFファイルをDXFファイル化するソフトはいくつかあるようですが、ド素人の３Ｄ－ＣＡＤ（3次元CAD）設計さんの記事から、フリーで使える「CAD-KAS PDF 2 DXF」をインストールして使ってみました。
FileーOpen で１.のPDFファイルを開き、下図の設定で、"DXF Export..."ボタンをクリック、ポップアップウインドで名前を付けて保存
３．ROBO Master ファイル-DXF読み込みで、2.のファイルを読み込み
あとは、自宅でリフロー2の手順と同様
１００均の100μラミネートフィルムにCraftROBOでカッティングしてみましたが、下の写真の通り酷い出来で、全く切れていない穴もある状態...
ステンシル１
ステンシル２
TPS7A47についてはどうみても隣接ピンと半田ブリッジしそうなので、真ん中のグランドパッドのみ残しあとは薄く残る程度に拭きとってしまいました。
また、TPS7A47はピンが確認しづらく位置を合わせるのにも難儀します。
ひととおり部品を載せ、アイロンを逆さに置いてハンダ付けしてみました。
部品搭載したTPS7A47 LDO Voltage Regulator 基板
コンデンサについては、問題なく半田付けできたようです。
TPS7A47についても、どうやら薄く残ったクリーム半田で一応付いたようで、完全についたとはいえなさそうなので後から半田を当てて補充しようとしましたが、ほとんど半田が乗っていそうもなく、多分最初のリフローだけでついているような状態です。
火入れしてみましたが、無事出力電圧が3.3V出ていました。
ステンシルですが、スイッチサイエンスさんのraft ROBOを使ったリフローはんだづけ用ステンシルの作製に、ステンシル用素材としてラミネートパウチ用フィルム（PET＋塩化ビニル）は、”塩ビの層がネチャついて、切り抜けない事があり、弱くすぐにダメになる"とあり、ポリプロピレン合成紙が良いとのこと。
また、DXFファイルの工夫として、下記が書かれています。
１．閉じた矩形を描く
クラフトロボの仕様により、パスの終点と次のパスの始点が近い場合につながってしまう。
２．矩形を2回描く
クラフトロボのカッターの刃の特性上、1回だと始点終点がうまく閉じず、切り抜けない場合がある。
３．開口部をデータよりも小さくする
データ通りの大きさで切ると、隣の足とつながることがある。
１.は結局どうすれば良いのか？、２も２回矩形を書くにはどうしたらよいのか今のところわかりません。３．は元のPadデータを小さめに作るしかないですかね？
今回の試作から、下記の点を改善してみるつもりです。
①基板：TPS7A47のPadは半田を盛りやすいように長くとる。
②ステンシルは、スイッチサイエンスのポリプロピレン合成紙に変更
③DXFファイルは２回矩形を描く（方法を調査）
④TPS7A47は横に見えている部分に予め半田を盛っておき、リフロー時に溶け出すことを期待
kou 様
返信削除プロッター用のトレーシングペーパーなど厚手の物も使えそうですし、ニトフロンのガラスクロスなども50μmですが使えそうです。
クラフトロボの位置精度がどのくらいかにもよりますがカッターパスを角ランドを抜く場合平行した対辺を切っていくようにすればうまく抜けるかもしれません。
パスを減らす連続周囲カットの方が難しいと思います。
1枚のステンシルで連続使用は可能でしょうか？
rtm_iino さん
削除カッターパスというのは、どの順序でカットしていくかカッターの軌跡を意味していると思いますが、どうやって指定するのかわかっていません。
2回なぞるようにカットする方法も今のところわかりませんが、もしかするとROBOmaster上ですべてのラインをコピーして同じ位置にペーストすれば2回実行してくれるかもしれないと思いためしてみるつもりです。
ステンシルの素材はポリプロピレン合成紙で改善するかまずは見てみます。
ステンシルの連続仕様は、1回しか試していないのでなんとも言えませんが、スイッチサイエンスさんの記事には直ぐダメになると書かれています。
制御ソフトがどのようにデータをカッティングマシンに転送しているかわかりませんがマシン側がHP-GLのようなプロッター言語を使う場合は座標位置とペンアップ、ペンダウンです。
返信削除カッターが自由回転で走行向きに関係なく切れるタイプは上記のようなデータ指定だけで動くと思います。
同じステンシルシートのまま2度データを送るのが一番簡単ですがシートが動かないように固定しておくのとNCの原点精度次第でしょうね。
rtm_iino さん
返信削除ROBOmasterという附属ソフトでは、プログラム言語ではなく、グラフィックで矩形等を描いたものをカットすることになるので、順序や方向を指定できないと思います。
kou 様
返信削除クラフトロボはグラフテックの商品なんですね。
多分USBのストリームはRS-232C接続のプロッタと同じコマンドが送られているのではないかと想像しています。
MITのメディアラボにはローランドDG用のドリルやガーバー用Python スクリプトがあったと思います。
クラフトロボはGPGLコマンドで動くと書いてあるブログがありますので多分ステンシルのデータをメモ帳で読み出せばHP-GL形式になっていると思います。
http://dp.idd.tamabi.ac.jp/hackerspace/?p=660
CADCAMソフトの大半はHPGLは扱えますからCADから直接出力したソルダーマスクやペーストマスクからカットできると思います。
rtm_iino さん
削除Design Sparkからペンプロット用のフォーマットで出力し、ファイル拡張子を.pltに変えると
CraftROBOのアプリCutting Master 2で認識されましたが、CraftROBOへ出力すると、変な音を立てつつ誤動作しその後おかしくなってしまいました。
その後いろいろ触っていると一応治ったようです。
またおかしくなる可能性があるので、ちょっと気軽には試しにくくなってしまいました。
ちなみにファイルの先頭からは下記の内容になっています。
IN;
IW36576,5803,0,30773;
PA;
VS3;
SP2;
PU10826,13970;
PD10826,14656;
PD10210,14656;
PD10210,13970;
PD10826,13970;
PD10826,14656;
PU10817,13970;
PD10817,14656;
PU10808,13970;
kou 様
返信削除コマンド体系をある程度把握してからでないと駄目です。
どのCAMも方言のような物はありますし、同じガーバーデータでも見え方が違うソフトもあります。
最初にGraphtecのソフトで作ったファイルをASCIIダンプして動作を確認してからですね。
トラブルはリミットスイッチを超えてしまった可能性がありますね。
通常はエラー停止で止まる場所です。
データの原点位置、あと座標表示が絶対座標か相対座標かという部分を確認しないとそういうトラブルが起きます。
ガーバーと同じで単位系が違うとサイズが変わるので
やはりオーバーランしてしまうかもしれません。
Design Sparkはインチで出力していませんか？
rtm_iino さん
返信削除リミットスイッチを超えてしまった可能性は高そうです。また、多分inch出力になっていたのだと思います。
いろいろ難しそうで、また壊す可能性が高いので、まずはROBO Masterで調整するのがよさそうです。