MatrixSW 組立開始

　部品のほうも個数はともかく、一部の組立には支障ない分は揃ったので組立を開始しました。
　まずは、ステンシルの作成からで、今回はスイッチサイエンスのポリプロピレン合成紙を試してみました。こちらA4サイズあるので今作っている基板7種類を全て1枚にコピペでマージしてみました。

　また、全部コピーして貼り付けることにより同じラインが2重に引かれている形になっています。
　

 ROBO Master上で７つのDXFファイルをマージ

　Craft ROBOの調子が悪く、途中4基板目にあたる下側の最後の基板で横方向の移動が固まってしまいました。この間調子をおかしくさせてからどうもあかしくなってしまったようです。
　うまくカットできたのから削除してやり直すしかなさそうです。

　一応うまく切れてできたのが下の2つです。
　まだまだ微妙ですが、ラミネートフィルムのときはかなりボロボロでしたが、それに来れべれば断然良いとようです。

 MatrixSW  電源基板のステンシル

 MatrixSW HDMI-I2C基板のステンシル

　先ずは部品点数が少なく一番簡単そうな電源基板から、A面は上のステンシルでクリームハンダを塗りアイロンを逆向けにしてリフローハンダ付けしてみました。
　チップ抵抗はほぼ問題なし。TPS７Ａ４７のマウント時に端子が見づらくて位置合わせが難しいのがこの基板での一番の難関。今回のステンシルの150μm厚では少しハンダの量が多すぎ目で穴のサイズを少し小さくしたほうが良さそうです。1個目はかなりハンダブリッジを起こしてしましましたが、2枚目3枚目は同じピン間1箇所以外はハンダブリッジなしでしたのでまあまあ良しといったところでしょうか。Si5326,Si53301もこの調子ぐらいだと良いのですが...
　B面のチップ部品は手付けです。やはりチップ部品はリフローの方がかなり楽です。

MatrixSW  電源基板

　1個目はハンダ吸い取り線が残っていてショートで動かず、2枚目はTPS7A47ハンダブリッジに気が付かず最初動かずでしたが、その箇所の修正で動作しました。
　　ようやく3枚完成、MatirixSWの今回作った分で6種類26枚あるので、まだまだ先は長しです。

Fusion PCB 4層基板とステンシルの扱いを開始

Fusion PCBが4層基板とステンシルのサービスを開始したようです。
現在設計中のものには、今更というのと、QFNのチップが1枚に１つになるようにしたいので見送るつもりですが、4層基板の割りには安いのでDAC基板を作るときには利用したいと思います。

　サイトの一番下に基板サイズと枚数毎の価格の表が載ってますが、50枚が一番割高になっていますが、オーダーできる枚数は、5,10,20,30,50,100枚なので、表の横軸は5,10,20,30,40,50になっていますが、5,10,20,30,50,100の間違いだと思います。

　SMTステンシルサービスは期待したいところですが、サイズが37.0cm x 47.0cm　（Effective Area　19.0cm x 29.0cm）$70~ となっていて、手軽には利用できませんね。やはりCraft ROBOでなんとかごまかすしかないかな？

　　SMTステンシル

TPS7A47 LDO Voltage Regulator 基板 Large 2

　春節を挟んだためにかなり時間がかかりましたが、ようやく届きました。

　ガーバーデータがおかしいということで2度程再提出したことでも3日くらいは余計にかかりました。

　DesignSparkからGerber出力時にOutput - LPFK の設定項目　Position Tab "Fit Plot"を選択したためだったようですが、A面とB面の基板サイズが異なるというのが再送付を求められた理由でしたが、大きくはなっていたはずですが、A面、B面同じ比率で大きくなっていて指摘事項とは異なるように見えており悩みました。


　希望された方、別途連絡しますが、基板1枚　\150　と送料実費をお願いする予定です。

　基板を希望された方でまだ連絡先をご連絡いただいていないかたは、以前のブログ　http://multidac.blog130.fc2.com/　かTwitterのダイレクトメッセージで連絡ください。

TPS7A47　LDO Voltage Regulator 基板L　A面

TPS7A47　LDO Voltage Regulator 基板L　B面

　0.3mm径のハンダなら、グランドパッドのスルーホールを通すことができることを確認しました。リフローでなくてもハンダ付けは可能そうです。

　50枚作りましたが、キャンセルなければ希望数が50枚に達しているようなのと、私自身は未だ使用予定ないので確認せずに発送する予定です。

TPS7A47 LDO Voltage Regulator 基板 3

　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

　

CAD-KAS PDF 2 DXF

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

このひどい状態ですが、ステンシル１の方を使い、以前購入してとっくに使用期限の切れているサンハヤトの表面実装部品取り付けキット　SMX-21用の特殊クリームハンダ　SMX-H05を塗ってみました。
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
　

自宅でリフロー2

Cratt　ROBOを購入し、ダイソーのラミネートフィルムも購入。

　Cratt　ROBO　CC330-20

ラミネートフィルム　100μ

　インストールで何か間違えたかROBO Masterという添付の編集・出力ソフトでCrafut Roboが認識されず。結局全部アンインストールしなおしで認識されるようになりました。

　とりえず試しにリフローステンシルを作成してみました。

　１．DXFファイル生成用のスクリプトの用意

　　　スイッチサイエンスさんが作成し開示してくれているファイルをそのまま利用

　　　ダウンロードはうまくいかなかったので、スクリプトをコピペして"cream-dxf.ulp"という名でEagleのプログラムディレクトリ配下のuplディレクトリに保存しました。

　　私のPCの場合：　C:\Program Files (x86)\EAGLE-5.11.0\ulp

　２．Eagleのクリーム半田層からDXFファイルの生成

　　　①Eaglenの対象のプロジェクトのBoard画面を起動する。

　　　②File-Runを選択し、cream-dxfを選択して実行
　　　③プロジェクトのディレクトリ配下に、下記のDXFファイルが生成される
　　　　　xxx-bcream.dxf　　（xxxはプロジェクトによる）
　　　　　xxx-tcream.dxf

　Board画面　File-Runを選択し、cream-dxfを選択して実行

　３．Robo Masterを起動し、ステンシルを作成したいDXFファイルをFile-DXFファイルを読み込み

ROBO Master　にxxx-bcream.dxfを読み込み

　４．ラミネートフィルムを附属のカッティング用台紙に貼付け

　　　矢印が上にむいた状態で左隅のマス目に合わせて貼付ける

　５．Crafit RoboをUSBで接続し電源を入れる

　６．ROBO Masterの出力の設定

　　　　出力設定アイコンをクリックし下記のように設定

出力設定　プリンタ設定Tab

印刷の向き　横

ガイドラインを印刷する　チェックは外す

出力設定　カット設定Tab

カット条件設定をクリック

　　　　出力設定　カット設定Tab-カット条件設定

カット線のチェックボックス　ON

　７．Craft Roboコントローラを起動

　　　　Craft Robo出力アイコンをクリック

 Craft Robo出力

OKをクリック

　　　　 Craft Roboコントローラ

図のように調整（最適化どうかは？）

　８．刃先調整キャップを選択しセット

　　　　

　ラミネートフィルムが厚さ100μなので、薄い厚さ用の青を選択してセット

９．Craft Roboにカッターをセット

１０．カッティング用台紙をCratt Roboにセット

 カッティング用台紙をセットし[カット開始]ボタンを押す

　カッテイング台紙の端をフロントガイドに刻まれた左側のガイドラインに合わせる

　「ヨウシセット　ダイシアリ」を選択し、「ENTER]をセット

　カット開始位置まで送り込まれる

　１１．Craft Roboコントローラの[カット開始]ボタンを押す

　　カットが開始される

　１２．カット終了後、用紙取り出す

カッティング終了

「ヨウシトリダシ」画面で[ENTER]キーを押す

完成したリフローステンシル

　一応できたようです。

　スケールが正しいかは基板が届いてから確認して、場合により調整となります。

　台紙に、切り取った断片が張り付いたままになるので、都度剥がさないとダメなようです。

　逆にほとんどの穴は、切離なされれずついたままになっていたので、ピンセットでひとつづつ離してあげる必要がありました。

　また、少し穴の大きさが細すぎるかもしれません。チップコンデンサ類の正方形に近い穴は多分問題有りませんが、SOP IC等のピッチの狭い穴はかなり細い穴になっています。Eagle上で、少し大きめになるようにう調整しておいたほうがよさそうな感じがします。

自宅でリフロー

（葵）の今日学んだことさんのサイトでスイッチサイエンスさんのご自宅リフローお試しキットでリフローによるハンダ付けを試されている記事を見て、自宅でもリフローができ、ちょっと探すと実際に実行されている方もかなりおられることを知りました。
自宅リフローお試しキット自体は品切れ中のようで、これで試して見ることはできなさそう。


リフロー手段については、OSQZSSさんのサイトにあるリンクが参考になります。

色々手段はあるようですが、Craft ROBOで100ミクロンのラミネートフィルムをカットするのが良さそうです。
オーブンは、オーブントースター、ホットプレート、アイロンなどを利用しているようですが、テフロンが剥がれたホットプレートがあるので、これを使えばよさそう。

 CraftROBO CC330-20

とりあえず、 Craft ROBOはここが安そうなので、調達してみようかと思います。

クリーム半田の調達、EagleからCraft ROBOに渡すマスクデータの作成方法等々、まだ調査が必要そうなことは多々あります。
やり方が各々微妙に違うので、具体的に方法はやりながら試行錯誤で進めることになると思います。