はじめに
ラズパイpicoに使用されているマイコン(RP2040)ボードを作成したいが、RP2040はIC裏にパッドがあったり、ピンのピッチも0.4mmと非常に狭く、半田付けが難しい。
なので、今回はJLCPCBに基板＋ステンシルを作ってもらってホットプレートでリフローを行った。
今回基板とステンシルを作成したJLCPCBのサイトはこちら！
https://jlcpcb.com/
JLCPCBは新規ユーザー向けに54ドルのクーポンを配っており、今なら安く基板を作れるので是非！
https://jlcpcb.com/JPV
やり方
回路図は他のRP2040系のボードを参考にそれっぽく作った。
RP2040を活用する上で、どう回路図を書いたら良いのかはRP2040のハードウェアデザイン
Hardware design with RP2040
を参考にどうぞ。
出来上がったもの
(写真を撮り忘れてリフロー後に撮影したのでステンシルが汚れているが、実際は綺麗な物が届いていた。)
ステンシルと基板を固定し、半田ペーストを塗りたくっていく
分かりにくいが、他の基板で四方を固めて基板を固定し、その上にステンシルを固定。
半田ペーストを適当なポイントカードで広げた
半田ペーストを乗せ終わったらステンシルを外す
よく見るとステンシルの穴が開いていた部分だけ半田ペーストで盛り上がっている。
その上にピンセットで部品を乗せた
こんな感じでオーブンでリフローを行った。
白い線は熱電対で、適当な基板に張り付けてホットプレートの温度を確認を確認している。
加熱時間については調べてみると色々と資料が出てくるが、面倒くさいので今回は目視で半田付け出来てそうな所まで温めた。
具体的には150°での加熱を1分程度行った後に、230°まで上げて目視で半田が融けたらＯＫとした
リフロー完了。
結構適当にやったが、割と上手くいった。
ＪＬＣＰＣＢでのステンシルの作り方
JLCPCBのサイト(https://jlcpcb.com/) 上部のOrder nowのから基板注文画面に移行する。
Order nowページの下に「Stencil」の項目がある。
ここでステンシルの注文をする。
各項目の説明
・Framework
ステンシルの機械用？の額縁がついてくるとの噂。
とりあえずホビーの用途なら「NO」で良いと思われる。
・Step Stencil
1枚のプリント基板に異なる量の半田ペーストが必要な部品に対応する為のステンシルらしい。
特殊な用途っぽいのでこれもとりあえず「NO」で問題ないだろう。
・Dimensions
どのサイズのステンシルを使用するか選べる。
ただ、このままだとクソデカステンシルになってしまい、送料も高くなるので次の項でサイズを調整すると良いだろう
・Custom size
ステンシルのサイズを指定する。「YES」に変更するとステンシルの大きさを指定する画面が出てくる。
ここで言うValid areaは有効面積の事でこのサイズ以上のステンシルが欲しい場合、Dimensionsのサイズを一つ上に上げなければならない。
・Stencil Side
「A面＋B面」、「A面」、「B面」、「A面＋B面(ステンシルを分ける)」
の4パターンが選べるが、両面のリフローは色々工夫しなければならなく、ホビーでやるには敷居が高い気が…？
・Stencil Qty
ステンシルを何枚作るか。
基本的に一つ作れば使いまわせるので一つで良いかと。
・Polishing Process
ステンシルの表面処理をどうするか。3パターンの中から選択する。
なお、ピッチが0.5mm以下のICやBGA部品がある場合にはJLCPCBはEtchingを強く推奨している。
Sanding：サンドペーパーで表面を研磨する。
Etching：エッチングでの研磨、バリ取りが出来る。次のElectropolishingと同様の効果が得られる。
Electropolishing：電解研磨、滑らかな金属表面を得るために表面の金属材料を除去する電気化学的プロセス。
・Fiducials
実装用の機械(マウンター)用の位置合わせのマークは必要かどうか。
ホビー用途なら「No Fidual」で問題ない。
・Confirm Production file
「YES」にした場合、JLCPCBがステンシル作成に必要なデータを作成した時点でメールで連絡が来る。
そのメールの確認をもってステンシルの制作が開始されるので安心。
ただ、確認の分日程は遅くなるので注意。
・Engrave Text Stencil Remark
ステンシル上に何かテキストを入れたい場合に指定を行う
おわりに
今回、2層基板を5枚＋ステンシルを注文したが送料抜き1200円程度だった。ビックリするほど安い…
しかも、基板もステンシルも配線の間隔など結構JLCPCBの製造ルールの限界に近い部分を攻めたのにも関わらず良い品質の物が届いて非常に満足だ。
JLCPCBは以下のリンクより、新規ユーザー向けに54ドルのクーポンを配布中らしいので
みんなもステンシルを作ってみよう！
https://jlcpcb.com/JPV
ちなみに動かした記事は長くなるので別で書きます。