Banggoodの電子工作で遊ぼう その2 - 難易度アップだけどカッコいい「表面実装」に挑戦だ

banggood_electronic work_surface mount
こんにちは、natsukiです。Banggoodの隠れた(?)名ラインナップ、電子工作で遊ぼうのシリーズ、前回の記事では、比較的はんだ付け難易度の低い製品を紹介しましたが、今回は「表面実装」に挑戦です。「表面実装」とは、その名の通り、基板の表面に直接はんだ付けする技術で、難易度は高めですが、これができるとグッと工作の幅が広がります。何より、表面実装のある電子工作って、スタイリッシュでカッコいいものが多いんですよね。実際に購入した、2つの製品を組み立てつつ紹介しましょう。

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1.表面実装の準備

表面実装はそれなりに難しいため、はんだ付けに使う道具も、できるだけ使いやすいものを選択します。はんだ付けの道具全般に関しては、以下の記事をご参照ください。

はんだごてと便利な道具のセットを揃えよう!電子工作やドローンのメンテナンスに!

k-type
小手先は、一般的にはマイナスドライバー型のD型が適していると言われますが、個人的には、実際にやってみると、やっぱりナイフ型のK型がやりやすい……。これは、はんだ付けの部品サイズや、小手先の精度などにもよるとは思います。

solder wick
はんだを付けすぎた際などの吸着に、こういうタイプの「はんだ吸取線」を用意しておきましょう。スポイト型のものは、部品まで一緒に吸い込んでしまうので、表面実装の場合は適しません。

tweezers
精密ピンセットも、必ず要ります。

flux pen
あと、ペン型のフラックスも欲しい。それでは、やってみよう!

2.光るハンドスピナー

hand spinner
表面実装を練習するのに、まず、最適だと思うキットは、こちら。光るハンドスピナーです。はんだの間隔が比較的大きく、それでいてICチップなんかもちゃんとあるので、手応え十分。さらに、完成してからも、かなり遊びがいのある楽しいおもちゃです。

package
例によって、ごちゃっと袋に入って到着。おっと、電池が同梱されている。これは滅多にないので嬉しいサプライズ。

parts
パーツ一式です。

acrylic plate
アクリル板は保護膜をはがして、と。このキットは、説明書の類いは一切ないので、組み立てる向きや手順、そもそもどの部品をどこに使うかなどは、自分で考えて進めていきます。とはいえ、そんなに難しい構造ではないし、基板以外の固定はネジなので、間違えたらやり直せばいいだけです。

battery holder
はんだ付けを行う部品は1枚だけなので、とりあえずはんだ付けに集中しましょう。まずは、簡単なバッテリーホルダー。

substrate
ではでは、いよいよ表面実装です。ダイオード(D)とICチップ(U)は、向きがあるので注意。

diode
ダイオードは、この小ささで向きがあるんです。ひょええぇ。

pre-soldering
表面実装は、ランド(はんだを付ける部分)にあらかじめはんだを盛っておく「予備はんだ」を行うといいんですが、はい、やらかしました。よく考えずに、すべてのランドに予備はんだしてしまいました。これでは、部品が浮いてしまってダメです。予備はんだは、「1つの部品に1カ所ずつ」です。まあ、このくらいなら強引になんとかいけますけど。

resistance
なにしろこのサイズなんで、精密ピンセットは必須です。

test
一通りはんだ付けしたら、電池を入れて通電テスト。……よし。

assembly
先述のように、組み立て説明書はないので、部品を見て考えながら組み上げます。

complete
完成!動作を動画でご覧ください。

「点滅することで図形を表示する」ため、どうしても、きれいに撮影することはできません。肉眼では、もっとはっきりと美しい図形を見ることができます。これは、かなり楽しい。技術の訓練にも、遊べるおもちゃとしても、お勧めの一品です。

DIY LED Hand Spinner Electronic Kit:Banggood

3.オーディオスペクトラム

audio spectrum
今度は、オーディオスペクトラムを作ってみましょう。こちらの製品は、販売ページから詳しい組み立てマニュアルをダウンロードできるので安心です。ただし、はんだ難易度は、ハンドスピナーよりもひとまわり上級です。

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parts
パーツ一覧です。

color diode
まずは、この端子が6つのカラーダイオードから取り付けます。ダイオードなので、向きに気をつけて。基盤の表示&ランドの形状と、ダイオードの角の欠けを合わせます。……で、結論から言うと、この難易度が一番高いです。

color diode_solding
セオリーだと、この画像のように「ランド1つだけに予備はんだ」をして、その1カ所だけをはんだ付けしてから、他の端子もはんだ付けするんですが、ち、小さい。しかも、ダイオードなんで熱に弱く、ダイオード本体にこてが触れると簡単に焼き潰しちゃう。画像はセオリー通りやっていますが、すべてのランドにできるだけ薄く予備はんだをした方がいいかも。幸い、予備のカラーダイオードは数個付いてきますので、多少は失敗できます。それでも、あとで完成動画を見ると分かりますが、動作不安定なものが出てしまって、どうやら焼き潰したっぽいです。

small diode
周囲のダイオードを付けていきます。ダイオードなんで、極性があります。

small diode_back
極性はこのように裏側に表示。これと、ランドの形状(四角形か八角形か)で判別してはんだ付けしていきます。

small diode_solding
セオリー通り、片側のランドに予備はんだをして、どんどんはんだ付けしていきます。ここは、部品は小さいものの、向きさえ間違えなければ、さほどはんだ難易度は高くありません。あとは、ひたすら、ただひたすら……

diode_solding_comp
うーん、この達成感よ!

ic
まだまだ裏面がありますよ。第2の難所、ICチップです。とりあえず、向きを合わせて、セオリー通り1つだけ予備はんだ。

ic_solding_pre
その1箇所だけをはんだ付けして、位置を合わせます。さて、ここからだ。模範作業動画なんかを見ると、はんだを付けたはんだごてで、端子を一気になでるようにすると、表面張力で各端子をまとめてはんだ付けできるはずなんです。いわゆる「引きはんだ」というテクニックです。

ic_solding_bridge
はい、見事に失敗。端子どうしがくっついてしまう「ブリッジ」というやつですね。ていうか、はじめに固定した辺からはじめるもんだから、位置までずれちゃっていて、2重にダメです。こういう失敗をしながら、学んでいくんですよ。

ic_solder wick
こんなときは、慌てず騒がず、「はんだ吸取線」ではんだを吸着します。

ic_solding_comp
結局、「引きはんだ」はうまくいかず。さすがに、端子の間隔が狭すぎるか、はんだが安物だからか、腕の問題か……。ともかく、ちょんちょんと地道にはんだ付け。まあ、こんなもんでしょう。

rand
ここまで来れば、残りの部品の難易度はたいしたことありません。ちゃちゃっと付けてしまいましょう。

solding_comp
miniUSB端子などを付けて、これにて、はんだ付け部分は完了。

test
ワクワクの動作テスト。この段階で、カラーダイオード2つが動作不安定。小さいダイオードは向かって左下の1つが、ずっと点きっぱなし。カラーダイオードは、ひとつ引っぺがして予備のに取り替え、多少改善したものの、依然不安定。引っぺがすときにランドを傷めそうだったので、もうひとつは無理せずそのまま。小さいダイオードがひとつ点きっぱなしなのは、原因不明。これは諦めました。

complete
アクリル板を組み合わせて、完成です。では、動作を動画でどうぞ。先にお断りしておくと、音声はアフレコです。本来は音声ごと撮るべきなんでしょうが、どうしても生活音が入ってしまうため、ご容赦ください。

左上のカラーダイオード2つが不安定で、左下に1つ点きっぱなしのダイオードがあるのが分かるかと思います。あと、ケーブルが安物過ぎてノイズが入りやすい(笑)。それでも、十分に楽しめますね。

Geekcreit LED Circular Audio Visualizer Music Spectrum Display:Banggood

4.まとめ

「表面実装」というと、ちょっとレベルアップしたはんだ技術。でも、素人ではまったく無理ってほどでもなく、工作しがいのあるものです。私なんて、電子工作の入り口はドローンの改造、整備なので、はじめっから表面実装ですもんね。これができると、工作の幅がグッと広がるし、より小型の機器や、見た目もサイバーパンクな美しさがあるものを多く作れるようになります。

今回作ったものは、例によって、いずれも価格は安価で、記事執筆現在ハンドスピナーの方は10.99ドル(1,233円)、オーディオスペクトラムも14.99ドル(1,687円)で買えます。これだけ安く楽しい電子工作キットが、しかも豊富にそろっているのは、Banggoodをおいて他にはなかなか見ません。ぜひ、他のキットなども一緒にチャレンジしてみてください。

5.関連リンク

今回、組み立てた製品

DIY LED Hand Spinner Electronic Kit:Banggood

Geekcreit LED Circular Audio Visualizer Music Spectrum Display:Banggood

Banggoodの電子工作

Banggood

「DIY電子キット」カテゴリー(価格順に表示すると、おおむね難易度順になる):Banggood

「EQKIT」ブランド:Banggood

「Geekcreit」ブランド:Banggood

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コメント

  1. 匿名 より:

    1005くらいならまだしも、ICの足の手はんだはしたくないですね…。
    このレベルになるともうリフローしたほうがいいんじゃないかと思いますが、専用のステンシルが売られてたりはしないんですかね?

    • natsuki より:

      IC以上に、カラーダイオードが鬼の難しさ。
      確かにこのレベルになると、クリームはんだを使いたくなるところですが、するとまた色々と道具が……。電子工作沼ですね(笑)

      まあ、安い電子工作なんで、完全を期すより工作の難しさを楽しむという考えでやってます。