Eine Leiterplatte, die sich selbst reflowlötet und sich dann selbst ausbreitet!

Jan 23, 2024

Carl Bugejas neuestes PCB-Projekt vereint einige seiner Erkenntnisse der letzten Jahre. Zuvor haben wir gesehen, wie Bugeja mithilfe innovativer PCB-Design- und Fertigungstechniken absolut verrückte und dennoch erstaunliche Konzepte entwickelt hat. Bei diesem Projekt handelt es sich um eine Leiterplatte, die sich selbst reflowlötet und DANN den RepRap-Stil selbst ausbreiten kann.

Die selbstlötende Leiterplatte ist mehrschichtig aufgebaut. Eine der Schichten ist eine schlangenförmige Leiterbahn, die als Widerstand/Heizelement fungiert. Durch Anlegen von Strom an diese Leiterbahn und Überwachen der Selbstanstiegstemperatur der Leiterplatte kann genügend Wärme erzeugt werden, um ein Aufschmelzen der Lotpaste zu bewirken.

Bugeja verwendet die Niedertemperatur-Lötpaste TS391LT50 von ChipQuik. Diese temperaturstabile Paste ist eine Legierung aus Wismut, Zinn und Silber mit einem Schmelzpunkt von 138 Grad Celsius. (Weitere Informationen zur Niedertemperaturpaste finden Sie in diesem Video.) Der niedrige Schmelzpunkt des SnBiAg passt gut zu Bugejas Design, da er problemlos Temperaturen um 165 Grad Celsius erreichen konnte.

Ein Nachteil dieses Designs besteht darin, dass das Heizelement nach dem Aufschmelzen der Leiterplatte nicht mehr funktionsfähig ist. Eine Idee von Bugeja besteht also darin, die Leiterbahn zur Erde kurzzuschließen, um einige der Vorteile einer teilweisen Erdungsschicht zu nutzen.

Die Ergebnisse sind beeindruckend. Aber was macht DIESE Schaltung? Wann wäre eine selbstlötende Platine sinnvoll? Es stellte sich heraus, dass die erste Platine, die Bugeja neu auflöste, ein Heizungsregler war! Wie der RepRap 3D-Drucker, der sich selbst drucken kann, kann diese selbstlötende Platine andere Platinen löten! Die Idee ist, dass Sie die Hitze für die erste Platine manuell steuern und dann ein geeignetes Reflow-Profil für zukünftige Platinen erstellen können.

Es stellte sich heraus, dass diese Schaltung einige Änderungen erforderte. Als Bugeja die korrigierte Platine erhielt, war es jedoch problemlos möglich, mehrere davon neu zu löten. Er demonstrierte den Vorgang sogar anhand einer Testplatine mit LED-Ringlicht!

Sein gesamtes Video führt Sie durch seine Reise mit diesem Design. Es gibt sogar einen kurzen Abschnitt, in dem die Schichten einer Leiterplatte anhand eines Vergleichs mit einer Pizza erklärt werden. (Eine köstliche Analogie, sicher.) Wenn Sie die Designdateien herunterladen möchten, sind sie in diesem GitHub-Repo verfügbar.

Wenn Sie mit Bugejas anderen Arbeiten nicht vertraut sind, sollten Sie sich zwei seiner früheren Projekte ansehen: flexible PCB-Aktuatoren und ein flexibles Heizpaneel – aus dem schließlich ein selbstheizender Pullover wurde.