초코볼의 inside Tech

전자부품 주문은 AliExpress 에서 하나하나 주문해 왔으나, Fake Chip 들이 많고, 없는 부품들이 있어, 이참에 대기업을 이용해 봅니다.

Mouser 와 Digi-Key 가 대표적인데, Mouser 는 배송료가 조금 비싸서, 50 USD 이면 국제배송이 무료이길래 주문해 봅니다.

1. 주문

아래 사이트에서 구매하고 싶은 부품들을 골라서 장바구니에 담습니다.

* Digi-Key

- https://www.digikey.com/

동일한 부품이라도, 최소 주문 수량이 정해져 있어 잘 골라야 합니다. 1000개 기본 주문 같은 것들이 있습니다.

그리고 packaging 타입도 있습니다. 작은 chip 들은 Real 타입이면 문제 없습니다. 벌크 Real 에서 개수만큼 잘라서 보내줍니다.

장바구니에 담고 Order 로 진행하면, 지불 신용카드를 등록합니다.

한 번 신용카드가 등록되고 나면, 자본주의의 향연을 맛 볼 수 있습니다.

2. 도착

DHL 은 문제가 있는 듯 한데, 국제 FedEx 는 한 번도 문제가 없었네요. 신용이 갑니다. 1주일 만에 도착 했습니다.

국내에서의 배송은, 우체국아나 국내 배송업체가 인수하여 배달 오는데, 희한하게도 "냉장냉동" 딱지를 붙여서 왔어요.

집에 오니, 포장이 뜯어져 있습니다. 아... 나의 언박싱의 즐거움이 저 멀리... ㅠㅠ

가족들은 이게 뭔지 알 수가 없으니, 혹시 몰라 대신 언박싱 해줬다 합니다.

Digi-Key 한정 박스. This is "Digi-Key" 를 말하고 있습니다. 브렌딩에 신경을 많이 쓴 것 같습니다.

3. 포장

환경 친화적인 부직포나 종이들로 충격 흡수제가 들어 있습니다. 그리고 Invoice.

각 전자부품들은 제품 보관 요구사항에 맞도록 각각 다르게 포장되어 있습니다.

습도나 부식에 민감한 부품이나, 조금 가격이 나가는 부품은 실리카겔과 습도 상황을 보여주는 리트머스 같은 종이와 함께 완전 포장.

정전기 방지용 포장지도 신경을 많이 쓴 흔적입니다. 이쪽 관련 전문 포장지 제조 회사가 만든 제질인 듯 합니다.

SCS Moisture Barrier Bag / DRI-SHIELD 3400 등, 전문가적인 문구들로 가득 합니다.

온도 습도에 대해 강하게 설계함... 같은 문구들로 가득 합니다.

계산서.

각 부품의 번호, 관리 번호, 배송 3D QR Code, 상태, 등 자세하게 표기되어 있습니다.

FIN

부품들이 도착했으니, 주말에는 행복한 DIY 입니다.

다음에 기회가 되면 Mouser 에서도 구입해 보고 사용기 올려 보도록 하겠습니다.

이번 포스트는 PCB 를 전문 제작자 (PCB house) 에 의뢰해 보는 글 입니다.

1. Gerber 파일

PCB 생산 주문은 "Gerber" 파일이라는 것으로 업계가 통일되어 있는 듯 합니다.

다양한 회로 생성 어플이 존재하나, Gerber 로 export 가 가능하게 생태계가 꾸며져 있더군요.

Gerber 파일은, pattern, hole, silk, mask, drill 등, PCB 제작에 필요한 적층 정보를 따로 가지고 있는 파일들의 묶음 입니다.

참고로, 2-layer PCB 제작에 필요한 Gerber 파일 확장자는 다음과 같습니다.

- Top Layer : GTL

- Bottom Layer : GBL

- Solder Mask Top : GTS

- Solder Mask Bottom : GBS

- Silk Top : GTO

- Silk Bottom : GBO

- Drill Drawing : TXT

- Board Outline : GML/GKO

어플에 따라서는 다음과 같은 파일 포맷으로 Gerber 파일을 구성하기도 합니다.

*.cmp (Copper, component side)

*.drd (Drill file)

*.dri (Drill Station Info File) – Usually not needed

*.gpi (Photoplotter Info File) – Usually not needed

*.plc (Silk screen, component side)

*.pls (Silk screen, solder side)

*.sol (Copper, solder side)

*.stc (Solder stop mask, component side)

*.sts (Solder stop mask, solder side)

Eagle 및 KiCad 어플에 따라 Gerber 파일로 만드는 방식이 다릅니다.

2.Eagle to Gerber

brd / sch 파일이 존재하면, Eagle 파일 입니다.

Autodesk 사이트에서 Eagle 설치 파일을 다운로드 받습니다.

설치 후, 회로 파일 로딩 합니다. 하나는 회로도, 또 다른 하나는 PCB diagram 입니다.

이제, Eagle 파일을 불러 들였으니, Gerber 파일로 변환하면 됩니다.

CAM Processor 를 클릭합니다.

Output type 을 Gerber RS-274X 로 설정. 이게 일반적인 Gerber file format 이라고 하더군요.

오른쪽 하단의 "Process Job" 을 누르면 Gerber 파일을 생성해 줍니다.

Drill 정보를 가진 파일도 포함된 상태로 zip 파일을 만들어야 하므로, DrillFiles 폴더에서 "drill_" 이라고 시작하는 파일을 한데 모읍니다.

Gerber 파일 모음에 Drill File 도 옮겨서 하나의 zip 압축 파일로 만듭니다.

3. KiCad to Gerber

KiCad 파일에서 Gerber 파일 변환 방법은, 아래 PCBWay 사이트 정보를 참고 했습니다.

* Generate Gerber file from Kicad

- https://www.pcbway.com/helpcenter/technical_support/Generate_Gerber_file_from_Kicad.html

우선 KiCad 설치 파일을 아래 사이트에서 다운로드 합니다.

* KiCad

- https://kicad.org/download/

설치하는 OS 별로 선택하여 설치 파일을 다운로드 받습니다.

Gerber 파일 변환해 보다, 처음으로 KiCad 를 설치해 봅니다.

우선 KiCad 파일을 읽어 드립니다.

pro 확장자네요.

회로도 아이콘을 더블클릭 하여 open 합니다.

Plot 을 클릭합니다.

플로트 설정에서 아래와 같이 선택합니다.

괜히 다른 옵션들을 선택하면 PCB house 들에서 읽어 드릴 수 있는 포멧에서 벗어납니다.

여기서도 마찬가지로 Drill 파일을 따로 생성해야 합니다. 옵션도 가능 한 아래 옵션으로 선택해야 합니다.

메뉴에서 드릴 파일을 확인해 볼 수도 있습니다. PCB 위에 잘 위치하고 있네요.

2 Layer 이면서 TOP / BOTTOM 이 잘 통전되게 설계되어 있네요.

마지막으로 zip 파일 압축 시, drl 파일이 있는 것을 꼭 확인해야 합니다.

4. 주문

이제야 준비가 되었습니다. JLCPCB 사이트에서 주문을 하기 위해 파일을 올려 봅시다.

* JLCPCB

- https://jlcpcb.com/

등록 합니다. 전 쉬운 방법인 Google 계정으로 사용자 등록 했습니다.

첫번째 주문 특혜 -2 USD, 20 달러 이상 구매시 -5 USD 를 적용하니, 2 Layer X 5장 X 4 가지 PCB 를 약 2만원으로 주문할 수 있었습니다.

Gerber 파일을 업로드 합니다. 알아서 분석해 줍니다.

주문하고 싶은 PCB 용 Gerber 파일을 마구마구 올리면 됩니다.

Analysis Result 에서 Layer 나, Drill 사이즈를 꼭 확인해 봅니다.

4종류, 기본 5장 주문에 14 USD 면 정말 저렴하군요.

Shipping Method 에서 DHL 을 선택하면 1주일 정도 걸리겠지만, 꽤 비쌉니다.

S.F Express Economy 를 선택하면 9 USD 정도로 배송비를 책정 할 수 있습니다.

이번에 주문한 Gerber 파일들 입니다.

cdm324_backpack.zip

display_i2c_c.zip

hb100_backpack.zip

HVRescue_Shield_r212_2020-12-24.zip

5. 배송

주문을 넣으면, 제조부터 배송 상황을 자세히 보여줍니다.

복수의 PCB 를 주문하면, JLCPCB 가 보유한 여러 군데의 공장에서 따로 만든 다음, 한 곳으로 모아서 배송하는 방식인 듯 합니다.

주문이 몰리더라도, 여러 공장에서 동시에 제조가 가능하고 묶음 배송까지 지원하니, 배송 상황만 봐도 만족스럽네요.

제조 과정도 아주 자세하기 보여줍니다. Drilling 을 꽤나 먼저 하는군요.

제조가 완료되면, 배송이 시작되었다고 알려 줍니다. 배송시의 사진도 찍어서 보여주네요.

중국 회사 치고는 신뢰가 많이 갑니다.

6. 도착

10일 정도 걸려서 도착. 일반적인 배송이 아니라, 인수자 확인부터 수령 사인까지 받아 갔습니다.

배송에 의한 유실은 확실히 막을 수 있겠네요.

재활용한 박스에 포장되어 왔습니다. 지구를 위해서는 오히려 호감이 갑니다.

아... 비호감 하나. 이런 악세사리는 쓰레기. 바로 분리수거 하여 버렸습니다.

각 PCB 는 진공 포장과 실리카겔로 수분 방어가 되어 있습니다.

비닐 재질도 두꺼워 적절합니다.

7. 품질

예상 했던 것 보다, 훨씬 품질이 좋습니다. 2 Layer TOP/BOTTOM 간의 연결도 좋고, 스텐실도 잘 세겨져 있습니다.

제조 시간도 빠르고, 배송도 문제 없었으며, 품질까지 좋으니 앞으로 계속 이용하게 될 것 같습니다.

Gerber 파일을 완벽히 재현해 놨네요. 살짝 납이 먹여져 있어 보호도 되어 있고.

5장이면 Sample 주문인데, 완전 Production 수준의 품질입니다.

이번 주말은, 그 동안 하고싶던 실장과 테스트로 행복 할 것 같습니다.

FIN

1. 필코 제로 키보드

언제 구입했는지 기억도 안나는 키보드 하나를 집에서 사용하고 있었습니다. 필코 케로 키보드.

기계식 키보드라 무겁고 알프스 백축이 사용된 제품입니다.

10년 이상이 지났지만, 전혀 눌림이 없고, 타이핑 할 때 경쾌한 소리를 내 줍니다.

그러다 얼마 전, 키를 하나 눌렀을 뿐인데, 2~3개의 인접한 키들이 입력되는 오류를 내기 시작하더군요.

필시 회로 패턴의 문제라고 생각하고, 분해하여 수리 도전.

2. 분해

구조는 단순해서, 뒷판의 나사 3개를 풀어주면 됩니다.

마지막 나사 하나를 못 찾아서 헤맸는데, AS 보증 확인용 스티커 밑에 숨어 있었습니다.

지금에 와서 정식 AS 고 나발이고 없으니, 과감하게 찟고 나사를 풀어 줍니다.

3. 오염

세월의 흔적인가요. 사이 사이 쓰레기가 엄.청.납.니.다.

OMG. 10년치 먼지다~.

청소기 돌릴 때, 가끔 쓱쓱 흡입해 준다고 했는데도 이정도네요.

화살표 키 근처는 뭔가 끈적한 것을 엎었는지, 노락색 물체가 굳어 있네요.

4. 키캡 분리

완벽하게 분해 후, 싹 세척하기 위해 키캡푸터 분리를 시작합니다.

전용 툴이 없으니, 두꺼운 전선을 키 주위에 감아서 뽑아주는 방식으로 키캡들을 분리 했네요.

104 개 이상 되는 키들을 한땀 한땀 제거해 줍니다.

희한하게도 밑에 위치한 ALT / Window 키들은 스위치까지 같이 뽑혀 버렸네요.

키보드 밑부분은 얇은 탓에 스위치 다리를 짧게 자르고 납땜이 얇게 되어 있더군요.

그런 이유로 키캡을 뽑았는데, 무우 뽑히듯 스위치까지 PCB 기판에서 분리되어 버렸네요.

다행히 잘 뽑혀서 그런지, 기판 패턴은 살아 있고, 뾰루지 나오듯 "뽁" 하고 적출된 흔적입니다.

PCB 기판을 덮고 있는 철제 상판도 액체로 인하여 부식된 부분들이 몇 군데 있습니다.

5. 스위치 분리

두 손으로 작업하느라 과정 사진은 없습니다.

한 손으로 납땜 부분을 지지고, 다른 한 손으로는 스위치를 잡아 뽑으면서 PCB 에서 스위치를 제거 했습니다.

6. 세척

키캡은 바가지에 담고, PCB 기판과 철판, 그리고 캐이스 플라스틱을 가지고 목욕탕으로.

잘 말리면 되므로 높은 수압으로 10년 이상 묵은 먼지를 씻겨 냅니다. 더러운거 엄청 나옴.

직사광선은 피하고 바람 잘 드는 선선한 응달에서 일주일 정도 말려 줬습니다.

7. 기판 패턴 보호

기판 뒷부분에 종이 테이프가 붙어 있는데, 이 부분이 액체로 적셔 지면서 시간을 들여 기판을 부식시킨 부분이 있습니다.

기판 위의 오염물질을 들뜨게 하기 위해, WD-40 을 뿌렸습니다.

부식이 진행되면서, 코팅이 벗겨져 패턴이 노출되어 있습니다. 고장의 원인 중 하나인 듯.

파이버글라스 팬으로 살살 문질러, 남아있는 오염물질과 썩어있는 코팅을 벗겨 냅니다.

납을 살짝 뭍인 인두로 패턴 위를 살짝 왕복해주면, 노출되어 있는 동판에 납 코팅이 됩니다.

PCB 코팅액을 발라주고 UV 램프로 구워주면 완벽히 보호가 됩니다.

패턴이 들떠 있는 부분은 록타이트로 붙여 줬네요.

8. 스위치 수리

스위치들을 뽑아 내면서 다리가 휜 부분을 바르게 펴 줍니다.

이렇게 오염되어 있네요.

99% 알콜로 최대한 깨끗하게 씻겨 줍니다. 물로 하면, 스위치 내부에 물이 침투하여 부식을 초래할 수 있으니 알콜을 사용.

스위치 뽑으면서 다리가 하나씩 잘려버린 스위치 두 개.

스냅으로 고정되어 있는 부분을 젖혀 줍니다.

그러면, 밑부분이 분리되면서 키 스위치 내부가 노출되게 됩니다.

내부를 살펴 보면, 흰 색 돌기가 내려오며 접접을 short 시켜, 키 입력이 되게끔 하는 구조네요.

내부 부속들을 펼치면 다음과 같습니다. 움직이면서 short 시키는 네모난 부분의 다리가 없어졌네요.

어떻게 수리할까 고민하다, 스테이플러 심을 이용하여 다리 모양을 만들어 줍니다.

고정 부분을 납땜을 살짝 뭍히면 완성. 이제 다리가 생겼습니다.

원래 모양대로 조립해 주고.

원래 다리는 얇은 모양인데, 스테이플러 다리로 바뀌면서 두꺼워 졌습니다.

밑 뚜껑의 다리가 관통할 구멍을 PCB 드릴로 넓혀 줍니다.

가장 조그마한 드릴로 했더니만 구멍이 너무 작아서, 꽤 두꺼운 드릴날로 마무리.

조심조심 밑부분의 뚜껑을 닫으면 완성입니다.

눌렀을 때, 제대로 통전이 되는지 테스터로 확인 했습니다. 잘 동작 하는군요.

혹시 모르니, 모든 스위치의 통전 체크를 해봅니다. 그러다, 외형은 멀쩡한데 전혀 반응이 없는 놈 발견.

분해해 보니, 안쪽이 완전 썩어 있습니다.

사포로 갈아내고 알콜로 닦아 내고 해서 빤닥빤닥하게 복구. (아마 아래 사진은 다른 스위치 분리 했을 때 사진으로 보임.)

모든 스위치 통전 테스트를 PASS.

9. 하우징 조립

조립은 분해의 역순이라 말하며 끝내고 싶으나, 이번에는 과정이 있습니다.

일단, PCB 와 철판을 고정하기 위해, 모서리와 가운데 부분에 몇 개의 스위치를 꼽아서 고정.

ESCAPE 키의 스위치가 모양잡기 좋은 모서리.

딱 이정도를 먼저 납땜 합니다.

다리 잃었던 스위치를 완벽히 복구 했지만, 혹시 나중에 문제가 생기더라도 자주 쓰지 않는 키로 할당하면 사용에는 문제 없을 듯 하여 검색.

가장 쓰이지 않는 키는 "Scroll Lock" 과 "Pause" 키.

나중에 작업하면 잊어버릴 수 있으니, 먼저 작업 해줍니다.

꼽은 후, 납땜 전에 다시 통전 테스트. 문제 없네요. 납땜 후, 여분의 길이를 잘라 줘서 이쁘게 마무리.

나머지 스위치들도 하나 하나 납땜 합니다.

납땜 완료 후, 뒷면 사진.

안정된 고정을 위해 납을 조금 많이 먹였네요.

USB 케이블을 PCB 소켓에 연결하고, 하우징에 맞게 선을 빼 줍니다.

뒷 판을 나사로 조여주면, 거의 완성해 가네요. 이제 키캡만 조립하면 됩니다.

10. 키캡 조립

키캡의 면들을 하나하나 모두 닦아 줍니다.

준비된 놈부터 하나씩 조립 시작. 키가 긴 것들은 지지대가 있으니, 끼워 줄 것 잘 끼워 주며 조립하면 됩니다.

순식간에 마무리.

완전 새것 느낌이네요.

PC 에 연결하니 LED 도 잘 들어 오네요.

인터넷에서 Keyboard Test 로 검색하여, 키보드의 키들이 정상인지 테스트 해주는 사이트 찾아 갑니다.

모든 키들을 눌러 보면서 테스트. 동시에 눌리는 문제 완전 해결.

FIN

다시 탄생한 FILCO ZERO 키보드.

수리 끝.

걸린 시간은 약 4일 (3주간 주말 이용)

땜쟁이 취미를 해오면서 필요한 것 중 하나가 PCB 기판 세척제 였습니다.

지금까지는 약국에서 1,000 원에 판매하는 소독 알콜을 사용했었죠.

* Hardware | 납땜 주변 용품

- https://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-soldering-gadgets

소독용 알콜의 문제는, 많지는 않지만 찐득한 불순물이 남는다는 것입니다.

이번에 컴퓨터 본체에 음료수가 스며들어, 본격적으로 닦아 내야 하는 미션이 생겼습니다.

제대로 세척되지 못하면, 거진 50만원 돈이 날라가는 것이라, PCB 세척에 적당한 용액을 구매하기로 했습니다.

1. IPA

PCB 세척제로는 TCE, MC, NPBr 등이 있다고 합니다만, 문제는 독성이 강하다는 점.

구석구석 끼어있는 먼지나 플럭스를 제거하기 위해 그만큼 세척 성능이 필요하겠지만, 발암물질이라 개인이 사용하기엔 위험합니다.

대체재로는 BCS 라는 친환경 제품이 있지만, 여전히 독성 문제가 있다고 합니다.

너tube 에서 회로 세척용으로 요즘 가장 많이 보이는 것은 "ISO-Propyl Alcohol" IPA - 이소프로필 알콜 입니다.

병원에서 사용하는 소독 원액이며, 묽게 해서 소독용으로 사용한다고 하니, 떔취미용으로는 가장 적절하다고 생각합니다.

* 땜쟁이/IPA(1L)/세척제/이소프로필알콜

- https://smartstore.naver.com/soldering/products/3537414485

예전에 검색할 때에는 큰 용량으로 비싼 값에 팔리고 있었는데, 요즘은 수요가 많은지 싸게 파는 제품이 있네요.

2. 토출기

이 제품도 너tube 에서 자주 보던 것인데, 담겨있는 용액의 정량을 펌핑해주는 용기 입니다.

보통 IPA 와 쌍으로 사용하더군요.

IPA 를 사면 대용량인데, 이 통에는 180ml 정도 넣어 놓고 소량씩 사용할 수 있게끔 되어 있습니다.

* 고급형 TECHCO 정량 인출기 정량 토출기 정량 인출 약품통 IPA 약품통

- http://jaegoro.com/shop/item.php?it_id=techco_disp

제가 구입한 것은 위의 사진의 왼쪽에 보이는, 팔각형 - 고급형 - 10,000 원 짜리 입니다.

3. 도착

역시 한국의 배송... 이틀만에 도착했습니다.

드.디.어! 본 용품을 보유하게 되었군요.

4. 자세한 사진

IPA 는 그냥 용액이니 패스하고, 토출기의 사진을 좀 올려 봅니다.

싱가포르에는 공장이 별로 없는데, 많이 팔리는 본 토출기는, 싱가포르 회사인 이 회사 제품인 듯 합니다.

펌핑하는 머리 부분은 스테인레스로 구성되어 있어서, 부식용 용액에 대해서도 내성을 가진다는 것을 알 수 있습니다.

뚜껑은 스넵 처리가 되어 있어서, 적은 힘으로도 열리고 닫히고 합니다.

손으로 머리를 누르면, 일정량만큼 품어져 나옵니다.

동영상 올라 갑니다.

이후로는 PCB 세척에 스트레스 받지 않고, 땜취미를 영위할 수 있게 되었습니다.

1. SMD

Surface-Mount Device 의 약자로, PCB 기판을 뚫고 납땜하는 것이 아닌, PCB 기판 위에 바로 납땜할 수 있는 부품을 일컫습니다.

결과적으로 PCB 의 상하부 양면을 다양한 부품들로 채울 수 있고,

부품 자체를 소형화 할 수 있어, 제한된 공간 안에 많은 부품을 실장할 수 있는 장점이 있습니다.

다만, 작아진 부품 크기로 인해, 일반 인두기로는 한계가 있습니다.

그리하여, SMD 납땜은 다음과 같은 준비가 필요합니다.

- Solder Paste : 납 알갱이와 flux 가 결합된 paste. 가열하면 이쁜 납 접점이 만들어 집니다.

- 액체 Flux : 비교적 낮은 온도로 납을 녹여 패턴을 정리할 수 있슴.

- 온풍기 : 작은 소자에 열을 가해야 하므로, 인두기가 아닌 뜨겨운 바람으로 가열해 주는 장비.

- 트위저 : 핀셋 같은 것으로, 작은 부품을 세밀하게 위치시킬 수 있는 기구.

Arduino 를 DIY 하면서 SMD 실장을 하게 되었고, 그 시행착오 과정을 공유해 봅니다.

2. Solder Paste

솔더 페이스트는 주걱으로 떠서, 스텐실 위에 바르는 형식과, 주사기 같은 형식이 있습니다.

* High quality 35GSolder Paste Flux Original HK MECHANIC Soldering Paste XG-40 XG-50 XG-Z40Solder Tin Sn63/Pb67 For soldering iron

- https://www.aliexpress.com/item/32957538277.html

스텐실이 없어 불필요함에도, 왜 구입했는지 이유는 모르겠지만, 깡통형과 주사기형 둘다 구입했습니다.

주사기형은 위와 같습니다. 183 도쯤에서 녹는다고 하네요.

구글에서 찾은, Solder paste 가 발라진 모양을 보면 아래 사진과 같습니다. 저게 녹아서 깔끔한 납접점을 만들어 줍니다.

인두기로 지져서 하는 납땜과는 결과물이 하늘과 땅 차이 입니다.

3. Solder Paste 주둥이

위의 주사기형 solder paste 는 조금씩 사용하기에는 주둥이가 너무 넓습니다.

조금씩 짜서 사용하려면, 주사기 바늘같은 제품이 필요합니다.

* 10pcs/set Dispensing Needles Syringe Tip Needle 1.5" Length 14 Gauge Syringes for Mixing Many Liquid

- https://www.aliexpress.com/item/32978438776.html

위의 링크에서 구입했습니다.

도착샷은 예의 입니다.

각각 따로 구입한 solder paste 와 바늘.

설마 맞을까 했지만 기우.

딱 들어맞고 고정되는 바늘.

4. 트위저

끝이 뭉툭한 일반 핀셋으로는 힘들고, 끝부분이 첨예하게 만들어져 있는 트위저가 필수 입니다.

* 1/6 PCS Anti-static ESD Stainless Steel Tweezers Maintenance Tools Industrial Precision Curved Straight Tweezers Repair Tools

- https://www.aliexpress.com/item/32955271790.html

도착샷은 예의.

2천원 정도에 이정도 제품이면 만족.

이 정도로 예리해야 조그마한 SMD 부품들을 집어서 원하는 위치에 안착시킬 수 있습니다.

오무렸을 때, 이렇게 끝이 딱 맞아야 사용하기 편합니다.

살짝 꺾인 트위저가 손목이 편한 상태로 작업이 가능합니다.

딱 2천원 정도의 품질. 많이 아쉬운 부분.

비교적 길이가 긴 부품을 잡을 수 있는 트위져.

강철로 만들어져 있어서, 끝 맞춰 보겠다고 구부려서 구부려지는게 아님.

5. 주사기

액체 Flux 를 적당량 뿌리기 위한 주사기도 필요합니다.

일반 약국에서 500원인가... 주고 샀던 기억이 (확실하지 않지만, 매우 저렴).

그냥 사용하기에는 너무 위험하니, 끝부분을 잘라냅니다.

액체 플럭스를 주입하고 사용하면, 엄청 경제적으로, 소량 / 적정량을 사용 가능합니다.

주사기를 활용하기 전까지는 거의 들이 붙다 싶이 하여, 필요 없이 많이 낭비했습니다.

액제 플럭스 구입기는 아래 링크 참조.

* Hardware | 납땜 주변 용품

- https://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-soldering-gadgets

6. 열풍기 / 오븐

열풍기로는 부분적으로 가열할 수 있어, 원하는 부분만 땜을 할 수 있습니다.

오븐을 이용하더라도 solder paste 를 녹일 수 있습니다.

다만, 오븐을 사용하면, PCB 전체를 가열하게 되므로, 작업을 한방에 해결할 수 있도록 밑작업이 필요합니다.

오븐 취득기는 아래 눈물의 포스트를 참고해 보세요.

* Hardware | SMD 부품 납땜용 오븐 취득기

- https://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-SMD-soldering-oven-salvage

오븐을 이용하여 solder paste 를 녹이면, 다음 동영상처럼 진행됩니다.

바쁘신 분은 40초부터 보시길.

제가 구한 오븐을 가지고 작업하면, solder paste 가 녹는 온도인 183도까지 대략 3분정도 걸립니다.

(알기 쉽도록 아래 사진에서는 타이머 10분부터 시작)

"쪼륵~" 하면서 붙는 모습을 지켜 보는 것이, 왠지 모를 쾌감.

7. Solder Paste 납땜의 주의점

아래는 실패한 arduino duemilanove 기판입니다. 좋은점과 실패한 부분을 하나씩 짚어 보죠.

- 빨간색 화살표 : solder paste + 오븐 작업 후, IC 다리가 서로 붙은 상태로 완성되는 경우가 많습니다.

인두기 + 액체 flux 로 살짝씩 지져주면서 정리해 줍니다.

- 파란색 화살표 : LED 전극이 잘못된 것을 알고, solder wick 으로 납을 제거 후, 기판에서 때어 내려고 했으나,

납이 완전히 제거되지 않은 상태에서 힘을 가해버려, PCB 기판 패턴이 일어나버린 상태. 이것때문에 이 기판은 폐기.

- 노란색 화살표 : solder paste 를 아주 조금만 했으나, 가장 적절하고 이쁘게 붙은 케이스.

부족하다 싶을 정도만 solder paste 를 도포하는 것이 맞는 방법인 듯 합니다.

위의 사진은 일반 인두기로 땜한 작품.

열이 너무 많이 가해지거나, 납이 필요 이상 많아진 결과를 보여줍니다.

일반 인두기로는 패턴이 부품 밑으로만 만들어져 있는 납땜은 거의 불가능 합니다.

Oscillator 바닥에 만들어진 패턴에 어찌어찌 인두기로 작업 했으나, 너무 많은 열을 가해서 정상 작동하지 못할 것으로 예상.

그 외의 부분은 납이 필요 이상 많은 경우.

Solder paste 끼리 가깝게 도포되었을 경우, 서로 붙어버리는 결과가.

오픈에서 구운 다음, 빨리 식힌다고 바로 꺼내면, 미처 굳지 못한 납으로 인하여 부품이 떨어져 버리는 결과도 생김.

시간을 충분히 들여, 완전히 식을 때까지 기다리는 것이 필요.

Solder paste 도포 후, 부품 실장 시, 살포시 올려만 놓으면, 삐뚤삐툴하게 고정됩니다.

Solder paste 도포한 위에, 부품을 꾹 눌러서 안착시키는 것이 필요.

더욱이 부품이 확실히 붙지 못하고 분리되어 버릴 수도 있슴.

부족하다 싶은 정도가 가장 적절.

대략 이런 모양으로 되면 best.

빨간색 사각형 안은, 전원 관련 부품들이 올라갈 부분이며, 패턴 면적도 크므로, 일반 부품보다 많이 도포한 케이스.

파란색 사각형 안은, 밀집된 IC 다리일 경우, 지그재그로 하면, 서로 붙지도 않고 후처리 필요 없는 깔끔한 땜이 됨.

Before.

After. 어때요? 잘 되었죠?

(4개 기판 실패 후, 겨우 성공)

세밀한 다리를 가지는 IC 는 최소한의 solder paste 만을 사용.

8. 양면 기판일 경우

양면 PCB 의 경우는 한쪽을 굽고, 열을 차단시키는 캡톤 테이프로 감쌓아,

반대편 작업 시, 먼저 작업한 부품들이 이탈되는 것을 방지.

양면 PCB 기판이지만, 위의 과정을 통해 성공한 케이스.

뒷면도 깔끔하게 마무리 되었습니다.

시행착오를 꽤 겪었지만, 하나씩 알아가는 것이 즐겁습니다.

이 경험들을 바탕으로, 최종적으로 성공한 arduino DIY 글을 올려보도록 하겠습니다.

1. SMD 부품의 납땜

일전에 Arduino Nano 의 PCB 만을 구해서 DIY 했더랬습니다.

* Hardware | Arduino 를 DIY 해보자 - 2

- https://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-Arduino-DIY-itself-2

결국은 실패 했고, 그 원인 중 하나로는 SMD 납땜을 일반 인두기를 이용했기 때문이라고 생각했습니다.

그래서, soldering paste 를 활용하는 열풍기를 만들어야 겠다고 생각했고, 그에 따른 12V 전원을 위해 PC Power Bench 가 필요했습니다.

모두 DIY 로 진행하던 중이라, 부품 수급과 시간이 많이 걸리고 있었습니다. 그러다가 새로운 국면을 맞이하게 됩니다.

2. 득템

이 글 제목이, 왜 "구매기" 가 아니라, "취득기" 라고 제목을 붙였냐면,

저의 땜취미를 싫어하는 가족들의 비난을 조금이라도 회피하고자, 쓰레기장에서 "줏어" 왔기 때문입니다.

다만, 상태가 아래와 같이 전원선을 잘라 놨네요...

(재활용은 허락치 않겠다라는 굳은 의지)

3. 수리 항목

우선 잘려진 전원선을 구해다, 끊어진 부분과 이어줘야 합니다.

구조는 아주 간단합니다.

+, - 선과 접지선을 전원선과 이어주면 됩니다.

우선 필요한 부품은, 전원 케이블과 끊어진 부분을 서로 이어지는 커넥터네요.

전원 케이블은 주위에 굴러다니는, 굵고 아름다운 전원선을 사용하기로 합니다.

커넥터 부분은 납땜 + 절연 테이프를 사용해도 되나, 깔끔하게 작업을 진행하고자 커넥터를 따로 구입하였습니다.

* 단선 연선 복합꽂음커넥터 1P 2P 3P / 전선연결단자

- http://shopping.interpark.com/product/productInfo.do?prdNo=747212445

전선 연결단자는 LED 전등으로 바꿔줄 시에도 필요한 부품이라, 1P 100 개 들이 1봉을 배송비 포함 10,500원에 구입했습니다.

4. 수리 진행

연결할 부분을 과감하게 자릅니다.

뾰롱~! 작업 하느라 사진을 못 찍어, 중간 과정 생략.

각 전선 3개 피복을 벗기고, 테스터기로 +/- 확인하여 전열선으로 연결해 줍니다.

접지선에는 남는 선 하나를 연결해 주면 끝납니다.

확실히 전선 연결 커넥터를 이용하니, 작업 시간이 엄청나게 짧아집니다.

좋은 공구와 자재는 작업 효율을 극대화 하는군요.

전원선 굵기가 너무 굵어, 기존 고정 부품이 구멍에 다 들어가지를 못합니다.

느슨해 지면 안되므로, 피복 벗기고 난 고무를 덧대었습니다.

이것으로 작업은 완료.

5. 온도 측정

작동 확인과 SMD 부품 납땜에 사용되는 solder paste 가 녹을 수 있는 온도까지 온라 가는지 확인해 봤습니다.

후훗, 작동도 잘 되고 150 도까지 무난하게 올라 갑니다.

6. 적합 테스트

납 알갱이가 버무려진 solder paste 로 테스트 해봅니다.

웃... 183 도가 필요했군요.

시험삼아 동판에 발라서 구웠더니만, 잘 녹고 굳었습니다.

계속 전원을 인가하면, 상한선 없이 계속 온도가 올라갑니다. 적절한 온도에서 전원을 차단하는 것이 포인트네요.

신기하게도, soldering paste 는 물처럼 녹았다가 물방울들이 모이듯 접점으로 납이 모여듭니다.

손으로 하는 납땜기술이 전혀 필요가 없습니다.

Arduino Duemilanove 의 PCB 를 가지고 테스트 해 봤습니다.

잘 되었는데, 확실하게 한다고 너무 구워버려 기판이 좀 탔네요. ㅠㅠ

납이 녹고 붙으면, 오래 끌지 않고 전원을 차단하는게 중요해 보입니다.

7. 이번에 확인한 사실들

* 온도 조절이 최종 품질을 좌우한다. 약 200 도 정도가 maximum.

* 온도 조절을 위해서 oven 용 온도계도 검토해 본다.

* SMD 를 기판에 바른다는 느낌의 납만 필요하므로, 부족하다 싶을 정도로 solder paste 를 발라 놓는다.

* 180 도 이상에서 납이 붙으므로, 플라스틱 재질이 들어간 부붐이나 열에 약한 부품은 따로 납땜한다.

SMD 부품을 올리는 arduino DIY 프로젝트에 속도가 붙을 것 같습니다.

많이 기쁩니다.