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MEMSマイクの扱いは「半田付け」で90%決まる
このサイトではMEMSマイクの優れた点をご紹介しておりますが、記事を参考に取り組んではみたものの、敗退されているかたも多いようです。
MEMSマイクが手作業にはあまりにも小さいことに加え、そもそもMEMSマイクは量産用リフローパーツであり手半田には対応しないデバイスだということ、それは「熱的なプロセス」が決定的かつ致命的だからです。
「フグは食いたし命は惜しし」、筆者により2020年、「フグの調理法」ならぬMEMSマイクの手半田法を開発しご案内してきました。
IM73A135V01では 1.5mm幅の中に4本のリード線を半田付けします。
自身のないかたはふたまわり大きいICS-40730の使用をお薦めします。
「考えない」のは確実な失敗を、「考え過ぎ」もまた失敗の元です。
経験豊富なベテランの方で失敗確率が高いのはおそらく「考え過ぎ」なのでしょう、これが案外多く、初心者のほうがすんなり成功しています。
もちろん超小型工作の苦手なかたにはハードルが高いです。
その反対に、米粒に般若心経を書くわけでもないこの大きさはミニチュア好きには絶好のアイテムになっているはずです。
失敗事例の特徴には次の特徴があります。
1.MEMSマイク工作を始めようとするとき、同時にCADを駆使して「基板を発注」し、綿密な計画を元に「実施」しようとするケース、これはまず失敗しています。
というよりも海外を含め、成功例を私は見たことがない。
2.さらにパーツのマウントを含めた基板を発注するとさらに酷い状況が待っている、「動作するものは1つもない」ということになります。
それらはメーカーで、WS(ワーキングサンプル)もPP(プリプロダクション)の過程もナシで量産ラインを立ち上げるのに等しい蛮行です。
諸兄には「自分はこうしたい」という思いがあることと思います。
しかし、この際それは捨てて無条件でこの記事にしたがってください。
手半田を成功させる以外に道はなし
前例のない「MEMSマイク工作」にはまず、余計な事は考えず成功事例に学ぶことです、筆者の手法をそのままそっくりマネすること、これだけで失敗要素はほぼ消えます。
なぜならば数年前からこの事に特化しており、成功している裏付けがあるからです。
そして同じ成功体験をご自身で得てから次のステップを考えることこそがMEMSマイクとの付き合い方として適切ではないでしょうか。
1.5mm幅の中に4本のリード線を半田付けします
ICS-40730は電極も大きく、間も広く扱いやすい
自作の基本は「半田付け」、それは昔も今も変わりません。
例外はなくMEMSの世界でも変わりません。
ただ、手半田を想定してない「MEMSマイクデバイス」をECMのような安易さで取り扱うことはできません。
筆者により2019年、それでもMEMSマイクを自作マイクの世界にひっぱりこんだのが事の始まりですが、手半田を成功させることに3か月、手半田手法をあみだしてから安定させるには1年くらいかかっているのは過去記事で分かると思います。
熱問題でNGにしたMEMSマイクは40個近く、電圧衝撃による破壊を加えると本日現在100個近くになります。1個500円としても安い授業料だと思います。
「SOLDERING PROFILE」はバイブルだった
当初MEMSメーカーにも尋ねました、「手半田はまったく考えていません」というつれない返事、それは当然です。
「0.2秒瞬間半田」も成功率に問題あり、低温半田も試しました、コテペン半田ゴテも試しました。
そして行き着いたのはMEMSマイクメーカー発表の「SOLDERING PROFILE」、それはMEMSマイクメーカー設計の「ハンダ付けレシピ」、
デバイスの熱偏位プログラムです。
これに従わない場合は「破壊・失敗」する設計になっています。
【MEMSマイクの半田付け熱的設計図 「SOLDERING PROFILE」】
「この熱工程」を経なければ安定動作しない」ということが重要です。
前半プレヒートをヒートガンでおこない、後半を実半田付でおこなう。
AMAZONの簡易型ヒートガン使用、100℃1分間(慣れれば100℃は温度計ナシでわかる)
ただし、温度・時間はメーカー指示のそれよりも余裕があることも経験しています、つまりICS-40730では 「100℃1分間」には温度も時間もこれに近ければ大丈夫であることも経験してきました。
それはIM73A135V01でも同様です。
また、実際にはIM73A135V01よりICS-40730のほうがその厳密さはきびしいようです。
先行成功事例を踏襲してください
◎筆者が行き着いた手半田手法はこれです。
◎一方、先行の成功事例に学ばず失敗している例はこんな感じです。
自分の失敗例、海外事例を含めて下記のようなものがあります。
これは誰でもおちいりやすい内容ですが全部失敗要因となります。
失敗事例とその気構えの特徴
・「プレヒートは意味がない」と頑強にこれを拒否するかた
・ECMのように普通にリード線をハンダ付けした
・練習することなく慣れないシールド線をいきなり半田付けした
・支持には「治具」を用いないと気がすまない(両面テープ貼り付け一択です)
・Mouser、Digikyeから2~3個しか買わなかった、結果全部壊れた
・工場ラインでのリフロー経験があり、リフロー炉を自作した
・ハンダ付けには少年時代からの絶対的な自信がある
・手持ちの太いリード線を使った( Peak Temperature<TP> 超えが長時間となる)
・AWG規格なんて聞いたこともない
・クリーム半田がないので一般半田を使った・・・(AMAZONで普通にある)
・低温半田なら大丈夫だろう
・リング状のGNDの半田がつきにくく、しばらくモタモタした
・「顕微鏡」や「ヘッドルーペ」で作業したが手先の感覚がつかめない
・そもそも小さすぎる
・基板業者に全部任せた、仕上がってきたが動くものは1つもない
・基板を発注し自信でマウントした。結果はノイズしか聞こえない
・プレヒートに強力なヒートガンを使って一気に熱した・・・etc
MEMSマイク工作のキモ
2208記事をまずご参考ください
・MEMSの半田付けは失敗を経験しないかぎり成功もしない
・「完成マイク」をいきなり作ることはできない
・まずはMEMSメーカーのデーターシートを把握してください。
・成功体験を得ればその先はもっと楽しい世界が開けている。
レシピを守って楽しい自作ライフを
新デバイスにはには特有のレシピがある・・・「SOLDERING PROFILE」はその最たるもの。
成功事例のとおり作業すれば成功が待っている。
未踏の領域で、それでも自分流を通すことに意味がありますか?
以上
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おしらせ
MEMSマイク使用、話題のProbeⅡ、L-730memsおよびFetⅡmemsおよびそのLzタイプなど、読者のみなさまからのご注文により優秀機種の手づくり製作を承っておりますのでお問い合わせください
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