いきなりですが質問です。

「家庭用オーブンを使うというと、何を思い浮かべますか?」

お菓子作りが好きな人なら、ケーキやクッキーという回答が真っ先に浮かぶかもしれません。パンもいいですね。もちろん、手の込んだお肉やお魚料理にもオーブンは大活躍です。
そうそう、サツマイモを丸ごと入れて作る、自家製の焼き芋も捨てがたい。
今まさに、食欲の秋というところです。

――ですが!

「RSP-02」の開発現場では、オーブンに基板を入れました。

基板を作ろう

超小型人工衛星は電力で稼働します。
子衛星放出、親衛星と子衛星間の通信、カメラ撮影など「RSP-02」のミッションを実現するためには、安定した電流・電圧の供給が不可欠。小さな筐体に搭載された電子部品に必要な電力供給ができるよう、回路設計を行う必要があります。

こうした電源系の知識と経験を持ったメンバーが中心となり、回路設計に基づいて基板も作ってしまうのがリーマンサットのすごいところ。
もしも仕事なら精度の高いものを必要な数だけ製作するところですが、せっかくなら経験のないメンバーも1人1枚作ってみようという発想が趣味の団体らしい寛容さでもあり、開発技術の継承にもなります。

オーブンでホームリフロー

今回の基板製作では、リフロー方式でのはんだ付けを行いました。
リフロー方式を簡単に説明すると、プリント基板上にはんだペーストを塗り、その上に部品を載せてから熱ではんだを溶かす工法です。
※一般には製造メーカーが工場で行う方式ですが、自作のためホームリフローと呼びます。

ホームリフローの、大まかな手順は以下の通り。

1.製作する基板を固い鉄板の上に載せ、動かないように固定する。

2.製作する基板の上にステンシル(はんだを塗る場所に穴を開けた金属シート)を置く。

3.ネオジム磁石(とっても強力な磁石)で固定する。

4.ステンシルの上にはんだペーストを塗り、ヘラで掃いて均一にする。

5.ステンシルを外して、はんだの上に部品を載せる。

6.部品を載せ終わった基板をオーブンに入れる。

7.リフローする。(はんだが溶けて部品が固定する)


<写真:ステンシルの上からはんだペーストを塗る作業>

ステンシルの下に基板、その下に土台の鉄板があります。
ちなみに、土台の鉄板は製菓用の平らなケーキ型(ロールケーキ用)。たしかに固くてしっかりしている! 知恵と工夫が自家製の面白いところです。


<写真:黙々と部品を載せる作業>

紙に印刷した回路図を見ながら、数百個の部品をピンセットで載せて載せて載せて……早い人でも2時間以上、平均でも3~4時間!
開発メンバーからは「同じ部品を数十個単位で一気に作業するのでそんなに大変でもない」との意見もありました。
面白そうと思うか、大変そうと思うか、これは個人差がありそうです。


<写真:オーブンで加熱>

常温から徐々に温度を上げて加熱していき、約5分程度で焼き上がり(!)。
一気に冷ますと急激な温度変化による亀裂等の原因になるので、扉を開けたオーブンの中でゆっくり冷まします。

冷ました基板はどこへ行く?

今回製作した基板は、EM(Engineering Model)に搭載予定です。すぐに宇宙に行くわけではないとはいえ、EMは衛星が宇宙環境で稼働できることを試験するモデルとなるため、手を抜くわけにはいきません。

まずは顕微鏡を使った目視検査。
工業部品などの細かい部分を確認できる顕微鏡で、部品の実装誤りがないか、部品がずれていたり外れそうになっていたりしないか、などを確認していきます。

その後は、通電テスト。
基板に電気を通し、意図した電力供給ができるかどうか確認します。

このような緻密な作業を積み上げ、ひとつずつ確認して、宇宙へ届くモノ作りを進めています。
開発メンバーは随時募集中です。

参加希望の方はこちら
https://www.rymansat.com/join

電源系の開発はミッション成功を支える、文字通りの原動力となるもの。
小さな回路や部品が宇宙につながると想像したら、イライラせずにピンセットを扱う忍耐力も得られる……かもしれません。

それでは、次回の進捗もお楽しみに。


【この記事を書いたメンバー】

広報部 技術広報課 Akko.M
海外の宇宙科学番組が好きすぎて、偏った英語を習得中。スイーツと珈琲と星空図鑑があれば幸せな妄想家です。


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