Egy mérnök, aki új dolgok és megoldások felfedezésével foglalkozik az elektronika világában, egy rendkívül érdekes koncepciót dolgozott ki a felületszerelt aktív és passzív elektronikai komponensek nyomtatott áramköri lapra történő forrasztásához.
Mielőtt fejest ugranánk a részletekbe, érdemes tisztázni, mik is azok a felületszerelt elektronikai komponensek, és ezeket normál esetben hogyan szokás elhelyezni a NYÁK lapon. Ezek az apróságok a nyomtatott áramköri lap réz érintkezőjéhez illeszkednek, nincsenek átmenő lábaik, amelyeket a NYÁK másik oldalán kell beforrasztani, éppen ezért kapták a „felületszerelt” jelzőt. Normál esetben az efféle nyomtatott áramköri lapokhoz úgynevezett stencilt használnak, amely tartalmazza a NYÁK lapon található réz érintkezők pontos elhelyezkedését és alakját.
Ezt a stencil réteget precízen a NYÁK fölé rögzítik, rákenik a forraszanyagot, ami jelen esetben olyan állagú, mint a paszta, majd a stencil eltávolítását követően a felületszerelt komponenseket a helyükre illesztik. Amennyiben ez kész, jöhet is a „sütés” folyamata, amit megfelelő felszerelés hiányában, azaz Reflow Station nélkül egy hőlégfúvóval, vagy akár egy sütővel is meg lehet oldani, de a precízebb körülmények és a forraszanyag által megkövetelt melegítési profil lekövetésének érdekében érdemes célhardverre bízni a dolgot, legalábbis professzionális szinten mindenképp.
Carl Bugeja egy érdekes módszert talált ki arra, hogy a felületszerelt elektronikai komponensek beforrasztása kényelmesebben történjen. Gyakorlatilag úgy tervezte meg a nyomtatott áramköri lapot, ami egyébként több rétegből áll, hogy az egyik belső rétegre viszonylag kis ellenállással rendelkező vezetősávot készített, ami egyfajta fűtőszálként melegíti majd a felette és az alatta lévő rétegeket. A kis ellenállásra azért volt szükség, hogy viszonylag alacsony feszültség mellett el lehessen érni a 165 Celsius fokos hőmérsékletet – ez végül sikerült is, mindössze 9 V-os feszültség mellett.
Mivel az általa alkalmazott alacsony hőmérsékletű paszta, ami a Chip Quik TS391LT50 típusjelzést viseli, 165 Celsius fokos hőmérsékletet igényel a forrasztás sikeres elvégzéséhez, vagyis ezen a hőfokon olvad meg kellő mértékben a forraszanyag, így 170-180 Celsius fokig „hőálló” nyomtatott áramköri lapot választott. Az első nyomtatott áramköri lap elkészítésénél még saját maga végezte a NYÁK melegítéséhez szükséges paraméterek beállítását egy labortápegységen, többé-kevésbé betartva azt a melegítési profilt, amit a paszta megkövetel. A hőfokot szenzor segítségével monitorozta, így folyamatosan nyomon tudta követni, hol tart a folyamat.
Elsőre nem lett tökéletes a végeredmény, illetve az áramkör tervezése során elkövetett hibákra is fény derült, így miután főhősünk levonta a megfelelő tanulságokat, módosította a dizájnt, rendelt egy újabb adag NYÁK lapot, majd ismét próbát tett az „önforrasztó” nyomtatott áramköri lappal. Ekkor már külön melegítési profilt készített az – Arduino-kedvelők számára ismerős – Atmel MEGA32U4 chip köré épülő első nyomtatott áramköri laphoz, vagyis lényegében az első NYÁK vezérelte a második forrasztási folyamatát – kis túlzással megforrasztotta azt. A két egységet csavarkötéssel kapcsolta össze az előre kialakított csatlakozó-terminálokon keresztül. Utóbbiak egyébként tartalmaznak apró furatokat is a NYÁK felőli oldaluknál, lényegében ki vannak könnyítve, így a feladat végeztével egyszerűen le lehet törni a füleket, majd a helyüket lecsiszolva szinte fel sem tűnik, hogy valaha ott voltak.
A második próbálkozás már jobban sikerült, ezt követte egy harmadik NYÁK lap forrasztása is, vagyis az ötletes koncepció működőképesnek bizonyult. A laminált nyomtatott áramköri lap fűtőszálként működő rétegét a sikeres forrasztást követően egyszerűen föld-rétegnek használja a rendszer, azaz nem megy kárba. Érdekesség egyébként, hogy a melegítés alkalmával jól vizsgázott a többrétegű nyomtatott áramköri lap is: nem váltak el egymástól az egyes rétegek, minden a terveknek megfelelően történt. A videó végén azért arra is mutatott példát emberünk, hogy mi történik, ha túlzásba visszük a NYÁK melegítését: füst és tűz lesz a jutalom.
Az „önforrasztó” nyomtatott áramköri lap nyílt forráskódú projektként bárki számára elérhető, a szükséges fájlokat és leírásokat itt találják az érdeklődők.