Lödning under chips: 6 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:47

Jag var nyligen tvungen att designa en enhet som använde ett chip med en kylfläns under chipets kropp. Denna kylfläns måste vara både elektriskt och termiskt ansluten till kretskortet.

Vanligtvis löds dessa enheter (se bild) till PCB med återflödesteknik, där lodpasta stencilleras till brädet, robotar placerar chipsen och en speciell ugn värmer enheten tills lodpastan smälter. Andra enheter med samma problem inkluderar drivrutinschips och lysdioder med hög effekt. Jag försökte ursprungligen använda kylfläns av silver men även om det var ganska bra termiskt gjorde det inte en tillförlitlig elektrisk anslutning, cct -funktionen fungerade med vibrationer och den magiska röken släppte … vilket ledde till mycket svordomar och frustration. Efter lite experimenterande kom jag på denna metod för att lödas under dessa typer av enheter för handprototyp utan att behöva en återflödningsugn.

Steg 1: Förbered Thermal Vias

Din kretskort bör ha en kopparyta under chipets kylfläns för elektrisk och termisk anslutning.

Borra först små hål (så många som får plats) under var flisens kylfläns går. Nästa stick genom koppartråd genom hålen (andra bilden). Försök att använda tråd så tjock som hålen tillåter. Du behöver en tight passform. Jag använde precis ledningarna från en diod … de var helt rätt …. och gjorda av koppar (pläterad med tenn). För andra gången skulle jag peta trådarna från botten precis tillräckligt för att sticka ut, men inte för långt (tredje bilden).

Steg 2: Löd toppen och botten av den termiska Via

Löd nu toppen och botten av de genomskinliga trådarna …. försök att använda så lite som möjligt på toppen, där chipet kommer att installeras för att göra nästa steg enklare.

Trimma de övre trådarna så nära kretskortet som möjligt utan att förstöra spår. Lämna dock cirka 2-3 mm tråd ut från botten … … du måste kunna ansluta värmen från lödkolven till något när det är dags att fästa flisen.

Steg 3: Arkivera baksidan

Nu kommer den känsliga delen.

Fila försiktigt så mycket som möjligt utan att repa omgivande band. Ta dig tid här … det är mycket svårt och kan inte skynda på. När det blir för nära filen, använd ett skalblad för att skrapa bort ännu mer. Kopparen och lodet ska vara lagom mjuka. På den första bilden borde du kunna se kärnorna i koppartrådarna som stickades igenom började dyka upp.

Steg 4: Slipa slutligen kretskortet

Använd vått/torrt sandpapper under en kran, slipa försiktigt det återstående lödet från kretskortets kylfläns på kretskortet tills det är rent koppar och så platt som möjligt.

Var inte för aggressiv med grovt sandpapper eller annars kan du (som jag gjorde) slipa bort omgivande band. Återigen, ta dig tid och avsluta med 2000 papper för att få en bra finish. Titta på bilden, men suddig bör du kunna se nakna koppar med två kopparsniglar där ledningarna är. Observera också ett par repor på några anslutande spår….ops… hoppas tinningen tar hand om dessa små repor. Efter detta, använd lite lödfläta för att tona stiftspåren där chipet kommer att ansluta … men lämna kylflänsområdet rent koppar …. Du kan behöva ta bort överflödig tinning med ren lödfläta. Det är viktigt att ha allt platt.

Steg 5: Hurra, lodpastan går in på scenen

Få nu lödpastan och badda lite i mitten av flisens kylfläns. Använd inte för mycket och lämna ett gap runt kanterna. Om du får lite på utsidan, ta bort och försök igen.

När chipet är placerat på kretskortet kommer pastan att rinna ut, vilket kan sluta korta ut chipspinnarna … så använd bara så mycket som behövs. Placera därefter chipet på kretskortet, och kläm fast lödhörnstiften till de konserverade spåren. Använd en multimeter för att se till att det inte finns några shorts. Var försiktig med lödpasta, det är giftigt så tvätta händerna om du får något på dig själv och rengör stänk. Det bör också förvaras i kylskåpet när det inte används. När du klämmer på hörnstiften, lita på det konserverade bandverket …. Lägg inte till mer löd. Du behöver bara hålla chippet på plats. Du bör ha lite spel när du flyttar chipet något. Om du lägger i för mycket, ta bort allt, rengör och försök igen.

Steg 6: Värm underifrån

Vänd nu brädet och värm upp de utbitande koppartrådarna underifrån.

Titta på brädans ovansida och märk att det ska vara lite ångor när lödpastan smälter och flödar. När du har svalnat trycker du på chipet. Den ska vara stenfast om pastan har smält och stelnat. Om det finns något spel …. försök sedan värma igen, eller ta bort allt/rengör och försök igen. Löd slutligen de återstående stiften och de tidigare klibbade stiften och städa upp med ren fläta och sedan flussborttagare och testa för shorts. Grattis du har lyckats fästa ett chip med en kylfläns under både termiskt och elektriskt. Förlåt för de suddiga bilderna, min kamera gör bara makro. Denna teknik bör vara användbar för inte bara chips som visas på bilderna, utan även högeffekts -lysdioder och andra komponenter med ett liknande behov av en bra elektrisk och termisk anslutning till PCB -layouter.