Lemljenje ispod čipova: 6 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:09

Nedavno sam morao dizajnirati uređaj koji je koristio čip sa hladnjakom ispod tijela čipa. Ovaj hladnjak morao je biti električno i toplinski spojen na PCB.

Obično su ovi uređaji (vidi sliku) lemljeni na PCB -e tehnikama reflow -a, gdje se lemna pasta šablonizira na ploču, roboti postavljaju čips, a posebna pećnica zagrijava uređaj dok se lemna pasta ne otopi. Drugi uređaji sa istim problemom uključuju upravljačke čipove i LED diode velike snage. Prvobitno sam pokušao koristiti srebrni spoj hladnjaka, međutim iako je bio prilično dobar toplinski, nije napravio pouzdanu električnu vezu, cct je pokvario vibracije i magični dim je pobjegao … što je dovelo do mnogo psovanja i frustracije. Nakon nekog eksperimentiranja smislio sam ovu metodu za lemljenje ispod ovih vrsta uređaja za ručno prototipiranje bez potrebe za pećnicom za ponovno punjenje.

Korak 1: Pripremite termalne vias

Vaša PCB ploča trebala bi imati bakrenu površinu ispod hladnjaka čipa za električnu i toplinsku vezu.

Prvo izbušite male rupe (koliko ih može stati) ispod mjesta gdje ide hladnjak čipa. Zatim provucite bakrenu žicu kroz rupe (druga slika). Pokušajte koristiti žicu debljine koliko rupe dopuštaju. Treba vam usko prianjanje. Upravo sam koristio vodiče sa diode … bili su pravi … i napravljeni od bakra (presvučeni limom). Drugi put bih provukao žice odozdo tek toliko da viri, ali ne predaleko (treća slika).

Korak 2: Lemite gornju i donju stranu termalne Via

Sada lemite gornji i donji dio probodenog žicama ….. pokušajte ga koristiti što je moguće manje na vrhu, gdje će čip biti instaliran kako bi sljedeći korak bio lakši.

Odrežite gornje žice što je moguće bliže PCB -u bez uništavanja ikakvih tragova. Ostavite oko 2-3 mm žice kako viri s dna … … morate doći u mogućnosti spojiti toplinu iz lemilice na nešto kada dođe vrijeme za pričvršćivanje čipa.

Korak 3: Datotekom vratite gornju stranu

Sada slijedi osjetljivi dio.

Pažljivo arhivirajte što je više moguće bez grebanja okolnih gusjenica. Ne žurite ovdje … jako je teško i ne može se žuriti. Kad se previše približi turpiji, upotrijebite oštricu skalpa da biste je još više ostrugali. Bakar i lemljenje trebaju biti relativno mekani. Na prvoj slici trebali biste moći vidjeti jezgre bakrenih žica koje su počele prodirati.

Korak 4: Na kraju brusnim papirom PCB

Korištenjem mokrog/suhog brusnog papira pod slavinom, pažljivo odbrusite preostali lem s područja hladnjaka ispod pločice PCB -a dok ne postane goli bakar i što ravniji.

Ne budite previše agresivni s grubim brusnim papirom jer biste u protivnom mogli (kao i ja) samljeti okolne gusjenice. Ponovo odvojite vrijeme i završite sa papirom granulacije 2000 da biste dobili dobru završnu obradu. Pogledajte sliku, iako je mutna, trebali biste vidjeti goli bakar s dva bakrena puža na mjestima gdje su žice. Također imajte na umu nekoliko ogrebotina na nekim spojnim tračnicama ….uuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuu … pod: nadamo se da će se kositrom pobrinuti za ove male ogrebotine. Nakon toga upotrijebite neku polovnu pletenicu za lemljenje da zakačite zatiče na koje će se čip spojiti …..ali ostavite područje hladnjaka golo bakarno … možda ćete morati ukloniti višak kositra čistom lemilicom. Važno je da sve bude ravno.

Korak 5: Ura, pasta za lemljenje ulazi na scenu

Sada uzmite pastu za lemljenje i malo utapkajte u središte hladnjaka čipsa. Ne koristite previše i ostavite razmak oko rubova. Ako vam se malo učini izvana, uklonite i pokušajte ponovo.

Kada se čip postavi na PCB, pasta će se razliti, što bi moglo dovesti do skraćivanja pinova čipova …..pa koristite samo onoliko koliko je potrebno. Zatim postavite čip na tiskanu ploču i zalijepite ugaone igle na pokositrene staze. Pomoću multimetra provjerite da nema kratkih hlača. Budite oprezni sa pastom za lemljenje, otrovna je, pa operite ruke ako se na nju nanesete i očistite prskanje. Takođe ga treba čuvati u frižideru kada se ne koristi. Prilikom lijepljenja uglovnih igala oslanjajte se na kalajisane gusjenice ….ne dodavajte više lema. Samo trebate držati čip na mjestu. Trebali biste se malo poigrati pri laganom pomicanju čipa. Ako unesete previše, uklonite sve, očistite i pokušajte ponovo.

Korak 6: Zagrijte odozdo

Sada okrenite ploču i zagrijte izbočene komade bakrene žice odozdo.

Gledajte gornju stranu ploče i primijetite da bi trebalo biti malo dima dok se lemljiva pasta topi i teče. Kad se ohladi, gurnite čip. Trebalo bi biti čvrsta kao stijena ako se pasta rastopila i očvrsnula. Ako postoji bilo kakva igra …, pokušajte ponovo zagrijati ili uklonite sve/očistite i pokušajte ponovo. Na kraju lemite preostale igle i prethodno pričvršćene igle i očistite ih čistom pletenicom, a zatim uklonite fluks i provjerite ima li kratkih hlačica. Čestitamo, uspješno ste priključili čip sa hladnjakom ispod, toplinski i električno. Izvinite zbog mutnih slika, moja kamera samo radi makro. Ova tehnika bi trebala biti korisna ne samo za čipove kao što je prikazano na slikama, već i za LED diode velike snage i sve druge komponente sa sličnom potrebom za dobrom električnom i toplinskom vezom s rasporedom PCB -a.