Lutowanie pod chipami: 6 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:33

Niedawno musiałem zaprojektować urządzenie, które używa chipa z radiatorem pod korpusem chipa. Ten radiator musiał być zarówno elektrycznie, jak i termicznie podłączony do płytki drukowanej.

Zazwyczaj urządzenia te (patrz zdjęcie) są lutowane do płytek drukowanych techniką rozpływową, gdzie pasta lutownicza jest naklejana na płytkę, roboty umieszczają chipy, a specjalny piec podgrzewa urządzenie aż do stopienia pasty lutowniczej. Inne urządzenia z tym samym problemem to chipy sterowników i diody LED dużej mocy. Początkowo próbowałem użyć mieszanki srebrnego radiatora, ale chociaż był całkiem dobry pod względem termicznym, nie zapewniał niezawodnego połączenia elektrycznego, cct działał nieprawidłowo z wibracjami, a magiczny dym uciekł… prowadząc do wielu przekleństw i frustracji. Po kilku eksperymentach wymyśliłem tę metodę lutowania pod tego typu urządzeniami do ręcznego prototypowania bez konieczności używania pieca rozpływowego.

Krok 1: Przygotuj przelotki termiczne

Twoja płytka drukowana powinna mieć miedziany obszar pod radiatorem chipa do połączeń elektrycznych i termicznych.

Najpierw wywierć małe otwory (tyle, ile się zmieści) pod radiatorem. Następnie przebij drut miedziany przez otwory (drugi obrazek). Staraj się używać drutu tak grubego, jak pozwolą na to otwory. Potrzebujesz ciasnego dopasowania. Po prostu użyłem wyprowadzeń z diody….były w sam raz….i wykonane z miedzi (pokryte cyną). Za drugim razem wepchnąłem przewody od dołu na tyle, aby wystawały, ale nie za daleko (trzecie zdjęcie).

Krok 2: Przylutuj górną i dolną część przepustu termicznego

Teraz przylutuj górną i dolną część przebitych przewodów…..spróbuj użyć jak najmniej na górze, gdzie zostanie zainstalowany układ, aby ułatwić następny krok.

Przytnij górne przewody jak najbliżej płytki drukowanej bez niszczenia śladów. Zostaw jednak około 2-3mm drutu wystającego od spodu…..musisz być w stanie podłączyć ciepło z lutownicy do czegoś, gdy przyjdzie czas na podłączenie chipa.

Krok 3: Plik z powrotem na górze

Teraz nadchodzi delikatna część.

Ostrożnie spiłuj jak najwięcej, nie rysując otoczenia. Nie spiesz się tutaj… jest to bardzo trudne i nie można się spieszyć. Kiedy jest zbyt blisko pilnika, użyj ostrza skalpela, aby zeskrobać jeszcze więcej. Miedź i lut powinny być dość miękkie. Na pierwszym zdjęciu powinieneś być w stanie zobaczyć rdzenie przebitych miedzianych drutów, które zaczęły się pojawiać.

Krok 4: Wreszcie papier ścierny na płytce drukowanej

Używając mokrego/suchego papieru ściernego pod kranem, ostrożnie zeszlifuj pozostały lut z obszaru radiatora płytki drukowanej, aż stanie się goła miedź i tak płaska, jak to tylko możliwe.

Nie bądź zbyt agresywny z szorstkim papierem ściernym, bo inaczej możesz (tak jak ja) zmiażdżyć okoliczne ślady. Ponownie nie spiesz się i zakończ papierem o ziarnistości 2000, aby uzyskać dobre wykończenie. Spójrz na zdjęcie, chociaż niewyraźne, powinieneś być w stanie zobaczyć gołą miedź z dwoma miedzianymi pociskami w miejscu przewodów. Zwróć też uwagę na kilka zadrapań na niektórych łączących się ścieżkach… ups… miejmy nadzieję, że cynowanie zajmie się tymi małymi rysami. Następnie użyj trochę zużytego oplotu lutowniczego do ocynowania ścieżek pinów, w których połączy się chip…..ale pozostaw obszar radiatora czystą miedź…. może być konieczne usunięcie nadmiaru cynowania czystym oplotem lutowniczym. Ważne jest, aby wszystko było płaskie.

Krok 5: Hurra, pasta lutownicza wchodzi na scenę

Teraz weź pastę lutowniczą i utrzyj trochę w środku radiatora. Nie używaj zbyt dużo i zostaw szczelinę na krawędziach. Jeśli masz trochę na zewnątrz, usuń i spróbuj ponownie.

Kiedy chip zostanie umieszczony na płytce drukowanej, pasta zacznie się rozpryskiwać, co może spowodować zwarcie pinów chipa… więc używaj tylko tyle, ile jest potrzebne. Następnie umieść chip na płytce drukowanej i przylutuj szpilki narożne do ocynowanych ścieżek. Użyj multimetru, aby upewnić się, że nie ma szortów. Uważaj na pastę lutowniczą, jest toksyczna, więc umyj ręce, jeśli dostaniesz się na siebie i wyczyść wszelkie rozpryski. Powinien być również przechowywany w lodówce, gdy nie jest używany. Podczas sczepiania kołków narożnych polegaj na cynowanej szynie…. nie dodawaj więcej lutu. Musisz tylko trzymać żeton w odpowiedniej pozycji. Powinieneś mieć trochę luzu podczas lekkiego przesuwania żetonu. Jeśli włożysz za dużo, usuń wszystko, wyczyść i spróbuj ponownie.

Krok 6: Ciepło od spodu

Teraz odwróć deskę i podgrzej wystające od spodu kawałki drutu miedzianego.

Obserwuj górną część płytki i zauważ, że powinno być trochę oparów, gdy pasta lutownicza topi się i topi. Po schłodzeniu szturchnij chip. Powinien być twardy jak skała, jeśli pasta stopiła się i zestaliła. Jeśli jest jakiś luz… spróbuj ponownie nagrzać lub usuń wszystko / wyczyść i spróbuj ponownie. Na koniec przylutuj pozostałe piny i wcześniej sklejone piny i wyczyść czystym oplotem, a następnie usuń topnik i sprawdź, czy nie ma zwarć. Gratulacje, że udało Ci się podłączyć chip z radiatorem pod spodem zarówno termicznie, jak i elektrycznie. Przepraszam za rozmazane zdjęcia, mój aparat robi tylko makro. Ta technika powinna być przydatna nie tylko w przypadku chipów pokazanych na zdjęciach, ale także diod LED dużej mocy i wszelkich innych komponentów o podobnej potrzebie dobrego połączenia elektrycznego i termicznego z układami PCB.