Lemljenje ispod čipova: 6 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:37

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

Obično su ti 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. Ostali uređaji s istim problemom uključuju upravljačke čipove i LED diode velike snage. Prvotno sam pokušao koristiti srebrni spoj za hladnjak, međutim, iako je bio prilično dobar toplinski, nije napravio pouzdanu električnu vezu, cct je neispravan s vibracijama i čarobni 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 izrađivanje prototipa bez potrebe za pećnicom za ponovno punjenje.

Korak 1: Pripremite termalne vias

Vaš PCB trebao bi imati bakreno područje ispod hladnjaka čipa za električnu i toplinsku vezu.

Prvo izbušite male rupe (koliko ih može stati) ispod mjesta gdje se nalazi hladnjak čipa. Zatim provucite kroz bakrenu žicu kroz rupe (druga slika). Pokušajte koristiti žicu debljine koliko rupe dopuštaju. Trebate usko pristajanje. Upravo sam upotrijebio vodiče diode … bili su pravi … i napravljeni od bakra (presvučeni kositrom). Drugi put bih probio žice odozdo tek toliko da viri, ali ne predaleko (treća slika).

Korak 2: Lemite gornju i donju stranu termalne prolaze

Sada lemite gornji i donji dio probodenih žica ….. pokušajte što manje koristiti 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 kad dođe vrijeme za pričvršćivanje čipa.

Korak 3: Datotekom vratite gornju stranu

Sada dolazi 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, upotrijebi oštricu za vlasište da je još više sastružeš. Bakar i lemljenje trebaju biti razumno mekani. Na prvoj slici trebali biste moći vidjeti jezgre bakrenih žica koje su provučene.

Korak 4: Napokon brusnim papirom PCB

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

Nemojte biti previše agresivni s grubim brusnim papirom jer biste u protivnom mogli (kao što sam učinio) samljeti okolne gusjenice. Opet odvojite vrijeme i završite s papirom granulacije 2000 kako 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 ….ups …..nadajmo se da će se kositrenje pobrinuti za ove male ogrebotine. Nakon toga upotrijebite iskorištenu lemilicu kako biste zalijepili zatiče na koje će se čip spojiti …..ali ostavite područje hladnjaka goli bakar ….možda ćete morati ukloniti višak kositra čistom lemilicom. Važno je da sve bude ravno.

Korak 5: Ura, pasta za lemljenje ulazi na pozornicu

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 ponovno.

Kad se čip postavi na tiskanu ploču, tijesto će se razlijevati, što bi moglo dovesti do kratkog spoja na iglama čipova …..pa koristite samo onoliko koliko je potrebno. Zatim postavite čip na tiskanu ploču i zalijepite kutne klinove na pokositrene staze. Multimetrom provjerite da nema kratkih hlača. Budite oprezni s pastom za lemljenje, otrovna je, pa operite ruke ako na njih naiđete i očistite prskanje. Također ga treba čuvati u hladnjaku kada se ne koristi. Prilikom lijepljenja kutnih igala oslonite se na popločane gusjenice ….ne dodavajte više lema. Vi samo trebate držati čip na mjestu. Trebali biste se malo poigrati pri laganom pomicanju čipa. Ako ste unijeli previše, uklonite sve, očistite i pokušajte ponovno.

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 skrutnula. Ako postoji bilo kakva igra …, pokušajte ponovo zagrijati ili uklonite sve/očistite i pokušajte ponovno. 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 s hladnjakom ispod, toplinski i električno. Žao mi je zbog mutnih slika, moja kamera radi samo makronaredbe. 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 ostale komponente sa sličnom potrebom za dobrom električnom i toplinskom vezom s rasporedom PCB -a.