Soldar sota xips: 6 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:16

Fa poc vaig haver de dissenyar un dispositiu que utilitzava un xip amb dissipador de calor a sota del cos del xip. Aquest dissipador de calor s’havia de connectar tant elèctricament com tèrmicament al PCB.

Normalment, aquests dispositius (vegeu la imatge) es solden a PCB mitjançant tècniques de reflow, on la pasta de soldadura s’estampa al tauler, els robots col·loquen les estelles i un forn especial escalfa el dispositiu fins que la pasta de soldadura es fon. Altres dispositius amb el mateix problema inclouen xips de controladors i LED d’alta potència. Originalment vaig provar d’utilitzar compost de dissipador de plata, tot i que, tot i que era força bo tèrmicament, no feia una connexió elèctrica fiable, el CCT funcionava malament amb la vibració i el fum màgic s’escapava … provocant molta maledicció i frustració. Després d'alguna experimentació, vaig trobar aquest mètode per soldar sota aquest tipus de dispositius per prototipar les mans sense necessitat de forn de reflux.

Pas 1: prepareu Vias tèrmics

El vostre PCB hauria de tenir una àrea de coure sota el dissipador de calor del xip per a la connexió elèctrica i tèrmica.

Primer, foradeu petits forats (tants com puguin cabre) per on passa el dissipador de calor. A continuació, passeu pel fil de coure pels forats (segona imatge). Proveu d'utilitzar filferro tan gruixut com ho permetin els forats. Necessiteu un ajust ajustat. Acabo d’utilitzar els cables d’un díode … Tenien la raó correcta … i de coure (xapat amb estany). La segona vegada, tiraria els cables des de la part inferior prou per treure’ls, però no massa lluny (tercera foto).

Pas 2: soldeu la part superior i inferior de la via tèrmica

Ara soldeu la part superior i inferior de la puntera mitjançant cables ….. Intenteu utilitzar el mínim possible a la part superior, on s’instal·larà el xip per facilitar el següent pas.

Retalleu els cables superiors el més a prop possible del PCB sense destruir cap traçat. Deixeu uns 2-3 mm de filferro que surti de la part inferior, però … heu de poder connectar la calor del soldador a alguna cosa quan arribi el moment de connectar el xip.

Pas 3: torneu a arxivar la part superior

Ara arriba la part delicada.

Arxiveu amb cura el màxim possible sense ratllar la pista del voltant. Preneu-vos el temps aquí … és molt difícil i no es pot precipitar. Quan s'apropi massa a l'arxiu, utilitzeu una fulla bessona per raspar encara més. El coure i la soldadura haurien de ser raonablement suaus. A la primera imatge hauríeu de ser capaços de veure com començaven a aparèixer els nuclis dels cables de coure que es van picar.

Pas 4: Finalment, escarbeu el PCB

Utilitzant paper de vidre humit / sec sota l’aixeta, deixeu amb compte amb cura la soldadura restant de la zona del dissipador de calor de la placa inferior del PCB fins que quedi coure pelat i el més pla possible.

No sigueu massa agressiu amb paper de vidre gruixut o, en cas contrari, podríeu (com he fet) triturar la pista que envolta. Torneu a prendre el vostre temps i acabeu amb 2000 gra de paper per obtenir un bon acabat. Mireu la imatge, tot i que borrosa hauríeu de poder veure coure nu amb dos llimacs de coure on hi ha els cables. Tingueu en compte també un parell de ratllades en algunes pistes de connexió … ups … … espero que l'estanyament s'encarregui d'aquestes petites ratllades. Després d'això, utilitzeu una trena de soldadura usada per estanyar les pistes del pin on es connectarà el xip … però deixeu la zona del dissipador de coure nua … potser haureu d'eliminar l'excés d'estanyat amb una trena de soldadura neta. És important tenir-ho tot pla.

Pas 5: Hurra, la pasta de soldadura entra a l’escenari

Ara obtingueu la pasta de soldar i feu una mica al centre del dissipador de calor. No utilitzeu massa i deixeu un buit al voltant de les vores. Si teniu una mica per fora, traieu-lo i torneu-ho a provar.

Quan es col·loca el xip al PCB, la pasta s’explotarà, cosa que podria acabar reduint els passadors dels xips … només s’utilitzarà tot el que calgui. A continuació, col·loqueu el xip al PCB i col·loqueu els passadors de les cantonades a les vies de llauna. Utilitzeu un multímetre per assegurar-vos que no hi hagi pantalons curts. Aneu amb compte amb la pasta de soldar, ja que és tòxic, així que renteu-vos les mans si us en poseu i netegeu els esquitxos. També s’ha de guardar a la nevera quan no s’utilitzi. Quan cliqueu als passadors de les cantonades, confieu en el traçat de llauna … No afegiu més soldadura. Només cal mantenir el xip en posició. Hauríeu de jugar una mica quan moveu lleugerament el xip. Si hi poseu massa, traieu-ho tot, netegeu-lo i torneu-ho a provar.

Pas 6: Escalfeu per sota

Ara gireu el tauler i escalfeu els trossos de filferro de coure que hi ha a sota.

Mireu la part superior del tauler i observeu que hi hauria d’haver una mica de fums a mesura que la pasta de soldadura es fongui i fos. Quan es refredi, empeny el xip. Ha de ser sòlid com si la pasta s’hagi fos i solidificat. Si hi ha joc, proveu de tornar a escalfar, o bé, traieu-ho tot / netegeu-ho i torneu-ho a provar. Finalment, soldeu els passadors restants i els passadors prèviament clavats i netegeu-los amb una trena neta i, a continuació, elimineu el flux i proveu els curts. Enhorabona, heu connectat amb èxit un xip amb un dissipador de calor per sota tant tèrmicament com elèctricament. Disculpeu les imatges borroses, la meva càmera només fa macro. Aquesta tècnica hauria de ser útil no només per als xips com es mostra a les imatges, sinó també per als LED d’alta potència i qualsevol altre component amb una necessitat similar d’una bona connexió elèctrica i tèrmica als dissenys de PCB.