Пайка оплавлением в тостере (BGA): 10 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:54

Выполнение пайки оплавлением может быть дорогостоящим и трудным, но, к счастью, существует простое и элегантное решение: тостеры. В этом проекте показаны мои предпочтительные настройки и уловки, которые делают процесс гладким. В этом примере я сосредоточусь на перекомпоновке BGA (массива шариковой сетки).

Шаг 1. Найдите тостер

Вам нужны две основные вещи: регулируемая ручка температуры и таймер, который отсчитывает время. Чем выше точность таймера, тем лучше.

Кроме того, если вам это удастся, какой-то принудительный воздушный поток улучшит однородность температуры в духовке, но вы должны убедиться, что воздушный поток недостаточно мощный, чтобы перемещать ваши компоненты.

Шаг 2. Получите термометр и таймер

Несмотря на то, что в тостере есть заданная температура и встроенный таймер, вы все равно хотите получить более точные показания. Возьмите дешевый термометр для духовки, бросьте его в духовку и возьмите таймер с будильником, чтобы напоминать вам о необходимости проверить печатные платы для выпечки.

Шаг 3: Сделайте свои печатные платы

В этом примере я работаю с ADXRS300, который представляет собой 1-осевой гирометр производства Analog Devices. Он поставляется в упаковке с сеткой шариков, в которой шарики уже прикреплены к нижней части компонента. Печатная плата должна быть спроектирована с контактными площадками для каждого из шариков, а также с шелкографическим контуром, чтобы упростить выравнивание компонента (что критично, когда вы фактически не видите контактные площадки). Кроме того, убедитесь, что вы отметили положение контакта 1.

Шаг 4: Добавьте флюс на печатную плату

Шарики в BGA не имеют флюса, поэтому вам * абсолютно * необходимо нанести флюс на плату перед выполнением оплавления. Если вы не добавляете флюс, оксид на верхней части колодок не даст шарикам течь, и вы получите слегка сдавленные шарики, которые на самом деле не связаны с основной печатной платой.

Шаг 5: Совместите компоненты на печатной плате

Поместите печатную плату на поднос тостера, желательно сориентировав его так, чтобы вы могли наблюдать за ней через окно духовки. Точно разместите компонент на печатной плате, используя шелкографию для выравнивания. Вам не обязательно быть точным, поскольку оплавление припоя фактически подтянет компонент к выравниванию, но вы должны попытаться подвести его как можно ближе. В худшем случае компонент будет смещен более чем на половину шага расстояния между шариками, что приведет к смещению компонента на один набор контактных площадок. Нехорошо.

Шаг 6: Начните готовить

Закройте дверцу духовки тостера (убедитесь, что компонент не выровнен). Установите шкалу температуры примерно на 450 и запустите таймер примерно на 20 минут. Позже, когда вы определите характеристики вашей конкретной тостерной печи, вы можете начать использовать точные значения. Но сейчас мы будем использовать термометр для духовки и внешний таймер, чтобы отслеживать, что происходит.

Шаг 7: Следите за температурой

Следите за термометром. Вам нужно будет проверить профиль оплавления для ваших конкретных компонентов, чтобы узнать, какой температуры вы пытаетесь достичь. В моем случае шарики припоя начинали плавиться при 183 ° C, и я хотел достичь максимальной температуры 210 ° C. Если вы выйдете за пределы 230-240 ° C, вы начнете сжигать свои печатные платы, что, хотя и забавно, вероятно, не то, что вам нужно.

Шаг 8: выключите тостер

Как только духовка достигнет максимальной температуры, к которой вы стремитесь, выключите ее!

Шаг 9: Дайте остыть и ничего не трогайте

Вы можете ускорить процесс охлаждения, открыв переднюю дверцу тостера … НО, убедитесь, что вы не толкаете компоненты и не перемещаете их каким-либо образом. Припой к этому моменту все еще жидкий, и если вы ткнете компонент, вы сместите его и испортите. Пришло время просто уйти. Как только температура упадет ниже 100 ° C (или 50 ° C, если вы параноик), вы можете свободно перемещать вещи.

Шаг 10: Изучите и наслаждайтесь

Вы должны убедиться, что все шарики соединены и что компонент прочно прикреплен к печатной плате. На этом изображении показаны 3 BGA с оплавлением, интегрированные в 3-осевой инерциальный измерительный блок.