Пайка под чипами: 6 шагов (с изображениями)

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

Недавно мне пришлось разработать устройство, в котором использовалась микросхема с радиатором под корпусом микросхемы. Этот радиатор должен был быть электрически и термически подключен к печатной плате.

Обычно эти устройства (см. Рисунок) припаиваются к печатным платам с использованием методов оплавления, когда паяльная паста наносится по трафарету на плату, роботы размещают микросхемы, а специальная печь нагревает устройство до тех пор, пока паяльная паста не расплавится. Другие устройства с такой же проблемой включают микросхемы драйверов и светодиоды высокой мощности. Первоначально я пробовал использовать серебряный радиатор, однако, хотя он был довольно хорош в термическом отношении, он не обеспечил надежного электрического соединения, система отказалась из-за вибрации, и волшебный дым улетучился… что привело к множеству ругательств и разочарований. После некоторых экспериментов я придумал этот метод для пайки под этими типами устройств для ручного прототипирования без использования печи оплавления.

Шаг 1. Подготовьте термопереходы

Ваша печатная плата должна иметь медный участок под радиатором микросхемы для электрического и теплового соединения.

Сначала просверлите небольшие отверстия (сколько может поместиться) под радиатором чипа. Затем проткните медный провод через отверстия (второй рисунок). Старайтесь использовать проволоку такой толщины, насколько позволяют отверстия. Вам нужна плотная посадка. Я просто использовал провода от диода… они были в самый раз… и сделаны из меди (покрыты оловом). Во второй раз я проткнул провода снизу ровно настолько, чтобы они высунулись, но не слишком далеко (третье фото).

Шаг 2: припаяйте верхнюю и нижнюю части термического переходника

Теперь припаяйте верхнюю и нижнюю часть продетых проводов … … постарайтесь как можно меньше использовать верхнюю часть, где будет установлен чип, чтобы упростить следующий шаг.

Обрежьте верхние провода как можно ближе к печатной плате, не повредив направляющие. Оставьте примерно 2-3 мм провода, торчащего снизу….. вам нужно иметь возможность подключить тепло от паяльника к чему-то, когда придет время прикрепить чип.

Шаг 3: верните верхнюю часть

А теперь самое деликатное.

Тщательно подпилите как можно больше, не царапая окружающие дорожки. Не торопитесь … это очень сложно и нельзя торопиться. Когда он подойдет слишком близко к напильнику, используйте лезвие скальпеля, чтобы соскрести еще больше. Медь и припой должны быть достаточно мягкими. На первом изображении вы должны увидеть, как начинают проявляться жилы продетых медных проводов.

Шаг 4: Наконец, наждайте печатную плату наждачной бумагой

Используя влажную / сухую наждачную бумагу под краном, осторожно зачистите оставшийся припой от области радиатора под микросхемой печатной платы, пока он не станет медным и как можно более плоским.

Не будьте слишком агрессивны с грубой наждачной бумагой, иначе вы можете (как я) стереть окружающие дорожки. Снова не торопитесь и закончите с бумагой с зернистостью 2000, чтобы получить хорошую отделку. Посмотрите на картинку, хотя она и расплывчата, вы должны увидеть голую медь с двумя медными полосками на месте проводов. Также обратите внимание на пару царапин на некоторых соединительных дорожках….упы… Надеюсь, лужение позаботится об этих маленьких царапинах. После этого используйте немного использованной припойной оплетки, чтобы залудить контактные дорожки, где будет соединяться микросхема…..но оставьте область радиатора чистой медью…. Вам может потребоваться удалить излишки лужения с помощью чистой припойной оплетки. Важно, чтобы все было ровно.

Шаг 5: Ура, паяльная паста выходит на сцену

Теперь возьмите паяльную пасту и нанесите немного в центр радиатора микросхемы. Не используйте слишком много и оставляйте зазоры по краям. Если вы получите немного снаружи, удалите и попробуйте еще раз.

Когда микросхема помещается на печатную плату, паста выливается наружу, что может привести к короткому замыканию контактов микросхемы… так что используйте ровно столько, сколько необходимо. Затем поместите микросхему на печатную плату и припаяйте угловые штырьки к луженым дорожкам. Используйте мультиметр, чтобы убедиться, что нет шорт. Будьте осторожны с паяльной пастой, она токсична, поэтому при попадании на себя вымойте руки и удалите брызги. Также его следует хранить в холодильнике, когда он не используется. При закреплении угловых штифтов полагайтесь на луженую направляющую … не добавляйте припой. Вам просто нужно удерживать фишку на месте. У вас должен быть небольшой люфт при небольшом перемещении фишки. Если вы положили слишком много, удалите все, почистите и попробуйте еще раз.

Шаг 6: тепло снизу

Теперь переверните плату и нагрейте торчащие снизу кусочки медной проволоки.

Посмотрите на верхнюю часть платы и обратите внимание, что при плавлении паяльной пасты должно быть немного дыма. Когда остынет, подтолкните чип. Она должна быть твердой, если паста расплавилась и затвердела. Если есть люфт…. Тогда попробуйте снова нагреть, или удалите все / почистите и попробуйте еще раз. Наконец, припаяйте оставшиеся штыри и ранее закрепленные штифты и очистите их чистой оплеткой, затем средством для удаления флюса и проверьте на короткое замыкание. Поздравляем, вы успешно установили микросхему с радиатором под ней как термически, так и электрически. Извините за размытые фотографии, моя камера только делает макрос. Этот метод должен быть полезен не только для микросхем, как показано на рисунках, но также для светодиодов высокой мощности и любых других компонентов с аналогичной потребностью в хорошем электрическом и тепловом соединении с макетами печатных плат.