Spajkanje pod čipi: 6 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:08

Pred kratkim sem moral oblikovati napravo, ki je uporabljala čip s hladilnikom pod telesom čipa. Ta hladilnik je moral biti električno in toplotno povezan s tiskano vezje.

Običajno so te naprave (glej sliko) spajkane na tiskane vezje z uporabo tehnik reflow, kjer spajkalno pasto šablonizirajo na ploščo, roboti položijo žetone in posebna pečica ogreva napravo, dokler se spajkalna pasta ne stopi. Druge naprave z isto težavo vključujejo gonilnike in LED z visoko močjo. Sprva sem poskušal uporabiti srebrno mešanico hladilnika, čeprav je bila toplotno precej dobra, ni vzpostavila zanesljive električne povezave, cct je deloval z vibracijami in čarobni dim je ušel… kar je povzročilo veliko psovk in frustracij. Po nekaj poskusih sem se domislil te metode za spajkanje pod te vrste naprav za ročno izdelavo prototipov, ne da bi potreboval peč za ponovno polnjenje.

1. korak: Pripravite toplotne vias

Pod električnim in toplotnim priključkom vašega tiskanega vezja mora biti bakreno območje pod hladilnikom čipa.

Najprej izvrtajte majhne luknje (kolikor jih je mogoče), kjer gre hladilnik čipa. Nato skozi luknje pobrskajte skozi bakreno žico (druga slika). Poskusite uporabiti žico tako debelo, kolikor bodo luknje dovoljevale. Potrebujete tesno prileganje. Pravkar sem uporabil kable iz diode …. Bili so ravno pravšnji …. In iz bakra (prevlečeni s kositrom). Drugič sem pobrskal žice od spodaj toliko, da so štrlele ven, vendar ne predaleč (tretja slika).

2. korak: Spajkajte zgornji in spodnji del toplotne via

Zdaj spajkajte zgornji in spodnji del žice skozi žice ….. poskusite čim manj uporabiti na vrhu, kjer bo čip nameščen, da bo naslednji korak lažji.

Zgornje žice obrežite čim bližje tiskanemu vezju, ne da bi pri tem uničili sledove. Pustite približno 2-3 mm žice, ki štrli od spodaj … … ko pride čas za pritrditev čipa, morate biti sposobni povezati toploto iz spajkalnika z nečim.

Korak 3: Datoteka nazaj na vrhu

Zdaj prihaja občutljiv del.

Čim bolj previdno vložite, ne da bi opraskali obodne steze. Vzemite si čas tukaj….je zelo težko in z njim ni mogoče hititi. Ko se preveč približa datoteki, z rezilom za lasišče še bolj strgajte. Baker in spajkanje morata biti razmeroma mehka. Na prvi sliki bi morali videti jedra bakrenih žic, ki so se začela pojavljati.

4. korak: Končno brusite papir na tiskano vezje

Z mokrim/suhim brusnim papirjem pod pipo previdno zbrusite preostali spajk z območja hladilnika tiskane plošče, dokler ni gol in čim bolj raven.

Ne bodite preveč agresivni z grobim brusnim papirjem, sicer bi lahko (tako kot jaz) zmečkali okoliško oblogo. Ponovno si vzemite čas in končajte z brusnim papirjem 2000, da dobite dober zaključek. Poglejte sliko, čeprav ste zamegljeni, bi morali videti goli baker z dvema bakrenima polžema tam, kjer so žice. Upoštevajte tudi nekaj prask na nekaterih povezovalnih tirih… skoki….. upam, da bo kositr poskrbel za te majhne praske. Po tem uporabite nekaj rabljene spajkalne pletenice, da kosite zatiče, na katere se bo čip priključil…..ali pustite območje hladilnika golo baker…. Morda boste morali odstraniti presežek kositra s čisto spajkalno pletenico. Pomembno je, da je vse ravno.

5. korak: Hura, spajkalna pasta vstopi na oder

Zdaj vzemite spajkalno pasto in malo vtrite v sredino hladilnika čipov. Ne uporabljajte preveč in pustite vrzel okoli robov. Če vam je zunaj malo, odstranite in poskusite znova.

Ko je čip nameščen na tiskano vezje, se bo pasta raztrgala, kar lahko na koncu skrajša zatiče čipov ….. zato uporabite le toliko, kolikor je potrebno. Nato namestite čip na tiskano vezje in prilepite vogalne zatiče na pločevine. Z multimetrom se prepričajte, da ni kratkih hlač. Bodite previdni s spajkalno pasto, saj je strupena, zato si umijte roke, če jo nanesete, in očistite vse brizge. Prav tako ga je treba hraniti v hladilniku, ko ga ne uporabljate. Pri lepljenju vogalnih zatičev se zanašajte na konzervirano podlago…. Ne dodajajte več spajkanja. Čip morate le držati na mestu. Pri rahlem premikanju čipa bi se morali malo poigrati. Če vnesete preveč, odstranite vse, očistite in poskusite znova.

Korak 6: Ogrevanje od spodaj

Zdaj obrnite ploščo in spodaj segrejte štrleče koščke bakrene žice.

Oglejte si zgornjo stran plošče in opazite, da bi moralo biti malo dima, ko se spajkalna pasta topi in teče. Ko se ohladi, potisnite čip. Če se pasta stopi in strdi, mora biti trdna. Če se kaj igra…, poskusite znova segreti ali pa odstranite vse/očistite in poskusite znova. Na koncu spajkajte preostale zatiče in že pritrjene zatiče ter očistite s čisto pletenico, nato odstranjevalcem fluksa in preizkusite kratke hlače. Čestitamo, da ste toplotno in električno uspešno pritrdili čip s hladilnikom pod njim. Oprostite za zamegljene slike, moja kamera samo makro. Ta tehnika bi morala biti uporabna ne le za čipe, kot je prikazano na slikah, ampak tudi za LED z veliko močjo in vse druge komponente, ki imajo podobno potrebo po dobri električni in toplotni povezavi s postavitvami tiskanih vezij.