Lodning nedenunder chips: 6 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:30

Jeg var for nylig nødt til at designe en enhed, der brugte en chip med en kølelegeme under chipens krop. Denne kølelegeme skulle både være elektrisk og termisk forbundet til printkortet.

Typisk er disse enheder (se billede) loddet til PCB'er ved hjælp af reflow -teknikker, hvor loddepasta er stencilled til brættet, robotter placerer chipsene og en særlig ovn opvarmer enheden, indtil loddemassen smelter. Andre enheder med det samme problem inkluderer driverchips og LED'er med høj effekt. Jeg forsøgte oprindeligt at bruge sølvkølelegeme, men selvom det var temmelig godt termisk, lavede det ikke en pålidelig elektrisk forbindelse, cct fejlede med vibrationer og den magiske røg slap ud … hvilket førte til meget bande og frustration. Efter nogle eksperimenter fandt jeg frem til denne metode til lodning under disse typer enheder til håndprototyper uden at skulle bruge en reflovnovn.

Trin 1: Forbered termiske Vias

Dit printkort skal have et kobberområde under chipkøleren til elektrisk og termisk forbindelse.

Bor først små huller (så mange som der kan være plads til) under, hvor chips køleplade går. Næste stik gennem kobbertråd gennem hullerne (andet billede). Prøv at bruge tråd så tyk som hullerne tillader. Du har brug for en stram pasform. Jeg har lige brugt ledningerne fra en diode….de var helt rigtige….og lavet af kobber (belagt med tin). Anden gang ville jeg stikke ledningerne nedefra lige nok til at stikke ud, men ikke for langt (tredje billede).

Trin 2: Lodde toppen og bunden af den termiske Via

Lod nu toppen og bunden af de gennemtrængede ledninger….. prøv at bruge så lidt som muligt på toppen, hvor chippen vil blive installeret for at gøre det næste trin lettere.

Trim de øverste ledninger så tæt som muligt på printkortet uden at ødelægge sporværk. Lad dog ca. 2-3 mm tråd stikke ud fra bunden ….. du skal være i stand til at forbinde varmen fra loddejernet til noget, når det er tid til at fastgøre chippen.

Trin 3: Fil tilbage på oversiden

Nu kommer den sarte del.

Fil omhyggeligt så meget som muligt uden at ridse omkringliggende sporværk. Tag dig god tid her.. Det er meget svært og kan ikke forhastes. Når det kommer for tæt på filen, skal du bruge et skalpelblad til at skrabe væk endnu mere. Kobberet og loddetøjet skal være rimeligt blødt. På det første billede skulle du kunne se kernerne på kobbertrådene, der blev stukket igennem, begyndte at dukke op.

Trin 4: Slib endelig PCB'en

Brug vådt/tørt sandpapir under en hane, forsigtigt sandpapir det resterende loddemiddel af PCB -underspånens kølelegeme, indtil det er bart kobber og så fladt som muligt.

Vær ikke for aggressiv med groft sandpapir, ellers kan du (som jeg gjorde) slibe det omkringliggende sporværk væk. Tag igen din tid, og afslut med 2000 kornpapir for at få en god finish. Se på billedet, selvom det er sløret, skulle du kunne se bart kobber med to kobbersnegle, hvor ledningerne er. Bemærk også et par ridser på nogle forbindelsesspor….ops… forhåbentlig tager tinningen sig af disse små ridser. Efter dette skal du bruge en brugt loddetinfletning til at binde stiftsporene, hvor chippen vil forbinde…..men lad kølelegemet være blottet kobber…. Du skal muligvis fjerne overskydende fortinning med en ren loddemetal. Det er vigtigt at have alt fladt.

Trin 5: Hurra, loddepastaen går ind på scenen

Få nu loddemassen og dup lidt i midten af chipsets kølelegeme. Brug ikke for meget, og lad et hul være rundt om kanterne. Hvis du bliver lidt på ydersiden, skal du fjerne og prøve igen.

Når chippen er placeret på printet, vil pastaen sprøjte ud, hvilket kan ende med at kortslutte chipsstifterne ….. så brug kun så meget som nødvendigt. Derefter placeres chippen på printkortet, og klæbes loddemålene til de fortinnede spor. Brug et multimeter til at sikre, at der ikke er shorts. Vær forsigtig med loddemasse, det er giftigt, så vask dine hænder, hvis du får noget på dig selv og rengør stænk. Det skal også opbevares i køleskabet, når det ikke er i brug. Når du klæber på hjørnestifterne, skal du stole på det fortyndede sporværk.. Tilføj ikke mere loddetin. Du skal bare holde chippen på plads. Du bør have lidt spil, når du flytter chippen lidt. Hvis du putter for meget i, fjern alt, rengør og prøv igen.

Trin 6: Varme nedenunder

Vend nu brættet og varm de stikkende kobbertråd ud nedenunder.

Se oversiden af brættet, og læg mærke til, at der skal være en lille smule dampe, når loddemassen smelter og flyder. Når den er afkølet, skubbes chippen. Det skal være stensikkert, hvis pastaen er smeltet og størknet. Hvis der er noget spil …. prøv derefter at varme op igen, eller fjern alt/rengør og prøv igen. Til sidst loddes de resterende stifter og de tidligere klæbede stifter og ryddes op med ren fletning, derefter fluxfjerner og testes for shorts. Tillykke, du har med succes vedhæftet en chip med en køleplade under både termisk og elektrisk. Beklager de slørede billeder, mit kamera laver kun makro. Denne teknik bør være nyttig til ikke kun chips som vist på billederne, men også højeffekt -LED'er og andre komponenter med et lignende behov for en god elektrisk og termisk forbindelse til PCB -layout.