Jak lutować komponent SMD z „padem” na dole?

Dostaję płytkę drukowaną do projektu, nad którym pracuję. Jedna z części, sterownik silnika A4950 ( arkusz danych ), ma na dole „podkładkę”, która ma być przylutowana do GND płytki drukowanej w celu rozproszenia ciepła. Zamawiam tylko niewielką ilość PCB, więc nie ma sensu kupować jakiejś usługi montażu PCB . Planuję samodzielnie lutować komponenty.

Myślałem o lutowaniu i nie jestem pewien, jak sobie poradzę (używając lutownicy), lutując podkładkę na spodzie. Czy można to zrobić ręcznie?

Myślałem, że może uda mi się ręcznie nałożyć pastę lutowniczą na płytkę drukowaną, ale nie jestem pewien, czy jest to właściwe użycie pasty lutowniczej, czy nie.

Jak mogę prototypować układ scalony z odsłoniętą podkładką na spodzie?

Absolutnie najlepszym sposobem na to jest wstępne podgrzanie wszystkiego za pomocą dużego źródła gorącego powietrza lub piekarnika o dużym przepływie. Najpierw nałóż pastę, jeśli ją masz, lub odrobinę lutowanego drutu na podkładkę. Następnie podgrzej. Temperatura podgrzewania wstępnego wynosi około 125 ° C lub więcej.

Gdy wszystko zostanie ogrzane do temperatury 125 ° C, przyłóż zlokalizowane gorące powietrze bezpośrednio do lutowanego elementu i bezpośrednio wokół niego. Temperatura powinna być wystarczająco wysoka, aby stopić lut, ale nie przegrzewać części. Wiele tanich urządzeń na gorące powietrze ma złe ustawienie i wskazanie temperatury. Może być konieczne eksperymentowanie. Jeśli lut topi się bardzo szybko, jest zbyt gorący. Jeśli topi się za około 10–45 sekund, to prawdopodobnie dobrze. Jeśli zajmie to pełną minutę, prawdopodobnie powinno być cieplej. Często zauważysz, że część sama się wyrównuje i zatrzaskuje na miejscu, gdy lut jest stopiony. To dobra wskazówka, że ​​jest wystarczająco gorąco.

Małe części prawdopodobnie będą przepływać znacznie szybciej niż duże części i mogą nie potrzebować tak wysokiej temperatury. Twoje pierwsze wysiłki mogą nie działać dobrze. Śledź więc czas, temperaturę i wyniki. Kiedy znajdziesz zwycięski przepis, trzymaj się go.

Jeśli nie masz możliwości podgrzania całej planszy, możesz to zrobić tak, jak mówi Arsenal. Jeśli naprawiasz płytę, która przeszła przez piec rozpływowy, pamiętaj o czasie i temperaturze podczas wyjmowania części. To da ci dobry pomysł na czas i temperaturę wymaganą do zainstalowania nowego.

W przypadku dużych części czasami nie umieszczam ich przed podgrzaniem. Trzymam tę część za pomocą pincety blisko krawędzi strumienia gorącego powietrza. Używam gorącego powietrza na podkładce, dopóki nie zobaczę, że lut jest dokładnie stopiony, a następnie umieszczam gorącą część na stopionej stopie lutowniczej za pomocą pincety. Nie stawiaj zimnej części na gorącym lutu. Część musi być również gorąca, w przeciwnym razie otrzymasz połączenie lutowane na zimno. Jeśli zrobisz to w ten sposób, możesz przerwać ogrzewanie niemal natychmiast po umieszczeniu części. Och, także użyj strumienia.

Jednym tanim i łatwym sposobem na to jest wywiercenie małego (50 do 100 mils) otworu w środku płytki na płytce drukowanej. Przylutuj sam podkładkę, ale nie tyle, żeby kałuże. Przylutuj lub przynajmniej zmiksuj podkładkę na układzie scalonym i przylutuj tylko narożne piny do płytki drukowanej.

Włóż około 60 watów lutownicy z małą końcówką dłuta do tylnej części płytki drukowanej i do wywierconego otworu. Ogrzeje to płytkę IC i płytkę PCB na tyle, aby się ze sobą połączyć. Palcem w rękawiczce naciśnij płasko układ scalony, gdy łączy się z podkładką. ZATRZYMAJ natychmiast. Teraz możesz ręcznie przylutować lub użyć w podczerwieni lub pistoletu do lutowania pozostałych szpilek.

Działa to dobrze, jeśli zrobiłeś to kilka razy. Korzystając z tej sztuczki, tracisz część wymiany ciepła na płytkę drukowaną, ale mniejsze szanse na uszkodzenie w wyniku gotowania układu scalonego lub płytki drukowanej, jeśli inne procedury trwają zbyt długo.

EDYCJA: Jedyny raz, gdy ta sztuczka nie zadziała, to w przypadku płyt wielowarstwowych i wiesz, że istnieją ślady, które możesz przeciąć. Jednak układy scalone, które mają dolną podkładkę do uziemienia i / lub radiator, zwykle nie mają pod nimi ukrytych śladów. Co najwyżej na obwodzie znajdowałaby się podkładka uziemiająca z pierścieniem kondensatorów SMD. O ile nie jest bardzo mały, nadal można bezpiecznie wywiercić mały otwór w środku.

Dzięki @MichaelKaras za jego sugestię, że jeśli robisz swój własny układ planszy, w planszy, która jest platerowana w domu zarządu, może zostać osadzona dziura 50 mil. Stwarza to więcej powierzchni do przekazywania ciepła i pozwala uniknąć wiercenia zadziorów w miedzi, jeśli zostanie to zrobione później. Płytka przelotowa pozwala również na odbiór większej ilości ciepła z lutownicy, więc ten krok odbywa się szybko. Pozwala także na trasowanie kilku śladów wokół otworu, jeśli upraszcza to routing.

Oto sposób na zrobienie tego bez pistoletu na gorące powietrze.

Ponieważ część ma szpilki tylko z dwóch stron, możesz wydłużyć środkową podkładkę, jak w przypadku U3. W ten sposób możesz ogrzać go z zainstalowanym chipem:

Następnie wstępnie cynuj zarówno podkładkę na urządzeniu, jak i na płytce drukowanej i podgrzewaj, aż stopią się razem. Następnie możesz wlutować pozostałe styki w normalny sposób.

Jeśli masz pastę lutowniczą i regulowany pistolet na gorące powietrze (przepływ i ciepło), możesz ich użyć.

To, co robię, to nakładanie pasty lutowniczej na podkładki (do nakładania używam strzykawki z bardzo cienką igłą, to naprawdę nie potrzebuje dużo), umieść komponent najlepiej jak to możliwe. Nie musi być w 100% perfekcyjny, szczególnie jeśli płyta ma odporność na lutowanie, ponieważ pasta lutownicza do ponownego wlania pozwoli na częściowe wyrównanie, ale nie za dużo.

Następnie używam niskiego przepływu powietrza (część mogłaby zostać zdmuchnięta) z temperaturą około 350 do 400 ° C i staram się równomiernie ogrzewać wokół części. W pewnym momencie pasta lutownicza zacznie się topić na szpilkach. Aby uzyskać dolną podkładkę, potrzebuje trochę więcej ciepła, więc kontynuuję przez kilka sekund wokół układu.

Jeśli w pobliżu chipu znajdują się małe części (na przykład kondensatory odsprzęgające), przygotuj się, aby odlecieć lub nagrobek.

Po zakończeniu dokładnie sprawdź tablicę pod kątem ewentualnych zwarć, które mogą wystąpić podczas tej procedury - przynajmniej dla mnie nie jest to rzadkie.

Ta metoda powoduje obciążenie termiczne na płytce drukowanej, więc po około 4 lub 5 próbach na płytce drukowanej pojawią się oznaki degradacji i zwykle używam nowej.

Pistolet na gorące powietrze i duży strumień. Inną metodą, której użyłem do lutowania tych części za pomocą lutownicy, jest umieszczenie kilku przelotek na podkładce termicznej i lutowanie jej przez to. To nie jest najlepsza metoda, ale wystarczająca do prototypowania.

Jeśli moc rozpraszana w części jest niska (jak 1/3 lub 1/4) znamionowej wydajności rozpraszania, możesz w ogóle nie lutować elektrody (chyba że jest ona również używana do uziemienia lub połączenia elektrycznego, co wiele części podkładka termiczna jest połączona ze szpilką i podkładką).

Inną opcją, jeśli połączenie elektryczne z podkładką termiczną na dole nie jest potrzebne, jest umieszczenie radiatora na górze w celu wykonania prototypu (czasami wystarczy nawet blok aluminium, aby zwiększyć powierzchnię powietrza).

[zrzeczenie się odpowiedzialności: Ta technika jest proponowana tylko dla jednorazowych prototypów.]

Pewnego razu musiałem przylutować układ SOIC z podkładką termiczną do 2-warstwowej płyty. Nie musiałem używać pasty lutowniczej. Oto jak to zrobiłem.

1. Układ PCB. Dolna warstwa mojej płytki PCB służyła jako płaszczyzna uziemienia. Dodałem przelotki pod IC, które łączyły podkładkę termiczną z dolną płaszczyzną uziemienia. Głównym celem przelotek było odprowadzenie ciepła rozpraszanego przez IC. Te same przelotki mogą przewodzić ciepło potrzebne do lutowania.

2. Przylutuj dostępne końcówki skrzydeł mewy na zewnątrz IC. To utrzyma to na miejscu.

3. Opcjonalne, ale bardzo pomocne. Zastosuj „ciepło luzem” na płytce drukowanej. Możesz użyć piekarnika. Nawet domowa suszarka do włosów może do tego zadziałać. [Używam przemysłowej opalarki, która jest zarośniętą suszarką do włosów.] Celem masowego ogrzewania jest zmniejszenie ilości „miejscowego ciepła”, które zastosujesz za pomocą lutownicy w następnym kroku.

4. Precyzyjne ciepło. Odwróć planszę. Przyklej lutownicę do otworu przelotowego na spodzie. Obficie podaj lut i topnik. Lut przepłynie przez przelotki do podkładki termicznej, gdzie będzie miał kontakt elektryczny i termiczny.

---

¹ Użyłem staromodnego lutu ołowiowego do kroku 5. Ma on niższą temperaturę topnienia niż współczesne produkty.
² Jeśli masz wybór końcówek, użyj średniej lub dużej końcówki dla kroku 5.
³ Jeśli twoja deska ma wewnętrzne warstwy płaskie, trudniej będzie zastosować tę metodę.

Aby lutować podkładki pod komponentem, niestety nie możesz użyć lutownicy, potrzebujesz opalarki lub lepiej stacji. .... i mnóstwo Flux. Mam nadzieję, że to odpowiada na twoje pytanie.

Pistolet na gorące powietrze, pasta lutownicza i topnik to właściwa odpowiedź, jak napisali inni. Chciałbym jednak dodać dokładności do stosowanej temperatury. Ogrzewać wstępnie w około 120 ° C przez jedną minutę, a następnie stopniowo zwiększać ciepło o 10 ° C co 5 sekund, aż do osiągnięcia 240 ° C lub 250 ° C (w przypadku większych części). Następnie policz powoli do 5 i zacznij stopniowo obniżać temperaturę. zmniejszanie można wykonać szybciej. W 125 ° C możesz wyłączyć gorące powietrze. NIE ogrzewaj w wyższej temperaturze! Twoja część, płytka drukowana i inne części wokół stopią się. W arkuszu danych należy zapisać maksymalną temperaturę i czas lutowania rozpływowego. Nie przekraczaj ich. Jeśli nie masz regulowanego pistoletu pneumatycznego i nie możesz go mieć, możesz spróbować grać z termometrem cyfrowym, ale jest to o wiele trudniejsze i mniej niezawodne. Zdecydowanie polecam zakup takiego, jeśli zrobisz więcej niż 10 sztuk. Pistolet pneumatyczny może być również używany do spawania lub naprawy elementów konstrukcyjnych, rękawów lutowniczych i innych rzeczy.

Bardzo niechlujny, ale istniejący sposób, aby to zrobić, polega na tym, aby podkładka na płytce była nieco większa, przylutować krótki cienki drut do samego elementu, a następnie po umieszczeniu elementu, przylutować pozostałą część drutu do podkładki. Spowoduje to podniesienie komponentu o około mm od płyty, możesz wcisnąć pod nią klej przewodzący ciepło. :) Widzę wzdrygi na twarzach i rozumiem całkowicie, ale może faktycznie działać, dba o połączenie elektryczne i ciepło, i nie wymaga pistoletu pneumatycznego.

Można to przylutować ręcznie, jeśli zaprojektujesz pustą deskę z otworem przez płytkę, który jest wystarczająco duży, aby pasowała do grotu lutownicy, ale będziesz również musiał mieć podkładkę uziemiającą. Spójrz na zdjęcie w celach informacyjnych. Zdecydowanie nie polecam tego robić, ale jeśli budujesz tylko kilka desek, to zadziała. Jeśli kiedykolwiek zdecydujesz się na większy wolumin, usuń dziurę i zatrudnij CM. Zdjęcie przedstawia dfn z podkładką uziemiającą.

Użyj tego linku do zdjęcia.