Как припаять SMD-компонент с «прокладкой» внизу?

Я получаю печатную плату для проекта, над которым я работаю. Одна из частей, драйвер A4950 двигателя ( техническое описание ), имеет «подушку» на дне, который предназначен , чтобы быть припаяны к GND печатной платы для рассеивания тепла. Я заказываю только небольшое количество печатных плат, поэтому для меня не имеет смысла покупать какие-либо услуги по сборке печатных плат . Я планирую паять компоненты самостоятельно.

Я думал о пайке, и я не уверен, как бы я поступил (используя паяльник), паяя прокладку на дне. Это вообще возможно сделать вручную?

Я подумал, может быть, я мог бы вручную нанести немного паяльной пасты на печатную плату, но я не уверен, является ли это подходящим использованием паяльной пасты или нет.

Как я могу создать прототип IC с открытой площадкой внизу?

Абсолютно лучший способ сделать это - предварительно разогреть все с помощью большого потока горячего воздуха или печи. Сначала нанесите пасту, если она у вас есть, или немного припоя на площадку. Затем предварительно разогреть. Температура предварительного нагрева составляет около 125 ° С или около того.

После того, как все нагреется до температуры 125 ° C, подайте горячий горячий воздух непосредственно на подлежащую пайке деталь и непосредственно вокруг нее. Температура должна быть достаточно горячей, чтобы расплавить припой, но не перегревать деталь. Многие дешевые аппараты горячего воздуха имеют плохую настройку температуры и индикацию. Так что вам может понадобиться экспериментировать. Если припой плавится очень быстро, он слишком горячий. Если он тает в течение 10-45 секунд, это, вероятно, хорошо. Если это займет целую минуту, то, вероятно, должно быть жарче. Часто вы замечаете, что деталь самостоятельно выравнивается и встает на место, когда припой полностью расплавлен. Это хороший признак того, что он достаточно горячий.

Мелкие детали, вероятно, будут оплавляться намного быстрее, чем крупные, и, возможно, им также не потребуется такая высокая температура. Ваши первые усилия могут не сработать. Так что следите за временем, температурой и результатами. Как только вы найдете рецепт победы, придерживайтесь его.

Если у вас нет способа предварительно разогреть всю доску, то вы можете просто сделать это так, как говорит «Арсенал». Если вы ремонтируете плату, прошедшую через печь для оплавления, следите за временем и температурой при извлечении детали. Это даст вам хорошее представление о времени и температуре, необходимых для установки нового.

Для больших частей я иногда не помещаю их до нагревания. Я держу часть с помощью пинцета возле края потока горячего воздуха. Я использую горячий воздух на подушке, пока не увижу, что припой полностью расплавлен, затем помещаю горячую часть на подушку для расплавленного припоя пинцетом. Не кладите холодную часть на горячий припой. Деталь тоже должна быть горячей, иначе вы получите холодный паяный шов. Если вы сделаете это таким образом, вы можете прекратить нагрев почти сразу после размещения детали. О, также, используйте поток.

Один из дешевых и простых способов сделать это - просверлить небольшое (от 50 до 100 мил) отверстие в центре площадки на печатной плате. Припой подушку сам, но не так сильно, что она лужа. Припаяйте или, по крайней мере, приклейте прокладку к микросхеме и припаяйте только угловые контакты к печатной плате.

Вставьте паяльник на 60 Вт с небольшим долотом в заднюю часть платы и в отверстие, которое вы просверлили. Это нагреет площадку IC и площадку PCB достаточно, чтобы соединиться вместе. Используйте палец в перчатке, чтобы плотно прижать микросхему, поскольку она плавко соединяется с подушкой. ОСТАНОВИТЬ момент, когда это происходит. Теперь вы можете припаять вручную или использовать инфракрасный или тепловой пистолет для пайки оставшихся контактов.

Это хорошо работает, как только вы сделали это несколько раз. Используя этот прием, вы теряете часть теплопередачи на печатную плату, но меньше вероятность повреждения от приготовления IC или PCB, если другие процедуры длятся слишком долго.

РЕДАКТИРОВАТЬ: Единственный раз, когда этот трюк не будет работать, с многослойными досками, и вы знаете, что есть следы, которые вы могли бы прорезать. Однако микросхемы с нижней площадкой для заземления и / или радиатора обычно не имеют скрытых следов под ними. Самое большее, это будет заземляющая подушка с кольцом конденсаторов SMD по всему периметру. Если это не очень маленький, все еще безопасно просверлить маленькое отверстие в центре.

Спасибо @MichaelKaras за его предложение о том, что если вы делаете свою собственную раскладку доски, в доску, которая наносится на доску для досок, можно вставить отверстие диаметром 50 мил. Это создает больше поверхности для передачи тепла и позволяет избежать сверления заусенцев в меди, если это будет сделано позже. Сквозная пластина также позволяет собирать больше тепла от паяльника, поэтому этот шаг происходит быстро. Также это позволяет вам проложить несколько следов вокруг отверстия, если это упрощает маршрутизацию.

Вот способ сделать это без пистолета горячего воздуха.

Поскольку деталь имеет штырьки только с двух сторон, вы можете сделать центральную площадку длиннее, как это было сделано для U3. Таким образом, вы можете нагреть его с чипом на месте:

Затем предварительно оловянную прокладку на устройстве и на печатной плате и нагревайте, пока она не расплавится. После этого вы можете нормально припаять остальные контакты.

Если у вас есть паяльная паста и регулируемый (воздушный поток и тепловой) пистолет горячего воздуха, вы можете использовать их.

Я использую паяльную пасту (я использую шприц с очень тонкой иглой, чтобы нанести его, на самом деле это не нужно), поместите компонент как можно лучше. Он не должен быть идеальным на 100%, особенно если на плате есть стойкость к пайке, так как паяльная паста с оплавлением позволит детали немного выровняться, но не слишком сильно.

Затем я использую малый поток воздуха (деталь может быть сдута) при температуре от 350 до 400 ° C и пытаюсь равномерно нагреть ее вокруг. В какой-то момент паяльная паста начнет оплавляться на контактах. Чтобы получить нижнюю прокладку, ей нужно немного больше тепла, поэтому я продолжаю ходить еще несколько секунд вокруг чипа.

Если в непосредственной близости от чипа находятся мелкие детали (например, разъединяющие конденсаторы), будьте готовы к тому, что они улетят или над вами надгробие.

Поэтому после того, как вы закончите, внимательно осмотрите доску на наличие шортов, которые могут возникнуть во время этой процедуры - по крайней мере, для меня это не редкость.

Этот метод создает тепловую нагрузку на печатную плату, поэтому примерно через 4 или 5 попыток на плате появляются признаки деградации, и я обычно использую новую.

Пистолет горячего воздуха и много потока. Другой метод, который я использовал для пайки этих деталей с помощью паяльника, - это нанести несколько переходных отверстий на термоподушку и пропаять через них. Это не лучший метод, но он достаточно хорош для прототипирования.

Если мощность, рассеиваемая в детали, мала (например, 1/3 или 1/4) от номинальной рассеиваемой мощности, вы можете вообще не паять прокладку (если только она не используется для заземления или электрического соединения, что для во многих частях термоподушка соединена с контактом и колодкой).

Другой вариант, если электрическое соединение не требуется с термоподушкой внизу, - это поставить радиатор сверху для прототипирования (иногда подойдет даже алюминиевый блок, что угодно, чтобы увеличить площадь поверхности для воздуха).

[Отказ от ответственности: этот метод предлагается только для одноразовых прототипов.]

Однажды мне пришлось припаять чип SOIC с термопастой к двухслойной плате. Мне не нужно было использовать паяльную пасту. Вот как я это сделал.

1. Макет печатной платы. Нижний слой моей платы служил заземлением. Я добавил переходные отверстия под IC, которая соединяла тепловую подушку с заземляющей плоскостью нижнего слоя. Основной целью переходных отверстий было отведение тепла, рассеиваемого ИС. Те же переходы могут проводить тепло, необходимое для пайки.

2. Припаяйте доступные выводы крыла чайки на внешней стороне микросхемы. Это будет держать его на месте.

3. Необязательно, но очень полезно. Примените «объем тепла» к вашей печатной плате. Вы можете использовать духовку. Для этого может подойти даже домашний фен. [Я использую промышленную тепловую пушку, которая заросла феном.] Цель объемного нагрева - уменьшить количество «местного тепла», которое вы будете применять с паяльником на следующем шаге.

4. Точность тепла. Переверните доску. Прикрепите паяльник к сквозному отверстию на нижней стороне. Поток припой и флюс в щели щедро. Припой будет течь через переходные отверстия к термоподушке, где он будет иметь электрический и тепловой контакт.

---

¹ Я использовал старомодный этилированный припой для шага 5. Он имеет более низкую температуру плавления, чем современный материал.
² Если у вас есть выбор подсказок, используйте средний или большой наконечник для шага 5.
³ Если у вашей доски есть внутренние плоские слои, заставить этот метод работать будет сложнее.

Чтобы припаять прокладки, которые находятся под компонентом, вы, к сожалению, не можете использовать паяльник, вам нужна тепловая пушка или лучше станция. .... и много Flux. Надеюсь, что это ответ на ваш вопрос.

Пистолет горячего воздуха, паяльная паста и флюс - правильный ответ, как и другие. Однако я хотел бы добавить точность к температуре, которая будет использоваться. Предварительно нагревайте при температуре около 120 ° С в течение одной минуты, затем постепенно увеличивайте нагрев на 10 ° С каждые 5 секунд, пока не достигнете 240 ° С или 250 ° С (для больших деталей). Затем считайте медленно до 5 и начинайте постепенно понижать температуру. уменьшение может быть сделано быстрее. Вернувшись в 125C вы можете выключить горячий воздух. НЕ нагревайте при более высокой температуре, чем это! Ваша часть, печатная плата и другие части вокруг будут таять. В спецификации должны быть указаны максимальная температура и время пайки оплавлением. Не превышайте их. Если у вас нет регулируемого пневматического пистолета и у вас его нет, вы можете попробовать поиграть с цифровым термометром, но это намного сложнее и менее надежно. Я настоятельно рекомендую купить один, если вы делаете более 10 штук. Пневматический пистолет также можно использовать для сварки или ремонта пластиков, контактных втулок с припоем и других вещей.

Очень неаккуратный, но существующий способ сделать это - сделать площадку на плате немного больше, припаять короткий тонкий провод к самому компоненту, а затем, после размещения компонента, припаять оставшуюся часть провода к площадке. Это поднимет компонент примерно на мм от платы, вы можете протолкнуть под нее немного теплопроводящего клея. :) Я вижу вздрагивания на лицах и полностью понимаю, но на самом деле он может работать, заботится о электрическом соединении и нагреве, и не требует пневматического пистолета.

Это можно припаять вручную, если вы спроектировали голую плату с отверстием в плате, которое достаточно велико для паяльного жала, но вам также понадобится заземляющий элемент. Взгляните на картинку для справки. Я настоятельно не рекомендую делать это, но если вы строите только несколько досок, это сработает. Если вы когда-нибудь решите получить больший объем, удалите отверстие и нанимайте CM. Изображение DFN с заземленной площадкой.

Используйте эту ссылку для изображения.