Bagaimana cara menyolder komponen SMD dengan "pad" di bagian bawah?

15

Saya mendapatkan PCB yang diproduksi untuk proyek yang sedang saya kerjakan. Salah satu bagian, driver motor A4950 ( lembar data ), memiliki "pad" di bagian bawah, yang dimaksudkan untuk disolder ke GND PCB untuk disipasi termal. Saya hanya memesan jumlah kecil PCB, jadi tidak masuk akal bagi saya untuk membeli semacam layanan perakitan PCB . Saya berencana menyolder komponen sendiri.

Saya sedang berpikir tentang penyolderan, dan saya tidak yakin bagaimana saya akan pergi (menggunakan besi penyolder), menyolder pad di bagian bawah. Apakah ini mungkin dilakukan dengan tangan?

Saya berpikir mungkin saya bisa secara manual menerapkan pasta solder ke PCB, tapi saya tidak yakin apakah itu penggunaan pasta solder yang tepat atau tidak.

Bagaimana saya bisa membuat prototipe IC dengan bantalan terbuka di bagian bawah?

eeze
sumber
3
Itu adalah jenis pertanyaan yang Anda ajukan (dan jawab) sebelum Anda mendesain papan atau memesan bagian-bagiannya. Bagian-bagian dengan tab solder di bawahnya tidak dapat disolder dengan tangan dengan besi. Anda membutuhkan oven reflow. Saya tidak dapat membantu Anda dengan itu. Saya menghindari bagian-bagian itu - saya hanya melakukan hal-hal hobi, dan tidak punya keinginan untuk melakukan reflow di lingkungan rumah dengan beberapa jenis rig yang dibuat dari oven pemanggang roti, kesabaran, dan keberuntungan.
JRE
4
@ JRE Saya belum mengirimnya untuk dibuat. saya sedang menunggu untuk mendapatkan jawaban di sini pertama;)
eeze
3
Ini dapat dilakukan dengan tangan menggunakan udara panas, tetapi beberapa upaya pertama Anda mungkin tidak berhasil. Jika Anda dapat menerapkan pasta solder dengan rapi ke pad, itu akan meningkatkan peluang keberhasilan, saya pikir.
mkeith
3
Alat yang Anda inginkan untuk ini bukanlah "penghilang cat" "senapan panas" melainkan alat pengolah udara panas. Yang terakhir cukup murah sekarang, dan sangat berguna, tidak hanya untuk menginstal bagian seperti ini, tetapi juga untuk menghapus komponen bertimbal banyak. Jika Anda harus menggunakan senapan panas pelukis, Anda mungkin harus menginstal chip ini terlebih dahulu, sebelum chip lain dan pasti sebelum konektor plastik murah.
Chris Stratton
2
Trik lain, jauh lebih rendah tetapi kadang-kadang bisa diterapkan, adalah bahwa jika Anda mendesain PCB, Anda dapat meletakkan beberapa vias besar melalui pad, memberikan akses untuk panas dan memberi makan kawat solder dari sisi sebaliknya. Atau jika bagian tersebut hanya memiliki timah di dua sisi, Anda mungkin dapat memperpanjang kontak bantalan di luar paket dan memanaskannya seperti itu. Tetapi benar-benar menganggapnya sebagai alasan untuk mendapatkan alat udara panas - itu akan membuat Anda keluar dari begitu banyak kesulitan.
Chris Stratton

Jawaban:

18

Cara terbaik mutlak untuk melakukan ini adalah memanaskan semuanya dengan sumber udara panas yang besar atau oven. Oleskan pasta terlebih dahulu, jika Anda memilikinya, atau sedikit kawat solder ke pad. Kemudian panaskan. Suhu pra-panas sekitar 125C atau lebih.

Setelah semuanya direndam pada suhu 125C, oleskan udara panas langsung ke bagian yang akan disolder dan segera di sekitarnya. Temperatur harus cukup panas untuk melelehkan solder, tetapi tidak terlalu panas pada bagian tersebut. Banyak peralatan udara panas yang murah memiliki pengaturan dan indikasi suhu yang buruk. Jadi, Anda mungkin perlu bereksperimen. Jika solder meleleh sangat cepat, itu terlalu panas. Jika meleleh dalam 10-45 detik, itu mungkin bagus. Jika butuh satu menit penuh, maka mungkin harus lebih panas. Seringkali, Anda akan melihat bagian semacam menyelaraskan diri itu sendiri dan masuk ke dalam tempat ketika solder semua meleleh. Ini adalah indikasi yang baik bahwa itu cukup panas.

Bagian-bagian kecil mungkin akan bercahaya lebih cepat daripada bagian-bagian besar, dan mungkin juga tidak membutuhkan suhu setinggi itu. Upaya pertama Anda mungkin tidak berhasil. Jadi, lacak waktu, suhu, dan hasil. Setelah Anda menemukan resep yang menang, patuhi itu.

Jika Anda tidak memiliki cara untuk memanaskan seluruh papan, maka Anda bisa melakukannya seperti yang dikatakan Arsenal. Jika Anda memperbaiki papan yang melalui oven reflow, catat waktu dan suhu saat Anda melepas komponen. Ini akan memberi Anda ide yang baik tentang waktu dan suhu yang diperlukan untuk menginstal yang baru.

Untuk sebagian besar, saya terkadang tidak menempatkannya sebelum pemanasan. Saya memegang bagian dengan pinset di dekat tepi aliran udara panas. Saya menggunakan udara panas di pad sampai saya bisa melihat bahwa solder sudah benar-benar meleleh, kemudian saya menempatkan bagian panas pada pad solder yang sudah cair dengan pinset. Jangan letakkan bagian yang dingin di solder panas. Bagian itu harus panas juga, kalau tidak Anda akan mendapatkan sambungan solder dingin. Jika Anda melakukannya dengan cara ini, Anda dapat menghentikan pemanasan segera setelah Anda memasang komponen. Oh, juga, gunakan fluks.

Nyonya
sumber
ini mungkin perlu menjadi pertanyaan terpisah, tetapi apakah Anda berpikir bahwa jika saya tidak menyolder pad, tetapi meletakkan heatsink kecil di atas, apakah Anda pikir itu mungkin berhasil?
makan malam
Itu sangat sulit dikatakan. Namun, bisa menyolder bagian seperti itu adalah keterampilan yang berguna. Lihat saja uang yang dihabiskan untuk komponen tambahan sebagai investasi dalam keahlian dan pelatihan Anda. Jika Anda melakukannya 5 kali, saya yakin Anda akan menjadi cukup baik. Gunakan fluks, dapatkan kaca pembesar atau mikroskop jika diperlukan, mintalah seseorang membantu Anda jika Anda membutuhkan tangan ketiga, dll. Tonton beberapa video di youtube.
mkeith
1
Mungkin layak untuk ditunjukkan bahwa biasanya akan sangat jelas ketika bagian tersebut mendapatkan panas yang cukup karena akan menyelaraskan diri dengan jejak kaki. Seharusnya cukup mudah dengan papan 2-layer, tapi saya pikir papan multilayer dengan pesawat internal mungkin layak meminjam waktu pada oven reflow.
Spehro Pefhany
1
Pemanasan pada suhu 350C atau lebih akan menyebabkan leburnya bagian dan PCB. Jangan pernah menggunakan lebih dari 250C.
Fredled
2
Saya pikir hanya udara di sekitarnya yang tercampur ke dalam aliran yang mendinginkannya dengan lebih cepat.
Arsenal
12

Salah satu cara murah dan mudah untuk melakukan ini adalah mengebor lubang kecil (50 hingga 100 mil) di tengah pad pada PCB. Solder pad itu sendiri tetapi tidak terlalu banyak genangan air. Solder atau paling tidak fluks pad pada IC dan solder hanya pin sudut ke PCB.

Masukkan besi solder 60 watt atau lebih dengan ujung pahat kecil ke bagian belakang PCB dan ke dalam lubang yang Anda bor. Ini akan memanaskan bantalan IC dan bantalan PCB yang cukup untuk melebur menjadi satu. Gunakan jari bersarung untuk menekan flat IC saat melebur ke pad. BERHENTI instan ini terjadi. Sekarang Anda dapat secara manual menyolder atau menggunakan infra-merah atau senapan panas untuk menyolder pin yang tersisa.

Ini bekerja dengan baik setelah Anda melakukannya beberapa kali. Anda kehilangan beberapa perpindahan panas ke PCB menggunakan trik ini, tetapi lebih sedikit kemungkinan kerusakan dari memasak IC atau PCB jika prosedur lain bertahan terlalu lama.

EDIT: Satu-satunya waktu trik ini tidak akan berfungsi adalah dengan papan multi-layer dan Anda tahu ada jejak Anda mungkin memotong. Namun IC yang memiliki alas bawah untuk pentanahan dan / atau pendingin biasanya tidak memiliki jejak tersembunyi di bawahnya. Paling-paling akan ada landasan landasan dengan cincin kapasitor SMD di sekelilingnya. Kecuali itu sangat kecil itu masih aman untuk mengebor lubang kecil di tengah.

Terima kasih kepada @MichaelKaras untuk sarannya bahwa jika Anda melakukan tata letak papan Anda sendiri, lubang 50 mil dapat tertanam di papan yang dilapis di rumah papan. Ini menciptakan lebih banyak permukaan untuk memindahkan panas dan menghindari mengebor lubang tembaga jika dilakukan nanti. Pelat yang melalui juga memungkinkan lebih banyak panas untuk diambil dari besi solder sehingga langkah ini terjadi dengan cepat. Juga memungkinkan Anda untuk merutekan beberapa jejak di sekitar lubang jika menyederhanakan perutean.

Sparky256
sumber
3
Suka ini. Terkadang Anda harus kreatif untuk menyelesaikan pekerjaan.
mkeith
4
Saya telah menggunakan skema yang sangat mirip dengan ini di masa lalu dengan kesuksesan. Alih-alih mengebor lubang setelah fakta saya merancang pad termal dengan lubang ukuran ujung solder tepat ke definisi tapak. Melakukan hal ini mencegah routing lapisan dalam melewati tempat lubang ini berada. Saya memilih untuk menggunakan lubang berlapis.
Michael Karas
@MichaelKaras. Ide cerdas. Memberi Anda perpindahan panas yang lebih baik.
Sparky256
5

Ini cara untuk melakukannya tanpa pistol udara panas.

Karena bagian tersebut hanya memiliki pin di dua sisi, Anda dapat membuat bantalan tengah lebih panjang, seperti yang dilakukan di sini untuk U3. Dengan begitu Anda bisa memanaskannya dengan chip di tempat:

PCB with extended pad

Kemudian pra-timah kedua pad pada perangkat dan pada pcb, dan panaskan sampai mencair bersama. Setelah itu Anda dapat menyolder sisa pin secara normal.

jpa
sumber
2
pada contoh gambar Anda ini mungkin berfungsi, karena pad tidak terhubung ke area permukaan yang besar. tetapi untuk sesuatu yang akan menghilangkan banyak panas seperti chip driver motor, pesawat yang jauh lebih besar harus digunakan, mungkin terhubung menggunakan vias termal. mengingat inti dari semua ini adalah untuk menghindarkan panas dari chip, menjadi sangat sulit untuk benar-benar memanaskan pad kecuali Anda memiliki cara untuk memanaskan sisa papan
user371366
3

Jika Anda memiliki pasta solder dan pistol udara panas (udara dan panas) yang bisa disesuaikan, Anda dapat menggunakannya.

Apa yang saya lakukan adalah meletakkan pasta solder pada bantalan (saya menggunakan jarum suntik dengan jarum yang sangat halus untuk menerapkannya, itu benar-benar tidak perlu banyak), tempatkan komponen sebaik mungkin. Itu tidak harus 100% sempurna, terutama jika papan memiliki ketahanan solder, karena pasta solder reflowing akan memungkinkan bagian untuk menyelaraskan dirinya sendiri sedikit, tetapi tidak terlalu banyak.

Lalu saya menggunakan aliran udara rendah (bagian itu bisa dihembuskan) dengan sekitar 350 hingga 400 ° C dan mencoba memanaskan secara merata di sekitar bagian itu. Pada titik tertentu pasta solder akan mulai merefleksikan pin. Untuk mendapatkan alasnya, perlu sedikit lebih banyak panas, jadi saya teruskan beberapa detik di sekitar chip.

Jika ada bagian-bagian kecil (misalnya kapasitor decoupling) yang berada dekat dengan chip, bersiaplah untuk terbang atau batu nisan pada Anda.

Jadi setelah Anda selesai, periksalah papan dengan cermat untuk mencari celana pendek yang mungkin terjadi selama prosedur ini - setidaknya tidak jarang bagi saya.

Metode ini menempatkan tekanan termal pada PCB, jadi setelah sekitar 4 atau 5 upaya PCB akan menunjukkan tanda-tanda degradasi dan saya biasanya menggunakan yang baru.

Gudang senjata
sumber
akan ada topi decoupling di dekatnya, tetapi ketika Anda mengatakan "siap untuk mereka terbang atau batu nisan pada Anda" Anda berarti itu hanya akan terjadi jika mereka sudah disolder ketika saya menggunakan heatgun, kan?
eeze
ini mungkin perlu menjadi pertanyaan terpisah, tetapi apakah Anda berpikir bahwa jika saya tidak menyolder pad, tetapi meletakkan heatsink kecil di atas, apakah Anda pikir itu mungkin berhasil?
makan malam
@tetapi ya, hanya ketika komponen sudah ada di tempat itu akan menjadi masalah. Heatsink Anda di atas mungkin berhasil, tetapi itu sulit dijawab - tergantung pada aplikasi Anda juga, jika bagian itu tidak banyak aktif atau tidak dimuat dengan arus penuh, Anda bahkan bisa pergi tanpa heatsinking. Dan pada beberapa bagian koneksi ground sangat penting untuk operasi karena sebenarnya menyediakan lebih dari sekedar heatsink.
Arsenal
Pemanasan pada suhu 350C atau lebih akan menyebabkan leburnya bagian dan PCB. Jangan pernah menggunakan lebih dari 250C. Apakah Anda benar-benar panas pada suhu ini?
Fredled
1
Mereka tidak meleleh dan saya tidak pernah berhasil menggoreng sebagian menggunakan metode ini. PCB memang sedikit menurun, tetapi jika Anda berhasil melakukannya dengan benar pada saat dijalankan pertama, tidak apa-apa. Anda seharusnya tidak menggunakan suhu ini dengan konektor - plastik itu akan meleleh, tetapi IC belum pernah meleleh pada saya.
Arsenal
2

Pistol udara panas dan banyak fluks. Metode lain yang saya gunakan untuk solder bagian-bagian ini dengan besi solder adalah meletakkan beberapa vias pada panel termal dan menyoldernya melalui itu. Ini bukan metode terbaik tetapi cukup baik untuk pembuatan prototipe.

Jika daya yang dihabiskan di bagian ini rendah (seperti 1/3 atau 1/4) dari kapasitas penguraian terukur, Anda mungkin tidak dapat menyolder pad sama sekali (kecuali jika itu juga digunakan untuk pentanahan atau koneksi listrik, yang untuk banyak bagian pad termal terhubung ke pin dan pad).

Pilihan lain jika sambungan listrik tidak diperlukan dengan panel termal di bagian bawah adalah untuk meletakkan heatsink di bagian atas untuk prototyping (kadang-kadang bahkan blok aluminium akan melakukan, apa pun untuk meningkatkan area permukaan ke udara).

Lonjakan tegangan
sumber
2

[Penafian: Teknik ini hanya diusulkan untuk prototipe satu kali.]

Suatu kali, saya harus menyolder chip SOIC dengan panel termal ke papan 2 layer. Saya tidak harus menggunakan pasta solder. Begini cara saya melakukannya.

  1. Tata letak PCB. Lapisan bawah PCB saya berfungsi sebagai bidang tanah. Saya telah menambahkan vias di bawah IC, yang menghubungkan panel termal ke bidang tanah lapisan bawah. Tujuan utama vias adalah untuk menghilangkan panas yang hilang oleh IC. Vias yang sama dapat melakukan panas yang dibutuhkan untuk menyolder.

  2. Solder ujung sayap camar yang dapat diakses di bagian luar IC. Ini akan menahannya di tempatnya.

  3. Opsional, tetapi sangat membantu. Terapkan "panas massal" ke PCB Anda. Anda bisa menggunakan oven. Bahkan pengering rambut rumah tangga mungkin bisa digunakan untuk ini. [Saya menggunakan senapan panas industri, yang merupakan pengering rambut yang ditumbuhi terlalu banyak.] Tujuan dari pemanasan massal adalah untuk mengurangi jumlah "panas topikal" yang akan Anda aplikasikan dengan besi solder pada langkah berikutnya.

  4. Panas presisi. Balikkan papan. Tempelkan besi solder pada lubang di bagian bawah. Beri makan solder dan fluks ke vias dengan murah hati. Solder akan mengalir melalui vias ke pad termal, di mana ia akan membuat kontak listrik dan termal.

---

1 Saya telah menggunakan solder timah kuno untuk langkah 5. Ia memiliki titik leleh yang lebih rendah daripada yang modern.
2 Jika Anda memiliki pilihan tip, gunakan tip menengah atau besar untuk langkah 5.
3 Jika papan Anda memiliki lapisan bidang dalam, akan lebih sulit untuk membuat metode ini bekerja.

Nick Alexeev
sumber
1

Untuk menyolder bantalan yang berada di bawah komponen yang sayangnya Anda tidak dapat menggunakan besi solder, Anda memerlukan senapan panas atau stasiun yang lebih baik. .... dan banyak fluks. Semoga ini menjawab pertanyaan Anda.

Alexandru Goman
sumber
1

Pistol udara panas, pasta solder, dan fluks adalah jawaban yang tepat seperti yang lainnya. Namun saya ingin menambahkan precision pada suhu yang akan digunakan. Pra-panaskan sekitar 120C selama satu menit, lalu secara bertahap tingkatkan panas sebesar 10C langkah setiap 5 detik hingga Anda mencapai 240C atau 250C (untuk bagian yang lebih besar). Kemudian hitung perlahan sampai 5 dan mulai kurangi suhu langkah demi langkah. penurunan bisa dilakukan lebih cepat. Kembali di 125C Anda dapat mematikan udara panas. JANGAN panas pada suhu yang lebih tinggi dari itu! Bagian Anda dan PCB serta bagian lainnya di sekitar akan meleleh. Dalam lembar data, suhu dan waktu penyolderan reflow maksimum harus ditulis. Jangan melebihi mereka. Jika Anda tidak memiliki senapan angin yang diatur dan tidak dapat memilikinya, Anda dapat mencoba bermain dengan termometer digital tetapi jauh lebih sulit dan kurang dapat diandalkan. Saya sangat merekomendasikan membeli satu jika Anda melakukan lebih dari 10 buah. Pistol udara juga dapat digunakan untuk mengelas atau memperbaiki plactic, sleeeves kontak solder dan hal-hal lainnya.

Fredled
sumber
1
Saya akan menyarankan pemanasan awal lebih dari 1 menit kecuali ada sesuatu di papan yang dapat menjadi rusak pada suhu itu. Sebagian besar IC dapat disimpan pada suhu 120C untuk waktu yang lama.
mkeith
1

Cara yang sangat ceroboh tetapi sudah ada untuk melakukannya adalah memiliki bantalan di papan sedikit lebih besar, menyolder kawat tipis pendek ke komponen itu sendiri kemudian setelah menempatkan komponen, solder sisa kawat ke bantalan. Ini akan menaikkan komponen satu mm atau lebih jauh dari papan, Anda dapat mendorong beberapa lem konduktif panas di bawahnya. :) Saya bisa melihat sentakan di wajah dan saya mengerti sepenuhnya, tetapi sebenarnya bisa bekerja, merawat koneksi listrik dan panas, dan tidak memerlukan pistol udara.

Szidor
sumber
1
Aku meringis, tetapi aku tetap membaca sampai akhir. Pantas untuk dicoba dalam situasi yang mengerikan kurasa!
mkeith
1
@keith Heheh, tepatnya. Layak disebutkan dalam kasus situasi yang mengerikan sekalipun.
Szidor
1
Masa putus asa membutuhkan langkah-langkah putus asa.
DKNguyen
1

Hal ini dimungkinkan untuk disolder dengan tangan jika Anda mendesain papan kosong dengan lubang melalui papan yang cukup besar untuk pas ujung solder, tetapi Anda juga perlu memiliki bantalan tanah. Lihatlah gambar untuk referensi. Saya sangat tidak merekomendasikan melakukan ini tetapi jika Anda hanya membangun beberapa papan maka ini akan berhasil. Jika Anda pernah memutuskan untuk mendapatkan volume yang lebih besar, lepaskan lubang dan sewa CM. Gambar adalah dfn dengan bantalan dasar.

Gunakan tautan ini untuk gambar.

Vincent Burakiewicz
sumber
Juga, jangan meremehkan seberapa besar tip yang perlu melalui lubang itu untuk memanaskannya dengan benar.
DKNguyen