Cips Altında Lehimleme: 6 Adım (Resimlerle)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:21

Geçenlerde, çip gövdesinin altında bir soğutucu bulunan bir çip kullanan bir cihaz tasarlamak zorunda kaldım. Bu soğutucunun PCB'ye hem elektriksel hem de termal olarak bağlanması gerekiyordu.

Tipik olarak bu cihazlar (resme bakın) yeniden akış teknikleri kullanılarak PCB'lere lehimlenir, burada lehim pastası tahtaya şablonlanır, robotlar çipleri yerleştirir ve özel bir fırın cihazı lehim pastası eriyene kadar ısıtır. Aynı soruna sahip diğer cihazlar arasında sürücü çipleri ve yüksek güçlü LED'ler bulunur. Başlangıçta gümüş soğutucu bileşiği kullanmayı denedim, ancak termal olarak oldukça iyi olmasına rağmen güvenilir bir elektrik bağlantısı yapmadı, cct titreşimle arızalandı ve sihirli duman kaçtı… çok fazla küfür ve hayal kırıklığına yol açtı. Bazı deneylerden sonra, yeniden akış fırınına ihtiyaç duymadan elle prototipleme için bu tür cihazların altına lehimlemek için bu yöntemi buldum.

1. Adım: Termal Vias Hazırlayın

PCB'niz, elektrik ve termal bağlantı için çip soğutucunun altında bakır bir alana sahip olmalıdır.

İlk önce talaş soğutucunun gittiği yerin altına küçük delikler (alabildiğince çok) delin. Ardından bakır teli deliklerden geçirin (ikinci resim). Deliklerin izin verdiği kadar kalın tel kullanmaya çalışın. Sıkı bir uyum gerekiyor. Sadece bir diyottan gelen kabloları kullandım…. Onlar doğruydu….ve bakırdan (kalayla kaplanmış) yapılmıştı. İkinci kez, kabloları alttan dışarı çıkarmaya yetecek kadar dürttüm, ama çok uzak değil (üçüncü resim).

Adım 2: Termal Yolun Üstünü ve Altını Lehimleyin

Şimdi dürtülmüş tellerin üstünü ve altını lehimleyin….. sonraki adımı kolaylaştırmak için çipin takılacağı üstte mümkün olduğunca az kullanmaya çalışın.

Üst kabloları, herhangi bir ray çalışmasına zarar vermeden PCB'ye mümkün olduğunca yakın kesin. Yine de alttan 2-3 mm'lik bir tel dışarı çıksın….. sıra çipi takmak için havyadan gelen ısıyı bir şeye bağlayabilmeniz gerekir.

3. Adım: Üst Tarafı Geri Dosyalayın

Şimdi hassas kısım geliyor.

Çevredeki rayları çizmeden mümkün olduğunca dikkatli bir şekilde eğeleyin. Burada zaman ayırın…. çok zor ve aceleye getirilemez. Dosyaya çok yaklaştığında, daha fazla kazımak için bir bıçak kullanın. Bakır ve lehim makul derecede yumuşak olmalıdır. İlk resimde, içinden geçirilen bakır tellerin çekirdeklerinin görünmeye başladığını görebilmeniz gerekir.

Adım 4: Sonunda PCB'yi zımparalayın

Musluk altında ıslak/kuru zımpara kağıdı kullanarak, PCB alt soğutucu alanında kalan lehimi, çıplak bakır ve olabildiğince düz olana kadar dikkatlice zımparalayın.

Kaba zımpara kağıdı ile çok agresif olmayın, aksi takdirde (benim yaptığım gibi) çevredeki rayları aşındırabilirsiniz. Yine zaman ayırın ve iyi bir sonuç elde etmek için 2000 tane kağıtla bitirin. Resme bakın, bulanık olsa da, tellerin olduğu yerde iki bakır sümüklü çıplak bakır görebilmeniz gerekir. Ayrıca bazı bağlantı raylarında birkaç çizik olduğuna dikkat edin….ayy…..umarım kalay kaplama bu küçük çiziklerin icabına bakar. Bundan sonra, çipin bağlanacağı pim izlerini kalaylamak için biraz kullanılmış lehim örgüsü kullanın…..ancak soğutucu alanını çıplak bakır bırakın…. Fazla kalaylamayı temiz lehim örgüsü ile çıkarmanız gerekebilir. Her şeyin düz olması önemlidir.

Adım 5: Yaşasın Lehim Pastası Sahneye Giriyor

Şimdi lehim pastasını alın ve yonga soğutucusunun ortasına biraz bastırın. Çok fazla kullanmayın ve kenarlarda boşluk bırakın. Biraz dışarı çıkarsanız, çıkarın ve tekrar deneyin.

Yonga PCB'ye yerleştirildiğinde, macun dökülecek ve bu da cips pinlerinin kısa devre yapmasına neden olabilir….. bu nedenle sadece gerektiği kadar kullanın. Ardından çipi PCB'ye yerleştirin ve köşe pimlerini kalaylı parçalara lehimleyin. Şort olmadığından emin olmak için bir multimetre kullanın. Lehim pastasına dikkat edin, zehirlidir, bu nedenle üzerinize bulaşırsa ellerinizi yıkayın ve sıçrayanları temizleyin. Ayrıca kullanılmadığı zamanlarda buzdolabında saklanmalıdır. Köşe pimlerini tuttururken, kalaylı raylara güvenin…. daha fazla lehim eklemeyin. Çipi yerinde tutmanız yeterlidir. Çipi hafifçe hareket ettirirken biraz oynamanız gerekir. Çok fazla koyarsanız, her şeyi çıkarın, temizleyin ve tekrar deneyin.

Adım 6: Alttan Isıtın

Şimdi tahtayı ters çevirin ve alttan çıkan bakır tel parçalarını ısıtın.

Tahtanın üst tarafını izleyin ve lehim pastası eriyip akarken biraz duman çıkması gerektiğine dikkat edin. Soğuyunca çipi itin. Macun erimiş ve katılaşmışsa kaya gibi katı olmalıdır. Herhangi bir oynama varsa…. o zaman tekrar ısıtmayı deneyin ya da her şeyi çıkarın/temizleyin ve tekrar deneyin. Son olarak, kalan pimleri ve önceden tutturulmuş pimleri lehimleyin ve önce temiz örgü, ardından da eritici ile temizleyin ve şort olup olmadığını test edin. Tebrikler, altına hem termal hem de elektriksel olarak soğutucu olan bir çipi başarıyla taktınız. Bulanık resimler için üzgünüm, kameram sadece makro yapıyor. Bu teknik, sadece resimlerde gösterildiği gibi yongalar için değil, aynı zamanda yüksek güçlü LED'ler ve PCB yerleşimlerine iyi bir elektriksel ve termal bağlantıya benzer ihtiyaç duyan diğer bileşenler için de faydalı olmalıdır.