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

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?

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.

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.

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:

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

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.

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).

[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.

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.

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.

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.

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.