การบัดกรีใต้ชิป: 6 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:08

เมื่อเร็ว ๆ นี้ฉันต้องออกแบบอุปกรณ์ที่ใช้ชิปที่มีฮีทซิงค์อยู่ใต้ตัวชิป ฮีทซิงค์นี้ต้องเชื่อมต่อทั้งทางไฟฟ้าและทางความร้อนกับ PCB

โดยทั่วไปแล้ว อุปกรณ์เหล่านี้ (ดูรูป) จะถูกบัดกรีบน PCB โดยใช้เทคนิคการรีโฟลว์ โดยที่น้ำยาบัดกรีจะถูกติดบนบอร์ด หุ่นยนต์จะวางชิปและเตาอบพิเศษจะอุ่นอุปกรณ์จนกว่าสารบัดกรีจะละลาย อุปกรณ์อื่นๆ ที่มีปัญหาเดียวกัน ได้แก่ ชิปไดรเวอร์และไฟ LED กำลังสูง ตอนแรกฉันพยายามใช้คอมพาวนด์ฮีทซิงค์สีเงิน แต่ถึงแม้ว่ามันจะค่อนข้างดีในเชิงความร้อน แต่ก็ไม่ได้ทำให้การเชื่อมต่อทางไฟฟ้าที่เชื่อถือได้ cct ทำงานผิดปกติด้วยการสั่นสะเทือนและควันเวทย์มนตร์หนีออกมา…ทำให้เกิดการสบถและหงุดหงิดมาก หลังจากการทดลองบางอย่าง ฉันได้ใช้วิธีนี้ในการประสานภายใต้อุปกรณ์ประเภทนี้สำหรับการสร้างต้นแบบด้วยมือโดยไม่ต้องใช้เตาอบแบบรีโฟลว์

ขั้นตอนที่ 1: เตรียม Thermal Vias

PCB ของคุณควรมีพื้นที่ทองแดงอยู่ใต้ชิปฮีทซิงค์สำหรับการเชื่อมต่อทางไฟฟ้าและความร้อน

ขั้นแรกให้เจาะรูเล็กๆ (มากที่สุดเท่าที่จะใส่ได้) ใต้ตำแหน่งที่ชิปฮีทซิงค์จะไป ถัดไปเจาะลวดทองแดงผ่านรู (ภาพที่สอง) พยายามใช้ลวดที่หนาเท่าที่รูจะอนุญาต คุณต้องพอดีตัว ฉันเพิ่งใช้ตะกั่วจากไดโอด….พวกมันถูกต้อง….และทำจากทองแดง (ชุบด้วยดีบุก) ครั้งที่สองที่ฉันจะสะกิดสายไฟจากด้านล่างพอที่จะสะกิดออก แต่ไม่ไกลเกินไป (รูปที่สาม)

ขั้นตอนที่ 2: ประสานด้านบนและด้านล่างของ Thermal Via

ตอนนี้ประสานด้านบนและด้านล่างของสายที่จิ้มผ่านสายไฟ…..พยายามใช้ที่ด้านบนให้น้อยที่สุดโดยที่ชิปจะถูกติดตั้งเพื่อให้ขั้นตอนต่อไปง่ายขึ้น

ตัดสายไฟด้านบนให้ชิดกับ PCB มากที่สุดโดยไม่ทำลายราง ปล่อยให้ลวดประมาณ 2-3 มม. โผล่ออกมาจากด้านล่าง…..คุณจำเป็นต้องสามารถเชื่อมต่อความร้อนจากหัวแร้งกับบางสิ่งบางอย่างเมื่อถึงเวลาที่จะติดชิป

ขั้นตอนที่ 3: ไฟล์กลับด้านบน

ตอนนี้มาถึงส่วนที่ละเอียดอ่อน

ตะไบอย่างระมัดระวังโดยไม่ทำให้เกิดรอย ใช้เวลาของคุณที่นี่….มันยากมากและไม่สามารถเร่งได้ เมื่อเข้าใกล้ตะไบมากเกินไป ให้ใช้มีดผ่าตัดขูดออกให้มากขึ้น ทองแดงและตัวประสานควรนิ่มพอสมควร ในภาพแรก คุณควรจะเห็นแกนของลวดทองแดงที่แหย่ผ่านเริ่มปรากฏขึ้น

ขั้นตอนที่ 4: ในที่สุดกระดาษทราย PCB

ใช้กระดาษทรายเปียก/แห้งภายใต้ก๊อกน้ำ ค่อยๆ ขัดกระดาษทรายที่เหลือจากบริเวณฮีทซิงค์ใต้ชิป PCB อย่างระมัดระวังจนเป็นทองแดงเปลือยและแบนที่สุดเท่าที่จะทำได้

อย่าเกรี้ยวกราดเกินไปกับกระดาษทรายหยาบ มิฉะนั้น คุณอาจจะ (อย่างที่ฉันทำ) บดขยี้ลู่วิ่งโดยรอบ ใช้เวลาของคุณอีกครั้งและจบด้วยกระดาษทราย 2,000 เม็ดเพื่อให้ได้ผลงานที่ดี ดูภาพ แม้ว่าจะเบลอ แต่คุณควรจะมองเห็นทองแดงเปล่าด้วยทากทองแดงสองอันที่สายไฟอยู่ โปรดสังเกตรอยขีดข่วนสองสามรอยบนรางที่เชื่อมต่อกัน….อุ๊ปส์…..หวังว่าการชุบดีบุกจะช่วยดูแลรอยขีดข่วนเล็กๆ เหล่านี้ได้ หลังจากนี้ ให้ใช้สายบัดกรีบัดกรีที่ใช้แล้วเพื่อดีบุกรางพินที่ชิปจะเชื่อมต่อ…..แต่ปล่อยให้ทองแดงเปลือยบริเวณฮีทซิงค์….คุณอาจต้องขจัดคราบส่วนเกินออกด้วยเปียบัดกรีที่สะอาด สิ่งสำคัญคือต้องมีทุกอย่างแบนราบ

ขั้นตอนที่ 5: Hurray วางประสานเข้าสู่เวที

ตอนนี้ให้วางประสานและตบเบา ๆ ตรงกลางฮีทซิงค์ของชิป อย่าใช้มากเกินไปและปล่อยให้มีช่องว่างรอบขอบ หากคุณมีอาการภายนอกเล็กน้อย ให้ถอดออกแล้วลองอีกครั้ง

เมื่อวางชิปบน PCB แป้งจะหลุดออกมา ซึ่งอาจทำให้หมุดของชิปขาด…..ดังนั้นใช้เท่าที่จำเป็นเท่านั้น ถัดไปวางชิปบน PCB และบัดกรีหมุดมุมเข้ากับรางกระป๋อง ใช้มัลติมิเตอร์เพื่อให้แน่ใจว่าไม่มีกางเกงขาสั้น ระวังด้วยการวางประสาน เพราะเป็นพิษ ดังนั้นให้ล้างมือให้สะอาด ถ้าโดนกับตัวเองและทำความสะอาดรอยกระเด็น นอกจากนี้ควรเก็บไว้ในตู้เย็นเมื่อไม่ใช้งาน เมื่อทำการยึดหมุดที่มุม ให้วางใจในรางแบบเคลือบกระป๋อง….ไม่ต้องเพิ่มการบัดกรีอีกต่อไป คุณเพียงแค่ต้องถือชิปให้อยู่ในตำแหน่ง คุณควรเล่นเล็กน้อยเมื่อขยับชิปเล็กน้อย หากคุณใส่มากเกินไป ให้เอาทุกอย่างออก ทำความสะอาดแล้วลองอีกครั้ง

ขั้นตอนที่ 6: ความร้อนจากด้านล่าง

ตอนนี้พลิกกระดานแล้วอุ่นลวดทองแดงที่โผล่ออกมาจากด้านล่าง

ดูด้านบนของกระดานและสังเกตว่าควรมีควันเล็กน้อยเมื่อสารบัดกรีละลายและฟลักซ์ เมื่อเย็นตัวแล้ว ให้เขยิบชิป มันควรจะเป็นหินแข็งถ้าวางละลายและแข็งตัว หากมีการเล่นใดๆ….ให้ลองทำความร้อนอีกครั้ง มิฉะนั้น ให้เอาทุกอย่างออก/ทำความสะอาดแล้วลองอีกครั้ง ในที่สุดก็ประสานหมุดที่เหลือและหมุดยึดก่อนหน้านี้แล้วทำความสะอาดด้วยเปียที่สะอาดแล้วล้างฟลักซ์และทดสอบกางเกงขาสั้น ขอแสดงความยินดีที่คุณติดชิปที่มีฮีทซิงค์อยู่ข้างใต้ทั้งทางความร้อนและทางไฟฟ้าเรียบร้อยแล้ว ขออภัยภาพไม่ชัด กล้องถ่ายมาโครอย่างเดียว เทคนิคนี้ควรมีประโยชน์ไม่เพียงแต่สำหรับชิปตามที่แสดงในรูปภาพเท่านั้น แต่ยังรวมถึงไฟ LED กำลังสูงและส่วนประกอบอื่นๆ ที่มีความต้องการการเชื่อมต่อทางไฟฟ้าและความร้อนที่ดีกับเค้าโครง PCB