Пайка микросхем qfn: Страничка эмбеддера » Как припаять QFN с подложкой?

Глицерино-Утюжный метод пайки QFN корпусов / Технологии / Сообщество EasyElectronics.ru

Вот что из этого вышло:

Суть метода видна из картинки. Берём утюг, переворачиваем, капаем глицерина, кидаем в него предварительно залуженную плату, позиционируем чип(с предварительно облуженными контактами) включаем утюг, ждем. Припой плавится, чип припаивается. Для верности потыкал его зубочисткой. В общем подход тот-же что и при пайке феном, но без фена.
Во время пайки меня ждал первый фейл: глицерин был аптечный 85% и вода в нём начала кипеть и кидать плату в разные стороны, поэтому следует использовать либо чистый глицерин либо прокипятить аптечный на том-же утюге. В этот же момент можно подбирать нужную температуру поверхности.

PS: В качестве припоя использовал непонятный сплав проданный мне под видом сплава розе, но с температурой плавления порядка 130 градусов. Температура утюга во время пайки была 160-175 градусов.

PPS: кстати, вот такая платка получилась, первый лут, первый qfn…

Секреты проектирования и монтажа плат с корпусами QFN

Преимущества и недостатки QFN корпусов

Разработчики электронных устройств все чаще применяют в своих изделиях микросхемы в корпусе QFN. Такой тип корпуса имеет выводы, расположенные по его периметру и выводы, заходящие под него, а также находящуюся в центре корпуса большую контактную площадку, которая отводит тепло от кристалла и снижает индуктивность и сопротивление паяного соединения.

Широкое распространение корпуса QFN получили из-за малых размеров (в том числе и толщины), веса, хороших тепловых и электрических характеристик, высокой эффективности и выгодной цены. Однако все эти преимущества может свести на нет одна важная проблема – образование пустот в паяном соединении под микросхемой.

Эти пустоты возникают из-за того, что во время пайки оплавлением пары флюса остаются под контактной площадкой, не имея выхода, поскольку для таких типов корпусов не предусмотрено конструктивных зазоров, позволяющих летучим фракциям испаряться.

Большее количество пустот снижает площадь контактной области, увеличивая внутреннее сопротивление и ухудшая тепловые характеристики микросхемы. Как следствие, из-за постоянного перегрева компонента падает производительность и уменьшается срок его жизни, что в итоге приводит в преждевременному выходу изделия из строя.

Другая проблема QFN-корпуса, проявляющаяся при сборке, — большая центральная контактная площадка. При неправильном нанесении или слишком большом количестве паяльной пасты корпус буквально «плавает» поверх расплавленного припоя.

Применение трафаретов с различным рисунком апертур

Самый очевидный и разумный способ «борьбы» с пустотами — уменьшение количества припоя под центральной контактной площадкой. Этого можно достичь, уменьшая размер апертуры трафарета. Общая идея — разделить большую апертуру на несколько маленьких, что позволит не только сократить количество припоя, но и поможет избежать возникновения пустот, разбрызгивания и выделения газа. Ниже на рисунках приведены результаты эксперимента по применения различных рисунков апертур для уменьшения количества пустот под центральной контактной площадкой QFN корпуса при монтаже:

Другие эксперименты также подтвердили, что уменьшение размера апертуры на 30–50 % за счет организации в виде ячеек (квадратиков) дают самые стабильные результаты.

Выводы

Как показали исследования, прямой зависимости между процентным сокращением количества пасты и образованием полостей не существует, в то же время уменьшение количества пасты, специальная геометрия апертуры, толщина трафарета, правильно подобранный температурный профиль пайки способны в значительной степени влиять на объем, количество и форму полостей.

В современной практике применяются несколько способов разрешения проблемы образования пустот при сборке QFN-корпусов:

1. Стандартный, достаточно эффективный и простой способ уменьшения количества и размеров пустот — применение трафаретов с различными рисунками апертур;
2. Использование разных типов паяльных паст и различных температурных профилей пайки дает меньший эффект;
3. Пайка QFN-корпусов в разреженной среде или в атмосфере азота. Значительное уменьшение количества пустот достигается при разрежении 300 Мбар;
4. Пайка в вакууме. При наличии соответствующего оборудования позволяет наиболее эффективно бороться с возникновением пустот в паяных соединениях большой площади.

Еще статьи о монтаже печатных плат:

Пайка компонентов в корпусах QFN методы борьбы с пустотами

Микросхема в корпусе QFN имеет выводы, расположенные по периметру корпуса и заходящие под него, и находящуюся в центре корпуса большую контактную площадку, которая отводит тепло от кристалла и снижает индуктивность и сопротивление паяного соединения. Широкое распространение корпуса

(а) рентгенограммы соединений, полученных без вакуумной пайки

(б)с применением вакуумной пайки

К сожалению, особенности корпуса QFN – его малые размеры и вес в сочетании с гладкой нижней стороной – способствуют возникновению браков пайки – сдвига, перекоса корпуса, перемычек и коротких замыканий, плохого контакта и непропая. Все эти виды брака хорошо известны, и способы борьбы с ними с успехом применяются на современных электронных производствах. Но особое внимание нужно уделять наиболее сложному для диагностики и опасному виду брака – образованию пустот в паяных соединениях. Если небольшое количество пустот возникает в соединениях боковых выводов микросхем, это незначительно влияет на качество, функциональность и надежность изделия.

Способы решения

В современной практике применяются несколько способов разрешения этой проблемы:

• применение разных типов паяльных паст (Приложение 1). Тип паяльной пасты в небольших пределах влияет на количество пустот;
• применение трафаретов с различными формами апертур (Приложение 2) От формы отпечатков пасты также зависит количество и размер пустот;
• пайка в атмосфере азота (Приложение 3);
• пайка в разреженной среде (Приложение 4).
• Значительное уменьшение количества пустот в толще соединения происходит при разрежении 300 мбар;
• применение различных температурных профилей пайки. Это позволяет лишь ограниченно влиять на образование пустот.

Видно, что все описанные методы имеют ограниченное влияние на процесс образования пустот и не позволяют полностью исключить их появление. Только применение пайки в вакууме позволяет эффективно бороться с возникнове- нием пустот в паяных соединениях большой площади.

Пайка QFN-чипа в Харькове — Сервисный центр Elmir.UA

Ремонт ноутбука и пайка qfn микросхем – сложный с технологической точки зрения процесс. Для этого требуется профессиональное оборудование, которое используется не только для починки, но и диагностики. Кроме того, необходимы знания и достаточно большой практический опыт работы с микросхемами. Поэтому самостоятельно выполнить замену или пайку элементов практически невозможно. Лучше доверить процесс профессионалам. Пайка qfn для квалифицированного специалиста – простая задача. Этот процесс занимает у него немного времени, и позволяет безопасно устранить возникшую в микросхеме неисправность.

Причины популярности qfn-чипов

При производстве лэптопов, компании все чаще применяют чипы в корпусе qfn. Они имеют широкие возможности и отличаются миниатюрными размерами. Благодаря этому, современные ноутбуки компактные и тонкие. Небольшие габариты элементов, делают устройство легким и удобным в использовании. Однако усложняют процесс починки. Несмотря на это, большинство компаний-изготовителей активно используют микросхемы данного типа при изготовлении компьютерной техники.

Что же представляют собой qfn-чипы? Это семейство корпусов микросхем квадратной формы, имеющих планарные выводы. Размеры элемента определяются количеством таких выводов.

Любые поломки и сбои в работе чипа становятся причиной некорректного функционирования девайса. Распознать проблему легко. Вот основные признаки неисправности:

• произвольное выключение ПК через несколько секунд после включения;
• сбои в работе USB-портов;
• не работает тачпад;

· картинка выводится с искажением;

· лэптоп работает шумно, постоянно перегревается.

В таком случае требуется пайка микросхем в корпусе qfn. Она позволит избежать более серьезных проблем с материнской платой, и дорогостоящего ремонта впоследствии.

При выходе чипов платы из строя, ноутбук работает с разными сбоями. Со временем проблема усугубляется, поэтому ждать улучшения бессмысленно. Следует как можно скорее обратиться к специалисту, который проведет качественную диагностику и ремонт. Если потребуется qfn пайка, специалист безопасно ее выполнит с помощью термо-воздушной паяльной станции, паяльной пасты, ручных мини-паяльников и другого оборудования.

Для восстановления работоспособности деталей могут использоваться разные технологии пайки. Мастер самостоятельно определяет способ починки, с учетом диагностированных проблем. В любом случае будет соблюдаться технология припаивания, нарушение которой чревато порчей не только чипа, но и самой «материнки».

Пайка qfn в Харькове недорого

Ноутбук – необходимая техника для работы и обучения, которую используют для решения сложных задач в кротчайшие сроки. Порой от качества его работы зависит многое. Поэтому выход компьютера из строя из-за поломки микросхем, можно смело назвать настоящим бедствием. В такой ситуации важно отремонтировать девайс быстро, качественно и недорого.

Пайка микросхем qfn – популярная и востребованная услуга, стоимость которой будет зависеть от двух составляющих:

• времени, затраченного на починку;

· сложность диагностики и ремонта.

Хотите восстановить работоспособность ПК без переплат и рисков? Смело обращайтесь к приветливым менеджерам! За плечами специалистов нашего сервиса большое количество успешно проведенных qfn-паек. Мастера оперативно отремонтируют устройство по демократичной цене. Помимо стоимости и скорости выполнения поставленных задач, еще одним нашим преимуществом является гарантия на выполненные работы!

Пайка паяльником микросхем и радиокомпонентов в Краснодаре | Услуги

Выполняю пайку (демонтаж и монтаж) радиокомпонентов на печатных платах любых устройств. (Только при наличии всех необходимых компонентов у заказчика)
Выполняю монтаж выводных электронных компонентов (штырьевой и поверхностный монтаж): пайка транзисторов, резисторов, конденсаторов, диодов, стабилизаторов и т.д.,
Пайка и сборка плат по монтажной схеме (только при наличии готовой разведённой печатной платы и всех необходимых радиокомпонентов)
Пайка любых сложных многовыводных микросхем в QFN и QFP корпусах,
Микро-пайка самых мелких элементов,
Пайка дорожек после механических повреждений,
Восстанавливаю перебитые и оторванные дорожки на электронных печатных платах,
Замена вздувшихся электролитических конденсаторов на платах и в блоках питания,
Пайка сбитых компонентов,
Пайка, пропайка и восстановление окисленных, отгнивших контактов,
Ремонт сломанных штекеров, разъёмов,
Замена разъёмов USB, USB mini, USB micro, пайка штекера, вилки, гнезда Jack 3,5мм, MiniJack, AUX на любых устройствах,
Замена сетевых разъёмов, вилок и т.д.,
Припаять или восстановить контакты Li-ion аккумуляторов,
Пайка и припой электропроводов, микросхем, реле, дросселей и прочих электродеталей,

Смогу отремонтировать перебитый провод, кабель, или шлейф,
Припаяю оторванный конденсатор, резистор, дроссель на плате телефона, планшета, электронной сигареты и т. д. (Только при наличии всех необходимых компонентов у заказчика),

SMD монтаж,
Припаять кабель провод,
Замена, перепайка кнопок,
Замена светодиодов, переключателей, энкодеров и т.д.
Пропаять шлейф, заменить конденсатор, ёмкость, диод, резистор, сопротивление, микросхему.

Возможны срочные работы.
МИНИМАЛЬНАЯ СТОИМОСТЬ РАБОТ — 1000р — без учета стоимости запчастей и компонентов.

***

Автомобильные платы управления, платы управления от бытовой техники, кондиционеров, холодильников, кофемашин, электронные сигареты, промышленную электронику — НЕ РЕМОНТИРУЮ И НЕ ДИАГНОСТИРУЮ.
Предлагаю ТОЛЬКО ПАЙКУ, монтаж/демонтаж радиокомпонентов на плате: вы приносите снятую плату устройства и показываете что вам требуется сделать, припаять, перепаять, восстановить, заменить. Диагностику и все необходимые радиодетали вы приобретаете самостоятельно.
Гарантировать что ваше устройство успешно заработает после всех манипуляций — Я НЕ МОГУ. Гарантирую только качество пайки.

РАДИОДЕТАЛИ Я НЕ ПРОДАЮ.

Разработка роботов » Архив » Пайка планарных (SMD) компонентов

Современные тенденции показывают, что бывший популярным и простым дырочный монтаж компонентов уходит (ушел уже) в прошлое. Признаюсь, я не люблю планарные компоненты. До сих пор при возможности стараюсь выполнить проект, используя дырочный монтаж, хотя и имеется в активе 3-4 платы, сделанные под SMD. Особенно кошмарным пайка таких корпусов может показаться новичкам. Помню, когда я впервые начал паять корпус LQFP100 одного ARM контроллера, я думал, что это невозможно.  И тот первый раз закончился далеко не успешно. Поэтому в этой статье я не буду учить или делиться опытом, эту роль придется примерить тебе, читатель и помочь рекомендациями.

Ранее я пренебрегал опытом и технологиями, окружающими нас и использую достаточно самобытный способ распайки SMD. Использую фен, затем пайку «сухим жалом».  В случае с QFN корпусами сначала жирно обрабатываю припоем место контакта и контактные вывод микросхемы, затем использую густой флюс (ЛТИ-120) и добиваюсь эффекта самовыравнивая, когда посаженная микросхема вследствие сил поверхностного натяжения встает «контакт в контакт».  Плата для улучшения этого эффекта должна быть подогрета предварительно. После этого феном при температуре — не выше 300 градусов провожу пайку. При этом в конце надавливаю на микросхему до появления шариков по бокам выводов. По равномерности этого эффекта сужу о качестве пайки QFN компонента.

Недавно решил узнать, как это делается за рубежом. Наткнулся на классное видео.

Показанный здесь способ пайки называется «Drag Soldering». Он совмещает высокую скорость с хорошим качеством пайки. Посмотрев на все, я решил изучить этот способ. Мне удалось выяснить, что для очистки микросхемы (через салфетку в видео, кстати, что это за материал?) они используют изопропил, остальное необходимо уточнить:
1. Что за странную субстанцию они используют для пайки углов? Похоже на паяльную пасту. Какой марки?
2. Как называется густой флюс, которым они покрывают контакты микросхемы перед сквозной пайкой?
3. Какова оптимальная температура жала?
4. Оправдано ли применение жала «микроволна» и почему они не применяют его?
5. Какой диаметр припоя используется при подаче сверху?
6. Нужно ли подогревать плату?

Кстати, нашел тут видео, где показана пайка QFN примерно так, как делаю я.

Силиконовый корпус для QFN микросхем. / Радио начинающим / Radistor.ru

После многочисленных попыток мне не удалось, пользуясь ЛУТ-ом, вытравить плату с толщиной дорожек 0. 2 мм. Решил паять, как рекомендовали в интернете. Т.е. перевернуть на пузо и подпаять жилки провода.
Жилки подпаять оказалось неожиданно просто. Для этого пришлось только заточить жало паяльника.

В общем собрал я свою схему, все сразу заработало. Но тут обнаружился большой недостаток. Любое неосторожное прикосновение к днищу схемы тут же выводило из строя устройство (т.е cp2103 вешалась).
Для устранения этого недостатка решил залить место, где припаяна микросхема cp2103, компаундом. В качестве компаунда выбрал силикон. Силикон дешевый, да и в случае ошибки его можно снять путем повторного нагрева (или просто содрать).

Залил я место пайки силиконом. Недостаток исчез и плата стала смотреться красивее. Вместо таракана на ней красовалась силиконовая капля.
Через недельку устройство начало глючить. После проверки тестером выяснил, что пару контактов CP2103 закоротило. Начал рассматривать место пайки под увеличительным стеклом (благо силикон прозрачный). Оказалось, что силикон залил микросхему только с верху. По краям были воздушные прослойки. Пару контактов отклеились и замкнулись (хотя вроде в натяжку все паял).
Пришлось содрать силикон и выпаять микросхему. После нескольких опытов и раздумий появилась идея сделать корпус для таракана.
Сперва на плоскую поверхность необходимо нанести каплю растопленного силикона.

После, когда он немного застынет, но все еще будет мягкий, необходимо на каплю положить и придавить микросхему. К верху пузом.

Далее необходимо расправить все жилки. Каждую жилку прижать к силикону, немного подогреть паяльником и подождать пока силикон застынет. На этом этапе можно по неосторожности выпаять жилку.

Когда все будет закреплено. С верху наносим каплю силикона. С помощью паяльника аккуратно ее расправляем.

После того как она застанет необходимо аккуратно, с помощью лезвия, отклеить нашу работу и перевернуть. Если не забыли, первоначально микросхема ложилась на остывшую каплю и с одной стороны она не приклеена. Далее разогреваем паяльником силикон до жидкого состояния и ждем, пока он остынет.
Корпус готов!

Автор — a9d. Фотографии (пардон за качество), орфография и пунктуация сохранены.

P.S. От себя добавлю, что хорошо освоив ЛУТ (например по этому способу), реально получить дорожки толщиной 0.15-0.2мм. Правда в этом случае нужен качественный текстолит, а то при пайке дорожки такой толщины отвалятся.
Но данный способ имеет право на жизнь, например при распайке микросхем в корпусе BGA.

Пайка пакета QFN (Quad Flat No-Lead) вручную

Перевернутая микросхема QFN с маркерами совмещения на боку

Введение: QFN сложны, потому что все соединения находятся в нижней части микросхемы. Некоторые версии имеют небольшие удлинения этих соединений, которые огибают нижний угол и немного поднимаются по краю. Соединения по периметру (а не радиатор посередине) на самом деле можно припаять обычным утюгом, нанеся большое количество флюса и прикоснувшись к каждой стороне и контактной площадке луженым железом. Однако версия, показанная в этом руководстве, имеет только маленькие маркеры сбоку, поэтому для расплавления нижних соединений необходимо использовать горячий воздух. Обратите внимание, что лучший способ припаять этот чип — использовать паяльную пасту, трафарет и горячий воздух (либо тостер, либо сковороду), но мы продемонстрируем технику, которая не требует ни пасты, ни трафарета.

Новинка: видео, демонстрирующее пайку QFN горячим воздухом без паяльной пасты.

В видео также рассказывается о температуре и скорости воздуха, а также о типе потока.Паяемый чип представляет собой FM-радио из нашей бессвинцовой паяльной пасты Chipquik SAC.

Мы собираемся показать станцию ​​горячего воздуха (250–1000 долларов +) и инструмент для тиснения (инструмент для декоративно-прикладного искусства за 25 долларов для изготовления выпуклых чернильных украшений), а также предварительную обработку горячим воздухом. обогреватель. Вы можете обойтись без подогревателя, но он делает работу быстрее и менее опасной для компонентов и платы. Если вы делаете небольшую одностороннюю доску, вы также можете использовать нагреватель для кофейных чашек или, с более крупным чипом, сковороду с температурой около 100 ° C.

24-контактный QFN из комплекта для радиоустройства SI Laboratories будет удален, а затем заменен.

Оригинальный QFN Si4701 на SiLabs Radio Dev Kit

Первый , оригинальный чип удаляется путем предварительного нагрева платы и подачи горячего воздуха с использованием тех же методов, которые будут подробно описаны ниже. Контактные площадки снятого чипа и платы затем очищаются путем добавления флюса и использования фитиля для припоя.

Использование фитиля для очистки контактных площадок

Печатная плата с удаленным QFN

Очищенные контактные площадки QFN — обратите внимание на переходные отверстия в контактной площадке радиатора

Радиатор имеет несколько переходных отверстий (небольшие отверстия, предназначенные для соединения разных слоев плату), которые используются здесь, чтобы отводить тепло от компонента в плоскости заземления. Хотя они помогают охлаждать микросхему во время использования, они затрудняют пайку, поскольку тепло от инструмента с горячим воздухом быстро рассеивается на плате. Предварительный нагреватель особенно полезен, если вы собираетесь припаять средний радиатор. Однако во многих случаях нет необходимости паять этот средний радиатор, и это делает пайку этой микросхемы особенно сложной. Так что, если он вам не нужен, не добавляйте к нему припой. И, если вы впервые припаиваете QFN, вероятно, лучше не использовать средний радиатор.

Добавление флюса на дно чистой микросхемы QFN

Перед нанесением припоя удалите все остатки старого флюса спиртом и кистью, а затем нанесите свежий флюс.

Небольшая подушечка припоя на среднем радиаторе QFN

Нанесите припой на средний радиатор: Для этого постучите слегка луженым наконечником по флюсовой контактной площадке, пока небольшое количество припоя не выступит на колодка. Образующаяся подушка припоя должна быть очень маленькой, не более 10 тысячных дюйма (1/3 1/32 дюйма) в высоту. Если у вас есть штангенциркуль, вы можете проверить высоту подушки, сначала измерив исходную толщину, а затем сравнив ее с толщиной пайки. Если на этой площадке будет слишком много припоя, во время оплавления произойдет замыкание на внешние соединения. Лучше иметь слишком мало. Удалите излишки, нанеся флюс и прикоснувшись к подушке припоя чистым наконечником.

Лужение внешних соединений QFN

Теперь лужение внешних соединений. Снова удалите старые остатки флюса, добавьте свежий флюс и прикоснитесь слегка луженым железным наконечником к соединениям по периметру.На каждой контактной площадке должны собираться небольшие шарики припоя. Можно использовать микроскоп или лупу, чтобы убедиться, что на каждую контактную площадку нанесен припой.

QFN с центральным радиатором и лужеными внешними соединениями.

Соединения по периметру на печатной плате луженые.

залудите внешние соединения на печатной плате: Проделайте то же самое для внешних соединений печатной платы. Оставьте средний радиатор свободным от припоя.

Предварительный нагрев платы

Предварительный нагрев платы: Включите предварительный нагреватель и подождите несколько минут.Если у вас есть термопара или другой индикатор температуры, вы хотите, чтобы на плате было около 212-250 градусов по Фаренгейту, прежде чем продолжить.

Использование горячего воздуха от инструмента для тиснения или станции горячего воздуха

нанесите горячий воздух: Удерживая чип пинцетом, сначала подайте горячий воздух с расстояния в несколько дюймов, а затем продвиньтесь на расстояние примерно 3/4 дюйма от чипа. Двигайте горячий воздух небольшими кругами. Когда припой оплавится, вы должны почувствовать, как микросхема встала на место. Отпустите пинцет.Для чипа такого размера поверхностное натяжение фактически точно зафиксирует его на месте, если в припое не будет коротких замыканий. Проверьте, чтобы убедиться, что он расположен, осторожно подтолкнув чип пинцетом — он должен вернуться на место.

Убедитесь, что маркеры совмещения на стороне находятся над контактными площадками

Убедитесь, что чип выровнен правильно: Можно использовать лупу или микроскоп, чтобы убедиться, что маркеры на стороне находятся прямо над соответствующими колодки.Вы также должны почти не видеть соединения под микросхемой.

Еще работает!

проверьте свою схему: Вы не слышите этого, но наш комплект разработчика снова работает с перепаянным чипом QFN.

Другие ссылки и руководства:

Преодоление проблем QFN

Введение. За последние несколько лет в отрасли сборки электроники произошел сейсмический сдвиг в сторону миниатюризации компонентов. Потребительские потребности в большей функциональности в небольших упаковках побудили производителей оригинального оборудования и контрактных производителей использовать новые и инновационные технологии.По мере того, как технический прогресс приводит к более компактной конструкции, уменьшение доступного пространства на плате и более густонаселенные печатные платы становятся все более распространенным явлением. В ответ на эти требования в отрасли наблюдается распространение пакетов Quad Flat No Leads (QFN). Цель этого исследования — выявить преимущества и проблемы, которые пакет QFN привносит в процесс сборки электроники. В этой статье также обсуждаются результаты данных, подтверждающих фундаментальные шаги, необходимые для успешного внедрения технологии QFN в сборку.

Пакет QFN. Пакет QFN, изображенный на (рис. 1), представляет собой плоский пластиковый пакет с выводами по периметру под устройством и большими контактными площадками в центре. Его привлекательность заключается в компактных размерах и тонком корпусе. Это небольшой компактный корпус с размером, близким к размерам микросхемы. Он имеет тонкий корпус, что делает его идеальным для приложений, где толщина сборки является важным фактором. QFN предлагает отличные тепловые и электрические характеристики и использует контактные площадки по периметру для облегчения трассировки печатной платы.Эти характеристики делают QFN оптимальным выбором для многих ситуаций, когда электрические характеристики, вес и размер являются определяющими факторами.

Проблемы QFN. Хотя эти передовые устройства предоставляют множество преимуществ, они также создают ряд серьезных проблем с производством и надежностью. Такие дефекты, как короткое замыкание, пустоты, разрывы и недостатки, часто заставляют сборщиков устать от принятия этой новой технологии. Обладая многими привлекательными функциями, конструкция QFN склонна к образованию пустот на заземляющей площадке.В сочетании с бессвинцовым процессом проблема образования пустот становится еще более сложной.

Мешание в QFN. Пропускание в QFN происходит легко, поскольку летучие вещества захватываются под подушкой при оплавлении. В отличие от Quad Flat Packs (QFP), QFN не содержат выводов и, следовательно, не имеют стоек для поглощения напряжения и выхода из нестабильного состояния. Как показано на (рис. 2), система рентгеновского изображения выявила большие озерные пустоты, типичные для грунтовой площадки QFN. Благодаря усовершенствованию цифровых рентгеновских систем, в частности, переходу от аналоговых к цифровым детекторам, можно проводить более четкие и точные исследования.

Причины мочеиспускания. Одной из основных причин пустот в QFN является плавающий компонент. Ультра-маленький корпус QFN разработан с большой металлической контактной площадкой в ​​центре. Когда паяльная паста нанесена на всю эту контактную площадку или если толщина пасты слишком велика, может не хватить веса компонента и / или поверхностного натяжения, чтобы притянуть компонент к поверхности платы, что приведет к его плавающему виду (рис. 3).

Когда отверстие центральной площадки велико, отложения пасты в этой области могут быть выше, чем на меньших площадках по краям QFN.Поскольку отложения пасты в центре слишком высоки (относительно контактных площадок по периметру), компонент может не припаиваться к краевым площадкам (рис. 3). Этот увеличенный объем припоя в центре может также привести к наклону QFN в одну сторону во время оплавления и вытягиванию с противоположной стороны, оставляя отверстие вдоль края, что приводит к подъему компонента.

Хотя это, по сути, плавающий компонент, его часто ошибочно принимают за Head-in-Pillow. Чтобы предотвратить всплытие компонента, необходимо уменьшить объем паяльной пасты, нанесенной на центральную площадку QFN, до уровня покрытия менее 100%.

Апертуру трафарета следует разделить на несколько площадок меньшего размера, что уменьшает покрытие от 50 до 80% площади площадки. Это не только уменьшит всплытие устройства, но также уменьшит вероятность образования пустот, разбрызгивания и выделения газа. Рекомендации по уменьшению апертуры трафарета обсуждаются далее в этой статье.

Методы минимизации мочеиспускания: добавление переходных отверстий. Наилучшим методом устранения пустот в площадках заземления является модификация на стадии проектирования. Во многих случаях добавление переходных отверстий к контактной площадке и / или создание разделенной заземляющей контактной площадки сетчатого типа уменьшит образование пустот.Переходное отверстие позволит обезгаживать летучие вещества, уменьшая образование пустот.

К сожалению, эта опция недоступна для большинства контрактных производителей, так как конструкция платы исправлена ​​и не может быть изменена. Поскольку одно только профилирование оказывает минимальное влияние на образование пустот, возможны модификации в уменьшении апертуры, дизайне апертуры (трафарета), толщине трафарета и дизайне размещения / контактной площадки.

Уменьшение диафрагмы. Для проверки эффективности уменьшения размера апертуры использовались различные конструкции и процентные сокращения.Наиболее последовательные и в целом благоприятные результаты были достигнуты при использовании уменьшения на 30-50% с конструкцией уменьшения оконного стекла (рис. 4) по сравнению со 100% покрытием. Типичное покрытие паяльной пастой перед оплавлением составляло 50-80%. Конструкции редукторов могут зависеть от типа производимой сборки. Может потребоваться замаскировать или заглушить переходные отверстия, чтобы припой не попал внутрь переходного отверстия во время оплавления. Еще одна стратегия, которую можно использовать, — это сетка паяльной маски на контактной площадке заземления, которая содержит пустоты и допускает некоторое газовыделение.

На рисунке 5 ниже показан центр технических разработок QFN Test Assembly Part Number PCB2009-AIM, который был разработан в сотрудничестве с Practical Components. Соответствующий рисунок на (рис. 6) показывает различные конструкции апертур, которые были протестированы и показали положительные результаты в сокращении больших озерных пустот.

Судя по статистике, приведенной ниже на (рис. 7), некоторые конструкции диафрагмы имеют большее влияние, чем другие.Нет прямой зависимости между процентным уменьшением отложений пасты и мочеиспусканием. Похоже, что уменьшение количества пасты и особая геометрия положительно влияют на объем и форму мочеиспускания.

Апертура в процентах от пасты по сравнению со 100% составляет:

А. 57,26	I. 58,82	К. 42.96
Б. 47,14	Дж. 56,78	Р. 43.20
В. 85,62	К.77,80
Д. 84.06	Л. 76.93
E. 38.10	М. 75,76
F. 52.97	Н. 78,10
г. 59.08	О. 48,69
Высота 46,79	П. 34.85

Примечание: Конструкция апертуры с правильным уменьшением и геометрией помогает устранить пустоты.Объем паяльной пасты разной геометрии сильно различается.

• E. 38,10%
• F. 52.97%
• I. 58,82%
• М. 75,76%

Итоговая диаграмма ниже (рис. 7) показывает процент пустот, выявленных при каждом изменении диафрагмы.

Толщина трафарета. В большинстве случаев было определено, что трафарет толщиной 4 мил обеспечивает значительное улучшение образования пустот по сравнению с трафаретом толщиной 5 мил. Тем не менее, важно отметить, что уменьшение толщины трафарета может отрицательно сказаться на паяных соединениях на площадках ввода-вывода.

Размещение и конструкция подушек. Равномерное и постоянное давление размещения, а также глубина являются обязательными для успешной пайки QFN. Компонент должен быть под напряжением со всех сторон, чтобы облегчить пайку. Слегка сдвинув колодки наружу на 15-20%,
будет поддерживать натяжение и позволит немного отвести газ (рисунок 8). Контактные площадки не должны быть «сужены» под компонентом для однорядных QFN. Это обеспечит правильный поток и гарантирует, что следы не разрушатся во время термоциклирования.

Профиль. Для корпусов QFN требуются более холодные профили для уменьшения пустот в больших термопрокладках. Рекомендуется использовать прямой профиль «скат-шип» или «наклон-замачивание-шип». При использовании шипа для замачивания с наклоном требуется 30-секундное замачивание (и общее время до центра шипа должно составлять 3–3,5 минуты). Эти профили очень полезны, когда не используются конструкции апертур или когда не используются площадки, определяемые маской. Однако, когда платы также содержат BGA, могут возникнуть проблемы.Компоненты BGA требуют длительной выдержки в горячем состоянии и более длинных профилей. Хороший профиль для уменьшения пустот на BGA предполагает выдержку при температуре 190-200 ° C в течение 60-90 секунд и максимальную температуру всплеска 235 ° C. Время пребывания над ликвидусом составляет 60-75 секунд. Этот профиль можно увидеть ниже на (рис. 9). При балансировке профиля важно учитывать оба компонента.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Поскольку «маленький» — это единственный вариант для многих современных дизайнеров, пакет QFN будет и дальше пробиваться в современный мир электроники.Геометрия этого корпуса привлекает внимание в виде превосходной тепловой и электрической целостности. И наоборот, нельзя упускать из виду несколько производственных соображений. Вопросы, обсуждаемые в этом документе, относятся к основным проблемам и потенциальным средствам исправления, необходимым для повышения надежности и уменьшения количества дефектов.

Если стратегии могут быть применены на этапе проектирования, добавление переходного отверстия к центральной контактной площадке и / или создание разделенной заземляющей контактной площадки по типу сетки было бы наиболее выгодным.

Выбор пасты может иметь влияние, но характер того, что происходит во время оплавления паяльной пасты, неизбежен, независимо от состава пасты.Если под компонентом имеется большая припаянная площадка, в которой нет места для выделения газа, возникнут пустоты.

Другие возможные модификации в порядке удара включают:

• Дизайн апертуры трафарета. При разработке рисунка он должен обеспечивать капиллярное действие газов припоя к краю заземляющей поверхности. Этого можно добиться, используя шаблоны с достаточным пространством и полосами движения для создания движения наружу от центра площадки.
• Решетка с маской для пайки.Имейте в виду, что если используется сетка паяльной маски, часто присутствуют пустоты. Сетка устраняет пустоты в озерах и сохраняет пустоты более рассредоточенными, тем самым устраняя горячие точки. Обратной стороной является то, что колодки с сеткой могут привести к сбоям в суровых условиях. Это происходит из-за теплового расширения маски относительно припоя.
• Распределение порошка пасты. Известно, что более мелкие частицы имеют тенденцию меньше образовывать пустот на BGA и других типах паяных соединений.
• Паста для определения летучести и смачивания.Может помочь повышенное увлажнение. Это повлияет на скорость капиллярного потока за счет перемещения большего количества газа к краю прокладки.

При любой развивающейся технологии требуются дополнительные испытания, чтобы лучше понять проблему аннулирования активности в пакете QFN.

ССЫЛКИ

1) Д. Бернард, Б. Уиллис, М. Моррелл и М. Бидел. Анализ уровней мочеиспускания при центральном окончании пакета QFN и их корреляции с объемами отложений пасты и склонностью к отклонению устройства и плохому качеству соединений.Представлено на мероприятии IPC. 2011.

2) Б. Толено. Более широкое использование QFN проливает свет на проблемы. Dataweek. 23 июля 2008г.

Написано Карлом Силигом, вице-президентом по технологиям, и Кевином Пидженом, старшим менеджером по приложениям

Погружение горячим припоем микросхемы QFN для военной промышленности — Хантсвилл, AL

Описание продукта	Этот усилитель мощности QFN используется в радиочастотном приложении
Возможности / процессы	Основной: Лужение Вторичный: Инспекция / сканирование свинца
Оборудование для олова	Автоматизированная / роботизированная погружная станция для горячего пайки
Максимальные допуски	Компланарность плоскости заземления до. 002
Используемый материал	Sn63 Pb37 Припой J-STD-004
Выполняются испытания	Визуальный осмотр Заключительный осмотр
Промышленность для использования	Оборона
Кол. Акций	Малый объем
Соответствие стандартам	Технические характеристики, предоставленные заказчиком ANSI / ESD S20.20 МПК J-STD-001 IPC / JEDEC J-STD-033
Название проекта	Погружение горячего припоя QFN

пайка — Страница 2 — Опасные прототипы

Вот графическое примечание от TDK о феноменологическом «надгробии» при пайке оплавлением. Если температура и количество припоя не соответствуют требованиям во время монтажа подложки, продукты могут быть неправильно установлены, что вызывает надгробие

Что вам может понадобиться знать о проведении SMT переделки многослойных керамических конденсаторов (MLCC).Руководство по применению от TDK Rework необходимо, если компоненты поверхностного монтажа (SMT) смещены или неправильно установлены. Эта статья ответит на вопросы, касающиеся переделки конденсаторов SMT. В частности, покрываются оборудование, процедуры и техника.

Mats продолжает разработку одной печатной платы каждую неделю. На 18 неделе он придумал SMD Practice Skull: Некоторое время назад я болтал с (Re: load) Ником Джонсоном о создании простых печатных плат для обучения пайке SMD-деталей.Это одна из досок, которые я придумал. Все детали […]

Андре делится этой короткой статьей о том, как сделать трафареты для паяльной пасты из 0,1 мм латунных пластин. Через контактную форму.

jwhitley89 написал в Твиттере: «А вот как можно паять провод 8 AWG без свинца»

На этой неделе мы рассмотрим нагревательную пластину припоя 946A + из нашей последней партии оборудования в Шэньчжэне. Существует масса безымянных 946A +, а у нас D-GOLD. Все они очень похожи и стоят около 50 долларов в Шэньчжэне.Использование кухонной плиты — это распространенный способ пайки оплавлением своими руками, […]

Джо Десбоннет дает два совета, которые он усвоил при использовании коммутационной платы DP QFP. Через контактную форму.

Xevel показывает нам, как паять BGA с мелким шагом: после просмотра нескольких сообщений о «мертвом» (припаивании проводов к выводам или контактным площадкам компонента вместо того, чтобы паять его на рекомендованной посадочной поверхности) микросхем BGA на опасных прототипах, некоторые с «большими» шариками припоя, а некоторые с меньшими, я подумал, что […]

Эндрю Тергис представляет интересный метод оплавления SMD-компонентов с использованием пластины предварительного нагрева и фольги (для улавливания инфракрасной энергии).Он также использует датчик температуры Fluke, прикрепленный к печатной плате, для более точного контроля температуры. Это дает новичкам представление о возможных подводных камнях. Владимир через контактную форму.

Вот доказательство того, что паять BGA не так уж и сложно. Оцените этот фрактальный движок Мандельброта с помощью проекта отображения PSP (машинный перевод). ПЛИС в корпусе с шариковой решеткой — это спаянный «мертвый жук». Вот это умение. Через форум и Hack a Day.

Алекс разработал этот держатель жала паяльника.Это алюминиевый стержень, согнутый в форме, с просверленными в нем отверстиями для наконечников. Каким бы простым он ни был, он одновременно функциональный и красивый. После того, как все было сказано и сделано, потребовалось около часа, чтобы все было сделано и у меня на столе. Неплохо для […]

Правильный уход за паяльником и методы пайки, необходимые для получения идеального паяного соединения каждый раз. Через PCBheaven.

Еще 5 новых прототипов на стенде. Сначала большие фишки, затем мелочи.

В нашем предыдущем видеоролике мы упоминали, что попросили Пьетю припаять эти надоедливые акселерометры MMA7455L. Вот как он это сделал. Ознакомьтесь с фотографиями и его инструкциями ниже. Ян попросил меня припаять немного MMA7455L к платам USB POV Toy. Итак, когда я получил их первым делом […]

Из IRC мы представляем вам несколько фотографий безумных навыков пайки роботов. Этот чип QFN вставлен на тыльную сторону другого чипа. Ниже еще одна микросхема QFN с поврежденным проводом. Пожалуйста, присылайте свои фотографии экстремальной пайки через контактную форму.

В более раннем видео семинара мы предложили Sjaak припаять бесконтактный датчик температуры TMP006 в корпусе BGA.Нам не хватало навыков, чтобы это произошло, но на этой неделе инженер DP Джер показывает, как он успешно спаял 2 из 4 коммутационных плат. Джер не удерживает чип на месте каптоновой лентой, как […]

Вот еще один видеоурок по пайке SMD. В нем можно использовать 4 различных типа флюса: ручка, жидкость, гель и шприц. Видео начинается с пайки резистора микросхемы 0603 и переходит к 208-контактной микросхеме QFP с шагом 0,5 мм. Через комментарии.

В этом примечании к приложению от Texas Instruments приведены основные рекомендации по пайке бессвинцовых корпусов QFN и SON.Он включает в себя некоторые рекомендации по проектированию печатных плат, трафаретной печати паяльной пастой, сборке и оплавлению. Квадратные плоские блоки без выводов (QFN) и с малыми контурами без выводов (SON) представляют собой безвыводные блоки с электрическими соединениями, выполненными через контактные площадки на нижней стороне […]

Ball Grid Array имеют несколько рядов контактов под микросхемой. Их сложно припаять вручную, как мы выяснили, когда Sjaak пытался припаять TMP006. Зета подсказала нам это видео, в котором вручную припаивается 400-контактный чип BGA к разъему SchmartBoard.На коммутационной плате имеется переходное отверстие под […]

Картик припаял первый прототип своей отладочной платы PSoC3. Он использовал технику пайки без пайки для пайки SSOP IC. Он добился большого успеха с этой техникой после того, как разрушил несколько печатных плат своим старым методом. С первой доской, которую я попробовал, все шло не так хорошо, в основном из-за того, что я использовал неправильный […]

Видео по демонтажу BGA, удаление SMD, удаление SMT, видеоинструкции

  PCB Видео демонстрации и презентации
    Инструкции по пайке и распайке печатных плат, их микросхем и компонентов при создании прототипов и переделке   

  Как паять, снимать пайку и предварительно нагревать BGA, SMD, QFN и многое другое.  

Ручная пайка 28 контактов, 6×6 мм QFN

Раньше я мог делать это без увеличения, но теперь уже не так хорошо. Я использую установку, похожую на призраков, с прицелом 20x-100x.
Я люблю паять быстро и быстро. Обычно около 320-360 градусов. Пока вы не проводите много времени в одной области, вы ничего не должны навредить.

Подберите дешевую паяльную станцию ​​с горячим воздухом. Вы можете получить их примерно за 50 долларов, которые отлично подойдут для легкой работы или хобби. Ваша вторая фотография была бы красиво обработана с помощью небольшого оплавления с использованием флюса и горячего воздуха.

Я доволен увеличительной линзой, с которой связался, и рекомендую их. Они на удивление удобны, хотя и имеют ограниченное фокусное расстояние, которое можно немного регулировать.Я привык носить очки во время пайки, и они меня совсем не беспокоят.

В целом, думаю, это довольно хорошая ветка, особенно для ОП. Уже есть ряд ответов, и, что наиболее важно, они включают реальный опыт … и, конечно, практика с техниками и так далее — важный аспект. -Спасибо

Бесконтактный, горячий воздух, BGA, QFN, SMT, SMD, Ремонт и ремонт CSP, пайка и удаление припоя

 Видеоурок с демонстрацией : Как правильно паять и ремонтировать печатные платы с линейным увеличением, предварительным нагревом, выдержкой и качественной пайкой
Технические видео по пайке и распайке печатных плат  

 Видео: Как паять и демонтировать на стенде. 

 Видео по пайке и распайке других печатных плат