Come vengono saldati i componenti con i contatti sotto i circuiti integrati sulle schede?

Prendi in considerazione un IC simile a questo o simile:

Nota come i cavi saldati sulla scheda si trovano sul lato inferiore dell'IC.

Sono a malapena un novizio di elettronica. Il mio lavoro con l'elettronica sta fondamentalmente facendo semplici riparazioni a vecchi hardware di gioco, quindi la mia esperienza è molto limitata.

Ho provato a cercarlo su Google, ma devo dare un nome errato a questi componenti quando provo a cercare come viene fatto, ma in che modo componenti come questi sono saldati su schede in unità di produzione? Ho potuto facilmente vedere o questi pin essere rivestiti in un po 'di saldatura, o forse un sottile strato di saldatura è già sul PCB quando il chip viene posizionato su di esso. Indipendentemente da ciò, come viene riscaldato ogni pin alla giusta temperatura in modo che la saldatura si sciolga e il chip si attacchi alla scheda?

Ho provato a capirlo da solo, ma finora questo sembra solo "magia nera".

Come follow-up secondario, se stai sviluppando hardware elettronico che necessita di un componente come questo, come usi un chip come questo nella prototipazione e nel test? Esiste un modo manuale per saldare i chip in questo modo? Indipendentemente da come è fatto, mi sembra che dovrebbe essere almeno un processo meccanico perché avresti bisogno di un certo grado di precisione.

Questo è un pacchetto BGA (ball-grid array). Ogni blob è in realtà saldato. Il componente viene posizionato precisamente da una macchina pick-and-place e quindi l'intera scheda viene riscaldata per fondere la saldatura (saldatura a riflusso). La saldatura fluirà ai pad sul PCB dalla tensione superficiale e la maschera di saldatura (si spera!) Lo interromperà cortocircuitando i pin vicini. Il vantaggio del pacchetto BGA è la densità dei pin molto maggiore (e quindi il conteggio dei pin) disponibile rispetto ai pacchetti inline o QFN. In genere troverai componenti con un elevato numero di pin (FPGA ecc.) Disponibili solo come BGA in quanto è impossibile far emergere 1000 pin ai bordi.

Questi sono difficili da lavorare per il lavoro di prototipazione poiché è quasi impossibile dire se il giunto di saldatura è stato realizzato. Nella produzione di massa, ciò avviene mediante imaging a raggi X. Puoi preparare un forno di rifusione a casa, ma come dici, il posizionamento preciso è abbastanza complicato a mano, anche se non impossibile.

La rilavorazione è molto difficile, in genere è necessario rimuovere l'intero componente e riapplicare i blob di saldatura per rifarlo. In genere, i fornitori offrono schede di sviluppo con il chip BGA pre-saldato con i pin messi in evidenza sui pin di intestazione, che sono molto più facili da gestire.

Hai qualche domanda nel tuo post e penso di poterti aiutare con un paio di loro.

Indipendentemente da ciò, come viene riscaldato ogni pin alla giusta temperatura in modo che la saldatura si sciolga e il chip si attacchi alla scheda?

Hai bisogno di un forno di rifusione o se sei un hobbista come me puoi farlo usando una stazione di rilavorazione ad aria calda . Ho una stazione di rilavorazione. Fondamentalmente è un asciugacapelli che può raggiungere temperature fino a quando la saldatura si scioglie. Agiti la bacchetta sopra la parte, la parte / scheda / saldatura diventa abbastanza calda e la saldatura si scioglie e fa la sua magia.

Esiste un modo manuale per saldare i chip in questo modo?

Sì, c'è davvero! Ci vuole pratica e pazienza, ma non è necessario inviare per fare questo lavoro. È possibile farlo da soli. Lo voglio. Questo è il miglior video che posso trovare che dimostra il processo. Questo utilizza un QFN (quad flat no-lead) non un BGA (array di griglie sferiche - la parte citata) ma l'idea è la stessa. I pin sul QFN sono sotto il chip.

L'ho fatto da solo e funziona. E sì, sembra un po 'come la "magia nera" quando lo fai. Ma molto soddisfacente!