Wie werden Komponenten mit Kontakten unter den ICs auf Platinen gelötet?

Stellen Sie sich einen IC vor, der so oder ähnlich aussieht:

Beachten Sie, wie sich die an die Platine gelöteten Kabel an der Unterseite des IC befinden.

Ich bin kaum ein Elektronik-Neuling. Meine Arbeit mit Elektronik besteht im Wesentlichen darin, einfache Reparaturen an alter Gaming-Hardware durchzuführen, daher ist mein Fachwissen sehr begrenzt.

Ich habe versucht, dies zu googeln, aber ich muss diese Komponenten falsch benennen, wenn ich versuche zu suchen, wie dies gemacht wird, aber wie werden Komponenten wie diese auf Platinen in Produktionseinheiten gelötet? Ich konnte leicht sehen, dass entweder diese Stifte mit etwas Lötmittel beschichtet waren oder dass sich bereits eine dünne Lötschicht auf der Leiterplatte befindet, wenn der Chip darauf platziert wird. Unabhängig davon, wie wird jeder Stift auf die richtige Temperatur erwärmt, damit das Lot schmilzt und der Chip an der Platine haftet?

Ich habe versucht, dies selbst herauszufinden, aber bisher scheint dies nur "schwarze Magie" zu sein.

Wie können Sie einen kleinen Chip wie diesen beim Prototyping und Testen verwenden, wenn Sie elektronische Hardware entwickeln, die eine solche Komponente benötigt? Gibt es eine manuelle Möglichkeit, solche Chips zu löten? Unabhängig davon, wie es gemacht wird, scheint es mir zumindest ein mechanischer Prozess zu sein, da Sie ein gewisses Maß an Präzision benötigen würden.

Dies ist ein BGA-Paket (Ball-Grid Array). Jeder kleine Klecks ist tatsächlich gelötet. Das Bauteil wird von einer Bestückungsmaschine präzise platziert, und dann wird die gesamte Platine erwärmt, um das Lot zu schmelzen (Reflow-Löten). Das Lot fließt durch Oberflächenspannung zu den Pads auf der Leiterplatte, und die Lötmaske verhindert (hoffentlich!), Dass es in der Nähe befindliche Stifte kurzschließt. Der Vorteil des BGA-Pakets ist die viel größere verfügbare Pin-Dichte (und damit die Anzahl der Pins) im Vergleich zu Inline- oder QFN-Paketen. In der Regel sind Komponenten mit hoher Pinanzahl (FPGAs usw.) nur als BGA verfügbar, da es unmöglich ist, 1000 Pins an den Kanten herauszuholen.

Es ist schwierig, mit diesen für Prototyping-Arbeiten zu arbeiten, da es fast unmöglich ist zu sagen, ob die Lötstelle hergestellt wurde. In der Massenproduktion erfolgt dies durch Röntgenbildgebung. Sie können einen Reflow-Ofen zu Hause herstellen, aber wie Sie sagen, ist die genaue Platzierung von Hand recht schwierig, wenn auch nicht unmöglich.

Das Nacharbeiten ist sehr schwierig. Im Allgemeinen müssen Sie die gesamte Komponente entfernen und die Lötkleckse erneut auftragen, um sie neu zu erstellen. In der Regel bieten Anbieter Entwicklungsplatinen mit vorgelötetem BGA-Chip an, deren Pins an den Header-Pins herausgeführt werden.

Sie haben ein paar Fragen in Ihrem Beitrag, und ich denke, ich kann Ihnen bei einigen helfen.

Unabhängig davon, wie wird jeder Stift auf die richtige Temperatur erwärmt, damit das Lot schmilzt und der Chip an der Platine haftet?

Sie benötigen entweder einen Reflow-Ofen , oder wenn Sie ein Hobbyist wie ich sind, können Sie eine Heißluft-Nacharbeitsstation verwenden . Ich habe eine Überarbeitungsstation. Es ist im Grunde ein Haartrockner, der Temperaturen bis zu dem Punkt erreichen kann, an dem das Lot schmilzt. Sie schwenken den Zauberstab über das Teil, das Teil / die Platine / das Lot wird heiß genug und das Lot schmilzt und zaubert.

Gibt es eine manuelle Möglichkeit, solche Chips zu löten?

Ja, das gibt es tatsächlich! Es erfordert Übung und Geduld, aber Sie müssen nicht senden, um diese Arbeit zu erledigen. Es ist möglich, es selbst zu tun. Ich mache. Dies ist das beste Video, das ich finden kann und das den Prozess demonstriert. Hierbei wird ein QFN (Quad Flat No-Leads) verwendet, kein BGA (Ball Grid Array - der von Ihnen erwähnte Teil), aber die Idee ist dieselbe. Die Stifte am QFN befinden sich unter dem Chip.

Ich habe das selbst gemacht und es funktioniert. Und ja, es scheint ein bisschen wie "schwarze Magie", wenn Sie das tun. Aber sehr befriedigend!