Toaster-Ofen-Reflow-Löten (BGA) - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:21

Reflow-Lötarbeiten können teuer und schwierig sein, aber zum Glück gibt es eine einfache und elegante Lösung: Toasteröfen. Dieses Projekt zeigt mein bevorzugtes Setup und die Tricks, die den Prozess reibungslos ablaufen lassen. In diesem Beispiel konzentriere ich mich auf das Reflow eines BGA (Ball Grid Array).

Schritt 1: Finden Sie einen Toaster

Sie suchen nach zwei Hauptdingen, einem einstellbaren Temperaturknopf und einem Timer, der die Zeit herunterfährt. Je präziser der Timer ist, desto besser.

Wenn Sie es bekommen, verbessert eine Art erzwungener Luftstrom die Gleichmäßigkeit der Ofentemperatur, aber Sie müssen sicherstellen, dass der Luftstrom nicht stark genug ist, um Ihre Komponenten zu bewegen.

Schritt 2: Holen Sie sich ein Thermometer und einen Timer

Auch wenn der Toaster über einen Temperatursollwert und einen integrierten Timer verfügt, möchten Sie dennoch genauere Messwerte erhalten. Holen Sie sich ein billiges Ofenthermometer und werfen Sie es in den Ofen und erhalten Sie einen Timer mit einem Alarm, der Sie daran erinnert, Ihre Backplatinen zu überprüfen.

Schritt 3: Machen Sie Ihre Leiterplatten

In diesem Beispiel arbeite ich mit einem ADXRS300, einem 1-Achsen-Gyrometer von Analog Devices. Es wird in einem Ball Grid Array-Paket geliefert, bei dem die Kugeln bereits an der Unterseite des Bauteils angebracht sind. Die Leiterplatte muss mit Pads für jede der Kugeln zusammen mit einem Siebdruck-Umriss entworfen werden, um die Ausrichtung der Komponente zu erleichtern (was kritisch ist, wenn Sie die Pads nicht wirklich sehen können). Stellen Sie außerdem sicher, dass Sie die Position von Pin 1 markieren.

Schritt 4: Fügen Sie der Leiterplatte Flussmittel hinzu

Die Kugeln im BGA haben kein Flussmittel, daher müssen Sie * unbedingt * Flussmittel auf die Platine legen, bevor Sie den Reflow durchführen. Wenn Sie kein Flussmittel hinzufügen, verhindert das Oxid auf der Oberseite der Pads das Fließen der Kugeln und Sie erhalten leicht gequetschte Kugeln, die nicht wirklich mit der darunter liegenden Leiterplatte verbunden sind.

Schritt 5: Richten Sie die Komponenten auf der Platine aus

Positionieren Sie die Platine auf dem Tablett des Toasterofens, vorzugsweise so, dass Sie sie durch das Fenster des Ofens im Auge behalten können. Positionieren Sie das Bauteil präzise auf der Leiterplatte, indem Sie die Siebdruckkontur verwenden, um die Ausrichtung durchzuführen. Sie müssen nicht genau sein, da das Aufschmelzen des Lötmittels das Bauteil tatsächlich in die Ausrichtung zieht, aber Sie sollten versuchen, es so nah wie möglich zu bringen. Im schlimmsten Fall wäre die Komponente um mehr als die Hälfte des Kugelabstands versetzt, was dazu führen würde, dass die Komponente um einen Satz Pads verschoben wird. Nicht gut.

Schritt 6: Beginnen Sie mit dem Kochen

Schließen Sie die Ofentür des Toasters (stellen Sie sicher, dass Sie die Komponente nicht aus der Ausrichtung stoßen.) Stellen Sie den Temperaturregler auf etwa 450 und starten Sie den Timer bei etwa 20 Minuten. Wenn Sie später die Eigenschaften Ihres speziellen Toasters ermittelt haben, können Sie mit genauen Werten beginnen. Aber im Moment werden wir unser Ofenthermometer und den externen Timer verwenden, um den Überblick zu behalten.

Schritt 7: Beobachten Sie die Temperatur

Behalte das Thermometer im Auge. Sie müssen das Reflow-Profil für Ihre speziellen Komponenten überprüfen, um zu wissen, welche Temperatur Sie erreichen möchten. In meinem Fall würden die Lotkugeln bei 183 ° C zu schmelzen beginnen und ich wollte eine Höchsttemperatur von 210 ° C erreichen. Wenn Sie über 230-240 °C hinausgehen, beginnen Sie, Ihre PCBs zu verbrennen, was zwar amüsant, aber wahrscheinlich nicht das ist, was Sie wollen.

Schritt 8: Schalten Sie den Toaster aus

Sobald der Ofen die gewünschte Höchsttemperatur erreicht hat, schalten Sie ihn aus!

Schritt 9: Lassen Sie es abkühlen und bewegen Sie nichts

Sie können den Abkühlprozess beschleunigen, indem Sie die Fronttür des Toasters öffnen… ABER achten Sie darauf, dass Sie die Komponenten nicht anstoßen oder in irgendeiner Weise bewegen. Das Lot ist zu diesem Zeitpunkt noch flüssig und wenn Sie in das Bauteil stoßen, verschieben Sie es und ruinieren es. Dies ist die Zeit, um einfach wegzugehen. Sobald die Temperatur unter 100 ° C fällt (oder 50 ° C, wenn Sie paranoid sind), können Sie die Dinge frei bewegen.

Schritt 10: Inspizieren und genießen

Sie sollten darauf achten, dass alle Kugeln verbunden sind und das Bauteil fest mit der Platine verbunden ist. Dieses Bild zeigt 3 der reflowed BGAs, die zusammen in eine 3-Achsen-Inertial-Messeinheit integriert sind.