Forum: Platinen Erstes Mal Exposed Pad bei TSSOP-28. Wie PCB designen und löten/kühlen?


Announcement: there is an English version of this forum on EmbDev.net. Posts you create there will be displayed on Mikrocontroller.net and EmbDev.net.
von Hanswurst (Gast)


Lesenswert?

Moin und schönes Wochenende,

ich werde bald den Spaß haben, mein erstes Projekt mit einem 
Schrittmotor und richtiger Platine zu haben. Tests mit einem 
Pololu-Modul waren ganz gut, allerdings wird der arme MP6500 schon recht 
warm (1,5A).

Deshalb möchte ich den MP6500 auf einer eigenen Platine mit anständiger 
Kühlung verwenden.
Den gibt es aber nur in QFN (bäh!) oder TSSOP-28. Beide haben ein 
exposed Pad auf der Unterseite.

Problem: Ich habe noch nie irgendwas mit exposed Pad gelötet. TSSOP ja, 
aber halt noch kein exposed pad.

Wie stelle ich das am besten an? Die restliche Platine wird dann 
"drumherum" designt, deshalb habe ich hier praktisch alle Freiheiten.
Allerdings sollte die Verarbeitung mit üblichen Werkzeugen möglich sein:

-Lötstation

-Heißluftpistole

-Herdplatte

-Bügeleisen

-Ofen

Jetzt habe ich schon verschiedene Ansätze gesehen, darunter:

-Via unter dem Pad und durch das Via erhitzen/Lötzinn nachführen

-Pad verlängern, bis es für den Lötkolben erreichbar wird. Pad+IC 
vorverzinnen. Anschließend erhitzen, bis das IC plan liegt und sich 
festsaugt

-Platine und IC vorverzinnen und so lange auf Herd/Bügeleisen legen, bis 
das Zinn schmilzt und sich das IC festsaugt

-Platine und IC vorverzinnen und von oben mit Heißluft bearbeiten

Am logischsten und einfachsten scheint mir die Methode mit dem 
verlängerten Pad zu sein. Kühlfläche brauche ich sowieso, also kann ich 
die Kühlfläche auch gleich zum Verlöten benutzen.
Wie sind hier eure Erfahrungen?

Macht es Sinn, zusätzlich Kupferdrahtstücke in die Kühlfläche 
einzulöten, um die Wärmeabfuhr weiter zu verbessern?

Lüfter wäre auch möglich, würde ich aber gern vermeiden, wenn es geht.

Danke und schönes Wochenende!

von Andras H. (kyrk)


Lesenswert?

Ofen. Einfach ausprobieren. Dann wirst du es sehen. Wenn es zu warm 
wird, dann hast du es nicht richtig gelötet.

Kannst auch mit eine Lötpaste aus Bizmut machen. Die schmelzen schon bei 
180 Grad oder so.

von Bert (Gast)


Lesenswert?

Bei einmaligen Projekten mache ich immer die Methode mit fetten Löchern 
unterm Pad und dann von hinten das Lötzinn rein... hat immer sehr gut 
geklappt.

von Cyblord -. (cyblord)


Lesenswert?


von Olaf (Gast)


Lesenswert?

> Wie sind hier eure Erfahrungen?

Ich hab es schon mit Heissluft, durchs Via loeten wie auch mit der von 
der Seite ueber das Kupfer erhitzen Methode gemacht. Allerdings waren 
das in der Regel ICs die das Epad fuer Masse brauchen.
Du brauchst es aber vor allem um Waerme abzugeben. Also wird dir der 
Hersteller doch ein paar Vorschriften machen wie die Masseflaeche 
auszusehen hat und was da an Via vorhanden zu sein hat damit das Teil 
ausreichend gekuehlt wird. Daran solltest dich halten. Damit wird dann 
am Ende vermutlich nur die Heissluftmethode uebrig bleiben.

Von dem niedrig schmelzen Wismutlot wuerde ich die Finger lassen. Das 
war ich davon bisher hatte (zwei verschiedene) zeigt sehr beschissene 
Fliesseigenschaften. Wenn moeglich wuerde ich allerdings verbleites 
Lot/Paste nehmen. Geht sicher auch bleifrei, aber damit macht man sich 
das Leben doch unnoetig schwerer.

Olaf

von Uli S. (uli12us)


Lesenswert?

Es wär ja auch ein aufgeklebter und irgendwie mit ner Feder gesicherter 
Kühlkörper zusätzlich möglich. Am besten Lötpaste mit Schablone 
auftragen und dann mit Heissluft löten.

von Pandur S. (jetztnicht)


Lesenswert?

Falls moeglich eher die TQFP mit exposed pad. Dann dort ein ganzes Array 
von 15 mil Loechern. Und das Ganze auf 4 Lagen.

von F. M. (foxmulder)


Lesenswert?

Hanswurst schrieb:
> Jetzt habe ich schon verschiedene Ansätze gesehen, darunter:

Alles absurder Bastelpfusch!
Lötpaste und Heißluftlötstation, eine Investition von 50,00 Euro.

Hanswurst schrieb:
> Am logischsten und einfachsten scheint mir die Methode mit dem
> verlängerten Pad zu sein.

Inwiefern ist das logisch?
Das braucht Platz, ist umständlich und unprofessionell.

mfg

von Andi B. (andi_b2)


Lesenswert?

F. M. schrieb:
> Alles absurder Bastelpfusch!
> Lötpaste und Heißluftlötstation, eine Investition von 50,00 Euro.

Und wie schaffst du mit der 50€ "Heißluftlötstation" das vom Hersteller 
vorgesehene und einzuhaltende Temperaturprofil beim Löten? Oder ist 
Basteln mit Heißluft der einzige Pfusch der in deinen Augen erlaubt ist?

von Cyblord -. (cyblord)


Lesenswert?

Andi B. schrieb:
> F. M. schrieb:
>> Alles absurder Bastelpfusch!
>> Lötpaste und Heißluftlötstation, eine Investition von 50,00 Euro.
>
> Und wie schaffst du mit der 50€ "Heißluftlötstation" das vom Hersteller
> vorgesehene und einzuhaltende Temperaturprofil beim Löten? Oder ist
> Basteln mit Heißluft der einzige Pfusch der in deinen Augen erlaubt ist?

Es ist zumindest deutlich weniger Pfusch als alles andere.

von Andi B. (andi_b2)


Lesenswert?

Als Bastler kann man nur unter verschiedenen Pfuschlösungen wählen. Und 
mehrere hier angeführte funktionieren. Nur seine eigene bevorzugte als 
die einzig Wahre darzustellen und die anderen niederzumachen, kann nicht 
Sinn der Sache sein.

> Es ist zumindest deutlich weniger Pfusch als alles andere.

Das Loch darunter finde ich mindestens genauso gut, wenn nicht sogar 
besser. Weil man mit dem Lötkolben die Wärme und die Temperatur besser 
im Griff hat und der Chip nicht davon schwimmt.

von Cyblord -. (cyblord)


Lesenswert?

Andi B. schrieb:
> Das Loch darunter finde ich mindestens genauso gut, wenn nicht sogar
> besser. Weil man mit dem Lötkolben die Wärme und die Temperatur besser
> im Griff hat und der Chip nicht davon schwimmt.

Da schwimmt aber nichts davon. Lötet man solche ICs mit der 
Heißluftstation auf, sieht man wie der IC an die korrekte Position 
gleitet. Auch wenn man ihn leicht auslenkt, dann federt er zurück an den 
Platz.

Siehe ab 5:55. Ist zwar ein anderes Gehäuse aber so sieht das dann aus. 
Und es hat auch ein Exposed Pad.

https://youtu.be/c_Qt5CtUlqY?t=355

: Bearbeitet durch User
von F. M. (foxmulder)


Lesenswert?

Andi B. schrieb:
> Und wie schaffst du mit der 50€ "Heißluftlötstation" das vom Hersteller
> vorgesehene und einzuhaltende Temperaturprofil beim Löten?

Das kannst du mit keiner Variante einhalten, außer mit einem Ofen oder 
einer 2k5 JBC Heißluft.

Mir erschließt sich einfach nicht warum man es anders machen sollte, 
ganz einfach.
Der "Via Trick" und co ist aus einer Zeit in der Heißluftlötstationen 
noch sehr teuer bis unbekannt waren.
Außerdem braucht man Platz auf der Leiterplatte.
Heißluft und Paste ist der "richtigen" Sache eindeutig am nächsten.

Sehr gut geht auch:
Die Platine auf eine Heizplatte legen bei so 100-130°C und aufwärmen, 
dann muss man nur mehr ganz sanft mit der Heißluft drüber um das Zinn 
über den Schmelzpunkt zu "kicken".

mfg

von m.n. (Gast)


Lesenswert?

Beim TSSOP24-Gehäuse (A4982) habe ich neben ein paar 
Durchkontaktierungen 2 x 2 mm Löcher frei gelassen. Wenn oben alles 
verlötet ist, wird ein Loch von unten mit Lötzinn "geflutet", bis im 
anderen zu sehen ist, daß es wieder austritt.
Das Layout ist hier zu sehen: 
Beitrag "Schrittmotoransteuerung mit A4982 und ATmega328"
Die Lötseite ist als GND-Fläche ausgeführt. Ferner ist zusätzliche 
Kühlfläche auf der Oberseite vorhanden (unter den 
Strombegrenzungs-Widerständen).

von someone (Gast)


Lesenswert?

Normales Layout und Heißluft. Alles andere ist wenig sinnvoll. 
Gegebenenfalls die Platine vorheizen, da der Motortreiber nachher im 
Betrieb viel Wärme über die Kühlfläche abgibt, was das Verlöten 
erschwert.
Von Durchkontaktierungen unter dem Chip, in die nachher Lötzinn gegeben 
wird, kann ich aus eigener Erfahrung nur abraten. Es ist sehr leicht, 
dort eine Flussmittelblase o.ä. reinzukriegen, was man nicht merkt, aber 
die thermische Anbindung des Chips extrem verschlechtert. Man hat dann 
völlig unklare Motorprobleme, die sich erst nach einem Austausch des 
Motortreibers oder einem richtigen Neuverlöten (mit behutsamem Verfüllen 
der Durchkontaktierungen und dann Löten mit Heißluft) lösen.
Irgenwie ist die Sache ja auch klar: Das Pad des Motortreibers muß warm 
werden, sonst ist die Lötstelle nicht gut. Damit das warm wird, ist es 
sinnvoll, diesen per Heißluft zu erwärmen. Die Heißluft-Verfahren sind 
bewährte Verfahren aus der Reparatur, ein neuer Chip wird dadurch nicht 
zerstört. Die Temperaturkurve im Datenblatt ist ja nur ein 
Prozessfenster, das für die industrielle, reproduzierbare und 
automatisierte Fertigung ohne Parameteranpassung eingehalten werden 
sollte. Verlötet man Einzelstücke mit direkter Rückmeldung, ist es von 
einigen sehr sehr empfindlichen Bauteilen mal abgesehen (Motortreiber 
gehören nicht dazu) kein Problem, dieses Fenster zu verlassen.
Ob man nun Lotpaste nimmt oder das Pad verzinnt und Flussmittel 
aufträgt, ist so eine Frage des persönlichen Geschmacks. Beides 
funktioniert.

von Roland E. (roland0815)


Lesenswert?

Ja, die Heißluft...

Für ein EInmalprojekt wird sich keiner ne 50,- Chinastation hinstellen. 
Da tun es tatsächlich die dicken Vias im Pad, die man, wie oben schon 
mal geschrieben, nach dem Verlöten der Beine satt mit Zinn flutet.

Wenn ein

von someone (Gast)


Lesenswert?

Für ein einmaliges Projekt lohnt es sich nicht, eine Platine zu 
designen, da kann man auch gleich entsprechende Motortreiber-Platinchen 
kaufen.
Wie gesagt, aus eigener Erfahrung kann ich nur davon abraten, die 
Anbindung an die Kühlfläche über Durchkontaktierungen zu machen, die man 
"von Hand" mit Lötzinn flutet. Das ist leider ziemlicher Murks. Die ewig 
lange Fehlersuche, der man durch geeignetes Werkzeug entgeht, ist die 
Investition in eine Heißluftstation wert. Wenn die jetzt richtig richtig 
teuer wären, könnte man sich Alternativen überlegen, aber die Kosten für 
ein einfaches Modell liegen ja im Bereich von ordentlichem 
Verbrauchsmaterial, da spart man dann am falschen Ende.

von m.n. (Gast)


Lesenswert?

someone schrieb:
> Wie gesagt, aus eigener Erfahrung kann ich nur davon abraten,

Löten sollte man schon können ;-)

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.