Rework QFN mit großem Expad

[Wulf D. (holler)]

Für die, die es interessiert: es geht um den Tausch eines defekten QFN28 
mit sehr großem Expad zur Wärmeableitung (Motortreiber) mit 
überschaubaren Mitteln. Ohne Lötpaste, Schablonen und Profi-Ausstattung.

Werkzeuge:
- Lötkolben mit 6mm Cu-Rohraufsatz
- billige Heissluftstation (China 858D)
- Flux NC-559-ASM
- Pinzette
- kl. Tischschraubstock
- Klemmvorrichtung für Lötkolben
- Spiritus
- kleiner, fester Pinsel
- optional: IR-Thermometer

Herausforderung war das große, mit der Massefläche  auf der Gegenseite 
thermisch gut verbundene Expad.
Habe ein 6mm Cu-Rohrstück so aufgebohrt, dass es gut auf die Spitze 
eines kleineren Lötkolben passte.
Den Lötkolben senkrecht an die Tischkante geklemmt. Darüber die 
Leiterplatte mit Massefläche zum Kupferrohr, direkt unter dem zu 
tauschenden Chip. Ausrichtung mit dem Tischschraubstock war etwas 
fummelig, zumal der schon etwas eingerostet war :-)
Heißluftstation fertigmachen. Lötkolben einschalten und Temperatur auf 
der Chipseite beobachten.
Bei 100 Grad die auf 350 Grad eingestellt Heißluft von oben auf den Chip 
geben und alle paar Sekunden mit der Pinzette vorsichtig den Chip 
geprüft.
Schätze mal, hat um 10s gedauert bis der sich gelöst hat.

Lötkolben von unten sofort entfernt und ausgeschaltet.


- Lötbereich mit kleinen Borstenpinsel und Spiritus gereinigt.
- Trocken gewischt. Keine weitere löttechnische Bearbeitung
- minimal Flux aufgetragen
- Neuen Chip an den senkrechten Kanten der Pads verzinnt
- PCB wie beim Auslöten mit Kontaktheizung von unten eingespannt
- Lötkolben mit reduzierter Leistung einschalten
- Flux aufbringen
- bei ca 90 Grad Oberflächentemperatur Chip sorgfältig auflegen um 
sofort mit Heißluft von oben heizen.
- Sobald das Zinn schmilzt bzw. sich der Chip minimal bewegt einmal kurz 
mit der Pinzette nachdrücken.
- heizen einstellen

Nach der Prozedur waren rund 20 Pins gut verlötet. Die fehlenden mit dem 
Lötkolben nachgearbeitet, ebenso das Expad.

Zeitaufwand ca 30-45min beim ersten ( erfolgreichen) Versuch.

Die Platine hat’s sehr gut überstanden.

[Wulf D. (holler)]

@admin: bitte in Platinen einsortieren, weiß nicht warum der unter uC 
gelandet ist.

[Wastl (hartundweichware)]

Wulf D. schrieb:
> Für die, die es interessiert:

Nachdem das Wort "Expad" im Beitrag mehrmals vorkommt: ich
kenne das Wort nicht. Nachforschen im Internet hat nichts
gebracht, und in meiner Sammlung von PDF-Dateien für
integrierte Schaltungen kommt das Wort auch nicht vor.

Müsste also eine Wortschöpfung von dir selbst sein - ausser
ich bin einfach nur informationsblind bzw. zu blöd das Wort
oder eine Erklärung dafür zu finden.

Als Alternative fand ich in meinen Unterlagen nur den
Ausdruck "Exposure Paddle" oder auch "Exposure Ground Paddle".

[Wulf D. (holler)]

„exposed thermal pad“ heißt das Teil vollständig. Die Abkürzung habe ich 
aus der Library, die ich zum Design der PCB benutzte, entnommen.

Weiß nicht ob das ein gängiger Ausdruck ist, lasse mich da gern 
korrigieren.

Sieht man öfters bei QFN-Chips, die relevante Verlustleistung abführen 
müssen. Auf den Winz-Gehäusen funktionieren keine klassischen 
Kühlkörper. Die Pads an den Außenkanten genügen nicht, also geht die 
Wärmeableitung über das zentrale Pad auf die PCB, darunter wird eine 
große Kupferfläche vorgeschrieben.

[Vanye R. (vanye_rijan)]

Also ich weiss nicht. Ich nehme einfach nur die Heissluftstation
und nehme das Teil einfach damit runter. Natuerlich auch mit EP.

BTW: Entroste mal lieber deinen Schraubstock. Das ist ja peinlich. :)

Vanye

[Kilo S. (kilo_s)]

Vanye R. schrieb:
> Ich nehme einfach nur die Heissluftstation
> und nehme das Teil einfach damit runter.

Bisschen extra Flussmittel und gut, mach ich auch so.

[Harald K. (kirnbichler)]

Wastl schrieb:
> Als Alternative fand ich in meinen Unterlagen nur den
> Ausdruck "Exposure Paddle" oder auch "Exposure Ground Paddle".

Üblich ist "exposed pad".

"Paddle" hab' ich noch nie an dieser Stelle gesehen. Das ist was völlig 
anderes.

[Wulf D. (holler)]

Vanye R. schrieb:
> BTW: Entroste mal lieber deinen Schraubstock. Das ist ja peinlich. :)

Nein, das ist Patina.

[Wulf D. (holler)]

Vanye R. schrieb:
> Also ich weiss nicht. Ich nehme einfach nur die Heissluftstation
> und nehme das Teil einfach damit runter. Natuerlich auch mit EP.

EP?
Nur Heißluft von oben, auch bei Leistungschips mit flächiger 
Masseanbindung?

Wenn ja, wieviel Grad und wie lange heizt man?

[Vanye R. (vanye_rijan)]

> Nur Heißluft von oben, auch bei Leistungschips mit flächiger
> Masseanbindung?

> Wenn ja, wieviel Grad und wie lange heizt man?

Angaben nuetzen nichts. Du weisst ja nicht welchen Abstand
ich einhalte und wie schnell ich den Foen bewege.

Ich achte darauf immer so 1-2min zu heizen. Bei fetten Platinen
eher langsamer und mehr. Nicht zu schnell damit nix braun wird. .-)

Vanye

[Wulf D. (holler)]

Also ich finde 1-2min schon recht lang.
Wahrscheinlich gehen wir komplett unterschiedlich vor, hätte eher ein 
Video machen sollen.

Ich brauche den Fön nur 10s-20s und der kreist dabei um den - sehr 
kleinen - Chip.
Die Platte wird vom Kolben per Kontakt von unten ca 1min geheizt.

Man sieht auf der Leiterplatte nicht die geringsten Verfärbungen.

Ist schon aufwendig einzuspannen, aber ich halte die Methode für 
Material-schonend.

Ist nur eine Anregung. Hatte erst Zweifel, dass man den thermisch so 
fest gebundenen Chip überhaupt ohne Kollateralschaden runter bekommt.

Die Heizplatte lies sich wegen der doppelseitigen Bestückung nicht mehr 
einsetzen.

[H. H. (hhinz)]

Wulf D. schrieb:
> Also ich finde 1-2min schon recht lang.

Die Chiphersteller nicht.

z.B.:
https://www.ablic.com/en/semicon/support/package/solder-temp-profile/

[Thomas S. (Firma: Chipwerkstatt) (tom_63)]

Wulf D. schrieb:
> Ist schon aufwendig einzuspannen, aber ich halte die Methode für
> Material-schonend

Dazu nimmt man ja auch eine dafür vorgesehene Heizplatte vonn Weller, 
ect. und heizt mit ca. 80 Grad von unten vor. Und dann geht das auch mit 
der Heißluft perfekt.

[Vanye R. (vanye_rijan)]

> Ich brauche den Fön nur 10s-20s und der kreist dabei um den - sehr
> kleinen - Chip.

Viel zu schnell. Ueberleg mal was da fuer ein Temperaturgradient
durch den Chip geht. Schau mal wie lange so eine Platine professionell
durch den Loetofen faehrt!

> Dazu nimmt man ja auch eine dafür vorgesehene Heizplatte vonn Weller,

Hab ich in der Firma. Ja ist manchmal notwendig. Aber ist zum
einen sackteuer, also nix fuer zuhause, ausserdem toastet man
sich an den dicken Wemsern gerne mal die Arme. Da finde
ich die kleine MHP30 viel schoener.

Vanye

[Wulf D. (holler)]

Vanye R. schrieb:
>> Ich brauche den Fön nur 10s-20s und der kreist dabei um den - sehr
>> kleinen - Chip.
>
> Viel zu schnell. Ueberleg mal was da fuer ein Temperaturgradient
> durch den Chip geht. Schau mal wie lange so eine Platine professionell
> durch den Loetofen faehrt!

Wirklich meinen Anfangspost gelesen?
Macht so kaum Sinn was vorzustellen, wenn nur auf im Zusammenhang 
herrausgerissene Stichworte losgeplärrt wird.

[Erwin R. (erwin_92)]

Wulf D. schrieb:
> Macht so kaum Sinn was vorzustellen, wenn nur auf im Zusammenhang
> herrausgerissene Stichworte losgeplärrt wird.

Ich verstehe dich nicht. Du hast schon über 400 Beiträge verfasst und 
weißt immer noch nicht, wie das hier läuft?