Rework QFN mit großem Expad

OP #7813160
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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.

Angehängte Dateien:
#7813187
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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".

OP #7813198
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„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.

#7813316
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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

OP #7813337
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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.

#7813358
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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

OP #7813652
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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.

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