[ PROJECT ] BGA Löten mit dem Pizzaofen BGA Löten mit dem Pizzaofen Ein Projekt mit Vorgeschichte Benedikt Sauter < [email protected] > Die Vorgeschichte Seit nun ca. 8 Monaten - muss i� gestehen - nehme i� den Lötkolben immer seltener in die Hand. Früher habe i� komplette Prototypen bis zur Baugröße 0402 - wenn es denn sein musste - von Hand bestü�t. Den meisten sage i� immer: „man muss davor keine Angst haben“. Mit Lötlitze und oft einer extra Ladung Lötzinn und dem ein oder anderen kräftigen S�lag auf den Tis� um das Zuviel au� wieder loszuwerden, verhilft man si� zu sehr guten Lötstellen. Anfang dieses Jahres hatte i� dann zum ersten Mal einen fast 100 poligen Ste�er mit einem Raster von 0,5 mm zu löten. Da hört dann do� der Spaß auf, vor allem musste diese S�altung auf Grund eines Auftrags laufen und konnte Notfalls ni�t in der S�ublade vers�winden. Alternative zum Lötkolben ? Zurü� zu den Anfängen... als i� mit der Elektronik so langsam begonnen hatte, habe i� Sonntags einmal eine Adapterplatine für einen TQFP geätzt. Natürli� wollte i� diesen direkt löten, hatte jedo� nur einen katastrophalen Lötkolben zur Hand. Was i� jedo� komis�erweise da hatte, war eine SMD-Pasten Spritze aus Kunststoff. Kurzerhand habe i� eine Wurst SMD Paste auf jeder Seite „hingebazelt“ und das ganze ans�ließend in den Kü�enofen bei 230 Grad gelegt. Man muss von außen sehr gut auf die Lötstellen s�auen. Wenn die Paste zu s�melzen beginnt und s�ön um die Bein�en verfließt sieht man das. Sobald also die Paste silbern glänzt und gut verflossen ist s�nell die Ofentüre zum Abkühlen öffnen. Das mit dem Ofen musste i� leider s� nell wieder aufhören, als herausgefunden wurde was i� dort ma�e, denn die Platinen sollte man ja ni�t im selben Ofen ba�en wie seine Plätz�en... Aber diese Erfahrung, Abb. 1: Ofen mit Steuerung dass das SMD-Paste Löten einfa�er geht als geda�t hatte i� jedo� gema�t. Auf der Su�e na� einer sinnvollen Alternative für den Lötkolben war mir nun klar was i� brau�te. Relativ s� nell bin i� dann auf das Reflow-Kit von PCB-Pool gestoßen. Das ist im Wesentli�en ein einfa�er Pizza-Ofen, wie es Ihn regelmäßig in jedem Supermarkt für z.T. ab 20 bis 30 EUR gibt. Zusätzli� zum Ofen gibt es au� no� eine Steuerung. Man ste�t die Steuerung in eine 230V Ste�dose, ste�t in die Steuerung wiederum den Ste�er des Ofens und s�altet am Ofen die Zeits�altuhr auf mindestens 30 Minuten (am besten aber glei� auf Ans�lag), dann Ober- und Unterhitze (glei�zeitig) einstellen und den Temperaturregler auf das Maximum. In den Ofen legt man no� den Temperatursensor der Ofensteuerung, der idealerweise mit Draht auf Platinenmaterial befestigt ist. Auf diese Weise misst man die Temperatur sozusagen genau auf der glei�en Höhe über der Platinenoberflä�e wo später au� die Paste an die Bein�en und Kontakte der bestü�ten Platine fließen soll. Das Wesentli�e ist aber beim Löten mit dem Ofen und dieser Steuerung ni�t der Ofen. Au� ni�t die Steuerung und ebenfalls ni�t der Temperatursensor. Darauf könnte i� jetzt wieder verzi�ten. Sondern das Verfahren: Ofen brutal auf 230 Grad aufheizen lassen, Platine einlegen und s�auen bis das Lötzinn s�milzt und dann s�nell die Ofenklappe öffnen. So spart man si� z.B. zunä�st den Temperatursensor und die Steuerung. Das kritis�ste in meinen Augen beim Löten mit dem Ofen sind die SMD-Pastens�ablonen, die SMD-Paste und das Auftragen der Lötpaste mit einem Rakel bzw. etwas geradem. Wenn man das gut heraus hat, klappt jede Platine für wenige Stü�zahlen tadellos. Löpaste Lötpasteauftragen auftragen Die erste Frage stellt si� natürli�: Woher kriegt man eine Lötpasten S�ablone und was ist das überhaupt? Ganz einfa�, eine Lötpasten S�ablone oder Pastenmaske ist ein dünnes Ble� ca. 150 um auf dem überall Lö�er bzw. kleine Re�te�e sind wo Pads von Bauteilen später mit der Platine verlötet werden sollen (siehe Abb. 2). In Eagle ist das Layer 31 tcream und 32 bcream. Diese Layer sollte man ab jetzt 2 immer sehr gut kontrollieren. Dazu aber na� her no� mehr. Mit dieser Vorlage (der Pastenmaske) kann man die Lötpaste auf die Platine „dru�en“ im Prinzip ist das wie beim Siebdru�. Man ri�tet die Maske s�ön auf den Pads der Platine aus. Dies muss man von oben mit den Augen oder ggf. einer Lupe kontrollieren. Wenn alle Pads s�ön si�tbar sind kann man die S�ablone mit Klebestreifen am oberen Rand auf einer UnterSPEZIALAUSGABE 01/2012 / JOURNAL - EMBEDDED-PROJECTS.NET [ PROJECT ] BGA Löten mit dem Pizzaofen lage festkleben (z.B. Platinenmaterial, Hartfaserplatte von einem alten Bilderrahmen, etc. mindestens Din A4). lage festkleben (z.B. Zuvor sollte man diePlatinenmaterial, Platine auf der Hartfaserplatt von einem BilUnterlage mitekleinen Stü�alten en aus derrahmen, mindestens DinPlaA4). glei� hohemetc. Material wie die Zuvor sollte(z.B. manalten die Platine aufam der tine selbst Platinen, Unterlage mit kleinensoStü� aus besten winkelförmig), dassen diese glei� hohem Material ni� t mehr verruts� t. wie die Platine selbst (z.B. alten Platinen, am Ans� nimmt man si� die bestenließend winkelförmig), so dass diese Lötpaste. ni�t mehrIdealerweise verruts�t. lagert man diese kühl und nimmt sie direkt Ans� ließend man si� die vor dem Lötennimmt heraus und rührt Lötpaste. Idealerweise lagert man dann knappe 15-30 Sekunden mit Abb. 2: Schablone diese undbisnimmt sieöndirekt einem kühl Spatel, sie s� „gefür die Lötpaste vormeidig“ dem Löten s� ist. heraus Verteilt und wirdrührt die dann knappe 15-30 Sekunden mit Paste auf einer Seite der Maske, Abb. 2: Schablone einem Spatel, bisdi� siee Wurst s�ön -„geindem man eine ca. für die Lötpaste s� ist.messer Verteilt wird die5) - über eine ganze S�ab5-8 meidig“ mm Dur� (siehe Abb. Paste auf einer Seite des der Malerkrepps Maske, lonenseite unterhalb aber über den Pads indemWel� man eeine e Wurst - ca. findet man na� und na� zieht. Seitedi� man verwendet 5-8 mmOft Dur� messer 5) - Seite über mit eineden ganze S�abheraus. beginne i�(siehe gerneAbb. mit der „feineren“ lonenseite unterhalb des Malerkrepps aber über den Pads und ende bei den „größeren“. Man�mal bietet es Pads si� zieht. an, Wel� e Seite mans� verwendet findet und Seite na� au� eher von der maleren als vonman der na� längeren heraus. Oft beginne i� gerne mit der Seite mit zu beginnen, weil dann die Pasten-Wurst ni�den t so „feineren“ lang sein Pads ende außerdem bei den „größeren“. Man� mal bietet es si� muss und und man mit dem Rakel (einfa� e Metalls� aau� an, eher von der s� maleren als von der längeren Seite ber aus dem Baumarkt ab ca. 1 EUR - die gehen prima) besser zu beginnen, weil dannStelle die Pasten-Wurst t so lang sein Dru� auf einer kleinen als über eine ni� lange Seite erhält. muss man außerdem mit und demman Rakel e Metalls� aIst dieund Pastenwurst also bereit ist(einfa� si� klar, von wo aus ber ab ca.mö� 1 EUR - die gehen prima) besser manaus mitdem demBaumarkt Rakel ziehen te (an dieser Kante muss die Dru� auf au� einer festgeklebt kleinen Stelle als sollte über eine Seite erhält. S�ablone sein), man lange die Platine s�ön Ist die Pastenwurst undsitzen, man ist si� jetzt klar, kommt von wo aus vor si� ausri�ten also undbereit bequem denn der man mit demsteRakel ziehen mö� te (an KanteDru� muss die die aller kritis� Moment. Man muss mitdieser genügend S� ablone festgeklebt sein), sollteziehen, man die ön Paste über au� die S� ablone glei� mäßig so Platine dass dies� Pasvor si� ausri� ten und bequem sitzen, denn jetzt kommt der te ni�t obenauf der S�ablone in S�mierresten zurü� bleibt, aller kritis�ste Moment. Man muss mit genügend Dru� die Paste über die S�ablone glei�mäßig ziehen, so dass die Paste ni�t obenauf derSchablonen-Daten S�ablone in S�mierresten zurü� bleibt, Checkliste: aber [au� jedes Pad-Lo� s�ön mit PROJECT ] BGA Löten mit dem Pizzaofen der Paste gefüllt ist. Man darf ni�t zu oft herumdrü�en, sonst vers�iebt aber Pad-Lo� s�ön mit manau� jedesjedes mal die S�ablone etwas der gefüllt ist. Man zu undPaste die Paste vers� miertdarf si�ni� an tden oft herumdrü� en, sonst iebt Rändern und läuft weiter vers� zwis� en man jedes und mal Platine. die S�ablone etwas S�ablone Im günstigsund die zieht Pasteman vers� den ten Fall diemiert Pastesi� mitan einem Rändern und läuft weiter zwis� Mal sauber über die gesamte Seite. en S�ablone und Platine. Im günstigsAmFall Anfang brau� man mit eineinem paar ten zieht man diet Paste Versu� e. Das ma� aber garSeite. ni�ts. Mal sauber über die tgesamte Mit dem Rakel kann man ganz vorAm Anfang brau� man ein paar si�tig die Paste von tder Platine wieVersu� e. Dasdie ma� t aber gargut ni� ts. der nehmen, S� ablone reiMit dem Rakel kann man ganz vornigen. I� nehme hierfür Platinenreiniger aus der Sprühdose si�und tig die Paste derPapiertü� Platine wiemit einer Bürste vorne dran einem S�von wung er. derno� nehmen, die S� ablone gut reiDie Platine kann man au� mal s� nell mit den Tü� ern nigen. I�Reiniger nehme hierfür aus befreien. der Sprühdose und dem von der Platinenreiniger vers�mierten Paste Ist die mit einer Bürste vorne dran und einem S� wung Papiertü� er. Platine einmal erfolgrei� bedru�t, legt man dieser am besten Diepaar Platine kann man au� no� nell mitversehen den Tü� ern ein Meter ganz weit weg, womal mans� ni� t aus dran und dem Reiniger von der vers� mierten Paste befreien.:-).Ist die kommt. Au� das wird jedem zwis� endur� passieren Platine einmal erfolgrei� bedru�t, legt man dieser am besten Zurpaar Frage: Woher bekommt man Esversehen gibt vieledran Anein Meter ganz weit weg, wodiese manMaske? ni�t aus bieter imAu� Internet, die sol� e Pastenmasken ca. 25 EUR kommt. das wird jedem zwis�endur�abpassieren :-). und teurer anbieten. Man muss aufpassen, viele bieten sehr gute Zur Frage: Woher bekommt diese Es 1000 gibt viele AnIndustriequalität für einen man Dru� vonMaske? einigen Platinen bieter im Internet, e Pastenmasken ca. 25 EUR und mehr an, aberdie dassol� brau� t man ja ni�t.ab Letztens habeund i� teurer anbieten. Man muss wel� aufpassen, vieleDort bieten sehrSie gute bei http://www.bilex-lp.com e bestellt. kosten 25 Industriequalität für einen Dru� war vonsuper. einigen 1000 Platinen EUR + 9 EUR Versand. Die Qualität Was i� meistens und mehr an, das brau� man jabei ni� t. Letztensdort habe i� jedo� ma� e, aber i� bestelle die tPlatine PCB-Pool, kann bei p://www.bilex-lp.com wel�emit bestellt. DortMan kosten Sienur 25 manhttimmer die Maske kostenlos bestellen. darf EUR 9 EUR Versand. Die Qualität war super. Was i� meistens ni�t +vergessen in der Bestellung den Haken „FreeStencil“ an zu jedo� e, i� bestelle die Platine bei PCB-Pool, kann kli�en.ma� Bei den meisten Platinenherstellern kann mandort die S� aman immer Maske i� kostenlos mit bestellen. Man darf nur blonen immerdie kostenpfl tig zur Platine glei� mit bestellen. ni�t vergessen in der Bestellung den Haken „FreeStencil“ an zu kli�en. Bei den meisten Platinenherstellern kann man die S�ablonen immer kostenpfli�tig zur Platine glei� mit bestellen. Bevor man die S�ablone bestellt, sollte man aber zuvor einen Checkliste: Schablonen-Daten Bli� auf die entspre� enden Layer werfen. Aber au� hier bekommt man na� und na� Erfahrungen. I� habe einmal meine Bevortigsten man die S�ablone bestellt, sollte man aber zuvor einen wi� notiert: Bli� auf die entspre�enden Layer werfen. Aber au� hier be• Sindman die na� Lö�und er der kleiner das kommt na�Pastenmaske Erfahrungen.etwas I� habe einmalals meine Kupferpad? Das ist wi�tig, denn wenn die tcream und wi� tigsten notiert: bcream Lö�er glei� groß oder zu eng aneinander sind, be• Sind die Gefahr, Lö�er dass der Pastenmaske als dem das steht die beim Dru�enetwas zu vielkleiner Paste auf Kupferpad? wi�tig, denn wenn die tcream und Pad stehen Das bleibtistund bcream Lö�er glei� groß oder zu eng aneinander sind, beau� darüber hinaussteht die Gefahr, dass beim Dru�en zu viel Paste auf dem läuft. Na� dem Löten PadOfen stehen und im hat bleibt man dann au� g darüber häufi Lötbrü�hinausen zu läuft . Na� dem Löten anderen Pads (z.B. bei im Ofen hat man SMD-Bu�sen, im dann Verhäufig zu Lötbrü� zu glei� Chipsen sind anderen Pads bei diese aber no�(z.B. relativ SMD-Bu� im Verunkritis� sen, und lei� t zu glei� zu Chips sind beheben). diese aber no� relativ • Hat ein Chip Expounkritis� undein lei� t zu sed-Pad beheben).(siehe Abb. 3) (unter dem Chip eine • Hat ein Chip ein Exposed-Pad (siehe Abb. 3) Abb. 4: Stoppmaske (unter dem Chip eine Metallflä�e), sollte man an dieser Stelle auf der Platine lieber eine kleine Matrix von Re�te�en anordAbb. 3: QFN Metallfl ä�e), nen, sonst hatsollte manman s�an nelldieser Stelle auf der lieber eine kleine viel zu Platine viel Lötzinn unter Matrix vonMan� Re�te� en anorddem Chip. e ma� en au� in die Mitt3:e QFN eine Dur�konAbb. nen, sonst hat man dort s�nell taktierung, so dass überflüssiges Lötzinn „abfließen“, viel zu Lötzinn unter er den Baustein wieder entferbzw. manviel später au� einfa� demkann. Chip. Man�e ma�en au� in die Mitte eine Dur�konnen taktierung, so dass dort überflüssiges Lötzinn „abfließen“, bzw. man später au� einfa�er den Baustein wieder entfernen kann. Abb. 4: Stoppmaske SPEZIALAUSGABE 01/2012 / JOURNAL - EMBEDDED-PROJECTS.NET 3 SPEZIALAUSGABE 01/2012 / JOURNAL - EMBEDDED-PROJECTS.NET 3 [ PROJECT ] BGA Löten mit dem Pizzaofen [ PROJECT ] BGA Löten mit dem Pizzaofen • Ni�t zu vergessen ist au�, dass man bei normalerweise ca. 150um di�em Ble� (mit etwas kleineren Lö�ern als die • Ni� zu man� vergessen ist au� , dass man beisogar normalerweise ca. Pads)t an en Stellen ni� t plötzli� zu wenig Löt150um di� em Ble� (mit etwas kleineren Lö� ern als die paste pro Pad hat. Hat man di�eres Ble� muss man aber Pads) an man� Stellen ni� t plötzli� sogar zu wenig unbedingt die en Lö� er no� mals verkleinern, sonst ist Lötdas paste Pad hat.Hat Hatman manhingegen di�eres dünneres Ble� muss man aber zu vielpro Lötpaste. Ble� , muss unbedingt die Lö� er wieder no�mals verkleinern, sonst das man sie entspre� end vergrößern, wobei hieristdann zu viel Lötpaste. Hat man hingegen dünneres Ble� , muss beim Dru�en die Gefahr vom „vers�mieren“ wieder steigt. man sies� entspre� vergrößern, wobei hier dann Klingt wierigerend als wieder es ist. Bei etwas größeren Bauteilen beim Dru� enQuarzen, die Gefahr vom „vers� wieder steigt. wie Bu� sen, Spulen ist diesmieren“ ni�t ganz so kritis� Klingt s�wieriger als au� es ist.ohne Bei Probleme. etwas größeren Bauteilen und funktioniert meist Im Notfall kann wie Bu� sen, Quarzen, Spulen ist dies ni� t ganz so kritis� man diese Teile ja no� mit Litze na� bearbeiten. Man sollte und funktioniert meist au� ohne Probleme. kann deshalb zu Beginn ersteinmal langsam den Im S�Notfall wierigkeitsman diese Teile ja no� mit Litze na� bearbeiten. Man sollte deshalb zu Beginn ersteinmal langsam den S�wierigkeits- grad steigern und ni�t glei� zu Anfang alle kritis�eren Chip- und Bauteil-Sorten auf einer Platine glei�zeitig vergrad einen.steigern und ni�t glei� zu Anfang alle kritis�eren Chip- und Bauteil-Sorten auf einer Platine glei�zeitig vereinen. Platinen lasse i� immer mit Lötstoppla� la�ieren. • Meine Ohne La� besteht s�neller die Gefahr eine ni�t gewollte • Meine Platinen lasse i�erhalten. immer mit Lötstoppla� Lötstelle/Lötbrü� e zu Wenn man auf la� denieren. LötOhne La�verzi� besteht neller Gefahr ni�t gewollte stoppla� tens� mö� te, die sollten die eine Leitungen aber so Lötstelle/Lötbrü� zuPads erhalten. Wenn aufidealerweiden Lötweit wie mögli� evon entfernt seinman - bzw. stoppla� verzi� ten mö� te, sollten die Leitungen aber sot se ganz grade von den Pads weglaufen und außerdem ni� weit wie mögli� von Pads entfernt sein bzw. idealerweiunbedingt parallel an andere Pads angrenzen. Immer genüse ganz grade von den Pads weglaufen und außerdem ni�t gend Abstand! Dann kann ni� ts rüberlaufen und man spart unbedingt parallel an andere Pads angrenzen. Immer genüsi� das lästige Na�arbeiten am Prototyp. gend Abstand! Dann kann ni�ts rüberlaufen und man spart si� das lästige Na�arbeiten am Prototyp. Zum Kernpunkt des Artikels Zum Kernpunkt des Artikels Na� einiger Erfahrung mit dem Löten mit Rakel und Na� einiger Ofen wollte i� Erfahrung mi� nun mit dem Löten mit Rakel und an BGA Bausteine (siehe Ofen wollte i� mi� nun Abb. 5) wagen. an BGA Bausteine (siehe Abb. 5) wagen. Bei BGA Bausteinen ist ein wesentli�er Faktor der „Pit�“. Das ist der Abstand von Ball zu Ball. Hier gibt es 1.00 mm, 0.8mm Bei Bausteinen ist ein er Faktor derdafür „Pit�ist “. Das oderBGA 0.5mm. Si�erli� gibtwesentli� es no� feinere, aber der ist der Abstand von Ball zu Ball. Hier gibt es 1.00 mm, 0.8mm Ofen wohl ni�t geeignet. Die Platine sollte immer mit Lötstoppoder 0.5mm.werden Si�erli� gibt es no� feinere, aber dafür ist der la� erstellt - und (ganz wi�tig) Dur� kontaktierungen Ofen wohldringend ni�t geeignet. Dieiert Platine sollte immerstellt mit Lötstoppim BGA über la� sein. In Eagle man das la� erstellt werden (ganz wi� tig) Dur� kontaktierungen bei DRC (siehe Abb.- und 4) unter dem Punkt „Masks“ ein. Das Liim la�iert sein. In Eaglegestellt stellt man das mit BGA muss dringend größer alsüber die Dur� kontaktierungen werden. bei DRC (siehe Abb. 4) unter dem Punkt „Masks“ ein. Das LiDann werden diese mit Lötstoppla� bede�t und die Gefahr für mit muss größer als die Dur� kontaktierungen gestellt werden. ungewollte Kontakte wird drastis� minimiert. Passend für den Dann werden mit Lötstoppla� t und die Lö� Gefahr für BGA ist in der diese Pastenmaske dann ein bede� entspre� endes errasungewollte Kontakte wird drastis� minimiert. Passend für den ter für die Pads. Das Dru�en geht auf die glei�e Art und WeiBGA istoben in der Pastenmaske dann Man ein entspre� Lö�errasse wie bereits bes�rieben. benötigtendes ein wenig mehr ter für Pads. Dru�en die glei� e Art Zeit, bisdie man dieDas S�ablone aufgeht der auf Platine ausgeri� tetund hat.WeiDas se wieaber oben bereits .bes� rieben. Man benötigt einBaustein wenig mehr wars eigentli� Die S� wierigkeit beim BGA liegt Zeit, man die den S�ablone aufvon deroben Platine ausgeri� tet hat. darin,bis dass man Baustein platzieren muss undDas jewars aber eigentli� . Die S� wierigkeit beim BGA Baustein der Ball auf seinen „Lötpastehaufen“ treffen muss (Abb. 7 liegt und darin, man denman Baustein voneine obenkleine platzieren muss jeAbb. 8).dass Dafür kann si� aber Hilfe in die und Platine der Ball auf seinen „Lötpastehaufen“ treff en muss (Abb. 7 und ma�en. An den E�en des BGA‘s füge i� kleine Markierungen Abb. 8). Dafür si� eine Hilfe in die Platine ein (siehe Abb.kann 9 undman Abb. 10).aber Wi� tig kleine ist, dass diese korrekt an ma� en. An den E� en des BGA‘s füge i� kleine Markierungen gegenüberliegenden oder mindestens drei geraden Seiten sind. ein (siehe Abb. 9 und Abb. parallel 10). Wi�zu tigden ist, Linien dass diese korrekt an So dass man den Baustein auf die Platine gegenüberliegenden oder mindestens drei geraden Seiten sind. legen kann. Nun zum Platzieren des BGA: Wenn man den BGA So dasstig man Baustein den Linien auf die die PastenPlatine vorsi� vonden oben mit derparallel Pinzettzu e ganz lo�er auf legen kann. Nun zum Platzieren des BGA: Wenn man den BGA matrix auflegt (entspre�end der Markierung auf der Platine, vorsi� tigtung: von oben der Pinzette ganz lo� er auf Pastenund A� Pin 1mit ni� t vergessen), kann man ihndie dur� aus matrix aufl egtPinzett (entspre� Markierungen“ aufherum der Platine, no� mit der e aufend dender „Pastenhäuf� s�ieund A�tung: 1 ni�tmieren. vergessen), kann man aus ben, ohne diesePin zu vers� Am besten sieht ihn mandur� dies von no� mit der Pinzett e auf den „Pastenhäuf� en“ herum s� ieder Seite. Keine Panik, wenn der BGA mit den Balls direkt zwiben, ohne diese zu vers�mieren. Am besten sieht man dies von der Seite. Keine Panik, wenn der BGA mit den Balls direkt zwi- 4 4 Abb. 6: Schablone und Platine beim Rakeln auf einer Metallunterlage. Gut zu sehen ist hier die „Pastenwurst“ Abb. 6: Schablone und Platine beim Rakeln auf einer Metallunterlage. Gut zu sehen ist hier die „Pastenwurst“ s�en den Abb. 5: BGA von unten Häuf�en gelans� en den det ist. Entweder Abb. 5: BGA von unten Häuf� en gelanman nimmt ihn vorsi�tig no�mals na� oben senkre�t weg, det Entweder oderist. man kann ihn sogar no� auf die Häuf�en „drauf s�ieman ihnBGA vorsi� no� mals betra� na� oben senkre� t weg, ben“. nimmt Sitzt der vontig allen Seiten tet perfekt auf den oder man en kann ihn sogar no� aufSeiten die Häuf� enräg „drauf s�ieLöthäuf� (Kontrolle von allen von s� unten), so ben“. von allen betra� tete perfekt den kann Sitzt man der ihn BGA nun vorsi� tig Seiten mit der Pinzett erst mittauf ig und Löthäuf� en Kanten (Kontrolle vonPaste alleneindrü� Seiten von s�räg unten), so dann an den in die en. Voilà. kann man ihn nun vorsi�tig mit der Pinzette erst mittig und dann denbestü� Kantenein die Paste eindrü� Voilà. A�soan – i� immer als erstes denen. BGA und später die Bauteile außen herum, so A� so – i� bestü� immer als erstes den BGA und später die hat man beim BGA eplatzieBauteile außen herum, ren genug Freiheit in alle so hat beim Nur BGA platzieRi�man tungen. Vorren in alle si�t:genug Ni�tFreiheit aus VerseRi� tungen. Nur Vorhen die Na�barpads si� t: Ni� t aus versc h m iere n.Versehen Na�Ärbarpads Am die besten versc h m iere n. mel ho� kremAbb. 7: Lötpaste Am besten Ärpeln :) mel ho�kremAbb. 7: Lötpaste peln :) war s�on das Löten eines BGAs. Jetzt geht’s genauso So - das weiter wie sonst. Alle restli�en Bauteile platzieren. Die Platine So - das twar s�vorsi� on dastiger Löten geht’s viellei� etwas alseines sonstBGAs. in denJetzt Ofen legengenauso (ja nirweiter wie sonst.rumpeln), Alle restli� en anstellen, Bauteile platzieren. gends dagegen Ofen entwederDie die Platine Kurve viellei� t etwas vorsi� mit der Steuerung ab- tiger als sonst in den Ofen legen (ja nirgends Ofen anstellen, entweder die Kurve fahren dagegen oder denrumpeln), Ofen Abb. 8: Lötpaste mit abauf der 230 Steuerung Grad einstelfahren Ofen len undoder denden LötproAbb. 8: Lötpaste auf 230 Grad einstelzess starten. Ab jetzt len undkritis� den Lötprowieder auf zess Ab jetzt die starten. Lötstellen wieder kritis� von den Padsauf die Lötstellen a�ten. Wenn von den Pads die Paste zu a� ten. Wenn s�melzen bedie zu ginntPaste si�erheitshalber no�mals mindestens s� be- mehr Zeit geben, denn die Balls in der Mitte 10 –melzen 15 Sekunden ginnt si�erheitshalber no�mals mindestens vom BGA brau�en natürli� etwas länger. Nur zulange soll10 – 15 Sekunden mehr ZeitOfen geben, denn die Balls derersten Mitte te man die Chips ni� t im ba� en. Aber na�in dem vom BGA en natürli� etwas länger. zulange soll„Keks“ hat brau� man au� das gelernt :). Wenn manNur mit der automatite man die Chips ni� t im Ofen ba� en. Aber na� dem ersten s�en Steuerung lötet kann man die Standardkurve verwenden „Keks“ das gelernt :). Wenn man mit der automati- das hathat beiman mirau� bisher gut funktioniert. s�en Steuerung lötet kann man die Standardkurve verwenden - das hat bei mir bisher gut funktioniert. SPEZIALAUSGABE 01/2012 / JOURNAL - EMBEDDED-PROJECTS.NET SPEZIALAUSGABE 01/2012 / JOURNAL - EMBEDDED-PROJECTS.NET [ PROJECT ] BGA Löten mit dem Pizzaofen Testplatine LPC3131 samt BGA SDRAM Baustein gelötet und von dort ein Um zu prüfen wie gut das Löten klappt, habe i� eine TestplatiLinux gestartet. Das Linux bootet soweit und daher kann i� ne mit einem AP7000 erstellt. Auf der Platine war der BGA, die sagen die Verbindungen stehen. Au� hier ging es ja zunä�st Stromversorgung, ein JTAG Ste�er und der Quarz. Hier könnte zuerst um einen Prototyp. man jetzt mit einem JTAG-Adapter Boundary-Scan Muster erzeugen. Jedo� habe i� keine „s�nellere“ Lösung ohne größeren Aufwand gefunden. Daher habe i� Na�bar-Balls miteinander verbunden. Auf diese Abb. 9: MarkierunWeise kann mit einem einfa�en C-Programm, gen an den Ecken das man in den SRAM des AP7000 per JTAG laden kann, die Pins na�einander als Ein- und Ausgang s�alten und sehen, ob die Lötverbindungen geklappt haben. Leider kann man so nur s�le�t herausfinden, ob si� zwei fremde Na�barn verbunden haben. Aber so etwas wird man spätestens beim Programmieren und Einsatz der Pins feststellen. Man muss si� nur daran erinnern, dass es au� das NICHT erfolgrei�e Löten sein kann, warum etwas ni�t funktionieren will, wie es aber funktionieren sollte. Zeit um das Testprogramm zu implementieren hatte i� leider no� ni�t gefunden. In der Zwis�enzeit habe i� einen Fazit I� kann das Löten auf diese Art und Weise nur empfehlen. Mit einem relativ kleinen Budget können erstaunli� gute Ergebnisse erzielt werden, vor allem au� bei Bausteinformen, an die i� mi� zuerst ni�t herangetraut hatte. Besonders für einzelne Prototypen oder Kleinserien ist diese Methode bestens geeignet. Sie erfordert anfangs zwar etwas Mut und Geduld, na� einiger Übungszeit sitzt der BauAbb. 10: Markierunstein aber s�on beinahe auf Anhieb ri�tig - erstaungen an den Ecken li�, wie s�nell man si� so etwas feinmotoris�es antrainieren kann :) Literatur / Links [1] PCB POOL http://www.pcb-pool.com/ [2] Bilex http://www.bilex-lp.com [3] Elektor Stencil Mas�ine http://www.youtube.com/wat�?v=zGc8dwUaUVo Anzeige SPEZIALAUSGABE 01/2012 / JOURNAL - EMBEDDED-PROJECTS.NET 5
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