Comment les composants avec des contacts sous les circuits intégrés sont-ils soudés sur des cartes?

Considérez un CI qui ressemble à ceci, ou similaire:

Notez comment les fils soudés à la carte se trouvent sous le circuit intégré.

Je suis à peine novice en électronique. Mon travail avec l'électronique consiste essentiellement à effectuer des réparations simples sur du vieux matériel de jeu, donc mon expertise est très limitée.

J'ai essayé de faire une recherche sur Google, mais je dois mal nommer ces composants lorsque j'essaie de rechercher comment cela se fait, mais comment les composants comme ceux-ci sont-ils soudés sur des cartes dans les unités de production? Je pouvais facilement voir ces broches recouvertes d'un peu de soudure, ou peut-être qu'une fine couche de soudure est déjà sur le PCB lorsque la puce est placée dessus. Quoi qu'il en soit, comment chaque broche est-elle chauffée à la bonne température pour que la soudure fonde et que la puce colle à la carte?

J'ai essayé de comprendre cela par moi-même, mais jusqu'à présent, cela semble être de la "magie noire".

À titre de suivi mineur, si vous développez du matériel électronique qui nécessite un composant comme celui-ci, comment utilisez-vous une puce comme celle-ci pour le prototypage et les tests? Existe-t-il un moyen manuel de souder des puces comme celui-ci? Quelle que soit la façon dont cela se fait, il me semble que cela devrait au moins être un processus mécanique, car il faudrait un certain degré de précision.

Il s'agit d'un package BGA (Ball-Grid Array). Chaque petit blob est en fait de la soudure. Le composant est placé précisément par une machine pick-and-place, puis toute la carte est chauffée pour faire fondre la soudure (brasage par refusion). La soudure coulera vers les plots du PCB par tension superficielle, et le masque de soudure (espérons-le!) L'empêche de court-circuiter les broches à proximité. L'avantage du boîtier BGA est la densité de broches beaucoup plus grande (et donc le nombre de broches) disponible par rapport aux boîtiers en ligne ou QFN. Vous trouverez généralement des composants à nombre de broches élevé (FPGA, etc.) uniquement disponibles en BGA car il est impossible de faire ressortir 1000 broches sur les bords.

Celles-ci sont difficiles à travailler pour les travaux de prototypage car il est presque impossible de dire si le joint de soudure a été réalisé. Dans la production de masse, cela se fait par imagerie aux rayons X. Vous pouvez faire un four de refusion à la maison, mais comme vous le dites, le placement précis est assez délicat à la main, mais pas impossible.

Le remaniement est très difficile, vous devez généralement retirer tout le composant et réappliquer les taches de soudure pour le refaire. En règle générale, les fournisseurs proposent des cartes de développement avec la puce BGA pré-soudée avec les broches apportées aux broches d'en-tête, qui sont beaucoup plus faciles à gérer.

Vous avez quelques questions dans votre message, et je pense que je peux vous aider avec quelques-unes.

Quoi qu'il en soit, comment chaque broche est-elle chauffée à la bonne température pour que la soudure fonde et que la puce colle à la carte?

Vous avez besoin d'un four de refusion , ou si vous êtes un amateur comme moi, vous pouvez l'obtenir en utilisant une station de reprise d'air chaud . J'ai un poste de reprise. Il s'agit essentiellement d'un sèche-cheveux qui peut faire monter la température jusqu'à l'endroit où la soudure fond. Vous agitez la baguette sur la pièce, la pièce / carte / soudure devient assez chaude, et la soudure fond et fait sa magie.

Existe-t-il un moyen manuel de souder des puces comme celui-ci?

Oui, c'est vrai! Cela demande de la pratique et de la patience, mais vous n'avez pas besoin d'envoyer pour faire ce travail. Il est possible de le faire par vous-même. Je fais. C'est la meilleure vidéo que je puisse trouver qui illustre le processus. Cela utilise un QFN (quad plat sans fils) et non un BGA (réseau de grille à billes - la partie que vous mentionnez), mais l'idée est la même. Les broches du QFN se trouvent sous la puce.

Je l'ai fait moi-même et cela fonctionne. Et oui, cela ressemble un peu à de la "magie noire" quand vous le faites. Mais très satisfaisant!