Soldering SOIC components (see description)

In „Zrozumieć Elektronikę” magazine (piotr-gorecki.pl), issue 10/23, there was an article about soldering SMD components. I wrote an email to the magazine and illustrated it with this video. Email is in Polish, but online translator should do a fine job translating it to English for my non-Polish viewers.

Dzień dobry!

Z zaciekawieniem przeczytałem artykuł p. Andrzeja Pawluczuka na temat montażu elementów SMD w warunkach domowych, opublikowany w ZE 10/23.

Mam kilka uwag.

Pierwsza to oświetlenie. Kilka lat temu w konkursie związanym ze Szkołą Konstruktorów EdW wygrałem małą lampę z lupą. Model to Toolcraft ZD-127. Okazało się, że ta lampa świetnie sprawdza się właśnie do takich drobnych rzeczy, jako uzupełnienie mojej większej lampy, oświetlającej cały stół. Lupa (3 dioptrie) ma przyklejoną drugą, mniejszą lupę (12 dioptrii), co jest bardzo przydatne przy lutowaniu naprawdę małych elementów (np. NL17SZ17 w obudowie SC-88A).

W zasadzie użycie tej lampy eliminuje konieczność posiadania osobnej lupy także do inspekcji po lutowaniu.

Zdecydowanie warto zaopatrzeć się w takie urządzenie.

Druga rzecz dotyczy topnika. Testowałem dwa topniki w płynie: RF800 i TK83. Pierwszy nie sprawdził się w ogóle, jest za rzadki. Drugi jest idealny. Jest bardzo lepki. To zaleta, bo nie spływa i trochę trzyma elementy przy pozycjonowaniu, ale też wada, bo dotknięcie ręką płytki sprawia, że cała ręka się klei. W każdym razie to dobra alternatywa dla topnika w strzykawce.

Pokrywam tym topnikiem płytkę przed lutowaniem.

Plecionka, której teraz używam, to plecionka Blow, ale w zasadzie nie ma to znaczenia. Kupuję taką, jaka akurat jest. Kupuję dwa rozmiary, 1,5 mm oraz 2,5 mm.

Pęset mam kilka, ale najbardziej lubię czarną pęsetę antystatyczną. Nie wiem jaki to model, na Allegro widzę podobną pod oznaczeniem ESD-11. Warto mieć też pęsetę, która jest normalnie zamknięta, a otwiera się dopiero pod naciskiem.

Kolejna rzecz dotyczy mycia. Do mycia używam izopropanolu. Zmywa topnik, a jest dużo łagodniejszy dla elementów od acetonu.

Kolejną ważną rzeczą jest odporność na ESD. Zdarza mi się używać w swoich projektach różnych wrażliwych mosfetów, najczęściej BS138. Zdarzyło mi się kilka zabić przez ESD. Radzę sobie z tym przez uziemienie lutownicy, używanie pęsety antystatycznej (pokrytej czarną, izolującą farbą) i lutowanie bramki jako ostatniej. Nie wiem czy ostatni krok na pewno jest istotny, ale odkąd zacząłem stosować wszystkie trzy, tranzystory przestały umierać.

Ostatnia uwaga dotyczy samej techniki lutowania elementów w obudowach SOIC i QFP. P. Andrzej cynuje jeden pad i, nie odrywając od niego lutownicy, pozycjonuje element pęsetą. Ja robię inaczej. Cynuję pad, ale pozycjonuję element na zimno. Potem dociskam go pęsetą do płytki i podgrzewam pad, lutując do niego pin. Następnie lutuję kolejne pady i jeszcze dla pewności podgrzewam ten pierwszy, żeby zniwelować ewentualne naprężenia (może niepotrzebnie, ale nie zaszkodzi).

Poniżej przedstawiam film, jak to w moim przypadku wygląda. Układ jest wylutowany z jakiejś innej płytki (przypadkowa płytka z przypadkowym elementem w takiej obudowie, jaką akurat miałem pod ręką), a płytka, do której go lutuję, jest już niepotrzebna (wytrawiłem ją, ale w międzyczasie zmieniła się koncepcja układu).

Pokazuję też samo wylutowywanie (końcowy etap, nie marnowałem czasu filmu na kolbę grzejącą płytkę) – w razie, gdyby ktoś miał wątpliwości, czy potrzebuje stacji hot air. Da się bez niej żyć (jak bez wielu narzędzi), ale ułatwia pracę.

Jeśli nie chcę lub nie mogę użyć stacji hot air do wylutowywania (czasem nie mogę, szczególnie gdy w okolicy są wrażliwe na ciepło elementy, np. plastikowe gniazda), to po prostu pokrywam obie strony elementu grubą warstwą cyny, łącząc ze sobą wszystkie pady i zwiększając w ten sposób pojemność cieplną takiego połączenia, podgrzewam lutownicą obie strony, wyciągam element pęsetą, pokrywam go topnikiem i lutownicą usuwam nadmiar cyny (często nie trzeba w ogóle używać plecionki, bo cyna przykleja się do grotu). Z płytki nadmiar cyny usuwam plecionką.

Cyna to 0,7 mm. 0,5 mm byłaby lepsza, ale 0,7 mm też jest OK. Cyna trochę się kulkuje prawdopodobnie dlatego, że grot nie jest już najnowszy. Naniosłem jej trochę za dużo na pad (ale jeszcze nie na tyle, żeby musieć usuwać ją plecionką) po części z tego powodu, a po części z powodu lekkiego drżenia ręki, która nie miała podparcia (bo pozycja statywu, na którym był telefon, wymusiła pracę w pozycji stojącej, inaczej nic bym nie widział).

Sam grot czyszczę po zanurzeniu w kalafonii -- albo druciakiem (który bardziej zużywa grot), albo gąbką do czyszczenia grota nasączoną wodą. Lepiej użyć gąbki.

Pozdrawiam.