QFN: El desafio

El reto consiste en soldar correctamente un chip QFN de 28 patillas (7 por cada lado), todas ellas contenidas en 0,25 cm2 utilizando solo herramientas de electrónica básica. Por supuesto, para soldarlo hará falta construir una placa de circuito, que sin disponer aún de insoladora, se realizará sobre una placa normal, es decir, dibujando las pistas encima de ella.

He aquí la víctima (cedida amablemente por Texas Instruments):

Lo imprescindible para empezar a soldar es disponer de la placa, así que comenzaré por ahí:
Primer intento
Imposible encontrar un rotulador lo suficientemente fino y comprobado que soy incapaz de hacer tres pistas seguidas rectas y seguir manteniendo las medidas.
Segundo intento
Toca tirar de impresora. He impreso el circuito con la intención de recortar las vías y crear una plantilla para luego aplicar el rotulador. Debido a que las pistas miden 0,2 mm y el espacio entre ellas es de unos 0,05 mm (si, un pelo humano tiene un grosor de alrededor de 0,08 mm y este espacio es mas pequeño), esta opción ha sido también descartada.
Tercer intento
Este método consiste en despegar la tinta que ha dejado la impresora sobre el papel y dejarla estampada en la placa. Dispongo de impresora láser y este tipo de tintas no “mojan” como hacen las impresoras de inyección sino que funden la tinta en polvo sobre el papel, como si fuera queso para sandwich, con lo que si se imprime sobre una superficie no porosa la tinta será fácil de despegar. El problema esta en que no se como se comportará la tinta ante la corrosión de los ácidos… ya veremos.

  1. Transfer de tinta 1
    He utilizado la última página de una revista, ya que estas suelen venir en papel satinado.

    Haciendo algo parecido a la imprenta de Gutenberg, he apresado la placa (bien lijada y limpia) con el papel y para hacer una fuerza uniforme me he ayudado de una chapa gruesa.
    Luego he aplicado calor sobre la chapa con un mechero tipo JET confiando en que esto funda la tinta y esta quede adherida al cobre, que al estar lijado es mas poroso.
    Resultado: FRACASO ABSOLUTO.
    Demasiada fuerza y demasiado calor.
  2. Transfer de tinta 2
    En el segundo intento he utilizado unos alicates de presión, ajustados a una fuerza poco superior a la que se necesita para que no se mueva todo el conjunto.

    Como control de temperatura he usado unas gotas de agua sobre la chapa metálica, cuando estas hiervan será el indicador de que hay que dejar de calentar.
    Resultado: ACEPTABLE.
    Es necesario un poco de retoque para que después sea más fácil comprobar con el multímetro que las pistas están aisladas unas de otras:
    Ahora llega la parte del atacado con el ácido, he usado una mezcla muy diluida que se supone que es mejor para estas pistas tan delgadas.
    Resultado: FRACASO.
    La tinta de la impresora ha resultado excelente contra la corrosión, pero no así el rotulador, que prácticamente ha desaparecido, dejando la placa inservible.
  3. Transfer de tinta 3
    Comprobada la eficacia del tóner, me he dispuesto a implementar el dibujo de un circuito útil, para esto he usado el programa de diseño electrónico EAGLE:

    Para mejorar el estampado he impreso sobre un trozo de papel de los que sobran de los cromos (el que no lleva pegamento de los dos) y he usado la misma técnica que en el intento anterior. El resultado ya es bastante bueno, en caso de perfeccionar el método, podría incluso evitarse el uso de placas fotosensibles.
    Imagenes en alta resolución:


    Aun así es necesario comprobar que las pistas que deben estar aisladas realmente lo están, pues con estas dimensiones no es raro que alguna quede aún unida.

Soldadura
Lo primero que he hecho ha sido estañar las conexiones del chip, para ello he aplicado decapante sobre el chip y con la punta del soldador con un poco de estaño lo he ido aplicando con cuidado, intentando dejar una pequeña bolita pegada sobre el, pero sin que se lleguen a unir dos de ellas.

Luego lo he limpiado con un cepillo de alambre.
Una vez limpio se coloca sobre la placa.
Para alcanzar la temperatura de fusión del estaño, yo he colocado la placa justo pegada al soldador, y una vez alcanzada he apretado un poco el chip contra ella con la ayuda de un destornillador.

FIN SATIFACTORIO
Con fotos en alta resolución:



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7 pensamientos en “QFN: El desafio

  1. anonymous

    Juan Antonio writes:¡Impresionante! :-O Puedes intentar repartir mejor el calor (para que se quede impresa más parte de la placa) usando alguna superficie repartidora del mismo, o una plancha en lugar del soldador a la hora de aplicarlo.Prueba también a ver si el chip sigue funcionando después de la calentura 😉

    Responder
  2. gatodrolo

    Reballing no, pero la parte de la soldadura en el horno si que podría servir, he hecho un análisis de las temperaturas y probablemente si que pueda hacerlo ahí. El problema es el pulso. Que si ya me costó que no se moviese un solo chip, imagínate el meter la placa en el horno sin que se muevan ninguno de los 20 componentes que deberían ir en una placa sencillita.P.D.: ¿Podría usar el grill?

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  3. simbamarley

    Incluso la barbacoa podrías usar, todo es poner, en este orden, chistorra, chorizo parrillero, y luego ya placa, la grasilla se encargara de asegurar la soldadura.:chef:

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