Ora che il trend è quello della miniaturizzazione dei circuiti integrati sia a livello di silicio sia a livello di “package” (contenitore), può capitare sempre più spesso di dover saldare componenti SMD (Surface Mounting Device, dispositivo a montaggio superficiale). Ma questo non è poi così facile, ma neppure così difficile.
Ecco alcuni consigli su come procedere.
Indice
INTRODUZIONE
Attualmente la maggior parte delle case costruttrici di circuiti integrati, cercano di miniaturizzare il più possibile sia il cosiddetto “die” (la piastrina di silicio) sia il “package” (il contenitore).
Ovvero se qualche decennio fa la maggior parte dei package era di tipo DIP (Dual In Line), con un passo dei pins, terminali, di 2.54mm, ora ci sono molti tipi di package, la stragrande maggioranza hanno dimensioni estremamente contenute. Alcuni package (i BGA, Ball Grid Array) sono saldabili esclusivamente con apparecchiature speciali.
Il punto è che molti circuiti integrati sono disponibili solo in SMD, anziché in più contenitori, tra cui anche i DIP, facilmente utilizzabili e saldabili manualmente.
Così, si è di fronte ad due strade possibili
-Non utilizzare gli SMD, precludendosi molti circuiti integrati, dalle funzioni estremamente interessanti.
-Utilizzare gli SMD, con alcune accortezze.
Il trucco che sta alla base del metodo proposto è di evitare di appoggiare il saldatore a stagno direttamente sui terminali del circuito stampato. Può sembrare una barzelletta, ma in realtà è proprio così!
Si ricopre di stagno il tratto delle piste nella zona del circuito integrato (o eventualmente, per ragioni estetiche, si stagnano completamente tutte le piste). Se si appoggia poi il saldatore ad una certa distanza dai pins, il calore si propaga lungo la pista fin sotto al terminale relativo, facendolo incollare al rame della pista, grazie allo stagno fuso a distanza.
Semplice ma efficace.
CIRCUITO STAMPATO
Per poter impiegare i circuiti integrati SMD è necessario costruire un piccolo circuito stampato che funga da interfaccia tra il componente SMD e il circuito elettronico esterno. Tale circuito stampato deve aver una serie di terminali, disposti lungo entrambi i lati lunghi, in modo da essere utilizzato come se fosse un circuito integrato incapsulato in un contenitore DIP.
Senza perdersi in lunghi giri di parole, ecco le foto del circuito stampato durante le varie fasi del processo, con le relative spiegazioni.
COSTRUZIONE DEL CIRCUITO STAMPATO
Anche se la foto può non rendere, si vedono chiaramente le piste ramate, presenti sul circuito stampato. Nel caso in questione, il circuito integrato da saldare è incapsulato in un contenitore di tipo uMAX a 10 pins, con un passo di soli 0.5mm e le dimensioni totali sono di soli 3 x 5 mm, terminali inclusi!!!
Sulla piastra ramata, dopo aver deciso dove collocare i terminali esterni, eseguire fisicamente i fori, con l’ausilio di un trapano dotato di una punta di 0.8mm o, al massimo, di 1mm.
Posizionare il circuito integrato e, con un pennarello a punta molto fine, segnare sul rame la posizione dei terminali. Questo serve per poter applicare poi i classici trasferibili e procedere poi con il bagno in cloruro ferrico.
Infine controllare con un multimetro se ci sono corto circuiti tra le varie piste conduttive e, in tal caso, con una piccola lametta o un sottile cacciavite, rimuovere le sbavature di rame.
RICOPRIMENTO DELLE PISTE RAMATE CON STAGNO
C’è un piccolo trucco per superare questa difficoltà.
Intanto controllare le il rame è veramente lucido oppure presenta delle zone un po’ ruvide, a causa di un’intaccamento dell’acido. In queste zone lo stagno fuso fa fatica ad attecchire. Quindi conviene rendere omogenea la superficie del rame, dando una passata con della carta vetrata a grana fina ed avere una “mano” leggera.
Fatto questo, pulire il circuito stampato prima con della trielina e poi con un po’ d’acqua per poi asciugare il tutto.
Infine passare con il saldatore lungo le piste senza formare grumi di stagno! Eventualmente, nella zona dei terminali del circuito integrato, lasciare uno strato un po’ più spesso di stagno, in modo da facilitarne la stagnatura.
E controllare, con un multimetro, che non ci siano corto circuiti…
SALDATURA DEL COMPONENTE SMD
Ed eccoci alla fase più spettacolare…
Il fatto di aver stagnato le piste di rame evita di dover stagnare direttamente il componente SMD con il saldatore. Ovvero, non è necessario toccare, con il saldatore, i pins del circuito integrato, come avviene con tutti gli altri componenti elettronici, ma…
Ma appoggiare il saldatore ad una certa distanza dal componente SMD, per esempio di qualche millimetro o appena è possibile senza provocare corto circuiti indesiderati. Lasciando il saldatore appoggiato per qualche secondo in più rispetto al normale, si permette al calore di propagarsi, liquefando lo stagno, fin sotto al pin relativo, permettendo così di incollarsi alla pista ramata. Se il pin fosse troppo sollevato rispetto al livello della pista ramata, esercitare una leggera pressione sul corpo del componente SMD.
E il gioco è sostanzialmente fatto!.
SALDATURA DEI TERMINALI
Ora non resta che terminare il lavoro fin qui fatto.
Ovvero è necessario saldare tutti i terminali che permettono poi il collegamento con il circuito esterno. Certo che rispetto a prima, queste saldature risultano essere proprio semplici!
Se il circuito integrato richiede dei componenti esterni di valore fisso per le varie applicazioni, conviene saldarlo direttamente sul circuito stampato, in modo dal semplificare il circuito esterno e per ridurre le eventuali interferenze. Ciò può essere obbligatorio quando si ha a che fare con radio-frequenze, dove le connessioni devo essere più corte possibile.
