如何正确地焊接氮化镓场效应晶体管晶片

  这个指南提供焊接单个晶片时的步骤。如果是同时并排焊接两个晶片,这些步骤不变,但需要配备更大喷嘴的热气枪,放在这两个晶片中央的正上方。
 
  1. 设备/所需用品
  设备:
  ·防静电工作垫
  ·防静电环
  ·防静电外套
  ·红外线电路板预加热装置
  ·热风枪
  ·显微镜
  ·防静电镊子
  ·防静电微型刮刀
 
  助焊所需用品
  ·黏性助焊剂
  ·无绒抹布
  ·清洁用酒精
助焊所需用品 
 
  2. 放置晶片的防护措施
  ·ESD防护措施是必需的。
  ·预防晶片过热。
  ·在放置晶片前检查晶片方向,以确保正确的焊接。
  ·切勿过度用力放置晶片或清洁工作区域。
  ·热气枪的喷嘴的直径需稍微大于最大晶片的直径。
  ·焊接温度非常重要,多于或少于10℃也会产生问题。
  ·慎防热气枪吹走晶片。
  ·保持固化助焊剂,以防出现结晶。
  ·慎防在测试晶片时出现过压现象。
 
  3. 防静电措施
  ·必需在接地的防静电工作垫或桌子上工作。
  ·把所有测试设备接地。
  ·必需穿好防静电外套及佩戴ESD防静电环。
防静电措施 
 
  4. 准备替电路板加热
  ·把电路板放置在加热板的上方。
准备替电路板加热 
 
  5. 清洁焊盘区域
  ·用清洁用酒精和无绒抹布来清洁焊盘。
  ·清洁后让板子干透。
  ·不要用手碰触焊盘。
清洁焊盘区域 
 
  6. 预热印刷电路板
  ·置焊接位置中心于热风枪的下方。
  ·抬高热风枪,并远离工作区。
  ·小心不要触摸印刷电路板的工作区。
  ·将加热板的温度传感器置于电路板上。
  ·打开加热板,设定温度为150℃,并开始加热
  ·打开热风枪,并设定到150℃和调整出风量至低速,以免吹走晶片。
 
  7. 涂抹助焊剂
  ·当加热板达到150℃,用防静电微型刮刀在晶片的焊盘范围涂抹少量的助焊剂。
  ·确定所需焊盘范围含助焊剂,焊盘附近并没有不含助焊剂的地方。
 
  8. 晶片方向
  ·在放置晶片前检查晶片的方向,以确保正确的焊接。
  ·把晶片放上焊盘。
  ·晶片应正确对齐,不偏离焊盘及阻焊膜印记(如适用)。
  ·焊接前把显微镜移去。
 
  9. 焊接晶片
  ·放回热风枪,并与晶片的中央位置对齐。
  ·热风枪风口下方与晶片距离约1/16英寸(1.5毫米)。
  ·把热风枪的温度设定为200C,并维持最低气流45秒。
  ·小心过高气流会把晶片吹走。
  ·检查整个操作过程中晶片的对齐状况。
  ·把热风枪的温度提高至240℃,当温度达240℃时,保持30秒。
  ·现在把热风枪的温度提高至260℃,达到此温度后,保持最少12秒及最多15秒。
焊接晶片 
 
  10. 移去热风枪
  ·温度在260℃下及保持12秒后,慢慢抬高热风枪。
  ·从加热板移去热风枪。不要在此时关闭热风枪,因为大部分热风枪在降温时会最大程度地增加气流速度从而会把晶片吹走。
  ·关闭热风枪,热风枪可以放回支架上。确保热风枪风口指向远离印刷电路板上的晶片。
  ·请注意,工作区仍然是热的。
 
  11. 固化助焊剂/冷却/移去电路板
  ·电路板继续留在加热器上,井以150℃加热30分钟,让助焊剂固化。当助焊剂固化后,它不会具黏性。
  ·请注意,工作区仍然是热的,不要烧掉任何部件。
  ·关闭加热器,并待大约15分钟后让电路板冷却至室温。
  ·当电路板完全冷却后,可将它从加热器上拿走,现在可以进行目视检查了。
 
  12. 目视检查
  ·晶片周围的助焊剂不应该具有黏性。用清洁的防静电微型抹刀来确认。助焊剂不具黏性。
  ·利用显微镜放大,确保晶片保持平整,晶片倾斜代表焊接不妥当。
  ·检查晶片附近有没有短路的现象,焊盘之间应该完全没有明显的短路现象。
  ·如果有焊球请去除这些焊球,有焊球的话,代表焊接不妥当,我们建议再次检查。
  ·利用显微镜检查晶片与焊盘之间的位置,如果晶片和焊盘之间有空隙,这表示晶片的放置并不妥当。
  ·当完成目视检查之后,我们可以开始电路板的测试。
 
  13. 测试电路板
  ·使用电表测量漏极至源极的电阻(MΩ),红或正瑞接漏极,黑或负端接源极。请注意,大于1MΩ的电阻表示正常;小于1Ω的电阻代表晶片不良或晶片底部发生焊锡短路。
  ·使用电表测量栅极至源极的电阻(Ω),红或正端是接栅极,黑或负端是接源极。请注意,大于100KΩ的电阻表示正常;小于1Ω的电阻代表晶片不良或晶片底部发生焊锡短路。
 
  进一步测试所有电路板
  ·请注意,在焊接晶片之前,仔细验证栅极驱动器电路,以防失效重现。
  ·将示波器连接到栅极-源极,及验证栅极信号。
  ·将示波器探头连接到漏极-源极,验证FET对栅极信号的回应是否正确。
  ·如果需要把电源加在电路板上测试,请尽可能将电源电压保持在5V以下。

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