ICの下にコンタクトが付いているコンポーネントはどのように基板にはんだ付けされていますか？

次のようなICまたは同様のICを考えます。

基板にはんだ付けされているリード線がICの下側にあることに注意してください。

私はかろうじてエレクトロニクスの初心者です。私の電子機器の仕事は、基本的に古いゲームハードウェアの簡単な修理です。そのため、専門知識は非常に限られています。

私はこれをグーグルしようとしましたが、これがどのように行われるかを検索しようとすると、これらのコンポーネントの名前を間違えているはずですが、これらのようなコンポーネントは生産ユニットのボードにどのようにはんだ付けされていますか？私はこれらのピンが少しのはんだでコーティングされているか、チップが配置されたときにはんだの薄い層がすでにPCBにあるのを簡単に確認できました。とにかく、はんだが溶けてチップがボードにくっつくように、各ピンはどのように適切な温度まで加熱されますか？

私は自分でこれを理解しようとしましたが、これまでのところ、これは「黒魔術」のように思えます。

小さなフォローアップとして、このようなコンポーネントを必要とする電子ハードウェアを開発している場合、プロトタイピングとテストでこのようなチップをどのように使用しますか？このようなチップを手動ではんだ付けする方法はありますか？それがどのように行われるかに関係なく、ある程度の精度が必要になるため、少なくとも機械的なプロセスでなければならないように思えます。

これは、ボールグリッドアレイ（BGA）パッケージです。それぞれの小さな塊は実際にはんだです。ピックアンドプレース機で部品を正確に配置し、基板全体を加熱してはんだを溶かします（リフローはんだ付け）。はんだは表面張力によってPCB上のパッドに流れ、はんだマスク（うまくいけば！）は近くのピンの短絡を防ぎます。BGAパッケージの利点は、インラインまたはQFNパッケージと比較して、ピン密度（およびピン数）がはるかに大きいことです。通常、ピン数の多い（FPGAなど）コンポーネントは、BGAとしてのみ利用可能です。エッジに1000ピンを引き出すことは不可能だからです。

これらは、はんだ接合が行われたかどうかを判別することがほぼ不可能であるため、プロトタイピング作業での作業は困難です。大量生産では、これはX線イメージングによって行われます。自宅でリフローオーブンを作ることもできますが、正確な配置は手作業ではかなり難しいですが、不可能ではありません。

再加工は非常に困難です。通常、コンポーネント全体を削除し、はんだ塊を再適用して再作成する必要があります。通常、ベンダーは、ピンがヘッダーピンに引き出されて事前にはんだ付けされたBGAチップを備えた開発ボードを提供しています。

あなたの投稿にはいくつか質問があります。私はそれらのいくつかをお手伝いできると思います。

とにかく、はんだが溶けてチップがボードにくっつくように、各ピンはどのように適切な温度まで加熱されますか？

リフローオーブンが必要です。または、私のような趣味の人であれば、熱風リワークステーションを使用して入手できます。リワークステーションがあります。基本的には、はんだが溶けるところまで温度を上げることができるヘアドライヤーです。部品の上で棒を振ると、部品/ボード/はんだが十分に熱くなり、はんだが溶けて魔法をかけます。

このようなチップを手動ではんだ付けする方法はありますか？

はい、実際にあります！練習と忍耐が必要ですが、この作業を完了するために送信する必要はありません。ご自身で行うことも可能です。私がやります。 これは私が見つけることができる最高のビデオで、プロセスを示しています。 これは、BGA（ボールグリッドアレイ-先ほど言及した部分）ではなくQFN（クワッドフラットノーリード）を使用していますが、考え方は同じです。QFNのピンはチップの下にあります。

私はこれを自分でやってみましたが、うまくいきます。そして、そうです、あなたはそうするとき、それは「黒魔術」のように少し見えます。しかし、とても満足です！