2025年1月23日木曜日

【回路】QFNハンダ付け失敗

QFNのハンダ付けが苦手です.

USB 480Mbps phyでQFNでないICを探したけど存在しないみたいです.仕方ないのでQFNを採用します.

↓QFN32を付けようとして微細なパターンを剥がしてしまって基板2枚を損傷してしまいました.あ~ぁ、かなぴー、ぜつぼー

↓普段はなるべくQFPを採用しているのでHAKKOのD型という平べったいコテ先を使っています.しかしQFNに対してはこれだと太いんですな.
そこで手持ちのS型コテ先に変更してQFNハンダ付けにリトライ.

↓ピンぼけ写真ですが、一発成功.尖ったコテ先ならば狭い部分にコテ先が届くのでフィレットを形成できました.

え~ん、ダメになってしまったPCBがかなぴぃ.

ーーーーその後ーーー
フィレットもしっかりついたし、必ず動くはずだと通電したけどうんともすんとも動きません.
 ・内部VREG 1.8Vが出ない(0V)
 ・XTALが発振しない
こりゃ死んでる.熱で焼けた???

取り外して捨てて、別の新品ICをつけようとしたけど、足ピン(QFNだからpadと呼ぶべきか)に全然ハンダが乗らない.どうしてかというと、pad表面が酸化してるのでハンダ濡れ性が悪くて、いくらフラックスを使っても隙間にハンダが流れ込んで行かないんです.コロナ前に買った部品で、買ったばかりの頃はこんなに酷くなかった.

ちなみに、上の写真のICはrework品なのでpadにハンダがついてたからすんなり作業できたのだけど、ICとしては死んでたみたいなんですよね.なにかしらカタワという.

そこで、新品ICのpadにあらかじめハンダメッキしておいてから再度トライします.QFNの底面が凸凹して座りが悪くなるのであまりこの手は好きではないのですが...

今度は問題なく動きました.

QFPやpin headerでも表面酸化でハンダの乗りが悪いなぁと思いつつ作業するケースはあります.しかしQFNは本格的にケアせないかんとは非常にめんどくさい.QFNはpackageの底で何が起きてるか見えないので大変.明日もQFN作業です.

#わたしはBGAの手ハンダは諦めています.名人はヒートガンみたいなのでやってしまう人もいるようですが.

ーーーー
翌日、2枚目の基板も問題なく動きました.読者の皆様のアドバイスのおかげです.

かしこ

46 件のコメント:

  1. murasaki
    すごくきれいにフィレットできてますねー。ツヤも良いし。
    自分は表面実装のデバイスをハンダ付けするときはナイフエッジの小手先を使います。一旦ブリッジするくらいハンダを盛ってからパタン方向にコテをひいています。フラックスも多めに塗ります。

    返信削除
    返信
    1. ナイフエッジで10本ぐらい一気にやる感じですね
      それもいいかも
      買ってみようかHAKKO

      平べったいコテ先で2~3本ぐらいずつやっています

      削除
    2. murasaki
      ですねー。最初の一辺にコテ当てて半田が溶ける時にそちら側にICが引っ張られてセンターがズレがちなので、テープなどでうまく固定しておく様に注意が必要だったりしますが。お試し頂ければと。
      ちなみにAmazonでHAKKOのコテ先のユーザー評価欄を見るとナイフエッジ派とアンチ派の存在を感じます。

      削除
    3. 調べたらナイフは少しお値段が高いようでした

      削除
    4. STM32は
      12Mbpsのphyはon chip
      480Mbpsのphyはexternal
      という制約があってそこはイマイチなんです
      プロセスの制限なんでしょう

      削除
    5. NXPだったかな、480Mphy内蔵で好きなんだが、IDEの使い勝手でSTM32一択なホビーストのうちの1人だ

      削除
    6. murasaki
      phyとい言葉の響きから外付け部品のことを指すのかと思っていたのですが、今は内蔵なんですねー。なんと便利な。
      我が業界は未だにUARTです。

      削除
    7. physical→phy スラングっぽい

      削除
    8. あと、たしかにナイフエッジだけ高いんですよね・・。
      たいして材料費や加工費は高くなさそうなんですが。あまり売れないからなのかも。
      コテ先のあて方で熱量の調整がしやすいので自分はナイフエッジをデフォルトで使っているのですが。

      削除
    9. 現物見て買いたいんですが、秋葉でも店頭では売ってないっぽい

      削除
    10. 私は、goot の「PX-280」の、デフォルトの奴
      www.amazon.co.jp/goot-温調はんだこて-設定温度200℃-500℃-1℃単位の調節-PX-280/dp/B09Q7R32BG
      ※「C型 標準こて先」PX-28RT-S2C
      秋月にもある akizukidenshi.com/catalog/g/g117183/
      が、一番お気に入りです。
      円柱を、ナナメにカットした形で、ナイフエッジ型ともまた違う。
      ↑ の、両者の「あいのこ」みたいな奴です。

      削除
    11. つか、半田ごても、「PX-280」使い出したら、
      他のが使えなくなった(笑)

      削除
    12. HAKKOみたく制御BOXが無いのでgootはgoodです

      削除
    13. murasaki
      新入社員の頃から会社で制御BOXのあるHAKKOのコテばかり使ってきたせいで、他のが使えず困っています。それほど使いやすかと言われると分からないのですが・・。コテから制御BOXのケーブルがクセがなくて柔らかいのと、設定ダイヤルの回し具合と熱量の感覚をなんとなく把握できているので他に浮気できないです。最近はもっといいのがあるのかも。

      削除
    14. HAKKOはお値段高いので、自分の事業の経費で買いました

      削除
    15. murasaki
      ですねー。副業してないと買えません💦
      昨年はハンダ吸取り器を買ったのですが、悩んだ末結局HAKKOのを買いました。頻度的に高くないのでステーション型はやめましたが。中国製の安いのでもよかったような気もするのですが、吸取り器を使わなくてはいけない場面は追い込まれているときが多いので、余分なストレスを抱えたくないので、使い勝手がわかるものを選んでしまいます。やや高かったけど、ピンチの局面で頼りになります。

      削除
    16. 吸い取り機ほしい
      少なくともswitch2よりもほしいと断言しうる

      ヒートガンは中華を買いました

      削除
    17. 自分もヒートガンは中華の良くわからないやつですが、主な用途が収縮チューブを縮ませるだけなので問題ないです。自分が買った吸い取り器は今見たらgootのやつでした。TP-100というやつです。職場で使っていたのはこれのステーションタイプでした。
      いままでずっとHAKKOかと思っていた・・。しかもgootではなくgoodと思い込んでいた・・。ダブルでショック。

      削除
    18. ナイフ形コテ先、いま注文しました.ハッピーハンダ付けライフの実現、QOLの改善が目的です.

      TP100は¥18000しますね、リッチマンにふさわしい逸品.

      削除
    19. murasaki
      ビンボーなのですが・・
      売上8万しないくらいの頼まれ仕事の中でどうしてもきれいにコネクタを外さなくてはいけない仕事があり、買ってしまいました。こういう原価意識なのでいつまでもビンボーなのだと思います。
      とはいえ、ハンダの吸い取りやDIP部品の取り外しを残りの人生で恐れずに済むので自分的には良しとしております(負け惜しみ)。

      削除
    20. ~よき装備~
      HAKKO半田ごて コテ先尖ったもの
      HAKKO半田ごて コテ先フラット
      HAKKO半田ごて コテ先ナイフ
      HAKKOハンダ吸い取り機
      ヒートガン

      削除
    21. 読者 はんだ吸い取り機 にちべーに2200円でありましたよう 買おうかと思っていたら 売れちゃいました なのは完売!

      削除
  2. >QFN
    あれ、QFNってどういうんだったっけ?と思い検索
    https://detail-infomation.com/package-types-qfn/
    『QFN』とは?パッケージの種類を解説!【半導体&IC】
    ※コレ、昔からあるけど、DDRメモリくらいしか使われてなかったような記憶。しかも、昔は「セラミックパッケージ」しかなかったような。
    ちゃんとはんだ付けするには、コレもBGAと同じで、
    ・リフローかヒートガン
    なんだろうな・・・・(昔は、大量生産のリフローしか無かった希ガス)
    こんなの「半田ごてで」チマチマやってたら簡単に死ねますね。私もやったことが無い。

    何処かの基板では、真ん中のパッド部分は、
    ・大きな穴をあけて、反対側から半田を流し込む
    とか、やってたような。
    そう言えば、「ESP32」って、(ちょっと形が違うけど)似たようなパッケージ構造してたな。あっちは「ICではない」(ユニット)だけど。

    返信削除
    返信
    1. 今朝のQFNが上手く動くと良いのですが、、、ドキドキする

      削除
  3. >USB 480Mbps phy
    こんなのですね
    https://www.ti.com/product/ja-jp/TUSB1210-Q1
    TUSB1210-Q1
    ※軽く探したけど、ホントに「QFN」しかないですね。あと、
    CPU ⇔ PHY の通信って、なんでみんな、
    ・パラレル 8bit
    しか無いんですね。(まぁ、この辺は、USB.org で、決めてる(ULPI)からなんでしょうけど。)

    返信削除
    返信
    1. USB 3.0 PHY に至っては、
      ・BGA しか見当たらない
      と言う罠。
      ※つかここまで来ると、「自前の基板起こしてる人」なんて、どれだけ居るんだか?
      使ったとしても、みんな「どこかの既成ユニット」レベルでの組み込みに、なっちゃうんだろうな・・・
      こんなの「自分でパターン何か引いてたら」気が狂いそう。

      削除
    2. usb-c CNも手ハンダの域を超えとるし、usbcはマシンのセカイです、もう無理、かんべんして

      削除
    3. >usb-c CNも手ハンダの域を超えとる
      私は、「Micro USB → USB C」のコネクタ置き換えの工作
      (と言っても、「充電用ポート」だったので、「物理的に電源端子しか無いコネクタ」でしたが。)
      は、したことありますが、もはや端子自体が、
      ・肉眼では見えないレベル(ルーペ必須)
      なのが、スゴイなー、と思いました。
      ※しかも、今までのと違って規格上はこれで「数アンペア」流せるってんだから、どーかしてる。
      データ用「フル結線」の半田付けなんて、確かに「手ハンダではムリ」ですね。

      削除
    4. >これで「数アンペア」流せる

      オレは信じないぞー
      なぜなら信じ難いからだ
      という小泉構文

      預言:発熱して溶けるであろう

      削除
    5. >発熱して溶ける
      一応、コネクタ自体は、
      ・耐熱素材
      で、出来てるみたいですけど。
      ※「ハンダ」が、溶けたりしてね。

      削除
    6. あーそれ基板やパッケージが焦げる時の臭いが漂います(敏感)

      削除
    7. 読者 いずれもっと強力なCPUを トイウことで ラズパイPICOになるにちがいない 前は550円だったのになー800円

      削除
    8. 生で使えればよかよか

      削除
    9. 読者 あーなるほど CPUだけ買って自作基板にはんだ付けする発想はなかった

      削除
    10. RP2040
      • Dual Cortex M0+ processor cores, up to 133 MHz
      • 264 kB of embedded SRAM in 6 banks
      • 4 channel ADC, 0.5 MSa/s, 12-bit conversion
      • USB 1.1 Host/Device

      案外低SPECで、よくこんなのにOS載せれるなとの印象

      削除
    11. 読者 STM32H743/753ラインは、Arm® Cortex®-M7(最大動作周波数480MHz、倍精度浮動小数点ユニット内蔵)を搭載しています
      だそうで 480MHzというだけでもなかなかの高スペックでありますね これより 高性能ってあるのかしら ラズパイ本家のCPUかしら armのなにかかしら

      削除
    12. 読者 自作 CPUボードで検索すると STM32F7 が CPU性能としては 最高に近いですね 英語サイトはみてないですが そんな高性能CPUで自作している人はおらんのだろうか

      削除
    13. STM32ではM7の550Mが最強かなと
      こないだまで使ってたH723がそれでした
      たぶんH>Fなラインナップです
      Hをよろしくおねがいいたします
      Hでお気楽DSPライフ

      削除
    14. 読者 PC用のCPU以外ですと スマホのCPUなのかな ドラゴンスナップなんとかかしら?4コアとか8コアとかかしら
      昔のソニーエリクソンのスマホなら別OSを作った人がいてそれでLINUX動いたみたいだけど 今はどうかはわからないですね。
      秋葉原でスマホ3000円x16で48000円でできそうですね。
      スマホは外部出力がUSBしかない(イヤホンジャックもあるけどアナログ)ので そこらへんで使えるかどうか
      新品でない場合 数が揃わないし、修理の交換機種が手に入りにくいですね

      削除
    15. 読者 高性能ボードではラズパイがありますね しかし 製品版で CPU単体の自作記事が見つからない(当たり前か)
      はてさて もっと高性能な使えるCPUがうまく見つかるとよいですね。 以前ですとネットがないから CQとかインターフェースの雑誌の記事をあてにして 作ったりだったのですが 今は、ネットだからネットで見つからないと探すのに難儀します ひとつ見つかるとリンクをたどって芋づる式でみつかるのですが 検索結果がうまくでない検索エンジンはあれですねえ

      削除
    16. らずぱい3CPU
      Broadcom BCM2837
      1.2GHz 64-bit quad-core ARMv8 Cortex-A53

      さすがに高SPECですね

      削除
    17. snapdragonはいまはなくHuaweiでしたかな

      削除
  4. >・BGA しか見当たらない
    >これで「数アンペア」流せる
    ブレークアウトという用語がPGAあたりから出てきたようですが,データシートで最初みたときはデバイスが爆発する電流値なのかと思いました。発振と爆発は得意です。

    返信削除
    返信
    1. 「これはmAとAの誤植だろうか?」
      「いや絶対最大定格か?」
      「えっ定格・・・?」
      「新しいトラッキング現象、きゃーっ」

      削除
    2. 読者 トラッキングといえばビデオのトラッキング調整つまみを思い出す
      ソニーはMDとBDを製造中止にするそうで
      MDは1990年ころソニーの人いわく レーザーつかったあの機械があの値段で発売できるのは赤字同然で激安といってましたウォークマンカセットからCDウォークマンに行ってCD-Rで音楽聞いてました 音飛びしない機種ですが機械がいかれたのかちょっとした振動でも音飛びするようになりました
      背中にしょって歩いていたから振動がすごかったのだろう
      せいぜい電車で立ち止まって動かして 音飛び防止の制御に過負荷にならないように使っていればよかった
      ヘッドを制御するのでなくて おそらく 先読みのデータをバッファリングしていただけだったのかな (当時 エアサスみたいに読み取りヘッドがふわふわ浮いていると思っていた)

      削除