¿Cómo se sueldan los componentes con contactos debajo de los circuitos integrados en las placas?

Considere un IC que se ve así, o similar:

Observe cómo los cables que están soldados a la placa están en la parte inferior del CI.

Apenas soy un novato en electrónica. Mi trabajo con la electrónica consiste básicamente en reparaciones simples del hardware de juegos antiguo, por lo que mi experiencia es muy limitada.

He intentado googlear esto, pero debo nombrar mal estos componentes cuando intento buscar cómo se hace, pero ¿cómo se sueldan componentes como estos en placas en unidades de producción? Pude ver fácilmente que estos pines están recubiertos con un poco de soldadura, o tal vez una capa delgada de soldadura ya está en la PCB cuando se coloca el chip sobre ella. De todos modos, ¿cómo se calienta cada pin a la temperatura adecuada para que la soldadura se derrita y el chip se adhiera a la placa?

He tratado de resolver esto por mi cuenta, pero hasta ahora esto parece "magia negra".

Como seguimiento secundario, si está desarrollando hardware electrónico que necesita un componente como este, ¿cómo utiliza un chip como este en la creación de prototipos y pruebas? ¿Hay alguna forma manual de soldar chips como este? Independientemente de cómo se haga, me parece que al menos tendría que ser un proceso mecánico porque necesitarías un cierto grado de precisión.

Este es un paquete de matriz de rejilla esférica (BGA). Cada pequeña gota es en realidad soldadura. El componente se coloca con precisión por una máquina de recogida y colocación, y luego toda la placa se calienta para fundir la soldadura (soldadura por reflujo). La soldadura fluirá a las almohadillas de la PCB por la tensión superficial, y la máscara de soldadura (¡con suerte!) Evita que cortocircuite los pines cercanos. La ventaja del paquete BGA es la densidad de pin mucho mayor (y, por lo tanto, el recuento de pin) disponible en comparación con los paquetes en línea o QFN. Por lo general, encontrará componentes de gran número de pines (FPGA, etc.) solo disponibles como BGA, ya que es imposible sacar 1000 pines en los bordes.

Es difícil trabajar con ellos para el trabajo de creación de prototipos, ya que es casi imposible saber si se ha realizado la unión de soldadura. En la producción en masa, esto se realiza mediante imágenes de rayos X. Puedes hacer un horno de reflujo en casa, pero como dices, la colocación precisa es bastante complicada a mano, aunque no imposible.

La reelaboración es muy difícil, generalmente tiene que eliminar todo el componente y volver a aplicar los blobs de soldadura para rehacerlo. Por lo general, los proveedores ofrecen placas de desarrollo con el chip BGA presoldado con los pines traídos a los pines del encabezado, que son mucho más fáciles de manejar.

Tienes algunas preguntas en tu publicación y creo que puedo ayudarte con algunas.

De todos modos, ¿cómo se calienta cada pin a la temperatura adecuada para que la soldadura se derrita y el chip se adhiera a la placa?

Necesita un horno de reflujo , o si es un aficionado como yo, puede obtenerlo utilizando una estación de retrabajo de aire caliente . Tengo una estación de retrabajo. Básicamente es un secador de pelo que puede elevar las temperaturas hasta donde se derrite la soldadura. Mueves la varita sobre la parte, la parte / placa / soldadura se calienta lo suficiente, y la soldadura se derrite y hace su magia.

¿Hay alguna forma manual de soldar chips como este?

Sí, en realidad lo hay! Se necesita práctica y paciencia, pero no es necesario que envíe para realizar este trabajo. Es posible hacerlo por su cuenta. Hago. Este es el mejor video que puedo encontrar que demuestra el proceso. Esto está utilizando un QFN (quad sin cables planos) no un BGA (matriz de rejilla de bola - la parte que mencionas) pero la idea es la misma. Los pines en el QFN están debajo del chip.

Lo hice yo mismo y funciona. Y sí, parece un poco como "magia negra" cuando lo haces. Pero muy satisfactorio!