Меню Закрыть

BGA пайка и реболлинг микросхем.

BGA пайка и реболлинг микросхем

Как следует из заголовка статьи, тема целиком посвящена BGA чипам.

Ball grid array, переводится как «массив из шариков». У такого чипа, контакты выполнены в виде шариков из припоя, одинаковыми по величине и размеру. Они располагаются между подложкой BGA чипа и платой. Этот подход проектирования уникален тем, что позволяет разместить на площади подложки микросхемы, сравнительно большое число контактов. Такое их количество, невозможно было бы разместить при другой реализации данного компонента. Именно поэтому, BGA на столько распространены в необъятном мире электроники, а мастерам часто приходится иметь с ними дело.

Демонтаж чипа

Для примера, была взята донорная материнская плата Asus P8H61-M LX3 Plus. Первое, что нужно сделать — демонтировать хаб BD82H6, над которым будут производиться все дальнейшие манипуляции. С платы были заранее сняты все металлические конструкции, крепления для процессора, батарейка. После этого, она была установлена на нижний подогрев.

Плавно нагреваем ее снизу до 300 градусов Цельсия, стоит отметить, что температура выбрана с учетом особенностей платы и толщины ее текстолита. К тому времени, когда термостол наберет значение 280 градусов, необходимо залить паяльный флюс под микросхему, для облегчения процесса демонтажа. Это удобнее делать, если пользоваться жидким шприцованным флюсом, фото процесса показано ниже.

Итак, плата нагрета снизу. Теперь необходимо подать нужную температуру сверху. Из оборудования, большее предпочтение конечно же, имеет ИК- станция, с подбором подходящего термопрофиля. Я же, в рамках этой статьи, воспользуюсь паяльным феном.

Подаем горячий воздух 350 градусов. Внимательно наблюдая за тем, как проходит процесс, ждем когда шары припоя заблестят и станут жидкой консистенции. Это означает, что пришло время снимать чип. Делаю это, используя вакуумный пинцет. Шаг пройден. Отложу BD82H6 в сторону, и займусь очисткой платы от оставшегося припоя и флюса. В помощь мастеру — оплетка и сплав роззе (он понижает температуру плавления припоя). После того, как плата остынет, удаляется все, что осталось на рабочей области, отрезком ветоши и технического спирта, так же могут подойти и другие предназначенные для этого чистящие средства.

Реболлинг микросхемы

Вот мы и подошли непосредственно к работе с BGA чипом. Сначала нужно снять весь старый припой и отмыть флюс. Делается это так же, как с посадочным местом на плате. Настоятельно рекомендуется проверить все пятаки под микроскопом, они должны быть целыми, чистыми и ровными. Ни в коем случае, ни на одном из них не должно остаться припоя, это чревато последствиями — чипсет может сесть криво, не до конца, а так же во время пайки возможно слипание шаров между собой.

Следующий этап заключается в том, что нужно накидать новые шары на BD82H61. Для этого я воспользуюсь трафаретом (к слову сказать, иногда, ввиду его отсутствия, приходится делать это вручную, расходуя гораздо больше времени) и устройство-держатель для реболла. И здесь же сразу опишу один лайфхак. Многие сталкивались с тем, что не всегда получается приобрести трафарет хорошего качества. Некоторые отверстия в нем могут быть не ровными или не соответствовать диаметру шаров. И во время работы многие из них не садятся на пятаки, а остаются на сетке трафарета. Как и произошло в моем случае. Хитрость заключается в следующем — выбрать шары припоя на размер меньше.

BGA чип был закреплен на держателе. По всей площади поверхности BD82H61, равномерно наносим немного флюса, его должно быть столько, чтобы шарики лишь прилипли на свои контактные площадки. Подчеркну слово «немного», так как при его избытке, припой может скатиться к соседним пятакам, чего допускать нельзя ни в коем случае.

Позиционируем и фиксируем трафарет. Все отверстия должны ровно совпадать с посадочными местами на текстолите микросхемы. Когда это сделано, аккуратно насыпаем сверху шары для реболлинга BGA. С помощью удобного ручного инструмента (в моем случае — это медицинский зонд) закатываем шары по отверстиям. В каждом из них должен находится один шарик, не больше и не меньше. Остатки, которые образовались на держателе, убираем с рабочей области. Результат этих действий показан на фото.

Немного горячего воздуха сверху, чтобы шарики упали с трафарета. Опускаем подвижной механизм держателя и убираем его верхнюю часть. После этого производим пайку паяльным феном. Шары сели. Делаем первичную очистку с помощью спирта и щеточки. Почти всегда можно обнаружить, что контакты получились не ровными. Как это исправить? Для этого есть еще один трюк. Смазываем микросхему большим количеством флюса и прогреваем его сверху большим потоком воздуха. После проделанных действий контактные площадки станут ровными и однообразными.

BGA монаж

Осталось дело за малым — посадить микросхему обратно. Для этого наносим ровным слоем флюс на размеченную область материнской платы. Производим позиционирование относительно нарисованных границ на текстолите.

Плавно нагреваем плату на нижнем подогреве с установленным значением 300 градусов. Далее, производим BGA пайку, используя паяльный фен. В тот момент, когда припой расплавится и станет жидким, микросхему нужно шатнуть. Но сделать это нужно очень аккуратно, так чтобы контакты BD82H61 не съехали со своего места. Данное действие позволяет чипу лучше сесть на свое место.

Снимаем плату с нижнего подогрева, остужаем ее и отмываем остатки флюса. Сушим, и оцениваем результат.

Готово.

Я постарался раскрыть выбранную тему в одной статье, получилось пошаговое руководство. Что хотелось бы добавить напоследок, обучение пайке bga- это на самом деле, не сложно. Новичку может показаться немного сложным в исполнении данный процесс, будут вопросы. BGA пайка и реболлинг это навыки, которые каждый мастер оттачивает по-своему. Количество времени, которое нужно потратить, чтобы стать гуру — определяется сугубо индивидуально. Казалось бы, технология пайки одна и та же, но при всем этом, имеет достаточно тонкостей, и у каждого к ним свой подход.

Главное не опускать руки, и все у вас получится.

Поделиться и рассказать друзьям