- Что такое BGA-микросхемы
- Пайка bga-микросхем
- Выпаивание чипа
- Компаунд
- Последовательность демонтажа
- Пайка bga-чипов
- Нижний подогрев
- Для чего нужен нижний подогрев
- Как работать с нижним подогревом
- Где купить нижний подогрев
- Флюс
- Термовоздушная паяльная станция
- Паяльник
- Микроскоп бинокулярный
- Набор трафаретов и трафаретный столик
- Шарики bga
- Качество
- Что такое реболлинг
- Термин реболлинг (реболлинг от англ reballing — «лечение» отвала BGA-чипов) — это замена шаров, которые располагаются под электронными BGA-компонентами.
- Видео: реболлинг BGA
- Как происходит весь техпроцесс реболлинга
- Защита от статического электричества. Статическое электричество опасно для BGA-компонентов!
- Демонтаж BGA-компонента
- Инструменты и материалы
- Последовательность действий
- Процесс снятия шариковых выводов (деболлинг)
- Инструменты и материалы
- Дополнительные рекомендуемые инструменты
- Последовательность действий
- Подготовка к монтажу BGA-компонента
- Инструменты и материалы
- Дополнительно рекомендуемые инструменты
- Последовательность действий
- Накатка шаров
- Пайка небольшой BGA-микросхемы
- Чем крепить BGA-микросхему к трафарету
- Нанесение пасты
- Придерживание трафарета
- Как снять ее с трафарета
- Видео с примером
- Перекатываем шары на южном мосте
- Восстановление контактов
- Еще один способ крепления
- Нанесение пасты и пайка
- Немного о нижнем подогреве
- Готовые шары и способ нанесения
- Что такое компаунд и как его удалить с платы
- Чем удалить смолу с платы
- Очистка фиксатора
- Инструменты и материалы
- Дополнительно рекомендуемый инструмент
- Монтаж BGA-компонента
- BGA-пайка процессора на примере планшета
- Выпайка процессора
- Убираем сплав
- Реболлинг процессора
Что такое BGA-микросхемы
В зависимости от назначения и устройства мсх бывают разных размеров, что в свою очередь влияет на диаметр и шаг шаров.
Например, мост материнки компьютера и процессор смартфона сильно отличаются (еще меньше разве что шары от процессора к подложке).
ВАЖНО! Также BGA-микросхемы часто покрывают компаундом для охлаждения, защиты от влаги и механических воздействий, однако заменить ее гораздо сложнее.
Пайка bga-микросхем
Как паять? И что значит BGA? От английского — ball grid arrey, то есть массив шаров, по внешнему типу похожий на сетку. Они наносятся на микросхему через трафарет, затем потоком горячего воздуха припойки плавится и формируются контакты правильной формы.
А процесс паяния состоит из определенной последовательности действий, после которых мы получаем качественное соединение. Но есть масса нюансов. Начиная с того, под каким углом и на каком расстоянии от платы держать фен, температурные режимы разборки и монтажа микросхем, с какой стороны заводить лопатку. А при проведении диагностики и наличии КЗ между слоями ничего не греется.
Как в этом случае найти неисправный элемент или цепь? И многие другие тонкости, которые может знать действующий мастер сервисного центра. И тот, кто может подтвердить свой уровень проведенным ремонтом.
Выпаивание чипа
90% успеха ремонта зависит от правильного демонтажа. Именно на этом этапе важно не оторвать пятаки и не повредить bga-микросхему высокими температурами. А начинают выпаивать BGA-чип со снятием компаунда.
Компаунд
Это полимерная смола, обычно черного или коричневого цвета, используемая при производстве материнки для телефонов. Назначение компаунда:
- дополнительное крепление радиодеталей и bga-микросхем;
- защита неизолированных контактов от попадания влаги;
- повышение прочности.
Наиболее ответственные микросхемы такие как: CPU, BB_RF, EPROM, NAND Flash, Wi-Fi в заводских условиях после установки заливаются компаундом. И перед разборкой необходимо очистить периметр от смолы.
Удаление компаунда
Последовательность демонтажа
- Внимательно осмотрите плату на предмет ранее сделанного ремонта.
- Проведите диагностику, произведите необходимые замеры.
- Подготовьте плату к паянию, снимите защитные экраны, наклейки. Отсоедините и уберите коаксиальный кабель.
- Прикрепите материнку к соответствующему кронштейну.
- Удалите компаунд вокруг демонтированной bga-микросхемы. Температура фена от 210 до 240 градусов Цельсия.
- Установите теплоотводы. Место установки теплоотводов зависит от расположения.
- Нагрейте феном в течение нескольких секунд, чтобы флюс распределился равномерно.
- Нанесите FluxPlus или любой другой не требующий очистки флюс на поверхность чипа.
- Направьте струю горячего воздуха на выпаиваемый элемент. Температура при разборке 340 градусов Цельсия. Как понять, что припойка расплавилась и пора снимать bga-микросхему? Есть несколько способов сделать это:
- отслеживайте время с помощью секундомера;
- считайте секунды про себя;
- «толкайте» зондом или пинцетом саму мсх или близлежащую обвязку (конденсаторы, резисторы или катушки). Как только она начнет двигаться на доли миллиметра, пора подкладывать под нее лопатку или использовать пинцет.
- Подготовьте контактную площадку. Для этого:
- удалите остатки компаунда специальной лопаткой;
- сплавом Розе проведите лужение всех без исключения контактов;
- оплеткой соберите остатки с рабочей поверхности;
- после того, как плата остынет до комнатной температуры, промойте контактную площадку спиртом, BR-2 или DEAGREATER.
- Плата подготовлена к установке рабочей bga-микросхемы.
Пайка bga-чипов
Общий принцип следующий: за счет поверхностного натяжения, создаваемого при плавлении, bga-микросхема фиксируется относительно контактной площадки матерински. Температура паяния bga-чипов на платах iPhone 320 составляет 350 градусов Цельсия.
Подготовка:
- Очистите компаунд специальным ножом.
- Медной оплеткой 1 или 2 мм (в зависимости от геометрических размеров) удалите остатки.
- Восстановите шариковые выводы. Есть два способа сделать выводы:
- bga-паста через шаблон наносится на поверхность чипа (приоритетный метод) Используется в большинстве случаев;
- вручную, bga-шариками. Этот вариант подходит для чипов с небольшим количеством выводов — до 50. Хотя несколько лет назад, когда качество трафаретов оставляло желать лучшего), модемы на iPhone 5S накатывались вручную. То есть каждый шар зондом или пинцетом устанавливался отдельно. А это 383 контакта. Если при распределении шаров на микросхеме, приклеенной к шаблону, шарики не фиксируются в отверстиях шаблона, это означает, что на микросхему подан недостаточный ток.
- Если работаем с пастой, то обязательно после снятия шаблона прогрейте BGA-чип феном, чтобы сформировать контакты правильной формы. Также для этих целей можно использовать мелкозернистую наждачную бумагу Р500 ГОСТ Р 52381-2005.
- Очистите спиртом и зубной щеткой.
- Припаяйте bga-микросхему к контактной площадке, установив ее по ключу и зазорам.
- При установке нового bga-чипа обязательной процедурой является перекатка чипа на свинецсодержащий сплав. Это необходимо для снижения температуры плавления и уменьшения времени воздействия на плату высоких температур.
Нижний подогрев
Для сокращения времени воздействия на плату высоких температур применяют нижний подогрев. Мы рекомендуем моноблочный нагреватель STM 10-6. Стабильное поддержание заданной температуры на всей площади нагревательного элемента способствует равномерному нижнему подогреву (в зависимости от модели подогревателя). И еще одно преимущество перед другими термостолами – удобная универсальная система крепления нижнего подогрева.
Термостол СТМ 10-6
Для чего нужен нижний подогрев
На изображении ниже мы видим BGA-чип, который стоит на печатной плате. Если дунуть горячим воздухом феном на микросхему, то она нагреется только сверху. Они будут холоднее, чем сам чип. В результате она может перегреться и выйти из строя.
Ситуация кардинально меняется в лучшую сторону, если нагревать плату с bga-микросхемой не только сверху, но и снизу с помощью нижнего подогрева.
При этом и плата, и bga-микросхема будут греться со всех сторон: и снизу, и сверху. bga-шарики и печатная плата уже будут горячими, как и чип. В результате нижнего подогрева и нижние и верхние шары будут плавиться одновременно, что снижает риск срыва печатных проводников на самой печатной плате.
Существует также второй плюс нижнего подогрева. Когда греем феном без нижнего подогрева, то где-то плата сильно нагревается, а где-то нет. Из-за расширения вещества под воздействием температуры, в местах, где мы обжариваем феном, плата будет расширяться, а это может привести к печальным последствиям. Она разбухнет и разорвет связи между слоями, так как платы мобильных телефонов и компьютеров состоят из нескольких слоев. С помощью нижнего подогрева плата прогревается равномерно по всей площади, благодаря чему можно избежать печальных последствий.
Как работать с нижним подогревом
Тут у нас есть четыре зажимных болта, которыми крепится наш пациент
В основном устанавливается температура в 200 градусов. Для этого нажмите на соответствующую кнопку
и покрутите
Фиксируем пациента и ждем 5 минут. Когда она нагреется, начинаем разбирать SMD компонент.
Где купить нижний подогрев
На Алиэкспресс
Но лучше присмотреться к паяльным платформам, которые сочетают в себе не только нижний подогрев, но и паяльник и фен в одном наборе. Такая паяльная площадка будет даже удобнее, чем все по отдельности.
Флюс
На рынке представлено большое количество производителей флюсов. Используют широко известный FluxPlus. Следует обратить внимание на дату изготовления и срок годности флюса. Преимущества флюсового геля:
- не нужно стирать (хотя многие мастера все равно рекомендуют отмывать);
- удобный дозатор, отсюда и высокая точность дозировки при паяльных работах;
- не выделяет неприятных запахов;
- обеспечивает хорошее распределение сплава по основному металлу, что снижает поверхностное натяжение расплавленного.
Термовоздушная паяльная станция
Задачей станции Quick 861DE ESD Lead Station является пайка (монтаж и демонтаж) bga-микросхем и компонентов SMD. Преимущества этой станции:
- три режима памяти CH1, CH2, CH3;
- высокая производительность по воздуху, Quick 861DE подходит для паяния плат телефонов и ноутбуков;
- температурная стабильность
Что можно было бы улучшить в конструкции станции, так это регулировку температуры не кнопками, а поворотными ручками, как на Quick 857D(W)+.
Паяльник
PS-900 METCAL — это индукционная система для паяния. Мощности паяльника 60 Вт достаточно для работы с многослойными платами современной электроники. В чем отличительные особенности ПС-900:
- нет необходимости в калибровке;
- отличная подборка наконечников;
- надежность станции, расходным материалом является индуктор. При ежедневной интенсивной пайке замена индуктора производится в среднем 1 раз в 10 месяцев.
Микроскоп бинокулярный
Для начинающего мастера по ремонту телефонов хорошим выбором будет микроскоп CM0745. Бинокулярный микроскоп с фокусным расстоянием 145 мм (с рассеивающей линзой Барлоу). Назначение линзовой системы — увеличение фокусного расстояния при сохранении рабочей зоны.
Преимущество CM0745:
- плавное увеличение достигается с помощью кремальер;
- система линз выполнена из стекла, а не из пластика;
- возможность комплекта головы микроскопа различными столиками и штативами;
- увеличение до 45Х.
Микроскоп для паяния
Набор трафаретов и трафаретный столик
Нанесение шаров на контактные поверхности без использования трафарета — сложная ювелирная работа, которая может занять несколько часов. Для упрощения и ускорения этого процесса созданы трафареты-матрицы. Шаблон представляет собой металлическую пластину с отверстиями. Размер отверстий соответствует диаметру шаров, наносимых на контактные поверхности (параметр «диаметр»). Расстояние между отверстиями шаблона соответствует расстоянию между контактными поверхностями bga-микросхемы (параметр «шаг»).
Шаблоны бывают универсальными и специализированными.
Универсальный шаблон представляет собой квадратную матрицу с отверстиями одинакового диаметра. Его можно использовать для реболлинга любого BGA-чипа с тем же шагом и диаметром, что и у шаблона.
Специализированный шаблон помимо совпадения «шага» и «диаметра» также полностью соответствует рисунку нанесенных на BGA-микросхему bga-шариков. Гораздо удобнее использовать специализированные шаблоны. Но, как правило, их покупают пользователи на случай частого реболлинга соответствующего BGA-чипа. Поэтому универсальные трафареты получили широкое распространение и входят практически в любой набор для реболлинга.
В зависимости от способа изготовления шаблоны делятся на лазерные (лазерная резка) и химически гравированные. Отверстия в лазерах сделаны тщательнее, но и стоимость их соответственно выше.
Важнейшим и интересным параметром при выборе корпуса трафарета является его устойчивость к деформации при нагреве. В отличие от термостойких трафаретов, которые, помимо шаров, позволяют использовать при реболлинге и BGA-пасту, большинство матриц компьютерных микросхем не являются термостойкими. Их можно использовать только для нанесения bga-шаров, а непосредственно во время нижнего подогрева их необходимо снимать с bga-чипа.
Шарики bga
Для паяния плат iPhone в основном используются шары диаметром 0,2 мм. Обычно поставляются в стеклянной таре по 10 000 шаров в каждой банке.
Состав:
- олово 63%;
- свинец 37%.
Бга шары
Качество
После того, как паяльные работы выполнены, нужно убедиться, что bga-пайка выполнена качественно. Контроль осуществляется несколькими способами:
- Визуальный.
- Измерение.
- Включение устройства.
- Подключение к ноутбуку и проверка в 3uTools.
Что такое реболлинг
Термин реболлинг (реболлинг от англ reballing — «лечение» отвала BGA-чипов) — это замена шаров, которые располагаются под электронными BGA-компонентами.
Это часть процесса ремонта электронных компонентов (печатных плат, РСВ) с использованием паяльной станции (воздушной или инфракрасной) и/или фена.
Реболлинг нужен в том случае, если произошел отвал в местах контакта между Bga-микросхемой и платой (PCB). Компонент перестает работать из-за нарушения электрического контакта.
В большинстве случаев так называемая проблема отвала BGA-чипа связана с деформацией при перегреве или с применением некачественного сплава. В свою очередь работа электроники в условиях постоянного перегрева может привести к деформации и отвалу шаров.
Мы настоятельно рекомендуем чистить ноутбук от пыли и заменять термопасту не реже одного раза в год, чтобы ноутбук не перегревался.
ВАЖНО! До принятия директивы RoHS (эта директива ограничивает использование потенциально опасных элементов в электрическом и электронном оборудовании, в данном случае свинца) производители использовали славы, содержащие свинец. После принятия директивы в 2006 году свинцовые сплавы были запрещены, и компании были вынуждены использовать другие сплавы. В результате с 2006 года количество дефектов электроники увеличилось в несколько раз.
Реболлинг чаще всего применяется при ремонте ноутбуков (материнок) и видеокарт, так как стоимость процедуры значительно меньше стоимости всего модуля. При замене северного моста реболлинг не делается, если bga-микросхема сразу встала на место.
Видео: реболлинг BGA
Как происходит весь техпроцесс реболлинга
Защита от статического электричества. Статическое электричество опасно для BGA-компонентов!
Ниже приведен небольшой список средств защиты от статики:
- антистатический браслет и другие заземляющие устройства;
- антистатические средства (например, антистатический спрей);
- различные увлажнители или ионизаторы.
Демонтаж BGA-компонента
Разбирать BGA-компоненты намного сложнее, чем кажется на первый взгляд! Для качественной разборки необходимо иметь паяльную станцию (желательно профессиональную инфракрасную паяльную станцию), в состав которой входят: нагревательный стол, верхний нагреватель на штативе и терморегулятор, желательно с возможностью работы по определенной температуре! После того, как плата нагреется, компонент должен быть быстро удален во время оплавления контактов. Вы можете удалить его с помощью механического или вакуумного пинцета (второй безопаснее и у него меньше шансов повредить ее во время удаления)
Инструменты и материалы
- инфракрасная или воздушная паяльная станция (фен + паяльник не подходят, обратитесь к картинке ниже, чтобы понять, о чем речь);
- фольга (для защиты компонентов вокруг BGA-микросхемы);
- механический или вакуумный пинцет;
- флюс;
- рамочный держатель или фторопластовые стойки.
Последовательность действий
- Шаг 1 — Установка платы. Установите ее в рамочное крепление или фтропластовые стойки неисправным компонентом вверх и поместите ее на термостол паяльной станции.
- Шаг 2 — Подготовка. Нанесите флюс вокруг BGA-компонента, накройте компоненты вокруг BGA-чипа алюминиевой фольгой, установите датчик температуры рядом с BGA-компонентом для контроля теплового профиля.
- Шаг 3 — Пайка. Поместите верхний нагреватель над неисправным компонентом, задайте термопрофиль паяния и дождитесь завершения.
- Шаг 4 — Удаление BGA-компонента
После завершения процесса быстро удалите компонент с помощью механического или вакуумного пинцета.
Процесс снятия шариковых выводов (деболлинг)
После удаления BGA-компонента необходимо удалить весь оставшийся сплав как с платы, так и с самого компонента (эта процедура называется деболлингом).Существует множество инструментов, позволяющих удалить остатки с BGA-компонента. Это могут быть как вакуумные инструменты с горячим воздухом, так и паяльники, также есть низкотемпературные паяльные агрегаты, которые в этом случае предпочтительнее, т.к. они не сильно нагревают компонент, что означает отсутствие вероятности повреждения компонента при нагревании.
Поскольку паяльники с регулируемой температурой не так уж редки, мы опишем процесс удаления шаров с помощью паяльника с жалом.
ВАЖНО! Процесс удаления шаров содержит много механических и термических воздействий, которые потенциально опасны, поэтому необходимо соблюдать осторожность.
Инструменты и материалы
- флюс;
- паяльник;
- изопропиловые салфетки;
- оплетка (медная лента для удаления);
- антистатический коврик (защита от электростатического разряда).
Дополнительные рекомендуемые инструменты
- микроскоп;
- вытяжка для облегчения удаления дыма, образующегося в процессе пайки;
- защитные очки;
- подготовка.
- Нагрейте паяльник.
- Убедитесь, что вы защищены от статического электричества.
- Повторно проверьте каждую BGA-микросхему на предмет загрязнения, пропущенных контактных площадок и пригодности для паяния.
- Наденьте защитные очки.
ВАЖНО! Перед деболлингом рекомендуется высушить компонент, чтобы удалить влагу.
Последовательность действий
- Шаг 1 — Нанесение флюса на BGA-компоненты BGA-компонент на антистатический коврик контактной площадкой вверх. Равномерно нанесите флюсовую пасту на BGA-компонент. (Слишком малое количество вещества затруднит удаление шаров).
- Шаг 2 — Удалите шары:С помощью оплетки и паяльника удалите шары с контактных площадок. Поместите оплетку на BGA-микросхему над флюсом, затем нагрейте ее паяльником. Подождите, пока паяльник нагреется и расплавит шары, прежде чем перемещать оплетку по поверхности.
ВАЖНО! Не нажимайте на BGA-микросхему жалом паяльника. Чрезмерное давление может повредить BGA_чип или поцарапать контактные площадки. Для достижения наилучших результатов очистите BGA-компонент куском плетенки.
- Шаг 3 — Очистка BGA-чипа. После удаления сплава с поверхности BGA-чипа немедленно протрите его салфеткой, смоченной в изопропиловом спирте. Своевременная очистка BGA-чипа облегчит удаление остатков флюса.При очистке поверхности BGA-чипа удалите флюс. Постепенно перемещайте BGA-чип по мере протирания к более чистым участкам салфетки. При очистке всегда поддерживайте противоположную сторону BGA-чипа.
Примечание:
1. Никогда не чистите BGA-микросхему грязным участком ткани.
2. Всегда используйте новую салфетку для каждого нового BGA-чипа.
- Шаг 4 — Проверка. Тестирование рекомендуется проводить под микроскопом.Проверьте чистоту контактных площадок, поврежденные площадки и неудаленные BGA-шарики.
ВАЖНО! Поскольку флюс вызывает коррозию, рекомендуется дополнительная очистка, если BGA-чип не подлежит немедленному реболлингу.
- Шаг 5 — Промывка. Нанесите деионизированную воду (воду, не имеющую электрически заряженных частиц (ионов)) на контактные площадки BGA-чипа и потрите их щеткой (можно использовать обычную зубную щетку). Это поможет удалить остатки флюса с BGA-чипа. Затем высушите BGA-чип сухим воздухом. Повторно проверьте поверхность (шаг 4).
Если BGA-чип останется на какое-то время без нанесенных BGA-шариков, убедитесь, что его поверхность очень чистая. НЕ РЕКОМЕНДУЕТСЯ погружать BGA-чип в воду на какое-либо время.
Подготовка к монтажу BGA-компонента
Инструменты и материалы
- BGA-трафарет;
- держатель шаблона;
- флюс;
- деионизированная вода;
- лоток для очистки;
- щетка для чистки;
- пинцет;
- кислотостойкая щетка;
- печь оплавления или система паяния.
Дополнительно рекомендуемые инструменты
- микроскоп;
- напальчники;
- подготовка.
Прежде чем начать, убедитесь, что держатель для трафарета чистый.
Последовательность действий
Установите профиль температуры для оборудования для оплавления .
- Шаг 1 — Вставка шаблона. Поместите трафарет на приспособление. Убедитесь, что шаблон надежно закреплен. Если шаблон погнулся или помялся в фиксаторе, процесс восстановления не пройдет. Вмятины обычно возникают в результате загрязнения фиксатора или его плохого прилегания к трафарету.
- Шаг 2 — Нанесите флюс на BGA-чип c помощью шприца нанесите небольшое количество флюса.Прежде чем начать, убедитесь, что поверхность BGA-чипа чистая.
- Шаг 3 — Распределение флюса на поверхности BGA-чипа. Используя кисть, равномерно распределите флюс по стороне контактных площадок BGA-чипа. Постарайтесь покрыть каждую площадку тонким слоем флюса.Убедитесь, что все площадки покрыты флюсом. Старайтесь наносить флюс тонким ровным слоем, при толстом слое будет мало контакта между шаров и контактными площадками.
- Шаг 4 — Вставка BGA-чипа. Поместите BGA-компонент на держатель трафарета контактными площадками вверх.
- Шаг 5 — Применение шаблона. Приложите трафарет сверху, помните, что трафарет уже находится в держателе (верхняя крышка держателя трафарета), и закрепите его так, чтобы трафарет прилегал к площадкам.
- Шаг 6 — Накатка BGA-шариков.Засыпьте необходимое количество шаров в приспособление, распределите их наклонными движениями держателя приспособления, после того, как они лягут на свои места, удалите излишки кистью.
- Шаг 7 — Оплавление. Поместите трафарет в конвекционную печь или станцию для реболлинга с горячим воздухом или инфракрасным излучением и запустите цикл оплавления.В любом случае используемое оборудование должно быть настроено на тепловой профиль, разработанный для BGA-микросхемы.
- Шаг 8 — Охлаждение. Выньте фиксатор из печи или станции для реболлинга и поместите его в проводящий поддон. Дайте BGA-чипу остыть в течение нескольких минут, прежде чем вынимать его из держателя.
- Шаг 9 — Извлечение BGA-чипа. После того, как BGA-чип остынет, извлеките его из держателя и поместите в поддон для очистки стороной с шарами вверх.
- Шаг 10 — Замачивание. Нанесите деионизированную воду на BGA-трафарет и подождите около тридцати секунд, прежде чем продолжить.
- Шаг 11 — Снятие шаблона.Используя тонкий пинцет, удалите шаблон с BGA-чипа. Начинать лучше всего с угла, постепенно удаляя трафарет. Шаблон должен быть удален за один раз. Если не получается, добавьте еще деионизированной воды и подождите еще 15-30 секунд, прежде чем продолжить.
- Шаг 12 — Очистка от фрагментов грязи. После снятия трафарета могут остаться мелкие частицы или грязь. Удалите их с помощью иглы или пинцета.
ВАЖНО! Кончик пинцета острый и может поцарапать паяльную маску, если вы не будете осторожны.
- Шаг 13 — Очистка.Сразу после снятия шаблона с BGA-чипа промойте его деионизированной водой. Нанесите небольшое количество деионизированной воды и потрите щеткой.
ВАЖНО! Поддерживайте BGA-чип во время очистки, чтобы предотвратить механические повреждения.
- Шаг 14 — Промывка BGA-чипа.Промойте деионизированной водой. Это поможет удалить мелкие частицы флюса и грязи, оставшиеся от предыдущих этапов очистки.Дайте BGA-чипу высохнуть на воздухе. Не протирайте его салфетками или тканью.
- Шаг 15 — Проверка качества
С помощью микроскопа проверьте его на наличие грязи, пропущенных шаров или остатков флюса. Если вам нужно снова очистить, повторите шаги 11-13.
Накатка шаров
При накатке шаров следует использовать чистый ровный трафарет (особенно при пайке пастой).
Пример погнутого и грязного шаблона. Для накатки не подходит.
Если вы используете изогнутый и неровный шаблон при накатке шаров с паяльной пастой, весь сплав останется под шаблоном. Это бесполезно. Сама BGA-микросхема очищается от старых шаров, но не под корень: потом ее проще установить на шаблон. Трафарет должен быть установлен ровно, чтобы через трафарет были видны все контактные площадки, без искажений.
Пайка небольшой BGA-микросхемы
Чистим BGA-чип изопропанолом. Контакты должны быть ровными. Если есть сплав, удалите паяльником. При пайке BGA-микросхему и шаблон следует располагать только на салфетках или деревянных досках. Металлическая поверхность будет поглощать тепло, а дерево, бумага или воздух — нет.
Чем крепить BGA-микросхему к трафарету
Есть несколько вариантов. Во-первых, это термолента. Она быстро прилипает, не оставляет много клея и не экранирует высокую температуру. Из недостатков — быстро отклеивается и не держится надежно по сравнению с термолентой из алюминия.
Алюминиевая лента прочно прикрепляется к плате, но оставляет много клея и экранирует температуру.
С одной стороны, алюминий лучше приклеивается, с другой стороны, быстрее и практичнее использовать обычную термоленту. Начните учиться с алюминия, пробуйте разные варианты.
Нанесение пасты
Нанесите пасту обычной зубочисткой или лопаткой. Можно использовать ватные палочки, но они впитывают много пасты.
На поверхности шаблона не должно оставаться больших комочков, иначе они слипнутся и придется отпаивать их.
Придерживание трафарета
Если при нагреве шаблон начинает искривляться и нанести шары не удается, то его необходимо зажать пинцетом.
Не нажимайте слишком сильно. Трафарет сначала нагреваем до 100°С, затем поднимаем до температуры плавления пасты. Обычно она составляет от 200 до 260 °C. Постепенно должны сформироваться шары. Если вы быстро повысите температуру, флюс в паяльной пасте начнет кипеть, и сплав выскочит с трафарета.
Как снять ее с трафарета
Нельзя резко вынимать BGA-микросхему из шаблона, изгибать ее или выковыривать. Вы можете согнуть шаблон или сорвать контакты BGA. Если вы не можете удалить BGA-чип, посмотрите на сторону с отверстиями. Припой на лицевой стороне не должен прилипнуть к шаблону. Попробуйте несколько раз прочистить шаблон с BGA-микросхемой изопропанолом или бензином «Калоша» с помощью щетки.
Затем нагрейте до 120°C в течение 30 секунд. BGA-Микросхему можно извлечь пинцетом и только слегка расправив шаблон, без резких движений.
Видео с примером
На видео используется другая BGA-микросхема и пайка без пинцета.
Перекатываем шары на южном мосте
На этой надо сначала восстановить контакты.
Восстановление контактов
Наносим тонкий слой паяльной пасты и начинаем нагревать феном начиная со 100°С, постепенно увеличивая до 200°С.
И паяльная паста начинает сужать контакты микрошариками. Почему не паяльник, а обычный сплав? Они менее пригодны для работы. Фен равномерно прогревает контакты, и микрошарики не слипаются в большой кусок. А остатки удаляются паяльником.
Один из участков восстановлен.
Так проходимся по всем контактам. После восстановления и удаления излишков очистите контакты изопропанолом и ватой.
Еще один способ крепления
BGA-Чип большой, поэтому шаблон одиночный. Имеются специальные держатели для индивидуальных шаблонов. Это каретка с двумя зажимами и пружиной. Крепится шестигранником.
Закрепляем в приспособлении и выравниваем по шагу шаблона.
Нанесение пасты и пайка
Равномерно нанесите паяльную пасту по всей поверхности.
Пасты на контактах должно быть достаточно.
Круговыми движениями нагреваем шаблон сначала до 100°С. Постепенно повышаем температуру и медленно нагреваем одну кромку до 200 — 250°С. Постепенно паста начнет превращаться в сплав.
Очистите шаблон изопропанолом, чтобы разбавить флюс. Снова нагрейте шаблон при 100°C в течение 20 секунд.
С помощью лезвия осторожно подденьте шаблон без резких движений со всех сторон и он сам отсоединится от южного моста.
Очищаем BGA-микросхему от ненужных шаров и флюса. Теперь осталось подровнять шары. Наносим флюс каплями по всей площади.
Нагреваем BGA-микросхему, и шары начинают равномерно распределяться по своим местам. После этого снова чистим от флюса.
Прикладываем шаблон к BGA-микросхеме и проверяем качество и наличие шаров.
Результат пайки.
Немного о нижнем подогреве
Далее BGA-микросхема припаивается к плате. Эти массивные детали трудно припаять к плате с помощью простого термофена. Мастера в сервисных центрах используют нижний подогрев. Инфракрасные паяльные станции обычно используются для пайки материнок.
Хотя мобильные BGA-чипы можно паять только феном, для снижения риска некачественной пайки или размыкания контактов умельцы используют и нижний подогрев. Он меньше, чем у материнок, но не менее эффективен.
Готовые шары и способ нанесения
Отличается от пасты способом нанесения. Нанесите флюс. Затем положите в емкость шаблон с приклеенной BGA-микросхемой и насыпьте шары нужного диаметра. Распределяем зубочисткой и удаляем излишки.
Что такое компаунд и как его удалить с платы
Компаунд представляет собой смолу, повышающую сопротивление платы и снижающую температуру работы. Это также спасает плату в случае влажности.
Если вам нужно перепаять BGA-чип, вам нужно будет удалить компаунд. Наносится он по-разному. Производители могут наносить на края контактов детали SMD или залить полностью.
Чем удалить смолу с платы
Ее можно удалить механически. Для этого нагрейте плату феном до 150°С и удалите кусочки компаунда с платы зубочисткой или металлическим пинцетом. Это не всегда работает.
Вы также можете попробовать химические растворители. Обычно они продаются в магазине запчастей для мобильных телефонов.
А для пайки BGA-микросхемы, у которой под контактами компаунд, нужен режущий пинцет. Процедура пайки похожа на обычную, но на этот раз нужно срезать смолу.
Очистка фиксатора
В процессе реболлинга BGA фиксатор становится все более липким и загрязненным. Остатки флюса необходимо удалить с держателя, чтобы шаблон правильно сел. Следующий процесс подходит как для жестких, так и для гибких фиксаторов. Для лучшей очистки человеку хорошо использовать ультразвуковую чистящую ванну.
Инструменты и материалы
- лоток для очистки;
- щетка;
- стакан;
- деионизированная вода.
Дополнительно рекомендуемый инструмент
- небольшой стакан или баночка
- Шаг 1 — Замачивание.Замочите держатель для трафаретов BGA в теплой деионизированной воде примерно на 15 минут.
- Шаг 2 — Очистка деионизированной водой.Достаньте фиксатор из воды и почистите его щеткой.
- Шаг 3 — Промойте фиксатор.Промойте фиксатор деионизированной водой. Дайте ему высохнуть на воздухе.
Монтаж BGA-компонента
После того, как мы провели реболлинг, почистили и проверили BGA-чип, нужно убедиться, что на контактных площадках на плате нет остатков сплава и грязи.
И только после проверки приступать к монтажу компонента, для этого нужно нанести тонкий слой флюса на контактные площадки для фиксации BGA-микросхемы для дальнейшей пайки. Расположение должно точно совпадать с контактными площадками.
Отпустите верхний нагреватель и запустите заданный тепловой профиль.
BGA-пайка процессора на примере планшета
Планшет то загружался, то нет. При нажатии на процессор экран загрузки проходит, но процент зарядки — 0%. Смена батареи и попытка прошить аппарат ни к чему не привели. Также недоступен инженерный режим.
Возле процессора много рассыпухи, лучше заклеить ее толстым алюминиевым скотчем, чтобы случайно не сдуло.
Выпайка процессора
Обязательно сфотографируйте место пайки, чтобы не было проблем с определением, с какой стороны находится ключ. Сначала место пайки нагревают до 100 — 150 °С при максимальном потоке воздуха. Примерно через минуту постепенно повышайте температуру. 200°С, 250°С и потолок 310°С — 320°С. При температуре выше 250 пробуем аккуратно покачать процессор пинцетом. Если он не двигается, ждем еще (или повышаем температуру, но не более 320°С). Когда процессор шатается от прикосновения пинцета, пора его вынимать. В этом случае все защищено фольгой, риск задеть рассыпуху минимален, поэтому можно пинцетом откинуть его на плату.
Убираем сплав
Оплетку лучше не использовать, чтобы не повредить маску. С помощью паяльника и небольшого количества на жало (чтобы разбавить тем, что есть на плате) проходимся по площадкам легкими и не резкими движениями. Естественно перед этим наносим флюс. Та же процедура с самим процессором. Важно не перегреть его и не сорвать пятак.
Кстати, после выпайки оказалось, что на нескольких контактах был отвал процессора от платы. Так как медный слой на процессоре был цел, то можно было заново залудить разорванные контакты с шарами.
Реболлинг процессора
Реболлинг — это перепайка BGA-микросхемы. Это не замена старой на новую: просто шарна обновляются для лучшего контакта с платой.
С помощью паяльной пасты и шаблона прикладываем к процессору новые шары.
Температура пайки значительно ниже. 180°С — 200°С. Закрепляем процессор на шаблоне той же алюминиевой лентой.
После шаблона чистим процессор и наносим флюс. Затем снова нагреваем, чтобы шары точнее встали на место и лучше расплавились. Проводим чистку.
Затем, перед установкой, покрываем плату ровным слоем флюса. С помощью лопатом распределяем его равномерно, чтобы все контакты были хорошо пропаяны и процессор не поплыл.
Ставим процессор по ключу и позиционируем его края. Поскольку вокруг него много ленты, это не должно быть сложно. После этого сначала нагреваем плату до 100 — 150°С, затем повышаем до 200°С — 230°С и пробуем аккуратно потрогать пинцетом, чтобы убедиться, расплавился сплав или нет. Если делать это резко, то придется повторять все заново, шары слипнутся.
После пайки снимите скотч, а плату лучше вообще не чистить. Под BGA-чипами очень мало воздуха и поэтому при попадании чистящего средства удалить его полностью очень сложно. Вы, конечно, можете попробовать «выпарить» флюс при 100°C, но если у вас есть хороший безотмывочный флюс, вам не о чем беспокоиться.
Планшет начал включаться без давления на процессор, но после загрузки выключился на 0%. Только теперь можно войти в инженерный режим и попробовать сбросить планшет. После перезагрузки устройство нормально включилось и показывает процесс зарядки, остаток и перестало отключаться.
Теперь нужно внимательно проверить все его функции. Камера, звук, микрофон, Wi-Fi, сенсорный экран.