Что представляет собой BGA пайка и как она выполняется?

Процесс, в результате которого происходит восстановление массива из шариков на плате, называется BGA-пайкой. Как и контрактная сборка, она предполагает наличие знания технологии, спецоборудования и профессионализма. BGA-пайка позволяет подключить интегральную схему к материнской плате при помощи сотен крошечных шариков, которые плавятся под влиянием температуры и формируют соединение.

Микросхема BGA

Как выглядит процесс в общих чертах?

Понять, что такое BGA-пайка поможет описание этой технологии. В первую очередь выполняется демонтаж неисправного микроэлемента. Для этого при помощи инфракрасного излучателя создаётся нижний подогрев, а сверху направляется горячий воздух (в домашних условиях для этого используется фен, температура потока у которого составляет около 350 градусов Цельсия). В результате подогрева отпаивается BGA-чип.

Во время процедуры важно следить за временем воздействия тепла (около минуты) и его направлением (по краям элемента, а не в центр, иначе разрушится кристалл).

После отделения микросхемы от платы их очищают от остаточного припоя. На этом этапе важно не повредить паяльную маску. Когда все подготовительные процедуры выполнены, начинается непосредственно

Данная технология предполагает накатывание выводов на чипе. Обычно площадка состоит из сотни контактов, поэтому целесообразным считается использование специальных трафаретов для закрепления микросхемы. Качество паяльной пасты имеет большое значение при реболлинге (BGA-пайке). Результатом правильно выполненной процедуры становится ровный, гладкий шарик, тогда как использование некачественной пасты приводит к разделению на множество мелких.

Конечным этапом BGA-пайки микросхемы становится крепление элемента на место. После его размещения с учетом монтажных линий или шелкографии, нанесённой на плату, он прогревается потоком горячего воздуха. Сила поверхностного натяжения расплавленного припоя обеспечивает прочную фиксацию на месте. BGA-пайка считается завершенной после промывки платы аэрозолью и проверки на работоспособность.

CORE — BGA и SMD монтаж

BGA и SMD монтаж

Ниже представлена блок схема одной из архитектур современного компьютера/ноутбука.

Как можно увидеть из схемы, весь компьютер состоит из нескольких основных центральных блоков (обведены красным): южный мост (ICh20),северный мост (P43), центральный процессор Intel и блок обработки графики (видеокарта). В «железе» эти блоки представляют собой большие, очень сложные интегральные микросхемы (ИС), с огромным количеством выводов.

Как видно на рисунке, выводы таких ИС — шарики припоя, нанесенные на корпус микросхемы, BGA (англ. Ball grid array — массив шариков) — тип корпуса поверхностно-монтируемых интегральных микросхем.

Установка такой микросхемы проходит в несколько этапов, микросхему располагают на печатной плате, согласно маркировке ответных контактных площадок на плате, далее зону установки микросхемы нагревают до температуры плавления припоя, силы поверхностного натяжения расплавленного припоя заставляют микросхему зафиксироваться четко над тем местом, где она должна находиться на плате.

Установленная ИС на плату:

Так выглядит ИС на плате в разрезе, видны шары припоя, на которых впаяна ИС и слои меди в плате:

Основное преимущество BGA монтажа – высокая плотность размещения контактов на ИС небольших размеров, вместе с этим это является и самым слабым местом — высокая чувствительность к механическим нагрузкам, будь то вибрационные, ударные, либо же, нагрузки, возникающие в процессе теплового расширения корпуса ИС и платы на которую она впаяна. Вследствии таких воздействий, контакт между шариками припоя и платой нарушается, и устройство перестает работать, проще говоря, шарики отрываются от контактных площадок. Стоит заметить, что некачественный монтаж микросхемы на заводе производителя или в ремонтной мастерской так же может стать причиной нарушения контактов и выхода из строя устройства. В интернете встречаются несколько названий такого дефекта: отвал, недопай, микротрещины в пайке (холодная пайка) и пр.

C помощью оптических приборов, можно собственными глазами увидеть, как выглядят такие дефекты: недопай, холодные трещины.

Устранение такого дефекта пайки возможно при наличии соответствующего оборудования. Проходит в 3 этапа:

1) Демонтаж ИС на специальной инфракрасной или термовоздушной паяльной станции.

2) Нанесение новых шаров припоя, с помощью трафарета и оснастки, с последующим оплавлении в ИК печи.

3) Завершающий этап – установка ИС на плату.

Весь процесс называется реболл, реболлинг, после такой процедуры, как правило, причина неисправности устраняется и устройство вновь готово к эксплуатации. Однако, не всегда реболл по настоящему устраняет дефект, даже если устройство заработало вновь, эффект этот кратковременен. Происходит такое по причине того что дефект кроется не в монтаже, а внутри самого чипа, в таком случае, микросхему нужно только менять.

Почему чип нужно именно менять, подробно описано в следующей статье.

Рекомендации по пайке электронных компонентов типа BGA

27–28 апреля 2009 г. в Санкт-Петербурге прошла
Международная научно-практическая конференция
«Совершенствование производства радиоэлектронной аппаратуры с использованием бессвинцовых
и смешанных технологий пайки». Центральные доклады о результатах испытаний надежности бессвинцовых и комбинированных паяных соединений [1]
прочли специалисты ОАО «Авангард» Н. Н. Иванов
и В. Д. Ивин. Конечно, рекомендации по пайке «бессвинцовых» компонентов припоем типа ПОС-61
можно сделать только после завершения работ ОАО
«Авангард». Но работающие предприятия до получения окончательных рекомендаций на свой страх
и риск принимают индивидуальные решения, чтобы не останавливать текущее производство.

Сложившаяся практика использования импортных компонентов с пайкой оловянно-свинцовыми
припоями позволяет сформулировать общие рекомендации по технологии пайки.

1. Все компоненты, предназначенные для бессвинцовой пайки, имеют покрытия, смачиваемые при определенных условиях оловянно-свинцовыми припоями [1]. Мало того, сертификационные центры
   (вторые поставщики компонентов) проверяют паяемость (смачиваемость) выводов по стандартной
   методике ГОСТ 28235-89 (МЭК 68-2-54-85) с припоем ПОС-61 и флюсом ФКСп. Значит, здесь проблем возникнуть не может.
2. Теперь уже все убедились, что все компоненты
   и печатные платы должны к процессу пайки приходить сухими [3]. Это связано с относительно
   длительным временем пребывания элементов паяного узла в зоне группового нагрева. Это и раньше было актуально, особенно при автоматизированной пайке волной припоя, да и при пайке паяльниками. Особенно влажным летом. Сейчас,
   при групповых методах пайки, необходимость удалять влагу и хранить компоненты и платы в сухих
   камерах стала очевидным требованием для предотвращения эффекта типа «попкорн» и дефектов
   в виде расслоения плат.

На упаковках теперь указывается возможное время
пребывания компонентов в распакованном состоянии
до пайки. Высушенные платы могут быть использованы в течение одной смены. Если же проводится ручная установка компонентов на плату, то приходится

использовать дополнительную сушку до пайки.

3. Гораздо сложнее обстоит дело с компонентами типа BGA с шариковыми выводами из бессвинцовых
   припоев. Дело в том, что непременным условием
   качественной пайки BGA-компонентов является расплавление шариков выводов. При температурах
   групповой пайки оловянно-свинцовыми припоями бессвинцовые шарики выводов не расплавляются полностью (жидко-текучее состояние), что необходимо для «осаживания» корпуса BGA и ориентирования его на монтажном поле платы. Некоторые
   [2] предлагают варварский способ решения этой
   проблемы: проводить процесс «реболлинг». Это замена бессвинцовых шариков на оловянно-свинцовые. При этом корпус подвергается воздействию минимум двух термоударов и теряются все гарантированные обязательства на BGA-компоненты.

Более приемлема пайка BGA-компонентов с бессвинцовыми шариками на паяльную пасту на основе
оловянно-свинцового припоя. Испытания, проведенные специалистами ОАО «Авангард», подтвердили
это. Очевидно, что расплавленный оловянно-свинцовый припой смачивает поверхность шариковых выводов, растекается по их поверхности и образует с ними надежную прочную химическую и металлургическую связь [1]. Внешнее проявление завершения
пропая шариковых выводов BGA — диффузия свинца из ПОС по всему объему шарика [1].

4. Тем не менее, термопрофиль пайки (время, температура и т. д.) определяется типом BGA [4]. Хорошо, когда схемотехники и конструкторы учитывают необходимость подбора BGA-компонентов с одинаковым термопрофилем пайки. Но, как
   правило, они игнорируют требования производства. Тогда при наличии BGA-компонентов с разными циклограммами пайки на плату необходимо первоначально устанавливать только BGA с минимальными температурами пайки. Остальные
   BGA-компоненты устанавливаются и паяются позже на ремонтном центре типа Martin.
5. Все BGA-компоненты должны храниться в герметично закрытой таре и извлекаться из нее только
   при наличии полного комплекта компонентов,
   чтобы время от распаковки до начала пайки было
   максимально ограничено.

При наличии BGA-компонентов не в герметичной
упаковке они должны быть выдержаны в шкафах сухого хранения для извлечения накопившейся влаги
и храниться в этих шкафах до использования
в сборке.

6. Паять электронные узлы с BGA-компонентами следует в туннельных печах с количеством зон нагрева не менее чем по 8 сверху
   и снизу и минимум по две зоны охлаждения сверху и снизу. Хорошо, когда на узле
   отсутствуют «теневые» эффекты.

Минимальный набор задаваемых и поддерживаемых параметров: температура для каждой зоны отдельно, минимальный допуск на
поддержание температуры, скорость конвейера, скорость потока горячего газа снизу
и сверху, скорость потока холодного воздуха

в зоне охлаждения.

7. Но лучшие условия для пайки электронных
   узлов с разнородными элементами создает
   технология конденсационной пайки [5].
   В конденсационных печах невозможны перегревы, в том числе и локальные, даже при
   наличии на одной плате совершенно разнородных электронных компонентов по габаритам и массе. Главное их преимущество:
   температура пайки определяется температурой кипения (конденсации) рабочей жидкости, время — завершением процесса конденсации.
8. Предпочтительное покрытие монтажных
   поверхностей на плате под пайку — иммерсионное олово с разделительным барьерным
   слоем из органического металла между оловом и медью, который предотвращает образование интерметаллидов и за счет этого сохраняет паяемость в течение длительного
   
   времени (по крайней мере, гораздо более года) [6]. Иммерсионное олово — хорошая
   альтернатива иммерсионному золоту, которому свойственна непредвиденная потеря
   паяемости. Это обусловлено высокой температурой процесса осаждения никеля (подслоя) и золота (~85 °С) и избыточной концентрации фосфора в растворе осаждения,
   а также иногда и из-за остатков тонких пленок на золоте, когда паяльная маска формируется по иммерсионному золоту.
9. Для пайки нужно использовать паяльные
   пасты и флюсы в соответствии с рекомендациями для данного типа BGA. При их
   отсутствии использовать паяльную пасту
   на основе припоя типа ПОС-61. Например,
   водосмывная паста Sn63Pb37 со слабоактивированным флюсом типа R562 фирмы
   KESTER для нанесения через трафарет
   (IPC/J-STD-004 Flux Designator ORM0).
10. Если в структуре плат присутствуют «толстые» слои «земли» и питания, и они для
    отвода тепла контактно замыкаются на металлизированные торцы печатных плат,
    или если плата припрессована к металлическому основанию, то электронный узел
    на основе этого монтажного основания
    нельзя паять в туннельной печи с ИК или
    конвекционным нагревом. Единственная
    технология, приемлемая для таких монтажных оснований, — конденсационная пайка. При ее отсутствии можно сначала паять
    BGA-компоненты на установке Martin, а затем вручную допаивать все остальное.
11. Признак качественной пайки BGA-компонентов: корпус с шариковыми выводами
    должен «просесть» за счет расплавления
    паяльной пасты и сориентироваться на
    контактных площадках печатной платы.
12. Отмывать электронные узлы нужно в предусмотренных для этого жидкостях. Окончательную отмывку нужно проводить в деионизированной воде при температуре
    55…65 °С. Для хорошей промывки пазух
    под корпусами BGA-компонентов целесообразно использовать ультразвук [7].
13. Качество пайки можно контролировать на
    эндоскопе с подсветом, например от фирмы ERSA. Но эндоскоп позволяет увидеть
    только несколько рядов паек и «не видит»
    поры в паяных соединениях, поскольку
    смешанная технология пайки BGA-компонентов отличается от стандартной своеобразием образования паяных соединений.
    Для хорошей гарантии качества лучше контролировать их на специализированной
    рентгеновской установке.

Предложенные читателям рекомендации авторы сформулировали на основании своего
опыта в реальном производстве электронных
модулей по смешанной технологии. Эти рекомендации не претендуют на «истину в последней инстанции». Но авторы надеются, что
они помогут специалистам-технологам осваивать новые процессы и послужат началом обмена опытом в современной сложной обстановке применения компонентов, предназначенных для бессвинцовой пайки, с их пайкой
оловянно-свинцовыми припоями с сопутствующими им флюсами.

С согласия редакции авторы предлагают читателям направлять в журнал короткие заметки с критикой предложенных рекомендаций
и собственные результаты использования смешанных технологий пайки «бессвинцовых»
компонентов.

Предложенные рекомендации одобрены
Гильдией профессиональных технологов приборостроения.

Литература

1. Материалы Международной научно-практической конференции «Совершенствование производства радиоэлектронной аппаратуры с использованием бессвинцовых
   и смешанных технологий пайки». 27–28 апреля 2009 г.
2. Лейтас И. Л. Проблемы бессвинцовой пайки
   в контрактном производстве электронных
   модулей / Международный семинар «Проблемы бессвинцовых технологий производства электроники». Москва, ООО «Предприятие Остек», 13–14 марта 2007 г.
3. Сержантов А., Медведев А. Процессы увлажнения и сушки печатных плат // Технологии приборостроения. 2007. № 1.
4. Медведев А., Арсентьев С. Маркировка компонентов, печатных плат и электронных
   сборок на присутствие/отсутствие свинца //
   Компоненты и технологии. 2008. № 7.
5. Fillor U., Zabel C. Надежность процесса для
   бессвинцовой пайки // Технологии в электронной промышленности. 2007. № 4.
6. Медведев А. Покрытия под пайку // Технологии в электронной промышленности.
   2006. № 2.
7. Медведев А. Ультразвуковая очистка поверхности печатных плат // Производство электроники. 2006. № 1.

BGA пайка в СПб

Технологии монтажа не стоят на месте – и BGA пайка стала закономерным итогом их развития. Ее характерной особенностью является использование многочисленных шариков из припоя, которые располагаются на контактных площадках. Физика процесса такова, что обеспечивает качественную фиксацию элемента на поверхности схемы точно в заданном месте. Как следствие, снижается процент брака на производстве и повышается качество конечного продукта. На сегодняшний день существует множество разновидностей BGA монтажа, включая варианты для экстремально тонкой компоновки и одновременной работы с пакетами шариков.

Преимущества BGA пайки

Кроме упомянутого точного позиционирования отдельных элементов, использование BGA пайки обладает следующими достоинствами:

• возможность располагать компоненты на минимальном расстоянии друг от друга, обеспечивая эффективное использование поверхности платы;
• снижение потребности в дополнительных теплоотводах, так как образуемый за счет шарика припоя плотный контакт способствует эффективному уходу лишней тепловой энергии на плату, где она и рассеивается;
• существенное сокращение наводок, поскольку промежуточное соединение между контактами сокращается до размера шарика и вызывает меньше паразитных электромагнитных взаимодействий между компонентами устройства.

Технология нашла свое место в массовом производстве: за счет указанных преимуществ можно создавать устройства с большим быстродействием, при этом обеспечивая невысокий процент брака при хорошем соответствии заранее заданным параметрам.

Стоит иметь в виду, что в некоторых случаях тот или иной плюс использовать не получится. Так, при производстве северного моста для материнской платы может потребоваться дополнительный охлаждающий вентилятор. Однако дело тут не в несовершенстве пайки как технологического приема, а в высокой мощности самих микросхем. Поэтому при работе они выделяют столько тепла, что оно просто не успевает перераспределяться через ножки.

Какие сложности могут возникнуть с BGA пайкой

В силу особенностей технологии необходимо тщательно следить за размером шариков припоя. Если какой-то из них будет слишком большим, могут замкнуться соседние контакты. При недостатке припоя не получится создать надежное соединение в данном конкретном месте платы. Оба варианта неприемлемы для качественного устройства, поэтому BGA пайка производится непосредственно на заводе под управлением цифрового оборудования.

Ситуация осложняется тем, что проверить качество пайки после присоединения компонента затруднительно, все контакты соединяются одновременно. Компенсировать этот эффект можно при помощи периферийного сканирования или контроля с помощью рентгеновского аппарата. В случае обнаружения дефекта производится нагрев припоя с последующим повторным проведением процедуры пайки. Если же стоимость микросхемы велика, может применяться восстановление шариков при помощи реболлинга.

Критичным фактором может стать хрупкость конструкции. Поскольку соединения на основе шариков припоя не в состоянии сгибаться, некоторые виды вибрации или заметные колебания температуры могут привести к разрушению отдельных контактов. По этой причине для авиационной и военной техники данный вид пайки обычно не применяется. Но существует опробованное и неплохо себя показавшее промышленное решение: если место спайки залить компаундом, контакты получат дополнительную защиту, а плата в целом станет прочнее.

Компания «Кабельные Технологии» предлагает высококачественную BGA пайку, благодаря которой ваша техника будет работать надежно долгие годы.

Настройка ПК – ремонт ноутбука: пайка BGA-чипов

Начнем с понятия: что такое BGA-чипы. Они представляют собой микросхемы, в структуру которых заложен шариковый массив («Ball Grid Array» — англ.). BGA-чипы расположены на материнской плате. Массив из шариков выполняет роль корпуса. Для пайки подобных схем необходимо иметь специальное оборудование и высококлассных специалистов – именно это у нас в достатке! Сервисный центр «Настройка ПК» — это квалифицированные мастера, которые занимаются пайкой BGA-чипов уже много лет.

Опираясь на опыт, можем сказать, что пайка BGA-чипов – чуть ли не самая сложная и очень востребованная процедура. Наши мастера делают это качественно и в то же время быстро. Также хотим отметить тот факт, что цены на пайку BGA-схем в нашем компьютерном сервисе намного ниже, чем в других. Почему? У нас на складе имеется всё необходимое для работы. Мы закупаем новые микрочипы и прочие детали у официальных дилеров напрямую, ни каких перебитых, перемаркированных и восстановленных чипов!

К чему приводит выход из строя BGA-чипов?

Несоблюдение общих правил по эксплуатации ноутбука и отсутствие своевременной профилактики – все это приводит к сгоранию BGA-микросхем. Чаще всего от этого страдают видеокарта, северный, южный мосты и т.д.

Почему стоит обратиться за помощью именно в наш сервис?   

1. Мы занимаемся пайкой BGA-чипов уже около 10 лет. Наш опыт позволяет выполнять даже самые трудные задачи!
2. У нас имеется все необходимое оборудование и квалифицированные специалисты.
3. Мы устанавливаем только новые микросхемы, ни какого реболла (восстановление шариковых контактов) и прогрева старых микросхем.
4. Мы предоставляем гарантии. Специалисты нашего сервисного центра уверены в качестве предоставляемых услуг, поэтому мы гарантируем положительный исход. В случае повторного возникновения аналогичной неисправности, мы будем исправлять ее за свой счет. 

Стоимость услуг

Замена BGA микросхем (Видео чип, северный или южный мост) 6500 ₽ Разборка с последующей сборкой ноутбука / нетбука / моноблока, демонтаж BGA микросхемы, подготовка контактных прощадок, монтаж новой BGA микросхемы, тестирование на работоспособность. Цена указана за работу вместе со стоимостью BGA микросхемы. 6500 RUB

Посмотреть прайс-лист на все услуги

Пожалуйста, заполните обязательные поля.

Наш адрес, схема проезда, часы работы и телефон, это все что необходимо для связи с нами!

Предлагаем Вам ознакомиться с полным перечнем наших услуг, а так же узнать цену по их реализации.

Вызвать мастера на дом, оставить заявку на ремонт или просто написать нам, Вы можете прямо сейчас!

BGA-пайка корпусов в домашних условиях

В современной электронике наблюдается устойчивая тенденция к тому, что монтаж становится всё более уплотненным. Следствием этого стало возникновение корпусов BGA. Пайка этих конструкций в домашних условиях и будет нами рассмотрена в рамках данной статьи.

Общая информация

Первоначально размещалось много выводов под корпусом микросхемы. Благодаря этому они размещались на небольшой площади. Это позволяет экономить время и создавать всё более миниатюрные устройства. Но наличие такого подхода при изготовлении оборачивается неудобствами во время ремонта электронной аппаратуры в корпусе BGA. Пайка в данном случае должна быть максимально аккуратной и в точности выполняться по технологии.

Что нужно для работы?

Необходимо запастись:

1. Паяльной станцией, где есть термофен.
2. Пинцетом.
3. Паяльной пастой.
4. Изолентой.
5. Оплеткой для снятия припоя.
6. Флюс (желательно сосновый).
7. Трафарет (чтобы наносить паяльную пасту на микросхему) или шпатель (но остановиться лучше на первом варианте).

Пайка BGA-корпусов не является сложным делом. Но чтобы она успешно осуществлялась, необходимо провести подготовку рабочей области. Также для возможности повторения описанных в статье действий необходимо рассказать про особенности. Тогда технология пайки микросхем в корпусе BGA не составит труда (при наличии понимания процесса).

Особенности

Рассказывая, что собой являет технология пайки корпусов BGA, необходимо отметить условия возможности полноценного повторения. Так, были использованы трафареты китайского производства. Их особенностью является то, что здесь несколько чипов являются собранными на одной большой заготовке. Благодаря этому при нагреве трафарет начинает изгибаться. Большой размер панели приводит к тому, что он при нагреве отбирает значительное количество тепла (то есть, возникает эффект радиатора). Из-за этого необходимо больше времени, чтобы прогреть чип (что негативно сказывается на его работоспособности). Также такие трафареты изготавливаются с помощью химического травления. Поэтому паста наносится не так легко, как на образцы, сделанные лазерной резкой. Хорошо, если будут присутствовать термошвы. Это будет препятствовать изгибу трафаретов во время их нагревания. Ну и напоследок следует отметить, что продукция, изготовленная с использованием лазерной резки, обеспечивает высокую точность (отклонение не превышает 5 мкм). А благодаря этому можно просто и удобно использовать конструкцию по назначению. На этом вступление завершается, и будем изучать, в чем заключена технология пайки корпусов BGA в домашних условиях.

Подготовка

Прежде чем начинать отпаивать микросхему, необходимо нанести штрихи по краю её корпуса. Это необходимо делать в случае отсутствия шелкографии, которая показывает на положение электронного компонента. Это необходимо сделать, чтобы облегчить в последующем постановку чипа назад на плату. Фен должен генерировать воздух с теплотой в 320-350 градусов по Цельсию. При этом скорость воздуха должна быть минимальной (иначе придётся назад припаивать размещенную рядом мелочь). Фен следует держать так, чтобы он был перпендикулярно плате. Разогреваем её таким образом около минуты. Причем воздух должен направляться не к центру, а по периметру (краям) платы. Это необходимо для того, чтобы избежать перегрева кристалла. Особенно чувствительна к этому память. Затем следует поддеть микросхему за один край и поднять над платой. При этом не следует стараться рвать изо всех сил. Ведь если припой не был полностью расплавлен, то существует риск оторвать дорожки. Иногда при нанесении флюса и его прогреве припой начнёт собираться в шарики. Их размер будет в этом случае неравномерен. И пайка микросхем в корпусе BGA будет неудачной.

Очистка

Наносим спиртоканифоль, греем её и получаем собранный мусор. При этом обратите внимание, что подобный механизм нельзя ни в коем случае использовать при работе с пайкой. Это обусловлено низким удельным коэффициентом. Затем следует отмыть область работы, и будет хорошее место. Затем следует осмотреть состояние выводов и оценить, возможной ли будет их установка на старое место. При негативном ответе их следует заменить. Поэтому следует очистить платы и микросхемы от старого припоя. Также существует возможность того, что будет оторван «пятак» на плате (при использовании оплетки). В данном случае хорошо сможет помочь простой паяльник. Хотя некоторые люди используют вместе оплетку и фен. При совершении манипуляций следует отслеживать целостность паяльной маски. Если её повредить, то припой растечётся по дорожкам. И тогда BGA-пайка не удастся.

Накатка новых шаров

Можно применять уже подготовленные заготовки. Их в таком случае необходимо просто разложить по контактным площадкам и расплавить. Но такое подходит только при небольшом количестве выводов (можете себе представить микросхему с 250 «ножками»?). Поэтому в качестве более легкого способа используется трафаретная технология. Благодаря ей работа ведётся быстрее и с таким же качеством. Важным здесь является использование качественной паяльной пасты. Она сразу же будет превращаться в блестящий гладкий шарик. Некачественный экземпляр же распадётся на большое количество мелких круглых «осколков». И в этом случае даже не факт, что нагрев до 400 градусов тепла и смешивание с флюсом смогут помочь. Для удобства работы микросхему закрепляют в трафарете. Затем с использованием шпателя наносится паяльная паста (хотя можно использовать и свой палец). Затем, поддерживая трафарет пинцетом, необходимо расплавить пасту. Температура фена не должна превышать 300 градусов Цельсия. При этом само устройство должно находиться перпендикулярно пасте. Трафарет следует поддерживать, пока припой полностью не застынет. После этого можно снять крепежную изолирующую ленту и феном, который будет подогревать воздух до 150 градусов Цельсия, аккуратно его нагреть, пока не начнёт плавиться флюс. После этого можно отсоединять от трафарета микросхему. В конечном результате будут получены ровные шарики. Микросхема же является полностью готовой для того, чтобы установить её на плату. Как видите, пайка BGA-корпусов не сложна и в домашних условиях.

Крепёж

Ранее было рекомендовано сделать штрихи. Если же этот совет не был учтён, то позиционирование следует выполнять следующим образом:

1. Переверните микросхему так, чтобы она была выводами вверх.
2. Приложите краем к пятакам таким образом, чтобы они совпадали с шарами.
3. Фиксируем, где должны находиться края микросхемы (для этого можно нанести небольшие царапинки иголкой).
4. Закрепляем сначала одну сторону, затем перпендикулярную ей. Таким образом, достаточно будет двух царапин.
5. Ставим микросхему по обозначениям и стараемся шарами на ощупь поймать пятаки на максимальной высоте.
6. Следует прогреть рабочую область, пока припой не будет в расплавленном состоянии. Если предыдущие пункты исполнялись точно, то микросхема должна без проблем стать на своё место. Ей в этом поможет сила поверхностного натяжения, которой обладает припой. При этом необходимо наносить совсем немножко флюса.

Заключение

Вот это всё и называется «технология пайки микросхем в корпусе BGA». Следует отметить, что здесь применяется не привычный большинству радиолюбителей паяльник, а фен. Но, несмотря на это, BGA-пайка показывает хороший результат. Поэтому ею продолжают пользовать и делают это весьма успешно. Хотя новое всегда отпугивало многих, но с практическим опытом эта технология становится привычным инструментом.

Замена BGA. Горячий воздух или ИК лучи?

Как меняется BGA чип. Чем паять? Горячий воздух или ИК лучи?

Выбор паяльной станции

Горячий воздух или ИК излучение?

Вся современная электроника, и ее производство основано микросхемах. Вся вычислительная техника построена на чипах, выполненных в корпусах типа BGA.

Что вообще такое BGA?

BGA: Ball Grid Array — корпус PGA, в котором, вместо контактов штырькового типа используются шарики припоя. Такой тип микросхем предназначен для поверхностного монтажа. Распространен в мобильных процессорах, чипсетах, современных графических процессорах видеокарт компьютеров и ноутбуков. Корпуса BGA так же существуют в нескольких вариантах (видах).

Обзор BGA ИК Станций за 2010 — 2011 год

Итак, выводы этого типа микросхем имеют форму шариков и расположены снизу корпуса, благодаря чему, можно увеличить плотность монтажа (количество размещаемых элементов) на печатной плате. Работа с такими микросхемами требует особого подхода, сейчас поймете почему. Говоря о первичном монтаже (при производстве плат с такими чипами) должно соблюдаться точное совмещение контактов микросхемы с контактной площадкой на плате и равномерное запаивание всех контактов, путем равномерного прогрева. А в случае выпаивания (демонтажа) микросхемы, что опять же  усложнено труднодоступностью выводов, нужно равномерный нагрев для отпаивания всех контактов. В обоих случаях должен быть четкий контроль качества процесса пайки.

Руками сделать такую работу теоретически не возможно. Но на практике ремонтники умудряются паять их даже на бытовой газовой плите… Для удобства пайки и демонтажа микросхем типа BGA нужно специальное оборудование благодаря которому  можно максимально оптимизировать весь процесс работы с монтажом и демонтажем BGA микросхем. Также все более популярной стала технология пайки с использованием без свинцовых припоев, а в этом случае вопрос соблюдения технологии качественной пайки занимает первое место.

В чем разница пайки свинцовой и бессвинцовой?
При бессвинцовой пайке температура нагрева требуется выше на 30-40 градусов, в отличии от традиционной пайки с использованиес свинец-содержащих припоев.  И по этому максимально допустимая рабочая температура для компонентов поверхностного монтажа (SMD и BGA) находится в диапазоне от 250 до 260 градусов.

Основная задача в процессе пайки это аккуратное и быстрое выпаивание элемента без повреждения соседних элементов критичных к перегреву.
Предпочтителен инструмент, который сочетает в себе «низкую» температуру и высокую теплопередачу. При соблюдении всех условий демонтажа в большинстве случаев, невредимой сохраняется и отпаянная микросхема, это особенно полезно, в тех случаях, когда предположение о том, что она являлась причиной неисправности, опровергается.
Теперь о том какие существуют способы нагрева микросхем для пайки и демонтажа.
В локальной пайке и выпаиванию BGA чипов есть два варианта:

Термовоздушный
Инфракрасный (ИК)

Соответственно основанные на этих способах существуют и используются различные типы паяльных станций.
Рассмотрим сначала термо воздушные паяльные станции.
Термо-воздушные станции – устройство бесконтактной пайки, для нагрева паяемых компонентов используется открытый поток нагретого воздуха, который сфокусирован специальным соплом.

Грубо говоря это фен. Так как принцип его работы аналогичен работе обычного фена для высушивания волос. Разница лишь в температуре потока воздуха исходящего из сопла фена. Температура воздуха на выходе такой паяльной станции регулируется от 100 до 480 градусов Цельсия. Еще имеется возможность коррекции воздушного потока.
Термовоздушные станции пайки делятся на 2 способа подачи воздушного потока:

Компрессорные
Турбинные

В компрессорных, воздух подается работой диафрагменного компрессора расположенного в корпусе станции.
У турбинных,  же в блоке термофена встроен маленький почти бесшумный электрический двигатель с крыльчаткой, который создает нужную величину воздушного потока.
Преимущества таких станций в их компактности, ими можно работать на рабочих местах малой площади.
Особенностью BGA-компонентов является расположение контактов, их выводы, представляющие из себя контактные площадки с шариками припоя, находящиеся под корпусом устанавливаемого на плату компонента, эти контакты недоступны для традиционных паяльных устройств. Поэтому напайка этих компонентов осуществляется сквозным прогревом корпуса.
Разумеется, верхняя часть корпуса микросхему прогревается быстрее, чем шариковые выводы, так как они контактируют с платой, это и затрудняет их нагревание.

Бесконтактная пайка BGA-компонентов на поверхность печатной платы потоком горячего воздуха — процесс эмпирический. Температура воздуха места пайки регулируется двумя основными параметрами: выставленной температурой нагревателя, через который проходит воздух, и скоростью воздушного потока. Интересный факт в том что реальная температура потока воздуха из сопла выставляется приблизительно.

Расстояние от сопла до компонента припаиваемого к плате тоже весьма критично. Если Увеличение скорости потока воздуха снижает рассеивание воздуха на выходе из сопла, но требует повышения температуры нагревателя, это понятно, ведь высокая скорость прохождения потока воздуха через нагревательный элемент снижает разогрев воздуха, иными словами он просто не успевает нагреться до нужной температуры.
Из за неточности размеров сопел, особенно в головках для микросхем с большим количеством контактов, подвод тепла к месту пайки происходит не равномерный. Что ведет к увеличению опасности «термотравмы» компонента и печатных проводников на плате.
Различные конструкции паяльных станций для пайки и демонтажа горячим воздухом предполагают различные степени и способы контроля параметров термо инструментов — температуры воздуха, нагнетаемого в сопло фена и его количества, подаваемого в единицу времени.

У самых примитивных моделей нет обратной связи и можно лишь визуально наблюдать за  поведением припоя в рабочем пространстве, и иметь представление о тепловой картине места пайки, глядя на положение регуляторов нагревательного прибора. Зато эти стации достаточно дешевые, спектр их применения ограничен. Основное их предназначение это демонтажные операции, в которых не требуется идеально точного соблюдения термо режима. Станции имеющие четкий контроль и стабилизацию температуры самые дорогие в своем классе. Они также имеют индикацию в реальном времени температуры воздуха на выходе фена, имеют индикатор давления воздушного потока.
Теперь рассмотрим следующий вид станций это инфракрасные паяльные станции.  
Они основаны на излучении инфракрасных волн от нагревательного элемента, вместо потока горячего воздуха.

Механизмом генерации тепла, используемым ИК станциях, является излучение.  ИК-волны диапазона 2-8мкм, лучшее в смысле соотношения отражаемой и поглощаемой тепловой энергии: видимые ИК волны не пригожи для процесса пайки, так как они перегревают темные поверхностей и не прогревают блестящие выводы микросхем.
На таких станциях можно выполнять операции пайки и демонтажа компонентов, имеющих размеры от 10мм до 60мм. Среди них микросхемы в корпусах различного типа BGA, CSP, PGA, SOIC, QFP, PLC. Можно также ее использовать для локальной пайки группы компонентов на ограниченном участке монтажной платы. Размеры прямоугольной зоны нагрева задаются органами регулировки окна верхнего излучателя.
В принципе, оба способа: термовоздушный и ИК, имеют корни из технологий групповой пайки в печах плавления. Но при задачах ремонтной (локальной) пайки совершенно иная потребность. Если в случае с печью, которая должна обеспечить равномерный нагрев по всей поверхности платы, то ремонтная станция — только в отдельной области платы, при этом не подвергать соседние элементы термическому воздействию.
Лучшим решением для локальных ремонтных работ особенно с BGA, предпочтительна именно инфракрасная технология.
В местах первичного  контакта струи воздуха с плоскостью, температура выше, чем зонах оттока «отработавшего» воздуха. Чтобы снижать завихрения, приходится замедлять поток воздуха, но это приводит к недостаточному переносу тепла: ведь неподвижный воздух является теплоизолятором!
Достаточно рассмотреть эти термограммы, это пятна нагрева плоскости корпуса BGA.

Горячий воздух сопло2    Горячий воздух сопло1    ИК-излучатели

ИК излучение имеет большее преимущество перед воздухом, так как это единственный механизм теплопередачи, который позволяет передавать тепловую энергию по всей площади монтируемой микросхемы.
Так как  равномерный прогрев больших корпусов BGA воздушным потоком крайне затруднителен, для проведения ремонтной пайки, рекомендуется использовать именно инфракрасные станции.
Главные достоинства технологии инфракрасной пайки:
•    равномерный локальный нагрева (самый критичный фактор для BGA)
•    отсутствие вероятности сдуть с печатной платы демонтируемый компонент
•    нет потребности в приобретении сменных профильных насадок для фена под определенные размеры чипов
•    возможна работа компонентами сложного профиля
У многих возникает вопрос: не происходит ли перегрев инфракрасным излучением темных поверхностей BGA микросхем? и хватает ли его тепловой энергии для оплавления припоя светлых выводов микросхем QFP? Нелепо утверждать, что нет разницы в нагреве. Разница есть, но при длине волны 2…8 мкм которая является минимальной в инфра красном  — диапазоне, за счет чего и обеспечивается достаточная для качественной пайки равномерность нагрева поверхностей имеющей различную отражающую способность.
Какую выбрать паяльную станцию? Термо воздушную или инфра красную?
Все зависит от Ваших потребностей, что Вам нужно на ней делать. Ремонтировать материнские платы от ноутбуков, или компьютерные  материнские платы, а может  платы мобильных телефонов. В общем, с платами от мобильников все имеющиеся на рынке паяльные станции от китайских производителей с разной степенью, но справляются. Станции одной ценовой категории, почти идентичны и нелепо обсуждать какая из них лучше, какая хуже. Ремонт материнских плат гораздо удобней производить на инфракрасной паяльной станции. Потому что на таких платах стоят микросхемы больших размеров требующих значительного и главное равномерного прогрева по всей площади.
Соответственно цена инфракрасных станций в разы дороже по сравнению, с термовоздушными.

Как правильно понять технологию пайки решетки шариков

Размер шага значительно уменьшается по мере того, как электронные устройства становятся все меньше и меньше в размерах. Требуется разместить электронные компоненты на печатной плате (PCB), подобно тому, как зерна упаковываются в початки кукурузы. Таким образом, увеличение количества выводов на печатной плате способствовало изобретению пайки шариковых решеток (BGA). Вы найдете его среди самых ценных пакетов продуктов.

Однако вам может быть интересно узнать, как лучше всего припаять BGA или как можно распознать и устранить дефекты припоя. Сам BGA уменьшается в размерах, а смятые шарики припоя невооруженным глазом не распознаются. В этой статье рассматриваются все эти вопросы и многое другое. Давайте начнем.

(На нем крупным планом показана технология BGA на печатной плате)

1. Пайка шариковой решетки — что такое BGA (пайка шариковой решетки)

BGA — это устройство для поверхностного монтажа (SMD), которое выполняет электрические соединения с помощью шариков припоя.В нем нет выводов, а в корпусе находится набор металлических сфер, изготовленных из припоя и называемых шариками припоя. Вы найдете эти шарики припоя прикрепленными на задней стороне корпуса BGA к ламинированной подложке.

Микросхема BGA прикрепляется к подложке с помощью технологии flip-chip или проводного соединения. Внутри BGA есть внутренние токопроводящие дорожки, которые соединяют соединения подложки и микросхему. Кроме того, он также обеспечивает соединение между связями BGA и подложкой.Вы можете отличить корпус BGA от других корпусов, посмотрев на контакты, поскольку BGA имеет металлические шарики припоя вместо гвоздей. Эти шарики припоя обеспечивают большое количество выводов — даже более 208 выводов.

По сравнению с другими корпусами, BGA пользуется спросом в отраслях, где используются устройства с большим количеством входов / выходов. В следующем разделе подробно обсуждается, почему вы предпочли бы пакет BGA другим пакетам.

(На нем изображена микросхема BGA крупным планом)

2.Пайка шариковой решетки — особенности BGA

Преимущество:

Более низкая плотность дорожек улучшает конструкцию печатной платы: в таких корпусах, как четырехконтактные плоские блоки, плотность дорожек значительно высока, так как контакты расположены рядом. Однако BGA решает или значительно смягчает эту проблему, распределяя контакты по всей поверхности корпуса.

Rugged BGA package: вы знаете, что у квадроциклов с плоским экраном есть чувствительные контакты, так как вы можете быстро их уничтожить, даже если будете очень осторожны.Кроме того, поскольку крючки имеют очень большой шаг штифта, отремонтировать погнутые штифты практически невозможно. Однако в BGA такой проблемы нет. В BGA контактные площадки и шарики припоя обеспечивают электрические соединения, которые нелегко повредить.

Более низкое тепловое сопротивление: опять же, плоский блок из четырех элементов имеет высокое тепловое сопротивление, но BGA обеспечивает гораздо более низкое тепловое сопротивление в кремниевом кристалле. Если ваша интегральная схема BGA выделяет тепло, оно быстро и эффективно перемещается от корпуса к поверхности печатной платы.

Четырехместный плоский пакет (QFP)

Повышение быстродействия: в BGA проводники находятся в нижней части держателя микросхемы. Это означает, что длина выводов внутри микросхемы меньше. Это, в свою очередь, снижает уровень нежелательной индуктивности выводов. Нежелательная индуктивность выводов ответственна за искажение нежелательных сигналов в схемах, работающих с высокой частотой и скоростью. Таким образом, с корпусами BGA вы можете получить более высокую производительность по сравнению с их равными квадроциклами (QFP).

Уменьшенная толщина корпуса: с BGA вы получаете уменьшенную толщину и можете легко изготавливать печатные платы для тонких электронных продуктов, таких как смартфоны.

Практическое использование места на печатной плате: Вы можете продуктивно использовать место на печатной плате с помощью микросхем BGA. Вы можете выполнять электрические соединения под поверхностью этого SMD-чипа. Вам больше не нужно ограничивать ссылки только периферией пакетов SMD.

Может разрабатывать небольшие корпуса ИС: стандартные устройства SMD, такие как решетки с выводами и двухрядные, имели переполненные выводы с крошечной областью между ними.Это недостаток, поскольку вы можете случайно спаять два или более контактов. Тем не менее, с BGA вы не столкнетесь с такой проблемой и легко сможете изготавливать небольшие корпуса IC.

(показывает посадочное место BGA на печатной плате)

Недостатки:

Ну, вы знаете, что не все идеально, поэтому у BGA есть несколько недостатков. Прежде всего, если вы наивны и не эксперт в работе с BGA, вы столкнетесь с трудностями при проектировании и изготовлении их схем.Во-вторых, иногда бывает сложно выявить неисправности в корпусе BGA. В-третьих, BGA не являются пластичными. Наконец, он имеет высокую стоимость, которая может быть или не может быть недостатком в зависимости от вашего бюджета.

3. Пайка шариковой решетки — распространенные типы BGA

Пластик BGA

Пластиковые BGA (PBGA) являются наиболее востребованными BGA-матрицами благодаря своей невысокой стоимости. Они имеют размер шага шариков от 1 мм до 1,27 мм. Вы найдете эти BGA завернутыми в ламинированную подложку из смеси стекла, корпус с пластиковым покрытием и гравированные медные следы.С ними вы получите предварительно отформованные шарики припоя и улучшенную температурную стабильность.

Если вам интересно их применение, вы можете использовать их для устройств, требующих среднего и высокого уровня производительности. Такие устройства нуждаются в низкой индуктивности, высоком уровне надежности и простоте монтажа на поверхности. Пластиковые пакеты также имеют дополнительные медные слои, которые могут способствовать увеличению уровня рассеиваемой мощности.

Керамический BGA

Ceramic BGA (CBGA) — один из самых ранних типов BGA.Он поставляется в керамическом корпусе прямоугольной или квадратной формы, в котором для внешних электрических соединений используются шарики припоя, а не выводы. CBGA находится в сетке на задней стороне корпуса коробки. Вы можете использовать их в ноутбуках, телекоммуникационных системах и приложениях для тестируемых устройств.

Шлейф BGA

В этом типе BGA гибкая лента, микросхема и шарики припоя расположены на задней стороне металлического теплораспределителя. Этот теплораспределитель служит держателем и элементом жесткости корпуса BGA с гибкой лентой.Микросхема соединяется со следами ленты с помощью проводов, а затем помещается в оболочку. Если вы хотите сравнить их с QPFA и PBGA, их надежность, электрические и тепловые характеристики действительно лучше. Вы можете использовать их для решений, требующих высоких тепловых характеристик без радиаторов.

Высокопрофильный металлический верх с высокой теплопроводностью BGA

Подобно BGA с гибким отводом, вы также можете добиться более высоких электрических и тепловых характеристик с помощью высокопрофильных BGA с металлической крышкой и высокой теплопроводностью.Их конструкция в чем-то похожа на гибкие ленточные BGA. Чип прикреплен к задней стороне пули или теплораспределителя, достигая верхней части упаковки. Таким образом, поскольку медный теплообменник достигает верхней части корпуса, тепловое сопротивление значительно ниже, а поверхность корпуса свободно доступна для воздушного потока.

Если вам также необходимо использовать радиатор или другие пассивные или активные устройства управления температурой, вы можете соединить с ними теплоотвод. Кроме того, если вы спроектируете дополнительные плоскости заземления и питания, вы получите улучшенные электрические характеристики.С этим типом корпуса BGA недостаток, связанный с трудностью проверки корпусов BGA, больше не действует. Его верхняя поверхность обладает высокой отражающей способностью, поэтому системы технического зрения обеспечивают превосходные характеристики при использовании источника рассеянного освещения, а не поляризованного источника.

Пакет чипов

Этот корпус BGA получил свое название, потому что вы можете спроектировать его в соответствии с требованиями к размеру вашего чипа. Любой корпус BGA является корпусом для масштабирования микросхемы (CSP), если он соответствует спецификациям микросхемы и предназначен для поверхностного монтажа.Вы можете использовать их в смартфонах, смарт-устройствах, ноутбуках и других современных компактных электронных устройствах.

4. Пайка шариковой решетки — процесс сварки BGA

4.1 Основа сварки BGA

4.1.1 Температура сварки

Для сварки или пайки устройств BGA необходимо выбрать правильную температуру сварки и структуру припоя. В качестве быстрой подсказки вы можете убедиться, что припой микросхемы BGA не расплавился полностью. Вы можете оставить его в полужидкой форме, позволяя каждому шарику припоя оставаться отдельно от других шариков припоя.

(Демонстрация того, что техник кладет шарики припоя на решетку шариков)

4.1.2 Сварочный комплект и сварочный аппарат

К счастью, на рынке электроники для BGA доступен широкий спектр сварочных аппаратов и сварочных комплектов. В эту технологическую эпоху вы также можете заказать их онлайн. При покупке сварочного аппарата вы можете учитывать следующие основные особенности:

Они должны позволить вам монтировать вручную, паять, демонтировать и извлекать микросхему BGA.
Может иметь возможность доработки как для SMD, так и для BGA.
Может иметь встроенные воздухонагреватели и инфракрасные нагревательные плиты.
Он будет иметь операционную систему с сенсорным экраном для простоты использования.
Вы ​​можете использовать его для точного контроля температуры припоя.
Может иметь аварийную защиту.

4.1.3 Тщательно очистите печатную плату

Итак, теперь, когда у вас есть сварочный аппарат или комплект и вы выбрали идеальную температуру для начала сварки, этого все еще недостаточно.Перед тем, как приступить к пайке BGA, вам все равно необходимо тщательно очистить печатную плату и BGA. Для BGA требуется, чтобы поверхность была гладкой. Давайте посмотрим в следующем разделе, как вы можете очистить их шаг за шагом.

4.1.4 Пайка шариковой решетки — метод очистки BGA

Прежде всего, вам нужно поместить BGA на токопроводящую площадку и нанести на ее поверхность небольшое количество паяльной пасты.

Затем с помощью паяльника и проволоки отделите шарик от BGA.Дайте паяльнику превратить оловянный шарик в жидкость и нагреть проницаемый провод, прежде чем перемещать леску по поверхности BGA. Кроме того, вы должны убедиться, что паяльник не оказывает слишком сильного давления на поверхность, так как это может привести к растрескиванию поверхности.

Используйте технический спирт для очистки поверхности BGA и фрикционных движений, чтобы удалить припой для поверхности BGA. Часто начинайте с краев и не пренебрегайте углами. Продолжай и протирай. Используйте чистый растворитель для каждого BGA.

Затем вы также можете проверить поверхность BGA на наличие неразъемных оловянных шариков и поврежденных контактных площадок с помощью микроскопа.
Продезинфицируйте поверхность BGA щеткой и деионизированным спреем. Продезинфицируйте поверхность BGA с помощью мителя и деионизированного спрея.

Очистите поверхность BGA щеткой и деионизированным спреем. Это поможет удалить паяльную пасту, оставшуюся на поверхности BGA. Оставьте BGA на воздухе, чтобы он высох. Дважды проверьте поверхность BGA.

Для удаления влаги запекайте BGA и печатную плату в течение 10–20 часов при температуре от 80 до 90 ℃ в печи с постоянной температурой.Вы можете регулировать время и температуру выпекания в зависимости от влажности.

Кроме того, во всех последующих операциях надевайте антистатические перчатки или антистатические кольца, чтобы предотвратить ненужное разрушение стружки из-за статического электричества.

(это еще один крупный план BGA)

4.2 Пайка шариковой решетки — проверка паяных соединений BGA

Важность контроля паяных соединений

Производители печатных плат

не используют оптические методы для проверки BGA, потому что паяные соединения под компонентами BGA визуально не видны.Электрическая оценка не очень точна, потому что она показывает только электрическую проводимость thBGA только в этот точный момент. Он не оценивает жизнь солдата. Паяное соединение со временем может испортиться.

Метод рентгеновского контроля

Рентгеновские лучи контролируют места пайки BGA. Рентгеновский анализ позволяет увидеть места пайки под деталями. Следовательно, промышленность широко использует технологию автоматического рентгеновского контроля (AXI) для контроля BGA.

4.3 Пайка шариковой решетки — основной процесс сварки BGA

Одна из основных проблем с BGA заключалась в том, может ли он обеспечить успешную сварку или пайку. Кроме того, поскольку микросхема BGA имеет контактные площадки вместо контактов на задней стороне, важно соблюдать правильный метод сварки.

К счастью, методы сварки BGA показали, что они более эффективны, чем стандартные плоские квадраты. Вам нужно только убедиться, что вы правильно настроили процесс.Отныне это означает, что прототипы сборки печатных плат и сборка печатных плат производятся в широком масштабе.

Перед началом процесса сварки BGA необходимо тщательно выбрать размер припоя и шарика, а также высоту в сложенном состоянии. Вы нагреете шарики припоя, и когда они расплавятся, поверхностное натяжение позволит им правильно совместить BGA с печатной платой. После этого припой остынет и осядет, подготовив печатную плату BGA.

Однако этот нагрев шариков припоя не так прост, как кажется.Для этого вам нужно будет использовать методы пайки оплавлением. Это очень важно, так как вы должны убедиться, что припой под микросхемой BGA расплавился. Для этого температура плавления всей сборки должна превышать температуру плавления. В конечном итоге это могут сделать только процессы перекомпоновки.

4.4 Пайка шариковой решетки — пайка оплавлением BGA

Выбор флюса: водорастворимый и не требующий очистки

Хорошо, теперь, когда вы знаете, почему нам нужно использовать процедуру пайки оплавлением, мы перейдем к вопросу о том, какой тип флюса вам следует использовать.По сути, есть две формы изменений: водорастворимые и не требующие очистки. Вы можете использовать флюс без очистки, если вы не можете промыть печатную плату деионизированной водой на заключительной стадии пайки оплавлением и сборки печатной платы. Возможно, вы не захотите передавать печатную плату, если она содержит ЖК-дисплеи, кристаллы или более чувствительные к воде детали.

С другой стороны, вы можете использовать водорастворимый флюс, если собираетесь промывать печатную плату деионизированной водой. Стоит отметить, что тип флюса определяет уровень активности изменения и паяльной пасты, независимо от того, какой тип флюса вы используете.

Выбор припоя

Наконец, после выбора флюса также важно выбрать правильный припой. Недостаточное оплавление, неадекватная замена и низкая трафаретная печать — все это может привести к отказу открытых шариков припоя.

5. Пайка шариковой решетки — дефекты припоя в BGA

Мы только что упомянули слово «отказ шарика с открытым припоем». Это тип дефекта припоя, который также известен как доступный припой или неразрушенный шарик. Причина — недостаточный нагрев во время оплавления.Прерывистое соединение BGA (BIC) — еще один тип дефекта припоя. Это влияет на все размеры поля и чрезвычайно опасно, поскольку часто бывает нестандартным. Это может привести к потере тысячами долларов OEM-производителями из-за потраченного впустую производственного времени и задержек с выпуском продукта.

Тем не менее, как следует из названия, BIC разрушаются лишь изредка. Поскольку их сложно найти, BIC вызовут цепную реакцию, посылая неуловимую, трудно поддающуюся отслеживанию дилемму проектирования нескольким инженерным группам OEM и, наконец, совету управления.

Помимо неразвернутых мячей и BIC, вы должны также взять короткие, открытые и треснутые шары BGA. Как и в случае с неразрушенными шарами и BIC, слабый тепловой профиль оплавления вызывает эти дефекты.

Температурный профиль определяет диапазон температур, в котором вы будете нагревать печатную плату во время пайки оплавлением, а также время, в течение которого плата будет находиться при любой температуре. Если правильно подключить все температурные зоны теплового профиля, результатом будет полное оплавление. Затем вы можете проверить это с помощью рентгеновского обследования BGA.

6. Пайка шариковой решетки — устранение проблемы с помощью BGA

6.1 Пайка шариковой решетки — ручная распайка BGA

Обновить нужно, если первый раз неправильно паял. Если вы не используете доработку для удаления компонента, вам нужно нагреть печатную плату вокруг элемента, чтобы припой снова расплавился (распайка), и сварка улучшилась. Если вам нужно отсоединить компонент и припаять, то переделка и ручная пайка корпусов BGA — самые сложные части.Давайте рассмотрим это в следующем подразделе.

6.2 Пайка шариковой решетки — Ручная сварка BGA

1: отсоедините BGA и осторожно сотрите остатки припоя на контактных площадках печатной платы.

2: Затем убедитесь, что на BGA нет влаги, поскольку он чувствителен к влаге.

3: Выберите небольшой шаблон BGA для печати паяльной пасты. Вы должны использовать расстояние и диаметр шара, чтобы определить размер отверстия и толщину шаблона. В конце вы также должны проверить качество печати.

4: Очистите и выровняйте остатки припоя с помощью паяльника. Вы также можете использовать плоское паяльное жало и демонтажный ремень. Будьте осторожны, чтобы не повредить паяльную маску и площадку.

5: повторите шаги 2 и 3.

6: Теперь пора установить BGA. Было бы полезно, если бы вы поместили монтажную пластину для поверхностной печатной платы (после печати) на рабочий стол. После этого необходимо включить вакуумный насос после выбора подходящей всасывающей насадки. Сопло поглотит микросхему BGA и опустит ее, когда контактная площадка печатной платы и BGA перекрываются.Наконец, интегрируйте микросхему BGA с печатной платой и выключите вакуумный насос.

7: Выберите подходящую температуру пайки оплавлением в зависимости от толщины печатной платы, размера вашего устройства и т. Д. Как правило, температура BGA на 15 градусов выше, чем у традиционных SMD.

8: Теперь все готово. Последний шаг — осмотреть сварку BGA.

Резюме:

В этой статье мы познакомились с технологией BGA, ее различными типами, преимуществами и недостатками.Далее мы объяснили, какие сварочные комплекты и аппараты вы можете купить для их пайки. И, если вы плохо паяли, как можно переделать BGA?

Мы также сравнили BGA с традиционными устройствами для поверхностного монтажа. Наконец, мы также представили дефекты припоя, чтобы вы могли их избежать. Если вам все еще нужна дополнительная информация о технологии BGA, вы можете связаться с нами и обсудить ее вместе.

Как работает пайка BGA

Пайка

BGA также известна как пайка с шариковой решеткой, которая в настоящее время становится одной из самых удивительных альтернатив упаковки для устройств с большим количеством входов и выходов в отрасли.Это принесло различные преимущества по сравнению с другими подобными методами упаковки. Поскольку потребность в уровнях интеграции возрастает до беспрецедентного уровня, потребность в интегральных схемах с огромным количеством выводов и затворов также увеличивается с каждым днем.

Из-за такого высокого уровня целостности и большего использования штифтов и затворов в системе возникла более высокая потребность в создании пакета, который может быть более удобным для производителей или технических специалистов наилучшим образом.Более того, упаковка должна быть более прочной и надежной и содержать большее количество контактов.

Он должен не только улучшать характеристики, но и работать для максимального уменьшения размера упаковки и ее толщины. Что ж, это момент, когда пайка BGA вступила в действие. Пакеты для пайки BGA были разработаны в различных классификациях после огромных исследований и обновлений, проведенных различными компаниями.

Что ж, эта статья представит всю информацию о пайке BGA, которая наверняка будет полезна для лучшего понимания этой концепции.Более того, приведенная здесь информация, без сомнения, поможет вам понять, почему BGA может стать идеальным выбором для эффективного баланса между стоимостью и производительностью наилучшим образом. Итак, без дальнейших задержек, давайте начнем с основного знакомства с пайкой BGA и ее приложениями, которые вы можете легко найти.

BGA — это уникальный тип корпуса для поверхностного монтажа, который используется для интегральных схем, где электронные компоненты SMD фактически прикреплены и установлены на поверхности печатной платы SMT.Корпус BGA обычно не содержит контактов или выводов. BGA имеет выводы в форме шарика, которые распределены в виде массивов в нижней части корпуса.

Компоненты

BGA могут содержать большее количество выводов и больший шаг выводов. Массив шаров на самом деле получил свое название, потому что это массив шаров из металла или сплава, который расположен в сетке. Эти шары обычно не содержат свинца. Олово / серебро / медь или олово / свинец (Sn / Pb 63/37). Пакеты BGA используются для постоянного монтажа устройств.У него есть возможность предоставить больше соединительных контактов, которые вы можете разместить в плоских или сдвоенных линейных корпусах. Однако корпуса BGA могут быть собраны на печатных платах с помощью приложений SMT более эффективным способом.

Штыри, которые используются в этой технологии, представляют собой шарики припоя, которые расположены в виде рисунка (обычно в виде сетки) на нижней поверхности корпуса. Это делается для увеличения площади для соединений, а не просто для периферии. Самое интересное, что с пайкой BGA вы можете получить преимущества от использования всей нижней поверхности устройства, а не только по периметру.Однако, когда дело доходит до пайки корпуса BGA более успешным способом, требуется более точный контроль и обычно выполняется с помощью автоматизированных процессов.

Это метод, который используется в различных электронных продуктах для монтажа различных интегральных схем, таких как FPGA, чипы WiFi, FPGA и т. Д. Более того, эти пакеты также используются в устройствах RAM, наборах микросхем ПК и микроконтроллерах.

Как работает пайка BGA

На первых порах технология BGA вызвала серьезную озабоченность.Люди не были уверены в их надежности и пайке. Это связано с тем, что при пайке BGA контактные площадки обычно находятся под устройством и практически незаметны. Что ж, чтобы убедиться, что вы идете по правильному пути, очень важно знать правильный процесс пайки.

Что ж, в настоящее время методы пайки BGA должным образом опробованы и протестированы, чтобы гарантировать их надежность наилучшим образом. Однако, когда дело доходит до пайки корпусов BGA, пайка оплавлением оплавлением является наиболее эффективным и распространенным методом, который для этого используется.

Это потому, что это может привести всю сборку печатной платы к фиксированной температуре, чтобы расплавить шарики припоя, которые доступны под компонентами BGA. Для каждой пайки BGA шарики припоя содержат контролируемое количество припоя. Когда корпус BGA и шарики припоя помещаются в печь оплавления, она нагревается и расплавляет припой. В то время как поверхностное натяжение помогает расплавленному припою удерживать корпус с правильным выравниванием.

Тем не менее, очень важно следить за температурой пайки и сплавом припоя, чтобы он не мог полностью расплавиться и мог оставаться в полутвердом виде.Также важно держать шарики припоя отдельно друг от друга, чтобы избежать образования перемычек наилучшим образом.

Как проверить паяные соединения BGA?

Поскольку это общеизвестный факт, проверка SMT и BGA — одна из самых сложных задач, с которыми нужно справиться более эффективно. Это связано с тем, что проверка соединений BFGA довольно сложна, потому что припой находится под корпусом BGA и невидим. Однако единственный способ удовлетворительно проверить точки пайки BGA — это рентгеновские лучи.Это связано с тем, что рентгеновские лучи могут помочь вам увидеть стыки, лежащие под корпусом BGA, и могут более эффективно помочь в процессе осмотра.

Типы корпусов BGA

Вот некоторые из наиболее важных типов корпусов BGA, которые используются чаще всего:

1. MAPBGA

MAPBGA — это аббревиатура от «MAPBGA Process Ball Grid Array». Эти корпуса BGA предназначены для устройств с различными характеристиками, от низких до средних, для которых требуется упаковка с простотой поверхностного монтажа и низкой индуктивностью.MAPBGA Packages предлагает недорогие решения с высоким уровнем надежности и небольшими размерами.

2. PBGA

PBGA означает «Пластиковая шариковая решетка». Пакет, разработанный для устройств со средними и высокими характеристиками, в которых требуется простота поверхностного монтажа, низкая индуктивность, относительно низкая стоимость и поддержание более высокого уровня надежности. Этот пакет также содержит несколько дополнительных медных слоев, которые помогут справиться с более высокими уровнями рассеивания мощности.

3. TBGA

TBGA расшифровывается как «Tape Ball Grid Array». Это один из наиболее распространенных корпусов BGA, который используется в приложениях, в которых требуются более высокие тепловые характеристики. Этот корпус BGA представляет собой эффективное решение среднего и высшего класса для этих приложений без использования какого-либо внешнего радиатора.

4. ТЕПБГА

TEPBGA означает «Термоусиленная пластиковая решетка с шариками». Этот корпус способен обеспечить гораздо более высокий уровень рассеивания тепла.В подложке используются толстые медные пластины для более эффективного отвода тепла от кристалла к плате заказчика.

5. MicroBGA

Как видно из названия этого пакета, это пакеты, которые меньше по размеру по сравнению со стандартными пакетами BGA. В отрасли преобладают 3 различных шага: 0,65 мм, 0,75 мм и 0,8 мм.

6. PoP

PoP означает «Пакет на упаковке». Этот тип корпусов BGA используется в приложениях, где пространство является реальной проблемой.Это связано с тем, что этот корпус BGA позволяет с легкостью установить пакет памяти на верхнюю часть базового корпуса.

Чтобы удовлетворить различные требования к различным типам инструментов и методам сборки, эти различные варианты BGA были разработаны, чтобы максимально упростить и сделать процессы более удобными.

Преимущества пайки BGA

Печатная плата, которая используется в современных электронных устройствах и устройствах, компактно заполнена множеством электронных компонентов.Это жизненно важная реальность с увеличением количества электронных компонентов на печатной плате, размер печатной платы также увеличится. Однако для уменьшения размеров печатной платы в настоящее время используются корпуса BGA и SMD.

Это связано с тем, что оба этих корпуса тоньше и меньше по размеру и содержат очень мало места на печатной плате. Однако, когда дело доходит до использования корпусов BGA в электронных компонентах в настоящее время, для вас очень важно знать преимущества, связанные с этими корпусами.

Итак, вот основные преимущества корпусов BGA, которые вам важно знать в этом отношении. Итак, взгляните на информацию, представленную ниже:

1. Пакеты для пайки BGA имеют высокую плотность

BGA — одно из наиболее эффективных решений, которое призвано решить проблему создания миниатюрного корпуса для эффективной интегральной схемы, содержащей множество выводов. Пакеты с двойным расположением выводов для поверхностного монтажа и решетчатые массивы выводов производятся с сотнями выводов за счет уменьшения пустого пространства между этими выводами.

Несмотря на то, что это использовалось для обеспечения высокого уровня плотности, процесс пайки контактов был довольно сложным. Это связано с тем, что по мере того, как расстояние между штырями уменьшалось, возрастал риск случайного соединения штифтов между собой. Однако паяльные корпуса BGA — лучшее решение этой проблемы.

2. Теплопроводность

Еще одним удивительным преимуществом корпусов BGA является уменьшенное тепловое сопротивление между печатной платой и корпусом. Это может позволить теплу, генерируемому внутри корпуса, с помощью интегральной схемы для лучшего потока.Более того, это также наилучшим образом предотвратит перегрев чипов.

3. Нижняя индуктивность

Что ж, закороченный электрический провод означает меньшую индуктивность. Индуктивность — это свойство, которое имеет способность вызывать нежелательные искажения сигналов в электронных схемах с высокой скоростью. Поскольку BGA находится на небольшом расстоянии между печатной платой и корпусом, он имеет более низкую индуктивность выводов и обеспечивает лучшую производительность закрепленных устройств.

BGA позволяет эффективно использовать пространство печатной платы наряду с улучшением электрических и тепловых характеристик.Более того, уменьшенная толщина упаковки — одно из самых удивительных преимуществ, которое с каждым днем ​​делает эту технологию все более популярной.

Недостатки технологии BGA

Как и другие технологии, BGA также имеет некоторые недостатки. Итак, вот недостатки BGA, о которых вы должны знать:

1. Проверка BGA требует сложной техники

После того, как корпус припаян на свое место, будет трудно найти в нем неисправность.Это связано с тем, что эти пакеты имеют более высокий уровень плотности, что может затруднить обнаружение проблем.

2. Сложная разработка схем

Когда дело доходит до разработки схем BGA, довольно сложно управлять схемами более эффективным способом. Корпуса BGA более чувствительны к влажности и могут стоить дороже при разработке схем.

3. Несоответствие

Самый важный недостаток BGA — шарики припоя не могут прогибаться, как это могут делать более длинные выводы.Следовательно, это не механическая жалоба. Преобладающее использование сборок из бессвинцовых припоев создает некоторые проблемы, включая проблемы с образованием кратеров на контактных площадках, явления пайки и снижение надежности по сравнению с припоями на основе свинца.

Однако компоненты BGA чувствительны к температуре и влажности. Поэтому всегда важно хранить их при постоянной температуре и в сухом месте. Более того, для операторов также важно поддерживать эффективную среду приложения, чтобы избежать любых негативных последствий наилучшим образом.Однако оптимальная температура хранения компонентов BGA составляет 20–25 ° C при уровне влажности менее 10% относительной влажности.

Однако для эффективной среды применения компонентов BGA диапазон температур должен составлять до 30 ° C с уровнем влажности менее 60% относительной влажности. Самое главное, что после того, как компоненты упаковки открыты, важно использовать их в течение 8 часов.

Видео о ручной пайке BGA | Hackaday

К 2016 году большинство людей научились паять SMD в гараже — по крайней мере, для стандартной упаковки.Ball Grid Array или BGA, однако, остается одним из наиболее сложных пакетов для работы. [Колин О’Флинн] имеет отличное видео (почти 30 минут, включая некоторые части, которые ускорены), в котором показано, как именно он делает плату. с BGA.

[Колин] использует несколько запасных плат, чтобы прикрепить целевую плату к своему столу, а затем использует специальный трафарет и паяльную пасту для подготовки платы. После того, как на него нанесена паяльная паста, он размещает компоненты с помощью домашнего пинцета и некоторых обычных пинцетов.

Для перекомпоновки [Колин] использует обычный T-962A с прошивкой с открытым исходным кодом. Две другие модификации духовки: кастомная вытяжка с угольным фильтром и наклейка Jolly Wrencher для украшения (мы от всей души одобряем).

[Колин] использует микроскоп для некоторого осмотра платы, хотя BGA мог иметь скрытые неисправности, которые было бы трудно обнаружить. В конце видео он нашел короткое замыкание (но, к счастью, не на BGA, так что его можно было переделать вручную). Он также расплавил кожух жатки, который потребовал доработки.

Детали в этом видео похожи на то, как если бы вы провели час в магазине [Колина], чтобы воочию увидеть процесс, и если вы не делали этого раньше — или вы просто хотите получить некоторые из его советов — их много ценность для этого. Нас начинает баловать вся работа, которую [Колин] вкладывает, чтобы поделиться своими навыками и знаниями. Он представил фантастический семинар по USB на Hackaday SuperConference 2015 и проделал потрясающую работу по разработке и документированию высококлассного встроенного оборудования для обеспечения безопасности, заняв второе место в Hackaday Prize 2014 года: ChipWhisperer.

Мы видели специальные станции для восстановления BGA и даже сумасшедшую ручную пайку BGA с малым количеством выводов. Метод [Колина] требует трафарета и печи оплавления (хотя, вероятно, подойдет и обычная тостерная печь).

Что такое сборка BGA, применение, преимущества и семейства BGA

Что такое сборка BGA и BGA?

С развитием технологий рынок требует сложной, но малогабаритной микросхемы (ИС), которая может, наконец, обеспечить повышенную плотность ввода-вывода в упаковке.По этой причине очень востребованы недорогие методы упаковки с высокой плотностью упаковки, BGA — один из них. Давайте разберемся, что такое сборка BGA и BGA.

BGA — это сокращение от Ball Grid Array . Это высокопроизводительный, компактный и легкий тип упаковки для ИС. Шаровая сетка (BGA) похожа на корпус для поверхностного монтажа, носитель микросхемы, используемый для интегральных схем. Они используются для постоянного монтажа устройств с сотнями контактов (например, микропроцессоров).

Плата BGA

Итак, BGA может обеспечить больше контактов для подключения ИС, чем двухрядный или плоский корпус.Часто используется вся нижняя поверхность устройства, а не периметр.

Процесс сборки корпуса BGA или пайки ИС на плату BGA называется сборкой BGA. Так же, как и процесс сборки SMD-пакета, называется SMD-сборкой. Но в отличие от сборки SMD, пайка BGA требует точного контроля и выполняется с помощью автоматизированных процессов.

ИС BGA размещены над печатной платой RAM

** Источник изображения: Rainer Knäpper, Free Art License

Сборка BGA или изготовление BGA на заказ — дело непростое.BGA — это микросхемы, с которыми непросто работать.

Итак, если вы хотите изготовить BGA на заказ, вы можете обратиться к PCBWay. PCBWay — один из лучших в отрасли для электронных рабочих мест. Благодаря передовому и уникальному сборочному оборудованию PCBWay может удовлетворить все ваши потребности в электронике.

Применение паяльной пасты в сборке BGA

В большинстве случаев доработка BGA часто достигается и, как правило, более надежна без добавления паяльной пасты (т. Е. С использованием только шариков припоя).Это предполагает честную подготовку сайта и надлежащий процесс флюса. В случаях, когда могут возникнуть проблемы с плоскостностью, часто бывает полезна паяльная паста.

Преимущества использования паяльной пасты:

Ball Grid Array (BGA) — это тип печатных плат, в которых используются маленькие круглые шарики припоя для электрического тока между частями схемы. Это дает ряд преимуществ при сборке печатной платы:

• Цепи повышенной плотности:
  Поскольку сквозные цепи были более густонаселенными, пайка их без кроссовера или коротких замыканий стала невозможной.
• Теплопроводность:
  Схемы BGA позволяют теплу отводить намного больше тепла от микросхемы наружу, уменьшая проблемы перегрева.
• Нижняя индуктивность:
  Каждый шарик припоя во время цепи BGA обычно имеет размер всего несколько миллиметров, проблемы из-за помех внутри цепи оказались минимальными.
• Повышение тепловых и электрических характеристик:
  Так как крошечный размер печатной платы поддерживает корпус BGA, отвод тепла легче чаще.С кремниевой пластиной наверху большая часть тепла часто передается вниз к решеткам шариков. Когда размещение находится на дне, задняя часть кремниевой пластины соединяется с самой верхней частью упаковки, что учитывается вместе с простейшими методами охлаждения. В упаковке BGA нет штифтов, которые могут согнуться и сломаться, что делает ее достаточно стабильной, так что электрические характеристики часто достигаются в больших размерах.
• Выводы с меньшим количеством повреждений:
  Выводы BGA, состоящие из твердых шариков припоя, которые не могут повредиться в процессе работы.

Семейства BGA

Существует три основных типа BGA:

1. PBGA (пластиковая сетка с шариками)
2. CBGA (керамическая сетка с шариками) и
3. TBGA (сетка из ленточных шариков).

• PBGA:

  В PGBA обычно используется ламинат смола / стекло BT из-за подложки и пластика упаковочного материала. Шарики припоя часто делятся на припои, не содержащие свинца.Никакого другого метода пайки для крепления шариков припоя к корпусу упаковки не требуется.

• CBGA:

  CBGA имеет самую длинную историю среди трех типов BGA. Ткань подложки — многослойная керамика. Металлическая крышка припаивается к подложке упаковочным припоем для защиты микросхемы, выводов и контактной площадки. В нем используется эвтектический припой из-за материала шариков припоя.

• TBGA:

  TBGA может быть структурой с полостью.Существует два типа соединений между микросхемой и подложкой:
  1. Перевернутое соединение припоя и
  2. Связывание свинцом.

---

Почему стоит выбрать PCBWay?

PCBWay — одна из ведущих компаний по производству и сборке печатных плат. Если вы хотите собрать BGA, PCBWay — это то, что вам нужно. все еще не верите нам? ну посмотрите сами.

• PCBWay имеет четыре автоматизированные системы размещения с системами обзора, которые способны проверять покрытие шариков припоя.
• У них есть одна автоматизированная система, доступная с трехмерным лазером, способным проверять высоту шарика припоя и автоматическое размещение CBGA, PBGA и MBGA
• Проверка BGA выполняется с помощью рентгеновской системы в реальном времени Phoenix.
  
• Технология BGA PCBWay обычно имеет наименьший размер 0,3 мм. Наименьшее расстояние до линии цепи составляет 0,2 мм, а наименьшее расстояние между двумя BGA составляет 0,2 мм. Вы также можете получить индивидуальный дизайн для больших размеров по запросу.

---

Читать похожую статью:

| Ручной процесс сборки печатной платы и тестирование на PCBWay

Процесс восстановления

BGA | Ремонт BGA на Solder.net

Процессы восстановления BGA

Разработка процесса Разработка профиля Удаление детали Подготовка места размещения Инспекция оплавления

Процессы переделки BGA / LGA Ниже описан общий процесс переделки BGA, охватывающий разработку и критерии для создания профилей для удаления и замены BGA.Материалы, необходимые для такой операции, указаны ниже. Важнейшие элементы операции доработки BGA / LGA, включая печать рисунка вставки и разработку профиля доработки, подробно описаны в этой схеме процесса доработки BGA. Существует несколько технологий, которые можно использовать в качестве источника тепла при удалении BGA, включая, помимо прочего, горячий воздух и ИК-излучение. Описанный здесь процесс восстановления BGA является общим для типа используемой системы обогрева. Опыт, полученный BEST при переработке тысяч BGA на сотнях различных печатных плат заказчиков, сформировал информацию, содержащуюся в этом описании процесса.BEST также имеет опыт доработки составных пакетов (PoP).

Требуемый материал

• Паяльная паста или флюс для пасты
• BGA и LGA Rework System, включая управляемый компьютером источник нагрева на участке детали, подогреватель печатной платы, способный нагревать под всей площадью платы, откалиброванную систему технического зрения, автоматическую систему вакуумного захвата и функцию регистрации данных
• РЕНТГЕНОВСКАЯ система
• Эндоскоп или другая система оптического контроля
• Ракель
• StencilQuik (TM), StikNPeel (TM) или металлический трафарет
• Каптонная (TM) лента, теплозащитные экраны (TM) или HeatShieldGel (TM)
• Ручной паяльник
• Печь оплавления
• Фитиль для припоя или инструмент для извлечения припоя
• Щетка для очистки, защита от статического электричества
• Чистящий раствор или вода
• Стереомикроскоп

Процесс переделки BGA может быть методично отработан, следуя этим инструкциям по процессу, даже с учетом различий в печатных платах и ​​устройствах, установленных на этих платах.Многолетний опыт, правильное оборудование, правильные инструменты и приспособления, а также надежный процесс восстановления BGA — все это помогает обеспечить высокий ожидаемый доход. Несмотря на то, что можно обучить нескольким навыкам, включая, помимо прочего, профилирование переделки BGA, подготовку площадки и устранение неполадок процесса, наличие «реального» опыта работы с сотнями различных плат и конфигураций деталей делает этот навык подкрепленным опытом. При наличии подходящего оборудования процесс восстановления BGA значительно упростится. Например, некоторые комбинации корпусов и плат лучше подходят для систем пайки горячим воздухом, в то время как другие комбинации лучше подходят для инфракрасных источников тепла доработки.Бесконтактный источник выемки с горячим воздухом лучше подходит для чувствительных плат, чувствительных к поднятым контактным площадкам или поврежденной паяльной маске, в то время как для прочных печатных плат может быть более подходящим и экономичным для процесса переделки BGA может быть метод отвода припоя для подготовки места. МЫ приглашаем вас пройти все этапы процесса переделки BGA, перечисленные в верхней части этой страницы.

Что такое пайка BGA и как она работает

Пайка BGA — сложная вещь для понимания для начинающих.Теперь тебе не о чем беспокоиться. В этой статье мы рассмотрим всю необходимую информацию о том же. Поскольку технологии развиваются быстрее, чем раньше, вырос спрос на устройства небольшого размера. Все смартфоны и другие гаджеты состоят из BGA. Следовательно, необходимо производить пакеты Ball Grid Array. По этой причине его промышленность также растет.

Многие люди мало что знают о BGA. Если вы находитесь в такой же ситуации, важно сначала понять ее, прежде чем переходить к процессу пайки.Возможно, вам будет любопытно узнать об этом достаточно, и вы сможете узнать больше. Пайка шариковой решетки — важный процесс, о котором должен знать каждый. Найти ценную информацию в Интернете стало намного проще. Кроме того, мы здесь, чтобы помочь вам. Итак, не теряя больше времени, давайте начнем с этого.

Что такое BGA?

Шаровая сетка — это тип корпуса для технологии поверхностного монтажа. Он имеет металлические шарики из сплавов, которые расположены в виде сетки. Это тоже можно понять по названию.В нем нет проводов; вместо этого вы увидите шарики припоя на поверхности. Вы будете удивлены, узнав, что для разных целей используются разные типы BGA.

Каковы особенности решетки Ball Grid?

Уникальные особенности BGA следующие:

• Плотность межсоединений впечатляет.
• Он небольшой и лаконичный. Таким образом, он не занимает больше места на печатной плате.
• Проблем с размещением не возникает.
• Тепловое сопротивление между корпусом и платой низкое.В результате он защищает микросхему от перегрева.

Какие бывают типы решеток с шариками?

Как мы упоминали ранее, на рынке вы найдете широкий выбор BGA. Мы подготовили список самых популярных —

• Пластиковые решетки с шариками: они также известны как OMPAC (Over Molded Plastic Array Carriers). Тип материала печатной платы используется в производстве PBGA. Все шарики припоя на их поверхности имеют диаметр от 0,5 до 0,7 мм.

• Ленточные решетки с шариками: прошло не так много времени с момента появления TBGA. Итак, это новинка на рынке. В них входит носитель, металлический слой и медная лента. Металлический слой находится сверху и ни из чего не состоит. Следовательно, это плоская поверхность. Но в нижней части есть медные линии, которые соединены с шариками припоя.

• Керамические решетки шариков: CBGA также известны как SBC (держатели шариков припоя). Он имеет матрицу, соединенную с поверхностью многослойной керамики.Присутствующие шарики припоя используют повышенную температуру.

• Керамические решетки колонн: они являются альтернативой CBGA. Он состоит из столбиков припоя, прикрепленных к нижней стороне держателя.

Как выполняется пайка BGA?

Источник: pinterest.com

Когда на рынок появились компоненты BGA, все сомневались, будут они работать или нет. Но теперь люди знают, насколько они важны для производства небольших устройств и гаджетов.

Различные методы пайки BGA проверены многократно.Так что вам не нужно беспокоиться о его последствиях. Кроме того, припой BGA считается более надежным, чем припой корпуса SMD. Одним из наиболее эффективных способов пайки является пайка оплавлением.

Метод пайки оплавлением: в этом методе температура сборки печатной платы устанавливается так, чтобы расплавить шарики припоя под компонентами BGA. Все шарики припоя содержат определенное количество припоя, обычно 18, 24 или 30 мил. При нагревании платы припой плавится из-за BGA-корпуса, помещенного в печь оплавления.

Как проверить паяное соединение BGA?

Осмотр паяного соединения BGA — довольно сложная задача. Основная причина этого в том, что припой не виден снаружи. Однако вы можете найти их с помощью рентгеновских снимков паяных соединений. Рентген позволит более точно узнать расположение суставов.

Какие этапы пайки BGA выполняются вручную?

Источник: control-messe.de

Если вы планируете пайку BGA вручную, вам необходимо выполнить следующие действия:

• Используйте горячий воздух: в начале процесса температура должна быть немного высокой.Для этого можно использовать горячий воздух.

• Удаление пакета BGA: Следующим шагом является удаление пакета BGA. Также очистите доску и ее подушку. Вам нужно убедиться, что на плате нет лишнего припоя.

• Нанесите флюсовую пасту: Флюсовая паста полезна в процессе, потому что она эффективна для склеивания шариков. Проблемы могут возникнуть, если их не исправить правильно.

• Необходимо правильное размещение: все шары должны быть правильно размещены на подушке, если вы не хотите ошибаться.После этого на шарики наденьте пакет BGA после нанесения флюсовой пасты.

• Нагрейте корпус: последний шаг — нагреть BGA горячим воздухом снизу с обеих сторон (т. Е. Сверху и снизу). Таким образом, все шарики расплавятся, и ваша пайка будет завершена.

Какие меры предосторожности необходимо соблюдать во время пайки?

Источник: enacademic.com

Процесс пайки может показаться простой задачей. Но это не так. Некоторые проблемы могут возникнуть, если вы не соблюдаете следующие меры предосторожности:

• Достаточное количество тепла: должно быть хорошее количество тепла.Иначе шарики не растают, и весь ваш тяжелый труд будет потрачен зря. Очень важно использовать качественный нагнетатель горячего воздуха.

• Следите за температурой: стыки будут прочными, если вы позаботитесь о температуре после нагрева упаковки.

Итог

В заключение хотелось бы сказать, что пайка BGA — сложная для понимания процедура. Лучше других это знают только профессионалы в этой области. Мы надеемся, что эта статья оказалась для вас полезной и информативной.

Паяльная станция BGA | Паяльная станция FR 811 BGA

Станция для ремонта BGA (Ball Grid Array) играет жизненно важную роль в ремонте печатных плат и их модификации. Эта паяльная станция полезна для ремонта, удаления дефектов или замены и реверсирования компонентов по мере необходимости.

Что такое BGA?

Он широко известен как BALL GRID ARRAY и представляет собой форму корпуса для поверхностного монтажа в ИС (интегральных схемах).

В BGA соединенные между собой контакты могут быть размещены в плоском или двухрядном корпусе.Корпуса BGA используются для постоянного монтажа микропроцессоров.

Эти паяльные станции также известны как паяльная станция SMT (технология поверхностного монтажа) или паяльная станция SMD (устройство поверхностного монтажа) .

Они также могут ремонтировать микросхемы с корпусом массива столбцов, корпусами в масштабе микросхемы, массивами наземных сетей, квадроциклами и многим другим.

Каковы преимущества паяльной станции BGA?

Паяльные станции BGA обладают замечательными преимуществами

• ЭФФЕКТИВНОСТЬ — Они поставляются со специализированными инструментами и позволяют техническим специалистам выполнять работу эффективно.
• VOLUME — Правильная станция поможет справиться с большим объемом доработок печатных плат разных размеров.
• ТОЧНОСТЬ — Помогает достичь необходимой точности для безопасного и точного выполнения работы без каких-либо повреждений.
• COST — Затраты на ремонтную станцию ​​BGA действительно окупаются. Продлевает срок службы печатной платы.

Использует

Имеет множество различных применений в области изменения и ремонта печатных плат.

1. Поврежденные детали

В печатной плате различные части могут быть повреждены из-за чрезмерного нагрева или удаления какой-либо части. BGA помогает исправить неисправные детали.

2. Обновление

Техникам необходимо заменить любую деталь или обновить любую деталь до печатной платы, поэтому для этой ремонтной станции BGA требуется.

3. Неправильная сборка

Если во время процесса происходит неправильная ориентация компонентов из-за теплового профиля, печатную плату необходимо повторно обработать, чтобы удалить неправильный узел.

Паяльная станция Sumitron

Если вы хотите купить ремонтную станцию, sumitron.com — это универсальный пункт назначения для всех ваших промышленных нужд, будь то Mobile — ремонт материнской платы ноутбука , промышленные операции, такие как пайка-распайка , смешивание, и т. Д.

.