Пайка и ремонт BGA: инструменты, материалы, приспособления

Отличительной особенностью электронных технологий последнего времени является всё большее уплотнение монтажа компонентов и микросхем, что стало причиной появления корпусов типа BGA (англ. Ball grid array — массив шариков). Этот самый массив находится под корпусом микросхемы, что позволяет разместить большое количество выводов в малом объеме (корпуса).

Подобная микроминиатюризация зачастую оборачивается известными неудобствами, вызванными сложностью ремонта (пайки) элементов, размещённых в таком корпусе.

При их пайке обрабатывается сразу несколько контактных ножек и площадок, располагаемых под нижней частью цифрового контроллера или небольшого по размерам чипа. Действовать с ними следует очень аккуратно, пайка требует специализированного оборудования, навыков, знания технологий и профессионализма.

Технология ремонта BGA

Пайка BGA микросхем или реболлинг (reballing) – это процесс восстановления массива из шариков на нижней площадке платы.

У нас данный термин не очень прижился и сами специалисты этот процесс ремонта называют просто «перекаткой» контактных шариков. Необходимость в этой процедуре возникает в случаях, когда требуется заменить сгоревшую микросхему, предварительно выпаяв её с посадочного места. Саму процедуру можно разделить на основные этапы:

• демонтаж неисправного микроэлемента после предварительного нагрева;
• очистка несущей платы от остатков старого припоя;
• накатывание новых контактных выводов;
• установка компонента на место.

Следует отметить, что качество пайки значительно отличается при работе на профессиональных паяльных станциях и в домашних условиях на кустарных приспособлениях. К тому же, BGA пайка требует опыта, знания элементной базы, хорошего глазомера и качественных расходных элементов. Имея профессиональную станцию, ремонт станет значительно проще и пройдет в полуавтоматическом режиме.

Для работы с BGA чипами потребуются следующие инструменты, материалы и приспособления:

• паяльная станция с термофеном;
• удобный пинцет;
• специальная паяльная паста и фирменный флюс;
• нужный трафарет для нанесения паяльной пасты;
• липкая лента или экранная оплётка для удаления припоя;

Порядок действий

1. Для качественной пайки BGA-корпусов очень важна предварительная подготовка посадочного места (его ещё называют «рабочей областью»). Ремонтируемая плата помещается на горизонтальную платформу, имеющую нижний подогрев инфракрасным излучателем локального действия. Этот излучатель направляется на отпаиваемый BGA чип. При нижнем нагреве станция следит за температурой. Она не должна превышать 200°С, так как требуется только подогрев припоя для облегчения демонтажа элемента. Сверху нагрев осуществляется горячим воздухом целенаправленного действия. Обычно для чипов средних размеров температуру выставляют в пределах 330–360°С.
   Процедура занимает около минуты. Нагрев осуществляется по краям платы, исключая центр микросхемы. Это требуется для предотвращения перегрева кристалла. Следует учитывать время и интенсивность обработки микросхемы воздухом. Так как компоновка элементов очень плотная, то существует вероятность перегреть соседние элементы. Для этого их укрывают специальной защитной пленкой.
2. После этого можно производить демонтаж микросхемы. Для этого используется «подъемник» чипа, который входит в комплект станции. Данное приспособление необходимо для отделения ремонтируемой микросхемы от печатной платы. Этап очень ответственный. При недостаточном нагреве существует риск оборвать дорожки.
3. Следующим этапом необходимо очистить электронную плату и чип от остатков припоя. Здесь очень важно не испортить паяльную маску, в противном случае возможно растекание припоя по дорожкам. Для удаления используется паяльник с насадкой типа «волна». Его использование эффективно и позволяет добиться максимально качественного результата.
4. Далее технология BGA пайки предусматривает накатывание новых контактных выводов на чипе. Возможно применение готовых шаров. Но зачастую контактная площадка состоит из сотни выводов. Поэтому в промышленном случае используются специализированные трафаретные площадки, в которых закрепляется микросхема. При реболлинге важный элемент – высококачественная паяльная паста. Такие экземпляры при нагревании дают ровный и гладкий шарик. А некачественные пасты распадаются на большое количество мелких шариков.
5. Заключительная процедура пайки BGA микросхемы — установка ее на место. Элемент устанавливается, исходя из шелкографии, нанесенной на саму плату или монтажных меток. Затем микросхема прогревается горячим воздухом и за счет сил поверхностного натяжения от действия расплавленного припоя фиксируется на первоначальном участке демонтажа, занимая «удобную позицию».
На этом ремонтные процедуры завершены. Плата промывается аэрозолю flux-off и проверяется на работоспособность.

Подробнее об особенностях BGA монтажа читайте:

29.01.2021Юрий Суркис

Замена BGA чипа на ноутбуке

Замена BGA чипа на ноутбуке

осуществляется как правило при выходе из строя чипов на материнское плате (Северный мост, Южный мост, Видео чип, Видео память, на некоторых моделях внешняя память). Чипы выходят из строя по разным причинам, вот самые распространенные:

• Перегрев — если не осуществляется профилактическая чистка системы охлаждения ноутбука от пыли, высыхает термопаста, не работает должным образом куллер.
• КЗ (короткое замыкание) — возникает при механических повреждениях, попадании влаги и просто выхода из строя компонента и т.д.

Процесс BGA пайки выполняется на паяльных станциях ТермоПро, Ersa, Магистр, ACHI и т.д. Предварительно нужно осуществить полный разбор ноутбука. Снимаются все наклейки и прочие элементы которые могут отойти от платы при воздействии температуры, так же важным моментом является то что КАТЕГОРИЧЕСКИ необходимо не забыть снять с материнской платы батарейку BIOS, в противном случае батарейка взорвется и может повредить не только плату но и глаза.

Реболлинг BGA чипа — замена шаров на свинцовосодержащие

Плата с помощью специальных стоек или креплений (зависит от того как это реализовано на паяльной станции) крепится на станции, необходимый BGA компонент с двух сторон обрабатывается флюсом и включается подогрев. На станции есть нижний подогрев, как правило по всей плоскости платы, и верхний подогрев — так называемая «башка» подводится на местоположение неисправного компонента. Плата нагревается до определенной температуры (в зависимости от того, какой припой использован — свинцовый или без свинцовый) и инструментом «присоска» снимается неисправный компонент.

После этого на плате в том месте где стоял неисправный компонент, при помощи паяльника и оплетки, с платы снимаются остатки олова до гладкой поверхности. Далее плата охлаждается до комнатной температуры место где стоял неисправный компонент — обрабатывается химическим очистителем, наносится слой флюса, плата крепится обратно на станцию. На участок обработанный флюсом ставим исправный BGA чип и включаем подогрев. «Сажаем» исправный BGA чип (температура посадки опять же зависит от того какой тип припоя был использован), после посадки отключаем подогрев, охлаждаем плату до комнатной температуры и снова обрабатываем исправный компонент и участок вокруг него — химическим очистителем.

Клеим обратно все наклейки, устанавливаем батарейку BIOS, собираем ноутбук.

Пайка BGA чипа замена видео чипа на ноутбуке

BGA пайка

BGA пайка необходима в том случае, когда замена неисправной запчасти не помогает. MOS-LCD предоставляет услуги BGA пайки, осуществляется такой ремонт только высококвалифицированными специалистами, с использованием профессионального оборудования и качественными комплектующими. Данный ремонт требует филигранной точности, поэтому рабочие места мастеров MOS-LCD оборудованы профессиональными микроскопами и хорошим освещением. Перед проведение процедуры BGA пайки всегда осуществляется диагностика устройства, которую мы проводим абсолютно бесплатно.

Для пайки микросхем BGA мы используется специальное новейшее оборудование, особый профессиональный инструмент и специфические составы (флюсы, паяльные пасты и другая профессиональная «химия»). Специалист в наших сервисах помещает плату на инфракрасный преднагреватель, демонтируемый элемент прогревается профессиональным феном до размягчения припоя. Чтобы расположенные по соседству с заменяемой микросхемы не сгорели, их изолируют с помощью термоскотча. «Нерабочая» микросхема удаляется с помощью вакуумного электрического пинцета. Остатки припойных шариков-площадок с платы убираются, нагар удаляется.

Важнейшим вспомогательным средством являются трафареты — универсальные и специализированные, для отдельных микросхем. Трафареты применяются для накатывания новых припойных шариков, посредством которых новые микросхемы крепятся к плате. Этот процесс называется реболлинг, или «перекатка», и его осуществление требует огромного мастерства. После реболлинга микросхему с готовыми шариками снимают с трафарета, выставляют на плату по меткам. И, наконец, последняя операция — пайка микросхем смартфона 

Системная плата подлежит замене крайне редко, но наши мастера могут произвести и такой вид ремонта, если он будет необходим. В большинстве случаев замене подлежат отдельные микросхемы BGA:

• Модуль Wi-Fi
• Графический чип
• Модемная часть, усилители
• Аудио кодек
• Процессор
• Контроллер питания
• Ряд прочих микросхем

Пайка любой сложности и замена элементов BGA

На все сложные ремонты мы предоставляем 90 дней гарантии, в некоторых отдельных случаях обсуждается индивидуально.

BGA это особый вид микросхем, отличающихся от остальных способом крепления к материнской плате. Данные элементы «садятся» на контактные площадки платы при помощи специальных шариков припоя. К BGA чипам относятся северный и южный мосты, видеочип, микросхемы памяти и т.д. При неисправности любой из данных микросхем стабильность работы MacBook невозможна.

Проблемы с BGA микросхемами чаще всего проявляются в следующем:    

• при включении MacBook, запускается куллер, горят индикаторы, но экран остается темным;

• через мгновение после включения MacBook самопроизвольно выключается;

• MacBook раз за разом перезагружается сразу после включения;

• не активны USB порты;

• не работает клавиатура/тачпад;

• нестабильно изображение или вообще отсутствует;

• для включения устройства требуются многочисленные попытки.

Причинами возникновения проблем с BGA микросхемами могут быть: 

• длительный перегрев устройства, вызванный скоплением пыли;

• перегрев от длительной эксплуатации в жару;

• отхождение микросхемы вследствие удара или падения;

• заводской брак;

• коррозия, вызванная залитием устройства.

Особенность дефекта нарушения пайки состоит в том, что поврежденный припой усиливает перегревание, вызывая температурный скачок, приводящий к увеличению площади дефекта. В силу этого, повреждения обладают прогрессирующим характером и требуют скорого вмешательства специалистов.

Пайка или замена BGA микросхем трудоемкий процесс, требующий мастерства, знаний и специальной технической базы. Если у Вас нет в наличии инфракрасной паяльной станции и сертификата мастера BGA пайки микросхем, то лучше доверьтесь мастерам сервисного центра «MacSuper», которые обладают необходимыми навыками работы и имеют высокоточное оборудование для ремонтных процедур.

Специалисты «MacSuper»:

• прогреют плату до необходимой для плавки припоя температуры;

• произведут аккуратный демонтаж поврежденного элемента;

• тщательно очистят плату от остатков припоя;

• произведут замену/пайку BGA микросхем.

Подобные процедуры помогают произвести ремонт материнской платы без ее полной замены. Это значительно сэкономит затраты на ремонт. Ведь стоимость новой материнки практически идентична половине стоимости всего MacBook. Многочисленные форумы утверждают, что при наличии термофена, пинцета, микроскопа и других инструментов можно произвести ремонт даже дома. Но сложность процедуры требует особых, практически ювелирных способностей мастера. Методик пайки великое множество, нарушение технологии чревато порчей системной платы. Не стоит рисковать, доверьтесь «MacSuper» и оградите свое устройство от дополнительных повреждений, вызванных неквалифицированным ремонтом.

Замена BGA-чипа (моста)

Ориентировочные цены на услуги ремонта

Наименование	Цены / ₽
Ремонт цепей питания материнской платы	от 2 500
Замена BGA-чипа (без стоимости чипа)	от 2 500
Пропайка BGA-чипа на ИК станции	1 500

{loadmodule mod_qf3,qf3_Модальная форма}

Мост (чипсет) на материнской плате является самой дорогой микросхемой, и если он поврежден, то подлежит только замене. Замена моста соответственно — довольно дорого стоит, и не все материнские платы достойны этой процедуры. Как правило — замена моста всегда согласовывается с клиентом, и требует взвешенного решения.

Причин выхода чипсета из строя довольно много. Основные из них, как правило:

1. Попадание грозового разряда в домашнюю сеть
2. Использование неисправной периферии (USB, SATA устройства например)
3. Неисправный блок питания, пробой по какой-либо линии питания
4. Некачественное охлаждение чипсета, некачественная замена термопасты
5. Физические повреждения кристалла чипа, сколы на углах кристалла
6. Собственная деградация чипа (от времени например или чрезмерной нагрузки)
7. Отвал чипа от материнской платы (отсутствие некоторых контактов)
8. Залитые жидкостью области чипа или его обвязки и многое другое.

Диагностика моста

Вынести приговор в неисправности чипсета (моста) на материнской плате — не очень простая диагностическая процедура. Очень редко бывает, что неисправность моста явно выражена. Как правило, приходится разбираться с прохождениями сигналов в логике работы платы, делать диагностические замены других узлов на плате, для локализации проблемы, от меньшего к большему, оценивать другие первичные и вторичные признаки поломки чипа. Хотя бывает и довольно просто это определить, например по сильному нагреву чипсета при наличии только дежурного питания от БП, или когда имеется вполне однозначная причина выхода материнской платы из строя, указанная клиентом, которая с большей долей вероятности указывает именно на чипсет.

Как производится замена

Замена чипа не очень сложная процедура, но ответственная, как и любая BGA-пайка. Осуществляется на инфракрасном паяльном оборудовании (Термопро ИК-650) с соблюдением термопрофилей пайки, и с использованием качественных европейских флюсов. Чипы имеются в мастерской в наличии, но в небольших количествах, и может такое случиться, что чип под конкретный ремонт будет заказываться с Китая прям непосредственно после диагностики. По этому возможно ожидание поступления чипа от поставщика в пределах месяца. После пайки проверяется работоспособность всей периферии, завязанной электронно на функции чипсета, и после необходимого тестирования — выдается клиенту, с гарантией.

Наша аппаратура для ремонта и диагностики

Есть вопросы?

Услуги BGA монтажа плат | Точка Пайки

Политика конфиденциальности сайта SolderPoint.ru

Мы признаем важность конфиденциальности информации. В этом документе описывается, какую личную информацию мы получаем и собираем, когда Вы пользуетесь сайтом SolderPoint.ru. Мы надеемся, что эти сведения помогут Вам принимать осознанные решения в отношении предоставляемой нам личной информации.

Политика конфиденциальности объясняет:

• • какие данные мы собираем и зачем;
• • как мы используем собранные данные;
• • какие существуют варианты доступа к данным и их обновления.

Общедоступная информация

Если Вы просто просматриваете сайт, информация о Вас не собирается и не публикуется на сайте.

Какую информацию мы собираем?

Мы собираем информацию об имени, телефоне и адресе электронной почте только тех посетителей нашего сайта, которые заполнили любую из форм на нашем сайте.

Как мы используем собранные данные

Ваше добровольное согласие оставить имя, телефон и адрес электронной почты подтверждается путем ввода вашего имени, телефона и/или адреса электронной почты в соответствующую форму. Информация, собранная после отправки формы на сайте (а именно: имя, телефон и e-mail адрес) нигде не публикуется и не доступна другим посетителям сайта. Имя используется для личного обращения к Вам, а телефон и адрес электронной почты — для уточнения вопросов. При необходимости использовать ваши данные для целей, не упомянутых в настоящей политике конфиденциальности, мы всегда запрашиваем предварительное согласие на это.

Условия обработки и её передачи третьим лицам

Ваши Имя, телефон и адрес электронной почты никогда, ни при каких условиях не будут переданы третьим лицам, за исключением случаев, связанных с исполнением действующего законодательства.

Протоколирование

При каждом посещении сайта наши серверы автоматически записывают информацию, которую Ваш браузер передает при посещении веб-страниц. Как правило эта информация включает запрашиваемую веб-страницу, IP-адрес компьютера, тип браузера, языковые настройки браузера, дату и время запроса, а также один или несколько файлов cookie, которые позволяют точно идентифицировать Ваш браузер.

Куки (Cookie)

На сайте используются куки (Cookies), происходит сбор данных о посетителях с помощью сервисов Яндекс Метрика, Google Analytics. Эти данные служат для сбора информации о действиях посетителей на сайте, для улучшения качества его содержания и возможностей. В любое время Вы можете изменить параметры в настройках Вашего браузера таким образом, чтобы браузер перестал сохранять все файлы cookie, а, так же оповещал их об отправке. При этом следует учесть, что в этом случае некоторые сервисы и функции могут перестать работать.

Изменение Политики конфиденциальности

На этой странице Вы сможете узнать о любых изменениях данной политики конфиденциальности. В особых случаях, Вам будет выслана информация на Ваш адрес электронной почты.

BGA монтаж во Владимире

Компьютерный сервис “Тех-Ребут” осуществляет качественную и оперативную пайку печатных плат.

Нами используется настольная паяльная станция «Термопро», предназначенная для пайки по термо-профилю SMD-компонентов. Пайка осуществляется контактным способом. При этом печатная плата укладывается на рабочую поверхность термостола, а равномерный прогрев платы происходит снизу, что позволяет донести тепловую энергию непосредственно в зону контакта выводов компонентов с печатной платой.

Автоматическое компьютеризированное управление процессом пайки по заданному термо-профилю позволяет не только создавать и отлаживать термопрофили под конкретную плату, но также осуществлять экспресс пайку по термо-профилю без отладки в режиме обратной связи.

Благодаря строгому соблюдению температурных режимов, этот способ пайки показал хорошие результаты. Технология пайки по термо-профилю обеспечивает работу как с традиционными припоями, так и с бессвинцовыми.

Замена BGA чипов

Микросхему устанавливают на плату, затем нагревают с помощью паяльной станции так, что шарики начинают плавиться. Поверхностное натяжение заставляет расплавленный припой зафиксировать микросхему ровно над тем местом, где она должна находиться на плате. Сочетание определённого припоя, температуры пайки, флюса и паяльной маски не позволяет шарикам полностью деформироваться. Получается надёжный контакт.

Перепайка BGA микросхем во Владимире (Замена видео-чипа,южного моста,северного моста,и др.)

Перепайка BGA микросхем начинается с оформления Бланка-заказа, в котором отражаются видимые дефекты и неисправности, которые записываются со слов клиента. В процессе диагностики проверяется заявленная неисправность и определяются маркировка необходимых для замены микросхем, которые затем подбирается у нас на складе.

Стоимость ремонта и перепайки печатных плат ноутбука определяется в соответствии с установленными расценками, ремонт выполняется только после того, как клиент даст согласие на его проведение. После того как ремонт выполнен, техника проходит контроль, где на тестах проверяется качество выполненного ремонта и выявляются другие недостатки, требующие устранения.

Сроки выполнения работ определяются после диагностики и зависят от сложности ремонта, вида неисправности и наличия необходимых запчастей для ремонта ноутбука.

 

Мы предоставляем гарантию на все виды работ. Запаяем как надо звони!

 

 

Почему нужно ремонтировать ноутбук именно у нас?

Если не устраним поломку — заплатим Вам 1000р за потраченное время.

 

Скидки посредникам!

Срочный ремонт ноутбука во Владимире. Быстро,качественно,недорого.

 

Мы ценим время своих клиентов и понимаем насколько важно осуществлять ремонты в максимально короткие сроки. Если Вам необходимо быстро решить свои проблемы с ноутбуком не ищите долго адреса сервисных центров по ремонту ноутбуков ,а привозите его сразу к нам, по адресу: г.Владимир,ул. Луначарского 13

Мы производим диагностику, ремонт, восстановление всех типов ноутбуков. Мы осуществляем ремонт как аппаратной части ноутбуков, так и программной.

Если Ваш ноутбук перестал включаться, перегревается, тормозит, зависает или необходимо заменить экран ноутбука — Вы попали по адресу.

Мы постоянно совершенствуем наши методы ремонта ноутбуков, увеличиваем ассортимент комплектующих, что позволяет предоставить Вам качественные услуги за разумные деньги.

Наши телефоны: +7 (930) 830-13-29 ;+7(4922)49-42-42

 

 

Что Вам нужно сделать?

Как паять массивы шариковых решеток BGA »Примечания по электронике

Сборка печатной платы с использованием массивов шариковых решеток, BGA требует немного большей осторожности, так как контакты, подлежащие пайке, находятся под основной микросхемой и их нельзя увидеть, когда они на месте.

---

Пайка SMT Включает:
Методы пайки SMT Пайка волной Пайка оплавлением Пайка BGA Что такое паяльная паста и как ее использовать

См. Также: Основы пайки Ручная пайка: как паять Паяльники Инструменты для пайки Припой — что это такое и как пользоваться Распайка — секреты, как правильно сделать Паяные соединения

---

На первый взгляд, пайка решеток шариков BGA может показаться сложной задачей, поскольку шарики припоя, которые припаиваются к печатной плате, зажаты между самим корпусом BGA и печатной платой.

Однако доказано, что сборка печатной платы с использованием BGA работает и работает хорошо. Процесс пайки и другие участки сборки печатной платы могут потребовать незначительных изменений, но преимущества от использования BGA оказались весьма значительными как с точки зрения надежности, так и с точки зрения производительности.

Ball Grid Array, BGA был представлен в результате значительного увеличения количества выводов на многих микросхемах. Штифты на держателях, таких как Quad Flat Pack, стали очень хрупкими, и их легко повредить.Кроме того, разводка печатной платы была затруднена из-за непосредственной близости многих выводов. Использование всей нижней стороны микросхемы позволило решить проблему плотности на хрупких выводах микросхемы за один раз.

Компоненты BGA представляют собой гораздо лучшее решение для многих плат, но при пайке компонентов BGA требуется осторожность в процессе сборки печатной платы, чтобы обеспечить правильную пайку BGA и правильное выполнение всех соединений.

BGA

: вид сверху и снизу Что такое массив шариковых решеток?

Ball Grid Array или BGA — это корпус, сильно отличающийся от тех, которые используют штыри, такие как плоский корпус с четырьмя разъемами.Контакты корпуса BGA расположены в виде сетки, отсюда и название. В дополнение к этому, вместо того, чтобы иметь более традиционные проволочные штыри для соединений, вместо них используются контактные площадки с шариками припоя. На печатной плате, PCB, на которой должны быть установлены компоненты BGA, имеется соответствующий набор медных контактных площадок для обеспечения необходимой связи.

Корпуса

BGA обладают множеством преимуществ по сравнению с их конкурентами с четырьмя плоскими корпусами, и в результате они все чаще используются для производства электронных схем:

• Усовершенствованная конструкция печатной платы в результате более низкой плотности дорожек: Плотность дорожек вокруг многих пакетов, таких как четырехконтактный плоский пакет, становится очень высокой из-за очень близкого расположения выводов.BGA распределяет контакты по всей площади корпуса, что значительно снижает проблему.
• Корпус BGA надежен: Пакеты, такие как плоский блок с четырьмя пластинами, имеют очень тонкие штыри, и их легко повредить даже при самом осторожном обращении. Их практически невозможно отремонтировать, если штифты погнуты из-за их очень мелкого шага. BGA не страдают от этого, поскольку соединения выполняются с помощью контактных площадок с шариками припоя BGA, которые очень трудно повредить.
• Более низкое тепловое сопротивление: BGA обеспечивают более низкое тепловое сопротивление между самим кремниевым кристаллом, чем четырехканальные устройства в плоском корпусе. Это позволяет быстрее и эффективнее отводить тепло, выделяемое интегральной схемой внутри корпуса, из устройства на печатную плату.
• Улучшенные высокоскоростные характеристики: Так как проводники находятся на нижней стороне держателя микросхемы. Это означает, что провода внутри чипа короче.Соответственно, уровни нежелательной индуктивности выводов ниже, и, таким образом, устройства Ball Grid Array могут предложить более высокий уровень производительности, чем их аналоги QFP.

процесс пайки BGA

Одним из первоначальных опасений по поводу использования компонентов BGA была их способность к пайке и возможность сделать пайку компонентов BGA столь же надежной, как паяльные устройства с использованием более традиционных форм соединения. Поскольку прокладки находятся под устройством и не видны, необходимо убедиться, что используется правильный процесс и он полностью оптимизирован.Осмотр и переделка тоже вызывали беспокойство.

К счастью, методы пайки BGA оказались очень надежными, и после правильной настройки процесса надежность пайки BGA, как правило, выше, чем у четверных плоских корпусов. Это означает, что любая сборка BGA имеет тенденцию быть более надежной. Поэтому его использование в настоящее время широко распространено как при сборке печатных плат массового производства, так и при сборке прототипов печатных плат, где разрабатываются схемы.

Для пайки BGA используются методы оплавления.Причина этого в том, что всю сборку необходимо нагреть до температуры, при которой припой расплавится под самими компонентами BGA. Этого можно добиться только с помощью техники оплавления.

Для пайки BGA шарики припоя на корпусе имеют очень тщательно контролируемое количество припоя, и при нагревании в процессе пайки припой плавится. Поверхностное натяжение заставляет расплавленный припой удерживать корпус в правильном совмещении с печатной платой, в то время как припой охлаждается и затвердевает.

Состав припоя и температура пайки тщательно подбираются таким образом, чтобы припой не плавился полностью, а оставался полужидким, позволяя каждому шарику оставаться отдельно от своих соседей.

Проверка пайки BGA

Проверка BGA — одна из областей процесса сборки печатной платы, которая вызвала значительный интерес, когда были впервые представлены BGA.

Осмотр

BGA невозможно выполнить обычным способом с использованием простых оптических методов, потому что, совершенно очевидно, паяные соединения находятся под компонентами BGA и их не видно.

Это вызвало значительную степень беспокойства по поводу технологии, когда она была впервые представлена, и многие производители провели тесты, чтобы убедиться, что они могут удовлетворительно паять компоненты BGA. Основная проблема при пайке компонентов BGA заключается в том, что необходимо приложить достаточное количество тепла, чтобы все шарики в сетке расплавились в достаточной степени, чтобы каждое паяное соединение BGA было выполнено надлежащим образом.

Паяные соединения не могут быть полностью протестированы путем проверки электрических характеристик.Хотя эта форма тестирования процесса пайки BGA покажет проводимость в то время, она не дает полной картины того, как процесс пайки BGA был успешным. Возможно, что соединение не будет выполнено должным образом и со временем оно выйдет из строя. Для этого единственным удовлетворительным средством проверки является форма проверки BGA с использованием рентгеновских лучей. Эта форма проверки BGA позволяет смотреть через устройство на паяное соединение внизу. В результате автоматизированный рентгеновский контроль, AXI стал основной технологией для проверки сборок печатных плат, содержащих BGA.

К счастью, выяснилось, что после правильной настройки теплового профиля для паяльной машины компоненты BGA паяются очень хорошо, и при пайке BGA возникает мало проблем.

Переделка BGA

Как и следовало ожидать, переделать сборки BGA непросто, если нет подходящего оборудования. Если есть подозрение, что компонент BGA неисправен, его можно удалить. Это достигается путем локального нагрева компонента BGA для расплавления припоя под ним.

В процессе восстановления BGA нагрев часто достигается на специализированной ремонтной станции. Он состоит из приспособления, снабженного инфракрасным нагревателем, термопары для контроля температуры и вакуумного устройства для подъема упаковки. Необходимо тщательно следить за тем, чтобы нагревался и снимался только BGA. На другие устройства поблизости необходимо как можно меньше воздействовать, иначе они могут быть повреждены.

Технология

BGA в целом и, в частности, процесс пайки BGA зарекомендовали себя как очень успешные с момента своего появления.Теперь они являются неотъемлемой частью процесса сборки печатных плат, используемого в большинстве компаний для массового производства и сборки прототипов печатных плат.

Другие строительные идеи и концепции:
Пайка Пайка компонентов SMT ESD — электростатический разряд Производство печатных плат Сборка печатной платы
Вернуться в меню «Строительные методы». . .

A Define: Компоненты BGA и процесс пайки BGA | Производство печатных плат и сборка печатных плат

BGA (Ball Grid Array) является развитием PGA (Pin Prig Array).Это SMT технологии поверхностного монтажа (ссылка на статьи SMT). В гонке за уменьшением размеров микросхем возросла потребность в технологии корпусов высокой плотности, поэтому контакты превратились в контактные площадки. Эти площадки нужно припаять шариками припоя. Мы рассмотрим преимущества технологии BGA, процесса пайки печатных плат и некоторых трудностей, с которыми он сталкивается.

Технология BGA

Вместо выводов BGA используются шарики припоя. Это обеспечивает более высокую надежность сборки прототипа SMT и позволяет достичь меньшего шага шариков, что увеличивает плотность миниатюризации.Шаг шаров, расстояние от центра одного шара до центра следующего определяет, какой тип технологии BGA мы используем. Шаг в один миллиметр — это стандартный BGA, если мы идем меньше, чем то, что мы говорим о micro-BGA. Micro-BGA имеет шаг 0,6, 0,4 и даже 0,3 мм.

Каждый BGA будет идентифицироваться по количеству сокетов, которые содержат, например, BGA 370 означает 370 разъемов. Пакет BGA ic содержит печатную плату, на которой размещается кремниевый кристалл, это высококачественная печатная плата, аналогичная той, которая используется для материнских плат.Обычно в качестве субстрата БТ используется армированный волокном материал (бисмалеимид-триазин). Когда требуется большая гибкость, также доступна полиимидная лента. Проводники представляют собой следы, протравленные в медной фольге, приклеенной к полимерной подложке. Использование межсоединений с гальваническим покрытием позволяет использовать несколько уровней межсоединений.

BGA доступны в пластиковом или керамическом корпусе, другой вариант — BGA с металлическим сердечником. Более низкая стоимость пластиковых корпусов делает их более широко используемыми. Керамические корпуса широко используются в телекоммуникациях, тестируемом оборудовании и ноутбуках.Металлический сердечник позволяет использовать больше схем, чем другие упомянутые варианты, мини-схемы могут быть размещены внутри корпуса BGA, это дополнение к обычному количеству шариков и схем, которые уже есть.

Технологические преимущества BGA

У нас есть веские причины для выбора этой технологии, большинство из них указано в списке ниже:

• Более высокая плотность выводов : Теперь мы можем иметь сотни выводов в одном корпусе без ущерба для качества пайки и надежности корпуса.

• Выводы с меньшей индуктивностью: нежелательная индуктивность прямо пропорциональна расстоянию, поэтому меньшая длина выводов обеспечивает меньшую нежелательную индуктивность.

• Лучшая теплопроводность: Меньшее расстояние между выводами обеспечивает меньшее тепловое сопротивление, а также в результате обеспечивает лучший поток и теплопроводность между двумя компонентами, что обеспечивает лучшую теплопроводность через плату.

• Повышенная производительность: В результате объединены все вышеупомянутые преимущества.Лучшие электрические характеристики по сравнению с другими технологиями упаковки ИС. Также обеспечивает превосходную производительность на высокой скорости.

Недостатки корпуса BGA

• Несоответствующие соединения: Поскольку соединение выполнено с помощью шариков припоя, а не выводов, эти элементы не обладают гибкостью, поэтому они механически несовместимы. Механическое или термическое напряжение может привести к разрушению паяных соединений. Во всяком случае, уже применялись различные методы, позволяющие уменьшить этот недостаток.Например, просто для наименования одного из них в пакет добавлен соответствующий слой, который позволяет шарикам физически перемещаться по отношению к пакету.

• Сложный контроль: Потенциальные неисправности стало трудно идентифицировать и исправить, поскольку паяное соединение не находится на поверхности, как в других технологиях сборки. Для этого типа контроля необходим рентгеновский снимок, это увеличивает время и затраты на контроль.

• Посложнее для прототипирования и разработки Пример: Представьте себе, что использовать этот тип припоя для разработки BGA непрактично, вместо него используются розетки.Розетка ненадежна

• Дороже: Затраты на процесс натыкания, подложку и осмотр становятся выше по сравнению с пакетом QFN.

Технологии пайки компонентов BGA

Простое объяснение процесса пайки BGA:

1. Паяльная паста печатается на матрице контактных площадок на печатной плате, это может быть трафарет или флюс, нанесенный на контактную площадку.

2. Автоматическая машина размещает компоненты BGA на печатной плате, здесь выравнивание имеет решающее значение.

3. Печатная плата готова к пайке оплавлением в печи для пайки оплавлением.

Ключевые факторы, которые следует учитывать при пайке BGA

Хранение компонентов BGA

BGA — это термочувствительные и влажностные компоненты. Условия хранения должны быть сухими и с регулируемой температурой. Обычно используются температуры от 20 ° C до 25 ° C и относительная влажность менее 10%. Рекомендуемым вариантом будет газообразный азот.

Компоненты

BGA следует использовать через 8 часов после вскрытия упаковки. Ii — это обычная ошибка в процессе превышения этого временного лимита. Температура выпечки составляет около 125 ° C. Более низкая температура не приведет к правильному осушению, в то время как более высокая температура, чем необходимо, может повлиять на металлографическую структуру между шариками припоя и компонентами

Трафаретная печать

Трафареты для печатных плат

изготовлены из нержавеющей стали, их толщина, размеры апертур и использование рамочных или не обрамленных трафаретов очень важны для обеспечения правильного и точного нанесения паяльной пасты на плату.Толщина трафарета должна быть ограничена в пределах обычного диапазона от 0,12 мм до 0,15 мм и вырезана лазером.

Слишком много пасты может привести к разрыву между шариками BGA с мелким шагом, а слишком мало пасты — недостаточное смачивание и холодные паяные соединения. Требуется балансировка смачивания за счет обеспечения достаточного флюса. Диапазон давления будет от 35 Н до 100 Н, а скорость печати от 10 мм / с до 25 мм / с

Паяльная паста

В этом процессе важно не только качество, но и правильный диаметр частиц.Что касается качества, мы рассчитываем на отличные возможности печати и пайки, а также на меньшее загрязнение.

Частицы припоя должны соответствовать размеру контактной площадки и выводов. Мы могли бы подумать, что чем меньше шаг, тем меньше размер частицы, но это не всегда так прямолинейно, это соотношение, и в каждом случае будут рассмотрены особые соображения. В качестве общей рекомендации паяльная паста с диаметром частиц менее 45 мкм удовлетворит обе потребности

Размещение и монтаж компонентов BGA

Точный монтаж здесь имеет решающее значение, хотя шарики припоя будут самоцентрироваться, нам необходимо выполнить эту операцию с высокой точностью.Для этого используется паяльная станция BGA / CSP и устройство для монтажа чипа, точность монтажа чипа достигает примерно 0,001 мм. Припой можно осматривать, выявляя дефект копланарности и распознавая некоторые другие дефекты, такие как отсутствие шариков. Устанавливаются локальные реперные метки или пара линий сгиба в качестве реперных меток для ручной проверки после сборки.

Идя дальше в обеспечении паяемости, компоненты BGA могут регулироваться по высоте от 25,41 мкм до 50,8 мкм, также мы применили в течение 400 мс вакуумную систему отключения с задержкой.Таким образом, шарики припоя и паяльная паста контактируют друг с другом и уменьшаются объемы пайки компонентов BGA.

Пайка оплавлением

Это наиболее сложная для контроля фаза, а также проблема, которую необходимо решить, заключается в том, что температурные кривые оплавления BGA не совсем такие же, как в SMD, так и в BGA. Настройка температурной кривой имеет решающее значение в процессе формирования паяльных соединений. Так что об этом действительно стоит позаботиться.

Переделка BGA

После пайки процесс включает передаточную станцию.Здесь каждый чип может быть переработан независимо, так что компоненты BGA больше никогда не будут использоваться после того, как они будут демонтированы с печатной платы. Сопло обратного потока горячего воздуха подходящего размера используется для покрытия области BGA без воздействия на окружающие компоненты

Проверка пайки BGA

Могут появиться дефекты припоя другого типа. Открытое паяное соединение могло быть результатом недостаточной температуры во время оплавления.Это связано с существованием не свернувшегося шара. Также у нас могут быть прерывистые соединения, известные как BIC (прерывистые соединения BGA). Это вызовет случайный сбой, который будет очень трудно обнаружить после полной сборки печатной платы. Шарики могут треснуть, что приведет к короткому замыканию или обрыву.

Рентгеновский контроль в технологии BGA

Поскольку стыки не находятся на поверхности, для гарантии качества необходим другой метод, поэтому применяются рентгеновские технологии.2D-контроль ищет трещины, перемычки, плохое совмещение или недостаточный припой. это недорогой вариант. Рентгеновское решение 5D также сравнит проверенную печатную плату с файлом CAD. Мы можем проанализировать три отдельных среза между BGA и шариками припоя, также проникнуть внутрь шариков припоя и глубоко проанализировать соединение между шариками и контактной площадкой. инженеры могут найти недостатки, которые с использованием другой техники были бы невозможны.

BGA Rework — с паяльной пастой или без нее

Нанесение отпечатка свежей паяльной пасты после удаления BGA на печатной плате является преимуществом.В конце концов, это лучше повторяет оригинальный процесс сборки на линии SMT. Документально подтверждено, что смачивающие свойства бессвинцового припоя сильно отличаются от оловянно-свинцового припоя. Из-за этой проблемы «не мокрого» флюс во вновь нанесенном припое, безусловно, поможет новому BGA припаять все контактные площадки более эффективно. Кто-то может возразить, что достаточно просто применить флюс. И я согласен, можно использовать только флюс, но с большой площадью BGA и неподтвержденным объемом припоя, оставленным на печатной плате, больше шансов на успех с припоем, напечатанным на печатной плате.При использовании олова / свинца проблема смачивания шарика подушкой остается неизменной. Но припой олово / свинец немного более щадящий как с точки зрения выравнивания, так и с точки зрения смачивания. Finetech работала с рядом клиентов, особенно в автомобильной промышленности, где они предпочли не применять новый припой в процессе доработки. В некоторых случаях переработка в азоте также улучшит этот процесс. Заказчики будут полагаться только на существующий припой, оставленный на печатной плате со свежим отложение флюса. Тысячи и тысячи досок были переработаны этим методом без каких-либо проблем с целостностью, о которых я знаю.Важно провести план экспериментов с обоими сценариями. В зависимости от типа продукта объем (или его отсутствие) может вызвать проблемы с влажностью или тестированием цикла горячей / холодной температуры. Клиенты, с которыми работал Finetech, провели те же эксперименты и доказали, что целостность паяного соединения сохраняется. Распространенная проблема с густонаселенной сборкой — это на самом деле попадание припоя на контактные площадки. На рынке представлены различные решения для мини-трафаретов, и Finetech создала модуль прямой компонентной печати без использования рук.Первоначально разработанный для переделки QFN / MLF, с тщательным дизайном трафарета, клиенты используют этот модуль для печати паяльной пасты на шариках BGA нового компонента. Система доработки берет компонент, выравнивает и размещает BGA. Нил О’Брайен Директор по продажам Finetech Нил О’Брайен работает в области электронного производственного оборудования более пятнадцати лет и в настоящее время является директором по продажам Finetech, производителя систем прецизионной доработки и ремонта. умирают скрепы. В большинстве случаев доработка BGA может быть достигнута, и зачастую она более надежна, без добавления паяльной пасты (т. Е. С использованием только шариков припоя). Это предполагает хорошую подготовку площадки и надлежащий процесс флюса. В случаях, когда могут возникнуть проблемы с плоскостностью, может быть полезна паяльная паста. Это часто наблюдается с металлической крышкой разъемов / гнезд BGA и BGA. Добавляя припой к устройству BGA, мы обнаружили, что гораздо проще и надежнее добавить прошлое к компоненту, а не к плате.Большинство поставщиков систем переделки предлагают приспособления для выполнения этого процесса. Дон Науглер Генеральный директор VJ Technologies, Inc. Дон — генеральный директор VJ Technologies, Inc., ведущего производителя оборудования для рентгеновского контроля и ремонта для промышленности электроники. Он имеет более чем 20-летний опыт разработки, производства и поддержки широкого спектра основного оборудования. Мои данные для приложений с оловянным свинцом, флюс должен работать нормально для луженых контактных площадок, но для бессвинцовых контактных площадок вы хотите нанести пасту на контактную площадку печатной платы или пасту на шарик BGA. В последнее время я заметил интерес к нанесению пасты на сам шарик BGA, что устраняет проблему плотно упакованных компонентов рядом с корпусом BGA при использовании мини-трафарета для печати тампонной пастой. Билл Коулман Вице-президент по технологиям Фототрафарет Более 18 лет Dr.Коулман был вице-президентом по технологиям Photo Stencil, тесно сотрудничая с клиентами, чтобы понять их требования к печати. Его усилия привели к созданию нескольких новых трафаретов. На мой взгляд, лучше всего попытаться воспроизвести исходный процесс SMT во время переделки. Следовательно, можно было бы использовать пасту во время переделки, хотя многие этого не делают. Однако в бессвинцовых приложениях, где создать хорошее паяное соединение труднее, может помочь добавление паяльной пасты.Основные функции паяльной пасты — во время переделки BGA — заключаются в обеспечении флюса, необходимого для оплавления, в создании хороших смачиваемых соединений, а также в устранении любых проблем с компланарностью. К сожалению, нанести пасту на плату сложно из-за недостатка места вокруг BGA-узла. Поэтому многие люди сейчас используют систему на основе трафаретов для нанесения пасты на шарики BGA (CPF — компонентная рамка для печати). Проблема с CPF заключается в том, что теперь может возникнуть «проблема отсутствия пасты» (трудно нанести достаточное количество пасты на шарики BGA)… что означает, что будет недостаток флюса … так что это затем компенсируется нанесением небольшого количества жидкого флюса на печатную плату в дополнение к пасте на BGA. Роджер Гиббс Управляющий директор PDR Двадцать лет назад г-н Гиббс, управляющий директор PDR, создал первую систему доработки, основанную на энергии сфокусированного инфракрасного света. У PDR теперь есть глобальный список установщиков из 3500 ведущих OEM-производителей и поставщиков EMS. Хотя вы можете повторно подключить новый BGA и пройти электрические тесты, вы можете вызвать проблемы с надежностью позже по двум причинам. Когда вы снимаете старый BGA, вместе с ним удаляется и часть припоя. Когда вы устанавливаете новый BGA, может не хватить припоя для надежного соединения. Олово на подушке не имеет флюса. Без достаточного количества флюса вы можете получить окисление и получить ненадежное паяное соединение. Я бы рекомендовал повторно нанести припой. Если мини-трафарет непрактичен на заполненной плате, вы можете рассмотреть возможность повторного нанесения припоя. В зависимости от процесса вы можете получить излишки припоя и перемычки. Количество, вероятно, будет варьироваться от планшета к планшету. Если вы столкнетесь с этим, вы можете подумать об удалении излишка припоя перед повторным нанесением правильного количества. Алан Льюис Директор по разработке приложений Asymtek Mr.Льюис проработал в The Aerospace Corporation 6 лет, прежде чем присоединиться к Asymtek в 1993 году. Он имеет несколько патентов на технологию дозирования для сборки и упаковки электроники. Он имеет степень магистра машиностроения Университета Миссури-Ролла. ПРИМЕЧАНИЕ: г-н Льюис больше не работает в Asymtek. Лучшим способом является удаление компонента, удаление старого припоя с платы с помощью распаянной оплетки и системы пайки с регулируемой мощностью и фиксированной температурой, оснащенной острием лезвия.Это обеспечит ровность участка. Затем очистите старый флюс от печатной платы одобренным растворителем. Теперь, если вы используете паяльную пасту, вам нужно нанести паяльную пасту непосредственно на шарики припоя на компоненте, используя пластину с паяльной пастой. Если вы предпочитаете пастообразный флюс, вам необходимо нанести флюс с помощью погружной пластины для флюса, чтобы обеспечить равномерное и повторяемое нанесение. Поместите компонент и оплавьте деталь на конвекционном паяльном станке. Эти шаги обеспечат качественную и надежную переработанную печатную плату. Эдвард Замборски Региональный менеджер по продажам OK International Inc. Г-н Замборский является одним из технических консультантов OK в группе разработки продуктов. Эд является автором статей и статей по таким темам, как; Сборка SMT небольшого объема, удаление дыма припоя, восстановление SMT, восстановление BGA, ручная пайка бессвинцовой пайки, визуальный осмотр без свинца и переделка бессвинцовой матрицы. Комментарий читателя Я должен сказать, что для любого приложения BGA самый простой способ — использовать пасту, разработанную для технологии POP.Это работает как мечта, и я просто не знаю, почему все поставщики не продвигают этот продукт как переделанный. Даже с учетом более высокой цены он значительно упрощает жизнь. Боб Уиллис, bobwillisonline.com, Великобритания Как уже отмечалось выше, использование процесса доработки, наиболее точно повторяющего исходный производственный процесс, всегда является предпочтительным. Хотя нанесение пасты по трафарету на подготовленный участок BGA может показаться простым, это, без сомнения, операция, для успешного выполнения которой требуется высокий уровень навыков оператора.Часто на очень сложных платах место BGA может быть окружено множеством компонентов, что затрудняет установку и закрепление плоского металлического миниатюрного трафарета на печатной плате. Даже после того, как трафарет закреплен, требуется техника оператора, чтобы вручную выдавить чистый отпечаток пасты через трафарет и на подушечки без нежелательного размазывания, которое может привести к образованию мостиков. Доступны гибкие трафареты для восстановления BGA с клейкой основой, которые помогают уменьшить эти проблемы. Боб Лепейдж Инженер по продажам Технологический центр цепей Mr.LePage был ключевым членом команды Circuit Technology Center с 1996 года. Он обладает обширными знаниями, опытом и пониманием сложных операций по переработке, ремонту и модификации печатных плат. Он является одним из самых знающих экспертов в этой области во всем мире.

Преформы для реболлинга SolderQuik BGA

Каковы преимущества использования SolderQuik

BGA Преформа?

Быстро

Доставка обычно осуществляется в течение 1-2 рабочих дней для заказов до 200 преформ.

Easy

Обучение работе с преформой занимает менее 10 минут. Просто флюс, нанесение и оплавление!

Гибкость

Методы крепления шара небольшого объема с использованием трафаретов обычно требуют иметь разные шаблоны для всех ваших различных шаблонов массивов, которые получают очень дорого.

Winslow Automation в настоящее время имеет постоянно растущую базу данных «стандартных» шаблонов массивов, и все время добавляются новые.Мы используем очень гибкий инструмент для изготовления наши преформы. Даже если в настоящее время у нас нет нужного вам шаблона, для За небольшую плату за программирование мы можем сделать практически любой узор из вашего рисунка .

Возможность адаптации

Преформы для реболлинга SolderQuik ^{BGA разработаны для хорошей работы с оборудованием и инструментами, которые у вас уже есть. Вы можете использовать их почти с любая система оплавления (конвекционная печь или печь оплавления), и они хорошо работают вместе с большинством паяльных станций используется для снятия компонентов и подготовки.}

Повышение пропускной способности означает снижение затрат на рабочую силу

Используя методы трафарета с незакрепленными сферами припоя или паяльной пастой, вы обычно может обрабатывать только один компонент за раз.

Используя SolderQuik ^{BGA Reballing Preforms, вы можете обрабатывать многие детали одновременно, затратив всего несколько минут дополнительных усилий. Используя преформы, эти части могут так же легко иметь разные высоты тона, шаблоны массива, и диаметры шариков.}

Проверенная технология

Первоначально разработанный Raychem Corporation в 1994 году, преформа Solderquik получил награду SMT Product of the Year в 1998 году. низкая стоимость, быстрый поворот, востребованность использования и надежность не имеют себе равных.

9.4.2 Реболлинг компонентов BGA, удаление шарика оплетки, метод крепления печи оплавления

9.4.2 Реболлинг компонентов BGA, удаление шарика оплетки, метод крепления печи оплавления Для просмотра этого видео включите JavaScript и рассмотрите возможность обновления до веб-браузера, поддерживающего видео HTML5. Схема Эта процедура охватывает реболлинг компонентов BGA. Минимальный уровень навыков — Эксперт Рекомендуется для технических специалистов с передовыми навыками пайки и восстановления компонентов и большим опытом выполнения большинства процедур ремонта / доработки. Уровень соответствия — высокий Эта процедура наиболее точно повторяет физические характеристики оригинала и, скорее всего, соответствует всем функциональным факторам, факторам окружающей среды и пригодности к эксплуатации. Ссылки на приемлемость МПК-А-610 Приемлемость электронных сборок Ссылки на процедуры 1,0 Предисловие 2,1 Работа с электронными сборками 2,2 Очистка 2.5 Выпечка и предварительный нагрев МПК 7711/7721 5.7.3 Процедура реболлинга BGA — метод крепления МПК J-STD-033 Единый отраслевой стандарт по обращению, упаковке, транспортировке и использованию устройств для поверхностного монтажа, чувствительных к влаге / оплавлению J-STD-001 Требования к паяным электрическим и электронным узлам GEIA-STD-0006 Требования к использованию погружения припоя для замены покрытия на электронных деталях Изображения и рисунки Компонент BGA до реболлинга. Рис. 1. Удалите существующие сферы припоя на компонентах BGA, используя оплетку для удаления припоя. Рис. 2. Нанесите липкий флюс на плоские контактные площадки компонентов BGA с помощью кисти. Рисунок 3.Поместите компонент (ы) BGA в приспособление и накройте соответствующим трафаретом. Рис. 4. Печь оплавления, используемая для управляемого оплавления шариков припоя. Процедура — Удаление шарика оплетки Убедитесь, что все обрабатываемые компоненты BGA соответствуют требованиям к допустимому уровню влажности. Примечание Для получения информации о выпечке и контроле уровня влажности см. 2.5 Выпечка и предварительный нагрев Удалите существующие сферы припоя на компонентах BGA, используя оплетку для удаления припоя. Поместите оплетку для удаления припоя на шары, которые нужно удалить, и аккуратно поместите паяльник на оплетку для удаления припоя. Слегка надавите, чтобы расплавить шарики припоя. По мере плавления припоя он будет вытягиваться на медную оплетку для демонтажа припоя за счет капиллярного действия. При необходимости повторите, чтобы удалить все шарики припоя. См. Рисунок 1. Очистите компоненты BGA утвержденным чистящим раствором. Некоторые чистящие растворы могут быть указаны заказчиком или контрактом. В типичном процессе очистки используются чистящая щетка и очиститель. Аккуратно почистите поверхность, пока все следы флюса и мусора не будут удалены. Высушите чистой салфеткой или высушите феном с помощью воздушного пистолета. Процедура — Приставка печи оплавления Нанесите липкий флюс на плоские контактные площадки компонентов BGA с помощью кисти. Флюс следует нанести равномерно по всей поверхности контактной площадки BGA.Используйте минимум флюса, чтобы полностью покрыть поверхность. Удалите излишки флюса. См. Рисунок 2. Поместите компоненты BGA в приспособление и накройте подходящим трафаретом. Убедитесь, что юстировка правильная. См. Рисунок 3. Поместите количество сфер припоя подходящего размера на приспособление и используйте чистую щетку для очистки, чтобы распределить сферы припоя так, чтобы они заполнили все открытые отверстия в трафарете компонента BGA. Убедитесь, что все отверстия заполнены только одной сферой припоя.Наклоните приспособление и вылейте излишки припоя в сборный контейнер для повторного использования. Примечание Избегайте перегрузки трафарета припоя избыточными сферами припоя, так как они могут заклинивать под трафарет. Это затруднит поднятие трафарета для удаления излишков припоя. Установите печь оплавления с надлежащим профилем и дайте ей поработать 5 минут, чтобы обеспечить стабильность температуры в зоне оплавления. См. Рисунок 4. Примечание Если профиль не был определен, необходимо создать профиль. Поместите приспособление BGA и компоненты BGA в печь оплавления. По мере того, как приспособление перемещается через печь, приспособление и компоненты проходят необходимые циклы предварительного нагрева, оплавления и охлаждения. Когда приспособление и компоненты выходят из печи оплавления, снимите приспособление и положите его на ровную поверхность в перчатках. Дайте приспособлению и компонентам остыть в течение одной минуты для обеспечения термостойкости упаковки перед извлечением компонентов BGA из приспособления. Осмотрите шарики компонентов BGA на предмет правильного выравнивания и внешнего вида. Очистите компоненты BGA в одобренном чистящем растворе. Осмотрите корпус компонентов BGA на предмет аномалий. Проверьте чистоту компонентов BGA. Процедура только для справки.

Методы проверки решетки с шариковой решеткой

Методы проверки решетки с шариковой решеткой

Постоянное развитие технологий привело к тому, что электроника превратилась в небольшие и легкие изделия.Чтобы удовлетворить эти пожелания потребителей, была внедрена технология поверхностного монтажа (SMT). Однако повышенный спрос на эти продукты также потребовал разработки технологий высокой плотности, которые можно было бы быстро собрать. Этот толчок привел к развитию технологии шариковой решетки (BGA).

BGA и аналогичные устройства быстро стали стандартным элементом в дизайне современных печатных плат (PCB). Однако, как известно, эти устройства сложно проверить после сборки. В этой статье мы обсудим проблемы проверки BGA, методы проверки, используемые при контроле качества BGA, и способы избежать распространенных дефектов BGA перед сборкой.

Что такое проверка массива шариковой сетки?

Шаровая сетка представляет собой корпус для поверхностного монтажа интегральных схем, который используется для монтажа устройств. Нижняя поверхность BGA покрыта контактами, расположенными в виде сетки, отсюда и название технологии. Вместо проволочных штырей эти соединения выполнены с помощью контактных площадок с шариками припоя. Эти соединения необходимо аккуратно припаять из-за их расположения под упаковкой.

Однако, когда паяные соединения выполнены, они больше не видны стороннему наблюдателю.Поскольку они не видны, требуются более совершенные методы контроля, чтобы гарантировать их качество. Вот где проверка BGA играет жизненно важную роль.

Проверка BGA — это процесс, при котором соединения между микросхемой и печатной платой анализируются для обеспечения качества. При проверке BGA рассматриваются различные аспекты массива шариковой сетки, включая высоту зазора корпуса, качество соединений и многое другое. При проверке BGA визуальный осмотр без посторонней помощи крайне ограничен, поэтому для детального изучения соединений требуются другие методы.

Эти методы анализа включают электрические испытания, вспомогательный оптический контроль и рентгеновский контроль. Компоненты этих методов будут обсуждаться более подробно далее в этой статье.

Почему осмотр важен?

Осмотр

BGA, как известно, сложен по одной причине — паяные соединения расположены под корпусом BGA. Из-за расположения этой функции может быть сложно получить хороший обзор BGA для проверки.Несмотря на эту трудность, осмотр важен для BGA по нескольким причинам, в том числе:

• Сложность пайки: пайка компонентов BGA — дело сложное, так как требуется достаточно тепла для приложения к массиву, чтобы все шарики в решетке расплавились достаточно, чтобы образовать паяные соединения. Как плотность соединений, так и сложность пайки означают высокую вероятность возникновения дефекта. Инспекции помогают экспертам выявить эти дефекты, чтобы избежать отправки неисправных деталей.
• Ненадежные электрические тесты: Электрические тесты пропускают ток через печатную плату, чтобы убедиться, что она электрически исправна. Однако этот тип теста может только определить, есть ли ток или нет, когда компоненты BGA подключены. Эти тесты ненадежны, так как они могут найти только несколько типов дефектов и не могут точно определить местоположение каких-либо дефектов, которые они обнаруживают. Комплексные проверки, сочетающие этот метод с другими методами, могут дать более полный обзор ошибок и их мест.
• Повторное использование материала: Если в BGA обнаружен дефект припоя, его можно удалить с помощью ремонтной станции и заменить или отремонтировать для повторного использования. Процесс проверки выявляет дефекты на ранней стадии, поэтому материалы могут быть сохранены таким образом, что сокращает отходы материала.
• Контроль качества: SMT-сборка BGA зависит от качества физических соединений, поэтому контроль качества BGA должен включать в себя детальную проверку этих соединений. Осмотры также могут выявить общие дефекты и закономерности.Это важно, поскольку повторяющиеся дефекты могут указывать на проблемы в процессе производства и сборки или даже в конструкции продукта.
• Снижение затрат: Тщательные процессы проверки сводят к минимуму количество дефектов, которые переходят на следующий этап производства. Дефекты, прошедшие проверку, могут быть обнаружены на более поздних этапах производственного процесса, что сделает переделку более дорогостоящей. Чем позже будет выявлен дефект, тем дороже это обойдется вашей компании. Вот почему так важно раннее предотвращение и решение проблемы.

Из-за важности инспекций инспекционные группы должны использовать в процессе тщательные и эффективные инструменты и методы. Таким образом, эти команды могут выявить все проблемы и определить их местонахождение и причины, прежде чем они станут более серьезными и дорогостоящими.

Общие дефекты BGA

Из-за сложности BGA в процессе пайки BGA может возникнуть множество потенциальных дефектов. Некоторые проблемы, которые могут возникнуть, включают следующее:

• Несоосность: Несоосность возникает, когда печатная плата и BGA смещены во время оплавления и соединяются в неправильных точках.Это одна из наиболее распространенных проблем, возникающих при сборке BGA.
• Несоответствующая высота стойки: BGA устанавливаются поверх печатных плат, и неправильная пайка может привести к установке BGA под искривленным углом на поверхности печатной платы. Такая асимметричная высота зазора может поставить под угрозу безопасность соединений.
• Отсутствующие шарики: Если шарики отсутствуют в BGA, когда он прикреплен к печатной плате, важные точки соединения могут отсутствовать в сборке.
• Не смачиваемые контактные площадки: В некоторых случаях оплавленная паяльная паста может неправильно смачивать контактную площадку. Это может быть результатом неполного оплавления или остатков припоя, оставшегося на предыдущих этапах производственного процесса.
• Мосты: Мосты возникают, когда между отложениями пасты остается лишняя паяльная паста. Мосты между точками соединения часто приводят к короткому замыканию.
• Частичное оплавление: В некоторых случаях оплавление может не полностью покрывать плату. Это часто происходит из-за недостаточного оплавления припоя, ошибки человека или механических неисправностей.
• Попкорнинг: Попкорнинг возникает, когда шарики сливаются вместе в процессе пайки. Это обычная проблема для BGA, которая, как и мосты, приводит к короткому замыканию.
• Обрыв цепи: Обрыв цепи возникает, когда припой не смачивает контактную площадку печатной платы и поднимается на шарики припоя и на поверхность компонента. Хотя электрический тест может определить это как проблему на плате, он не может определить причину проблемы.
• Пустоты: Пустоты возникают, когда поток останавливается перед паяным соединением.Это частая проблема разборных компонентов BGA.

Все эти проблемы могут быть фатальными ошибками для конечного продукта, поэтому их необходимо устранять с помощью методов и технологий контроля качества. К счастью, современные методы проверки продвинулись до такой степени, что большинство этих дефектов можно выявить с помощью одного или нескольких методов проверки. Однако также важно по возможности избегать этих дефектов перед сборкой.

Рекомендации по проектированию, позволяющие избежать дефектов BGA

Несмотря на то, что методы контроля достигли уровня, когда они могут выявить множество дефектов до того, как они пройдут через производственный процесс, всегда идеально, чтобы избежать отклонений.Это требует тщательного планирования от команды разработчиков. Чтобы максимизировать шансы на успешное выполнение паяных соединений на BGA, проектные группы должны учитывать следующее при компоновке печатной платы:

• Посадочные места BGA: Разработчики печатных плат должны убедиться, что у них есть правильный образец посадочного места для устройства BGA, которое они хотят использовать. Убедитесь, что посадочная поверхность правильная, и позаботьтесь о том, чтобы точно спроектировать контактную площадку печатной платы, чтобы избежать коротких замыканий и проблем с пайкой во время сборки.
• Управление температурой: при компоновке печатной платы необходимо учитывать тепловую массу.Группирование BGA близко друг к другу может вызвать тепловой дисбаланс между густонаселенными и менее населенными частями платы. Например, нанесение достаточного количества тепла для правильной пайки тесно сгруппированных BGA может привести к ожогам в менее населенных областях. И наоборот, применение достаточного количества тепла, чтобы избежать возгорания менее населенных мест, может привести к образованию пустот в BGA.
• Размещение переходных отверстий: переходные отверстия или сквозные отверстия являются общими особенностями печатных плат, но размещение переходных отверстий может повлиять на поведение припоя в процессе сборки BGA.Переходные отверстия, прилегающие к контактной площадке BGA, могут привести к тому, что избыток припоя перейдет от контактной площадки к переходному отверстию, что приведет к короткому замыканию. Чтобы избежать этого, закройте все переходные отверстия, прилегающие к контактной площадке BGA, паяльной маской.

Помимо этих конструктивных соображений, вам также следует позаботиться о разработке и проверке правильного профиля оплавления перед сборкой. Это включает использование профилировщика для измерения и регистрации диапазона температур на стыке шарика / контактной площадки BGA, когда плата проходит через печь оплавления. Это можно сделать с помощью утильных печатных плат и деталей BGA.Эти данные можно использовать для проверки правильности профиля оплавления пасты и теплового профиля печатной платы, а также для выявления любых конструктивных проблем перед сборкой.

Методы проверки решетки шариков

Цель — избежать дефектов, но проверка BGA всегда необходима для анализа соединений между BGA и печатной платой. Поскольку паяные соединения практически невозможно увидеть при прямом визуальном наблюдении, этот анализ выполняется с использованием различных методов и инструментов контроля.Эти инструменты и методы развивались с годами, чтобы быть надежными и удобными для пользователя. Хотя эти инструменты нельзя использовать по отдельности для охвата всех аспектов проверки, они могут обеспечить полное представление о BGA в сочетании.

Инструменты и методы проверки часто делятся на следующие категории:

1. Электрические испытания

Электрические испытания BGA — это еще один процесс проверки электрических свойств платы.Это отличается от механических испытаний, которые представляют собой разрушительный процесс, при котором BGA подвергаются испытаниям на удар и сдвиг для оценки качества паяных соединений под нагрузкой.

Электрические испытания пропускают ток через BGA для анализа электрической стабильности платы. Тест определяет, включен или выключен ток после подключения компонента BGA. Этот тип теста полезен для определения наличия каких-либо электрических проблем, таких как короткое замыкание или обрыв. Однако, как обсуждалось ранее, электрические тесты могут только идентифицировать наличие этих дефектов — их нельзя использовать для определения дефекта на BGA.

Несмотря на то, что электрические испытания являются важным этапом в процессе проверки, трудно найти контрольные точки под компонентами BGA. Трудно также выполнить требования к оценке только с помощью электрических испытаний. Вместо этого электрические испытания часто используются в сочетании с другими методами испытаний для выявления проблем при проверке массива шариковых решеток.

2. Оптический или визуальный осмотр

Оптический осмотр, также называемый визуальным осмотром, представляет собой использование оптических технологий для просмотра BGA и его соединений.Этот метод исторически использовался невооруженным глазом или микроскопами, что давало ограниченные результаты. Однако введение эндоскопа оказалось особенно полезным для этого метода обследования.

Изначально эндоскоп был разработан для медицинских применений, но способность технологии визуально проверять крошечные объекты в ограниченном пространстве делает его идеальным для BGA. Технология предполагает использование камеры с линзой с большим увеличением и подключенного монитора для получения крупным планом области проверки.Эта технология часто сочетается с программным обеспечением визуализации для расширенного захвата и измерения изображений.

Визуальный осмотр с помощью эндоскопа позволяет техническим специалистам осматривать внешний ряд соединений между BGA и печатной платой — при хорошем освещении технические специалисты могут также просматривать некоторые внутренние ряды. Этот оптический метод помогает идентифицировать и оценивать общее качество паяного соединения, включая форму соединения, текстуру поверхности и внешний вид, которые могут указывать на различные дефекты.

Оптический контроль также может выявить короткие замыкания, обрывы, загрязнения и холодный припой и важен для оценки переделок, так как он может определить надлежащее покрытие оплавлением.Однако визуальные возможности этого метода проверки ограничены и не позволяют провести подробный анализ внутренних соединений.

И последнее замечание об эндоскопах: они являются универсальным оборудованием для инспекции. Эндоскопы можно использовать для проверки паяных соединений BGA, а также различных сборок для поверхностного и сквозного монтажа, анализ которых может быть затруднен обычными методами.

3. Рентгенологическое обследование

Самый продвинутый метод контроля BGA — это рентгеновский контроль.Рентгеновские лучи работают, испуская энергию рентгеновского излучения из рентгеновской трубки на доску. Рентгеновские лучи проходят через плату в разном количестве, при этом большее количество рентгеновских лучей попадает в плотные области, такие как паяные соединения. Затем рентгеновские лучи собираются детектором, который переводит их в видимый свет и генерирует изображение.

На этом изображении паяные соединения темнее, чем их окружение, что позволяет наблюдателю видеть рисунки пайки. Полученное изображение покажет однородную сетку одинаковых темных кругов на идеальной плате, причем круги являются паяными соединениями.

Рентгеновский тест дает изображение, на котором сетка шариков и рисунки припоя хорошо видны и проверяются под углом сверху вниз. Более совершенная технология рентгеновского контроля включает функцию наклона, которая позволяет анализировать форму паяных соединений под разными углами. Эти изображения особенно полезны для наблюдения за вариациями рисунков и форм припоя, что делает их хорошей технологией для выявления паяных перемычек, вспучивания, избыточного припоя и подобных дефектов. Однако эта технология не годится для обнаружения открытий.

Подобно эндоскопам, технология рентгеновского контроля может использоваться в различных приложениях, помимо контроля BGA. Некоторые примеры включают проверку сквозных и сквозных отверстий, анализ дефектов поверхностного монтажа и проверку неэтилированного припоя.

Связаться с Millennium Circuits

При использовании в сочетании друг с другом эффективные и тщательные методы проверки с использованием массива шариковых решеток могут значительно сократить количество дефектов, которые проходят этап проверки. Уменьшая количество дефектов, возникающих в процессе производства, предприятия могут снизить количество дорогостоящих переделок и отзывов.Однако всегда лучше избегать дефектов BGA за счет качественного дизайна. Если у вас есть какие-либо вопросы о BGA, методах проверки и способах предотвращения дефектов BGA, свяжитесь со специалистами Millennium Circuits для получения более подробной информации.

Millennium Circuits Limited (MCL) — ведущий поставщик печатных плат в центральной Пенсильвании. Наша цель — предоставить вам лучшие печатные платы по лучшим ценам и предоставить вам необходимые знания о печатных платах, чтобы выделиться среди конкурентов. MCL — производитель печатных плат, которому можно доверять, благодаря более чем десятилетнему опыту работы, многочисленным наградам и более чем 400 клиентам по всему миру.

В MCL мы очень гордимся тем, что помогаем нашим клиентам лучше понять электронику и узнать, как обеспечить максимальное качество и конкурентоспособность на рынке. Мы будем рады предоставить вам любую информацию, необходимую для принятия обоснованных решений относительно ваших электронных компонентов. Обратитесь в MCL сегодня, чтобы узнать больше о контроле качества и инспекции BGA.

Пайка с шариковой решеткой

— подробное понимание термина

Tech-Wonders.com »Электроника

Также известная как пайка с шариковой решеткой, пайка BGA является одной из основных альтернатив в области упаковки более высоких устройств ввода и вывода в соответствии с современные промышленные требования.В отличие от любого другого пакета, такого как четырехъядерный пакет, в котором используются булавки, этот будет обеспечивать сетчатый узор, откуда и произошло название. Этот узор состоит из площадок с шариками припоя. Эти шарики используются для подключения к любой печатной плате или печатной плате с помощью одного соответствующего набора медных контактных площадок. Все эти компоненты вместе могут помочь в замкнутой цепи.

Способы пайки BGA прямо в печатную плату:

Перед тем, как пытаться припаять BGA к печатной плате, было несколько недостатков, связанных с тем, может ли пайка корпусов BGA быть такой же надежной, как существующие формы для пайки.В основном это связано с тем, что контактные площадки расположены прямо под устройством, они остаются скрытыми во время пайки. Это потребует некоторой строгой оптимизации и соблюдения наилучшего и правильного метода пайки массива шариковых решеток. Даже после того, как будет покрыт основной процесс пайки, необходимо провести осмотр и доработать, если останутся некоторые недостатки.

• Метод пайки на основе BGA на самом деле значительно улучшился и до такой степени, что, если процесс настроен правильно, он может легко превзойти надежность пакетов шаровых пластин для пайки.

• В основном из-за более высокого уровня надежности вы встретите сборки BGA в панелях крупномасштабного производства. Производители должны многое сделать, чтобы удовлетворить растущие потребности клиентов и способы их использования.

• Весь процесс, связанный с пайкой BGA, будет основан на одном основном методе, также называемом оплавлением. Для этого процесса потребуется печь оплавления для плавления шариков припоя.

• Когда вся сборка BGA нагревается до определенной температуры, шарики для припоя под основным компонентом начинают плавиться.

• Печь оплавления, как обычно называют ее техническим термином, будет иметь сложный контроль нагрева. С другой стороны, вам нужно припаять шарик, который состоит из точного количества припоя внутри.

• Каждый раз, когда печь нагревает текущий узел, шарики начинают плавиться. Поверхностное натяжение настоящего расплавленного припоя позволит корпусу фактически оставаться выровненным с данной печатной платой, когда припой начнет остывать.

• Чтобы гарантировать, что расплавленный шарик припоя остается отделенным от прилегающей формы расплавленных шариков, состав тщательно контролируется.Это больше похоже на температуру оплавления.

• Этот этап в основном возможен, поскольку свойства припоя с заданной температурой печи оплавления приведут к частично расплавленным шарикам припоя.

Ручная пайка:

Пайка BGA в основном состоит из двух твердых частей. Один из них — это переделка, о которой уже упоминалось. Другой — ручная пайка. Для этого вам обязательно нужно практиковаться, чтобы выполнять эти задачи удовлетворительным образом.Обязательно ознакомьтесь с тем, как паять, а затем снимать пайку корпусов BGA с помощью ручного питания. Основной формой нагрева при распайке будет горячий воздух. Вы можете попробовать этот метод вручную. Итак, в следующий раз, когда вы планируете использовать горячий воздух для распайки корпуса BGA, обязательно сконцентрируйтесь на шагах, указанных ниже.

• Начать процедуру можно с нанесения одного колоссального слоя жидкого флюса. Обязательно разместите этот слой по бокам текущего пакета BGA.

• На следующем этапе вам нужно предварительно нагреть упаковку прямо снизу с помощью подогревателя. Сверху вы будете использовать горячий воздух для покрытия задачи доработки на основе горячего воздуха.

• Теперь пришло время нагреть кончик упаковки. Сделать это можно с помощью подходящей насадки BGA.

• После того, как шарики припоя расплавятся под корпусом BGA, вы можете использовать подходящий инструмент, чтобы подобрать нужный корпус.На этом этапе лучше всего подойдет пинцет или пылесос.

За более подробной информацией по этому сектору обращайтесь к профессионалам. Они будут нацелены на процесс от вашего имени и опишут каждый шаг перед тем, как предпринять.

Источник избранного изображения: https://depositphotos.com/v/10gkhn2.html

Вы также можете прочитать:

.