Реболлинг — что это такое — ВИДЕОпособия — ВИДЕО — Каталог статей
Реболлинг (от англ. reballing) — процесс восстановления шариковых выводов электронных BGA-компонентов.
BGA (Ball grid array — в переводе с англ. — массив шариков) — разновидность корпуса интегральных микросхем, поверхностно-монтируемых на электронной плате. Благодаря применению шариковых контактов по всей монтажной поверхности корпуса, удалось значительно увеличить количество выводов на единицу площади, что повысило степень интеграции, миниатюризации и плотности монтажа компонентов. Кроме того, большее количество выводов и увеличенная площадь контакта, позволили увеличить величину рассеиваемой тепловой мощности, а поскольку длина контактных выводов в BGA исполнении уменьшилась, это позволило, дополнительно, еще и увеличить рабочие частоты, снизить величину фоновых наводок и повысить скорость обмена информации.
При демонтаже большинства электронных компонентов в корпусах BGA, шариковые выводы, расположенные на нижней стороне корпуса компонента (рис.1), необратимо повреждаются.
Рис.1 Шариковые выводы микросхемы в корпусе BGA
Чтобы использовать такой компонент повторно, операция реболлинга совершенно необходима.
Как правило, реболлинг применяется при производстве ремонтных работ, в случае использования в изделии дорогих компонентов, отбраковка которых при демонтаже с печатной платы приведет к неоправданно большим затратам. В сервисных центрах, в случае отсутствия, по различным причинам, требуемой платы на момент проведения ремонта, либо, в связи с нерентабельностью замены все платы целиком, операция реболлинга тоже нашла широкое применение. В частности, при проведении ремонта ноутбука, операция ребболинга микросхем системной логики материнской платы и видеочипов, позволяет значительно снизить себестоимость ремонта.
Существуют различные способы проведения операции реболлинга. Но все они требуют соблюдения специализированной технологии, использования соответствующего оборудования, специальной оснастки, набора прецизионных трафаретов, калиброванных шариков различного диаметра, паяльной пасты, опыта и профессиональных навыков.
Реболлинг что это такое
Что такое реболлинг
Термин реболлинг (реболлинг от англ. reballing — «лечение» отвала BGA чипов) — это замена шариков припоя, которые располагаются под электронными BGA-компонентами. Является частью процесса re-work — ремонта электроники (PCB, печатных плат) с помощью паяльной станции (воздушной или инфракрасной) и/или термофена.
Реболлинг нужен в том случае, когда происходит отвал в местах соприкосновения чипа (BGA) и платы (PCB). Компонент (чип) перестаёт работать вследствие нарушения электрического контакта.
В большинстве случаев проблема так называемого отвала чипа происходят из-за деформации при перегреве или из-за использования низкокачественного припоя.
В свою очередь к деформации и отвалу шаров припоя может приводить эксплуатация электроники в условиях постоянного перегрева.
Вот почему мы настоятельно рекомендуем проводить профессиональную чистку ноутбука от пыли и замену термопасты не реже 1 раза в 2 года (лучше раз в год).
До принятия дериктивы RoHS (Данная директива ограничивает использование потенциально опасных элементов в электротехническом и электронном оборудовании, в данном случае свинец) производители применяли припои с содержанием свинца. После принятия директивы в 2006 году свинцовые припои попали под запрет, и, компании были вынуждены использовать другие сплавы. Вследствие этого с 2006 года количество брака в электронике выросло в несколько раз.
Реболлинг чаще всего применяется при ремонте ноутбуков (материнских плат) и ремонте видеокарт, так как стоимость процедуры намного меньше стоимости целого модуля. При замене северного моста реболлинг не производиться, если чип сразу встал на свою место.
Видео: реболлинг BGA
Источник видео: https://www.youtube.com/user/fineplacer
Как происходит весь техпроцесс реболлинга
Защита от статического электричества
Статическое электричество опасно для компонентов BGA!
Ниже приведён небольшой список средств для защиты от статики (ESD-Защита):
- Антистатический браслет и иные заземляющие устройства
- Антиэлектростатические вещества (например аэрозоль Антистатик)
- Всеразличные увлажнительные приборы или Ионизаторы
Демонтаж BGA Компонента
Демонтаж BGA компонентов намного сложнее, чем кажется на первый взгляд! Для качественного демонтажа необходимо наличие паяльной станции (желательно профессиональной инфракрасной паяльной станции) в состав который входит: термостол, верхний нагреватель на штативе и регулятор температуры желательно с возможностью работы по заданному термопрофилю! После прогрева платы,BGA компонент нужно быстро снять в момент оплавления выводов! Снимать можно механическим или вакуумным пинцетом. (Вакуумным безопаснее меньше шанс повредить плату во время снятия!)
Инструменты и материалы
- Инфракрасная или воздушная паяльная станция (Станция Фен+Паяльник не подходит, обратите внимание на рисунок ниже чтобы понять о чём идёт речь)
- Фольга (Для защиты компонентов вокруг BGA чипа)
- Механический или вакуумный пинцет
- Флюс
- Рамочный держатель или Фторопластовые стойки
Последовательность действий
- Шаг 1 — Установка платы
Установите плату в рамочный держатель или на фторопластовые стоики неисправным компонентом к вверху, и поместите на термостол паяльной станции.
- Шаг 2 — Подготовка к пайке
Нанесите флюс вокруг BGA компонента, закройте фольгой компоненты вокруг чипа, установите термодатчик вблизи от BGA компонента для контроля работы по термопрофилю.
- Шаг 3 — Пайка
Установите верхний нагреватель над неисправным компонентом задайте термопрофиль для пайки и ждите завершения.
- Шаг 4 — Снятие BGA компонента
После того как процесс пайки завершиться быстро снимите Компонент при помощи вакуумного или механического пинцета.
Процесс снятия шариковых выводов (деболлинг)
После снятия BGA компонента с платы необходимо убрать оставшийся припой как с платы, так и с самого компонента!(собственно эта процедура и называется деболлинг) Существует много инструментов, которые позволяют снять остатки припоя с BGA компонента. Это могут быть как вакуумные инструменты с горячим воздухом, так и паяльники, так же существуют низкотемпературные установки пайки волной, которые более предпочтительны в данном случае, они не сильно нагревают компонент, из чего следует что шансов повредить компонент нагревом стремиться к нулю! Поскольку паяльники с температурным контролем пайки не так редки, мы опишем процесс деболлинга с использованием паяльника с жалом.
Внимание: Процесс деболлинга содержит множество потенциально опасных для чипа механических и температурных стрессов, по этому следует быть аккуратней.
Инструменты и материалы
- Флюс
- Паяльник
- Изопропиловые салфетки
- Оплётка (Плетёнка) (Медная лента для удаления припоя)
- Антистатический коврик (Излишней ESD защиты не бывает)
Дополнительные рекомендуемые инструменты
- Микроскоп
- Вытяжка для облегчения удаления дыма, образующихся в процессе выпаивания
- Защитные очки
- Подготовка
- Разогрейте паяльник.
- Убедитесь что вы защищены от статики.
- Перепроверьте каждый чип на загрязнение, пропущенные контактные площадки, а также паяемость.
- Оденьте защитные очки.
Примечание: Проведение сушки компонента, для удаления влажности рекомендуется делать до выполнения его деболлинга.
Последовательность действий
- Шаг 1 — Нанесение флюса на BGA компонент:
Положите BGA компонент на антистатический коврик, стороной контактных площадок вверх. Нанесите равномерно Флюс пасту на BGA компонент. (Слишком малое количество флюса сделает процесс деболлинга затруднительным.)
- Шаг 2 — Снятие шариков припоя:
Используя плетёнку и паяльник, чтобы снять шарики припоя с контактных площадок Чипа. Положите плетенку на чип поверх флюса, после чего прогревайте паяльником. Перед тем, как сместить плетенку по поверхности чипа, дождитесь чтобы паяльник ее прогрел и расплавил шарики припоя.
ВНИМАНИЕ:
Не надавливайте на чип жалом паяльника. Излишнее давление может повредить чип или поцарапать контактные площадки. Для достижения лучших результатов , прочистите BGA компонент с помощью чистого куска плетенки.
- Шаг 3 — Очистка чипа
После Удаления припоя с поверхности чипа, Сразу же очистите чип с помощью салфетки, смоченной в изопропиловом спирте. Своевременная очистка чипа облегчит удаление остатков флюса.
Протирая поверхность чипа, удалите с него флюс. Постепенно сдвигайте чип при протирке на более чистые участки салфетки. При очистке всегда поддерживайте за противоположную сторону чипа.
Примечание:
1. Никогда не очищайте BGA чип загрязненным участком салфетки.
2. Всегда используйте новую салфетку для каждого нового чипа.
Технический портал Masteram-Labs: Реболлинг и монтаж BGA
BGA-микросхемы — это головная боль для любого инженера, который занимается ремонтом современной техники. С каждым годом они все больше вытесняют «с платы» элементы в корпусах QFP, TQFP и др. А все потому, что на данный момент BGA корпус наиболее совершенный и выигрывает у других по ряду параметров:
- плотность монтажа
- теплопроводность
- помехоустойчивость.
Но, при всех своих достоинствах, у BGA-микросхем есть один существенный недостаток — сложность ремонта в случае брака. А брак, связанный с особенностями BGA, сейчас встречается очень часто, и в первую очередь это касается мобильных телефонов и ноутбуков.
Но, при всех своих достоинствах, у BGA-микросхем есть один существенный недостаток — сложность ремонта в случае брака. А брак, связанный с особенностями BGA, сейчас встречается очень часто, и в первую очередь это касается мобильных телефонов и ноутбуков.
Вследствие механического или термического повреждения (например, из-за постоянного надавливания в месте, где размещена BGA-микросхема, или перегрева микросхемы во время работы) может пропасть контакт между чипом и платой. Очевидно, что для возобновления работоспособности нужно этот контакт восстановить.
Существуют два способа восстановления:
- прогрев
- реболлинг.
Ни один серьезный сервисный центр не предложит вариант с прогревом. Во-первых, никто не сможет дать гарантию на такой ремонт, и, во-вторых, такой ремонт далеко не всегда дает положительный результат.
Поэтому, единственным рекомендуемым способом восстановления контактных выводов является реболлинг.
Реболлинг — это повторное нанесение (восстановление) всех контактов на BGA-чип, подразумевающее предварительный демонтаж микросхемы с платы с помощью соответствующей паяльной станции. В том случае, если чип не поврежден, его могут использовать в дальнейшем. Если же чип не пригоден, нанесение шариковых выводов делают для нового — исправного.
Залогом успешного реболлинга являются два фактора:
- мастерство инженера
- оборудование и расходные материалы, которое он использует.
К сожалению, с выбором инженера, в этой статье, мы помочь не сможем. А вот подобрать оборудование и расходники для выполнения данной операции — попытаемся.
Итак, для реболлинга нам понадобятся:
- Соответствующая паяльная с
Реболлинг Видеокарты, Реболлинг Видеокарты цена, Москва |
Однажды, мне принесли неисправную видеокарту rx480 8gb, она выдавала артефакты на экране и владелец уже отчаялся ее починить, потому что ни в одной мастерской где он побывал за нее не брались, т.к. не могли дать гарантию ее долгой службы и возможность починки казалась весьма сомнительной. Благо, этот человек наткнулся на мои контакты в интернете, после чего я отправился на вызов. Приехав по адресу, мы обсудили тонкости ремонта и подобные случаи поломок, он одобрил все нюансы и я начал ремонт видеокарты.Вернувшись в свою мастерскую, где я постоянно занимаюсь ремонтом различной электронной аппаратуры, я принялся за подготовку своего рабочего места. Мастерская для любого рабочего — храм, каждый старается оборудовать ее всем необходимым, правильное рабочее место напрямую влияет на конечный результат. Огромную роль играет техника безопасности. Я использую антистатический стол и коврик, ведь электростатический заряд является серьезной опасностью для полупроводниковых приборов и компонентов. Развитие микроэлектроники достигло невероятной плотности активных элементов в кристалле. К примеру, популярные процессоры Intel Pentium имеют не менее двухсот миллионов транзисторов. С такой интеграцией, компоненты и устройства весьма уязвимы к электростатическим разрядам. Часто, отечественные производители и сервисные службы пренебрежительно относятся к защите от ESD. С большой вероятностью, пробой током приведет к скорой поломке вашего устройства, оно не испортится мгновенно, но срок его службы чрезвычайно сократится. Такое происходит из-за повреждения тончайшего проводника в микросхеме. Поэтому я всегда был заинтересован в предотвращении подобных инцидентов.
2) Осмотр
Первым делом, я приступил к осмотру видеокарты с целью выявления внешних механических повреждений: сколов транзисторов, резисторов и конденсаторов. Эти повреждения зачастую появляются из-за несоблюдения правил транспортировки. Никаких внешних повреждений я не обнаружил, поэтому занялся более детальным изучением видеокарты.
Сняв систему охлаждения в поисках повреждений, я обнаружил лишь пыль, что тоже не очень хорошо, т.к. она является проводником и может вызвать короткое замыкание. Удалив загрязнение, я поместил плату под микроскоп и после тщательного осмотра элементов, снова не обнаружил дефектов.
4) Стенд для проверки
для подключения и диагностики видеокарт я использую обычную материнскую плату и блок питания мощностью 800 вт. Подключив видеокарту, я увидел, что выход изображения на экран есть, но опять же с артефактами. Типичная неисправность, связанная с необслуживанием карты владельцем.
Поскольку наиболее распространенная причина появления артефактов, это неисправность видеочипа, либо его отвал, для начала я решил прогреть чип. После двухминутного прогрева специальным феном на 250 градусах, дал карте немного остыть и вторично подключил к материнской плате и снова увидел все те же артефакты. Стало ясно, что пришло время идти самым сложным и кропотливым путем — реболлинг.
6) Начало реболлинга
Сняв все наклейки и пластиковые заклепки с платы, я поместил в каждое отверстие термостойкие стойки, чтобы иметь необходимое расстояние между платой и поверхностью инфракрасного стола. Я включил оборудование и поставил автоматическую функцию разогрева детали, затем включил термовоздушную паяльную станцию. Достаточно нагрев чип, я поддел его пинцетом и аккуратно снял, при этом не обнаружил никаких дефектов, таких как отвал контакта или его окисление.
7) Приготовление
Установив чип в тиски BAKU, поместил немного высококачественного флюса на него и нагревал феном до 200 градусов, равномерно распределяя флюс по поверхности. Затем начал снимать припой паяльником , наплавив каплю свинцового припоя на жало, я смешал серебряный и свинцовый припой и убедился что каждый пятак пропитался этой смесью, а затем удалил ее полностью и счистил остатки флюса.
Реболлинг — это замена шариков припоя, расположенных под электронными BGA-компонентами, необходим в случаях, когда происходит отвал в местах соединения чипа и платы, вследствие чего компонент больше не работает.
Мне понадобятся:
— флюс
— кисть
— станок (зажим для микросхемы и трафарета)
— трафарет
— термостанция
Для начала, поместим каплю флюса на чип и равномерно распределим по поверхности тонким слоем, затем накладывается трафарет на сторону пятаков, где есть флюс. Каждое отверстие трафарета должно точно совпадать с контактом микросхемы. Устанавливаем это на станок. Далее, взяв шарики необходимого диаметра (в данном случае 0,6 мм), помещаем ровно по одному в каждую лунку на трафарете. Удалив излишки, разогреваем фен до 240 С и прогреваем шарики до тех пор, пока они все не расплавятся, затем снимаем все со станка и аккуратно удаляем трафарет. Убедившись, что все шарики припаялись, помещаем чип на фторопластовую заготовку в виде кубика. Уже на заготовке, прогреваем чип второй раз и заливаем флюсом, это нужно для полного плавления шариков припоя на пятаках.
9) Установка
На разогретую плату видеокарты устанавливаем микросхему ровно по обозначенным контурам, чтобы избежать смещения. После, разогреваем чип феном, пока из него не потечет флюс, это будет знаком того, что чип сел на плату не оставляя флюсу места. Далее даем всей сборке остыть до комнатной температуры.
10) Повторная проверка
Снова запускаем видеокарту и проверяем на артефакты. Установка, подключение, запуск — и снова битое изображение. Не отчаиваемся и продолжаем ремонт видеокарты в ином направлении.
11) Реболлинг памяти
Память любого устройства, будь то телефон, ноутбук или видеокарта чрезвычайно чувствительна к перепадам температур, поэтому делать все нужно с максимальной осторожностью.
Нам понадобятся все те же материалы.
Разогреваем плату на стойках до 200 градусов и осторожно снимаем 8 микросхем памяти, которые расположены вокруг видеочипа. Сняв всю память, начинаем удалять излишки припоя все тем же методом. Память видеокарты менее теплоемкая и ее корпус тоньше, следовательно, температура разогрева значительно ниже. Восстановление шариков выводов я сделал с помощью специального трафарета для памяти ddr5 с отверстиями диаметром 0,45 мм, используя тот же станок.
12) Установка памяти
Пока плата была разогрета, я снизил температуру до 100 градусов и снимал остатки припоя и флюса на площадках для микросхем. Дав остыть и повторно промыв все растворителем, я разогрел плату до 150 градусов и нанес флюс на все площадки памяти на видеокарте, затем поочередно начал устанавливать память на плату при помощи термофена с температурой воздуха 220 градусов. Процесс пайки микросхем памяти практически не отличается от пайки видеочипа, разве что размерами и температурой. Реболлинг видеокарты закончен.
13) Повторная проверка
После того, как реболлинг видеокарты проведен, снова устанавливаем ее, подключаем, запускаем и вот оно! Четкое изображение без дефектов или артефактов.
Поменяв термопрокладки для памяти микросхем и нанеся новую термопасту, я подключил все это к рабочему компьютеру и нагрузил видеокарту с помощью 3d mark, чтобы проверить ее работоспособность и устойчивость. После двух часов работы, можно сделать вывод, что она снова в отличном состоянии. Ремонт видеокарты увенчался успехом.
На следующий день я вернул видеокарту владельцу, а также предоставил отчет о проделанной работе в виде фото и видеоматериалов, после чего рассказал об устраненной неисправности.
В итоге мы оба остались довольны результатом проделанной мной работы.
Реболлинг микросхем, Реболлинг микросхем цена, Москва |
В современном мире, все пользуются электронными устройствами, они окружают нас: телефоны, компьютеры ноутбуки и т.д. Они значительно облегчают жизнь, развлекают, помогают работать и быть на связи с близкими, но у этого есть и обратная сторона медали — техника часто выходит из строя. Обращаясь в сервисные центры, люди сталкиваются с такими вещами как высокие цены, долгие сроки починки, неквалифицированные мастера. Как правило, поломки вдекут за собой трудоемкий процесс связанный с реболлингом микросхем.Что такое реболлинг микросхем?
Когда случается отвал в местах соприкосновения чипа и платы, чип перестает работать и необходимо произвести замену шариков припоя, расположенных под электронными BGA компонентами.
Данная процедура — очень сложный процесс, требующий профессионального оборудования, материалов и квалифицированного мастера. Реболлинг микросхем имеет возможность восстановить работоспособность устройства, что влечет за собой значительную экономию — необходимость в покупке новой техники отпадает.
Как правило, необходимо следующее оборудование:
— нижний подогрев плат;
— термовоздушная паяльная станция;
— антистатистическое настолько покрытие (коврик).
И такие расходные материалы как:
— припой свинцового или серебренного содержания;
— флюс;
— жидкость для снятия загрязнения и остатков флюса на электронной плате;
— антистатистические пинцеты и перчатки;
— термоскотч;
— многие другие вещи в зависимости от сложности работ.
Микросхемы BGA бывают различных размеров, от 1,1х1,5мм и меньше до размеров превосходящих процессоры на видеокартах. От этого зависит количество контактов, и варьируется стоимость услуги реболлинга. Они очень хрупки и могут выйти из строя как сами по себе, так и при малейших внешних воздействиях, удара, встряски, перепада температур или статического электричества. Реболлинг микросхем не занимает большое количество времени, но иногда производители заливают микросхемы специальным клеем — компаундом. Это усложняет монтаж и реболлинг, делает работу более рискованной, есть возможность нарушить контакты. Компаундом заливают те платы, которые рассчитаны на долгий срок службы. При затвердении этой термоактивной смолы, конструкция становится более прочной и устойчивой к внешним воздействиям.
Детали реболлинга микросхем
В начале, плату разогревают на станции до требуемой температуры, в зависимости от ее типа и свойств. Затем, с помощью термовоздушной станции, круговыми движениями прогревают микросхему, поддевают ее пинцетом, аккуратно снимают и дают остыть.
Плату устанавливают в специальный станок, заливают флюсом площадку контактов и снимают остатки припоя жалом паяльника, затем очищают данный участок расстворитерем для флюса. Вся работа проходит под микроскопом.
Реболлинг микросхем
Микросхему заливают небольшим количеством флюса, и зафиксировав ее на антискользящей поверхности, удаляют излишки припоя, зачищают контакты при помощи оплетки. Затем, микросхему закрепляют с трафаретом на станке и помещают ровно по одному шарику в каждую лунку. Трафарет нагревают, а затем аккуратно снимают. Убедившись, что все шарики припаялись должным образом, происходит выпрямление шариков при помощи флюса и нагрева феном. Затем, флюс удаляется.
Разогрев подготовленную плату, на участок пятаков помещают небольшой слой флюса, кладут микросхему по линиям контура, придерживая пинцетом, нагревают феном, пока шарики не начнут цепляться за контакты на плате. Как только флюс начнет вытекать из-за нагрева, его остатки можно удалять. Реболлинг микросхемы окончен.
Реболл чипа видеокарты ноутбука — что это значит?
На всех современных ноутбуках в настоящее время устанавливаются видеокарты, сделанные по новой технологии. В них нет как таковых ножек микросхемы, которые мы привыкли видеть. Вместо них, по поверхности видеокарты, рядами, распределена сетка из шариков, которые и являются контактами микросхемы.
Применение такой технологии позволило увеличить число контактов микрочипа на меньшей площади, их число выросло до 500 вместо 180. Кроме того, было достигнуто большее удобство при пайке и ремонте видеокарты, так как стали лучше видны места нарушенной пайки и улучшился доступ к отдельным ножкам. Улучшился также и теплообмен, так как отвод тепла стал осуществляться равномерно, со всей поверхности платы. Именно благодаря этой технологии, стал возможен ремонт видеокарты без замены самого видеочипа, так называемый реболлинг чипа. Весь чип, в этом случае, не выпаивается полностью, а пропаиваются только те шарики, в которых нарушен контакт чипа с видеокартой. Существенным недостатком таких видеокарт является то, что, под воздействием разницы температур, может нарушаться контакт чипа с самой платой. Для выхода из этого положения, чипы полностью или частично заливаются компаундом, который защищает выводы от температурных и механических воздействий.
Таким образом, порядок выполнения реболлинга чипа следующий:
- Удаляется компаунд с поверхности чипа.
- Чип снимается с видеокарты, очищается от флюса и загрязнений.
- С поверхности видеокарты также удаляются остатки компаунда, припоя и флюса.
- Чип тщательно осматривается на предмет обнаружения нарушений в пайке. При визуальном нахождении таких мест, можно быть уверенным в положительном исходе реболлинга.
- Производится непосредственно реболлинг, то есть нанесение на контакты новых шаров припоя.
- Отремонтированный чип устанавливается на плату и заливается компаундом в нужных местах.
При реболлинге используется специальное оборудование, позволяющее равномерно нагреть видеокарту по всей площади и получить точечно нужную температуру в определенном месте. Пайка происходит особыми припоями и флюсами, не содержащими спирта. Доверить выполнение реболлинга можно только высококлассным специалистам, осуществляющим ремонт ноутбуков ремонт ноутбуков. Наши специалисты оценят нужность реболлинга и, если сочтут его нерациональным, то выполнят замену чипа на новый.
