Курс по пайке BGA чипов. Замена чипа на плате ноутбука или видеокарты | COREX
corex
Вторая часть курсов по ремонту компьютеров и ноутбуков. Как просто менять BGA чипы на плате
Содержание
Содержание
Введение. Что такое BGA чипы
Введение. Что такое BGA чипы
Для начала давайте разберемся что такое BGA. BGA (Ball grid array) — это микросхема, которая припаивается на плату с помощью большого массива шариков припоя. Такой метод используется для упрощения конструкции выводов и монтажа на плату, но он сложен тем, что установка таких микросхем требует дополнительного оборудования.
Сам BGA чип напоминает бутерброд, который состоит из нескольких слоёв:
- Кристалл
- BGA шарики
- Подложка из текстолита
С наружной стороны BGA чипа кристалл, он впаян маленькими BGA шариками на подложку из текстолита. С обратной стороны этой подложки выводы для шаров, которые уже впаиваются на плату ноутбука, компьютера или видеокарты.
Разрез BGA чипа, сверху видно кремниевый кристалл. Автор фото: Smial
Кристаллы всегда заливают дополнительным компаундом, чтобы усилить крепость с подложкой, иногда их покрывают чёрным слоем, чтобы их вообще не было видно. Такая конструкция очень крепкая и её можно сломать только деформируя механически.
Популярнее всего в ремонте замена:
- Графического процессора, GPU, видеочипа
- Северного моста
- Южного моста, чипсета, хаба
- Видеопамяти видеокарты
- Центрального процессора, CPU, комбайна, SOC
Самая популярная техника, на которой мы меняем BGA чипы:
- Ноутбуки
- Видеокарты
- Материнские платы ПК
- Моноблоки
- Macbook
- iMac
- Mac PC
Роль ИК-станции для замены BGA чипов
Роль ИК-станции для замены BGA чипов
Инфракрасная станция это поддон с керамическими плитками, на которые подаётся напряжение и они греются. ИК-станция нужна чтобы равномерно нагревать плату при замене BGA чипа.
Дело в том, что текстолит имеет плохую теплопроводность: тепло быстро рассеивается, слабо удерживается и плохо распределяется. Поэтому мы греем платы с нижней стороны равномерно и по всей площади с помощью ИК-станции. Плитки медленно нагревают воздух, а воздух в свою очередь медленно разогревает плату.
Если паять без нижнего подогрева плату с BGA чипом, причём дуя на него, например, феном, то грелись бы только верхние слои всего BGA бутерброда и температура сверху (на кристалле) была бы намного больше, нежели внизу, где шары и посадочная площадка, а сама плата под чипом вообще была бы холодная.
Такого быть не должно, потому что кристалл не любит высоких температур и может начать деградировать от их воздействия или просто лопнуть.
Даже в случае, если разогреть весь BGA бутерброд и его нижнюю часть до температуры плавления припоя снизу, то всё равно нельзя его припаивать на плату, потому что плата под чипом холоднее и припой просто не сможет хорошо припаяться. Сама конструкция начнёт разваливаться на глазах, чернеть и начнёт взбухать текстолит на подложке (отслаиваться). Такой BGA чип и плату уже не восстановить.
Чтобы избежать такого исхода мы и используем нижний подогрев. Помимо этого, если использовать только локальный подогрев, то в другом месте, где плата холодная, она начнёт выгибаться и посадить чип уже проблематичнее. Это происходит из-за конструкции текстолита.
Текстолит имеет множество слоёв, и в случае, когда в одном месте он разогрет, а в другом нет, то в месте, где «соприкасается» разогретый слой с холодным, он расширяется, но расширяются не все слои как положено, а только некоторые. Из-за этого и выгибает плату. Чтобы всего этого избежать мы используем ИК-паяльную станцию.
Равномерно нагревая всю плату снизу мы можем смело греть сверху BGA чип даже феном, потому что тепло сразу же и сверху, и снизу. В таком случае мы можем рассчитывать, что нам потребуются меньшие температуры для нагревания BGA бутерброда, и в следствии мы не «ужарим» кристалл.
Готовимся к пайке BGA
Готовимся к пайке BGA
BGA паялкой (нашей) пользуйтесь осторожно, так как она разогревается до больших температур. Всегда, при работе с ней, используйте тряпочные перчатки!
Лайфхак. Надевайте перчатки пупырками наружу, чтобы они не плавились.
Ставим стойки для пайки на плату
Ставим стойки для пайки на плату
Перед тем, как выставить на станцию плату, прикрутите её на стоечки, чтобы плата стояла ровно, и чтобы её не перекосило во время процесса замены BGA чипа.
Плата во время нагрева становится более мягкой и гибкой, поэтому тот угол или середина, которая, как бы, висит в воздухе, может при разогреве изогнуться или прогнуться. Для того, чтобы этого избежать, распределите равномерно стоечки по отверстиям платы так, чтобы вы мысленно представили её во время нагрева и определили какие места могут провиснуть.
Лайфхак. Если на плате в какой-то части нет отверстий под стойки, аккуратно накрутите их на край текстолита.
Тот же фокус работает со слишком большими отверстиями под стойки, в которые они проваливаются. Только стойку после закрепления немного пошевелите, чтобы понимать, что она зажата и при нагреве платы не отвалится.
Включаем нижний ИК-подогрев паяльной станции
Включаем нижний ИК-подогрев паяльной станции
Полдела сделано, идём дальше. Снимите с платы все наклеечки, бумажечки и бэкплейты. Не забудьте снять батарейку CMOS, иначе она загорится и взорвётся во время пайки.
Поставьте плату стойками на паялку, теперь включите нижний подогрев. Выставьте его на 60 попугаев и поставьте таймер на телефоне где-то 13 минут.
Экспериментально мы знаем, что плата за это время успеет нагреться до 130-150 градусов, в зависимости от массивности. На нашей паялке даже после выключения нижнего подогрева плата догревается ещё на градусов 20, потому что плитки долго остывают.
Время и температура подсчитываются для того, чтобы плату не выгнуло. Температура в месте пайки должна быть не сильно выше, чем температура остальной платы, хорошо, если разница не больше 50 градусов. Температура плавления припоя ~190-220 градусов, соответственно и плата должна быть не меньше 150-170 градусов в момент пайки BGA чипа.
Прошу заметить, что на плате ничего прикрывать не нужно как снизу, так и сверху, главное, чтобы она не соприкасалась со стеклом пластиковыми местами, если этого нет, то не стоит бояться, что с платы что-то потечёт. Все пластиковые разъёмы сделаны из углепластика, так что им высокая температура не страшна, но если есть какие-то компоненты со сплавом розе с нижней стороны, то они могут упасть во время пайки.
Кстати, не бойтесь, что от больших температур попадают все мелкие компоненты с нижней стороны платы. В твёрдом состоянии само собой ничего не упадёт, но если разогреть какое-то место до 220 градусов, то припой там станет жидким, но ничего не упадёт, потому что за счёт сил поверхностного натяжения эти элементы будут будто притягиваться к местам, где они припаяны, но если что-то припаяно плохо, то оно, конечно, отпадёт. Следите за этим.
Снимаем компаунд с BGA чипов
Снимаем компаунд с BGA чипов
Чтобы знать какой температуры плата, периодически проверяйте её пирометром. На 100-110 градусах, если у BGA чипа есть компаунд, подденьте его легонько пинцетом и уберите. Компаунд это клей, на который чип по углам приклеен к плате. Если сильно надавить пинцетом, то плата поцарапается, поэтому убирать надо аккуратно.
Если компаунда нет, то убирать ничего не надо. Иногда бывает, что компаунд не сбоку от BGA чипа, а под ним. Такое бывает у ноутбуков Леново, компаунд чёрного цвета под чипом. В таком случае чип снимается тяжело и просто присоской не снимется, его придётся как бы отдирать от платы пинцетом, когда шары под ним расплавятся. Для этого перепроверьте температуры на плате и на BGA чипе, чтобы быть уверенным, что можно так делать, иначе можно оторвать чип вместе с дорожками от платы и привести плату в нерабочее состояние.
Как восстановить дорожки на плате под BGA чипом
Как восстановить дорожки на плате под BGA чипом
Токопроводящие дорожки могут повредиться даже при правильном снятии BGA чипа. Это может быть из-за того, что ноутбук роняли или коррозия подъела контакты. Чтобы всё работало корректно, восстановите оторванный пин вместе с дорожкой. Для этого используйте тонкую проволоку, тонкий пинцет, тонкое жало для паяльника и ультрафиолетовую маску для изоляции.
Метод восстановления токопроводящей дорожки простой:
- Смотрите, где оторвался пин, ищите оставшуюся от него дорожку
- Зачистите оставшуюся дорожку
- Под микроскопом припаяйте к ней проволочку (желательно её перед этом залудить для удобства)
- Старайтесь хвост проволочки вести к месту, где и оторвался пин, куда припаивается шарик припоя
Сделайте в конце подобие спиральки, чтобы исключить сомнения, что точно припаяется. Ведите проволоку так, чтобы она не задела какой-нибудь другой контакт и не замкнулась с чем-то, для этого изогните её. Обычно мы ведём её просто по старому месту дорожки.
В конце нанесите тонкий слой УФ-лака и поставьте под ултрафиолетовую лампу, чтобы лак застыл. УФ-лаком покрывайте даже когда просто повреждена маска текстолита и ничего не оторвано.
Некоторые пины смежные и из-за поврежденной дорожки из двух пинов может образоваться один большой. Шариковый припой может распределиться неправильно и вообще отойти от подложки. В таком случае контакта не будет, потому что весь припой перейдёт на плату.
Вообще, когда дорожки не изолированы, припой может просто не туда припаяться и банально замкнуть дорожки, так что изолируйте УФ-лаком в любом случае. Всё, дорожка восстановлена и контакты изолированы!
Включаем верхний ИК-подогрев паяльной станции
Включаем верхний ИК-подогрев паяльной станции
Идём дальше. Как плата дошла до 160-170 градусов, выкручивайте нижний подогрев в ноль, он нам больше не нужен, и включайте верхний подогрев на 45 попугаев.
Как только выключите низ он еще немножко «дойдёт», т.е. если его выключить на 170, то через какое-то время станет 180-190 градусов, и только потом температура начнёт падать. Как только вы включили верх, подождите минутку, чтобы он поднагрелся и тем же временем подошёл низ.
Осторожно, следите как и где лежит верхний подогрев во время разогрева, ибо можно обжечься или спалить что-нибудь. Дальше берите верх в руки за ручку и держите его над чипом с расстоянием 3-4 см от него. Так держите его какое-то время.
Чтобы понять, когда пришёл момент для снятия BGA чипа, во время того, как одной рукой держите верх, другой рукой, держа пинцет, чуть-чуть двигайте рядом стоящие смд.
Как только один из них поддастся, подождите еще секунд пять и потом уже с усилием сдвиньте пинцетом BGA чип. После этого либо пинцетом за край, либо присоской за кристалл снимите чип, но не кладите сразу на стол, ему нужно немного остыть в воздухе.
Лайфхак. Если вы снимаете U-процессоры или другие продолговатые BGA чипы, то кладите их после снятия на такое место на плате, где нет никаких компонентов, чтобы он остывал вместе с платой и его не выгнуло.
Подготавливаем и впаиваем новый BGA чип на плату
Подготавливаем и впаиваем новый BGA чип на плату
После того, как сняли BGA чип, снимите припой с площадок где он стоял для того, чтобы поставить туда новый. Для этого включите паяльник и подготовьте оплётку для снятия припоя.
Сначала нанесите немного флюса на площадку и возьмите на разогретое жало паяльника немного свинцового припоя, чтобы смешать его с бессвинцовым. Потом проведите паяльником по площадке, тем самым снимая большую часть припоя с неё. Во время этого следите за тем, чтобы не снести близлежащие смд.
Когда сняли большую часть припоя не забудьте очистить жало. Дальше используйте оплётку:
- Положите медную оплётку на залуженную площадку
- Поставьте на оплётку жало паяльника (чем больше площадь жала, тем лучше)
- После этого медленно и аккуратно водите жалом вместе с оплёткой по площадке
- Снимите остатки припоя с площадки, меняя оплётку на новую при необходимости
Следите так, чтобы по всей поверхности не осталось бугорков припоя, иначе BGA чип будет елозить и не встанет ровно, но не идеализируйте, совершенно одинаково чисто все пятаки не будут выглядеть. Всё, осталось только выключить верхний подогрев, остудить плату и снять остатки флюса с площадки.
Дальше подготовьте чип для посадки:
- Намажьте тонкий слой флюса на посадочную площадку на плате
- Поставьте на неё BGA чип, чтобы ключ-треугольник на чипе совпадал с таким ключом на площадке
- Выровняйте BGA чип в соответствии с рисками на площадке. Лайфхак. Смотрите на чип строго сверху, а не сбоку, тогда сможете поставить его идеально ровно
- Включите опять нижний подогрев на 13 минут (с условием, что подогрев полностью остыл)
Когда плата нагрелась до 150-170 в месте посадки, выключите низ, включите верх, ждите минутку, поднесите верхний нагреватель к BGA чипу и следите глазами как чип садится. Лучше всего это наблюдать светя на него светильником, лучше зафиксировать его где-то рядом.
Когда визуально определите, что шарики стали блестеть и чип немного поприсел, подождите еще секунд пять. Теперь другой рукой аккуратно возьмите пинцет и легонечко пошатайте чип с углов. Это делается для того, чтобы убедиться, что чип сел ровно и припаялся. Понажимайте немножко на чип по всей поверхности, только очень легонько, потому что есть вероятность неосторожно выдавить шары из-под чипа.
Всё, когда убедитесь, что BGA чип сел, отложите все инструменты и выключите все приборы. Чип посажен, поздравляю! Как отреболлить чип с донора читайте в следующей статье.
Курс по пайке BGA чипов. Замена чипа на плате ноутбука или видеокарты | COREX
corex
Вторая часть курсов по ремонту компьютеров и ноутбуков. Как просто менять BGA чипы на плате
Содержание
Содержание
Введение. Что такое BGA чипы
Введение. Что такое BGA чипы
Для начала давайте разберемся что такое BGA. BGA (Ball grid array) — это микросхема, которая припаивается на плату с помощью большого массива шариков припоя. Такой метод используется для упрощения конструкции выводов и монтажа на плату, но он сложен тем, что установка таких микросхем требует дополнительного оборудования.
Сам BGA чип напоминает бутерброд, который состоит из нескольких слоёв:
- Кристалл
- BGA шарики
- Подложка из текстолита
С наружной стороны BGA чипа кристалл, он впаян маленькими BGA шариками на подложку из текстолита. С обратной стороны этой подложки выводы для шаров, которые уже впаиваются на плату ноутбука, компьютера или видеокарты.
Разрез BGA чипа, сверху видно кремниевый кристалл. Автор фото: Smial
Кристаллы всегда заливают дополнительным компаундом, чтобы усилить крепость с подложкой, иногда их покрывают чёрным слоем, чтобы их вообще не было видно. Такая конструкция очень крепкая и её можно сломать только деформируя механически.
Популярнее всего в ремонте замена:
- Графического процессора, GPU, видеочипа
- Северного моста
- Южного моста, чипсета, хаба
- Видеопамяти видеокарты
- Центрального процессора, CPU, комбайна, SOC
Самая популярная техника, на которой мы меняем BGA чипы:
- Ноутбуки
- Видеокарты
- Материнские платы ПК
- Моноблоки
- Macbook
- iMac
- Mac PC
Роль ИК-станции для замены BGA чипов
Роль ИК-станции для замены BGA чипов
Инфракрасная станция это поддон с керамическими плитками, на которые подаётся напряжение и они греются. ИК-станция нужна чтобы равномерно нагревать плату при замене BGA чипа.
Дело в том, что текстолит имеет плохую теплопроводность: тепло быстро рассеивается, слабо удерживается и плохо распределяется. Поэтому мы греем платы с нижней стороны равномерно и по всей площади с помощью ИК-станции. Плитки медленно нагревают воздух, а воздух в свою очередь медленно разогревает плату.
Если паять без нижнего подогрева плату с BGA чипом, причём дуя на него, например, феном, то грелись бы только верхние слои всего BGA бутерброда и температура сверху (на кристалле) была бы намного больше, нежели внизу, где шары и посадочная площадка, а сама плата под чипом вообще была бы холодная.
Такого быть не должно, потому что кристалл не любит высоких температур и может начать деградировать от их воздействия или просто лопнуть.
Даже в случае, если разогреть весь BGA бутерброд и его нижнюю часть до температуры плавления припоя снизу, то всё равно нельзя его припаивать на плату, потому что плата под чипом холоднее и припой просто не сможет хорошо припаяться. Сама конструкция начнёт разваливаться на глазах, чернеть и начнёт взбухать текстолит на подложке (отслаиваться). Такой BGA чип и плату уже не восстановить.
Чтобы избежать такого исхода мы и используем нижний подогрев. Помимо этого, если использовать только локальный подогрев, то в другом месте, где плата холодная, она начнёт выгибаться и посадить чип уже проблематичнее. Это происходит из-за конструкции текстолита.
Текстолит имеет множество слоёв, и в случае, когда в одном месте он разогрет, а в другом нет, то в месте, где «соприкасается» разогретый слой с холодным, он расширяется, но расширяются не все слои как положено, а только некоторые. Из-за этого и выгибает плату. Чтобы всего этого избежать мы используем ИК-паяльную станцию.
Равномерно нагревая всю плату снизу мы можем смело греть сверху BGA чип даже феном, потому что тепло сразу же и сверху, и снизу. В таком случае мы можем рассчитывать, что нам потребуются меньшие температуры для нагревания BGA бутерброда, и в следствии мы не «ужарим» кристалл.
Готовимся к пайке BGA
Готовимся к пайке BGA
BGA паялкой (нашей) пользуйтесь осторожно, так как она разогревается до больших температур. Всегда, при работе с ней, используйте тряпочные перчатки!
Лайфхак. Надевайте перчатки пупырками наружу, чтобы они не плавились.
Ставим стойки для пайки на плату
Ставим стойки для пайки на плату
Перед тем, как выставить на станцию плату, прикрутите её на стоечки, чтобы плата стояла ровно, и чтобы её не перекосило во время процесса замены BGA чипа.
Плата во время нагрева становится более мягкой и гибкой, поэтому тот угол или середина, которая, как бы, висит в воздухе, может при разогреве изогнуться или прогнуться. Для того, чтобы этого избежать, распределите равномерно стоечки по отверстиям платы так, чтобы вы мысленно представили её во время нагрева и определили какие места могут провиснуть.
Лайфхак. Если на плате в какой-то части нет отверстий под стойки, аккуратно накрутите их на край текстолита.
Тот же фокус работает со слишком большими отверстиями под стойки, в которые они проваливаются. Только стойку после закрепления немного пошевелите, чтобы понимать, что она зажата и при нагреве платы не отвалится.
Включаем нижний ИК-подогрев паяльной станции
Включаем нижний ИК-подогрев паяльной станции
Полдела сделано, идём дальше. Снимите с платы все наклеечки, бумажечки и бэкплейты. Не забудьте снять батарейку CMOS, иначе она загорится и взорвётся во время пайки.
Поставьте плату стойками на паялку, теперь включите нижний подогрев. Выставьте его на 60 попугаев и поставьте таймер на телефоне где-то 13 минут.
Экспериментально мы знаем, что плата за это время успеет нагреться до 130-150 градусов, в зависимости от массивности. На нашей паялке даже после выключения нижнего подогрева плата догревается ещё на градусов 20, потому что плитки долго остывают.
Время и температура подсчитываются для того, чтобы плату не выгнуло. Температура в месте пайки должна быть не сильно выше, чем температура остальной платы, хорошо, если разница не больше 50 градусов. Температура плавления припоя ~190-220 градусов, соответственно и плата должна быть не меньше 150-170 градусов в момент пайки BGA чипа.
Прошу заметить, что на плате ничего прикрывать не нужно как снизу, так и сверху, главное, чтобы она не соприкасалась со стеклом пластиковыми местами, если этого нет, то не стоит бояться, что с платы что-то потечёт. Все пластиковые разъёмы сделаны из углепластика, так что им высокая температура не страшна, но если есть какие-то компоненты со сплавом розе с нижней стороны, то они могут упасть во время пайки.
Кстати, не бойтесь, что от больших температур попадают все мелкие компоненты с нижней стороны платы. В твёрдом состоянии само собой ничего не упадёт, но если разогреть какое-то место до 220 градусов, то припой там станет жидким, но ничего не упадёт, потому что за счёт сил поверхностного натяжения эти элементы будут будто притягиваться к местам, где они припаяны, но если что-то припаяно плохо, то оно, конечно, отпадёт. Следите за этим.
Снимаем компаунд с BGA чипов
Снимаем компаунд с BGA чипов
Чтобы знать какой температуры плата, периодически проверяйте её пирометром. На 100-110 градусах, если у BGA чипа есть компаунд, подденьте его легонько пинцетом и уберите. Компаунд это клей, на который чип по углам приклеен к плате. Если сильно надавить пинцетом, то плата поцарапается, поэтому убирать надо аккуратно.
Если компаунда нет, то убирать ничего не надо. Иногда бывает, что компаунд не сбоку от BGA чипа, а под ним. Такое бывает у ноутбуков Леново, компаунд чёрного цвета под чипом. В таком случае чип снимается тяжело и просто присоской не снимется, его придётся как бы отдирать от платы пинцетом, когда шары под ним расплавятся. Для этого перепроверьте температуры на плате и на BGA чипе, чтобы быть уверенным, что можно так делать, иначе можно оторвать чип вместе с дорожками от платы и привести плату в нерабочее состояние.
Как восстановить дорожки на плате под BGA чипом
Как восстановить дорожки на плате под BGA чипом
Токопроводящие дорожки могут повредиться даже при правильном снятии BGA чипа. Это может быть из-за того, что ноутбук роняли или коррозия подъела контакты. Чтобы всё работало корректно, восстановите оторванный пин вместе с дорожкой. Для этого используйте тонкую проволоку, тонкий пинцет, тонкое жало для паяльника и ультрафиолетовую маску для изоляции.
Метод восстановления токопроводящей дорожки простой:
- Смотрите, где оторвался пин, ищите оставшуюся от него дорожку
- Зачистите оставшуюся дорожку
- Под микроскопом припаяйте к ней проволочку (желательно её перед этом залудить для удобства)
- Старайтесь хвост проволочки вести к месту, где и оторвался пин, куда припаивается шарик припоя
Сделайте в конце подобие спиральки, чтобы исключить сомнения, что точно припаяется. Ведите проволоку так, чтобы она не задела какой-нибудь другой контакт и не замкнулась с чем-то, для этого изогните её. Обычно мы ведём её просто по старому месту дорожки.
В конце нанесите тонкий слой УФ-лака и поставьте под ултрафиолетовую лампу, чтобы лак застыл. УФ-лаком покрывайте даже когда просто повреждена маска текстолита и ничего не оторвано.
Некоторые пины смежные и из-за поврежденной дорожки из двух пинов может образоваться один большой. Шариковый припой может распределиться неправильно и вообще отойти от подложки. В таком случае контакта не будет, потому что весь припой перейдёт на плату.
Вообще, когда дорожки не изолированы, припой может просто не туда припаяться и банально замкнуть дорожки, так что изолируйте УФ-лаком в любом случае. Всё, дорожка восстановлена и контакты изолированы!
Включаем верхний ИК-подогрев паяльной станции
Включаем верхний ИК-подогрев паяльной станции
Идём дальше. Как плата дошла до 160-170 градусов, выкручивайте нижний подогрев в ноль, он нам больше не нужен, и включайте верхний подогрев на 45 попугаев.
Как только выключите низ он еще немножко «дойдёт», т.е. если его выключить на 170, то через какое-то время станет 180-190 градусов, и только потом температура начнёт падать. Как только вы включили верх, подождите минутку, чтобы он поднагрелся и тем же временем подошёл низ.
Осторожно, следите как и где лежит верхний подогрев во время разогрева, ибо можно обжечься или спалить что-нибудь. Дальше берите верх в руки за ручку и держите его над чипом с расстоянием 3-4 см от него. Так держите его какое-то время.
Чтобы понять, когда пришёл момент для снятия BGA чипа, во время того, как одной рукой держите верх, другой рукой, держа пинцет, чуть-чуть двигайте рядом стоящие смд.
Как только один из них поддастся, подождите еще секунд пять и потом уже с усилием сдвиньте пинцетом BGA чип. После этого либо пинцетом за край, либо присоской за кристалл снимите чип, но не кладите сразу на стол, ему нужно немного остыть в воздухе.
Лайфхак. Если вы снимаете U-процессоры или другие продолговатые BGA чипы, то кладите их после снятия на такое место на плате, где нет никаких компонентов, чтобы он остывал вместе с платой и его не выгнуло.
Подготавливаем и впаиваем новый BGA чип на плату
Подготавливаем и впаиваем новый BGA чип на плату
После того, как сняли BGA чип, снимите припой с площадок где он стоял для того, чтобы поставить туда новый. Для этого включите паяльник и подготовьте оплётку для снятия припоя.
Сначала нанесите немного флюса на площадку и возьмите на разогретое жало паяльника немного свинцового припоя, чтобы смешать его с бессвинцовым. Потом проведите паяльником по площадке, тем самым снимая большую часть припоя с неё. Во время этого следите за тем, чтобы не снести близлежащие смд.
Когда сняли большую часть припоя не забудьте очистить жало. Дальше используйте оплётку:
- Положите медную оплётку на залуженную площадку
- Поставьте на оплётку жало паяльника (чем больше площадь жала, тем лучше)
- После этого медленно и аккуратно водите жалом вместе с оплёткой по площадке
- Снимите остатки припоя с площадки, меняя оплётку на новую при необходимости
Следите так, чтобы по всей поверхности не осталось бугорков припоя, иначе BGA чип будет елозить и не встанет ровно, но не идеализируйте, совершенно одинаково чисто все пятаки не будут выглядеть. Всё, осталось только выключить верхний подогрев, остудить плату и снять остатки флюса с площадки.
Дальше подготовьте чип для посадки:
- Намажьте тонкий слой флюса на посадочную площадку на плате
- Поставьте на неё BGA чип, чтобы ключ-треугольник на чипе совпадал с таким ключом на площадке
- Выровняйте BGA чип в соответствии с рисками на площадке. Лайфхак. Смотрите на чип строго сверху, а не сбоку, тогда сможете поставить его идеально ровно
- Включите опять нижний подогрев на 13 минут (с условием, что подогрев полностью остыл)
Когда плата нагрелась до 150-170 в месте посадки, выключите низ, включите верх, ждите минутку, поднесите верхний нагреватель к BGA чипу и следите глазами как чип садится. Лучше всего это наблюдать светя на него светильником, лучше зафиксировать его где-то рядом.
Когда визуально определите, что шарики стали блестеть и чип немного поприсел, подождите еще секунд пять. Теперь другой рукой аккуратно возьмите пинцет и легонечко пошатайте чип с углов. Это делается для того, чтобы убедиться, что чип сел ровно и припаялся. Понажимайте немножко на чип по всей поверхности, только очень легонько, потому что есть вероятность неосторожно выдавить шары из-под чипа.
Всё, когда убедитесь, что BGA чип сел, отложите все инструменты и выключите все приборы. Чип посажен, поздравляю! Как отреболлить чип с донора читайте в следующей статье.
PCBA—Процесс и этапы ремонта микросхемы BGA
Решетка шариков (BGA): Процесс замены всех шариков припоя на матрице сетки шариков микросхемы называется отскоком BGA. Корпуса BGA стали очень популярными при проектировании и производстве печатных плат (PCB). Эти пакеты помогают уменьшить размер печатной платы и улучшить ее функциональность. BGA могут выдержать давление уменьшения размера продукта, и они редко требуют обслуживания и ремонта. Как ремонтируются корпуса BGA и какие этапы переделки BGA? В этой статье в основном описывается процесс распайки и реболлинга микросхемы BGA, а также вопросы, требующие внимания в процессе ремонта.
I. Вопросы, требующие внимания в процессе ремонта микросхем BGA
- Операторы должны носить электростатические браслеты.
- Следует заранее отрегулировать поток воздуха и давление термофена перед распайкой BGA. чрезмерно высокая температура в процессе распайки. Он не должен регулировать температуру снова во время распайки.
- При отпайке BGA осторожно прикоснитесь к BGA пинцетом, чтобы убедиться, что припой на контактной площадке расплавится, чтобы предотвратить повреждение контактной площадки BGA на печатной плате.
- Во избежание пайки вторичным шариком при ремонте BGA следует обращать внимание на ориентацию, отмеченную на печатной плате.
- Интеллектуальный термофен. (для распайки BGA)
- Антистатическая платформа для обслуживания и электростатический браслет. (требуется электростатическая среда)
- Антистатическое чистящее устройство. (для очистки BGA)
- Платформа для ремонта BGA. (для пайки BGA)
- Высокотемпературный бокс (используется для запекания печатной платы)
- Вспомогательное оборудование: вакуумная ручка, увеличительное стекло (микроскоп)
( 1) В соответствии с разным временем выдержки плата PCBA предъявляет разные требования к выпечке.
(2) Время выпечки, выпечка в соответствии со следующими положениями:
Время выдержки ≤2 месяца, более 2 месяцев
Время выпекания 10 часов, 20 часов
Температура выпекания 105±5℃, 105±5℃
(3) Перед противнем снимите датчик температуры- чувствительные компоненты после запекания, такие как оптическое волокно, пластик и т. д.; В противном случае это приведет к повреждению этих компонентов из-за высокой температуры.
(4) Для всех плат необходимо выполнить ремонт BGA в течение 10 часов после извлечения плат после обжига.
(5) Печатная плата, на которой нельзя выполнить ремонт BGA в течение 10 часов, должна быть помещена в сушильную печь для консервации. В противном случае легко привести к липкой спине, а влажная печатная плата легко может привести к барабану печатной платы при пайке.
VI. Операционные этапы отпайки и перепайки микросхем BGA
Подготовка перед распайкой BGA
Состояние параметров термофена установлено следующим образом: температура 280℃~320℃; время отпайки: 35-55 секунд; Параметры воздушного потока: 6 уровней; Наконец, PCBA помещается на антистатическую платформу обслуживания и закрепляется.
Отпайка BGA
Имейте в виду, что ориентация и положение чипа перед отпайкой, например, без шелкографии на печатной плате, с помощью маркера вместе с прорисовкой по всему периметру или рядом с вводом небольшого количества флюса в нижней части BGA, Выберите подходящий размер BGA, сопло для пайки BGA установлено на фене, будет обрабатывать вертикальное выравнивание BGA, но обратите внимание на то, что сопло должно оставлять компоненты ок. 4 мм, запустите фен. Термофен автоматически вытащит припой в соответствии с заданными параметрами. После окончания отпайки удалите компоненты BGA с помощью ручки-присоски через 2 секунды. После демонтажа устройств проверьте, не отваливаются ли контактные площадки демонтированных машин, не царапаются ли следы, не отслаиваются ли они, не повреждаются ли они и т. д. Если будет обеспечена ненормальная обратная связь и своевременная обработка.
Очистка BGA и печатных плат
(1) поместите плату на рабочий стол и используйте паяльник для удаления избыточных остатков с площадки, плоская площадка, очищая при размещении линии поглощения олова в площадке для пайки, одной рукой, чтобы поднять всасывающее олово линия, положите линию олова для поглощения железа, осторожно нажмите на железо рукой, остаточный припой PCBA или расплав припоя BGA и адсорбция для поглощения линии олова, линия поглощения олова должна быть перемещена в другое место, чтобы поглотить остаток припоя, примечание: сделайте не заставляйте припойную площадку тянуться, чтобы не повредить припойную площадку.
(2) После очистки контактных площадок используйте промывочную воду для очистки контактных площадок PCBA. Если виртуальный процессор для пайки нуждается в повторной установке шарика, используйте ультразвуковой очиститель (с антистатическим устройством) для загрузки промывочной воды, а удаленный BGA должен быть очищен и повторно установлен шарик для пайки.
Примечание. Для очистки паяльной площадки бессвинцовых устройств температура паяльника должна быть < измеренного значения> 340+/-40 ℃; Для очистки контактных площадок CBGA и CCGA температура паяльника должна быть <измеренное значение>370+/-30℃; в каждом паяльнике есть определенные различия (например, низкая температура пайки), пожалуйста, сообщите об этом, и ответственное лицо внесет коррективы в соответствии с реальной ситуацией. Если корректировка не производится, необходимо строго выполнять вышеуказанные требования.
Реболлинг BGA-чипа
Оловянная посадка BGA-чипа должна быть выполнена из лазерно-перфорированного трафарета с односторонней роговой сеткой. Толщина трафарета должна быть 2 мм, а стенка отверстия должна быть гладкой и аккуратной. Нижняя часть отверстия рупора (сторона, контактирующая с BGA) должна быть на 10–15 мкм больше, чем верхняя часть (соскребание олова с места). Используя функцию посадки олова в приведенной выше таблице обслуживания BGA — приспособление и трафарет, сначала найдите соответствующее положение вогнутости в приспособлении для позиционирования, зафиксируйте BGA в приспособлении для позиционирования, поместите трафарет с точным позиционированием квадратных и круглых отверстий на приспособление для позиционирования, а затем прижмите трафарет к приспособлению с помощью прилагаемого к нему магнитного прижимного блока. Инструмент имеет три устройства точного позиционирования (BGA → приспособление → трафарет), которые могут легко и точно совместить сетку трафарета с небольшой контактной площадкой компонента BGA.
Небольшой скребок представляет собой небольшое количество густой оловянной суспензии, нанесенной на сетку трафарета. Когда вся сетка будет заполнена, с одного конца трафарета будет медленно подниматься, BGA-чип, небольшая жестяная кучка, снова с помощью фена для нагрева, оловянная кучка BGA превращается в однородный массив жестяных шариков. быть. Если в отдельных подушечках нет оловянного шарика, можно снова прижать трафарет для местного заполнения оловом. Его нельзя нагревать вместе с трафаретом, так как это влияет на реболлинг и будет точной термической деформацией и повреждением трафарета.
Пайка чипа BGA
Обмакните небольшое количество плотного флюса в оловянные шарики BGA и контактные площадки PCBA, снимите исходную метку и установите BGA. BGA следует приклеить и расположить таким образом, чтобы его не сдуло горячим ветром. Однако следует учесть, что слишком много флюса класть нельзя. В противном случае излишние пузырьки канифоли приведут к смещению стружки при нагреве. Плата PCBA также закреплена на ремонтной платформе BGA и должна быть размещена ровно, замените подходящую насадку, насадку на BGA-чипе и оставленный 4 мм, выберите BGA для доработки основной заданной температурной кривой, нажмите на экран автоматической пайки (примечание : не оказывает давления на процесс пайки BGA, легко вызвать короткое замыкание между оловянными шариками под. )
При плавлении оловянного шарика BGA и формировании припоя на печатной плате, а также благодаря поверхностному натяжению оловянного шарика чип автоматически центрируется, даже если есть отклонение от материнской платы. Когда стол для ремонта BGA нагревается, операция пайки BGA в это время будет завершена. Однако следует отметить, что стол для ремонта BGA издает звуковой сигнал после нагрева. В настоящее время не перемещайте стол для ремонта BGA и плату PCBA, поскольку стол для ремонта BGA и плата PCBA находятся в состоянии высокой температуры и незатвердевшего состояния. Он должен подождать 40 секунд, прежде чем ремонтный стол BGA и печатная плата остынут.
Проверка пайки BGA и очистка платы PCBA
1. После завершения пайки компоненты BGA и PCBA следует очистить водой для промывки плиты, чтобы удалить излишки флюса и возможные остатки олова.2. с помощью увеличительного стекла лампа была припаяна к печатной плате, компоненту BGA, чтобы проверить, являются ли главным образом чипы с точки зрения, параллельными с печатной платой, не появились ли соответствующие переливы припоя, короткое замыкание и т. д., даже Если выше возникла какая-либо необходимость в демонтаже шариков, ни в коем случае нельзя поспешно запускать электричество, чтобы не расширить масштаб неисправности. Питание можно включить только для проверки производительности и функционирования машины, когда она проверена правильно.
Процесс пайки BGA
При использовании компонентов BGA вы можете быть обеспокоены тем, может ли пайка компонентов BGA быть такой же надежной, как использование более традиционных форм паяльного оборудования. Контактные площадки компонентов BGA расположены под устройством и не видны. Поэтому необходимо убедиться, что процесс пайки BGA используется правильно.
К счастью, технология пайки BGA оказалась очень надежной. Как только процесс пайки BGA настроен правильно, пайка BGA, как правило, более надежна, чем четырехплоские корпуса. Это означает, что любая паяная сборка BGA более надежна. В результате в настоящее время он широко используется для серийных сборок печатных плат и сборок прототипов печатных плат для разрабатываемых схем.
В процессе пайки BGA используется метод оплавления. Это связано с тем, что вся сборка должна быть нагрета до температуры, при которой припой расплавится под сборкой BGA. Этого можно добиться только с помощью методов оплавления.
Для пайки BGA шарики припоя на упаковке содержат тщательно контролируемое количество припоя. При нагревании в процессе пайки припой плавится.
Профессиональная замена чипа BGA | ренекс
До сих пор они были доступны только в гораздо более дорогом оборудовании. Как видите, SMD/BGA-компоненты, пожалуй, не самая простая вещь, однако при наличии подходящего оборудования, даже с небольшими навыками оператора, это можно сделать безопасно и быстро. В серии PACE ST-3xx, кроме представленной выше ST-325, производитель также предлагает две другие станции горячего воздуха: ST-300 и ST-350. PACE ST-300 — это несколько более простой аналог ST-325, не оснащенный возможностью совместной работы с ПК.
Однако он обладает большинством преимуществ ST-325 и кажется хорошим решением для работы с типичными SMD-компонентами — либо вручную, либо со штативом и нагревателем. Однако пользователь должен помнить, что возможность расширения этого устройства на практике ограничивается главным образом оснащением его головками для определенных типов компонентов.
ST-350 — вариант ST-325, совмещенный со специальной треногой в компактном комплекте, что позволяет позиционировать системы на досках с максимальным размером 457×457 мм. Конструкция ST-350 обеспечивает очень точное позиционирование компонентов, что обеспечивается микрометрическими винтами и регулировкой положения системы по осям X, Y, Z и Theta. Дальнейшее простое расширение станции, например, с помощью также возможен дозатор.
Данную модель следует рассматривать как подходящую для компаний, чьи потребности выходят за рамки возможностей, предлагаемых ST-325 – возможна работа даже с компонентами NBGA/CSP Fine Pitch, что ставит эту станцию в очень узкий круг самые универсальные инструменты на рынке. Глядя на предложение станции продувки горячим воздухом, нельзя не упомянуть очень интересную польскую конструкцию REECO RA-250e, преимущества которой ставят ее на первое место: микропроцессорное управление, программирование профилей (к сожалению, без использования программного обеспечения), встроенный вакуумный пинцет и термометр с выносной термопарой.
Эта станция также может быть расширена до станции, эффективность которой выходит за рамки ручного позиционирования элементов (штатив, нагреватель и т. д.). REECO RA-250 не будет конкурировать со станцией PACE ST-325, но многие потенциальные пользователи обратят внимание на самое главное ее преимущество – привлекательную цену при действительно широких возможностях. Конечно, даже самая лучшая техника не способна сама по себе выполнять даже самые простые задачи. Важнейшим звеном в любой компании является человек и именно от его навыков зависит качество работы.
Поэтому внедрение новых технологий должно начинаться в первую очередь с повышения квалификации тех, у кого есть новое оборудование для работы. Что касается работы с BGA, то можно упомянуть один из обучающих курсов, проводимых RENEX EEC. Особого внимания заслуживает курс RTC-08, посвященный: Приобретению теоретических и практических знаний в области сборки и разборки компонентов BGA/CSP, а также ознакомлению с методами восстановления выводов и контроля качества соединений компонентов».