Реболінг і монтаж BGA

Реболлінг

BGA-мікросхеми — це головний біль для будь-якого інженера, який займається ремонтом сучасної техніки. З кожним роком вони все більше витісняють «з плати» елементи в корпусах QFP, TQFP та ін/ А все тому, що на даний момент BGA корпус найбільш досконалий і виграє у інших по ряду параметрів:

  • щільність монтажу
  • теплопровідність
  • завадостійкість.

Але, при всіх своїх перевагах, у BGA-мікросхем є один істотний недолік — складність ремонту у випадку браку. А брак, пов'язаний з особливостями BGA, зараз зустрічається дуже часто, і в першу чергу це стосується мобільних телефонів і ноутбуків.

Внаслідок механічного або термічного пошкодження (наприклад, через постійне натискання в місці, де розміщена BGA-мікросхема, або перегріву мікросхеми під час роботи) може пропасти контакт між чіпом і платою. Очевидно, що для відновлення працездатності потрібно цей контакт відновити.

Існують два способи відновлення:

  • прогрів
  • реболінг.
Реболлинг

Жоден серйозний сервісний центр не запропонує варіант з прогріванням. По-перше, ніхто не зможе дати гарантію на такий ремонт, і, по-друге, такий ремонт далеко не завжди дає позитивний результат.

Тому, єдиним рекомендованим способом відновлення контактних висновків є реболінг.

Реболінг —це повторне нанесення (відновлення) всіх контактів на BGA-чіп, що передбачає попередній демонтаж мікросхеми з плати за допомогою відповідної паяльної станції. У тому випадку, якщо чіп не пошкоджений, його можуть використовувати надалі. Якщо ж чіп не придатний, нанесення кулькових виводів роблять для нового - справного.

Запорукою успішного реболінга є два чинники:

  • майстерність інженера
  • обладнання та витратні матеріали, яке він використовує.

На жаль, з вибором інженера, в цій статті ми допомогти не зможемо. А ось підібрати обладнання і витратні матеріали для виконання даної операції - спробуємо.

Отже, для реболінга нам знадобляться:

  1. Відповідна паяльна станція.
  2. Набір трафаретів і трафаретний столик.
  3. BGA-кульки або BGA-паста.
  4. Флюс для BGA.
  5. Клейка фольга та термоскотч.

Паяльна станція

Термоповітряна паяльна станція

Про вибір конкретної моделі ми розповімо в інших публікаціях, а в цій статті давайте визначимося з типом паяльної станції.

Для успішного монтажу / демонтажу BGA-мікросхеми невеликого розміру, наприклад мобільного телефона, достатньо термоповітряної паяльної станції на зразок Lukey 852D+. Більш зручний варіант — портативна інфрачервона паяльна станція типу Tornado Infra Pro.

Термоповітряна паяльна станція Lukey 852D+

Lukey 852D+

Інфрачервона паяльна станція Tornado Infra Pro

Tornado Infra Pro

Якщо ж планується відновлення материнської плати ноутбука, з великою площею текстоліту і великими BGA-чіпами, то, в такому випадку не обійтися без ремонтного комплексу з нижнім і верхнім нагрівачем типу Jovy Systems RE-8500. Більш докладно про вибір паяльної станції можна прочитати в відповідній статті.

Инфракрасная паяльная станция Jovy Systems RE-8500

Jovy Systems RE-8500

Набір трафаретів і трафаретний столик

Універсальний набір BGA-трафаретів Jovy Systems JV-RMS

Jovy Systems JV-RMS

Набір BGA-трафаретів Jovy Systems JV-RMP для PS3

Jovy Systems JV-RMP

Нанесення BGA-кульок на контактні поверхні без використання трафарету — складна ювелірна робота, яка може зайняти кілька годин. Для спрощення і прискорення даного процесу були створені трафарети-матриці. Трафарет являє собою металеву пластину з отворами. Розмір отворів відповідає діаметру кульок наносяться на контактні поверхні (параметр «діаметр»). Відстань між отворами трафарету відповідає відстані між контактними поверхнями мікросхеми (параметр «крок»).

Реболлінг

Трафарети бувають універсальні і спеціалізовані.

Універсальний трафарет — це квадратна матриця з отворами однакового діаметру. Його можна використовувати для реболінга будь-якого чіпа з такими ж, як у трафарету, значеннями кроку і діаметру.

Спеціалізований трафарет — крім відповідності за «кроком» і «діаметром» також повністю відповідає малюнку нанесених кульок на мікросхему. Користуватися спеціалізованими трафаретами набагато зручніше. Але, як правило, їх купують у разі частого реболінга відповідного чіпа. Тому універсальні трафарети набули більшого поширення і входять фактично в будь-який набір для реболінга.

За способом виготовлення трафарети діляться на лазерні (лазерна різка) і хімічно протравлені. Отвори в лазерних пророблені більш ретельно, але і вартість їх, відповідно, вище.

Найголовніший параметр при виборі трафарету — це його стійкість до деформації при нагріванні. На відміну від термостійких трафаретів, які крім кульок при реболінгу також дозволяють використовувати і BGA-пасту, більшість матриць для комп'ютерних чіпів не термостійкі. Їх можна використовувати тільки для нанесення кульок, а безпосередньо під час прогріву їх потрібно знімати з чіпа.

Прикладом не термостійких трафаретів може служити популярний набір ACHI LP-37.

А цей набір відноситься до термостійких.

Універсальний набір для BGA-реболлінга ACHI LP-37

ACHI LP-37

Набор BGA-трафаретов ACHI (150 шт)

BGA-трафарети ACHI (150 шт.)

BGA-кульки або BGA-паста

BGA-кульки Jovy Systems JV-PB60

Jovy Systems JV-PB60

Безсвинцеві припій-кульки (0,5 мм) JOVY SYSTEMS JV-LFSB050

Jovy Systems JV-LFSB050


Припій-кульки (0,4 мм) Jovy Systems JV-PB40

Jovy Systems JV-PB40

BGA-шарики 0,6 мм

BGA-кульки 0,6 мм

Як вже було зазначено вище, в якості припою для реболінга можна використовувати BGA-кульки або BGA-пасту. При цьому алгоритм відновлення виводів істотно відрізняється.

Технологічно використання BGA-пасти істотно спрощує процес, але від цього страждає якість. Контактні поверхні при такому реболінгу неоднорідні і можуть істотно відрізняться за розміром. Тому, даний метод найбільш актуальний для ремонту мобільних телефонів, де розмір чіпів невеликий.

У разі реболінга материнської плати, як правило, використовують BGA-кульки.

Як BGA-кульки, так і BGA-паста можуть бути свинцевими і безсвинцевими. Використання безсвинцевих витратних матеріалів виправдано тільки в умовах авторизованого сервісного центру.

Флюс для BGA

Флюс-гель Interflux IF 8300-6

Interflux IF 8300-6

Флюс-гель Interflux IF 8300-4

Interflux IF 8300-4

Одним з ключових чинників для проведення успішного реболінга є правильно підібраний флюс. Саме від його властивостей залежить те, як кульки «приклеяться» до чіпу до прогрівання, чи буде він скипати і пінитися під час прогріву, і чи потрібно буде його змивати після монтажу чіпа на плату.

Тому флюс для BGA — це найбільш якісний і дорогий тип флюсу. Використання інших флюсів — вкрай небажано і може привести до негативних результатів при відновленні.

Клейка фольга та термоскотч

Клейка фольга - відмінний ізолятор від небажаного нагрівання. З її допомогою можна запобігти випаюванню компонентів, які знаходяться біля демонтованого чіпа.

Термофольга

У термоскотча трохи інші цілі: його можна використовувати для фіксації термопари в зоні паяння, а також наносити на поверхню кристала мікросхеми при паянні інфрачервоною паяльною станцією для кращої теплопередачі. Також термоскотч часто використовують для поєднання BGA-трафарету і BGA-чіпа при реболінгу без трафаретного столу.

Термоскотч

Так виглядає короткий набір обладнання та витратних матеріалів необхідних при реболінгу. Цей список може змінюватися в залежності від особистих уподобань інженера, але для гарантовано успішного відновлення рекомендуємо прислухатися до наших порад.

,
Технічний спеціаліст магазину інструментів Masteram

comments powered by Disqus
Чат з продажу
Важливі новини
Підписка на новини Masteram
Відгуки клієнтів
Валюта: Гривня (грн)
Кошик товарів поки немає
 
-