8-900-374-94-44
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.
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:
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:
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.
Данное приспособление необходимо для отделения ремонтируемой микросхемы от печатной платы. Этап очень ответственный. При недостаточном нагреве существует риск оборвать дорожки.
Подробнее об особенностях BGA монтажа читайте:
Пайка bga микросхем
Выпаивание чипа
Удаление компаунда
Последовательность демонтажа
Пайка bga чипов
Нижний подогрев для пайки bga
Флюс для пайки bga
Термовоздушная паяльная станция
Паяльник для пайки
Микроскоп бинокулярный
Шарики bga
Качество пайки
Как паять платы? Как расшифровывается BGA? На эти два часто задаваемых вопроса, во время прохождения курсов пайки, отвечают мастера Bgacenter.
От английского – ball grid arrey, то есть массив шариков, своим видом похожий на сетку. Шарики из припоя наносятся на микросхему через трафарет, затем потоком горячего воздуха, расплавляется сам припой и формируются контакты правильной формы.
Процесс пайки BGA состоит из определенной последовательности действий, соблюдая которую получаем качественное соединение. Но существует большое количество нюансов, ради которых и приезжают на обучение.
Начиная с того под каким углом и на каком расстоянии от платы держать сопло фена, температурные режимы демонтажа и монтажа микросхем, с какой стороны заводить лопатку. А при проведении диагностики, и наличии межслойного короткого замыкания ничего не нагревается.
Как в этом случае найти неисправный элемент или цепь? И много других тонкостей которые может знать действующий мастер сервисного центра. И тот кто может подтвердить свой уровень выполненными ремонтами.
Ремонт iPhone в Bgacenter
90 % успешности ремонта зависит от правильно выполненного демонтажа микросхем.
Именно на этом этапе важно не оторвать пятаки и не повредить микросхему высокой температурой. А начинают выпаивание чипа, с удаления компаунда.
Компаунд – полимерная смола, обычно черного или коричневого цвета, применяемая при изготовлении системных плат телефонов. Назначение компаунда:
Наиболее ответственные микросхемы, такие как: CPU, BB_RF, EPROM, NAND Flash, Wi-Fi в заводских условиях после установки, заливаются компаундом. И перед тем как выполнять демонтаж, необходимо очистить периметр от смолы.
Снятие компаунда
Отключить и убрать коаксиальный кабель.
Как только отпаиваемый чип начнет сдвигаться, на доли миллиметра, настало время заводить лопатку под или воспользоваться пинцетом.Общий принцип пайки следующий, благодаря создаваемому поверхностному натяжению при расплавлении припоя, происходит фиксация микросхемы относительно контактной площадки на системной плате. Температура пайки bga микросхем на платах iPhone 290 – 340 градусов Цельсия.
Подготовка микросхемы:
Дополнительно для этих целей может использоваться мелкозернистая наждачная бумага, Р500 ГОСТ Р 52381-2005. Для уменьшения времени воздействия на плату высоких температур используется подогревать плат. Рекомендуем моноблочный подогреватель печатных плат СТМ 10-6. Стабильное поддержание заданной температуры на всей площади нагревательного элемента способствует равномерному прогреву всей motherboard (зависит от модели подогревателя). И ещё одно из преимуществ перед другими термостолами, это удобная универсальная система креплений.
Термостол СТМ 10-6
В интернете представлено огромное количество производителей флюсов. В Bgacenter применяется профессиональный безотмывочный флюс Martin. Следует обращать внимание на дату изготовления и срок годности флюса. Преимущества флюс-геля:
Флюс Martin
Назначение станции Quick 861DE ESD Lead – пайка (демонтаж и монтаж) BGA микросхем и SMD компонентов. Преимущества этой станции:
Что бы можно улучшить в конструкции станции, это регулировка температуры не кнопками, а вращающимися регуляторами, как на Quick 857D (W)+.
Quick 861DE ESD Lead
PS-900 METCAL – индукционная паяльная система. Мощности паяльника 60 Вт вполне достаточно для работы с многослойными платами современной электроники. Опыт работы инженеров по ремонту телефонов именно с этим паяльником – 4 года. Какие отличительные особенности у PS-900:
Паяльник индукционный
Для начинающего мастера по ремонту телефонов хорошим вариантом будет микроскоп СМ0745. Бинокулярный микроскоп с фокусным расстоянием 145 мм (при установке рассеивающей линзы). Назначение системы линз, увеличение фокусного расстояния при сохранении рабочей зоны.
Преимущество СМ0745:
Микроскоп для пайки плат
Для пайки плат iPhone в основном применяются шарики припоя диаметр 0,2 мм. Обычно поставляются в стеклянной таре, по 10000 шаров в каждой банке.
Состав шариков из припоя:
Шарики bga
После выполнения паяльных работ необходимо убедиться, что пайка bga выполнена качественно. Контроль осуществляется несколькими способами:
Подробно о методиках проверки, читайте в следующем материале. Например при диагностике цепи заряда iPad Air, подключением платы к ЛБП, при исправном TRISTAR потребление тока должно быть не более 0,07 Ампер.
Пайка SMT Включает:
Методы пайки SMT
Волновая пайка
пайка оплавлением
Пайка BGA
Что такое паяльная паста и как ею пользоваться
См. также: Основы пайки Ручная пайка: как паять Паяльники Инструменты для пайки Припой — что это такое и как им пользоваться Распайка — секреты, как это сделать правильно Паяные соединения
На первый взгляд может показаться, что пайка массивов шариковых решеток, BGA — сложная задача, поскольку шарики припоя, припаиваемые к печатной плате, зажаты между самим корпусом BGA и печатной платой.
Однако доказано, что сборка печатных плат с использованием BGA работает и работает хорошо.
Процесс пайки и другие области сборки печатной платы могут потребовать незначительной модификации, но преимущества использования BGA оказались весьма значительными как с точки зрения надежности, так и с точки зрения производительности.
The 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 печатных плат была затруднена из-за близкого расположения многих выводов. Использование всей нижней стороны чипа решило проблему плотности на хрупких выводах чипа 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 убедиться, что BGA припаян правильно и все соединения выполнены правильно.
BGA Ball Grid Array или BGA — это корпус, сильно отличающийся от тех, которые используют штифты, такие как quad flat pack.
Выводы корпуса BGA расположены в виде сетки, отсюда и название. В дополнение к этому вместо более традиционных проволочных контактов для соединений используются контактные площадки с шариками припоя. На печатной плате, на которую должны быть установлены компоненты BGA, имеется соответствующий набор медных контактных площадок для обеспечения требуемой связи.
BGA предлагают много преимуществ по сравнению с их четырехъядерными плоскими аналогами, и в результате они все чаще используются для производства электронных схем:
Их практически невозможно восстановить после того, как штифты погнуты из-за их очень мелкого шага. BGA от этого не страдают, поскольку соединения обеспечиваются контактными площадками с шариками припоя BGA, которые очень трудно повредить. Одним из первоначальных опасений по поводу использования компонентов BGA была их способность к пайке и возможность пайки компонентов BGA быть такими же надежными, как устройства для пайки 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 доработка также вызывали озабоченность.
К счастью, методы пайки BGA оказались очень надежными, и после правильной настройки процесса надежность пайки BGA, как правило, выше, чем для четырех 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 процесса пайки BGA используются методы оплавления. Причина этого в том, что вся сборка должна быть доведена до температуры, при которой припой расплавится под самими компонентами BGA. Этого можно добиться только с помощью методов оплавления.
Для пайки BGA шарики припоя на упаковке имеют очень тщательно контролируемое количество припоя, и при нагревании в процессе пайки припой плавится.
Поверхностное натяжение заставляет расплавленный припой удерживать корпус в правильном положении относительно печатной платы, в то время как припой охлаждается и затвердевает.
Состав припоя и температура пайки тщательно подобраны таким образом, чтобы припой не расплавлялся полностью, а оставался полужидким, позволяя каждому шарику оставаться отделенным от своих соседей.
BGA — это одна из областей процесса сборки печатных плат, которая вызвала значительный интерес, когда впервые были представлены BGA.
ИнспекцияBGA не может быть выполнена обычным способом с использованием простых оптических методов, потому что совершенно очевидно, что паяные соединения находятся под компонентами BGA и не видны.
Когда технология была впервые представлена, она вызвала значительное беспокойство, и многие производители провели испытания, 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 плавились в достаточной степени для удовлетворительного выполнения каждого паяного соединения BGA.
Паяные соединения не могут быть полностью протестированы путем проверки электрических характеристик. Хотя эта форма испытания процесса пайки BGA покажет проводимость в то время, она не дает полной картины того, насколько успешным был процесс пайки BGA. Возможно, 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 сквозь устройство на паяное соединение под ним. В результате автоматизированная рентгеновская инспекция AXI стала основной технологией для проверки сборок печатных плат, содержащих BGA.
К счастью, обнаружено, что после правильной настройки профиля нагрева для паяльной машины компоненты BGA паяются очень хорошо, и в процессе пайки BGA возникает мало проблем.
Как и следовало ожидать, сложно переделывать сборки BGA, если нет подходящего оборудования.
Если есть подозрение, что компонент BGA неисправен, то можно удалить устройство. Это достигается локальным нагревом компонента BGA, чтобы расплавить припой под ним.
В процессе ремонта BGA нагрев часто осуществляется на специализированной ремонтной станции. Он включает приспособление с инфракрасным нагревателем, термопару для контроля температуры и вакуумное устройство для подъема упаковки. Необходимо очень внимательно следить за тем, чтобы нагревался и удалялся только BGA. Другие устройства поблизости должны быть затронуты как можно меньше, иначе они могут быть повреждены.
ТехнологияBGA в целом и, в частности, процесс пайки BGA зарекомендовали себя очень успешно с момента их первого внедрения. В настоящее время они являются неотъемлемой частью процесса сборки печатных плат, используемого в большинстве компаний для массового производства и сборки прототипов печатных плат.
Другие идеи и концепции строительства:
Пайка
Пайка компонентов SMT
ESD — электростатический разряд
производство печатных плат
Сборка печатной платы
Вернуться в меню «Строительные технологии».
. .
Руководство по пайке и ремонту BGA и учебное пособие.
Пайка и ремонт массива шариковых решеток BGA отличается от пайки и демонтажа SMD и является сложной задачей.
Электронные устройства и гаджеты с каждым днем становятся все меньше и меньше. Все это возможно благодаря техническому прогрессу и развитию электроники. Ведущие электронные компании мира соревнуются в создании самых маленьких и тонких гаджетов.
SMD или устройства для поверхностного монтажа и BGA или матрица Ball Grid — это два электронных компонента, благодаря которым электронные устройства, гаджеты и мобильные телефоны становятся меньше и тоньше.
Что такое BGA (Ball Grid Array) и зачем нужен BGA? BGA или Ball Grid Array — это один из типов упаковки для технологии поверхностного монтажа (когда электронные компоненты SMD фактически монтируются или прикрепляются к поверхности печатной платы SMT).
Корпус BGA не имеет выводов или контактов. Массив шариковых сеток получил свое название потому, что представляет собой массив шариков из металлического сплава, расположенных в виде сетки. Эти шарики BGA обычно изготавливаются из олова/свинца ( Sn/Pb 63/37 ) или из олова/серебра/меди (без свинца).
Печатная плата или печатная плата в современных электронных устройствах и гаджетах плотно заполнена электронными компонентами. Размер печатной платы будет увеличиваться с увеличением количества электронных компонентов. Чтобы уменьшить размер печатной платы, используются SMD и BGA-корпуса, поскольку как SMD, так и BGA меньше и тоньше по размеру и занимают очень мало места на печатной плате.
Компоненты BGA обеспечивают лучшее решение для многих типов печатных плат, но при пайке компонентов BGA требуется осторожность, чтобы гарантировать правильность и надежность процесса пайки BGA.
BGA предлагает следующие преимущества по сравнению с компонентами SMD:
На начальных этапах технология BGA вызывала озабоченность. У людей были сомнения в паяемости и надежности компонентов BGA. В BGA контактные площадки находятся под устройством и не видны, поэтому необходимо обеспечить правильный процесс пайки и проверки.
Сегодня методы пайки BGA проверены и протестированы, а их надежность подтверждена доверием. Также стало известно, что после правильной настройки процесса надежность пайки BGA намного выше, чем у четырех плоских корпусов ( QFP ) или любых других корпусов SMD.
Метод пайки оплавлением обычно используется для пайки BGA, поскольку он помогает довести всю сборку печатной платы до фиксированной температуры, чтобы расплавить припой или шарики припоя под компонентами BGA.
Для любой пайки BGA шарики припоя на упаковке содержат контролируемое количество припоя. Доступны шарики припоя различных размеров: 18 мил, 24 мил, 30 мил и т. д. Когда плата с шариками припоя и корпусом BGA помещается в печь оплавления, она нагревается и припой плавится. Поверхностное натяжение заставляет расплавленный припой удерживать корпус в правильном положении относительно печатной платы. Важно позаботиться о составе припоя и температуре пайки, чтобы припой не расплавился полностью, а оставался полутвердым, чтобы шарики припоя оставались отдельными друг от друга и не образовывали перемычек.
BGA Package
Проверка паяного соединения BGA Проверка BGA и поверхностного монтажа — одна из самых сложных работ. Становится чрезвычайно трудно осматривать соединения BGA, так как припой находится под корпусом BGA и не виден. Единственным удовлетворительным средством проверки паяных соединений BGA является рентгеновское излучение.
Рентгеновский снимок помогает увидеть стыки под упаковкой и, таким образом, помогает при осмотре.
Переделка и ручная пайка корпусов BGA — самая сложная часть. Для работы нужна практика. Давайте разберемся Отпайка и пайка корпусов BGA вручную
Отпайка BGA вручнуюНаиболее распространенная практика отпайки BGA — горячий воздух. Вот шаги по отпайке корпуса BGA с помощью горячего воздуха:
Возьмите пакет с помощью пинцета ИЛИ с помощью вакуумного захвата.Опять же, наиболее распространенной практикой пайки BGA является пайка горячим воздухом. Ниже приведены шаги по пайке корпуса BGA горячим воздухом:
После извлечения корпуса BGA очистите контактную площадку и удалите лишний припой с платы.
Технология BGA и пайка BGA очень надежны, если они выполняются с использованием правильной процедуры.