Технічний портал masteram-labs реболлінг і монтаж bga

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 і ін. А все тому, що на даний момент BGA корпус найбільш досконалий і виграє у інших по ряду параметрів:

  • щільність монтажу
  • теплопровідність
  • завадостійкість.

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.

Існує два способи відновлення:

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.

Реболлінг - це повторне нанесення (відновлення) всіх контактів на BGA-чіп, що має на увазі попередній демонтаж мікросхеми з плати за допомогою відповідної паяльної станції. У тому випадку, якщо чіп не пошкоджений, його можуть використовувати в подальшому. Якщо ж чіп не придатний, нанесення кулькових висновків роблять для нового - справного.

Запорукою успішного реболлінга є два фактори:

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

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

Отже, для реболлінга 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 і термоскотч.

Паяльна станція

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



Tornado Infra Pro

Якщо ж має бути 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 у відповідній статті.


Jovy Systems RE -8500

Набір трафаретів і трафаретний столик


Jovy Systems JV-RMS


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»).

Трафарети бувають універсальні і спеціалізовані.

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

Спеціалізований трафарет - крім відповідності з «кроку» і «діаметру» також повністю відповідає малюнку завданих кульок на мікросхему. Користуватися спеціалізованими трафаретами набагато зручніше. Але, як правило, їх купують в разі частого реболлінга відповідного чіпа. Тому універсальні трафарети набули більшого поширення і входять фактично в будь-який набір для реболлінга.

За способом виготовлення трафарети діляться на лазерні (лазерна різка) і хімічно протруєне. 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 реболлінге 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 термостійким.




BGA-кульки 0,6 мм

Як уже було відзначено вище, в якості припою для реболлінга можна використовувати BGA-кульки або BGA-пасту. При цьому алгоритм відновлення висновків істотно відрізняється.

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

Флюс для BGA


Interflux IF 8300-6


Interflux IF 8300-4

Одним з ключових чинників для проведення успішного реболлінга є правильно підібраний флюс. Саме від його властивостей залежить те, як кульки «приклеїться» до чіпу до прогріву, 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 найякісніший і дорогий тип флюсу. Використання інших флюсів - вкрай небажано і може привести до негативних результатів при відновленні.

Клейка фольга і термоскотч

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

У термоскотча трохи інші цілі: його можна використовувати для фіксації термопари в зоні пайки, а також наносити на поверхню кристала мікросхеми при пайку інфрачервоної паяльної станції для кращої теплопередачі. Також термоскотч часто використовують для поєднання BGA-трафарету і BGA-чіпа при реболлінге без трафаретного столу.