bga шарики что это

Реболл чипа. Всё о том, как правильно катать шары

Содержание

Что такое реболл и для чего он нужен

Реболл чипа требуется в трёх случаях:

Процесс демонтажа чипа с платы вам уже знаком, затем потребуется реболлинг. Когда вы снимаете чип с платы, на подложке остаются старые шары. Каждый шарик разных размеров, а основная часть припоя остаётся на материнской плате.

Подготовка чипа к реболлингу

Чтобы без лишней суеты отреболить чип, подготовьте все необходимые инструменты заранее. Для реболлинга на столе должны лежать:

Вообще этот станок предназначен для реболлинга трафаретами с непрямым нагревом, но удобнее его использовать для снятия шаров, а реболить уже другим станком.

Нагрейте феном весь чип, положите немного флюса, потом начните водить по поверхности паяльником со свинцовым припоем. У свинца меньше температура плавления, поэтому когда он смешивается с бессвинцовым припоем на чипе, получившаяся каша легче снимается паяльником без высокой температуры.

Всё, что налипло на жало, снимите с помощью губки. Лайфхак. Я делаю это без участия губки, просто быстро смахиваю пальцем припой с жала паяльника. Звучит опасно, но мне нравится, потому что получается быстрее и эффективнее. Процесс похож на то, как кремнём высекают искру.

Возьмите оплётку и снимите остатки припоя с чипа так, чтобы поверхность была ровная и без бугорков. Зачистите площадку от использованного флюса с помощью флюсофа, щетки и салфеток. Подождите пока чип остынет и вытащите его, затем приступайте к следующей фазе.

P.S. Можно снимать старые шары и на прорезиненном коврике, без станка. Главная задача не сколоть кристалл. Лайфхак. Если будете реболить на коврике без станка, положите под кристалл старую использованную термопрокладку. Хорошо, если в коврике есть небольшое отверстие под кристалл, тогда чип ляжет ровно. Снимать шары в таком положении удобнее, так как чип не елозит. Этот метод более быстрый, чем со станком, но учиться лучше на станке.

Выберите трафарет для ребола

Трафареты бывают разные по качеству, от этого зависит удобство ребола.

Некачественные трафареты сделаны из тонкого металла, сами отверстия могут быть неровно выточены, может не подходить заявленный размер шаров на трафарете. При нагреве он может изгибаться и весь процесс ребола может пойти насмарку. Стоит такой трафарет

На Aliexpress есть набор таких трафаретов для ребола, 144 шт. Больше половины бесполезные, потому что они для чипов, которые уже устарели, но тем не менее,

треть трафаретов пригодится. Есть такой же набор для ребола подороже, но уже с инструментами и шарами. Ещё есть дорогой набор трафаретов на 888 шт, он гораздо интереснее, потому что трафареты есть и на современные чипы, но и стоит он больше 7 000 рублей. Такой же набор 888 шт, но с шарами инструментами для ребола. На YouTube есть распаковка этого набора от канала Terabit Lab.

Качественный трафарет для ребола обычно толще, все отверстия ровные и чётко совпадают с площадками на чипе, при нагреве не гнётся. Стоит такой обычно

$10-15. Искать их сложнее, они поштучно встречаются на Aliexpress, и на сайте небольших магазинчиков для ремонта.

Как ни прискорбно, но обычно трафарет некачественный, потому что их больше по ассортименту и легче всего достать, поэтому лучше научиться понимать как его правильно использовать.

Чтобы работать с таким трафаретом, иногда приходится во время ребола надавливать на него пинцетом или чем-то еще, чтобы он не cмог выгибаться и шары не могли слипнуться под ним, а по бокам, где он наоборот выгибается вверх, его нужно поджать самими креплениями станка.

Наденьте трафарет для ребола на чип:

Зажимайте чип по правилам: с одной стороны станка намертво закрутите крепление, а с другой крепление оставьте подвижным.

Лайфхак. Положите под пружину монетку и на неё термопрокладку. Потом кладите чип на термопрокладку кристаллом вниз. Так кристалл лишний раз не перегревается во время реболлинга и пружина не елозит по нему. Особенно актуально на чипах с маленьким кристаллом, типа видеокарты Radeon R5 M240 216-0858000. На таком маленьком кристалле пружина может легко соскользнуть с него или сколоть края.

Источник

Что такое BGA? Расшифровка аббревиатуры фирмы Motorola

Главная страница » Что такое BGA? Расшифровка аббревиатуры фирмы Motorola

Что такое BGA в электронике? Это специализированная форма корпуса чипов, дополненная Ball Grid Array (шариковый сеточный массив), изобретённая специалистами фирмы «Motorola». На текущий момент позиционируется как основная упаковочная технология в области производства печатных электронных плат. Визуально такого рода исполнение можно рассматривать в виде тонкой подложки материала печатной платы, куда устанавливается микросхема. Ниже подложки сосредоточен массив шариков припоя, образующих выводы чипа. Под воздействием температуры шарики расплавляются, образуя контактные площадки микросхемы.

Что такое BGA с точки зрения применения?

Почему для современной электроники актуальной видится именно BGA технология? Этот способ, как показывает практика, считается наиболее оптимальным, когда дело касается монтажа устройств, наделённых большим числом выводов. Размещение всех контактных выводов непосредственно под корпусом, но не по краям, как на QFP (Quad Flat Package) корпусах микросхем, выглядит экономнее. Появляется возможность изготавливать изделия меньшие по размерам.

Использование двумерной сетки даёт расстояние между шариками большее по сравнению с шагом выводов тех же QFP микросхем. Соответственно, меньше проблем с пайкой и получением коротких замыканий. BGA микросхемы легче паять при отсутствии ножек, которые легко повредить. Этот тип микросхем обеспечивает самоцентрирование по причине эффекта высокого поверхностного натяжения припоя на массиве шариков.

Схема внутренней установки компонентов BGA, отлитых в полость (вверху) и по схеме формованной карты (внизу): 1 – состав формы; 2 – крепление кристалла; 3 – кристалл; 4 – проволочная связь; 5 – шарик припоя; 6 – подложка; 7 – проводник; 8 – паяльная маска

Напротив, микросхемы QFP с большим количеством выводов приходится делать большими по размерам, чтобы обеспечить такое же число выводов по кромке. Либо ножки микросхемы QFP должны быть очень тонкими, сопровождается лёгким повреждением. Поэтому микросхемы BGA более просты в обращении и обеспечивают очень высокую производительность сборки. Это и стало причиной вытеснения других вариантов упаковки в пользу BGA при массовом производстве чипов.

Что такое BGA для машинного и ручного монтажа?

Производственный монтаж BGA микросхем, конечно же, выполняется посредством машинной установки с использованием систем технического зрения. Такие машины обеспечивают точное выравнивание устройства по сетке контактных площадок на печатной плате.

Между тем, учитывая сильный эффект самоцентрирования по причине поверхностного натяжения всех шариков припоя – такой монтаж вполне терпим по отношению к ошибкам размещения. Даже половина шага несовпадения обычно не вызывает проблем с установкой. Однако большинство машинных систем делают монтаж более чем точно.

Ручной монтаж, как выясняется, вполне возможен, несмотря на некоторые технические сложности для условий производства работ в бытовых условиях. Есть множество примеров применения ручного монтажа BGA радиолюбителями-электронщиками. И этот вариант всё чаще становится неотъемлемой частью практики мастеров «домашней» электроники.

Как определить корректность выполнения пайки?

После завершения пайки микросхем BGA невозможно визуально осмотреть соединение. Единственный метод — применить рентгеновский аппарат или, к примеру, волоконно-оптический эндоскоп. Такими способами, пожалуй, можно узнать, правильно ли припаяна микросхема. Другой вопрос – почему требуется проверять? Ответ очевиден — требуется уверенность в качестве пайки.

Схематично сравнение шариковой подушки SMD (слева) и шариковой подушки NSMD (справа) на компоненте BGA: 1 – субстрат; 2 – медная подушка; 3, 5 – паяное соединение; 4 – шарик припоя; 6 – паяльная маска

На практике часто используются конвекционные печи, но, несмотря на все заявления производителей такого оборудования, горячий воздух полностью не проникает под корпус BGA. Монтажная пластина, между тем, находится в миллиметре или двух от поверхности печатной платы и требует одинакового нагрева каждого отдельного шарика припоя.

При конвекционном способе пайки центральные шарики получают меньшую температуру, чем внешние. Чтобы полностью прогреть центральную часть, пластину зачастую перегревают по внешнему краю, чтобы за счёт теплопроводности обеспечить правильную температуру в центре. Поэтому лучшим решением считается применение других способов пайки, например – инфракрасный нагрев.

Что такое BGA пайкой газовой фазой?

Также одним из лучших способов выступает пайка газовой фазой. Таким способом гарантируется равномерность нагрева и полное исключение риска перегрева от заданной температуры. Объясняется это работой в условиях бескислородной, полностью инертной среды. Этот метод специалисты также называют — «конденсационное оплавление».

Процессом используется специальный химикат (фторуглерод), который кипит при температуре около 215 градусов. Паяемые платы помещаются в рабочую камеру, в нижней части которой находится отстойник для нагреваемой жидкости. По мере нагрева производится пар, который конденсируется на любой поверхности, более прохладной.

Постепенно более холодная печатная плата нагревается с плавлением припоя до точки температуры кипения фторуглерода. В этой точке эффект конденсации пропадает, а специальный тепловой зонд подаёт сигнал на отключение источника тепла. Процесс завершается.

Паровая оболочка полностью инертна и тяжелее воздуха, поэтому весь кислород вытесняется из стыков, флюс воздействует непосредственно на стык, а не на процессы окисления. Допустимо использовать менее активные флюсы. Здесь пар проникает везде, окружает все объекты, промежутки между объектами и, что особенно важно — проникает под кристалл BGA. Вся плата и детали нагреваются равномерно со всех сторон.

Видео по теме: Чтение электронных схем функционально

Видеороликом ниже демонстрируется пример чтения электронной схемы с функциональной точки зрения. В частности, рассматривается принцип действия схематично так называемого симметричного мультивибратора. Такого рода модули часто применяются в электронике:

КРАТКИЙ БРИФИНГ

Источник

Курс по пайке BGA чипов. Замена чипа на плате ноутбука или видеокарты

Содержание

Введение. Что такое BGA чипы

Сам BGA чип напоминает бутерброд, который состоит из нескольких слоёв:

Популярнее всего в ремонте замена:

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.

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

Ставим стойки для пайки на плату

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.

Включаем нижний ИК-подогрев паяльной станции

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

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:

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.

Источник

Что такое BGA-микросхемы?

Можно заметить, что разработчики практически всех электронных устройств идут по пути миниатюризации. Ноутбуки, планшеты или смартфоны становятся все легче и тоньше, но это совершенно не сказывается на их функциональности. Как такое возможно? Ответ прост: благодаря применению микросхем BGA.

BGA – что это такое?

Это аббревиатура. Полное название микросхем: Ball grid array, что в переводе означает «массив шариков». Главное их отличие – в типе корпуса: на контактных площадках с обратной стороны чипов расположены шарики из припоя. При нагревании они плавятся, облегчая центровку, а после застывания обеспечивают прочное крепление корпуса к плате.

Так выглядит чип BGA

Применение таких чипов сделало возможным более плотное расположение компонентов в электронных устройствах. Это и есть причина того, почему они становятся все меньше в размерах. С применением таких микросхем сейчас изготавливают видеорегистраторы, телефоны, телевизоры и другие электронные устройства.

Как выполняют пайку BGA

Для фиксации чипов на плате ее разогревают с помощью специальной паяльной станции. Шарики припоя начинают плавиться, но при этом не деформируются полностью (это обеспечивается технологией пайки). В результате формируется надежный контакт.

Для фиксации BGA нужна паяльная станция

Какие есть виды BGA-микросхем

Такие чипы можно классифицировать по нескольким параметрам:

Плюсы и минусы BGA-микросхем

Из плюсов микросхем можно выделить:

Из минусов нужно отметить чувствительность таких чипов к ударам. Это объясняется малой длиной, а поэтому высокой жесткостью выводов. Кроме того, выводы чипов не гнутся, а значит плата, на которую их устанавливают, должна быть идеально ровной. К покрытию тоже предъявляются жесткие требования: для этого подходят олово, серебро или иммерсионное золото.

Заключение

Сейчас компактность считается одной из основных характеристик электронного устройства. Чипы BGA позволили сделать серьезный шаг на пути уменьшения размеров привычных нам гаджетов. Альтернативы им пока нет, но все может измениться в ближайшем будущем.

Оставьте свою электронную почту и получайте самые свежие статьи из нашего блога. Подписывайтесь, чтобы ничего не пропустить

Источник

Технический портал Masteram-Labs

Обзоры оборудования, проходящего тестирование техническими специалистами Магазина инструментов Masteram

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:

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:

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.

Залогом успешного реболлинга являются два фактора:

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:

Паяльная станция

О выборе конкретной модели мы расскажем в других публикациях, а в этой статье давайте определимся с типом паяльной станции.

Для успешного монтажа/демонтажа BGA-микросхемы небольшого размера, например мобильного телефона, достаточно термовоздушной паяльной станции типа Lukey 852D+. Более удобный вариант — портативная инфракрасная паяльная станция типа Tornado Infra Pro.

Если же предстоит восстановление материнской платы ноутбука, с большой площадью текстолита и большими BGA-чипами, то, в таком случае, не обойтись без ремонтного комплекса с нижним и верхним нагревателем типа Jovy Systems RE-8500. Более подробно о выборе паяльной станции можно прочитать в соответствующей статье.

Jovy Systems RE-8500

Набор трафаретов и трафаретный столик

Jovy Systems JV-RMS

Jovy Systems JV-RMP

Нанесение BGA-шариков на контактные поверхности без использования трафарета — сложная ювелирная работа, которая может занять несколько часов. Для упрощения и ускорения данного процесса были созданы трафареты-матрицы. Трафарет представляет собой металлическую пластину с отверстиями. Размер отверстий соответствует диаметру шариков наносимых на контактные поверхности (параметр «диаметр»). Расстояние между отверстиями трафарета соответствует расстоянию между контактными поверхностями микросхемы (параметр «шаг»).

Трафареты бывают универсальные и специализированные.

Универсальный трафарет — это квадратная матрица с отверстиями одинакового диаметра. Его можно использовать для реболлинга любого чипа с такими же, как у трафарета, значениями шага и диаметра.

Специализированный трафарет — кроме соответствия по «шагу» и «диаметру» также полностью отвечает рисунку нанесенных шариков на микросхему. Пользоваться специализированными трафаретами намного удобнее. Но, как правило, их покупают в случае частого реболлинга соответствующего чипа. Поэтому универсальные трафареты получили большее распространение и входят фактически в любой набор для реболлинга.

По способу изготовления трафареты делятся на лазерные (лазерная резка) и химически протравленные. Отверстия в лазерных проделаны более тщательно, но и стоимость их, соответственно, выше.

Самый главный параметр при выборе трафарета — это его стойкость к деформации при нагреве. В отличие от термостойких трафаретов, которые кроме шариков при реболлинге также позволяют использовать и BGA-пасту, большинство матриц для компьютерных чипов не термостойкие. Их можно использовать только для нанесения шариков, а непосредственно во время прогрева их нужно снимать с чипа.

Примером не термостойких трафаретов может служить популярный набор ACHI LP-37.

А этот набор относится к термостойким.

BGA-трафареты ACHI (150 шт.)

BGA-шарики или BGA-паста

Jovy Systems JV-PB60

Jovy Systems JV-LFSB050

Jovy Systems JV-PB40

Как уже было отмечено выше, в качестве припоя для реболлинга можно использовать BGA-шарики или BGA-пасту. При этом алгоритм восстановления выводов существенно отличается.

Технологически использование BGA-пасты существенно упрощает процесс, но от этого страдает качество. Контактные поверхности при таком реболлинге неоднородные и могут существенно отличатся по размеру. Поэтому, данный метод наиболее актуален для ремонта мобильных телефонов, где размер чипов небольшой.

В случае реболлинга материнской платы, как правило, используют BGA-шарики.

Как BGA-шарики, так и BGA-паста могут быть свинцовыми и бессвинцовыми. Использование бессвинцовых расходных материалов оправдано только в условиях авторизованного сервисного центра.

Флюс для BGA

Interflux IF 8300-6

Interflux IF 8300-4

Одним из ключевых факторов для проведения успешного реболлинга является правильно подобранный флюс. Именно от его свойств зависит то, как шарики «приклеятся» к чипу до прогрева, будет ли он вскипать и пениться во время прогрева, и нужно ли будет его смывать после монтажа чипа на плату.

Поэтому флюс для BGA — это самый качественный и дорогой тип флюса. Использование других флюсов — крайне нежелательно и может привести к негативным результатам при восстановлении.

Клейкая фольга и термоскотч

Клейкая фольга — отличный изолятор от нежелательного нагрева. С ее помощью можно предотвратить выпаивание компонентов, которые находятся возле демонтируемого чипа.

У термоскотча немного другие цели: его можно использовать для фиксации термопары в зоне пайки, а также наносить на поверхность кристалла микросхемы при пайке инфракрасной паяльной станции для лучшей теплопередачи. Также термоскотч часто используют для совмещения BGA-трафарета и BGA-чипа при реболлинге без трафаретного стола.

Так выглядит краткий набор оборудования и расходных материалов необходимых при реболлинге. Этот список может меняться в зависимости от личных предпочтений инженера, но для гарантированно успешного восстановления рекомендуем прислушаться к нашим советам.

Юрий Стахняк,
Технический специалист магазина инструментов Masteram

Источник