Для работы потребуются:
Температуру воздуха фена ставим 320-350°C в зависимости от размера чипа, скорость воздуха - минимальная, иначе посдувает мелочевку припаяную рядом. Фен держим перпендикулярно плате. Греем примерно минуту. Воздух направляем не по центру, а по краям, как бы по периметру. Иначе есть вероятность перегреть чип. Особенно чувствительна к перегреву память. После чего поддеваем микросхему за край и поднимаем над платой. Самое главное не прилагать усилий - если припой не полностью расплавился есть риск оторвать дорожки.
Наносим спиртоканифоль (при пайке на плату пользоваться спиртоканифолью нельзя - низкое удельное сопротивление), греем и получаем:
После отмывки выглядит так:
Теперь то же самое проделаем с микросхемой и получиться так:
Очевидно, что просто припаять эту микросхему на старое место не получиться - выводы явно требуют замены.
Теперь самое интересное - накатка новых шаров (реболлинг).
Можно применить готовые шары - они просто раскладываются на контактные площадки и плавятся, но представьте себе сколько времени займет раскладывание ну например 250 шаров? "Трафаретная" технология позволяет получать шары намного более быстрее и также качественно.
Очень важно иметь качественную паяльную пасту. На фото виден результат нагрева небольшого количества пасты. Качественная сразу же превращается в блестящий гладкий шарик, некачественная распадется на множество мелких шариков.
Некачественной пасте не помогло даже смешивание с флюсом и нагрев до 400 градусов:
Микросхема закрепляется в трафарете:
Затем шпателем или просто пальцем наносится паяльная паста:
После чего, придерживая пинцетом трафарет (он при нагреве будет изгибаться), расплавляем пасту:
Температура фена - максимум 300°, фен держим перпендикулярно. Трафарет придерживаем до полного застывания припоя.
Обращаем ваше внимание, что автор статьи использует трафареты китайского производства, на которых несколько чипов собраны на одной большой заготовке. Это приводит к тому, что трафарет при нагреве начинает изгибаться. Кроме того, из-за большого размера панели, она начинает отбирать тепло при нагреве (эффект радиатора), что увеличивает время прогрева чипа. Это может отрицательно сказаться на его работоспособности.
Еще одни существенным недостатком таких панелей является то, что они сделаны химическим травлением, а не лазерной резкой, из-за чего их отверстия имеют форму часового стеклышка. Через такой трафарет паста наносится не так легко, как через трафарет, сделанный лазерной резкой, где апертуры имеют вид конуса (вспомните куличики в песочнице, их проще делать ведром с конусообразным наклоном стенок, чем ведром в форме цилиндра, сплюснутого посередине).
Ноутбуки представляют собой неустойчивую к механическим воздействиям технику. Путешествуя с владельцем, они подвергаются ударам, что приводит к поломкам. Первыми выходят из строя BGA микросхемы, имеющие множество контактов, не переносящих любые значимые воздействия. В итоге у пострадавшего ноутбука пропадает изображение, перестают подавать признаки жизни слоты USB и начинаются прочие сопутствующие этому проблемы. В таком случае большинство мастеров говорят, что “отвалился” южный/северный мост или видеокарта и требуется реболлинг чипа или же его замена.
Основным минусом BGA-чипов является трудоёмкость восстановления контакта с платой, к которой он припаян. Поэтому если компонент вышел из строя, то возможно его вернуть ненадолго к жизни, используя реболлинг чипа или прогрев. Это менее надёжный способ, по сравнению с полноценной заменой микросхемы, но некоторые предпочитают им пользоваться время от времени, дабы продлить жизнь ноутбука, пока не найдётся подходящий чип на замену. Для самостоятельного проведения таких работ требуется следующий набор оборудования:
Специальная паяльная станция, имеющая функцию термовоздушной пайки;
Откалиброванные BGA-шарики или паста;
Флюс для реболлинга чипа ;
Фольга и термоскотч;
Набор универсальных трафаретов.
Если вы определились с чипом, который требует реболлинга, то приступайте к работе, строго придерживаясь такого алгоритма:
1.Демонтаж чипа. Оберните фольгой остальные компоненты платы, которые не требуется демонтировать. Феном паяльной станции равномерно прогревайте чип при температуре от 200С до 250С (нельзя перегревать, так как это приводит к деградации!). В момент оплавления контактов следует быстро снять микросхему при помощи пинцета.
2.Очистка контактной площадки и чипа (если не требуется его замена) флюсом от остатков припоя. После этого пройдитесь салфеткой, смоченной в спирте, по микросхеме, чтобы смыть флюс.
3. Реболлинг чипа . Закрепите чип в подходящий трафарет и поместите туда необходимое количество шариков. Далее прогрейте их феном температурой до 250С. После того как они, оплавившись, соединятся с чипом, охладите его и снимите трафарет.
4.Поместите микросхему на материнской плате так, как она была расположена до демонтажа, и приступайте к пайке. Равномерно прогревайте чип при температуре в 200-250С. Момент, когда схема будет припаиваться к плате, будет хорошо заметен. За счёт поверхностного натяжения она плотно встанет на место.
Основными минусами реболлинга чипа являются:
Сокращение времени работы и так выходящего из строя чипа за счёт большого нагрева;
Непрофессиональный подход способен поломать не только ремонтируемый чип, но и материнскую плату;
Высока вероятность нового отслоения старого чипа от платы.
Поэтому, если вы не уверены в своих силах, то лучше закажите полноценную замену чипа у нас. Тут вы сможете получить недорогую профессиональную от специалистов своего дела.
Очень часто мы сталкиваемся с проблемой при замене или прогреве микросхемы с контактами, размещенными под ее корпусом. Такой способ размещения контактов называется BGA . Например, нужно прогреть или заменить чип видеокарты, северного моста и т. д. Такие детали обычным паяльником выпаять невозможно. Рассмотрим проверенные способы пайки чипов BGA:
1. Пайка при помощи фирменной инфракрасной станции .
Достоинства :
Надежна в эксплуатации, так как сделана фирмой;
Практична при работе;
После прогрева текстолит не деформируется;
Применяется специальный инфракрасный спектр (2–7 мкм), позволяющий расплавлять припой без существенной термической деформации чипа;
С помощью программного обеспечения можно четко определять время расплавления припоя под микросхемой;
Двухсторонний прогрев радиодетали.
Недостатки :
Высокая стоимость станции;
Дорогая в обслуживании;
Занимает достаточно много места;
Иногда проблемно найти комплектующие детали.
2. Пайка при помощи обычного прожектора с галогеновой лампой.
Достоинства :
Низкая цена;
Легко найти комплектующие элементы;
Можно как отпаять, так и припаять чип с выводами BGA.
Недостатки :
После 2–4 нагревов происходит деформация текстолита толщиной 1,5 мм (платы стационарных компьютеров), а после 1 прогрева деформируется текстолит 1–0,75 мм (платы ноутбука);
Сильно нагреваются детали, расположенные по всей площади излучения;
Прогрев припоя чипа происходит снизу.
3. Пайка при помощи самодельно станции с лампой инфракрасного излучения (используемая для обогрева домашних птиц).
Достоинства :
Дешевый вариант качественного инструмента для пайки микросхем;
Прогрев детали происходит сверху;
Применяется почти такой же инфракрасный диапазон излучения, что и у фирменной станции (3,5–5 мкм);
Несущественно подвергает текстолит деформации;
Ресурс лампы 6500 часов;
Можно использовать для прогрева чипа.
Недостатки :
От частых включений и перепадов напряжения вольфрамовая нить лампы быстро выходит из строя (этот недостаток можно устранить, если в цепь подсоединить диммер);
Перед прогреванием чипа нужно обязательно защищать фольгой рядом размещенные радиодетали от перегрева.
4. Пайка при помощи фена.
Достоинства :
Сравнительно дешевый способ пайки.
Недостатки :
Из-за применения высокой температуры горячего воздуха (350–400 °C) плавятся пластмассовые части радиодеталей, происходит деформация текстолита, возможна поломка радиодеталей;
Неравномерное припаивание чипа по всей поверхности из-за неравномерного нагрева;
Выдувает флюс из-под микросхемы.
5. Прогрев чипа при помощи утюга.
Когда нет возможности прогреть микросхему одним из вышеописанных способов можно использовать утюг. Для этого необходимо очистить чип от термопасты и положить на верхнюю часть чипа раскаленную поверхность утюга. Выдержать в течении 1–3 мин. После этого убрать утюг и дать возможность чипу остыть до 35–20 °C.
Алгоритм отпаивания и припаивания чипов BGA.
Если чип оборудован радиатором тогда перед его демонтажем или прогревом необходимо очистить с охлаждаемой поверхности термопасту, зафиксировать или установить в специальные крепления плату с чипом. Поместить плату над или под температурным излучателем. Установить, если есть в наличии, как можно ближе к месту пайки термопару .
Затем если используется способ верхнего прогрева, защитить близлежащие детали, которые будут подвергаться тепловому излучению фольгой. Чип по периметру обработать жидким флюсом . Включить излучатель тепла и при температуре 90–130 °C убрать компаунд, фиксирующий чип.
Если для пайки применяется прожектор, тогда место пайки лучше накрыть листом бумаги для быстрого достижения нижеописанных температур.
В последнее время в современной электронике наблюдается тенденция к все большему уплотнению монтажа, что, в свою очередь, привело к появлению корпусов типа BGA. Размещение выводов под корпусом микросхемы позволило разместить много выводов в небольшом объеме. Во многих современных электронных устройствах применяются микросхемы в таких корпусах. Однако наличие этих микросхем несколько усложняет ремонт электронной аппаратуры - пайка требует большей аккуратности и знания технологии. Здесь я поделюсь собственным опытом работы с такими микросхемами.
Для работы потребуются:
3. После отпайки плата и микросхема выглядят так: |  |
Соответственно опять те же плата и микросхема:
 |  |  |
Теперь то же самое проделаем с микросхемой и получиться так:
Очевидно, что просто припаять эту микросхему на старое место не получиться - выводы явно треуют замены. |  |  |
Можно применить готовые шары - они просто раскладываются на контактные площадки и плавятся, но представьте себе сколько времени займет раскладывание ну например 250 шаров? "Трафаретная" технология позволяет получать шары намного более быстро и так же качественно.
Затем шпателем или просто пальцем наносится паяльная паста:
После остывания снимаем крепежную изоленту и феном с температурой 150° аккуратно нагреваем трафарет до плавления ФЛЮСА. После чего можно отделять микросхему от трафарета. В результате получились вот такие ровные шары, микросхема готова к постановке на плату:
 |  |  |
 |  |
© Ю. Рыженко aka Altair
Отличительной особенностью электронных технологий является всё большее уплотнение монтажа радиокомпонентов и микросхем, что стало причиной появления корпусов типа BGA. При их пайке обрабатывается сразу несколько контактных ножек и площадок, располагаемых под днищем цифрового контроллера или небольшого по размерам чипа.
Подобная микроминиатюризация зачастую оборачивается известными неудобствами, вызванными сложностью ремонта (пайки) элементов, размещённых в корпусе BGA. При обращении с ними действовать следует очень аккуратно, соблюдая определённые предосторожности и рекомендации. Таким образом, BGA пайка предполагает хорошо продуманную методику обработки контактов микросхем известного класса.
Необходимость в этой процедуре возникает в случаях, когда требуется заменить сгоревшую микросхему, предварительно выпаяв её с посадочного места. Ещё один вариант необходимости в таких операциях – самостоятельное изготовление печатных плат, содержащих корпуса BGA типа.
Для работы по методу BGA потребуется следующий инструмент и материал:
В отдельных случаях для этих целей может использоваться специальный отсос, позволяющий удалить старый припой.
Для качественной пайки BGA-корпусов очень важна предварительная подготовка посадочного места (его ещё называют «рабочей областью»). Достичь требуемого результата поможет знакомство с основными технологическими особенностями этого процесса.
Для того чтобы БГА пайка получилась высококачественной – нужно побеспокоиться о приобретении хорошего трафарета или маски, при выборе которых рекомендуется соблюдать следующие условия:
Особенностью изделий китайского производства является неудобство работы с многослойными чипами, при наложении на которые и последующем нагреве маска начинает прогибаться. При значительных размерах самого трафарета он при этом начинает отбирать тепло на себя, что также может повлиять на эффективность BGA пайки. Для устранения этого эффекта придётся увеличить время прогрева контактов, однако вместе с тем возрастает риск термического повреждения изделия. Всё сказанное относится лишь к трафаретам, полученным методом химического травления.
Вот почему при выборе маски следует исходить из возможности приобретения образца с термическими швами, подготовленными по технологии лазерной резки. Изделия этого класса гарантируют получение высокой точности ориентации контактных площадок (с отклонением не более 5-ти микрометров).
При рассмотрении особенностей пайки корпусов чипов нельзя не коснуться такого важного для данного процесса понятия, как реболлинг. В профессиональной практике под ним подразумевается процедура восстановления контактных площадок электронных BGA-компонентов посредством микроскопических паяльных шариков.
Перед началом демонтажа старой микросхемы следует нанести небольшие штришки по краям её корпуса каким-либо острым предметом (скальпелем, например). Указанная процедура позволяет зафиксировать местоположение электронного компонента, что существенно облегчит его последующий монтаж.
Для удаления неисправного элемента удобнее всего воспользоваться термическим феном, которым можно будет прогревать все ножки одновременно (без угрозы повреждения уже сгоревшего чипа).
В режиме демонтажа BGA температура прогрева зоны пайки не должна превышать 320-350 градусов.
Вместе с тем скорость воздушной струи выбирается минимальной, что исключит расплав находящихся поблизости контактов мелких деталей. В процессе разогрева ножек фен следует располагать строго перпендикулярно к поверхности обработки. В случае, когда полной уверенности в неисправности удаляемой детали нет – для сохранения её в рабочем состоянии поток струи следует направлять не в центральную зону, а на периферию корпусной части.
Такая предусмотрительность позволяет уберечь кристалл микросхемы от перегрева, к которому особо чувствительны чипы памяти любой компьютерной техники.
После примерно минутного разогрева необходимо осторожно поддеть BGA микросхему за один из её краёв пинцетом, а затем слегка приподнять над монтажной платой. При этом желательно ограничивать прикладываемое усилие, чётко отслеживая момент отпаивания каждой из контактных площадок.
Нарушение этого требования может привести к повреждению посадочных «пятачков» микросхемы, которые являются частью проводящих дорожек монтажной платы.
При резком разовом усилии не до конца отпаянная ножка обязательно потянет за собой эту площадку, а вместе с ней – и всю дорожку. В результате такой неосторожности можно окончательно повредить восстанавливаемую материнскую плату.
Плата и микросхема после отпайки
Для соблюдения технологии пайки корпусов BGA в домашних условиях необходимо ознакомиться с особенностями подготовки посадочного места к работе. При этом следует исходить из того, что в зоне пайки не должно оставаться даже микроскопических остатков удалённого припоя. Для выполнения этого требования удобнее всего воспользоваться качественным BGA флюсом, изготовленным на основе спирта и небольшого количества канифоли.
Но прежде необходимо избавиться от крупных частиц припоя, нередко остающихся в посадочных отверстиях или между контактными площадками (дорожками). Для этого удобнее всего воспользоваться медной экранной оплёткой, накладываемой на очищаемую зону и прогреваемую не очень мощным паяльником.
Нанесение спиртоканифоли
Для окончательной очистки от всего постороннего «мусора» подойдёт разведённая на спирту жидкая канифоль, которая сначала наносится на зону пайки, а затем прогревается обычным паяльником. По завершении сборки остатков припоя площадка для микросхемы тщательно промывается тем же спиртом или любым подходящим для этих целей натуральным растворителем.
Плата и микросхема после отмывки
При установке микросхемы на своё «рабочее» место в первую очередь необходимо следить за состоянием наложенной маски (трафарета). В случае её повреждения припой легко растекается и попадает на соседние площадки. Ещё одним условием получения отличного результата является применение качественного флюса для пайки BGA, для которого рекомендуется использовать так называемый безотмывочный состав.
Правильное позиционирование монтируемой без маски микросхемы с большим количеством ножек (процессора, например) предполагает следующий порядок установочных операций.
Сначала микросхему переворачивают выводами вверх, а затем аккуратно прикладывают к посадочной зоне таким образом, чтобы её края совпадали с местом расположения паяльных шаров. Затем на этой области посредством иголки обозначают границы корпуса монтируемого чипа.
Сразу вслед за этим можно будет вернуть чип в нормальное положение и зафиксировать на расплавленных паяльником или феном шариках сначала одну из его сторон, затем – смежную грань, расположенную под углом 90 градусов. По завершении их фиксации необходимо убедиться в том, что ножки с двух оставшихся сторон располагаются точно над предназначенными для их запайки установочными шариками. В том случае, если все предыдущие операции выполнены строго по инструкции – каких-либо проблем с установкой корпуса BGA на своё место, как правило, не возникает.
Качественной пайке помогут: во-первых, действующие на этом уровне силы поверхностного натяжения жидкого припоя, а во-вторых – использование специальной паяльной пасты для BGA. Пасту используют вместо припоя, равномерно распределяя по области пайки (трафарету). В домашних условиях ее удобно наносить пластиковой картой.
Процедуру пайки BGA корпусов следует отнести к разряду профессиональных работ, требующих специального обучения. В связи с этим перед тем, как проверить на практике приобретённые ранее навыки специалисты советуют потренироваться на старых платах.
