Что такое bga микросхема?
BGA (Ball Grid Array) — матрица из шариков. То есть это тип микросхем, которые вместо выводов имеют припойные шарики. Этих шариков на микросхеме могут быть тысячи!
В наше время микросхемы BGA применяются в микроэлектронике. Их часто можно увидеть на платах мобильных телефонов, ноутбуков, а также в других миниатюрных и сложных устройствах.
Где ключ у bga микросхемы
Давайте разберем момент, когда мы вдруг забыли, как ставится микросхема. Думаю, у всех ремонтников была такая проблема ;-). Рассмотрим нашу микрушку поближе через электронный микроскоп. В красном прямоугольнике мы видим кружок. Это и есть так называемый «ключ» откуда идет счет всех шариковых выводов BGA .
Ну вот, если вы забыли, как стояла микросхема на плате телефона, то ищем схему на телефон (в интернете их пруд пруди), в данном случае Nokia 3110С, и смотрим расположение элементов.
Опаньки! Вот теперь мы узнали, в какую сторону должен быть расположен ключик!
Кому лень покупать паяльную пасту (стоит она очень дорого), то проще будет приобрести готовые шарики и вставлять их в отверстия трафарета BGA.
На Али я их находил целым набором, например здесь.
Как перепаять bga микросхему
В ремонтах телефонов бывает очень много различных поломок, связанных именно с микросхемами. Эти BGA микросхемы могут отвечать за какие-либо определенные функции в телефоне. Например, одна микросхема может отвечать за питание, другая — за блютуз, третья — за сеть и тд.
Иногда, при падении телефона, шарики микросхемы BGA отходят от платы телефона и у нас получается, что цепь разорвана, следовательно — телефон теряет некоторые функции. Для того, чтобы поправить это дело, ремонтники или прогревают микросхему, чтобы припойный шарик расплавился и опять «схватился» с контактной площадкой на плате телефона или полностью демонтируют микросхему и «накатывают» новые шарики с помощью трафарета.
Подопытным кроликом у нас будет плата мобильного телефона.
Для того, чтобы легче было отпаивать «вот эти черные квадратики» на плате, мы воспользуемся инфракрасным преднагревателем или в народе «нижним подогревом». Ставим на нем температуру 200 градусов по Цельсию и идем пить чай. После 5-7 минут приступаем парировать нашего пациента.
Остановимся на BGA микросхеме, которая попроще.
Теперь нам надо подготовить инструменты и химию для пайки. Нам никак не обойтись без трафаретов для различных BGA микросхем. Те, кто серьезно занимается ремонтами телефонов и компьютерной техники, знают, насколько это важная вещь. На фото ниже предоставлен весь набор трафаретов для мастера по ремонту мобильных телефонов.
Трафареты используются для «накатывания» новых шаров на подготовленные BGA микросхемы. Есть универсальные трафареты, то есть под любые BGA микросхемы. А есть также и специализированные трафареты под каждую микросхему. В самом верху на фото мы видим специализированные трафареты.
[quads id=1]
Для того, чтобы сделать реболлинг BGA микросхемы, нам нужны также вот такие простые инструменты и расходные материалы:
Здесь всем вам знакомый Flux-off. Подробнее про него и другую химию можно прочесть в статье Химия для электронщика. Flus Plus, паяльная паста Solder Plus (серая масса в шприце с синим колпачком) считается самой лучшей паяльной пастой в отличие от других паст.
Шарики с ней получаются как заводские. Цена на такую пасту дорогая, но она того стоит. Ну, и конечно, среди всего прочего барахла есть также ценники (покупайте, чтобы они были очень липкие) и простая зубная щетка. Все эти инструменты нам понадобятся, чтобы сделать реболлинг простой BGA микросхеме.
Для того, чтобы не спалить элементы, расположенные рядом, мы их закроем термоскотчем.
Смазываем обильно микросхему по периметру флюсом FlusPlus
И начинаем прогревать феном по всей площади нашу BGA
Вот здесь и наступает самый ответственный момент при отпаивании такой микросхемы. Старайтесь греть на воздушном потоке чуть меньше среднего значения. Температуру повышайте буквально по пару градусов. Не отпаивается? Добавьте немного жару, и главное НЕ ТОРОПИТЕСЬ! Минута, две, три… не отпаивается… добавляем жару.
Некоторые ремонтники любят трепаться «хахаха, я отпаиваю BGАшку за считанные секунды!». Отпаивают то они отпаивают, но при этом не понимают, какой стресс получает отпаиваемый элемент и печатная плата, не говоря уже о близлежащих элементах. Повторю еще раз, НЕ ТОРОПИТЕСЬ, ТРЕНИРУЙТЕСЬ НА ТРУПАХ.
НЕ ТОРОПИТЕСЬ срывать не отпаянную микросхему, это вам выйдет боком, потому как оборвете все пятаки под микросхемой! Пользуйтесь специальными устройствами для поднятия микросхем. Их я находил на Али по этой ссылке.
И вот мы греем феном нашу микросхему
и заодно проверяем ее с помощью экстрактора для микросхем. Про него я писал еще в этой статье.
Готовая к поднятию микросхема должна «плавать» на расплавленных шариках, ну скажем… как кусочек мяса на холодце. Притрагиваемся легонько к микросхеме. Если она двигается и опять становится на свое место, то аккуратненько ее поднимаем с помощью усиков (на фото выше)
В настоящее время существуют также вакуумные пинцеты для микросхем такого рода. Есть ручные вакуумные пинцеты, принцип действия у которых такой же, как и у Оловоотсоса
а есть также и электрические
У меня был ручной пинцет. Честно говоря, та еще какашка. Закоренелые ремонтники используют электрический вакуумник. Стоит только приблизить такой пинцет к микросхеме BGA, которая уже «плавает» на расплавленных шариках припоя, как он тут же ее подхватывает своей липучкой.
По отзывам, электрический вакуумный пинцет очень удобен, но мне все-таки не довелось его использовать. Короче говоря, если надумаете, то берите электрический.
Но, вернемся все-таки к нашей микросхеме. Крохотным толчком я убеждаюсь, что шарики действительно расплавились, и плавным движением вверх переворачиваю BGA микросхему. Если рядом много элементов, то идеально было бы использовать вакуумный электрический пинцет или пинцет с загнутыми губками.
Ура, мы сделали это! Теперь будем тренироваться запаивать ее обратно :-).
Вот и начинается самый сложный процесс — процесс накатывания шариков и запаивания микросхемы обратно. Если вы не забыли — это называется перекаткой. Для этого мы должны подготовить место на печатной плате. Убрать оттуда весь припой, что там остался. Смазываем все это дело флюсом:
и начинаем убирать оттуда весь припой с помощью старой доброй медной оплетки. Я бы посоветовал марку Goot wick. Эта медная оплетка себя очень хорошо зарекомендовала.
Если расстояние между шариками очень малое, то используют медную оплетку. Если расстояние большое, то некоторые ремонтники не прибегают к медной оплетке, а берут жирную каплю припоя и с помощью этой капельки собирают весь припой с пятачков. Процесс снятия припоя с пятачков BGA — очень тонкий процесс.
[quads id=1]
Дальше прыскаем туда Flux-off, чтобы очистить от нагара и лишнего флюса наше место под микросхему
и зашкуриваем с помощью простой зубной щетки, а еще лучше ватной палочкой, смоченной в Flux-Off.
Получилось как то так:
Если присмотреться, то видно, что некоторые пятачки я все таки оборвал (внизу микросхемы черные круги, вместо оловянных) Но! Не стоит расстраиваться, они, как говорится, холостые. То есть они не никак электрически не связаны с платой телефона и делаются просто для надежности крепления микросхемы.
[quads id=1]
Далее берем нашу BGAшку и убираем все лишние припойные шарики. В результате она должны выглядеть вот так:
И вот начинается самое интересный и сложный процесс — накатывание шаров на микросхему BGA. Кладем подготовленную микросхему на ценник:
Находим трафарет с таким же шагом шаров и закрепляем с помощью ценника микросхему снизу трафарета. Втираем в отверстия трафарета с помощью пальца паяльную пасту Solder Plus. Должно получиться как-то вот так:
Держим с помощью пинцета одной рукой пинцет, а в другой фен и начинаем жарить на температуре примерно 320 градусов на очень маленьком потоке всю площадь, где мы втирали пасту. У меня не получилось сразу в двух руках держать и фотоаппарат и фен и пинцет, поэтому фотографий получилось маловато.
Снимаем готовую микросхему с трафарета и смазываем чуть флюсом. Далее пригреваем феном до расплавления шаров. Это нам нужно, чтобы шарики ровнёхонько стали на свои места.
Смотрим, что у нас получилось в результате:
Блин, чуточку коряво. Одни шарики чуть больше, другие чуть меньше. Но все равно, это нисколько не помешает при запайке этой микросхемы обратно на плату.
Чуточку смазываем пятаки флюсом и ставим микросхему на родное место. Выравниваем края микросхемы с двух сторон по меткам. На фото ниже только одна метка. Другая метка напротив нее по диагонали.
И на очень маленьком воздушном потоке фена с температурой 350-360 градусов запаиваем нашу микрушку. При правильной запайке она должна сама нормально сесть по меткам, даже если мы чуток перекосили.
Устройство для получения шариков припоя — su 1284698
СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 1284698 2 Е 9 В 4 НИЕ ИЗОБРЕТ ИЯ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ШАРИКОВ ПРИПОЯ(57) Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к устройствам для изготовления шариков припоя. Целью изобретения является повышение точности дозирования шариков припоя. Устройство работает следующим образом. Нагреватель 2 нагревает жидкость 3 в верхней части колонки 1 до температуры, достаточной для расплавления припоя в камере плавления 4. Расплавленный припой попадает через заполняющие окна в дне камеры плавления в отверстия калибровочного диска 13, который приводится во вращение через вал 16. Заполненные расплавом отверстия при вращении диска периодически совпадают с выпускными окнами 14 и соплами 10. Подаваемый через патрубок 9 и кольцевой паз 11 в сопла 10 газ выталкивает припой из отверстий и заполняет их. Заполненные газом отверстия перемещаются на позицию впуска, где происходит вытеснение газа и заполнение отверстий припоем. При вращении калибровочного диска отверстия, проходя над выпускными окнами, опорожняются. Расплав попадая в нагретую жидкость, принимает шарообразную форму. Шарики припоя, опускаясь в зону охлаждения, кристаллизуются во взвешенном состоянии и собираются в конусной части колонки. Через открытый затвор 21 они попадают в накопительный бункер 19, после заполнения которого затвор 21 закрывают, а затвор 22 открывают, после чего шарики припоя стекают в приемный бункер 20.5 ил. 1 табл.1284698 Максимальный разброс размеров, 7. пообъему Устройство Частота Количество вращениякалибровочного слившихсяшариков, 7 кмассе партии диска,об/мин Предлагаемое Известное 15 8,0 5,5 Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к устройствам для изготовления шариков припоя.Цель изобретения — повышение точности дозирования шариков припоя.На фиг, 1 схематично представлено устройство, общий вид; на фиг. 2 — сечение А — А на фиг, 1; на фиг. 3 — сечение Б — Б на фиг. 1; на фиг. 4 — сечение В — В на фиг. 1; на фиг. 5 — сечение Г — Г на фиг, 1.Устройство состоит из колонки 1 с зонным нагревателем 2 в верхней части. Колонка заполнена защитной жидкостью 3 с высокой температурой кипения, например глицерином, в которую погружена камера 4 плав ления, заполненная припоем. Дно камеры плавления состоит из двух частей 5 и 6, в которых имеются сквозные заполняющие окна 7. Кроме того, в верхней части 5 выполнено отверстие 8 для подключения патрубка 9, а в нижней накладной части 6 — сопла 10, выполненные в форме усеченного конуса и соединенные кольцевым пазом 11. К дну камеры с помощью подпружиненного держателя 12 прижимается калибровочный диск 13. В держателе выполнены выпускные окна 14 (фиг. 3), повернутые относительно заполняющих окон 10 настолько, чтобы обеспечить возможность их перекрытия.Центры выпускных окон 14 и сопел 10 совпадают. В калибровочном диске 13 выполнены калиброванные отверстия 15 (фиг. 4) Калибровочный диск приводится во вращение с помощью вала 16, через который передается также и давление от пружины 17 на держатель 12. В нижней части колонки находится холодильник 18 и накопительный бункер 19, соединенный с колонкой 1 и приемным бункером 20 с помощью затворов 21 и 22.Устройство работает следующим образом.Нагреватель 2 нагревает жидкость 3 в верхней части колонки 1 до температуры, достаточной для расплавления припоя в камере плавления 4. Расплавленный припой под действием гидростатического давления попадает через заполняющие окна в дне камеры плавления в отверстия 15 калибровочного диска 13, который приводится во вращение через вал 16. Заполненные расплавленным припоем отверстия 15 при вращении диска периодически совпадают с выпускными окнами 14 и соплами 10. Подаваемый через патрубок 9 и кольцевой паз 1 в сопла 10 газ (например, азот) выталкивает припой из отверстий 15 и заполняет их. Дросселирование газа на узкой 10 части сопел обеспечивает пневматическуюразвязку при их параллельной работе,Заполненные газом отверстия перемещаются на позицию впуска, где происходит вытеснение газа и заполнение отверстий припоем. При дальнейшем вращении калибровочного диска отверстия, проходя над выпускными окнами, опорожняются.Припой, попадая в нагретую жидкость, принимает шарообразную форму. Шарики припоя, опускаясь в зону охлаждения, кристаллизуются во взвешенном состоянии и собираются в конусной части колонки. Через открытый затвор 21 они попадают в накопительный бункер 19, после заполнения которого затвор 21 закрывают, а затвор 22 открывают, после чего шарики припоя сте кают в приемный бункер 20. Устройство изготовлено и испытано в лабораторных условиях для получения шариков из припоя ПОС — 61, В качестве защитной жидкости используется глицерин, а в качестве газа — заполнителя — азот. Дозировались припойные порошки диаметром от 0,5 до 2,5 мм. Для дозировки припойных шариков различных диаметров изготовливается набор калибровочных дисков из титана и нихрома, толщиной 0,3 — 1,0 мм.Диаметр выпускных окон составляет2,5 мм, а заполняющих 4 мм. Расстояние между соседними отверстиями в калибровочных дисках составляет 2,7 мм. Оптимальное давление азота на выходе сопла состав ляет 150 — 200 мм водяного столба.Результаты, полученные при изготовлении шариков припоя диаметром 1,3 мм, представлены в таблице.1284698 3 4 Предлагае -мое 30 1,7 Известное 30 9,5 5,8 Предлагаемое 60 1,9 60 Известное 26 Формула изобретения Фиг. 2 иг. 5 тель Ю Конерес Состав ина Техред И. ВТираж 739твенного комитета СС35, Москва, Ж — 35,1 олиграфическое пред Редактор Н. МарголЗаказ 7494/2ВНИИПИ Государ30Производственно Корректор М. СамборскаяПодписноеизобретений и открытийб., д. 4,5город, ул. Проектная, 4 СР по деламРаушская на риятие, г. Уж Таким образом, предлагаемое устройство позволяет уменьшить разброс размеров шариков и полностью исключить случаи слияния шариков припоя. Устройство для получения шариков припоя, содержащее камеру плавления с заполняюшими окнами в дне, погруженную в жидкость с температурой кипения, превыА-А Продолжение таблицы шающей температуру плавления припоя, калибровочный диск с отверстиями, выполненный с возможностью вращения, подпружиненный держатель с выпускными окнами, повернутыми относительно заполняющих окон, отличающееся тем, что, с целью повышения точности дозирования шариков припоя, оно снабжено соплами, расположенными соосно вьпускным окнам, при этом диаметр выпускных окон не превышает величины промежутка между отверстиями в калибровочном диске.
Смотреть
<a href=»https://propaiku.ru/3-1284698-ustrojjstvo-dlya-polucheniya-sharikov-pripoya.html» target=»_blank» rel=»follow» title=»База патентов СССР»>Устройство для получения шариков припоя</a>
Заключение
Будущее электроники за BGA микросхемами. Очень большую популярность также набирает технология microBGA, где расстояние между выводами еще меньше! Такие микросхемы перепаивать уже возьмется не каждый). В сфере ремонта будущее за модульным ремонтом.
В основном сейчас все сводится к покупке какого-либо отдельного модуля, либо целого устройства. Не зря же смартфоны делают монолитными, где и дисплей и тачскрин уже идут в одной связке. Некоторые микросхемы, да и вообще целые платы заливают компаундом, который ставит на «нет» замену радиоэлементов и микросхем.
