Полигон призраков

Флюс – агрегат состоит из двух и более веществ, либо служит к осуществлению сварки металлов, либо, как правило, они предназначен для металлов. При пайке bga микросхем требуется использование флюса.

Три фактора оказывают влияние на отработанный результат и качество соединения контактного плеча:

• Увеличение поверхностного натяжения
• Увеличение теплопроводности пайки
• Уменьшение активации окисления

Пайка bga микросхем с использованием флюса поддерживается в пределах 250-300 градусов Цельсия, достаточно для нанесения припоя и последующей опресовки.

Флюс для bga/Paste for bga chips

В чем сложность пайки bga?

Смысл пайки bga микросхем заключается в подключении контактов к микросхеме через шарики из припоя, без использования как либо отверстий. При пайке дополнительно необходимо менять трафарет и технические режимы работ с оборудованием.

На моменте процесса пайки на соплодую дроссель (катушка индуктивности) последующий процесс характеризуется нечем не отличающимся видом припоя и естественной цвета микросхемы.

Пайка bga/Paste bga

Заключение

Пайка bga – слож процесс, который требует определенных знаний и навыков. Важно соблюдать все технологические режимы и последовательности действий, чтобы получить качественное и надежное соединение микросхем.Ошибка на одном из этапов может привести к выходу памяти из строя, коротком замыкании или другим неполадкам. Поэтому, для успешной пайки bga лучше обратиться к профессионалам.

Производители флюсов

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:

Термовоздушная паяльная станция

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)+.

Паяльник для пайки

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:

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.

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:

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.

Вся современная электроника базируется на использовании микросхем — блоков радиокомпонентов, каждый из которых выполняет определенные функции. Микросхемы собраны в одном компактном корпусе, припаяны к дорожкам платы, по которым получают и передают электроимпульсы определенной частоты и силы. В смартфонах, лэп-топах, ПК и других гаджетах используют микросхемы разных видов. Один из наиболее популярных Ball grid array (BGA). Чем он отличается от других модификаций и в чем секрет популярности. Посмотреть подбор микросхем https://ipelectron.ru/katalog/elektronnye_komponenty/

Что такое BGA микросхема?

Пайка BGA компонентов

BGA-чипы отличаются от других видов поверхностного монтажа расположением контактов для пайки. Группы контактов находятся в нижней плоскости и представляют собой ряды шариков из оловянно-цинкового припоя.

Часть шариков присоединена к выводам внутренних функциональных частей микросхемы, другая часть служит для фиксации микросхемы на плате. Радиомонтажнику не нужно заботиться о том, какой контакт рабочий, а какой служебный, достаточно совместить метки на корпусе и плате.

Как припаять BGA компоненты

Пайка BGA-компонентов может быть сложным процессом из-за расположения контактов и их большого количества. Однако, зная нюансы технологии и имея необходимый инструмент, даже начинающий радиолюбитель может провести замену микросхемы.

Определение неисправности

После выявления неисправной микросхемы, можно приступать к перепайке. Обычно проблемы связаны с отслоиванием пайки, трещинами или окислением контактов. В случае поломки микросхемы, необходимо выполнить процедуру замены.

Инструменты для работы

Для перепайки BGA-чипов понадобятся следующие инструменты:

• Фен
• Микроприсоска или специальный захват
• Термоскотч
• Трафарет и припой (паста)

Этапы работы

1. Снятие микросхемы: заклеиваем термоскотчем плату вокруг компонента, нагреваем микросхему феном до +260 – 300 оC, чтобы припой плавился.
2. Реболлинг: используем трафарет и припой для восстановления целостности шариков припоя.
3. Установка новой микросхемы: плавим припой микросхемы и устанавливаем ее на место.

Следуя этим этапам и имея необходимый инструмент, можно успешно провести пайку BGA-компонентов.

Паяльный флюс для BGA пайки

Трафарет совмещается с нижней частью микросхемы, заранее очищенной флюсом. В отверстия втирается паста, или вставляются шары припоя, затем все прогревается до температуры около +180 оC. После охлаждения на корпусе остаются ровные ряды шарообразных контактов.

Какой паяльный флюс выбрать для BGA пайки

Изучая, как паять BGA, необходимо обратить внимание на правильный выбор инструментов и химикатов. Флюс-гель с припоем ПОС-70 — один из лучших как для радиолюбителей, так и для профессионалов. В Москве купить материал, как и другие принадлежности, можно в интернет-магазине IPelectron. Также неплохими характеристиками обладают флюсы:

• Свинцово-серебряный
• С фторидом аммония

При выборе важно обращать внимание на температурный рабочий режим флюса и легкость смывания.

Удаление компаунда и смол

Еще один важный момент при пайке BGA — необходимость идеальной очистки площадки на плате. Используются два метода — механическая чистка при нагревании до +160 оC и химическая, при помощи специальных реактивов, которые тоже продаются в специализированном интернет-магазине. Без тщательной подготовки платы, пайка BGA редко дает желаемые результаты. Прочность и электропроводность контактов не достигают требуемых значений.

Опыт пайки BGA

Всем привет. Чисто для себя, учусь паять BGA чипы. Тренируюсь на дохлом чипе 3dfx с трещиной.

После реболла этого чипа, решил провести его по мелкой шкурке, где обнаружил, что стачиваются только крайние шары. То есть чип похоже поврежденный? Видимо, когда я его выпаивал, выпаял его феном небрежно, так как его было не жалко, а сейчас когда решил на нем поучиться, наверно зря я его так делал.

Плата, на которую я пытался припаять этот чип, тоже подопытная, поэтому не смотрите, что у нее есть оторванные пятаки (хотя их можно будет восстановить). Когда я спозиционировал чип, заметил, что один угол у него висит, но когда я вывел его на температуру пайки, он, видимо, как бы просел (увидел такое впервые, паяю BGA второй раз в жизни).

В общем, после пайки, прозвонил линии AGP, убедился, что есть непропай и решил его отпаять. Когда отпаял, увидел, что половина чипа не припаялась вовсе (при этом угол, висевший в воздухе, как раз таки припаялся).

Почему могла не припаяться аж половина чипа? Недовел температуру до необходимых значений? Шары со свинцом, при 150 градусах не плавятся, но уже деформируются, если трогать их пинцетом (проводил отдельный опыт). При пайке этого чипа выдерживал температуру 180-190 градусов (по термопаре).

Паяю с нижним подогревом, 200 градусов снизу, сверху турбинный фен, закрепленный на штативе, выставлен на 250 градусов.

После съема чипа, на фото видно, что там где шары остались на плате, там чип припаялся, но верхняя часть (относительно фото) имеет нетронутые зачищенные пятаки.

На второй фотке просто показал свое рабочее место.

Сегодня мы с вами узнаем: почему отваливаются чипы и как продлить жизнь старому топовому железу, «дунем» на видеочип, «воскресим» его на некоторое время и посмотрим, что же крутого было в топовых ноутбуках тех лет. Интересно? Тогда добро пожаловать под кат!

Почему чипы «отваливаются»?

В мире производства электроники и плат есть несколько различных видов монтажа чипов на платы. Все они зависят от корпусировки того или иного элемента. Обычно, сложные микросхемы выпускаются в нескольких различных корпусах, которые отличаются маркировкой и иногда функциональностью. В современном мире принято использовать несколько самых распространенных типов корпусов:

DIP — один из самых старых и тем не менее, до сих пор распространенных видов корпусов для чипов. Для таких микросхем сверлятся отверстия в плате, а затем чипы вставляются в отверстия и припаиваются, благодаря чему чип надежно держится на плате. Плюсов у такого способа довольно много: удобство пайки, возможность лёгкой установки чипа в сокет и быстрой его замены (привет Arduino и чипы памяти с BIOS на старых материнских платах), большая надежность соединения, и вероятно, простота производства. Минусов у такого способа тоже хватает: невозможность сделать микросхему с очень большим количеством пинов, громоздкость чипа, без фена чипы с большим количеством ножек выпаять проблематично. Известные примеры: сдвиговые регистры, МК AVR, Z80, MOS6502.

QFP/QFN/SOIC — современный способ монтажа чипов с большим количество пинов на плату. По принципу все они похожи: по разным сторонам микросхемы есть выводы, которыми можно припаять чип к плате. Однако у QFP ножки «торчат» наружу, что даёт возможность легко припаять их к плате, а у QFN контакты спрятаны под пузом самого чипа, из-за чего их можно припаять только феном (если чип достаточно мал — можно попробовать паяльником). Плюсы: надежность пайки, относительная простота монтажа и демонтажа (дунул и чип слетел). Минусы: для таких чипов практически нет сокетов (на самом деле есть, но особо никакой унификации нет — чаще всего сокеты можно встретить в материнских платах и программаторах у ремонтников). SOIC немного другой тип монтажа, поскольку там ножки выводятся только по бокам чипа (как у DIP), но я не стал выносить его в отдельный типаж.

LGA/PGA/SMT — кристалл или кристаллы (пример — процессорное ядро и отдельно кэш-память на старых процессорах) распаяны на специальной небольшой плате, которая называются подложкой. Такие микросхемы обычно предназначаются для установки в сокет (процессоры), либо для пайки платы на плату (SIM800L). Даташит на SIM800C называет свою корпусировку как SMT, поэтому я отнесу его и различные системы на модуле («процессорные» платы с ОЗУ и ПЗУ) к LGA. Один раз я видел PGA-процессор AMD Geode, который запаивали напрямую штырями в плату — но может, меня обманывает память.

BGA — основной тип корпуса для сложных и компактных микросхем таких как SoC или видеочипы. Его суть проста: на плате и на нижней стороны чипа есть маленькие пятачки круглой формы (их размер отличается в зависимости от числа пинов, но стандартизирован), благодаря которым микросхема припаивается к плате. Такой корпус позволяет компактно вывести довольно большое количество пинов — например, SoC MediaTek MT6572 поставляется в корпусе аж с 428-шариками! С завода чипы приходят с уже накатанными шарами, в то время как работнику или машине остаётся их только припаять на плату. Несмотря на большое количество крошечных пинов, при наличии сноровки и должном оборудовании, пайка микросхем очень простая: физика всё сделает за вас и сама «притянет» чип к нужным пятачкам на плате. Это один из самых распространенных корпусов для микросхем и один из самых проблемных. Но почему? Давайте разбираться!

Отвал BGA-чипов далеко не всегда связан с термическим воздействием, как принято считать в широких кругах (от чего и идут советы по типу «погрей видяху в духовке»). Шарики достаточно сильно подвержены влиянию множества внешних факторов: попадание воды — в таком случае, шарики окисляются и со временем могут отгнить вместе с пятачками, падениям — такие устройства называются «ударниками» и шары могут дать микротрещину, что уже может сказаться на нестабильной работе устройства, и в немалой степени — термическому воздействию. Причём здесь мнение делится на два лагеря и сильно зависит от самого устройства.

Отвалы на смартфонах/планшетах в основном являются следствием неудачного падения и лечатся перекаткой уже установленного процессора, иногда — заменой на точно такой же «донорский» и с идентичной маркировкой (да, среди SoC бывают свои «подверсии»). Реже бывает срывает пятачки — тогда опытные мастера ковыряют плату и ставят перемычки вместо отвалившихся шаров (моё почтение вам!). В последнее время замена отдельных чипов на мобильных устройствах сильно затруднена: у девайсов есть жёсткая привязка между ID-процессора (прожжен на заводе в SoC), ID-процессора, записанного в флэш-памяти устройства (в специальном RPMB-разделе, доступный только для чтения, используется для Secure Boot, просчета ключей, шифрования и т. п.) и привязки к модему (насчет Android-устройств точно не могу сказать, но у iPhone такая привязка есть ещё с начала 10х годов: в один момент, после очередного апдейта iOS, многие девайсы с замененной NAND или процессором без замены всех трех чипов, висели на «сбое активации» — и в официальном сервисе такой аппарат не принимали), из-за чего при замене процессора или флэш памяти, придётся менять вообще всю пару на оный с донорского аппарата (а в случае iPhone — еще и не привязанный к iCloud).

Нормальные мастера обычно именно перекатывают чипы, т. е. снимают старые шары и накатывают с помощью трафарета новые, поскольку прогрев может поднять устройство, но это не ремонт, а лишь диагностика — такое устройство может в любой момент «отвалиться». Правда, есть и исключения.

Другой вопрос — отвалы чипов на ноутбуках и десктопах. На десктопных материнских платах отвал — не очень частое явление, поскольку отваливались обычно «горячие» северные мосты по типу nForce (которые славились довольно неплохими интегрированными GPU — тут уж попробуй не нагрейся при очень слабеньком пассивном охлаждении). Сейчас «северник» переместился в процессор, поэтому свежим десктопным материнкам это почти не грозит, однако другое дело — ноутбуки.

Система охлаждения на ноутбуках частенько подразумевает расположение ЦПУ и чипсета (а иногда и GPU) на одной теплотрубке, из-за чего тепло отводится заметно менее эффективно. А особенно ситуация плохая на тех девайсах, которые никто не чистит. И если процессор ещё может начать троттлить (занижать частоты) для того, чтобы понизить температуру ниже определенного порога — то что делать чипсету? После пары лет работы в таком режиме, девайсы внезапно начинают виснуть посередине работы, перезагружаться, выключаться или выдавать непонятные артефакты. Тем же самым когда-то страдала печально известная первая ревизия Xbox 360 — Xenon, которая выдавала три красных огня. Не обошла проблема и PS3 — вспоминаем желтые глазки и выключение устройства.

Прогрев — это исключительно диагностический способ, им можно пользоваться либо в домашних условиях «для себя», либо для того, чтобы выявить неисправность одного из элементов устройства. Брать деньги за прогрев — прямой обман, но если делать просто «для себя», ради того, чтобы немного продлить жизнь крутому девайсу из прошлого — почему бы и нет? Предлагаю в практической части нашей статьи глянуть на топовый ноутбук 2007 года от Toshiba, который я купил всего за 1.000 рублей (~10$). Девайс сам по себе очень крут, однако страдал отвалом GPU, который мы на время «вылечим»!

Практическая часть статьи

Сегодняшнего подопытного продавала женщина на запчасти. Состояние было неизвестным: я не спрашивал её ни о симптомах поломки, ни о том, включается ли ноутбук вообще. Я списался с продавцом, договорился об условиях доставке и зарезервировал девайс себе. Через несколько дней ноутбук наконец-то приехал ко мне и я решив не медлить, сразу полез его диагностировать:

Да, это самый классический отвал GPU. Ну а что вы хотели, GeForce 7900 это вам не шутки! Поскольку это ноутбук с дискреткой 7 серии, ни о каком UMA и речи не идет: отключить GPU и направить вывод на встроенный адаптер не получится. Вернее теоретическая возможность то есть, но линии LVDS/VGA идут с GPU, а не с хаба, как это происходит в современных ноутбуках. Девайс то может и включится, но никакой картинки вообще не будет — если устройство вообще пройдет POST.

Самое время разобрать красавца. Делается это не особо сложно: классическая разборка «с клавиатуры». Для обслуживания системы охлаждения придётся разбирать ноутбук полностью (в том числе снимать матрицу), но никаких особых проблем с этим не возникает: девайс хорошо продуман. При разборке выяснялась причина отсутствия изо на LVDS — матрицу банально отключили. Девайс явно обслуживали до меня и чистили, видимо в надежде что всё «оживет». А может и грели уже, кто его знает? 🙂

На ноутбуках тех лет частенько практиковались по настоящему съемные видеокарты. Помимо стандарта MXM (его сейчас вроде только Clevo как-то поддерживает), который предусматривает замену видеокарты в ноутбуке, некоторые вендоры придумывали свои коннекторы а-ля PCI-E. Наш девайс как раз из таких: видеокарту, при желании, можно было заменить на идентичную (возможно и какие-то другие от младших «тошиб» подходили, но мне это неизвестно).

Снимаем массивную систему охлаждения, которая отводит тепло и от GPU, и от чипов памяти и приступаем к прогреву. Для прогрева подойдет фен от паяльной станции, или даже регулируемый строительный фен (с ним осторожнее, есть шанс угреть чип). Для наглядности «дриставрации», я буду пользоваться именно строительным «интерсколом». Ставим температуру ~250 градусов (в случае строительных фенов — это погода на луне или попугаи, ну или средний режим) и осторожно греем кристалл по периметру. Для временного оживления чипа хватит дунуть секунд 15-30. Дольше не стоит — могут повылазить шары. Никаких утюгов и духовок — это кощунство!

Подсобираем ноутбук и включаем его. Ура, в биосе изображение есть и на первый взгляд всё нормально. Однако, после такой «дриставрации», проблемы могут вылезти где угодно: ошибка 43, артефакты в 3D-режиме, самопроизвольные ребуты и зависания системы. Самое время накатить систему и проверить это.

И таки да, они вылезли практически сразу, причём совершенно с неожиданной стороны. Девайс начал самопроизвольно отключаться в определенные моменты времени (обычно при старте Windows и игр), причём вне зависимости от подключения БП (отметаем версию, что АКБ не держит нагрузку) и заряда аккумулятора (отметаем, что не хватает мощности БП), а температуры судя по датчикам — в норме. Вероятнее всего, проблема в питальниках на GPU/CPU.

К сожалению, нормальные тесты при таких условиях сделать не получится — девайс нужно диагностировать дальше, но делать это с отвальным видеочипом такое себе. Но Proof of Concept есть: многие чипы вполне реагируют на прогрев и могут даже поработать какое-то время. Надолго ли?

Данный материал писался в эдаком «научпоп» стиле. Для опытных ремонтников, написанный текст отнюдь не станет каким-то откровением, но полагаю, было всё же интересно почитать о том, почему их любимые девайсы из нулевых «помирают».

Возможно, захочется почитать и это

Да, интересно было почитать.

Знал об этом и ранее.

Ваще не интересно!!!

Пайка микросхем паяльной станцией: важные советы для начинающих

Выпаять и обратно впаять микросхему обычным паяльником не под силу даже гуру паяльного дела. Не помогут и различные хитрости в виде утюгов и маленьких газовых горелок, которые располагают с обратной стороны платы.

Для пайки микросхем лучше ничего не придумать, чем паяльная станция. И если вам часто приходится сталкиваться с пайкой микросхем и SMD компонентов в целом, то обязательно нужно купить паяльную станцию.

Сегодня стоимость паяльной станции на том же «Озоне» начинается чуть более 2-х тысяч рублей. Дешевле стоит только паяльник с регулировкой температуры и набором флюсов в коробочке.

Что понадобится для пайки микросхем

Паять микросхемы канифолью и паяльной станцией, это гиблое дело. Лучше всего для этих целей подходит жидкий флюс-гель, например, тот же NS 559 ASM. А вообще флюсов для пайки микросхем существует большое разнообразие, поэтому есть из чего выбирать. Их стоимость начинается от 200 рублей и выше, поэтому можно пробовать бесконечно.

Также для пайки микросхем понадобятся различные вспомогательные приспособления, а именно:

Вообще, не стоит сгоряча пытаться сразу же выпаять микросхему. Как бы это не казалось смешным, но нужно хорошенько продумать все шаги своих действий. Особенно это касается защиты SMD резисторов, конденсаторов и других миниатюрных элементов на плате, которые могут повредиться при выпаивании микросхемы, вследствие воздействия высокой температуры.

Для того чтобы защитить SMD компоненты на плате, используйте фольгу.

Пайка микросхем паяльной станцией

Итак, всё готово для выпаивания микросхемы, следующие шаги и поочерёдность действий такая:

Далее круговыми движениями, чтобы не было термошока, начинаем разогревать ножки микросхемы, пока не потечёт припой. При необходимости, если припой долго не разогревается, можно поиграть с настройками паяльной станции, чуть увеличить температуру и скорость воздуха.

Пайка микросхем паяльной станцией: основные моменты

После того, как припой расплавился, извлечь микросхему не составит особого труда. Для этого её нужно слегка поддеть вверх проволокой. Можно не бояться, что дорожку зальёт оловом, ничего этого не произойдёт. Далее для того, чтобы впаять новую микросхему, потребуется выровнять дорожки, нагрев их повторно феном, но уже без микросхемы, чтобы олово распределилось максимально равномерно на плате.

При этом не забываем про «ключ» при обратном впаивании микросхемы и про повторное нанесение флюса на контакты. При впаивании микросхемы её желательно чем-то зафиксировать, чтобы слегка вдавить в контакты и чтобы её не сдуло воздухом.

При этом никакой припой наносить не надо, того припоя что есть, уже будет достаточно для того, чтобы впаять микросхему с использование фена и паяльной станции. После пайки на забываем промыть контакты и дополнительно убедиться в том, что ни один из них не залит с соседним оловом.