Как паять BGA компоненты, реболлинг

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?

От остальных видов чипов поверхностного монтажа, BGA отличаются расположением контактов для пайки. Если у большинства SMD-компонентов выходов несколько, и все они расположены с боковой стороны корпуса, то у BGA контактные группы находятся в нижней плоскости и представляют собой ряды шариков из оловянно-цинкового припоя.

Часть шариков присоединены к выводам внутренних функциональных частей микросхемы, другая часть служит для фиксации микросхемы на плате. Радиомонтажнику нет необходимости вникать, какой из контактов рабочий, а какой служебный. При монтаже достаточно совместить метки на корпусе и плате, чтобы все встало на свои места. Но очень важно добиться, чтобы все шарики были припаяны к соответствующим гнездам. Иначе может случиться так, что именно рабочий контакт поврежден. Это приводит к неправильной работе микросхемы, или выходу из строя всего гаджета.

Как припаять BGA компоненты

Расположение контактов в нижней части микросхемы, и их большое количество превращают пайку в достаточно сложный процесс. Но, если знать нюансы технологии и иметь в распоряжении определенный набор инструментов, заменить микросхему, или просто перепаять ее может даже начинающий радиолюбитель.

Для начала рассмотрим, как определить неисправность микросхемы. В зависимости от назначения BGA, последствия могут быть разными:

не загорается дисплей;
после включения прибор самопроизвольно отключается;
гаджет многократно перезагружается;
пропадает изображение;
нет вывода звука.

Определив, какая из микросхем работает неправильно, приступают е ее перепайке. Чаще всего неисправность заключается в отслаивании пайки, появлении трещин между точками пайки, окислении контактов. Полностью микросхема выходит из строя реже, но и в этом случае потребуется выпаять нерабочий и впаять новый узел.

Перед началом пайки необходимо восстановить целостность шариков припоя, которые могли быть повреждены при демонтаже. Эта операция называется реболллингом, или перекаткой. О тонкостях проведения работы будет сказано чуть ниже, пока остановимся на том, какие инструменты нужны для перепайки чипов BGA.

Для работы нужны:

паяльная станция, в которую входят электрофен и паяльник;
BGA-паста (припой) или набор готовых шаров;
изопропиловый спирт, можно заменить чистым бензином типа «калоша»;
медная оплетка для снятия припоя с платы;
термоскотч;
трафареты;
пинцет;
лезвия;
захват для микросхемы с присоской.

Технология работы включает несколько этапов. Сначала необходимо снять микросхему. Для этого плату вокруг BGA-компонента заклеивают термоскотчем, чтобы не перегреть остальные узлы. Затем медленно нагревают корпус микросхемы феном, одновременно удерживая ее микроприсоской или специальным захватом. При температуре около +260 – 300 оС припой плавится и плата сдвигается с места в вертикальном направлении. Чрезмерной силы прикладывать не нужно, чтобы не разрушить еще не прогретые точки контакта.

После демонтажа производят операцию собственно реболлинга, или перекатки. Необходимый для этой работы инструмент — трафарет и припой (паста). Трафарет, это шаблон с отверстиями, расположенными в местах будущих шаров припоя. Для большинства видов микросхем продаются собственные трафареты, но в ряде случаев можно воспользоваться универсальными.

Трафарет совмещается с нижней частью микросхемы, заранее очищенной флюсом. В отверстия втирается паста, или вставляются шары припоя, затем все прогревается до температуры около +180 оС. 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:

KOKI TF-A254;
TF-A254;
Interflux;
KINGBO RMA-218.

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 оС 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.