(Лікування відвалу BGA чіпів)
Ми спробуємо просто і зрозуміло пояснити що таке реболлінг і для чого він потрібен:
А тепер по порядку, ми спробуємо роз'яснити весь техпроцес!
Статика небезпечна для компонентів! перед початком всіх робіт потрібно захиститися від статичної електрики, нижче наведено невеликий список засобів для захисту від статики (ESD-Захист):
- Антистатичний браслет і інші заземлюючих пристроїв
- Антиелектростатичних речовини (наприклад аерозоль Антистатик)
- Всеразлічние зволожувальні прилади або Іонізатори
І так із захистом ми не багато розібралися тепер переходимо до самого процесу!
Демонтаж BGA компонентів набагато складніше, ніж здається на перший погляд! Для якісного демонтажу необхідна наявність паяльної станції (бажано ІК) до складу якого входить: термостол, верхній нагрівач на штативі і регулятор температури бажано з можливістю роботи по заданому термопрофіль! Після прогріву плати, BGA компонент потрібно швидко зняти в момент оплавлення висновків! Знімати можна механічним або вакуумним пінцетом. (Вакуумним безпечніше менше шанс пошкодити плату під час зняття!)
Інструменти і матеріали
- Інфрачервона або повітряна паяльна станція (станція Фен + Паяльник не підходить, зверніть увагу на малюнок нижче щоб зрозуміти про що йде мова)
- фольга (Для захисту компонентів навколо BGA чіпа)
- Механічний або вакуумний пінцет
- флюс
- Рамковий держатель або Фторопластові стійки
Встановіть плату в рамковий держатель або на фторопластові стоїки несправним компонентом до вгорі, і помістіть на термостол паяльної станції.
Нанесіть флюс навколо BGA компонента, закрийте фольгою компоненти навколо чіпа, встановіть термодатчик поблизу від BGA компонента для контролю роботи по термопрофіль.
Встановіть верхній нагрівач над несправним компонентом задайте термопрофіль для пайки і чекайте завершення.
Після того як процес пайки завершитися швидко зніміть Компонент за допомогою вакуумного або механічного пінцета.
Процес зняття кулькових висновків (деболлінг)
Після зняття BGA компонента з плати необхідно прибрати залишився припій як з плати, так і з самого компонента! (Власне ця процедура і називається деболлінг) Існує багато інструментів, які дозволяють зняти залишки припою з BGA компонента. Це можуть бути як вакуумні інструменти з гарячим повітрям, так і паяльники, так само існують низькотемпературні установки пайки хвилею, які є кращими в даному випадку, вони не сильно нагрівають компонент, з чого випливає що шансів пошкодити частину нагріванням прагнути до нуля!
Оскільки паяльники з температурним контролем пайки не так рідкісні, ми опишемо процес деболлінга з використанням паяльника з жалом.
Увага: Процес деболлінга містить безліч потенційно небезпечних для чіпа механічних і температурних стресів, з цього слід бути акуратніше.
Інструменти і матеріали
- флюс
- паяльник
- ізопропілові серветки
- Обплетення (Плетінка) (Мідна стрічка для видалення припою)
- Антистати скі й килимок (Зайвої ESD захисту не буває)
- Мікроскоп
- Витяжка для полегшення видалення диму, що утворюються в процесі випоювання
- Захисні окуляри
- Розігрійте паяльник.
- Переконайтеся що ви захищені від статики.
- Перевірте кожен чіп на забруднення, пропущені контактні площадки, а також паяемости.
- Одягніть захисні окуляри.
Примітка: Проведення сушки компонента, для видалення вологості рекомендується робити до виконання його деболлінга.
Крок 1 - Нанесення флюсу на BGA компонент:
Покладіть BGA компонент на антистатический килимок, стороною контактних майданчиків вгору. Нанесіть рівномірно Флюс пасту на BGA компонент. (Занадто мала кількість флюсу зробить процес деболлінга скрутним.)
Крок 2 - Зняття кульок припою:
Використовуючи плетінку і паяльник, щоб зняти кульки припою з контактних майданчиків Чіпа. Покладіть плетінку на чіп поверх флюсу, після чого прогрівайте паяльником. Перед тим, як змістити плетінку по поверхні чіпа, дочекайтеся щоб паяльник її прогрів і розплавив кульки припою.
Не тисніть на чіп жалом паяльника. Зайве тиск може пошкодити чіп або подряпати контактні площадки. Для досягнення найкращих результатів. прочистите BGA компонент за допомогою чистого шматка плетінки.
Крок 3 - Очищення чіпа
Після Вилучення припою з поверхні чіпа, Відразу ж очистіть чіп за допомогою серветки, змоченої в розчині ізопропілового спирту. Своєчасна очищення чіпа полегшить видалення залишків флюсу.
Протираючи поверхню чіпа, видаліть з нього флюс. Поступово зрушуйте чіп під час протирання на більш чисті ділянки серветки. При очищенні завжди підтримуйте за протилежну сторону чіпа.
1. Ніколи не чистіть BGA чіп забрудненим ділянкою серветки.
2. Завжди використовуйте нову серветку для кожного нового чіпа.
Рекомендується, щоб перевірка проводилася під мікроскопом.
Перевіряйте чистоту контактних майданчиків, пошкоджені майданчики і невидалені кульки припою.
Оскільки флюс має корозійну дію, рекомендується провести додаткове очищення, в разі, якщо реболлінг чіпа не буде зроблено відразу.
Нанесіть деіонізованої воду (Вода не має Електричного заряджених частинок. (Іонів)) на контактні площадки чіпа і потріть їх щіткою (можна використовувати звичайну зубну щітку). Це допоможе змити залишки флюсу з чіпа. Після чого просушіть чіп сухим повітрям. Повторно перевірте поверхню (Крок 4).
Якщо чіп буде деякий час лежати без нанесених кульок, необхідно переконатися. Що його поверхню дуже чиста. Занурення чіпа в воду на будь-який проміжок часу Не рекомендується.
Підготовка BGA компонента до монтажу
Інструменти і матеріали
- BGA трафарет
- Тримач для трафарету
- флюс
- деіонізованной вода
- Піддон для очищення
- Щітка для очищення
- пінцет
- кислототривка щітка
- Піч оплавлення або система пайки
- Перед тим, як ви почнете, переконайтеся, що фіксатор для трафарету чистий
- Виставте температурний профіль для обладнання, що виконує оплавлення припою.
Крок 1 - Вставка трафарету
Додайте трафарет в фіксаторі. Переконайтеся, що трафарет щільно зафіксований. Якщо трафарет зігнутий або пом'ятий в фіксаторі, процес відновлення не вийде. Пом'ятий, як правило, є наслідком забруднення фіксатора або поганий його регулювання під трафарет.
Крок 2 - Нанесіть флюс на чіп
Використовуйте шприц для нанесення невеликої кількості флюсу на чіп.
Примітка: Перед тим як почати, переконайтеся. що поверхня чіпа чиста.
Крок 3 - Розподіл флюсу по поверхні чіпа
Використовуючи пензлик рівномірно розподіліть флюс по стороні контактних майданчиків BGA чіпа. Постарайтеся покрити кожну контактну площадку тонким шаром флюсу.
Переконайтеся, що всі контактні площадки покриті флюсом. Намагайтеся нанести флюс тонко і рівномірно, при товстому шарі буде поганий контакт між кульками припою і контактними майданчиками.
Крок 4 - Вставка чіпа
Помістіть BGA компонент в трафоретний держатель, контактними майданчиками до вгорі.
Крок 5 - Накладення трафарету
Накладіть сферху трафарет, нагадаємо то що трафарет вже в фіксаторі (верхня кришка трафаретного власника), і зафіксуйте так щоб трафарет прилягав до контактних площадок.
Висипте потрібну кількість кульок припою на трафарет, похилими рухами трафаретного власника розгортайте кульки, після того як кульки встануть на свої місця в трафареті приберіть надлишки пензликом.
Помістіть трафарет в гарячу конвекційну піч або станцію для реболлінга гарячим повітрям або ІК, і запустіть цикл оплавлення.
У будь-якому випадку використовуване устаткування повинно бути налаштоване на розроблений для чіпа BGA термопрофіль.
Вийміть фіксатор з печі або станції для реболлінга і помістіть його в який проводить піддон. Залиште чіп охолодитися приблизно на пару хвилин, перед тим, як вийняти його з фіксатора.
Крок 8 - Виїмка BGA чіпа
Після того, як чіп охолов, вийміть його з фіксатора і помістіть його в піддон для очищення, стороною кулькових висновків вгору.
Нанесіть деіонізованої воду на трафарет BGA і почекайте приблизно секунд тридцять, перш ніж продовжити.
Крок 10 - Зняття трафарету
Використовуючи тонкий пінцет зніміть трафарет з чіпа. Найкраще починати з кута, поступово знімаючи трафарет. Трафарет повинен бути знятий за один прийом. Якщо він раптом не знімається, додайте ще деионизованной води і почекайте ще 15 - 30 секунд, перед тим, як продовжити.
Крок 11 - Очищення від фрагментів бруду
Можливо, після зняття трафарету залишаться невеликі фрагменти частинок або бруду. Приберіть їх з допомогою голки або пінцета.
Кінчик пінцета гострий, тому може подряпати паяльну маску на чіпі, якщо ви не будете обережні.
Відразу після того, як ви зняли трафарет з чіпа, очистіть його за допомогою деионизованной води. Нанесіть невелику кількість деионизованной води і потріть чіп щіточкою.
Підтримуйте чіп, поки чистите його щіткою, щоб уникнути механічного пошкодження.
Крок 13 - Промивання чіпа BGA
Промийте чіп деионизованной водою. Це допоможе видалити маленькі частинки флюсу і бруду, що залишилися після попередніх етапів очищення.
Дайте чіпу висохнути на повітрі. Чи не протирайте його серветками або ганчірочками.
Крок 14 - Перевірка якості нанесення
Використовуйте мікроскоп для перевірки чіпа на забруднення, пропущені кульки або залишки флюсу. При необхідності повторної чистки, повторіть кроки 11 - 13.
Протягом процесу реболлінга BGA, фіксатор стає все більш липким і забрудненим. Необхідно очистити залишки флюсу з фіксатора для того, щоб трафарет сидів в ньому правильно. Нижче описаний процес підходить як для гнучких, так і для жорстких фіксаторів. Для кращого очищення непогано застосовувати ванну з ультра звуковий очищенням
Інструменти і матеріали
- Піддон для очищення
- щіточка
- Склянка
- деіонізованной вода
- Маленька чашка або баночка
Вимочіть фіксатор для трафаретів BGA в теплій деионизованной воді приблизно 15 хвилин.
Крок 2 - Частка з деионизованной водою
Вийміть фіксатор з води і потріть його щіткою.
Крок 3 - Промивання фіксатора
Промийте фіксатор деионизованной водою. Дайте йому висохнути на повітрі.
Монтаж BGA компонента
Після того як ми зробили реболлінг очистили і перевірили чіп необхідно переконатися в тому що контактні площадки на платі очищені від залишків припою і бруду.
І тільки після перевірки почати монтаж компонента для цього потрібно нанести на контактні площадки тонкий шар флюсу устоновіть чіп для подальшої пайки (Розташування чіпа повинно точно совподает з контактними майданчиками!) Відпустити верхній нагрівач і запустити заданий термопрофіль.
Приклад Реболлінга на термоповітряний паяльної станції FINEPLACER core (ціна на дану паяльну станцію починається від 40.000 Євро)