www.elektronik.si

matic_scetinec · Objavljeno: Pon Nov 09, 2015 12:31 am Naslov sporočila: BGA reballing

Zdravo!

Kot obljubljeno pošiljam opis postopka in (kar) nekaj slik popravila @webmouse-ovega TV-ja iz te teme.

1) Tukaj sem reball-al glavni procesor, ki ima na vrhu prilepljen IHS (Integrated Heat Spreader) zaradi boljšega odvajanja toplote na hladilno rebro. IHS je kovinski in srebrne barve, zato odbija toploto. Pri reballingu je potrebno čip segreti od zgoraj, zato sem zaradi boljšega prenosa toplote čip pobarval črno. Na sam čip sem nalepil "kapton tape" in ga pobarval s črnim vodoodpornim flumastrom.

2) Ploščo je potrbno fiksirati na BGA postajo. Tukaj je zelo pomembno, da je spodaj plošča podprta s podpornimi pini, ki preprečujejo, da bi se plošča zvila med segrevanjem. Če bi se plošča na površini BGA čipa ukrivila za samo 0,2mm je dovolj, da se BGA čip nebi dobro prispajakal.

3) Ko je plošča fiksirana na BGA postajo je potrebno zraven BGA čipa pritrditi temperaturno sondo za detekcijo temperature. Samo sondo sem prilepil z aluminijastim lepilnim trakom, ki hkrati tudi ščiti elemente v bližini BGA čipa pred nezaželjenim segrevanjem. Na koncu sem okoli čipa nanesel še nekaj fluksa RMA-218.

4) Ko je vse pripravljeno lahko poženemo ustrezen profil, ki BGA čip segreva do temperature 225°C. Takoj, ko se kroglice pod čipom popolnoma stalijo (to je pri neosvinčeni spajki okoli 217°C) ustavimo profil, in čip ročno odstranimo z vakumsko prijemalko.

5) Sledi odstanjevanje stare spajke s ploče in BGA čipa. To storimo s klasičnim spajkalnikom in pletenico. Pri tem postopku je potrebna izredna previdnost, sal lahko v nasprotnem primeru odtrgamo pade, ali poškodujemo masko za spajkanje na tiskanem vezju. Ko je stara spajka odstanjena sledi čiščenje ostankov fluksa z izopropanolom.

6) Sledi reballing, kjer na BGA čip nanesemo nove spajkalne kroglice. Sam uporabljam svinčene kroglice, ker so bolj zanesljive, poleg tega imajo nižje tališče, in je manjša verjetnost, da bi se čip med postopkom pregrel. Tu potrebujemo ustrezno šablono (stencil), ki ustreza velikosti kroglic in vzorcu padov na čipu. Sam nimam ustreznega stencila, zato sem uporabil večji stencil, in odvečne luknjice prekril s "kapton tape". Ko imamo stencil pripravljen in poravnan s čipom moramo čip namazati s tanko plastjo fluksa RMA-223 in posuti kroglice na stencil. Potem odstranimo presežek kroglic in dvignemo stencil s čipa. Zardi fluksa se kroglice prilepijo na čip.

7) Sledi "reflow" kroglic na BGA čip. To naredimo s klasično postajo na vroči zrak. Tukaj je pomembno, da med reballingom nismo na čip nanesli preveč fluksa, saj bi v tem primeru kroglice med segrevanjem zaplavale na fluksu, in bi jih odneslo s padov. Prav tako je pomembeno, da imamo nastavljen ustrezen pretok zraka, da ne odpihne kroglic.

8) Ko je BGA čip eball-an ga moramo samo še prispajkati nazaj na vezje. Na tiskano vezje zopet nanesemo fluks NC-559-V2, in nanj postavimo pripravljen BGA čip. BGA čip moramo ustrezno centrirati, pri čemer gledamo, da se rob čipa pokriva z označenim printom (silkom) na tiskanem vezju. Sedaj ponovno poženemo ustrezen profil na BGA postaji za reflow čipa. Ta profil je zelo podoben tistemu, s katerim smo najprej odspajkali BGA čip, vendar v tem primeru čip segrevamo samo do temperature 200°C , ker imajo svinčene kroglice nižje taljišče. Samo taljišče svinčenih kroglic je okoli 183°C, moramo pa iti s temperaturo malenkost višje, za večjo zanesljivost.

9) Po končanem reflow-u samo še odstranimo lepilni trtak in z izopropanolom očistimo morebitne ostanke lepila od lepilnega traku. Sledilo je testiranje plošče v TV-ju. Izkazalo se je, da je reball uspel Cool

.

Pri postopku uporabljam tri različne vrste fluksa. RMA-218 je zelo poceni, in slabe kvalitete, zato ga uporabljam za odstanjevanje stare spajke s pletenico. Pri reballingu novi kroglic na BGA čip uporabljam fluks RMA-223, ker ima najboljše latnosti za ta namen. Pri reflowu BGA čipa nazaj na vezje pa uporabljam spet drugačen fluks NC-559-V2, ki se po mojih izkušnjah najbolje obnese za ta namen.

Na koncu moram omeniti, da reballing ni vedno uspešen, procent uspeha je nekje okoli 70-80%. Vzrokov za neuspeh je veliko. Najbolj pogost primer je, da se kakšna kroglica pri reflow-u čipa nazaj na vezje enostavno ne prime pada na tiskanem vezju. Včasih tudi sam BGA čip med postopkom "crkne", in ga je potrebno zamenjati.

Lp, Matic