BGA (B all G rid A rray ) - 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.

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. Процесс накатывания шаров на микросхему BGA называется реболлинг. На российских просторах этот термин не прижился и у нас это называют просто “перекаткой”.

Подопытным кроликом у нас будет плата мобильного телефона.

Для того, чтобы легче было отпаивать “вот эти черные квадратики” на плате, мы воспользуемся 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. Внизу слева – универсальные. Если правильно подобрать шаг на микросхеме, то можно спокойно накатать шары на любой из них.

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 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), Если же у вас такого устройства нет, то можно и пинцетом. Но будьте предельно осторожны! Не прикладывайте силу!

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. Лучше всего на градусов 10-15 увеличить температуру жала паяльника. Бывает и такое, что медная оплетка не успевает прогреться и вырывает за собой пятачки. Будьте очень осторожны.

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.

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.

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 .

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.

Всем привет.

Сегодняшний обзор будет посвящен трем китайским флюсам, приобретенным мною на eBay. Покупались они после того, как мои домашние запасы данной принадлежности для пайки начали подходить к концу. Поскольку из Китая данный тип продукции я до этого не заказывал, да и вообще китайскими флюсами не пользовался, то решил купить сразу несколько разных баночек, благо, все они стоят сущие копейки - 0,99$ за штучку.

Все три лота были заказаны в одном магазине, чтобы не метаться на почту 3 раза. Так что заказ был оформлен и оплачен, а на следующий день продавец выдал мне трек для его отслеживания. Так что всю информацию о перемещении посылки из Китая в Беларусь можно посмотреть .

Итак, как я уже говорил, мною было заказано 3 разных флюса.


В качестве испытания будем пробовать при их помощи залудить и припаять медные многожильные провода. Правда, провода жуть какие окисленные. Специально искал три идентичных по сечению и схожих по загрязнению кусочка.


В качестве объекта пайки выступит какой-то автомобильный разъем, который много лет без дела лежит у меня в гараже. Он так же успел изрядно окислиться и запылиться. Для чистоты эксперимента перед началом «процедуры» ни провода, ни разъем очищаться не будут. Собственно, сам разъем к которому и будем пытаться припаять провода (к металлической дуге):


Но перед тем, как перейти непосредственно к обзору, напомню что такое флюс и для чего он надо. Флюс - вещества (чаще смесь) органического и неорганического происхождения, предназначенные для удаления оксидов с поверхности под пайку, снижения поверхностного натяжения, улучшения растекания жидкого припоя и/или защиты от действия окружающей среды.
Первый - RMA 223 , заказывался .

Поставляется как бы в шприце, правда, у этого шприца нет ни поршня, ни иглы:) Зато не стоит переживать о том, что он случайно вытечет.

Описание (гуглоперевод):

Тип: RMA-223.

Хорошее погружение;
Объем: 10 мл / 10 куб.;
Размер: 95 х 35 х 23 мм.
RMA-223 представляет собой высоковязкий нечистый флюс, он может использоваться для переработки PCB, BGA, PGA, его можно использовать для пайки и реболлинга компьютерных и телефонных чипов. Это смесь высококачественного легированного порошка и смолистого пастообразного потока, он может избежать бледно-желтого остатка, поэтому вы легко чистите доску.

У данного флюса гелеобразная консистенция из-за чего его легко наносить. Внешне он имеет бледно желтый окрас, на просвет - мутный.


При нагреве он отлично растекается и дымит:) Хочется верить, что он так же активно проникает между жилами провода.


Второй - PPD PD-18 , (правда, на баночке написано PD-10) заказывался .

В отличии от первого, поставляется в металлической баночке, чем-то напоминающей баночки от бальзама «Звездочка», правда, в несколько раз больше. Если в первом случае шприц был герметичным, то железная баночка оказалась не такой надежной упаковкой. На момент получения вся она была во флюсе как внутри, так и снаружи. Аккуратно все вытер, кинул в полку. Достал через какое-то время - снова та же история. Так что хранить его надо аккуратно, не допускать переворачивания баночки, а то ее содержимое может и не дожить до пайки - вытечет.


Описание (гуглоперевод):

Тип: PPD PD-18;
Вес: 10 г;
Особенности:
Совместная высокая интенсивность;
Хорошее погружение;
Нейтральный PH7 ± 3;
Нет яда нет;
Хорошая изоляция;
Гладкая поверхность сварки;
Никакого износа нет.

По своей консистенции он более густой первого и имеет более выраженный оранжевый цвет. По запаху схожи, но чем именно пахнут сказать затрудняюсь. Запах знакомый, но что именно так и не вспомнил.

Открытая банка обеспечивает прекрасный доступ к содержимому. Хочешь проводок окунай, хочешь плату засовывай:)


При нагреве так же прекрасно растекается и отлично дымит. Дыма, кажется, было чуть более, чем в случае с первым и он был более едким.

Третий - XY-5 (паяльная канифоль) , заказывался .

Как и второй вариант поставляется в баночке, правда, не металлической, а пластиковой.


Из-за твердого состояния может отлично транспортироваться и постоянно храниться хоть в кармане. Ничего не вытечет, ничего не испачкается.

В твердом состоянии имеется знакомый всем, кто работал с канифолью, насыщенный янтарный цвет. Во время нагрева плавится с обильным выделением дыма, имеющего запах смолы, что не удивительно:) Если честно, мой самый любимый вариант. Нагретый отлично растекается, но и остывает достаточно быстро. В твердом состоянии крошится.

Описание (гуглоперевод):
Название: Твердая канифоль;
Вес: 22 грамма (включая коробку).

Аскетично, но что имеем, то имеем:)

Возможно, сравнивать первых два образца с этим не совсем корректно, но, по большому счету, и первое, и второе, и третье - флюс и применяется для одних и тех же целей.

Итак, начнем.

Первый провод припаивался с использованием флюса №2 PPD PD-18. Из-за обилия загрязнения и довольно крупного сечения провода, припоя пришлось использовать не так уж и мало:(Но результат не заставил себя ждать - провод был припаян:


Без использования флюса припой на скобе отказывался держаться напрочь. Если посмотрите на фото выше, то увидите как он стекал с нее, растекаясь по пластику.

Второй провод припаивался с использованием твердого флюса №3 XY-5 (или же канифоли). Если честно, то первая попытка прошла не совсем удачно: провод отвалился от скобы разъема вместе со всем припоем:) Зато видно как на припое собралась вся грязь, а на скобе появилось место без загрязнений:


Но со второй попытки он таки занял свое место там, где это требовалось.

Последним использовался флюс №1 RMA 223. Проводок припаялся без особых проблем и закончил экспозицию под названием «ёж»:)


Ёж ежом, но самое главное, что требуется от флюса - упрочнение соединения при пайки. Так что самое простое, что мне пришло в голову для проверки результатов - попробовать оторвать припаянные провода:) Результат:


Как видно, флюс №2 сработал на отлично: сам припой остался на месте, а провод его просто разорвал. Правда, тянуть пришлось с изрядным усилием. Флюс №3 (канифоль) оказался тоже весьма неплохим: как бы я не тянул, но провод так и остался на месте. Единственное, что удалось отделить, так это изоляцию от жил:) А вот флюс №1 подвел. Припой просто отвалился и напрягаться для этого особо не пришлось:(

Вывод: RMA 223 брать не стоит, со своей задачей как флюс он не справляется (ибо это больше вазелин, а не флюс как таковой). А вот XY-5 и PD-18 показали себя с положительной стороны. Выбирая между ними я бы отдал предпочтение твердому флюсу только из-за того, что его практичней хранить, да и запах у него куда приятней:) Но каждый сам решает что покупать.

Да, для улучшения результатов можно было бы залудить провода и обработать скобу ортофосфорной кислотой, но я хотел узнать какой из флюсов покажет себя лучше в самых жестких условиях:)

На этом, пожалуй, все. Спасибо за внимание и потраченное время.