Изготовление печатных плат.
 
Срочное изготовление
печатных плат
 
 

 

 Технология пайки корпусов BGA в домашних условиях

 

  Статья публикуется с разрешения ее автора - Рыженко Юрия (ra9mgk@yandex.ru) и дает советы по "бытовому" подходу к вопросу съема и реболлинга чипов BGA в домашних условиях для единичных случаев ремонта.

 

  В последнее время в современной электронике наблюдается тенденция к все большему уплотнению монтажа, что, в свою очередь, привело к появлению корпусов типа BGA. Размещение выводов под корпусом микросхемы позволило разместить много выводов в небольшом объеме. Во многих современных электронных устройствах применяются микросхемы в таких корпусах. Однако наличие этих микросхем несколько усложняет ремонт электронной аппаратуры - пайка требует большей аккуратности и знания технологии. Здесь я поделюсь собственным опытом работы с такими микросхемами.
  Благодарю за помощь инструментами, материалами и, конечно же, за бесценные советы - Владимира Петренко (UA9MPT) и Дмитрия Монахова (RA9MJQ).
А так же за полезные дополнения после выпуска странички: Матроскина из Великого Новгорода

Для работы потребуются:
  • Паяльная станция с термофеном (я использую китайскую SP852D+)
  • Паяльная паста
  • Шпатель для нанесения паяльной пасты (не обязателен)
  • Трафарет для нанесения паяльной пасты на микросхему
  • Флюс (например Interflux IF8001). Известны случаи когда с использованием флюса ЛТИ плата не подавала признаков жизни, а с нормальным флюсом - все работало нормально
  • Оплетка для снятия припоя
  • Пинцет
  • Изолента (лучше применять малярную бумажную ленту, не оставляет липких следов на чипе)

Ну и собственно сам процесс...

  1. Объект ремонта выглядит так:



  2.   Прежде, чем отпаивать микросхему, нужно сделать риски на плате по краю корпуса микросхемы (если на плате нет шелкографии, показывающей её положение), для облегчения последующей постановки чипа на плату.

      Температуру воздуха фена ставим 320-350°C в зависимости от размера чипа, скорость воздуха - минимальная, иначе посдувает мелочевку припаяную рядом. Фен держим перпендикулярно плате. Греем примерно минуту. Воздух направляем не по центру, а по краям, как бы по периметру. Иначе есть вероятность перегреть чип. Особенно чувствительна к перегреву память. После чего поддеваем микросхему за край и поднимаем над платой. Самое главное не прилагать усилий - если припой не полностью расплавился есть риск оторвать дорожки.




  3. После отпайки плата и микросхема выглядят так:

     

  4.   Если теперь из любопытства нанести флюс и погреть, то припой собереться в неровные шарики:
    Соответственно опять те же плата и микросхема:

      Наносим спиртоканифоль (при пайке на плату пользоваться спиртоканифолью нельзя - низкое удельное сопротивление), греем и получаем:

     

    После отмывки выглядит так:



    Теперь то же самое проделаем с микросхемой и получиться так:



    Очевидно, что просто припаять эту микросхему на старое место не получиться - выводы явно требуют замены.


  5.   Очищаем от старого припоя платы и микросхемы:
    При использовании оплетки есть вероятность оторвать "пятаки" на плате. Хорошо очищается просто паяльником. Я очищаю оплеткой и феном. Весьма важно не повредить паяльную маску, иначе потом припой будет растекаться по дорожкам.

      


  6. Теперь самое интересное - накатка новых шаров (реболлинг).

      Можно применить готовые шары - они просто раскладываются на контактные площадки и плавятся, но представьте себе сколько времени займет раскладывание ну например 250 шаров? "Трафаретная" технология позволяет получать шары намного более быстрее и также качественно.

      Очень важно иметь качественную паяльную пасту. На фото виден результат нагрева небольшого количества пасты. Качественная сразу же превращается в блестящий гладкий шарик, некачественная распадется на множество мелких шариков.

     

    Некачественной пасте не помогло даже смешивание с флюсом и нагрев до 400 градусов:



    Микросхема закрепляется в трафарете:

     

    Затем шпателем или просто пальцем наносится паяльная паста:

      

      После чего, придерживая пинцетом трафарет (он при нагреве будет изгибаться), расплавляем пасту:
    Температура фена - максимум 300°, фен держим перпендикулярно. Трафарет придерживаем до полного застывания припоя.

     

      Обращаем ваше внимание, что автор статьи использует трафареты китайского производства, на которых несколько чипов собраны на одной большой заготовке. Это приводит к тому, что трафарет при нагреве начинает изгибаться. Кроме того, из-за большого размера панели, она начинает отбирать тепло при нагреве (эффект радиатора), что увеличивает время прогрева чипа. Это может отрицательно сказаться на его работоспособности.

      Еще одни существенным недостатком таких панелей является то, что они сделаны химическим травлением, а не лазерной резкой, из-за чего их отверстия имеют форму часового стеклышка. Через такой трафарет паста наносится не так легко, как через трафарет, сделанный лазерной резкой, где апертуры имеют вид конуса (вспомните куличики в песочнице, их проще делать ведром с конусообразным наклоном стенок, чем ведром в форме цилиндра, сплюснутого посередине).

      Трафареты, изготовленные на нашем производстве, имет вид автономных пластин, на каждой из которых имеются специальные термошвы, препятствующие их изгибу при нагреве.

      Кроме того, наши трафареты изготовлены исключительно лазерной резкой с точностью +\- 5 мкм, что обеспечивает простоту и удобство их использования при реболлинге чипов BGA.

    Рис.1 Трафарет для реболлинга BGA, изготовленный лазерной резкой из специальной полированной нержаве ющей стали импортного производства

     

     



      После остывания снимаем крепежную изоленту и феном с температурой 150° аккуратно нагреваем трафарет до плавления флюса. После чего можно отделять микросхему от трафарета.
    В результате получились вот такие ровные шары, микросхема готова к постановке на плату:

     


  7. Собственно пайка микросхемы на плату

      Если риски на плате (которые нужно было сделать перед отпайкой) не сделаны, то позиционирование делем так:
  • Переворачиваем микросхему выводами кверху
  • Прикладываем краешком к пятакам, чтобы совпадали с шарами
  • Засекаем где должны быть края микросхемы (можно царапнуть тихонько иголочкой).Сначала одну сторону, потом перпендикулярную ей другую. Достаточно двух рисок.
  • Потом ставим микросхему по рискам на плату и стараемся на ощупь шарами поймать пятаки по максимальной высоте. Т.е. надо встать как бы шарами на шары, вернее на остатки от прежних шаров на плате.
    Можно установить просто "заглядывая" под корпус, либо по шелкографии на плате.
  • Затем прогреваем микросхему до расплавления припоя. Микросхема сама точно встанет на место под действием сил поверхностного натяжения расплавленного припоя. Момент расплавления припоя хорошо заметен - микросхема немного шевелится, "устраиваясь поудобнее". Флюса нужно наносить очень мало. Температура фена 320-350°, в зависимости от размера чипа.




    Всё. Хотя, по хорошему, еще и помыть надо...


© Юрий Рыженко aka Altair

 

 


Оглавление >>>

 

 

 

 

 

25 декабря 2014
-- Поздравляем с Новым годом и Рождеством! -

Работа подразделения лазерной резки трафаретов в новогодние праздники:

В 2014-2015 году отгрузка заказов будет производиться до 30/12/2014 включительно. В течение всех праздничных дней заказы можно присылать как на электронную почту, так и через сервис заказов круглосуточно. Почта нами будет проверяться. Заказы будут обработаны и, по мере накопления, будут изготовлены и отправлены сразу же в первые послепраздничные дни (начиная с 12/01/2015).

12 декабря 2013
-- Работа подразделения лазерной резки трафаретов в новогодние праздники --

В 2013 году отгрузка заказов будет производится до 30/12/2013 включительно. В течение всех праздничных дней заказы можно присылать как на электронную почту, так и через сервис заказов круглосуточно. По мере накопления они будут изготовлены и отправлены в первые послепраздничные дни (09-10/01/2014).

24 марта 2013
Новая толщина стали - 0,180мм

Для заказа стала доступна новая толщина стали - 0,180мм. Рекомендуется для клеевых трафаретов и различных деталей.

07 ноября 2012
Новая толщина стали - 0.250mm

Для заказа стала доступна новая толщина стали - 0,250мм. Рекомендуется для клеевых трафаретов и различных деталей.
Также на склад поступили ранее закончившиеся толщины 0,08мм, 0,1мм, 0,2мм, 0,3мм. В настоящий момент все толщины есть в наличии.

01 ноября 2011
PRONTO5. Срочное изготовление единичных деталей фрезерованием

Сообщаем о начале работы нашего нового подразделения PRONTO5 (www.pronto5.ru).

Подразделение занимается срочным изготовлением единичных партий деталей. Изготовлением производится фрезерованием из металлов и пластиков.

PRONTO5 оснащено мощным 5-координатным вертикальным фрезерным обрабатывающим центром и высокоточной портальной координатно-измерительной машиной.

Подробнее о наших возможностях можно узнать на нашем сайте www.pronto5.ru

10 ноября 2010
Впервые в России! Производство многоуровневых трафаретов (Step Stencils)

Подразделение "Лазер-Трафарет" фирмы "Таберу" первой в России освоила выпуск многоуровневых трафаретов с переменной толщиной материала!

"Лазер-Трафарет" производит многоуровневые трафареты как с уменьшением (Step-Down Stencil), так и с увеличением толщины материала (Step-Up Stencil). В настоящее время отработана технология производства двух, трёх и четырёхуровневых трафаретов.

Многоуровневый трафарет дает уникальную возможность наносить за один проход ракеля разное количество пасты через одинаковые по размерам апертуры. Это собенно ценно при сборке узлов, в которых применяются компоненты с различными количественными требованиями по нанесению пасты.

Преимущества многоуровневых трафаретов:
  • Заказчик может обеспечить большее количество пасты для определенных областей трафарета, используя трафарет, выполненный по принципу step-up (утолщение определенных областей трафарета)
  • Заказчик может уменьшить количество пасты для определенных областей трафарета, используя трафарет, выполненный по принципу step-down (утоньшение определенных областей трафарета)
  • В случае если печатная плата имеет утолщение поверхности, мешающее плотному прилеганию трафарета, в трафарете со стороны, прилегающей к плате, можно сделать полости, компенсирующие выступы на печатной плате.

    Все трафареты на предприятии производятся на немецком оборудовании LPKF в соответствии с рекомендациями IPC.

    Отдельно предлагается полная электрополировка трафарета, облегчающая прохождение паяльной пасты через апертуры.

    27 сентября 2010
    -- Новая опция на производстве трафаретов -- Усиление перфорационного края трафарета

    Усиление края трафарета выполняется с помощью наварки контактной сваркой дополнительных полос из материала 0,2мм, в районе расположения апертур перфорации.
    - Позволяет снизить вероятность прорыва перфорации для трафаретов из тонких материалов (от 0,1мм и менее).
    - Увеличивает жесткость трафарета на скручивание
    - Делает трафарет более безопасным в использовании, из-за притупления острого края

    12 августа 2010
    Снимаем ограничения на прием заказов!

    Мы рады сообщить, что несмотря на аномальные погодные условия мы снимаем ограничения на изготовление печатных плат со сроками 1, 2 и 3 недели. Временно платы будут изготавливаться без электротестирования, но со 100% автоматическим оптическим контролем.

    10 августа 2010
    Новая толщина материала для заказа трафаретов

    В нашем ассортименте материалов появилась новая толщина - 0,120мм.

    Кроме того, в наличии имеются толщины 0,08мм и 0,100мм, временно отсутствовавшие на производстве.

    10 августа 2010
    Новая толщина материала для заказа трафаретов

    В нашем ассортименте материалов появилась новая толщина - 0,120мм.

    Кроме того, в наличии имеются толщины 0,08мм и 0,100мм, временно отсутствовавшие на производстве.

    02 июня 2009
    -- НОВИНКА! Ультразвуковая очистка трафаретов активным раствором --

    Мы рады предложить новую услугу при заказе трафаретов для монтажа.

    При заказе электрополировки бесплатно выполняется ультразвуковая
    очистка трафарета в специальном активном растворе, устраняющим мельчайшие
    дефекты лазерной резки.
    Благодаря воздействию мощного ультразвука раствор проникает
    во все отверстия трафарета и очищает их от остатков мелких частиц металла и
    окалины, возникающих при лазерной резке.
    Специальный активный раствор воздействует на саму сталь трафарета, заставляя
    сглаживаться все мелкие неровности на поверхности трафарета и, что самое важное,
    на внутренних стенках апертур.
    Используемая процедура очистки отличается от обычной ультразвуковой промывки
    трафарета моющими растворителями, применяемыми при мойке трафаретов, поскольку
    используется активный раствор, воздействующий на саму сталь трафарета.
    Данная операция выполняется всего один раз, при финишной электрополировке
    трафарета.

    Использование ультразвуковой очистки, совместно с электрополировкой трафарета
    позволяет:
    - Улучшить пропускную способность трафарета для паяльной пасты.
    Отпечатки пасты получаются более четкими. Как следствие, сокращается время
    трафаретной печати и увеличивается время эксплуатации трафарета между циклами
    отмывки.

    - Улучшить качество поверхности трафарета и ее защитных свойств против
    воздействия растворителей, применяемых для отмывки трафаретов. Из-за
    гладкой поверхности трафарет легче и быстрее моется

    - Уменьшить вероятность образования перемычек пасты при поднятии трафарета

    - Снять легкий нагар от лазерной резки с поверхности трафарета и внутренних
    стенок апертур

    Выполнение финишной ультразвуковой очистки, совместно с электрополировкой
    рекомендуется для трафаретов с применением апертур для мелкошаговых
    (0,5мм и менее) микросхем и компонентов БГА.


    09 февраля 2009
    Специальное предложение на паяльную пасту SMT623602-38

    ВНИМАНИЕ!
    Цена на паяльную пасту SMT623602-38 СНИЖЕНА НА 20% !
    Поторопитесь, количество пасты по спецпредложению ограничено.

    Подробную информацию по паяльным пастам можно получить в торговом отделе:
    Телефон\факс: +7(495)995-3408
    e-mail: trade@smtservice.ru

    09 февраля 2009
    Технологические новинки лазерной резки трафаретов 2009

    С 2009 года мы включили несколько технологических новинок, входящих в базовую стоимость трафарета для поверхностного монтажа:
    - Подготовка заказа нашим инженером, в соответствии с требованиями Заказчика
    - НОВИНКА: Лазерная резка в среде кислорода, что повышает качество реза лазера и чистоту апертур
    - НОВИНКА: Проверка трафарета на специализированной системе Автоматической Оптической Инспекции трафаретов с приложением отчета проверки к заказу (для заказов свыше 1000 апертур)
    - НОВИНКА: Контрастная маркировка с полной информацией о заказе (название файла, номер заказа, толщина материала, сторона печатной платы, дата изготовления) выполняемая со стороны трафарета, обращенной к оператору при работе
    - Герметичная упаковка с жесткой подложкой и ручкой для переноски, пригодная для последующего хранения трафарета
    - Материал трафарета

    Опции при заказе трафарета:
    - НОВИНКА: Финишная электрополировка трафарета
    - НОВИНКА: Сквозные реперные знаки с заполнением черным красящим веществом (Cut Through, Filled with Contrasting Epoxy по IPC-7525)


    29 декабря 2008
    Поступление материала толщиной 0,3мм

    На склад поступил материал толщиной 0,3мм. В настоящий момент все заявленные толщины материала доступны для выполнения заказов.

    30 октября 2008
    Новые сроки поставки печатных плат

    с 1 ноября 2008 года мы добавляем два новых срока изготовления печатных плат: 1 неделя и 2 недели.
    Для плат, заказываемых с этими сроками изготовления мы предлагаем:
  • работу без предоплаты для постоянных клиентов;
  • финансовую ответственность за соблюдение сроков;
  • бесплатную доставку по Москве для заказов от 100 дм²;
  • подарок от нашей фирмы.
    Подробности…


  • Архив новостей


    Оборудование для изготовления печатных плат. Запасные части.
           Версия для печати
     
    ООО «ТЕПРО»
    Контрактное производство
    электроники
    Тел./факс: (499) 995-06-09
    E-mail: info@smtservice.ru
    О фирме | Изготовление печатных плат