BGA-пайка корпусів в домашніх умовах

В сучасній електроніці спостерігається стійка тенденція до того, що монтаж стає все більш ущільненим. Наслідком цього стало виникнення корпусів BGA. Пайка цих конструкцій в домашніх умовах і буде нами розглянута в рамках даної статті.

Загальна інформація

Спочатку розміщувалося багато висновків під корпус мікросхеми. Завдяки цьому вони розміщувалися на невеликій площі. Це дозволяє економити час і створювати все більш мініатюрні пристрої. Але наявність такого підходу при виготовленні обертається незручностями під час ремонту електронної апаратури в корпусі BGA. Пайка в даному разі повинна бути максимально акуратними і в точності виконуватися за технологією.

Що потрібно для роботи?

Необхідно запастися:

Паяльною станцією, де є термофен.

Пінцетом.

Паяльної пастою.

Ізолентою.

Обплетенням для зняття припою.

Флюс (бажано сосновий).

Трафарет (щоб наносити паяльну пасту на мікросхему) або шпатель (але краще зупинитися на першому варіанті).

Пайка BGA-корпусів не є складною справою. Але щоб вона успішно здійснювалася, необхідно провести підготовку робочої області. Також для можливості повторення описаних у статті дій необхідно розповісти про особливості. Тоді технологія пайки мікросхем в корпусі BGA не складе праці (при наявності розуміння процесу).

Особливості

Розповідаючи, що собою являє технологія пайки корпусів BGA, необхідно відзначити умови можливості повноцінного повторення. Так, були використані трафарети китайського виробництва. Їх особливістю є те, що тут кілька чіпів є зібраними на одній великій заготівлі. Завдяки цьому при нагріванні трафарет починає згинатися. Великий розмір панелі призводить до того, що він при нагріванні відбирає значна кількість тепла (тобто, виникає ефект радіатора). З-за цього необхідно більше часу, щоб прогріти чіп (що негативно позначається на його працездатності). Також такі трафарети виготовляються з допомогою хімічного травлення. Тому паста наноситься не так легко, як на зразки, зроблені лазерною різкою. Добре, якщо будуть присутні термошви. Це буде перешкоджати вигину трафаретів під час їх нагрівання. Ну і наостанок слід зазначити, що продукція, виготовлена з використанням лазерного різання, що забезпечує високу точність (відхилення не перевищує 5 мкм). А завдяки цьому можна просто і зручно використовувати конструкцію за призначенням. На цьому вступ завершується, і будемо вивчати, в чому полягає технологія пайки корпусів BGA в домашніх умовах.

Підготовка

Перш ніж починати відпоювати мікросхему, необхідно нанести штрихи по краю її корпусу. Це необхідно робити в разі відсутності шовкографії, яка показує на положення електронного компонента. Це необхідно зробити, щоб полегшити в подальшому постановку чіпа тому на плату. Фен повинен генерувати повітря з теплотою в 320-350 градусів за Цельсієм. При цьому швидкість повітря повинна бути мінімальною (інакше доведеться тому припаювати розміщену поруч дрібниця). Фен слід тримати так, щоб він був перпендикулярно платі. Розігріваємо її таким чином близько хвилини. Причому повітря повинен спрямовуватися не до центру, а по периметру (краях) плати. Це необхідно для того, щоб уникнути перегріву кристала. Особливо чутлива до цього пам'ять. Потім слід підчепити мікросхему за один край і підняти над платою. При цьому не слід намагатися рвати з усіх сил. Адже якщо припій не був повністю розплавлений, то існує ризик відірвати доріжки. Іноді при нанесенні флюсу і його прогріванні припій почне збиратися в кульки. Їх розмір буде в цьому випадку нерівномірний. І пайка мікросхем в корпусі BGA буде невдалою.

Очищення

Наносимо спиртоканифоль, гріємо її і отримуємо зібране сміття. При цьому зверніть увагу, що подібний механізм можна ні в якому разі використовувати при роботі з пайкою. Це обумовлено низьким питомим коефіцієнтом. Потім слід відмити область роботи, і буде хороше місце. Потім варто оглянути стан висновків і оцінити, можливої їх установка на старе місце. При негативному відповіді їх слід замінити. Тому слід очистити плати і мікросхеми від старого припою. Також існує можливість того, що буде відірваний «п'ятак» на платі (при використанні обплетення). В даному випадку добре зможе допомогти простий паяльник. Хоча деякі люди використовують разом оплітку і фен. При вчиненні маніпуляцій слід відстежувати цілісність паяльної маски. Якщо його пошкодити, то припій розтечеться по доріжках. І тоді BGA-пайка не вдасться.

Накатка нових куль

Можна застосовувати вже підготовлені заготовки. Їх у такому випадку необхідно просто розкласти по контактним майданчикам і розплавити. Але таке підходить лише при невеликій кількості висновків (можете собі уявити мікросхему з 250 «ніжками»?). Тому в якості більш легкого способу використовується трафаретний технологія. Завдяки їй робота ведеться швидше і з такою ж якістю. Важливим тут є використання якісної паяльної пасти. Вона відразу ж перетвориться у блискучий гладкий кульку. Неякісний примірник ж розпадеться на велику кількість дрібних круглих «осколків». І в цьому випадку навіть не факт, що нагрівання до 400 градусів тепла і змішування з флюсом зможуть допомогти. Для зручності роботи мікросхему закріплюють в трафареті. Потім з використанням шпателя наноситься паяльна паста (хоча можна використовувати і свій палець). Потім, підтримуючи трафарет пінцетом, необхідно розплавити пасту. Температура фена не повинна перевищувати 300 градусів Цельсія. При цьому саме пристрій повинен розміщуватися перпендикулярно пасті. Трафарет слід підтримувати, поки припій повністю не застигне. Після цього можна зняти кріпильну ізолюючу стрічку і феном, який буде підігрівати повітря до 150 градусів Цельсія, акуратно його нагріти, поки не почне плавитися флюс. Після цього можна від'єднувати від трафарету мікросхему. В кінцевому результаті будуть отримані рівні кульки. Мікросхема є повністю готовою для того, щоб встановити її на плату. Як бачите, пайка BGA-корпусів не складна і в домашніх умовах.

Кріплення

Раніше було рекомендовано зробити штрихи. Якщо ж ця порада не був врахований, то позиціонування слід виконувати наступним чином:

Переверніть мікросхему так, щоб вона була висновками вгору.

Прикладіть краєм до пятакам таким чином, щоб вони співпадали з кулями.

Фіксуємо, де повинні знаходитися краю мікросхеми (для цього можна нанести невеликі подряпини голкою).

Закріплюємо спочатку одну сторону, потім перпендикулярну їй. Таким чином, достатньо буде двох подряпин.

Ставимо мікросхему з позначенням і намагаємося кулями на дотик зловити п'ятаки на максимальній висоті.

Слід прогріти робочу область, поки припій не буде в розплавленому стані. Якщо попередні пункти виконувалися точно, то мікросхема повинна без проблем стати на своє місце. Їй у цьому допоможе сила поверхневого натягу, якою володіє припій. При цьому необхідно наносити зовсім трошки флюсу.

Висновок

Ось це все і називається «технологія пайки мікросхем в корпусі BGA». Слід зазначити, що тут застосовується не звичний більшості радіоаматорів паяльник, а фен. Але, незважаючи на це, BGA-пайка показує хороший результат. Тому нею продовжують використовувати і роблять це досить успішно. Хоча нове завжди відлякувало багатьох, але з практичним досвідом ця технологія стає звичним інструментом.