Как паять платы? Как расшифровывается BGA? На эти два часто задаваемых вопроса, во время прохождения курсов пайки, отвечают мастера Bgacenter. От английского – ball grid arrey, то есть массив шариков, своим видом похожий на сетку. Шарики из припоя наносятся на микросхему через трафарет, затем потоком горячего воздуха, расплавляется сам припой и формируются контакты правильной формы.
Процесс пайки BGA состоит из определенной последовательности действий, соблюдая которую получаем качественное соединение. Но существует большое количество нюансов, ради которых и приезжают на обучение.
Начиная с того под каким углом и на каком расстоянии от платы держать сопло фена, температурные режимы демонтажа и монтажа микросхем, с какой стороны заводить лопатку. А при проведении диагностики, и наличии межслойного короткого замыкания ничего не нагревается.
Как в этом случае найти неисправный элемент или цепь? И много других тонкостей которые может знать действующий мастер сервисного центра. И тот кто может подтвердить свой уровень выполненными ремонтами.
Ремонт iPhone в Bgacenter
Выпаивание чипа
90 % успешности ремонта зависит от правильно выполненного демонтажа микросхем. Именно на этом этапе важно не оторвать пятаки и не повредить микросхему высокой температурой. А начинают выпаивание чипа, с удаления компаунда.
Удаление компаунда
Компаунд – полимерная смола, обычно черного или коричневого цвета, применяемая при изготовлении системных плат телефонов. Назначение компаунда:
- Дополнительная фиксация радио компонентов и bga микросхем на плате
- Защита не изолированных контактов от попадания влаги
- Повышение прочности платы
Наиболее ответственные микросхемы, такие как: CPU, BB_RF, EPROM, NAND Flash, Wi-Fi в заводских условиях после установки, заливаются компаундом. И перед тем как выполнять демонтаж, необходимо очистить периметр от смолы.
Последовательность демонтажа
- Внимательно осмотреть плату, на предмет ранее выполнявшихся ремонтов.
- Выполнить диагностику, произвести необходимые измерения.
- Подготовить плату к пайке, удалить защитные экраны, наклейки. Отключить и убрать коаксиальный кабель.
- Закрепить motherboard в соответствующем держателе.
- Удалить компаунд вокруг демонтируемого чипа. Температура на фене при этом 210 – 240 градусов Цельсия.
- Установить теплоотводы. Место установки теплоотводов зависит от месторасположения выпаиваемой микросхемы.
- Феном прогреть плату в течение нескольких секунд. Тем самым повышаем температуру платы, для того чтобы флюс растекался равномерно.
- Для выпаивания чипа, нанести флюс Martin, или любой другой безотмывочный флюс, на поверхность микросхемы.
- Направить поток горячего воздуха на выпаиваемый элемент. Температура при демонтаже 340 градусов Цельсия. Как понять, что припой расплавился и настало время убирать микросхему с платы? Для этого существует несколько способов:
- Отслеживать время по секундомеру.
- Отсчитывать секунды про себя.
- “Толкать” зондом или пинцетом саму микросхему или рядом расположенную обвязку (конденсаторы, резисторы или катушки). Как только отпаиваемый чип начнет сдвигаться, на доли миллиметра, настало время заводить лопатку под или воспользоваться пинцетом.
- Подготовить контактную площадку. Для этого:
- специальной лопаткой убрать остатки компаунда;
- залудить сплавом Розе (температура плавления 94 градуса Цельсия) все без исключения контакты;
- оплеткой собрать остатки припоя с рабочей поверхности;
- после остывания motherboard до комнатной температуры, отмыть контактную площадку спиртом, БР-2 или DEAGREASER.
- Для изменения состава заводского припоя могут использоваться легкоплавкие (низкотемпературные припои)
- Плата подготовлена для установки исправной микросхемы.
Пайка bga чипов
Общий принцип пайки следующий, благодаря создаваемому поверхностному натяжению при расплавлении припоя, происходит фиксация микросхемы относительно контактной площадки на системной плате. Температура пайки bga микросхем на платах iPhone 290 – 340 градусов Цельсия. Подготовка микросхемы:
- Специальным ножом очистить компаунд.
- Медной оплеткой 1 или 2 мм (зависит от геометрических размеров чипа) удалить остатки припоя.
- Восстановить шариковые выводы. Существует два способа формирования выводов:
- Паста bga через трафарет наносится на поверхность микросхемы (приоритетный метод) Используется в большинстве случаев.
- Вручную, шариками BGA. Этот вариант подходит для чипов с малым количеством выводов, до 50. Хотя несколько лет назад, когда качество трафаретов оставляло желать лучшего) модемы на iPhone 5S накатывались вручную. То есть каждый шарик, зондом или пинцетом, устанавливался отдельно. А это 383 контакта, посчитали в ZXW. Если при распределении шариков на микросхеме присоединенной к трафарету, шары не фиксируются в отверстиях трафарета; это значит нанесено не достаточное количество флюса на микросхему.
- Если работаем с пастой, обязательно после того как убрали трафарет, термовоздушной станцией прогреть микросхему, для формирования контактов правильной формы. Дополнительно для этих целей может использоваться мелкозернистая наждачная бумага, Р500 ГОСТ Р 52381-2005.
- Спиртом и зубной щеткой очистить микросхему.
- Припаять чип на контактную площадку, установив его по ключу и зазорам.
- При установки новой микросхемы (приобретенной у поставщика), обязательная процедура – перекатать чип на свинец содержащий припой. Это необходимо, для понижения температуры плавления припоя и уменьшения времени воздействия на плату высокой температурой.
Нижний подогрев для пайки bga
Для уменьшения времени воздействия на плату высоких температур используется подогревать плат. Рекомендуем моноблочный подогреватель печатных плат СТМ 10-6. Стабильное поддержание заданной температуры на всей площади нагревательного элемента способствует равномерному прогреву всей motherboard (зависит от модели подогревателя). И ещё одно из преимуществ перед другими термостолами, это удобная универсальная система креплений.
Термостол СТМ 10-6
Флюс для пайки bga
- безотмывочный (мы рекомендуем всё равно отмывать)
- удобный дозатор, отсюда высокая точность дозирования во время паяльных работ
- не выделяет неприятных запахов
- обеспечивает хорошее растекание припоя по основному металлу
Термовоздушная паяльная станция
Назначение станции Quick 861DE ESD Lead – пайка (демонтаж и монтаж) BGA микросхем и SMD компонентов. Преимущества этой станции:
- три режима памяти СН1, СН2, СН3;
- высокая производительность “по воздуху”, Quick 861DE подойдет для пайки плат и телефонов и ноутбуков;
- стабильность температуры.
Что бы можно улучшить в конструкции станции, это регулировка температуры не кнопками, а вращающимися регуляторами, как на Quick 857D (W)+.
Quick 861DE ESD Lead
Паяльник для пайки
PS-900 METCAL – индукционная паяльная система. Мощности паяльника 60 Вт вполне достаточно для работы с многослойными платами современной электроники. Опыт работы инженеров по ремонту телефонов именно с этим паяльником – 4 года. Какие отличительные особенности у PS-900:
- нет необходимости в калибровке,
- большой выбор наконечников,
- надежность станции, расходным материалом является индуктор. При ежедневной интенсивной пайке, замена индуктора в среднем 1 раз в 10 месяцев.
Микроскоп бинокулярный
Для начинающего мастера по ремонту телефонов хорошим вариантом будет микроскоп СМ0745. Бинокулярный микроскоп с фокусным расстоянием 145 мм (при установке рассеивающей линзы). Назначение системы линз, увеличение фокусного расстояния при сохранении рабочей зоны.
- Плавное увеличение, достигается использованием кремальеры.
- Линзовая система изготовлена из стекла, а не из пластика.
- Возможность укомплектовать голову микроскопа разными столиками и штативами.
- Увеличение до 45Х.
Микроскоп для пайки плат
Шарики bga
Для пайки плат iPhone в основном применяются шарики припоя диаметр 0,2 мм. Обычно поставляются в стеклянной таре, по 10000 шаров в каждой банке.
Состав шариков из припоя:
- олово 63%,
- свинец 37%.
Качество пайки
После выполнения паяльных работ необходимо убедиться, что пайка bga выполнена качественно. Контроль осуществляется несколькими способами:
- Визуальный.
- Измерительный.
- Включением устройства.
- Подключением к ноутбуку и проверке в 3uTools.
Подробно о методиках проверки, читайте в следующем материале. Например при диагностике цепи заряда iPad Air, подключением платы к ЛБП, при исправном TRISTAR потребление тока должно быть не более 0,07 Ампер.
Источник: bga.center
Пайка BGA элементов
Тут на днях восстанавливал видеокарту сыну AMD HD7870. Видюшка очень неплохая и отработала достаточно долго. Но недавно начала артифачить. После первого прогрева, отработала месяц. Второй прогрев был не удачен. Когда стал отводить фен, стукнул по чипсету и часть шаров вылетела.
Недолгие поиски на алях привели меня к отреболенному чипсету за 2тр. Забегая вперед скажу что видеокарта восстановлена и ребенок счастлив.
Полный размер
Подготовка площадки
Полный размер
Сушка процессора
Полный размер
Подготовка к запайке
Полный размер
Тест ведьмаком
Возникает логичный вопрос «нахрена ты все это пишешь на драйве?». Конечно это лучше было бы разместить на каком то сайте посвещенному паяльнику. Но пайка BGA вещь универсальная. Например как правило любой ЭБУ содержит BGA элементы. А конвекционная пайка (пайка горячим воздухом) требует некоторого опыта. Плюс куча дезы в различных роликах снятых сервисными центрами.
Руководствуясь коими, у вас точно ни чего не получится и вы побежите к ним, думая что это космос и ну нужно познать дзен паяльника 10-го уровня. Вот здесь я и хочу рассказать о ключевых моментах пайки и развеять некоторые мифы. И так поехали.
1. Нужно оборудование за хрелеон рублей со специальными термопрофилями и т.д. Это херня полная. Достаточно нижнего подогрева и обычной паяльной станции с термофеном. Если уж совсем край, то нижний подогрев можно сделать из галогенового прожектора. Сам долгое время таким пользовался.
самый главный минус это неудобство крепления платы. Недавно разорился себе на нижний подогрев Element 853А в принципе херня, но мне хватает. Я не профессиональный ремонтник. В качестве паялки использую lukey 852d+. Самое главное требование к нижнему подогреву, что бы за 7-15 минут он прогревал плату до 150-160 градусов. Обязательно термометр с термопарой. Я пользуюсь токовыми клещами.
Есть мультиметры с измерением температуры. Это не принципиально, самое главное измерение должно быть с минимальными погрешностями. Термопару нужно закреплять надежно с капелькой флюса, что бы обеспечить хорошую теплопроводность. Помните, термопара при пайке это ваши «глаза и уши».
2. Нужно выдержать обязательно термопрофиль бла-бла-бла. Я паял сотики миллион лет назад когда мы и слова такого не знали. Ориентировались лишь периодически проверяя деталь пинцетом. Но все же как рекомендацию это использовать можно и наверное нужно. Самое главное правило — это ничего точечно и быстро греть ненужно. Включаем нижний подогрев.
Он должен плавно, не быстрее чем 1гр. в секунду нагреть вашу платы до 150С. Эта температура безопасна практически для всех элементов платы кроме электролитических конденсаторов. Их предварительно нужно выпаять. Твердотельным пофигу. Затем плавно феном довести температуру до температуры плавления припоя (об этом чуть позже).
Все элементы которые не планируете отпаивать или прогревать необходимо защитить. Я использую для этого обычную пищевую фольгу 2-3 слоя.
3. Сказка про температуры. Устанавливаем нижний подогрев на 250С. тогда плата прогреется до 150. А фен на 320С. а то ай-яй-яй. Что касается нижнего подогрева, если сам элемент нагреть до 250 при этом расстояние до платы 25мм, учитывая теплопроводность воздуха вы ни когда не нагреете её более чем 70гр. Ну плюс-минус, в зависимости от мощности и площади подогрева.
Вы должны ориентироваться только на показания термопары. Я например выворачиваю свой подогрев на 400С. И то он немного не догревает. Обратите внимание что бы подогрев мог удерживать температуру на 150С сколь угодно долго и не поднимал её. С феном все сложнее.
Надо понимать что вам не важна температура на фене, вам важна температура до которой он нагревает чип. Я выставляю температуру на фене 470С. это скорее всего «китайские попугаи». Все было определено экспериментально. И круговыми движениями добиваюсь необходимого диапазона температур опуская и поднимая фен на расстояния от 1см до 5см, опять же ориентируясь по термопаре.
По рекомендациям при температуре свыше 180С время должно составлять 30-150сек. Не думаю что это правда, хотя лучше стараться придерживаться этого правила. Частенько приходилось прогревать чипы по 4 и даже 5мин. особенно на бессвинцовом припое. И видюхи благополучно работали после этого.
4. Выдержали термопрофиль и у нас все в шоколаде. Ну может быть оно и так на профессиональных паялках. Но без них у нас единственный критерий полного расплавления припоя — это покачивание его шилом или пинцетом. При чем не важно, запаиваете ли вы новый чип или греете старый. Тут я рекомендую набрать гору сдохших видюх у друзей греть их практиковаться покачивая чип.
Тут самое главное не приложить чрезмерное усилие и не столкнуть его. Иначе придется снимать реболить и скорее всего восстанавливать элементы рядом. Да, чуть не забыл, обязательно перед началом работ сделайте несколько фоток платы в хорошем разрешении под разными углами! Так что бы на них просматривались номиналы. Где то в роликах говорили что типа можно надавливать сверху.
Я лично недавно попробовал такой метод и мне он не очень понравился, так как очень сложно понять, расплавился припой или нет. Есть искушение надавить посильнее что чревато выдавливанием шаров.
Но даже если вы их не нашли на своей плате, не обольщайтесь. Производители в курсе что такие поделки не пользуются популярностью и могут просто не указывать это. Я не раз с этим сталкивался. Вроде плата без обозначений, а греть приходится до 230гр.
6. Чипы надо сушить перед запайкой Не могу не подтвердить не опровергнуть. Сушу 1.5 часа при температуре 110-115С. Хуже точно не будет.
7. Критическая температура для чипа 250С Скорее всего так, сам не проверял, но стараюсь не догревать до нее.
8. Подготовка поверхности. Самый главный критерий это все пятаки должны иметь один уровень. Я делаю следующие шаги.
— а. Заливаю обильно флюсом. Собираю крупные шары паяльником.
— б. Катаю капельку сплава Розе по пятакам. Это нужно что бы снизить температуру припоя на пятаках, что бы затем их проще было зачистить аплеткой.
— в. Заливаю еще раз флюсом и зачищаю аплеткой.
— г. После этого при достаточном количестве припоя, залуженным но чистым жалом паяльником прохожусь по пятакам.
— ж. Под микроскопом оцениваю качество.
Это операция простая, особых навыков не требует. но чем лучше будет подготовлена площадка, тем больше шансов на успех. Паяльник использую с массивным жалом, температура 215-220С.
9. Ребол. То есть накатывание шаров. Здесь как правило в роликах все рассказано как есть. Недавно подсмотрел маленький лайв-хак. Девушка наплавляла по четыре шара в углы для центрирования трафарета.
Еще не пробовал, но думаю способ отличный.
Если вспомню еще что то, то допишу.
Источник: www.drive2.ru
Замена BGA чипа в домашних условиях
Сегодня я расскажу о своём личном опыте в пайке BGA чипов. Я не буду рассказывать о том, как правильно это делать. Об этом уже полно хороших обучалок на Ютубе. Не буду так же освещать совсем уж экзотические способы с галагенками и прикуривателями. Я лишь поделюсь своим личным опытом и впечатлениями от некоторых кустарных способов пайки.
А вы судите сами, стоит оно того или нет.
Большинству радиолюбителей рано или поздно приходится сталкиваться с BGA чипами. Одни их боятся, как и я раньше, другие понимают, но не трогают из-за отсутствия необходимого оборудования, а третьи их любят и умеют. Так вот, те кто умеют, закройте эту страницу и потратьте время на что-то более полезное. Теперь, всем тем, кто остались.
Всё, что вы увидите здесь, носит ИСКЛЮЧИТЕЛЬНО ознакомительный характер! Всё, что вы будете повторять, лежит исключительно на вашей совести и ответственности.
Какие проблемы могут возникнуть с BGA микросхемами? Да любые такие же, как и с микросхемами в других корпусах. И итог всегда один – замена на заведомо исправную микросхему. Как же их менять, если там ног нет? Очень просто!
Вместо ног у таких чипов пятаки под подложкой. Такие же пятаки на плате. И все соответствующие пятаки спаяны оловянно-свинцовыми шариками. И чтобы такой чип демонтировать или установить, его просто нужно нагреть до температуры плавления припоя. Звучит просто, не правда ли? Но простым паяльником тут не обойтись.
Выпаивать такие чипы (в теории) можно даже строительным феном. Но это чревато перегревом платы и, как следствие, — её деформацией. Можно выпаять паяльным феном. Это более безопасно, но крайне необходимо делать это с нижним подогревом. А вот с установкой уже сложнее. Вообще, для этого существуют специальные паяльные станции, предназначенные для пайки BGA чипов.
Но по понятным причинам такие в каждом доме радиолюбителя не имеются. Так как же быть, если заменить чип срочно надо, а станции нет?
Как было у меня. Купил я с Авито по-дешману ноутбук «не битый, не крашеный, бабушка бухгалтерией занималась». Всё бы ничего, но вот исходя из осмотра, общения с продавцом и цены, я всем нутром чуял, что Видеочип грели. Но всё равно, халява взяла верх! Дома я сразу же его разобрал и по остаткам низкокачественного флюса вокруг графического чипа понял, что стоит ждать его отвал.
Первые пару раз я прогревал чип строительным феном. Результат – от недели до месяца работы. Потом я купил паяльный фен, трафареты, шарики, флюсы, инструменты, несколько доноров (ноуты и просто наборы хлама с Авито) и стал практиковаться в снятии и установке «безногих» микросхем.
Сначала я снимал и ставил маленькие микросхемки, затем побольше, затем северные и южные мосты и даже один Интелл’овский BGA-процессор. Потом я, конечно же, всё распаял на детали. И только после практики на «трупах», я перекатал шары на видеочипе своего ноутбука при помощи электроплитки и паяльного фена. Результат – около двух месяцев до тире-точка-точка.
Затем, на Алиэкспресс я заказал этот чёртов чип. Потом сушил его на радиаторе процессора персоналки пару месяцев, так как не было то времени, то желания. Потом всё-таки заменил его. Кстати, чип оказался БУ, о чём свидетельствовали царапины на текстолите со стороны шаров. Не удивительно, ведь модель старая и найти новый в магазине было евозможно.
Но ноут уже год на нём работает и, думаю, это хороший результат.
Фотографий этой эпопеи у меня не осталось. Но на днях я решил воссоздать процесс и всё подробно рассказать вам. Вдруг, кому-то это поможет.
Принесли мне знакомые принтер на ремонт, со словами: в мастерской выкатили счёт на пятёрку, получится сделать дешевле – ОК, нет – будет тебе донор. Принтер Xerox 3045.
Симптом – нет соединения с компьютером. Диагностика: делитель исправен, сигнал уходит в процессор, реакции принтера на комп нет. Диагноз – неисправен процессор. Судя по форумам, стандартная поломка принтеров этого семейства. Купить чип нереально.
Его просто нет в продаже. Выкрутился заменой платы от донора, купленного за косарь. Итог – у меня есть плата с BGA чипом для экспериментов и принтер под разбор.
Теперь, как заменить чип. Готовим инструменты: паяльный фен, хороший флюс для BGA, электроплита, пинцет, канцелярский нож, ножницы, двусторонний скотч, проволока, мультиметр с термодатчиком, фольга, картон, скотч, что-либо для ковыряния, что-нибудь в качестве подставок под плату. Подробнее обо всём – далее.
Снимаем плату. Примеряем её для установки над плитой: расстояние от конфорки до платы около 5-10 мм. Делаем подставки из подручных материалов. При ремонте своего ноутбука, я использовал свечи. Знаете, такие в алюминиевом корпусе.
В этот раз, у меня нашлись четыре длинных болта из бесперебойников.
На этих импровизированных стойках, при помощи гаек, я выставил зазор около половины сантиметра. Затем отрезаем кусок фольги, прикладываем его к плате, прижимаем к чипу, чтобы отпечаталась его форма на фольге,
Двусторонним скотчем приклеиваем термодатчик и фольгу.
Да, используйте двусторонний скотч из некой вспененной черной штуки, по крайней мере, при демонтаже чипа на бессвинце, т.к. другой расплавится и причинит вам боль при очистке платы. Затем из фольги делаем что-то вроде корыта.
Оборачиваем остальную плату в фольгу, оставив лишь окно под чипом с обратной стороны платы.
Источник: dzen.ru