| » Статистика |
Онлайн всего: 5 Гостей: 5 Пользователей: 0 |
|
Пайка bga чипов и их юстировка
скачать статью себе на компьютер можно отсюда
В современной радиоэлектронной аппаратуре, такой, как мобильные
телефоны, компьютеры и пр., широко применяются радиоэлементы в корпусе
типа BGA (в дальнейшем BGA-элемент). Данный тип корпуса позволяет
значительно экономить место на печатной плате за счет размещения
выводов на нижней поверхности элемента и выполнения этих выводов в виде
плоских контактов, с нанесенным припоем в виде полусферы (см. рис.1). В
корпусе такого типа выполняют полупроводниковые микросхемы, элементы
ВЧ тракта (фильтры, селекторы, коммутаторы ). Пайка такого элемента
осуществляется нагревом непосредственно корпуса элемента и зачастую
подогрева печатной платы, при помощи горячего воздуха и инфракрасного
излучения.
Пайка BGA-элементов имеет определенные сложности и зачастую
для нее применяется весьма сложное и дорогостоящее оборудования.
Данная статья описывает пайку с применением минимума средств.
Минимум, который необходим для пайки: фен, пинцет, микроскоп,
флюс безотмывочный, жидкость для удаления флюса, вата х/б, шило
монтажное (лучше стоматологический зубной зонд) для коррекции элемента
на плате, фольга с клеевым слоем для теплозащиты.
Случай, когда требуется заменить BGA элемент, является более общим, а потому его и рассмотрим.
Первое, что нужно сделать- это оценить, не будут ли повреждены
близко расположенные элементы потоком горячего воздуха. Микросхемы,
залитые компаундом, элементы, имеющие пластиковые детали
(микропереключатели, SIM-ридеры) необходимо закрыть фольгой для сведения
к минимуму теплового воздействия.
Если есть близкорасположенные микробатарейки,
микроаккумуляторы, их лучше всего демонтировать, а затем поставить на
место при помощи паяльника.
Приняв необходимые меры предосторожности, располагаем плату на
столе так, чтобы демонтируемый BGA- элемент легко было поднять
пинцетом, когда припой расплавится. Имеется в виду, что для захвата
пинцетом должно быть необходимое пространство и пинцет при захвате
должен располагаться в руке удобно и естественно, иначе очень высока
вероятность сдвинуть соседние элементы, так как припой, закрепляющий их,
будет тоже расплавлен. Лучше всего плату надежно закрепить в
горизонтальном положении и повернуть ее в горизонтальной плоскости под
удобным углом.
Затем начинаем греть элемент феном, который держим в левой
руке, периодически пытаясь приподнять элемент пинцетом (примерно через
каждые 30 секунд). Время нагрева сильно зависит от условий в
помещении: температуры воздуха, наличия сквозняков, открытых форточек и
т.д. Если элемент приподнялся с одного края, то насильно отдирать его
нельзя, а нужно отпустить и еще погреть 15-30 секунд. Прикосновение
холодным пинцетом сильно остужает элемент, это тоже нужно иметь в виду.
Неплохо во время нагрева держать пинцет рядом со снимаемым элементом,
для подогрева пинцета. После снятия элемента дальнейшие операции лучше
проводить с еще горячей платой. (Если при прогреве элемент
подпрыгнул, в буквальном смысле, то это свидетельствует о расслоении
печатной платы в результате заводского дефекта. Такая плата ремонту не
подлежит!!!)
Когда микросхема снята, необходимо удалить лишний припой с
платы. Для этого наносим пастообразный флюс и собираем припой
паяльником, периодически удаляя припой с жала. Необходимо учитывать, что
большие «горки» припоя затруднят позиционирование нового элемента. А
если пятаки(контакты на плате) будут не облужены, то получившийся
контакт может быть не надежен. Следует обратить внимание на
целостность пятаков. Если отвалились пустые пятаки, то ничего
страшного, если отвалился пятак, имеющий контакт, то можно попробовать
облудить металлизацию в отверстии и сформировать капельку припоя на
месте пятака.
Затем удаляем грязь и остатки флюса с платы. Глядя в
микроскоп, необходимо проконтролировать результат и исправить
недостатки. Недостатки могут быть следующего характера:
плохо облуженные пятаки,
на пятаках слишком много припоя,
замыкания между пятаками,
повреждения паяльной маски,
поврежденные пятаки,
отслоившиеся проводники.
Если дефект устранить не удается, то изделие неремонто-пригодно.
Затем наносим пастообразный флюс. Флюс необходимо наносить на
всю поверхность под элементом, даже если контакты расположены только
по периметру. Иначе воздух из пустоты в середине при нагреве
расширится и значительно сместит элемент. Важно количество флюса. Его
должно быть достаточно для смачивания нижней поверхности элемента, но
если элемент будет плавать в «луже», то его будет трудно
позиционировать. Я предпочитаю флюс, нанесенный на плату, прогреть
феном до жидкого состояния, перед помещением BGA-элемента на плату.
Так как при пайке он все равно нагреется и элемент может значительно
сместиться.
Рис.1 Расположение выводов по периметру.
Область выводов закрашена серым.
Извлекаем элемент из контейнера и ставим на плату, соблюдая
ориентацию «ключа». Точное позиционирование выполняем под микроскопом по
маркерам при помощи монтажного шила. При позиционировании следует
учитывать шаг между контактами. Не обязательно добиваться идеального
расположения, достаточно небольшого соприкосновения между «шарами»
припоя на BGA-микросхеме и пятаками на плате. Оценивать точность
позиционирования необходимо с учетом шага контактов и их размера.
Рис.2 Правильное позиционирование.
Необходимое выравнивание произойдет за счет эффекта смачивания при расплавлении припоя.
На Рис.1 приведен пример правильного позиционирования
микросхемы на плате, на Рис.3 и Рис.4 приведены примеры неправильного
позиционирования элемента на плате. На Рис.3 «шары» припоя
одновременно соприкасаются с двумя пятаками, при этом при расплавлении
припоя микросхема может встать неправильно, или могут возникнуть
замыкания. На Рис.4 шары совсем не соприкасаются с пятаками, при этом
сколько бы мы ни грели элемент, его пайка не произойдет.
Обычно имеется взаимосвязь между линейными размерами маркера и шагом выводов на элементе.
Если имеются сложности с позиционированием, то иногда имеет
смысл прогреть примерно установленный элемент феном, для выпаривания
флюса. После выпаривания флюс будет вязким и элемент можно установить
более точно.
Рис.3 Неправильная установка.
Неоднозначное соприкосновение «шаров» и пятаков.
Рис.4 Неправильная установка.
Нет соприкосновения «шаров» и пятаков.
Собственно пайка. Для пайки необходимо отрегулировать расход
воздуха под конкретную форсунку. Элемент не должно сдувать. Если
элемент сдувает, то подачу воздуха нужно уменьшить. Температура на
индикаторе паяльной станции зачастую не соответствует температуре
воздуха, выходящего из форсунки. Нормально, если индикатор будет
показывать 500-550 гр.С.
Предварительно прогревают элемент, для этого нужно держать фен
на расстоянии 2-3 см; через 30-60 секунд приближают фен на расстояние
5-10 мм от поверхности элемента для расплавления припоя. Плавными
движениями прогревают поверхность элемента и пространство
непосредственно рядом с ним. Примерно через 60-180 сек. элемент
заметно осядет и выровняется по маркерам (оседание видно, если
смотреть сбоку), что свидетельствует о расплавлении припоя. После
оседания элемент следует погреть 10-15 секунд. Большая микросхема
может оседать частями, сначала с одной стороны. В этом случае нужно
продолжать греть всю поверхность, обращая особое внимание на
непропаянную часть.
После этого нужно дать остыть плате в течении 15-60 секунд,
жидкостью для снятия флюса, снять избытки флюса и просушить плату.
Качество пайки можно контролировать по следующим признакам:
расположение элемента относительно маркеров; лучше сравнивать с
такой же платой или запомнить расположение элемента, маркеры не всегда
расположены идеально ровно и может возникать впечатление, что элемент
не совсем правильно встал на место,
глядя на элемент сбоку, можно оценить, на всех ли контактах
образовалось качественное соединение; если рядом с BGA-элементом
расположен крупногабаритный элемент, то с одной из сторон пайка может
быть затруднена вследствии неудачного распределения воздушных потоков,
и элемент с одной из сторон не пропаяется. Глядя при помощи
микроскопа на форму капель припоя, можно оценить качество пайки.
Обратите внимание.
Если при прогреве элемент подпрыгнул, то это свидетельствует о
расслоении печатной платы в результате заводского дефекта. Такое
изделие ремонту не подлежит.
Ничего страшного, если элемент с небольшим количеством выводов
встал криво, не на место. Как правило, возможно его аккуратно поднять
и припаять правильно без стандартной накатки шаров. При определенном
навыке возможно снять и вновь поставить BGA-элемент и с очень большим
количеством выводов и очень мелким шагом выводов, без накатки шаров.
Некоторые жидкости для снятия флюса могут вызывать сбои при
работе телефона. Поэтому плату после промывки необходимо хорошо
просушивать в течении 3-4 часов.
Примерный паяльный профиль для паяльной станции типа Martin:
240 гр.--80 сек.
320 гр. --110 сек.
Повторная пайка снятого BGA-элемента возможна, но она в данной
статье не рассматривается, так как применяется весьма редко.
Паяльная маска- это изолирующий состав, которым покрывается
печатная плата для предотвращения повреждений проводникв и коротких
замыканий между проводниками.
Маркеры – это метки на печатной плате, показывающие, как
правильно должен стоять элемент; зачастую элемент может быть в
корпусах разного размера и на одном посадочном месте , в этом случае
на плате будет много маркеров.
Если видны вспучивания платы под микроскопом, то это
свидетельствует о заводском дефекте; такая плата ремонту не подлежит.
Как правило, удается оценить подачу воздуха феном, направляя
поток на руку, с расстояния 20-30 см, на время 0,5-1 секунду. Данный
прием небезопасен и требует определенного опыта.
от себя добавлю спасибо автору за статью
Источник: http://book-lab.ru |
| Категория: Мои статьи | Добавил: tehnomir (06.01.2012)
|
| Просмотров: 3803 | Комментарии: 1
| Рейтинг: 0.0/0 |
|
|
|