Bga компоненты: Cовтест АТЕ — Самый полный материал в интернете о BGA микросхемах

Технологии — корпуса BGA-типа, пластик и космос / Хабр

В обсуждениях к предыдущей статье proton17 написал, что в космос обычные BGA не летают, дав ссылки на корпуса CCGA-типа как образец надёжности. Я решил разобраться в этом вопросе и нашёл много интересной информации (во многом благодаря вот этому ↓ человеку).

Несмотря на свои преимущества (максимальное количество выводов по отношению к габаритам при заданном шаге, низкая индуктивность выводов, самовыравнивание при пайке) корпуса BGA-типа имеют серьезный для надёжных применений недостаток – невозможность достоверного визуального контроля качества паяных соединений.

Вопрос применимости BGA-компонентов в надёжных приложения не является новым, ещё в 1995 году JPL проводила исследования их надёжности в различных условиях. Результаты работ были последовательно представлены в многочисленных публикациях настоящего гуру этой темы, Р. Джафэриана [1-5]. Сначала керамические и «обычные» пластиковые корпуса исследовались на плоскостность поверхности с помощью лазерного сканирования. За меру плоскостности была выбрана разница между самым низким и самым высоким шариком. Чем меньше эта разница, тем меньше вероятность дефектов при пайке. Керамические корпуса обладали большей плоскостностью, она также улучшалась с уменьшением количества выводов. Этот параметр тем более критичен, чем более высокотемпературный припой используется при пайке. Второй этап – монтаж на печатные платы (FR-4 и полиимид) и термоциклирование. Электрические соединения на плате и внутри тестового BGA-корпуса были организованы таким образом, чтобы образовать несколько групп последовательных соединений (англ. daisy chain). В каждой из этих групп контролировалось наличие нарушения соединений по критерию превышения сопротивления в 1 кОм на более чем 1 мкс. Данный критерий определён в IPC-SM-785, однако он не является достаточным, так как даже полностью треснувшее соединение может не выходить за указанное пороговое значение из-за поджима контакта за счёт соседних выводов [4].

Из-за большой разницы КТР керамики и FR-4/полиимида CBGA-корпуса давали сбой раньше, чем пластиковые. Также более ранние сбои показывали пластиковые корпуса с полным заполнением массива выводов, в отличие от корпусов с периферическим заполнением, так как под кристаллом возникает локальный рост несоответствия КТР корпуса и платы и именно там возникали первые сбои в соединениях.

Среди результатов отмечается влияние температуры стеклования материала печатной платы на надёжность для расширенного температурного диапазона. FR-4 показывал в среднем более слабые результаты, чем полиамид. Подтверждение данного результата есть и в статье [6]: использование печатной платы FR-5 (с Tg ~ 170

oC и КТР ~ 13 ∙ 10⁻⁶ K⁻¹) обеспечивает четырёхкратное увеличение надёжности по сравнению обычным FR-4 для корпуса SON-типа.

Стоит отметить, что КТР печатной платы может отличаться даже в пределах платы и зависит от её топологии. В статье [6] приводится широкий диапазон значений от 12 до 24 ∙ 10⁻⁶ K⁻¹. Там же есть интересные данные (таблица 1) по зависимости надёжности PBGA от диаметра шарика, контактных площадок (КП) на плате (NSMD-типа) и основании микросхемы (SMD-типа). Их анализ выявляет следующие закономерности:

1. Увеличение диаметра шарика при прочих равных увеличивало количество выдерживаемых термоциклов на ~20-30%.
2. Увеличение диаметра КП только на стороне печатной платы снижает надёжность, так как уменьшается высота шарика. Однако при одновременном увеличении диаметра площадки на основании PBGA потери надёжности, связанные с уменьшением высоты, компенсируются улучшением площади связи, и общий эффект становится положительным.
3. Максимальная надёжность была получена, когда диаметр КП на плате был несколько меньше, чем на основании микросхемы. Автор ссылается на аналогичный результат, полученный в другой работе. К сожалению, нет сравнительных для случая с большим диаметром шарика.

В статье [7] экспериментально показано увеличение количества выдерживаемых термоциклов с уменьшением толщины керамического основания корпуса. Ознакомиться с предшествующей статьей одного из авторов с описанием модели процесса мне не удалось, но общие соображения такие: чем тоньше корпус, тем меньше он сопротивляется растягивающей силе, тем меньше нагрузка на выводы.

Скорость смены температуры влияет на преимущественное место возникновения дефектов в соединений – при быстром (когда возникают локальные напряжения) это со стороны корпуса, при медленном (когда система успевает прийти в тепловое равновесие) – со стороны печатной платы. Для расширенного температурного диапазона наибольшее количество отказов керамических корпусов CBGA было в соединении корпуса (63Sn37Pb) и шарика (90Pb10Sn).

Итак, основные очевидные закономерности, экспериментально подтверждённые ещё в 1995 году, для надёжности BGA-компонентов определяются тепловым расширением и заключаются в следующем:

1. Чем больше корпус и количество выводов, тем меньше надёжность.
2. Выводы, максимально удалённые от центра, наиболее уязвимы к разрушению. Для пластиковых BGA-корпусов, кроме того, уязвимы выводы в зоне расположения кристалла
3. Керамические корпуса на печатной плате из текстолита показывают низкую надёжность. Кроме того, они не так хорошо выравниваются при пайке (так как обладают большей массой) и более чувствительны к количеству и качеству нанесения паяльной пасты, что усложняет постановку процесс надёжного монтажа компонентов.

Лирическое отступление. Использование печатных плат на основе LTCС-керамики сняло бы проблему несоответствия КТР. Возможно, это одно из направлений развития РЭА для космоса, которое приведёт к снижению стоимости таких печатных плат.

Зачем использовать керамические корпуса? Этого вопроса касался BarsMonster в одной из статей. Про то, что в пластике перемычки поддерживаются по всей длине компаундом, с одной стороны, логично, но с другой несоответствие КТР материалов пластикового корпуса (компаунд, кремний, текстолит, металлическая перемычка) создаёт большое количество проблем в расширенном диапазоне температур. Дополнительными аргументами в сторону использования керамических корпусов являются близкое к кремнию значение КТР, высокая теплопроводность, широкой температурный диапазон (что важно и для процесса сборки), более высокая гидрофобность, более простой в освоении техпроцесс герметизации.

На Spirit и Opportunity использовались именно керамические корпуса, но не CBGA-типа, а CCGA-типа (рис. 1): в них шарики заменены на столбики (иногда армированные медной спиралью), которые способны выдерживать большие нагрузки (вот здесь приводятся данные, что увеличение высоты в 2 раза снижает механическое напряжение и деформации на 30%). Несмотря на то, что эти миссии с успехом выполнили и даже перевыполнили свои задачи, стоит отметить, что производительные процессоры в CCGA-корпусах находились в блоке с контролируемой температурой. В статьях [8, 9] представлено сравнение CCGA и соответствующего ему PBGA в различных условиях. У CCGA-560 после 1075 термоциклов –50/75°C произошло первое разрушение контакта на стороне корпуса (для монтажа использовалось повышенное количество паяльной пасты, что улучшило надёжность соединения на стороне платы, см. рис. 2 и 3), в то время как в PBGA-560 за 2000 циклов сбоев не было обнаружено.

Интересно подумать над тем, почему крайние выводы смещены в сторону центра на стороне платы. КТР печатной платы больше, чем КТР керамики, и тогда это означает, что разрушение происходит на сжатии, в области отрицательных температур. Это меня привело к таким рассуждениям: спайка и фиксация взаимного положения происходит около температуры плавления паяльной пасты, то есть ~183 ^oC для 63Sn37Pb, поэтому весь диапазон рабочих температур находится в области сжатия печатной платы относительно керамического основания корпуса. И тогда температура нейтральной точки – это не 25 ^oC, это температура плавления паяльной пасты.

Для того, чтобы уменьшить нагрузку на выводы BGA-корпусов (в том числе в результате воздействий механических факторов), применяется несколько методов: фиксация по углам (англ. corner-staking), компаундирование пространства между корпусом и платой (англ. underfill). Однако результаты испытаний в [9] показывают, что такая технология не только не устраняет проблему, но может, наоборот, только ухудшать устойчивость конструкции к воздействию смены температур (рис. 4).

Испытывался также корпус CCGA-717 с армированными столбиками меньшего диаметра [9]. По сравнению с CCGA-560 с неармированными выводами он показал большую устойчивость к термоциклированию: после 950 циклов -55/100 ^oC электрических отказов не было, но дефекты на выводах уже начали образовываться (рис. 5). В открытом доступе также есть результаты успешных испытаний CCGA-472 от лаборатории Aeroflex по стандартам NASA.

В статье [5] представлены результаты исследования влияния финишного покрытия печатной платы на надёжность BGA-компонентов. Было отмечено, что для ENIG, в отличие от HASL и OSP, для которых были характерно вязкое разрушение выводов, некоторые выводы демонстрировали хрупкое разрушение выводов. Стандарт IPC-9701A, описывающий методологию испытания надёжности паяных соединений, запрещает использование иных покрытий печатной платы, кроме HASL, OSP и IAg, во избежание влияний интерметаллидов (также, к слову, стандарт рекомендует использовать контактные площадки NSMD-типа с отступом маски). В рамках специальных исследований [10, 11] проблемы использования ENIG в качестве финишного покрытия не удалось обнаружить каких-либо закономерностей и, таким образом, снижение надёжности соединения является трудно предсказуемым событием. Видимо, по этой причине, в стандарте и не рекомендуется использовать такой финиш. К слову, в качестве альтернативного покрытия, среди прочих, рассматривалось покрытие ENEPIG, которое показало хорошие результаты ( в оригинале – «performed very well and requires more testing»).

В таблице 2 сведены данные экспериментов по исследованию надёжности компонентов BGA-типа, анализ которых указывает на наличие некоторых закономерностей (например, снижение толщины керамического основания значительно снижает нагрузку на выводы). Эти данные могут выступать лишь как ориентир при проектировании, критерий надёжности – эксперимент для конкретной конструкции и технологии сборки. В конце статьи [9] даются ценные рекомендации по использованию BGA-компонентов на основе обобщения опыта NASA от человека, который занимается надёжностью BGA-компонентов с 1995 года. Вот некоторые тезисы:

1. Большинство PBGA-корпусов обеспечивают достаточную надёжность для миссий с ограниченными перепадами температур (например, контролируемая температура в корпусе модуля). При большой длительности миссии корпуса с большим количеством выводов (более 500) должны подвергаться испытаниям.
2. Керамические BGA-корпуса с небольшим количеством выводов (менее 400) могут удовлетворять требованиям надёжности для краткосрочных миссий с ограниченными перепадами температур, но для долгосрочных миссий должны проходить квалификационные испытания даже в случае пониженных требований к перепаду температур. Для корпусов с большим количеством выводов (более 500) необходимы испытания во всех случаях.
3. Использование компаунда типа «underfill» не рекомендуется для CCGA из-за высокого зазора между корпусом и печатной платой. В случае же использования, КТР компаунда должен быть близким к КТР печатной платы (нагрузки в плоскости) и выводов (нагрузки в направлении оси Z), кроме того необходимы индивидуальные испытания для каждого случая применения.
4. В случае необходимости повышения устойчивости к механическим воздействиям фиксация по углам (англ. corner staking, edge bonding) более предпочтительна для CCGA- и CBGA-корпусов по сравнению с технологией «underfill». Однако и тут можно ухудшить надёжность неправильно подобранными материалами.

Есть и другие данные: в одной из презентаций JAXA говорится, что его использование для CBGA-корпусов увеличивает количество циклов до возникновения сбоя в среднем в 1,7 раз. Чаще всего компаунды типа «underfill» применяется в корпусах CSP-типа, где основная задача – в габаритах, максимально близких к размеру кристалла, обеспечить переход между низким КТР кремния и КТР печатной платы. Для BGA-компонентов, как уже было сказано, необходимо проведение испытаний в каждом конкретном случае (без возможности переноса результатов даже при изменении одного из параметров, в том числе технологического) в соответствии с моделью внешних воздействующих факторов.
Какое количество термоциклов должен выдерживать корпус? Безусловно, это зависит от модели воздействующих факторов. При оптимизированной технологии сборки обобщенному критерию надёжности в отсутствии отказов в течение 500 циклов -60/125 ^оС удовлетворяют многие типы корпусов (см. таблицу 2). Однако «не термоциклированием единым», корпус не должен накапливать влагу, должен обеспечивать низкое тепловое сопротивление, должен обеспечивать стойкость к механическим воздействующим факторам и т.д. И по полному списку критериев у керамических корпусов надёжность статистически выше. Производители ЭКБ для космической аппаратуры, такие как Aeroflex и MSK, выпускают свои микросхемы именно в керамических и металлостеклянных корпусах. Да, для исполнения BGA-типа монтаж на текстолитовые печатные платы создаёт проблемы из-за несоответствия КТР, поэтому приходится изобретать способы повышения надёжности соединений – снижение толщины основания, использование столбиковых выводов, компаундирование и т.д.

Важно понимать, что дело не в технологии корпусирования в общем, а в том, соответствует ли конкретная микросхема требованиям надёжности и стойкости к воздействующим факторам. Можно использовать и коммерческую микросхему в пластиковом корпусе, если она пройдёт полный цикл испытаний. При этом успешные испытания не будут означать, что «такая же» микросхема с другого завода-изготовителя или даже из другой партии будет удовлетворять требованиям надёжности. В этом отличие надёжной ЭКБ, которое и заложено в цене — изготовитель берёт на себя затраты на испытания. Тот же 3D PLUS проводит отбор микросхем в пластике для некоторых своих микросборок, но стоят такие изделия уже на порядок дороже. Другой путь — это выполнение испытаний и отбора на стороне потребителя. Это может быть оправдано, если нужная функциональность не реализована в надёжном исполнении, или если если модель внешних воздействий и требования надёжности для целевой миссии значительно ниже, чем типовые на рынке надёжной ЭКБ.

Запрос на снижение массы космических аппаратов (прежде всего, развитие малоразмерных КА) толкает производителей выпускать надёжные ЭКБ в пластиковых корпусов, на рынке уже есть решения (кроме того, они заявляются и как бюджетные). Возможно, в ближайшем будущем количество надёжного, сертифицированного для космоса пластика будет расти, обеспечивая нужды околоземных миссий с низкими орбитами, а керамические корпуса пересядут на LTCC печатные платы для того, чтобы бороздить глубинный космос.

Литература

[1] Reza Ghaffarian, “BGAs for High Reliability Applications”, 1998.
[2] Reza Ghaffarian, “Ball Grid Array Reliability Assessment for Aerospace Applications”, 1997
[3] Reza Ghaffarian, “Reliability and Failure Analyses of Thermally Cycled Ball Grid Array Assemblies”, 1998
[4] Reza Ghaffarian, “Reliability of BGA Packages for Highly Reliable Applications and Chip Scale Package Board Level Reliability”, 1997
[5] Reza Ghaffarian, “Assembly Reliability Of BGAs And Effects Of Boards Finish”, 1998
[6] Jean-Paul Clech, ”Solder Joint Reliability Of CSP Versus BGA Assemblies”, 2000
[7] Raj N.Master, Gregory B. Martin, etc. “Ceramic Ball Grid Array for AMD K6 Microprocessors Applications”, 1998
[8] Reza Ghaffarian, “Effect of Area Array Package Types on Assembly Reliability And Comments on IPC-9701A”, 2005
[9] Reza Ghaffarian, “CCGA packages for space applications», 2006
[10] F.D.Bruce Houghton. “ITRI Project on Electroless Nickel / Immersion Gold Joint Cracking”, 2000
[11] F.D.Bruce Houghton. “Solving the ENIG Black Pad Problem: An ITRI Report on Round 2”, 1999

Технический портал Masteram-Labs: Реболлинг и монтаж BGA

BGA-микросхемы — это головная боль для любого инженера, который занимается ремонтом современной техники. С каждым годом они все больше вытесняют «с платы» элементы в корпусах QFP, TQFP и др. А все потому, что на данный момент BGA корпус наиболее совершенный и выигрывает у других по ряду параметров:

• плотность монтажа
• теплопроводность
• помехоустойчивость.

Но, при всех своих достоинствах, у BGA-микросхем есть один существенный недостаток — сложность ремонта в случае брака. А брак, связанный с особенностями BGA, сейчас встречается очень часто, и в первую очередь это касается мобильных телефонов и ноутбуков.

Но, при всех своих достоинствах, у BGA-микросхем есть один существенный недостаток — сложность ремонта в случае брака. А брак, связанный с особенностями BGA, сейчас встречается очень часто, и в первую очередь это касается мобильных телефонов и ноутбуков.

Вследствие механического или термического повреждения (например, из-за постоянного надавливания в месте, где размещена BGA-микросхема, или перегрева микросхемы во время работы) может пропасть контакт между чипом и платой. Очевидно, что для возобновления работоспособности нужно этот контакт восстановить.

Существуют два способа восстановления:

• прогрев
• реболлинг.

Ни один серьезный сервисный центр не предложит вариант с прогревом. Во-первых, никто не сможет дать гарантию на такой ремонт, и, во-вторых, такой ремонт далеко не всегда дает положительный результат.

Поэтому, единственным рекомендуемым способом восстановления контактных выводов является ре

BGA — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

BGA (англ. Ball grid array — массив шариков) — тип корпуса поверхностно-монтируемых интегральных микросхем.

Здесь микросхемы памяти, установленные на планку, имеют выводы типа BGA Разрез печатной платы с корпусом типа BGA. Сверху видно кремниевый кристалл.

BGA произошёл от PGA. BGA выводы представляют собой шарики из припоя, нанесённые на контактные площадки с обратной стороны микросхемы. Микросхему располагают на печатной плате, согласно маркировке первого контакта на микросхеме и на плате. Затем микросхему нагревают с помощью паяльной станции или инфракрасного источника, так что шарики начинают плавиться. Поверхностное натяжение заставляет расплавленный припой зафиксировать микросхему ровно над тем местом, где она должна находиться на плате и не позволяет шарикам деформироваться.

Разновидности

• FBGA: LFBGA, TFBGA, VFBGA, WFBGA, UFBGA
• FLGA: TFLGA, VFLGA, WFLGA
• PBGA: PBGA, PBGA-H, PBGA-MD
• Extremely Thin
• Array Packages

Преимущества

Высокая плотность

BGA — это решение проблемы производства миниатюрного корпуса ИС с большим количеством выводов. Массивы выводов при использовании поверхностного монтажа «две линии по бокам» (SOIC) производятся всё с меньшим и меньшим расстоянием и шириной выводов для уменьшения места, занимаемого выводами, но это вызывает определённые сложности при монтаже данных компонентов. Выводы располагаются слишком близко, и растёт процент брака по причине спаивания припоем соседних контактов. BGA не имеет такой проблемы — припой наносится на заводе в нужном количестве и месте.

Теплопроводность

Следующим преимуществом перед микросхемами с ножками является лучший тепловой контакт между микросхемой и платой, что в некоторых случаях избавляет от установки теплоотводов, поскольку тепло уходит от кристалла на плату более эффективно (также, в некоторых случаях, по центру корпуса создаётся одна большая контактная площадка-радиатор, которая припаивается к дорожке-теплоотводу).

Если BGA-микросхемы рассеивают достаточно большие мощности и теплоотвод по всем шариковым выводам недостаточен, то к корпусу микросхемы прикрепляется (иногда приклеивается) радиатор. В качестве примера можно привести видеоплаты для ПК, микросхемы «северных мостов» на материнских платах ПК и т. д.

Малые наводки

Чем меньше длина выводов, тем меньше наводки и излучение. У BGA длина проводника очень мала и может определяться лишь расстоянием между платой и микросхемой, так что применение BGA позволяет увеличить диапазон рабочих частот и, для цифровых приборов (см. Цифровая обработка сигналов), увеличить скорость обработки информации.

Недостатки

Негибкие выводы

Основным недостатком BGA является то, что выводы не являются гибкими. Например, при тепловом расширении или вибрации некоторые выводы могут сломаться. Поэтому BGA не популярен в военной технике или авиастроении.

Отчасти эту проблему решает залитие микросхемы специальным полимерным веществом — компаундом. Он скрепляет всю поверхность микросхемы с платой. Одновременно компаунд препятствует проникновению влаги под корпус BGA-микросхемы, что особенно актуально для некоторой бытовой электроники (например, сотовых телефонов). Также осуществляется и частичное залитие корпуса, по углам микросхемы, для усиления механической прочности.

Дорогое обслуживание

Другим недостатком является то, что после того как микросхема припаяна, очень тяжело определить дефекты пайки. Обычно применяют рентгеновские снимки или специальные микроскопы, которые были разработаны для решения данной проблемы, но они дороги. Относительно недорогим методом локализации неисправностей, возникающих при монтаже, является периферийное сканирование. Если решено, что BGA неудачно припаяна, она может быть демонтирована термовоздушным феном или с помощью инфракрасной паяльной станции; может быть заменена новой. В некоторых случаях из-за дороговизны микросхемы шарики восстанавливают с помощью паяльных паст и трафаретов; этот процесс называют ребо́ллинг, от англ. reballing.

Невозможность замены

Если у ноутбука, например, в материнской плате центральный процессор имеет сокет такого форм-фактора, то в случае апгрейда или неисправности его замена невозможна. В этом случае нужно выпаивать старый процессор и запаивать новый, что экономически нецелесообразно (см. выше).

См. также

Ссылки

BGA — это… Что такое BGA?

Проверить информацию. Необходимо проверить точность фактов и достоверность сведений, изложенных в этой статье. На странице обсуждения идёт дискуссия на тему: Защита от доступа к выводам.

BGA (англ. Ball grid array — массив шариков) — тип корпуса поверхностно-монтируемых интегральных микросхем

Здесь микросхемы памяти, установленные на планку, имеют выводы типа BGA Разрез печатной платы с корпусом типа BGA. Сверху видно кремниевый кристалл.

BGA произошёл от PGA. BGA выводы представляют собой шарики из припоя, нанесённые на контактные площадки с обратной стороны микросхемы. Микросхему располагают на печатной плате, согласно маркировке первого контакта на микросхеме и на плате. Далее, микросхему нагревают с помощью паяльной станции или инфракрасного источника, так что шарики начинают плавиться. Поверхностное натяжение заставляет расплавленный припой зафиксировать микросхему ровно над тем местом, где она должна находиться на плате. Сочетание определённого припоя, температуры пайки, флюса и паяльной маски не позволяет шарикам полностью деформироваться.

Разновидности

• FBGA: LFBGA, TFBGA, VFBGA, WFBGA, UFBGA
• FLGA: TFLGA, VFLGA, WFLGA
• PBGA: PBGA, PBGA-H, PBGA-MD
• Extremely Thin
• Array Packages

Преимущества

Высокая плотность

BGA — это решение проблемы производства миниатюрного корпуса ИС с большим количеством выводов. Массивы выводов при использовании поверхностного монтажа «две-линии-по-бокам» (SOIC) производятся всё с меньшим и меньшим расстоянием и шириной выводов для уменьшения места, занимаемого выводами, но это вызывает определённые сложности при монтаже данных компонентов. Выводы располагаются слишком близко, и растёт процент брака по причине спаивания припоем соседних контактов. BGA не имеет такой проблемы — припой наносится на заводе в нужном количестве и месте.

Теплопроводность

Следующим преимуществом перед микросхемами с ножками является лучший тепловой контакт между микросхемой и платой, что в некоторых случаях избавляет от установки теплоотводов, поскольку тепло уходит от кристалла на плату более эффективно (также, в некоторых случаях, по центру корпуса создаётся одна большая контактная площадка-радиатор, которая припаивается к дорожке-теплоотводу).

Если BGA-микросхемы рассеивают достаточно большие мощности и теплоотвод по всем шариковым выводам недостаточен, то к корпусу микросхемы прикрепляется (иногда приклеивается) радиатор. В качестве примера можно привести видеоплаты для ПК, микросхемы „северных мостов“ на материнских платах ПК и тд.

Малые наводки

Чем меньше длина выводов — тем меньше наводки и излучение. У BGA длина проводника очень мала, и может определяться лишь расстоянием между платой и микросхемой, так что применение BGA позволяет увеличить диапазон рабочих частот и, для цифровых приборов (см. Цифровая обработка сигналов), увеличить скорость обработки информации.

Недостатки

Негибкие выводы

Основным недостатком BGA является то, что выводы не являются гибкими. Например, при тепловом расширении или вибрации некоторые выводы могут сломаться. Поэтому BGA не является популярным в военной технике или авиастроении.

Отчасти эту проблему решает залитие микросхемы специальным полимерным веществом — компаундом. Он скрепляет всю поверхность микросхемы с платой. Одновременно компаунд препятствует проникновению влаги под корпус BGA-микросхемы, что особенно актуально для некоторой бытовой электроники (например, сотовых телефонов). Также осуществляется и частичное залитие корпуса, по углам микросхемы, для усиления механической прочности.

Дорогое обслуживание

Другим недостатком является то, что после того как микросхема припаяна, очень тяжело определить дефекты пайки. Обычно применяют рентгеновские снимки или специальные микроскопы, которые были разработаны для решения данной проблемы, но они дороги. Относительно недорогим методом локализации неисправностей, возникающих при монтаже, является периферийное сканирование. Если решено, что BGA неудачно припаяна, она может быть демонтирована термо-воздушным феном или с помощью инфракрасной паяльной станции; может быть заменена новой. В некоторых случаях из-за дороговизны микросхемы шарики восстанавливают с помощью паяльных паст и трафаретов; этот процесс называют ребо́ллинг, от англ. reball.

См. также

Ссылки

Корпуса микросхем | Типы корпусов микросхем, их виды.

В этой статье мы рассмотрим самые основные корпуса микросхем, которые очень часто используются в повседневной электронике.

DIP корпус

DIP ( англ. Dual In-Line Package)  –  корпус с двумя рядами выводов по длинным сторонам микросхемы. Раньше, да наверное и сейчас, корпус DIP был самым популярным корпусом для многовыводных микросхем. Выглядит он вот так:

В зависимости от количества выводов микросхемы, после слова “DIP” ставится количество ее выводов. Например, микросхема, а точнее, микроконтроллер atmega8 имеет 28 выводов:

Следовательно, ее корпус будет называться DIP28.

 А вот у этой микросхемы корпус будет называться DIP16.

Чтобы не считать каждый раз количество выводов, можно их сосчитать только на одной стороне микросхемы и тупо умножить на два. 

В основном в корпусе DIP в Советском Союзе производили логические микросхемы, операционные усилители и тд. Сейчас же корпус DIP также не теряет своей актуальности и в нем до сих пор делают различные микросхемы, начиная от простых аналоговых и заканчивая микроконтроллерами.

Корпус DIP может быть выполнен из пластика (что в большинстве случаев) и называется он PDIP, а также из керамики – CDIP. На ощупь корпус CDIP твердый как камень, и это неудивительно, так как он сделан из керамики.

Пример CDIP корпуса.

Имеются также модификации DIP корпуса: HDIP, SDIP.

HDIP (Heat-dissipating DIP) – теплорассеивающий DIP. Такие микросхемы пропускают через себя большой ток, поэтому сильно нагреваются. Чтобы отвести излишки тепла, на такой микросхеме должен быть радиатор или его подобие, например, как здесь два крылышка-радиатора посерединке микрухи:

SDIP (Small DIP) – маленький DIP. Микросхема в корпусе DIP, но c  маленьким расстоянием между ножками микросхемы:

 

SIP корпус

SIP корпус (Single In line Package) – плоский корпус с выводами с одной стороны. Очень удобен при монтаже и занимает мало места. Количество выводов также пишется после названия корпуса. Например, микруха снизу в корпусе SIP8.

У SIP тоже есть модификации – это HSIP (Heat-dissipating SIP). То есть тот же самый корпус, но уже с радиатором

 

ZIP корпус

ZIP (Zigzag In line Package) – плоский корпус с выводами, расположенными зигзагообразно. На фото ниже корпус ZIP6. Цифра – это количество выводов:

Ну и корпус  с радиатором HZIP:

Только что мы с вами рассмотрели основной класс In line Package микросхем. Эти микросхемы предназначены для сквозного монтажа в отверстиях в печатной плате.

Например, микросхема DIP14, установленная на  печатной плате

и  ее выводы с обратной стороны платы, уже без припоя.

Кто-то все таки умудряется запаять микросхемы DIP, как микросхемы для поверхностного монтажа (о них чуть ниже), загнув выводы под углом в 90 градусов, или полностью их выпрямив. Это извращение), но работает).

Переходим к другому классу микросхем – микросхемы для поверхностного монтажа или, так называемые SMD компоненты. Еще их называют планарными радиокомпонентами.

Такие микросхемы запаиваются на поверхность печатной платы, под выделенные для них печатные проводники. Видите прямоугольные дорожки в ряд? Это печатные проводники или в народе пятачки.  Вот именно на них запаиваются планарные микросхемы.

 

SOIC корпус

Самым большим представителем этого класса микросхем являются микросхемы в корпусе SOIC  (Small-Outline Integrated Circuit)  – маленькая микросхема с выводами по длинным сторонам. Она очень напоминает DIP, но обратите внимание на ее выводы. Они параллельны поверхности самого корпуса:

Вот так они запаиваются на плате:

Ну и как обычно, цифра после “SOIC” обозначает количество выводов этой микросхемы. На фото выше микросхемы в корпусе SOIC16.

 

SOP корпус

SOP (Small Outline Package) – то же самое, что и SOIC.

Модификации корпуса SOP:

PSOP – пластиковый корпус SOP. Чаще всего именно он и используется.

HSOP  – теплорассеивающий SOP. Маленькие радиаторы посередине служат для отвода тепла.

SSOP(Shrink Small Outline Package) – ” сморщенный” SOP. То есть еще меньше, чем SOP корпус

TSSOP(Thin Shrink Small Outline Package) – тонкий SSOP. Тот же самый SSOP, но “размазанный” скалкой. Его толщина меньше, чем у SSOP. В основном в корпусе TSSOP делают микросхемы, которые прилично нагреваются. Поэтому, площадь у таких микросхем больше, чем у обычных. Короче говоря, корпус-радиатор).

SOJ – тот же SOP, но ножки загнуты в форме буквы “J” под саму микросхему.  В честь таких ножек и назвали корпус SOJ:

Ну и как обычно, количество выводов обозначается после типа корпуса, например SOIC16, SSOP28, TSSOP48 и тд.

 

QFP корпус

QFP (Quad Flat Package) – четырехугольный плоский корпус. Главное отличие от собрата SOIC в том, что выводы размещены на всех сторонах такой микросхемы

Модификации:

PQFP –  пластиковый корпус QFP.  CQFP – керамический корпус QFP.  HQFP – теплорассеивающий корпус QFP.

TQFP (Thin Quad Flat Pack) – тонкий корпус QFP. Его толщина намного меньше, чем у его собрата QFP

 

PLCC корпус

PLCC (Plastic Leaded Chip Carrier) и СLCC (Ceramic Leaded Chip Carrier) – соответственно пластиковый и керамический корпус с расположенными по краям контактами, предназначенными для установки в специальную панельку, в народе называемую “кроваткой”. Типичным представителем является микросхема BIOS в ваших компьютерах.

Вот так примерно выглядит “кроватка” для таких микросхем

А вот так микросхема “лежит” в кроватке.

Иногда такие микросхемы называют QFJ, как вы уже догадались, из-за выводов в форме буквы “J”

Ну и количество выводов ставится после названия корпуса, например PLCC32.

 

PGA корпус

PGA (Pin Grid Array) – матрица из штырьковых выводов. Представляет из себя прямоугольный или квадратный корпус, в нижней части которого расположены выводы-штырьки

Такие микросхемы устанавливаются также в специальные кроватки, которые зажимают выводы микросхемы с помощью специального рычажка.

В корпусе PGA  в основном делают процессоры на ваши персональные компьютеры.

Корпус LGA

LGA (Land Grid Array) — тип корпусов микросхем с матрицей контактных площадок. Чаще всего используются в  компьютерной технике для процессоров.

Кроватка для LGA микросхем выглядит примерно вот так:

Если присмотреться, то можно увидеть подпружиненные контакты.

Сам микросхема, в данном случае процессор ПК, имеет просто металлизированные площадки:

Для того, чтобы все работало, должно выполняться условие: микропроцессор должен быть плотно прижат к кроватке. Для этого используются разного рода защелки.

 

Корпус BGA

BGA (Ball Grid Array) – матрица из шариков.

Как мы видим, здесь выводы заменены припойными шариками. На одной такой  микросхеме можно разместить сотни шариков-выводов. Экономия места на плате просто фантастическая. Поэтому микросхемы в корпусе BGA применяют в производстве мобильных телефонов, планшетах, ноутбуках и в других микроэлектронных девайсах. О том, как перепаивать BGA, я  еще писал в  статье  Пайка  BGA микросхем.

В красных квадратах я пометил микросхемы в корпусе BGA на плате мобильного телефона. Как вы видите, сейчас вся микроэлектроника строится именно на BGA микросхемах.

Технология BGA является апогеем микроэлектроники. В настоящее время мир перешел уже на технологию  корпусов microBGА, где расстояние между шариками еще меньше, и можно  уместить  даже тысячи(!) выводов под одной микросхемой!

Вот мы с вами и разобрали основные корпуса микросхем.

Ничего страшного нет в том, что вы назовете микросхему в корпусе SOIC SOPом или  SOP назовете SSOPом. Также ничего страшного нет и в том, чтобы назвать корпус QFP TQFPом. Границы между ними размыты и это просто условности. Но вот если микросхему в корпусе BGA назовете DIP, то это уже будет полное фиаско.

Начинающим радиолюбителям стоит просто запомнить три самых важных корпуса для микросхем – это DIP, SOIС (SOP) и QFP безо всяких модификаций и стоит также знать их различия. В основном именно эти типы корпусов  микросхем радиолюбители используют чаще всего в своей практике.

Рекомендации по пайке электронных компонентов типа BGA

Технологии в электронной промышленности №4’2009

Заказать этот номер

Страхи по поводу бессвинцовых технологий понемногу уходят в прошлое. Этому способствовало широкое обсуждение проблем смешанных технологий на всевозможных форумах и в печатных изданиях, посвященных печатным платам.

27–28 апреля 2009 г. в Санкт-Петербурге прошла Международная научно-практическая конференция «Совершенствование производства радиоэлектронной аппаратуры с использованием бессвинцовых и смешанных технологий пайки». Центральные доклады о результатах испытаний надежности бессвинцовых и комбинированных паяных соединений [1] прочли специалисты ОАО «Авангард» Н. Н. Иванов и В. Д. Ивин. Конечно, рекомендации по пайке «бессвинцовых» компонентов припоем типа ПОС-61 можно сделать только после завершения работ ОАО «Авангард». Но работающие предприятия до получения окончательных рекомендаций на свой страх и риск принимают индивидуальные решения, чтобы не останавливать текущее производство.

Сложившаяся практика использования импортных компонентов с пайкой оловянно-свинцовыми припоями позволяет сформулировать общие рекомендации по технологии пайки.

1. Все компоненты, предназначенные для бессвинцовой пайки, имеют покрытия, смачиваемые при определенных условиях оловянно-свинцовыми припоями [1]. Мало того, сертификационные центры (вторые поставщики компонентов) проверяют паяемость (смачиваемость) выводов по стандартной методике ГОСТ 28235-89 (МЭК 68-2-54-85) с припоем ПОС-61 и флюсом ФКСп. Значит, здесь проблем возникнуть не может.
2. Теперь уже все убедились, что все компоненты и печатные платы должны к процессу пайки приходить сухими [3]. Это связано с относительно длительным временем пребывания элементов паяного узла в зоне группового нагрева. Это и раньше было актуально, особенно при автоматизированной пайке волной припоя, да и при пайке паяльниками. Особенно влажным летом. Сейчас, при групповых методах пайки, необходимость удалять влагу и хранить компоненты и платы в сухих камерах стала очевидным требованием для предотвращения эффекта типа «попкорн» и дефектов в виде расслоения плат.

На упаковках теперь указывается возможное время пребывания компонентов в распакованном состоянии до пайки. Высушенные платы могут быть использованы в течение одной смены. Если же проводится ручная установка компонентов на плату, то приходится использовать дополнительную сушку до пайки.

3. Гораздо сложнее обстоит дело с компонентами типа BGA с шариковыми выводами из бессвинцовых припоев. Дело в том, что непременным условием качественной пайки BGA-компонентов является расплавление шариков выводов. При температурах групповой пайки оловянно-свинцовыми припоями бессвинцовые шарики выводов не расплавляются полностью (жидко-текучее состояние), что необходимо для «осаживания» корпуса BGA и ориентирования его на монтажном поле платы. Некоторые [2] предлагают варварский способ решения этой проблемы: проводить процесс «реболлинг». Это замена бессвинцовых шариков на оловянно-свинцовые. При этом корпус подвергается воздействию минимум двух термоударов и теряются все гарантированные обязательства на BGA-компоненты.

Более приемлема пайка BGA-компонентов с бессвинцовыми шариками на паяльную пасту на основе оловянно-свинцового припоя. Испытания, проведенные специалистами ОАО «Авангард», подтвердили это. Очевидно, что расплавленный оловянно-свинцовый припой смачивает поверхность шариковых выводов, растекается по их поверхности и образует с ними надежную прочную химическую и металлургическую связь [1]. Внешнее проявление завершения пропая шариковых выводов BGA — диффузия свинца из ПОС по всему объему шарика [1].

4. Тем не менее, термопрофиль пайки (время, температура и т. д.) определяется типом BGA [4]. Хорошо, когда схемотехники и конструкторы учитывают необходимость подбора BGA-компонентов с одинаковым термопрофилем пайки. Но, как правило, они игнорируют требования производства. Тогда при наличии BGA-компонентов с разными циклограммами пайки на плату необходимо первоначально устанавливать только BGA с минимальными температурами пайки. Остальные BGA-компоненты устанавливаются и паяются позже на ремонтном центре типа Martin.
5. Все BGA-компоненты должны храниться в герметично закрытой таре и извлекаться из нее только при наличии полного комплекта компонентов, чтобы время от распаковки до начала пайки было максимально ограничено.

При наличии BGA-компонентов не в герметичной упаковке они должны быть выдержаны в шкафах сухого хранения для извлечения накопившейся влаги и храниться в этих шкафах до использования в сборке.

6. Паять электронные узлы с BGA-компонентами следует в туннельных печах с количеством зон нагрева не менее чем по 8 сверху и снизу и минимум по две зоны охлаждения сверху и снизу. Хорошо, когда на узле отсутствуют «теневые» эффекты.

Минимальный набор задаваемых и поддерживаемых параметров: температура для каждой зоны отдельно, минимальный допуск на поддержание температуры, скорость конвейера, скорость потока горячего газа снизу и сверху, скорость потока холодного воздуха в зоне охлаждения.

7. Но лучшие условия для пайки электронных узлов с разнородными элементами создает технология конденсационной пайки [5]. В конденсационных печах невозможны перегревы, в том числе и локальные, даже при наличии на одной плате совершенно разнородных электронных компонентов по габаритам и массе. Главное их преимущество: температура пайки определяется температурой кипения (конденсации) рабочей жидкости, время — завершением процесса конденсации.
8. Предпочтительное покрытие монтажных поверхностей на плате под пайку — иммерсионное олово с разделительным барьерным слоем из органического металла между оловом и медью, который предотвращает образование интерметаллидов и за счет этого сохраняет паяемость в течение длительного времени (по крайней мере, гораздо более года) [6]. Иммерсионное олово — хорошая альтернатива иммерсионному золоту, которому свойственна непредвиденная потеря паяемости. Это обусловлено высокой температурой процесса осаждения никеля (подслоя) и золота (~85 °С) и избыточной концентрации фосфора в растворе осаждения, а также иногда и из-за остатков тонких пленок на золоте, когда паяльная маска формируется по иммерсионному золоту.
9. Для пайки нужно использовать паяльные пасты и флюсы в соответствии с рекомендациями для данного типа BGA. При их отсутствии использовать паяльную пасту на основе припоя типа ПОС-61. Например, водосмывная паста Sn63Pb37 со слабоактивированным флюсом типа R562 фирмы KESTER для нанесения через трафарет (IPC/J-STD-004 Flux Designator ORM0).
10. Если в структуре плат присутствуют «толстые» слои «земли» и питания, и они для отвода тепла контактно замыкаются на металлизированные торцы печатных плат, или если плата припрессована к металлическому основанию, то электронный узел на основе этого монтажного основания нельзя паять в туннельной печи с ИК или конвекционным нагревом. Единственная технология, приемлемая для таких монтажных оснований, — конденсационная пайка. При ее отсутствии можно сначала паять BGA-компоненты на установке Martin, а затем вручную допаивать все остальное.
11. Признак качественной пайки BGA-компонентов: корпус с шариковыми выводами должен «просесть» за счет расплавления паяльной пасты и сориентироваться на контактных площадках печатной платы.
12. Отмывать электронные узлы нужно в предусмотренных для этого жидкостях. Окончательную отмывку нужно проводить в деионизированной воде при температуре 55…65 °С. Для хорошей промывки пазух под корпусами BGA-компонентов целесообразно использовать ультразвук [7].
13. Качество пайки можно контролировать на эндоскопе с подсветом, например от фирмы ERSA. Но эндоскоп позволяет увидеть только несколько рядов паек и «не видит» поры в паяных соединениях, поскольку смешанная технология пайки BGA-компонентов отличается от стандартной своеобразием образования паяных соединений. Для хорошей гарантии качества лучше контролировать их на специализированной рентгеновской установке.

Предложенные читателям рекомендации авторы сформулировали на основании своего опыта в реальном производстве электронных модулей по смешанной технологии. Эти рекомендации не претендуют на «истину в последней инстанции». Но авторы надеются, что они помогут специалистам-технологам осваивать новые процессы и послужат началом обмена опытом в современной сложной обстановке применения компонентов, предназначенных для бессвинцовой пайки, с их пайкой оловянно-свинцовыми припоями с сопутствующими им флюсами.

С согласия редакции авторы предлагают читателям направлять в журнал короткие заметки с критикой предложенных рекомендаций и собственные результаты использования смешанных технологий пайки «бессвинцовых» компонентов.

Предложенные рекомендации одобрены Гильдией профессиональных технологов приборостроения.

Литература

1. Материалы Международной научно-практической конференции «Совершенствование производства радиоэлектронной аппаратуры с использованием бессвинцовых и смешанных технологий пайки». 27–28 апреля 2009 г.
2. Лейтас И. Л. Проблемы бессвинцовой пайки в контрактном производстве электронных модулей / Международный семинар «Проблемы бессвинцовых технологий производства электроники». Москва, ООО «Предприятие Остек», 13–14 марта 2007 г.
3. Сержантов А., Медведев А. Процессы увлажнения и сушки печатных плат // Технологии приборостроения. 2007. № 1.
4. Медведев А., Арсентьев С. Маркировка компонентов, печатных плат и электронных сборок на присутствие/отсутствие свинца // Компоненты и технологии. 2008. № 7.
5. Fillor U., Zabel C. Надежность процесса для бессвинцовой пайки // Технологии в электронной промышленности. 2007. № 4.
6. Медведев А. Покрытия под пайку // Технологии в электронной промышленности. 2006. № 2.
7. Медведев А. Ультразвуковая очистка поверхности печатных плат // Производство электроники. 2006. № 1.

Скачать статью в формате pdf

Что такое реболлинг? Для чего нужен. Технология реболлинга

Термин реболлинг (реболлинг от англ. reballing — «лечение» отвала BGA чипов) — это замена шариков припоя, которые располагаются под электронными BGA-компонентами.

Является частью процесса re-work — ремонта электроники (PCB, печатных плат) с помощью паяльной станции (воздушной или инфракрасной) и/или термофена.

Реболлинг нужен в том случае, когда происходит отвал в местах соприкосновения чипа (BGA) и платы (PCB). Компонент (чип) перестаёт работать вследствие нарушения электрического контакта.

В большинстве случаев проблема так называемого отвала чипа происходят из-за деформации при перегреве или из-за использования низкокачественного припоя. В свою очередь к деформации и отвалу шаров припоя может приводить эксплуатация электроники в условиях постоянного перегрева.

Мы настоятельно рекомендуем проводить чистку ноутбука от пыли и замену термопасты не реже 1 раза в год для профилактики перегрева ноутбука.

До принятия дериктивы RoHS (Данная директива ограничивает использование потенциально опасных элементов в электротехническом и электронном оборудовании, в данном случае свинец) производители применяли припои с содержанием свинца. После принятия директивы в 2006 году свинцовые припои попали под запрет, и, компании были вынуждены использовать другие сплавы. Вследствие этого с 2006 года количество брака в электронике выросло в несколько раз.

Реболлинг чаще всего применяется при ремонте ноутбуков (материнских плат) и ремонте видеокарт, так как стоимость процедуры намного меньше стоимости целого модуля. При замене северного моста реболлинг не производиться, если чип сразу встал на свою место.

Видео: реболлинг BGA

Источник видео: https://www.youtube.com/user/fineplacer

Как происходит весь техпроцесс реболлинга

Защита от статического электричества. Статическое электричество опасно для компонентов BGA!

Ниже приведён небольшой список средств для защиты от статики (ESD-Защита):

• Антистатический браслет и иные заземляющие устройства
• Антиэлектростатические вещества (например аэрозоль Антистатик)
• Всеразличные увлажнительные приборы или Ионизаторы

Демонтаж BGA Компонента

Демонтаж BGA компонентов намного сложнее, чем кажется на первый взгляд! Для качественного демонтажа необходимо наличие паяльной станции (желательно профессиональной инфракрасной паяльной станции) в состав который входит: термостол, верхний нагреватель на штативе и регулятор температуры желательно с возможностью работы по заданному термопрофилю! После прогрева платы,BGA компонент нужно быстро снять в момент оплавления выводов! Снимать можно механическим или вакуумным пинцетом. (Вакуумным безопаснее меньше шанс повредить плату во время снятия!)

Инструменты и материалы

• Инфракрасная или воздушная паяльная станция (Станция Фен+Паяльник не подходит, обратите внимание на рисунок ниже чтобы понять о чём идёт речь)
• Фольга (Для защиты компонентов вокруг BGA чипа)
• Механический или вакуумный пинцет
• Флюс
• Рамочный держатель или Фторопластовые стойки

Последовательность действий

1. Шаг 1 — Установка платы

   Установите плату в рамочный держатель или на фторопластовые стоики неисправным компонентом к вверху, и поместите на термостол паяльной станции.

2. Шаг 2 — Подготовка к пайке

   Нанесите флюс вокруг BGA компонента, закройте фольгой компоненты вокруг чипа, установите термодатчик вблизи от BGA компонента для контроля работы по термопрофилю.

3. Шаг 3 — Пайка

   Установите верхний нагреватель над неисправным компонентом задайте термопрофиль для пайки и ждите завершения.

4. Шаг 4 — Снятие BGA компонента

После того как процесс пайки завершиться быстро снимите Компонент при помощи вакуумного или механического пинцета.

Процесс снятия шариковых выводов (деболлинг)

После снятия BGA компонента с платы необходимо убрать оставшийся припой как с платы, так и с самого компонента!(собственно эта процедура и называется деболлинг) Существует много инструментов, которые позволяют снять остатки припоя с BGA компонента. Это могут быть как вакуумные инструменты с горячим воздухом, так и паяльники, так же существуют низкотемпературные установки пайки волной, которые более предпочтительны в данном случае, они не сильно нагревают компонент, из чего следует что шансов повредить компонент нагревом стремиться к нулю!
Поскольку паяльники с температурным контролем пайки не так редки, мы опишем процесс деболлинга с использованием паяльника с жалом.

Внимание: Процесс деболлинга содержит множество потенциально опасных для чипа механических и температурных стрессов, по этому следует быть аккуратней.

Инструменты и материалы

• Флюс
• Паяльник
• Изопропиловые салфетки
• Оплётка (Плетёнка) (Медная лента для удаления припоя)
• Антистатический коврик (Излишней ESD защиты не бывает)

Дополнительные рекомендуемые инструменты

• Микроскоп
• Вытяжка для облегчения удаления дыма, образующихся в процессе выпаивания
• Защитные очки
• Подготовка

1. Разогрейте паяльник.
2. Убедитесь что вы защищены от статики.
3. Перепроверьте каждый чип на загрязнение, пропущенные контактные площадки, а также паяемость.
4. Оденьте защитные очки.

Примечание: Проведение сушки компонента, для удаления влажности рекомендуется делать до выполнения его деболлинга.

Последовательность действий

1. Шаг 1 — Нанесение флюса на BGA компонент:

   Положите BGA компонент на антистатический коврик, стороной контактных площадок вверх. Нанесите равномерно Флюс пасту на BGA компонент. (Слишком малое количество флюса сделает процесс деболлинга затруднительным.)

2. Шаг 2 — Снятие шариков припоя:

   Используя плетёнку и паяльник, чтобы снять шарики припоя с контактных площадок Чипа. Положите плетенку на чип поверх флюса, после чего прогревайте паяльником. Перед тем, как сместить плетенку по поверхности чипа, дождитесь чтобы паяльник ее прогрел и расплавил шарики припоя.

   ВНИМАНИЕ:

   Не надавливайте на чип жалом паяльника. Излишнее давление может повредить чип или поцарапать контактные площадки. Для достижения лучших результатов , прочистите BGA компонент с помощью чистого куска плетенки.

3. Шаг 3 — Очистка чипа

   После Удаления припоя с поверхности чипа, Сразу же очистите чип с помощью салфетки, смоченной в изопропиловом спирте. Своевременная очистка чипа облегчит удаление остатков флюса.

   Протирая поверхность чипа, удалите с него флюс. Постепенно сдвигайте чип при протирке на более чистые участки салфетки. При очистке всегда поддерживайте за противоположную сторону чипа.

   Примечание:

   1. Никогда не очищайте BGA чип загрязненным участком салфетки.

   2. Всегда используйте новую салфетку для каждого нового чипа.

4. Шаг 4 — Проверка

   Рекомендуется, чтобы проверка проводилась под микроскопом.

   Проверяйте чистоту контактных площадок, поврежденные площадки и неудаленные шарики припоя.

   Примечание:

   Поскольку флюс имеет коррозийное действие, рекомендуется провести дополнительную очистку, в случае, если реболлинг чипа не будет сделан сразу.

5. Шаг 5 — Промывка

   Нанесите деионизованную воду (Вода не имеющая электически заряженных частиц.(ионов)) на контактные площадки чипа и потрите их щеткой (можно использовать обычную зубную щётку). Это поможет смыть остатки флюса с чипа. После чего просушите чип сухим воздухом. Повторно проверьте поверхность (Шаг 4).

Если чип будет некоторое время лежать без нанесенных шариков, необходимо убедиться. Что его поверхность очень чистая. Погружение чипа в воду на любой промежуток времени НЕ РЕКОМЕНДУЕТСЯ.

Подготовка к монтажу BGA компонента

Инструменты и материалы

• BGA трафарет
• Держатель для трафарета
• Флюс
• Деионизованная вода
• Поддон для очистки
• Щетка для очистки
• Пинцет
• Кислотоупорная щетка
• Печь оплавления или система пайки

Дополнительно рекомендуемые инструменты

• Микроскоп
• Напальчники
• Подготовка

Перед тем, как вы начнете, убедитесь, что фиксатор для трафарета чист.

Последовательность действий

Выставьте температурный профиль для оборудования, выполняющего оплавление припоя.

1. Шаг 1 — Вставка трафарета

   Разместите трафарет в фиксаторе. Убедитесь, что трафарет плотно зафиксирован. Если трафарет согнут или помят в фиксаторе, процесс восстановления не получится. Помятие, как правило, является следствием загрязнения фиксатора или плохой его регулировки под трафарет.

2. Шаг 2 — Нанесите флюс на чип

   Используйте шприц для нанесения небольшого количества флюса на чип.

   Примечание: Перед тем как начать, убедитесь. что поверхность чипа чиста.

3. Шаг 3 — Распределение флюса по поверхности чипа

   Используя кисточку равномерно распределите флюс по стороне контактных площадок BGA чипа. Постарайтесь покрыть каждую контактную площадку тонким слоем флюса.

   Убедитесь, что все контактные площадки покрыты флюсом. Старайтесь нанести флюс тонко и равномерно, при толстом слое будет плохой контакт между шариками припоя и контактными площадками.

4. Шаг 4 — Вставка чипа

   Поместите BGA компонент в трафоретный держатель, контактными площадками к вверху.

5. Шаг 5 — Наложение трафарета

   Наложите сферху трафарет, напомним то что трафарет уже в фиксаторе (верхняя крышка трафаретного держателя), и зафиксируйте так чтобы трафарет прилегал к контактным площадкам.

6. Шаг 6 — Накатка Шаров

   Высыпте нужное количество шариков припоя на трафарет, наклонными движениями трафаретного держателя раскатывайте шарики, после того как шарики встанут на свои места в трафарете уберите излишки кисточкой.

7. Шаг 6 — Оплавление

   Поместите трафарет в горячую конвекционную печь или станцию для реболлинга горячим воздухом или ИК, и запустите цикл оплавления.

   В любом случае используемое оборудование должно быть настроено на разработанный для чипа BGA термопрофиль.

8. Шаг 7 — Охлаждение

   Выньте фиксатор из печи или станции для реболлинга и поместите его в проводящий поддон. Оставьте чип охладиться примерно на пару минут, перед тем, как вынуть его из фиксатора.

9. Шаг 8 — Выемка BGA чипа

   После того, как чип охладился, выньте его из фиксатора и поместите его в поддон для очистки, стороной шариковых выводов вверх.

10. Шаг 9 — Вымачивание

    Нанесите деионизованную воду на трафарет BGA и подождите примерно секунд тридцать, прежде чем продолжить.

11. Шаг 10 — Снятие трафарета

    Используя тонкий пинцет снимите трафарет с чипа. Лучше всего начинать с угла, постепенно снимая трафарет. Трафарет должен быть снят за один прием. Если он вдруг не снимается, добавьте еще деионизованной воды и подождите еще 15 — 30 секунд, перед тем, как продолжить.

12. Шаг 11 — Очистка от фрагментов грязи

    Возможно, после снятия трафарета останутся небольшие фрагменты частиц или грязи. Уберите их с помощью иголки или пинцета.

    ВНИМАНИЕ:

    Кончик пинцета острый, поэтому может поцарапать паяльную маску на чипе, если вы не будете осторожны.

13. Шаг 12 — Очистка

    Сразу после того, как вы сняли трафарет с чипа, очистите его с помощью деионизованной воды. Нанесите небольшое количество деионизованной воды и потрите чип щеточкой.

    ВНИМАНИЕ:

    Поддерживайте чип, пока чистите его щеткой во избежание механического повреждения.

14. Шаг 13 — Промывка чипа BGA

    Промойте чип деионизованной водой. Это поможет удалить маленькие частицы флюса и грязи, оставшиеся после предыдущих этапов очистки.

    Дайте чипу высохнуть на воздухе. Не протирайте его салфетками или тряпочками.

15. Шаг 14 — Проверка качества нанесения

Используйте микроскоп для проверки чипа на загрязнение, пропущенные шарики или остатки флюса. При необходимости повторной чистки, повторите шаги 11 — 13.

Очистка фиксатора

В течение процесса реболлинга BGA, фиксатор становится все более липким и загрязненным. Необходимо очистить остатки флюса с фиксатора для того, чтобы трафарет сидел в нем правильно. Ниже описанный процесс подходит как для гибких, так и для жестких фиксаторов. Для лучшей очистки неплохо применять ванну с ультра звуковой очисткой

Инструменты и материалы

• Поддон для очистки
• Щеточка
• Стакан
• Деионизованная вода

Дополнительно рекомендуемый инструмент

• Маленькая чашка или баночка

1. Шаг 1 — Вымачивание

   Вымочите фиксатор для трафаретов BGA в теплой деионизованной воде примерно 15 минут.

2. Шаг 2 — Чистка с деионизованной водой

   Выньте фиксатор из воды и потрите его щеткой.

3. Шаг 3 — Промывка фиксатора

   Промойте фиксатор деионизованной водой. Дайте ему высохнуть на воздухе.

Монтаж BGA компонента

После того как мы сделали реболлинг очистили и проверили чип необходимо убедиться в том что контактные площадки на плате очищены от остатков припоя и грязи.

И только после проверки начать монтаж компонента для этого нужно нанести на контактные площадки тонкий слой флюса устоновить чип для дальнейшей пайки. Расположение чипа должно точно совподать с контактными площадками.

Отпустить верхний нагреватель и запустить заданный термопрофиль.

Источник: http://x-sys.ru.

Читайте также:

в магазине bga socket — суперскидки на bga socket на AliExpress

Отличные новости! Вы находитесь в нужном месте для сокета bga. К настоящему времени вы уже знаете, что что бы вы ни искали, вы обязательно найдете это на AliExpress. У нас буквально тысячи отличных продуктов во всех товарных категориях. Ищете ли вы товары высокого класса или дешевые и недорогие оптовые закупки, мы гарантируем, что он есть на AliExpress.

Вы найдете официальные магазины торговых марок наряду с небольшими независимыми продавцами со скидками, каждый из которых предлагает быструю доставку и надежные, а также удобные и безопасные способы оплаты, независимо от того, сколько вы решите потратить.

AliExpress никогда не уступит по выбору, качеству и цене.Каждый день вы будете находить новые онлайн-предложения, скидки в магазинах и возможность сэкономить еще больше, собирая купоны. Но вам, возможно, придется действовать быстро, поскольку этот топовый разъем BGA в кратчайшие сроки станет одним из самых востребованных бестселлеров. Подумайте, как вам будут завидовать друзья, когда вы скажете им, что купили гнездо bga на AliExpress. Благодаря самым низким ценам в Интернете, дешевым тарифам на доставку и возможности получения на месте вы можете еще больше сэкономить.

Если вы все еще не уверены в разъеме bga и думаете о выборе аналогичного товара, AliExpress — отличное место для сравнения цен и продавцов.Мы поможем вам решить, стоит ли доплачивать за высококлассную версию или вы получаете столь же выгодную сделку, приобретая более дешевую вещь. А если вы просто хотите побаловать себя и потратиться на самую дорогую версию, AliExpress всегда позаботится о том, чтобы вы могли получить лучшую цену за свои деньги, даже сообщая вам, когда вам будет лучше дождаться начала рекламной акции. и ожидаемая экономия.AliExpress гордится тем, что у вас всегда есть осознанный выбор при покупке в одном из сотен магазинов и продавцов на нашей платформе.Реальные покупатели оценивают качество обслуживания, цену и качество каждого магазина и продавца. Кроме того, вы можете узнать рейтинги магазина или отдельных продавцов, а также сравнить цены, доставку и скидки на один и тот же продукт, прочитав комментарии и отзывы, оставленные пользователями. Каждая покупка имеет звездный рейтинг и часто имеет комментарии, оставленные предыдущими клиентами, описывающими их опыт транзакций, поэтому вы можете покупать с уверенностью каждый раз. Короче говоря, вам не нужно верить нам на слово — просто слушайте миллионы наших довольных клиентов.

А если вы новичок на AliExpress, мы откроем вам секрет. Непосредственно перед тем, как вы нажмете «купить сейчас» в процессе транзакции, найдите время, чтобы проверить купоны — и вы сэкономите еще больше. Вы можете найти купоны магазина, купоны AliExpress или собирать купоны каждый день, играя в игры в приложении AliExpress. Вместе с бесплатной доставкой, которую предлагают большинство продавцов на нашем сайте, вы сможете приобрести socket bga по самой выгодной цене.

У нас всегда есть новейшие технологии, новейшие тенденции и самые обсуждаемые лейблы. На AliExpress отличное качество, цена и сервис всегда в стандартной комплектации. Начните самый лучший шоппинг прямо здесь.

.

Ремонт компонентов BGA

Для просмотра этого видео включите JavaScript и рассмотрите возможность обновления до веб-браузера, поддерживающего видео HTML5.

Мы признаны лидером в сфере услуг по ремонту BGA и получили квалификацию компаний по всему миру. Независимо от того, есть ли у вас одна плата или тысяча плат для доработки, мы — компания, к которой можно обратиться за услугами по доработке BGA.

У нас есть решения для любого типа, когда вам потребуется переделка или ремонт BGA. Услуги включают:
✔ Удаление, замена или утилизация компонентов BGA
✔ Рентгеновский контроль
✔ Изменения схемы схемы на объектах BGA
✔ Ремонт поднятых или отсутствующих контактных площадок BGA
✔ Ремонт припоя маска на объектах BGA
✔ Реболлинг компонентов BGA

Мы оснащены 7 первоклассными системами восстановления BGA и штатом инженеров и операторов с глубокими знаниями и опытом в сложном процессе BGA переделка.

Мы делаем рентгеновский снимок каждого участка ремонта BGA и проверяем на предмет аномалий, чтобы обеспечить высочайшее качество. Мы также предлагаем услуги рентгеновского контроля с использованием новейших технологий рентгеновского контроля.

Эта комбинация обеспечивает повторяемый процесс для каждого проекта, отвечающего самым высоким стандартам качества.

Мы также заменяем отсутствующие или поврежденные контактные площадки BGA в соответствии с процедурами, рекомендованными IPC. В этих процедурах используются специально изготовленные контактные площадки BGA с клейкой основой, которые термически прикрепляются к поверхности платы.

Когда ваша конструкция требует изменения или модификации, использование стандартных перемычек обычно не является вариантом. Перемычки просто слишком толстые, чтобы поместиться под BGA-компонентом. Мы первыми разработали оригинальную процедуру модификации с использованием плоской медной ленты, достаточно тонкой, чтобы поместиться под компоненты BGA.

Типы пакетов компонентов, которые регулярно переделываются, включают:
PBGA (пластиковая сетка с шариками), TBGA (решетка из ленточных шариков), uBGA (Micro BGA), CCGA (решетка керамических колонн), CBGA (решетка с керамическими шариками), CPGA (керамическая сетка контактов), LGA (Land Grid Array), QFN (Quad Flat No Leads), PoP (пакет на упаковке), Несколько стопок пакетов, Платы Interposer, Тестовые щупы и другие щупы BGA.

Чтобы отправить нам печатные платы для ремонта или доработки BGA, воспользуйтесь нашей онлайн-формой отслеживания заказов.

.