Moderni radioelektronski uređaji ne mogu se zamisliti bez mikro krugova - složenih dijelova u koje su, zapravo, integrirane desetine, pa čak i stotine jednostavnih, elementarnih komponenti.
Mikročipovi čine uređaje laganim i kompaktnim. To morate platiti praktičnošću i jednostavnošću ugradnje i prilično visokom cijenom dijelova. Cijena mikrokola ne igra važnu ulogu u određivanju ukupne cijene proizvoda u kojem se koristi. Ako se takav dio ošteti tijekom instalacije, prilikom zamjene novim, trošak se može značajno povećati. Nije teško zalemiti debelu žicu, veliki otpornik ili kondenzator, sve što vam je potrebno su osnovne vještine lemljenja. Mikrokrug mora biti zalemljen na potpuno drugačiji način.
Kako biste izbjegli dosadne nesporazume, prilikom lemljenja mikro krugova potrebno je koristiti određene alate i pridržavati se određenih pravila na temelju velikog iskustva i znanja.
Za lemljenje mikro krugova možete koristiti razne uređaje za lemljenje, od najjednostavnijeg - lemilice, do složenih uređaja i stanice za lemljenje korišćenjem infracrvenog zračenja.
Lemilo za lemljenje mikro krugova treba biti male snage, po mogućnosti dizajnirano za napon napajanja od 12 V. Vrh takvog lemilice treba biti oštro naoštren na konus i dobro kalajisan.
Za odlemljivanje mikro krugova može se koristiti vakuumska pumpa za odlemljivanje - alat koji vam omogućava da jedan po jedan uklonite lem s nogu na ploči. Ovaj alat je sličan špricu u kojem je klip oprugom opterećen prema gore. Prije početka rada utiskuje se u tijelo i fiksira, a po potrebi se otpušta pritiskom na dugme i podiže se pod dejstvom opruge, skupljajući lem sa kontakta.
Toplozračna stanica se smatra naprednijom opremom, koja omogućava i demontažu mikro krugova i lemljenje toplim zrakom. Ova stanica u svom arsenalu ima fen za kosu sa podesivom temperaturom protoka vazduha.
Komad opreme kao što je stol za grijanje je vrlo popularan kod lemljenja mikrokola. Zagreva ploču odozdo, dok se montaža ili demontaža vrši odozgo. Opciono, stol za grijanje može biti opremljen gornjim grijanjem.
U industrijskim razmjerima, lemljenje mikro krugova se provodi posebnim strojevima koristeći infracrveno zračenje. U ovom slučaju, krug se prethodno zagrijava, direktno lemljuje, a kontakti nogu se hlade korak po korak.
Kod kuce
Za popravak kompleksa može biti potrebno lemljenje mikro krugova kod kuće kućanskih aparata, kompjuterske matične ploče.
U pravilu, za lemljenje nogu mikrokruga koristite lemilicu ili pištolj za lemljenje.
Rad s lemilom izvodi se uobičajenim lemom ili pastom za lemljenje.
U posljednje vrijeme za lemljenje se sve više koristi bezolovni lem s višom tačkom topljenja. To je neophodno kako bi se smanjilo štetno djelovanje olova na organizam.
Koja oprema će biti potrebna?
Za lemljenje mikro krugova, osim same opreme za lemljenje, trebat će vam još neka druga oprema.
Ako je mikro krug nov i napravljen u BGA paketu, tada se lem već nanosi na noge u obliku malih kuglica. Otuda i naziv - Ball Grid Array, što znači niz loptica. Ova kućišta su dizajnirana za površinsku montažu. To znači da je dio ugrađen na ploču, a svaka noga je brzom i preciznom zalemljena na kontaktne pločice.
Ako je mikrokolo već korišćeno u drugom uređaju i koristi se kao korišćeni rezervni delovi, potrebno je izvršiti reballing. Reballing je proces vraćanja loptica za lemljenje na nogama. Ponekad se koristi i u slučaju oštrice - gubitak kontakta nogu sa kontaktnim zakrpama.
Da biste izvršili reballing, trebat će vam šablona - ploča od vatrostalnog materijala s rupama smještenim u skladu s položajem igle mikrokruga. Postoje gotove univerzalne šablone za nekoliko najčešćih tipova mikro krugova.
Lemna pasta i fluks
Za pravilno lemljenje mikro krugova moraju biti ispunjeni određeni uvjeti. Ako se rad izvodi lemilom, tada njegov vrh treba dobro kalajisati.
Za to se koristi fluks - tvar koja otapa oksidni film i štiti vrh od oksidacije prije nego što se obloži lemom tijekom lemljenja mikrokruga.
Najčešći fluks je borova kolofonija u čvrstom, kristalnom obliku. Ali ovaj tok nije prikladan za lemljenje mikrokola. Njegove noge i kontaktne tačke su tretirane tečnim fluksom. Možete ga napraviti sami rastvaranjem kolofonija u alkoholu ili kiselini ili ga možete kupiti gotovu.
U ovom slučaju, prikladnije je koristiti lem u obliku žice za punjenje. Ponekad može sadržavati fluks kolofonija u prahu. Možete kupiti gotove set za lemljenje za lemljenje mikro krugova, uključujući kolofonij, tekući fluks s četkom, nekoliko vrsta lemljenja.
Prilikom ponovnog balvanja koristi se pasta za lemljenje, koja je osnova od viskoznog materijala koji sadrži sitne kuglice lema i fluksa. Ova pasta se nanosi u tankom sloju na noge mikrokola sa stražnje strane matrice. Nakon toga, pasta se zagrijava fenom za kosu ili infracrvenim lemilom dok se lem i kolofonij ne istopi. Nakon stvrdnjavanja formiraju kuglice na nogama mikrokola.
Radni nalog
Prije početka rada potrebno je pripremiti sve alate, materijale i uređaje tako da budu pri ruci.
Prilikom ugradnje ili demontaže, ploča se može postaviti na termo stol. Ako se pištolj za lemljenje koristi za demontažu, tada da biste spriječili njegov utjecaj na druge komponente, morate ih izolirati. To se može učiniti ugradnjom ploča od vatrostalnog materijala, na primjer, traka izrezanih od starih ploča koje su postale neupotrebljive.
Kada koristite pumpu za odlemljivanje za demontažu, proces je precizniji, ali traje duže. Pumpa za odlemljivanje se „puni“ dok čisti svaku nogu. Kako se puni komadićima očvrslog lema, potrebno ga je očistiti.
Postoji nekoliko pravila lemljenja koja se moraju poštovati:
- Lemljenje mikro krugova na ploči mora se obaviti brzo kako ne bi došlo do pregrijavanja osjetljivog dijela;
- Možete držati svaku nogu pincetom tokom lemljenja kako biste dodatno odveli toplinu iz tijela;
- Prilikom ugradnje pomoću sušila za kosu ili infracrvenog lemilice, morate pratiti temperaturu dijela tako da se ne podigne iznad 240-280 °C.
Elektronski dijelovi su vrlo osjetljivi na statički elektricitet. Stoga je pri montaži bolje koristiti antistatičku prostirku koja se postavlja ispod ploče.
Zašto suvi čips?
Čipovi su mikro kola smeštena u BGA paketima. Ime je, očigledno, došlo od skraćenice koja je značila „Numerički integrisani procesor“.
Na osnovu iskustva, profesionalci imaju čvrsto mišljenje da strugotine tokom skladištenja, transporta i transporta upijaju vlagu, a tokom lemljenja povećavaju zapreminu i uništavaju deo.
Učinak vlage na čip se može vidjeti ako se potonji zagrije. Plikovi i mjehurići će se formirati na njegovoj površini mnogo prije nego što temperatura poraste na vrijednost dovoljnu da otopi lem. Može se samo zamisliti šta se dešava unutar dela.
Kako bi se izbjegle neželjene posljedice vlage u tijelu čipa, prilikom ugradnje ploča, čipovi se suše prije lemljenja. Ovaj postupak pomaže u uklanjanju vlage iz kućišta.
Pravila sušenja
Sušenje strugotine mora se vršiti poštujući temperaturne uslove i trajanje. Novi čips koji je kupljen u prodavnici, skladištu ili poslat poštom preporučuje se da se suši najmanje 24 sata na temperaturi od 125 °C. Za to možete koristiti posebne peći za sušenje. Čip možete osušiti tako što ćete ga staviti na vruću ploču.
Temperatura sušenja mora se kontrolirati kako bi se spriječilo pregrijavanje i kvar dijela.
Ako je čips prije ugradnje osušen i uskladišten u normalnim sobnim uslovima, dovoljno je da se osuši 8-10 sati.
S obzirom na cijenu dijelova, očito je bolje da ih osušite kako biste s povjerenjem nastavili s instalacijom, nego pokušavati lemiti neosušen čip. Nevolje mogu rezultirati ne samo gubitkom novca, već i izgubljenim vremenom.
Pećnica za sušenje čipsa
Dobar dan. Morao sam da popravim laptop. I problem je nastao kako osušiti čip prije lemljenja. Poznato je da ako je čip vlažan, onda kada pokušate zalemiti takav čip, on će nabubriti s mjehurićima i neće raditi kako treba. I ja sam to imao par puta na početku. A uzimajući u obzir cijenu čipova, vrijeme njihove isporuke i složenost popravki, to je vrlo skupo. Mnogo sam tražio na internetu. Postoje različiti savjeti, od - osušite stolna lampa na kućnu pećnicu. Tu je i veoma skupa oprema. Meni lično nijedan savjet nije odgovarao (kao i moj prijatelj u Njemačkoj, on je dugo tražio nešto slično.). U teoriji, svaki čip bi trebao imati dokumentaciju koja opisuje na kojoj temperaturi i koliko dugo treba da se suši prije lemljenja. Ovo je tačno, ali nije uvijek dostupno većini servisera. Ako sumiramo sve informacije, ispada da za normalno sušenje čipa mora biti na temperaturi od približno 130 stepeni Celzijusa. oko 8-10 sati. To mu ne šteti, ali uklanja vlagu. Ne tvrdim da je originalan, ali želim da podijelim uređaj koji koristim ja i moj prijatelj u Njemačkoj (učinio sam to na moj savjet). Možda će i drugima biti od koristi. Od kada koristim ovaj uređaj, nikada nije bilo problema sa bilo kojim čipom, naručio sam ga i iz Kine i iz Rusije.
Pećnica za čips napravljen od otpadnog materijala tokom nekoliko vikenda. Tijelo je izrađeno od presovanog papira sa laminacijom. Radilo se o komadima ukrasnih ukrasa za namještaj, debljine 6 mm. Iako možete koristiti bilo koji materijal otporan na temperaturu (mora održavati temperaturu najmanje do 180 stepeni C. i više). Veze se izvode vijcima M3. As grijaćih elemenata Korišteni su keramički otpornici od 20 W nominalne vrijednosti 15 Ohma (možete koristiti od 10 do 18 Ohma). Samo 6 komada, jer je pećnica dizajnirana za istovremeno sušenje 2-3 čipsa. Za jedan čip će biti dovoljno 3-4 otpornika. Kao element za održavanje temperature korišten je elektromehanički termostat na 130 stepeni C. Za zaštitu (nije na slici), termo osigurač od 10 A, 180 stepeni C je pritisnut na jedan od otpornika odozdo. Svi otpornici su povezani paralelno. One. cijeli krug se sastoji od serijski povezanih: termo osigurača, termostata, grupe otpornika. Radi jasnoće, 12 V LED (ili 3,5 V kroz otpornik od 510 Ohma) spojen je paralelno s otpornicima. Cijeli uređaj se napaja kompjuterska jedinica napajanje (postojao je stari od 200 W). Iako će bilo koji izvor napajanja od 12 V i struja od oko 5 A biti prikladan, na vrhu uređaja je poklopac od istog materijala. Ovo poboljšava termičku stabilnost i smanjuje frekvenciju uključivanja.
Pros: jednostavnost izrade i dostupnost materijala. (Termostat i otpornici mogu se kupiti u gotovo svakoj radio trgovini).
Od minusa: Termostat ima veoma veliku histerezu, skoro 40 stepeni C. Odnosno, gasi se na 130 stepeni C, a uključuje se na 90 stepeni C. Ali to ni na koji način ne šteti čipu, naprotiv, ne dozvoljava da vrlo vlažni čip nabubri. Na fotografiji je uređaj odozdo (bez žica i termalnog osigurača) i stvarno u funkciji. Uređaj
Primjeri gotovih šablona
Sl.1 Primjeri gotovih šablona za restauraciju BGA kuglica
Slika 2 Renovirani kuglični vodi BGA čipa
Neophodna oprema
- Sušenje (preporučuje se za sušenje komponenti);
- Sistem za lemljenje toplim zrakom, konvekcijska pećnica ili pećnica za transport vrućeg zraka;
- Čaša za namakanje (preporučuje se za čišćenje šablona);
- Lemilo (ili drugi alat za uklanjanje BGA kuglica);
- Statički zaštićen radno mjesto;
- Mikroskop (preporučuje se za pregled);
- Diionizirana voda;
- Vrhovi prstiju.
Uvod
Sigurnosne metode
ventilacija:
Isparenja fluksa tokom lemljenja i odlemljenja mogu biti štetna. Koristite opće ili lokalne izduvne nape kako biste bili u skladu s maksimalno dozvoljenom koncentracijom štetnih tvari na radnom mjestu. Konsultujte tehnički list (MSDS) za materijale za lemljenje za dozvoljene maksimalne granice koncentracije.
Osobne zaštitne opreme:
Hemikalije koje se koriste u procesu reballinga mogu uzrokovati oštećenje dijelova kože. Koristite odgovarajuću sigurnosnu opremu kada obavljate aktivnosti čišćenja, lemljenja ili odlemljenja
Opasnosti od olova:
USEPA Grupa za procjenu karcinogena klasifikuje olovo i njegove legure kao teratogene, a njegove komponente kao kancerogene klase B-2.
Kada radite s komponentama osjetljivim na statički elektricitet, osigurajte da vaše radno područje bude bez statičkog elektriciteta koristeći sljedeće:
- Vrhovi prstiju;
- Provodljiva radna prostirka ili pokrivač stola;
- Uzemljene narukvice za petu ili zapešće.
Osjetljivost komponenti
Osetljivost na vlagu
Plastični BGA paketi upijaju vlagu. Proizvođač čipa određuje nivo osjetljivosti komponente na svakom pakovanju. Svaki nivo podložnosti ima vremensko ograničenje za spoljni uticaj povezan sa njim. JEDEC standard odražava vremensko ograničenje za vanjske utjecaje u standardu atmosferski pritisak, 30 stepeni C i 60% relativne vlažnosti. Naša uputstva takođe sadrže tabelu nivoa vlažnosti (pogledajte informacije ispod).
Osjetljivost na statički naboj
Slijed uklanjanja, ponovnog namotavanja i ponovnog instaliranja komponente na PCB stvara višestruke šanse da statička oštećenja ošteti komponentu. Pokušajte koristiti odgovarajuću zaštitnu opremu
Ako je dozvoljeno vrijeme izlaganja prekoračeno, JEDEC standard zahtijeva sušenje komponente. Standardno vrijeme sušenja je 24 sata na 125 stepeni C. Nakon sušenja komponentu treba staviti u vrećicu sa supstancom koja upija vlagu, koja će spriječiti ponovni ulazak vlage u nju. Ovo sušenje će pripremiti komponentu za proces lemljenja.
Osetljivost na temperaturu
BGA komponente su osjetljive na temperaturne promjene u sljedećim slučajevima:
- Brze promjene temperature dovest će do termičkog šoka zbog neravnomjerne raspodjele unutrašnjih temperatura unutar samog čipa. Brzo zagrijavanje samo jedne strane BGA čipa može uzrokovati toplinski šok na podlozi čipa.
- Povišena temperatura: Plastični BGA čipovi su najsličniji štampane ploče. Njihove podloge se sastoje od kaljenog stakla i tipično imaju Tg (temperatura staklenog prijelaza) od približno 230 stepeni C. Iznad temperature staklastog prijelaza, koeficijent toplinske ekspanzije počinje da raste, što negativno utiče na unutrašnje temperaturne šokove. Veoma je važno održavati podlogu za čipove ispod ove temperature.
- Nejednako temperaturno zagrijavanje: Preporučuje se korištenje peći s konvekcijom umjesto sistema lemljenja pištoljem. Za efikasno lemljenje komponenti potrebna je peć koja obezbeđuje ravnomerno zagrevanje komponenti vrući zrak pri maloj brzini može smanjiti vjerovatnoću termičkog udara zbog neravnomjernog zagrijavanja komponente. Sloj kugličnih provodnika pomaže da se kontaktni jastučići supstrata izoluju od vazduha. Vrijeme "kvašenja" u pećnici daje vremena za sve kontaktne pločice ravnomjerno natopljen lemom. Kada je proces povratnog toka profila temperature završen, kuglični vodovi su svijetlosmeđe boje. Visoke temperature puhanje može uzrokovati da terminali postanu tamno smeđi ili čak crni.
- Preporučuje se da BGA komponente nikada ne prelaze 220 stepeni C.
Osjetljivost na udar
Unutarnji udari nastaju zbog toplinskih gradijenata i naprezanja unutar strukture čipa. Toplotni udari su uočljiviji tokom procesa ponovnog nabijanja, čak i kada su prisutne obje vrste šokova. Da biste smanjili rizik od temperaturnog šoka, pažljivo pratite ciklus temperature procesa. Ujednačenost grijanja je ključna za minimiziranje udara na čip.
Proces skidanja loptica (deballing)
Postoji mnogo alata koji vam omogućavaju da uklonite ostatke lema sa BGA komponente. Tu spadaju vakuumski alati sa vrućim zrakom, lemilice sa vrhom i, najpoželjnije, jedinice za lemljenje na talasima niske temperature (220 stepeni C). Bilo koji od ovih alata, ako je to moguće. pravilnu upotrebu omogućava reballing.
Budući da lemilice s dobrom kontrolom temperature za lemljenje danas nisu tako rijetke i relativno su jeftine, opisati ćemo proces deballinga pomoću lemilice sa vrhom. Ostanite samopouzdani tokom procesa deballinga jer... sadrži mnoga mehanička i termička opterećenja koja su potencijalno štetna za čip.
Alati i materijali
- Tok;
- Lemilica;
- Izopropilne maramice (izopropil alkohol);
- Conductive mat.
- mikroskop;
- Hauba za olakšanje uklanjanja isparenja nastalih tokom procesa odlemljenja;
- Zaštitne naočale;
- Makaze.
Priprema
- Zagrijte svoje lemilo.
- Nosite jastučiće za prste.
- Prethodno provjerite svaki čip na kontaminaciju, nedostajuće jastučiće i lemljivost.
- Nosite zaštitne naočare.
Bilješka: Preporučuje se da se komponenta osuši kako bi se uklonila vlaga prije uklanjanja kuglica.
 | Korak 1 - Nanesite Flux na čip Stavite čip na provodljivu prostirku, podlogom okrenutom prema gore. Premalo protoka će otežati proces uklanjanja kugle. |
Slika 3 Izgrebani jastučići BGA čipa | Korak 2 - Uklanjanje kuglica Koristeći žicu za odlemljenje i lemilicu, uklonite kuglice za lemljenje sa jastučića čipa. Postavite pletenicu na vrh fluksa, a zatim je zagrijte lemilom odozgo. Prije pomicanja pletenice duž površine čipa, pričekajte da se lemilica zagrije i otopi kuglice za lemljenje. PAŽNJA: Nemojte pritiskati na čip lemilom. Prevelik pritisak može oštetiti čip ili izgrebati kontaktne pločice (vidi sliku 3). Za najbolje rezultate, očistite čip čistim komadom pletenice. Mala količina lema bi trebala ostati na jastučićima kako bi se ponovno namotavanje olakšalo. |
 | Korak 3 - Čišćenje čipaČip odmah očistite krpom namočenom u izopropil alkohol. Pravovremeno čišćenje čipa će olakšati uklanjanje ostataka fluksa. Izvadite salvetu iz vrećice i rasklopite je. Brisanjem površine čipa uklonite fluks s njega. Postepeno pomerajte čip dok brišete na čistije delove salvete. Prilikom čišćenja uvijek poduprite suprotnu stranu čipa. Nemojte savijati uglove čipa. Bilješka:
|
 Slika 4 Očistite BGA površinu
Slika 5 Prljava BGA površina | Korak 4 - Provjerite Preporučuje se da se pregled obavi pod mikroskopom. Provjerite ima li čistih jastučića, oštećenih jastučića i kuglica za lemljenje koje nedostaju. (Pogledajte slike 4 i 5) Bilješka: S obzirom da je fluks korozivan, preporučuje se dodatno čišćenje ako se strugotina ne ponovno ukruti odmah. |
 | Korak 5 - Dodatno čišćenje Nanesite dejoniziranu vodu na kontaktne jastučiće čipa i istrljajte ih četkom (možete koristiti običnu četkicu za zube). Bilješka: Za najbolje rezultate, prvo očetkajte strugotinu u jednom smjeru, a zatim je zarotirajte za 90 stupnjeva i četkajte u drugom smjeru. Zatim očistite kružnim pokretima. |
 | Korak 6 - IspiranjeČip temeljno očistite četkom i isperite dejonizovanom vodom. Ovo će pomoći u uklanjanju preostalog toka iz čipa. Zatim osušite čip suvim vazduhom. Ponovo provjerite površinu (korak 4). Ako će čip ležati neko vrijeme bez nanesenih kuglica, morate se uvjeriti. Da je njegova površina vrlo čista. NE PREPORUČUJE SE uranjanje čipa u vodu na bilo koji vremenski period. |
Proces nanošenja kugličnih vodilica (reballing)
Alati i materijali
- Repair stencil;
- Stencil clamp;
- Tok;
- Deionizirana voda;
- Ladica za čišćenje;
- Četka za čišćenje;
- Pincete;
- Četka otporna na kiseline;
- Reflow pećnica ili sistem za lemljenje vrućim zrakom.
- mikroskop;
- Vrhovi prstiju.
Priprema
- Prije nego što počnete, provjerite je li vaš držač šablona čist.
- Postavite temperaturni profil za opremu za reflow lemljenje.
 | Korak 1 - Umetanje šablona Stavite šablon u stezaljku. Uvjerite se da je šablona čvrsto obješena. Ako je šablona savijena ili udubljena u stezaljci, proces restauracije neće funkcionirati. To je obično posljedica kontaminacije stezaljke ili lošeg prilagođavanja matrici. |
 | Korak 2 - Nanesite fluks na čip Koristite špric da nanesete malu količinu fluksa na čip. Bilješka: Prije nego što počnete, uvjerite se. da je površina čipa čista. |
 | Korak 3 - Distribucija toka po površini čipa Pomoću četke ravnomjerno rasporedite fluks duž strane kontaktnih pločica BGA čipa. Pokušajte svaki jastučić premazati tankim slojem fluksa. Uvjerite se da su svi jastučići premazani fluksom. Tanji sloj fluksa radi bolje od debljeg sloja. |
 | Korak 4 - Umetanje čipa Postavite BGA komponentu u učvršćenje, sa stranom obloženom fluksom okrenutom prema šabloni. |
 | Korak 5 - Uznemiravanje komponente Stavite šablon i komponentu u stezaljku laganim pritiskom na komponentu. Uvjerite se da komponenta stoji ravno uz šablonu. |
 | Korak 6 - Reflow Stavite fiksativ u pećnicu s vrućom konvekcijom ili stanicu za ponovno nanošenje vrućeg zraka i pokrenite i pokrenite ciklus povratnog toka. U svakom slučaju, oprema koja se koristi mora biti konfigurirana prema termičkom profilu razvijenom za BGA čip. |
 | Korak 7 - Hlađenje Koristeći pincetu, uklonite držač iz pećnice ili stanice za ponovno kuglanje i stavite ga u provodnu ladicu. Ostavite čip da se ohladi oko nekoliko minuta prije nego što ga izvadite iz držača. |
 | Korak 8 - Uklanjanje BGA čipa Kada se čips ohladi, izvadite ga iz držača i stavite ga u posudu za čišćenje, kuglicom okrenutom prema gore. |
 | Korak 9 - Natapanje Nanesite dejoniziranu vodu na BGA šablon i pričekajte tridesetak sekundi prije nego što nastavite. |
 | Korak 10 - Uklanjanje šablona Pomoću fine pincete uklonite šablonu sa čipa. Najbolje je početi od ugla, postepeno uklanjajući šablonu. Šablon se mora ukloniti jednim potezom. Ako se ne skine, dodajte još deionizirane vode i pričekajte još 15 do 30 sekundi prije nego što nastavite. |
 | Korak 11 - Čišćenje fragmenata prljavštine Moguće je da će nakon uklanjanja šablone ostati sitni komadići čestica ili prljavštine. Uklonite ih pincetom. Samo lagano pomjerite jedan vrh pincete između kuglica komponente, hvatajući čestice drugim. PAŽNJA: Vrh pincete je oštar i može se ogrebati lemna maska na čipu ako nisi pažljiv. |
 | Korak 12 - Čišćenje Odmah nakon uklanjanja matrice sa čipa, očistite egeo dejonizovanom vodom. Nanesite malu količinu deionizirane vode i istrljajte čip četkom. PAŽNJA: Poduprite strugotinu tokom četkanja kako biste izbjegli mehanički stres. Bilješka: Za najbolje rezultate čišćenja prvo istrljajte četku u jednom smjeru, zatim je okrenite za 90 stupnjeva i oribajte u drugom. Završite proces čišćenja kružnim pokretima četke. |
 | Korak 13 - Ispiranje BGA čipa Isperite čip dejonizovanom vodom. Ovo će pomoći u uklanjanju sitnih čestica fluksa i prljavštine koje su ostale nakon prethodnih koraka čišćenja. Pustite da se iver osuši na vazduhu. Nemojte ga brisati salvetama ili krpama. |
 Slika 6 Očistite BGA kuglice
Slika 7. Ostaci korozije na dnu kuglica | Korak 14 - Provjera kvaliteta aplikacije Upotrijebite mikroskop da provjerite da li čip ima kontaminaciju, nedostajuće perle ili ostatke toka. Ako trebate ponovo očistiti, ponovite korake 11 - 13. PAŽNJA: Budući da se u procesu ne koristi čist fluks, potrebno je pažljivo čišćenje kako bi se spriječila korozija i daljnje kvarenje čipa. Bilješka: Koraci 9 - 13 se izvode nedvosmisleno. U nekim drugim fazama također je moguće koristiti čišćenje sprejom. |
Čišćenje držača
Kako proces BGA reballinga napreduje, fiksativ postaje sve ljepljiviji i prljaviji. Rice. 8 pokazuje tragove kontaminacije na zatvaraču. Potrebno je očistiti preostali fluks sa stezaljke kako bi šablona pravilno pristajala. Proces opisan u nastavku odnosi se i na fleksibilne i na krute pričvršćivače. Za bolje čišćenje, dobra je ideja koristiti ultrazvučnu kupku za čišćenje
Alati i materijali
- Ladica za čišćenje;
- Brush;
- Cup;
- Dejonizovana voda.
- Mala šolja ili tegla.
 | Korak 1 - Natapanje Potopite BGA fiksator za šablone u toplu dejoniziranu vodu otprilike 15 minuta. |
 | Korak 2 - Čišćenje deioniziranom vodom Uklonite držač iz vode i istrljajte ga četkom. |
 | Korak 3 - Ispiranje držača Isperite držač dejonizovanom vodom. Pustite da se osuši na vazduhu. |
Sušenje čipsa
Procedura sušenja je veoma važna kako bi se osiguralo da nema efekta "kokica" tokom procesa ponovnog balvanja čipsa. Preporučljivo je osušiti iver prije svake operacije ponovnog ukrućenja kako bi se eliminirala prisutnost vlage u daljnjem vremenskom periodu.
- Peć za sušenje;
- Paket koji štiti od vlage i statičkog naboja;
- Supstanca za sušenje (na primjer silika gel).
Priprema
- Prethodno provjerite svaki čip na kontaminaciju, nedostajuće kontaktne pločice i mogućnost lemljenja.
- Pripremite i očistite svoj radni prostor.
Korak 1 - Nivo vlažnosti strugotine
Izaberite željeni nivo vlažnosti čipa iz tabele ispod da biste odredili vreme potrebno za sušenje BGA komponente. Proizvođač BGA je dužan da naznači nivo osetljivosti čipa na vlagu. Također morate znati koliko vremena su vaši čipovi izloženi okolišu. Ako vreme ekspozicije premašuje nivo osetljivosti čipa za 2-5 puta, potrebno je 24 sata sušenja na 125 stepeni C.
Bilješka:
Ako niste sigurni u koje vrijeme je čips izložen vanjskoj atmosferi, bolje je pretpostaviti da je ono prekoračeno.
Specifikacije vlažnosti/temperature povratnog toka komponente SMT mogu se naći u standardu IPC/JEDEC J-STD 033A.
PAŽNJA:
Nikada ne sušite BGA komponente u plastičnim posudama napravljenim od materijala sa tačkom topljenja manjom od 135 stepeni C. Štaviše, nemojte koristiti posude na kojima nije jasno označena njihova maksimalna radna temperatura.
Ne dozvolite da kuglice za lemljenje dodiruju metalne površine tokom procesa sušenja.
Korak 2 - Sušenje
Podesite temperaturu i vreme u rerni u skladu sa nivoom vlažnosti. Kada pećnica dostigne potrebnu temperaturu, stavite BGA komponente u nju.
Korak 3 - Suvo pakovanje
Kada se sušenje završi, stavite komponente u statički zaštićenu vrećicu otpornu na vlagu sa svježom dozom sredstva za sušenje. Sredstvo za sušenje će vam pomoći da komponente budu suhe tokom skladištenja i transporta.
Tabela nivoa osjetljivosti na vlagu
| Nivo osjetljivosti | Vrijeme izlaganja (izvan zaštitne vrećice) na 30 stepeni C/60% relativne vlažnosti ili prema očekivanju |
| 1 | Neograničeno kada<= 30 градусов C/85% относительной влажности |
| 2 | 1 godina |
| 2a | 4 sedmice |
| 3 | 168 sati |
| 4 | 72 sata |
| 5 | 48 sati |
| 5a | 24 sata |
| 6 | Prisilno sušenje prije ugradnje. Nakon sušenja, mora se postaviti u roku naznačenom na njemu. |
Latch postavka
Najbolja stezaljka koja se koristi u većini slučajeva je fiksna stezaljka jer ne zahtijeva prethodno podešavanje. Naravno, možda neće postojati fiksne brave za sve vrste BGA. Ovo je polje aktivnosti za fleksibilne, prilagodljive zatvarače. Pokretna stezaljka se može podesiti na bilo koju vrstu i veličinu BGA komponente od 5mm - 57mm, kao i za pravougaone komponente.
Slika 10 Stezaljka sa izgubljenom okomitošću | Korak 1 - Podešavanje pokretne brave Otpustite sve krajnje zavrtnje tako da se dijelovi stezaljke mogu slobodno kretati, ali se uglovi između njih zadržavaju. Bilješka: Nemojte previše odvrnuti zavrtnje. Ako su šrafovi previše olabavljeni, biće teško održati stezaljku kvadratnom (vidi sliku 10). |
 Slika 11 Lokacija stepenica za montažu čipa | Korak 2 - Odredite potrebne dimenzije držača Podesite stezaljku tako da čip čvrsto stane u nju, a zatim zategnite zavrtnje. Na slici 11, strelice pokazuju lokaciju stepenica na rezi. Čip u rezi „sjedi“ na ove stepenice, a postavka reze bi trebala olakšati uklanjanje čipa iz njega ako je potrebno. |
 Slika 12 Savijanje šablone prilikom fiksiranja | Korak 3 — Provjera uklapanja BGA šablona Posljednji korak je provjeriti ugradnju čipa u stezaljku zajedno sa šablonom, provjeriti pristajanje stezaljke i prilagoditi je ako je potrebno. PAŽNJA:Šablona se ne smije savijati ili savijati nakon što je fiksirana. (primjer sl. 12). Ako šablona ne stane u stezaljku bez savijanja, ponovo podesite stezaljku. Bilješka: Slika 11 prikazuje šablon na vrhu čipa, samo da bolje prikaže krivulju šablona. U stvari, tokom procesa instalacije, čip bi trebao biti na vrhu šablona. |
Reflow Temperature Profile
Kao i kod svih procesa lemljenja, profil temperature je ključni element za uspješan proces. Sam proces reballinga BGA čipa je prilično jednostavan i ponovljiv za postavljanje temperaturnog profila za opremu za refluks vrućeg zraka;
Svaki BGA čip može zahtijevati drugačiji temperaturni profil. Počnite sa osnovnim profilom prikazanim u nastavku, prilagođavanjem tipa BGA materijala, težine i veličine BGA čipa trebalo bi dati prihvatljive rezultate.
Imajte na umu da se podešavanje profila zasniva na izmjerenoj temperaturi komponente. Temperatura u samoj pećnici se obično razlikuje od nje.
PAŽNJA: Ne zagrijavajte komponentu iznad 220 stepeni C, jer... ovo može uzrokovati neuspjeh.
Bilo koja oprema za topli vazduh opremljena sa:
- Vremenski kontrolirani ciklus grijanja;
- Raspon temperature grijanja 20 - 240 stepeni C;
- Cirkulirajući protok vazduha.
Ključne točke:
- Nagib temperaturne krive (rast temperature) je oko 1 stepen C/sekundi;
- Temperaturni vrh treba da bude između 200C - 210C;
- Prisustvo likvidus linije (183C) na 45-75 sekundi;
- Veće komponente ili hladnjaci će zahtijevati duže cikluse grijanja.
Mjerenje temperature komponenti
Da bi se kreirao profil radne temperature, termoparovi se postavljaju u različita područja komponente, a njihova očitanja se prate pomoću posebnog softvera, koji vam omogućava da pronađete optimalni profil reflow komponente. Ova metoda očitavanja osigurava ujednačena očitavanja grijanja i minimalni termički udar na komponentu koja se testira.
Protok zraka oko komponente uzrokuje njeno zagrijavanje. Kada se komponenta zagrije neravnomjerno, u njenom sastavu se javljaju temperaturni gradijenti (promjene temperature). Veliki temperaturni gradijent dovodi do termičkog udara, koji može oštetiti komponentu.
FAQ
P - Kako da znam da li je komponenta dovoljno čista?
O – Najbolji način da se utvrdi da li je komponenta dovoljno čista je korištenje ionografa ili druge slične opreme za otkrivanje ionskih zagađivača.
P - Kako bi olovne lopte trebale izgledati nakon procesa ponovnog loptanja?
A - Nakon ponovnog prelijevanja, kuglice na BGA komponenti trebaju biti sferne i glatke. Njihova površinska struktura, poput kožice narandže, ukazuje na to da je vrijeme povrata predugo, da je temperatura povrata prevruća ili da je proces hlađenja presporo.
P - Šablon se lijepi za komponentu dok se uklanja.
A - Nanesite više vode i ostavite da se šablona namače duže vrijeme. Ovo obično pomaže. Povećanje temperature vode takođe može imati pozitivan efekat. Kada se ovaj problem pojavi, to obično znači da je ciklus reflow previše vruć ili predug.
B - Jedna od loptica se nije zalepila za kontaktnu ploču. Šta mogu uraditi?
O - Upotreba profiliranja toka i temperature često je uzrok ovih problema s kontaktom lopte. Nanesite malu količinu fluksa na jastučić i stavite posebnu kuglicu fluksa na nju, a zatim je istopite. Ovo će vam omogućiti da osigurate kuglicu koja nije bila zalemljena prvi put. Ako ima previše ovih loptica, skinite čip i ponovite postupak primjene kuglica.
B — Nakon nekoliko ciklusa upotrebe, šablone više ne prianjaju jasno za stezaljku. Šta može biti pogrešno?
A - Flux se može nakupiti na unutrašnjoj strani zatvarača i uzrokovati probleme s fiksiranjem šablona. Očistite držač prema gore navedenim uputstvima.
Poznato je da ako je čip vlažan, onda kada pokušate zalemiti takav čip, on će nabubriti s mjehurićima i neće raditi kako treba. A uzimajući u obzir cijenu čipova, vrijeme njihove isporuke i složenost popravki, to je vrlo skupo. Mnogo sam tražio na internetu. Postoje različiti savjeti, od sušenja na stolnoj lampi do korištenja kućne pećnice. Tu je i veoma skupa oprema. Meni lično nijedan savjet nije odgovarao (kao i moj prijatelj u Njemačkoj, on je dugo tražio nešto slično.). U teoriji, svaki čip bi trebao imati dokumentaciju koja opisuje na kojoj temperaturi i koliko dugo treba da se suši prije lemljenja. Ovo je tačno, ali nije uvijek dostupno većini servisera.
Ako sumiramo sve informacije, ispada da za normalno sušenje čipa mora biti na temperaturi od približno 130 stepeni Celzijusa. oko 8-10 sati. To mu ne šteti, ali uklanja vlagu. Ne tvrdim da je originalan, ali želim da podijelim uređaj koji koristim ja i moj prijatelj u Njemačkoj (učinio sam to na moj savjet). Možda će i drugima biti od koristi. Od kada koristim ovaj uređaj, nikada nije bilo problema sa bilo kojim čipom, naručio sam ga i iz Kine i iz Rusije.
Pećnica za čips napravljen od otpadnog materijala tokom nekoliko vikenda. Tijelo je izrađeno od presovanog papira sa laminacijom. Radilo se o komadima ukrasnih ukrasa za namještaj, debljine 6 mm. Iako možete koristiti bilo koji materijal otporan na temperaturu (mora održavati temperaturu najmanje do 180 stepeni C. i više). Veze se izvode vijcima M3. Kao grijaći elementi korišteni su keramički otpornici od 20 W nominalne vrijednosti 15 Ohma (možete koristiti od 10 do 18 Ohma). Samo 6 komada, jer je pećnica dizajnirana za istovremeno sušenje 2-3 čipsa.
Za jedan čip će biti dovoljno 3-4 otpornika. Kao element za održavanje temperature korišten je elektromehanički termostat na 130 stepeni C. Za zaštitu (nije na slici), termo osigurač od 10 A, 180 stepeni C je pritisnut na jedan od otpornika odozdo. Svi otpornici su povezani paralelno. One. cijeli krug se sastoji od serijski povezanih: termo osigurača, termostata, grupe otpornika. Radi jasnoće, 12 V LED (ili 3,5 V kroz otpornik od 510 Ohma) spojen je paralelno s otpornicima. Cijeli uređaj se napaja putem kompjuterskog napajanja (bio je jedan stari od 200 W). Iako će bilo koji izvor napajanja od 12 V i struja od oko 5 A biti prikladan, na vrhu uređaja je poklopac od istog materijala. Ovo poboljšava termičku stabilnost i smanjuje frekvenciju uključivanja.
Pros: jednostavnost izrade i dostupnost materijala. (Termostat i otpornici mogu se kupiti u gotovo svakoj radio trgovini).
Od minusa: Termostat ima veoma veliku histerezu, skoro 40 stepeni C. Odnosno, gasi se na 130 stepeni C, a uključuje se na 90 stepeni C. Ali to ni na koji način ne šteti čipu, naprotiv, ne dozvoljava da vrlo vlažni čip nabubri. Na fotografiji je uređaj odozdo (bez žica i termalnog osigurača) i stvarno u funkciji. Uređaj je u upotrebi oko godinu dana. Nadam se da će ove informacije biti korisne!
