Bga пайка с нуля

Что такое BGA для машинного и ручного монтажа?

Производственный монтаж BGA микросхем, конечно же, выполняется посредством машинной установки с использованием систем технического зрения. Такие машины обеспечивают точное выравнивание устройства по сетке контактных площадок на печатной плате.

Между тем, учитывая сильный эффект самоцентрирования по причине поверхностного натяжения всех шариков припоя – такой монтаж вполне терпим по отношению к ошибкам размещения. Даже половина шага несовпадения обычно не вызывает проблем с установкой. Однако большинство машинных систем делают монтаж более чем точно.

Ручной монтаж, как выясняется, вполне возможен, несмотря на некоторые технические сложности для условий производства работ в бытовых условиях. Есть множество примеров применения ручного монтажа BGA радиолюбителями-электронщиками. И этот вариант всё чаще становится неотъемлемой частью практики мастеров «домашней» электроники.

Пайка bga микросхем

Как паять платы? И как расшифровывается BGA? На эти два часто задаваемых вопроса, во время прохождения курсов пайки, отвечают мастера Bgacenter.  От английского – ball grid arrey, то есть массив шариков, своим видом похожий на сетку. Шарики из припоя наносятся на микросхему через трафарет, затем потоком горячего воздуха, расплавляется сам припой и формируются контакты правильной формы.

А процесс пайки состоит из определенной последовательности действий, соблюдая которую получаем качественное соединение. Но существует большое количество нюансов, ради которых и приезжают на обучение. Начиная с того под каким углом и на каком расстоянии от платы держать сопло фена, температурные режимы демонтажа и монтажа микросхем, с какой стороны заводить лопатку. А при проведении диагностики, и наличии межслойного короткого замыкания ничего не нагревается. Как в этом случае найти неисправный элемент или цепь? И много других тонкостей которые может знать действующий мастер сервисного центра. И тот кто может подтвердить свой уровень выполненными ремонтами.

Ремонт iPhone в Bgacenter

Центр подготовки к поступлению и обеспечения приёма

Адрес: г. Калининград, ул. Молодёжная, 6

Телефон: 8 (4012) 96-50-70

Директор: Токарева Елена Александровна

График работы: будние дни с 8.30 до 17.00 (обеденный перерыв с 13.00 до 13.30)

Основная задача центра — подготовка к вступительным испытаниям для сдачи ГИА по математике, физике и информатике.

Наши преимущества

• — качественная подготовка за счет высокой квалификации вузовских преподавателей;
• — численность групп не превышает 15 человек;
• — гибкая система оплаты;
• — психологическая готовность к экзаменам, благодаря неоднократному участию в репетиционных экзаменах по соответствующим предметам;
• — адаптация к системе обучения в вузе.

Обучение на подготовительных курсах дает возможность слушателям

• — адекватно оценить уровень своей подготовки;
• — расширить, углубить и систематизировать знания по предметам;
• — устранить имеющиеся пробелы;
• — повысить психологическую готовность к сдаче экзаменов и последующему обучению в вузе.

Для абитуриентов время обучения в Центре – переходный период от привычной школьной жизни к трудной, полной забот жизни студента.

Как определить корректность выполнения пайки?

После завершения пайки микросхем BGA невозможно визуально осмотреть соединение. Единственный метод — применить рентгеновский аппарат или, к примеру, волоконно-оптический эндоскоп. Такими способами, пожалуй, можно узнать, правильно ли припаяна микросхема. Другой вопрос – почему требуется проверять? Ответ очевиден — требуется уверенность в качестве пайки.

Схематично сравнение шариковой подушки SMD (слева) и шариковой подушки NSMD (справа) на компоненте BGA: 1 – субстрат; 2 – медная подушка; 3, 5 – паяное соединение; 4 – шарик припоя; 6 – паяльная маска

На практике часто используются конвекционные печи, но, несмотря на все заявления производителей такого оборудования, горячий воздух полностью не проникает под корпус BGA. Монтажная пластина, между тем, находится в миллиметре или двух от поверхности печатной платы и требует одинакового нагрева каждого отдельного шарика припоя.

При конвекционном способе пайки центральные шарики получают меньшую температуру, чем внешние. Чтобы полностью прогреть центральную часть, пластину зачастую перегревают по внешнему краю, чтобы за счёт теплопроводности обеспечить правильную температуру в центре. Поэтому лучшим решением считается применение других способов пайки, например – инфракрасный нагрев.

Вы мечтаете стать студентом престижного вуза? Вам нужна качественная подготовка к ЕГЭ, ОГЭ?

Приглашаем на подготовительные курсы Центра подготовки к поступлению и обеспечения приёма БГАРФ. Качество подготовки гарантируется высококвалифицированными преподавателями академии, современными технологиями обучения. Высокие результаты обучающихся — наша цель!

Курсы работают для учащихся 9-х и 11-х классов, а также выпускников прошлых лет. Основная задача — подготовка к сдаче ЕГЭ по профильным для академии предметам (физика, математика и информатика), внутреннему тестированию, проводимому самостоятельно Университетом (для выпускников СПО), ОГЭ (9 класс). Занятия ведут преподаватели академии, которые имеют большой опыт работы в сфере подготовки к итоговой аттестации.

Для учащихся курсов предлагаются несколько вариантов для обучения:

• — групповые и индивидуальные занятия;
• — годовые и каникулярные курсы

Годовые курсы

Проходят в течение учебного года. Курсы «Стандарт» начинаются в октябре, продолжаются 23 недели. Курсы основаны на углубленном изучении материала в течение учебного года, что позволяет качественно прорабатывать основные разделы предметов вступительных испытаний.

В январе запускаются курсы «Интенсив», продолжительностью 15 недель. Методика курсов основана на организации занятий в интенсивном режиме, позволяющем активизировать процесс усвоения учебного материала, а также предполагает выделение ключевых разделов программы, анализ типичных ошибок на экзаменах.
Годовые курсы ориентированы, прежде всего, на школьников г. Калининград и близлежащих территорий.

Каникулярные курсы

Включают 3 модуля (осенний, зимний, весенний). Курсы ориентированы, прежде всего, на иногородних школьников. Во время каникул читаются лекции по предметам, самостоятельная подготовка включает решение контрольных работ и тематических заданий. Для осуществления контроля проводится тестирование, зачеты и другие формы оценки знаний.

Новости

О вреде наркотиков – из уст правоохранителей 22 сентября 2021 года состоялась встреча курсантов первого курса отделения…22.09.2021

Примите участие в фотоконкурсе БГАА! Уважаемые работники, курсанты и выпускники академии! Традиционно в октябре мы…22.09.2021

Открытый диалог с председателем Мингорисполкома 22 сентября 2021 года Белорусскую государственную академию авиации посетили…22.09.2021

21 сентября – Международный день мира 21 сентября традиционно отмечается Международный день мира. Этот праздник –…21.09.2021

Вот уже много лет, как академия стала мне домом В рамках проекта «Академия в лицах» мы получили возможность пообщаться с…21.09.2021

Ярмарка подарков ручной работы. Присоединяйтесь! С 4 по 7 октября 2021 года у нас пройдёт неделя праздничных мероприятий,…20.09.2021

Болеем за лучших на баскетболе! 20 сентября курсанты Белорусской государственной академии авиации приняли…20.09.2021

Урок самоуправления – курсанты в роли преподавателей 20 сентября на ОССО в рамках месячника цикловой комиссии было проведено…20.09.2021

Мир в семье – согласие в стране 20 сентября 2021 года в Белорусской государственной академии авиации в рамках…20.09.2021

Скажем наркотикам – нет! 20 сентября 2021 года в рамках проекта «Правовая безопасность» состоялась…20.09.2021

Диалоговая площадка, посвященная Дню народного единства Состоялась диалоговая площадка, посвященная новому государственному празднику…17.09.2021

Праздничные акции в день народного единства! 17 сентября Республика Беларусь отметила самый молодой праздник – День…17.09.2021

Курсанты отправились в плоггинг-забег Необычный, но традиционный, забег прошёл в Заводском районе г. Минска 17…17.09.2021

Единый день информирования. Сентябрь В сентябре 2021 года в академии проводится Единый день информирования по теме…16.09.2021

Дебют литературного кружка 16 сентября в библиотеке БГАА дебютировал литературный кружок «Крылья…16.09.2021

Видеоконференция по минимизации рисков распространения коронавирусной инфекции 16 сентября 2021 г. работники структурных подразделений учреждения…16.09.2021

Идёт набор в аспирантуру БГАА осуществляет подготовку научных кадров высшей квалификации по…16.09.2021

Экскурсии по любимой столице В преддверии Дня народного единства курсанты Белорусской государственной…16.09.2021

Флешмоб ко Дню народного единства 15 сентября 2021 года в Минске был организован флешмоб, приуроченный ко Дню…15.09.2021

5 лет врачебному здравпункту! 15 сентября 2021 года для академии авиации – круглая дата: 5 лет со дня…15.09.2021

День библиотек! Каждый год 15 сентября все библиотекари Республики Беларусь отмечают…15.09.2021

АВИАЦИЯ – случайный выбор или призвание. Формула успеха 15 сентября на отделении среднего специального образования в рамках месячника…15.09.2021

Почему самолёт летает? В рамках празднования Дня академии – 2021 в БГАА проводятся диалоговые…14.09.2021

Обновление курсантского самоуправления 14 сентября состоялось обсуждение структуры органов курсантского…14.09.2021

Приглашаем в литературный кружок! Любите читать? Вам нравится обсуждать прочитанное? Ищете новых впечатлений и…14.09.2021

Выпаивание чипа

90 % успешности ремонта зависит от правильно выполненного демонтажа микросхем

Именно на этом этапе важно не оторвать пятаки и не повредить микросхему высокой температурой. А начинают выпаивание чипа, с удаления компаунда. 

Компаунд

Компаунд – полимерная смола, обычно черного или коричневого цвета, применяемая при изготовлении системных плат телефонов. Назначение компаунда:

• Дополнительная фиксация радиокомпонентов и bga микросхем на плате.
• Защита не изолированных контактов от попадания влаги.
• Повышение прочности платы.

Наиболее ответственные микросхемы, такие как: CPU, BB_RF, EPROM, NAND Flash, Wi-Fi в заводских условиях после установки, заливаются компаундом. И перед тем как выполнять демонтаж, необходимо очистить периметр от смолы.

Снятие компаунда

Последовательность демонтажа

1. Внимательно осмотреть плату, на предмет ранее выполнявшихся ремонтов.
2. Выполнить диагностику, произвести необходимые измерения.
3. Подготовить плату к пайке, удалить защитные экраны, наклейки. Отключить и убрать коаксиальный кабель.
4. Закрепить motherboard в соответствующем держателе.
5. Удалить компаунд вокруг демонтируемого чипа. Температура на фене при этом 210 – 240 градусов Цельсия. 
6. Установить теплоотводы. Место установки теплоотводов зависит от месторасположения выпаиваемой микросхемы.
7. Феном прогреть плату в течение нескольких секунд. Тем самым повышаем температуру платы, для того чтобы флюс растекался равномерно.
8. Нанести FluxPlus, или любой другой безотмывочный флюс, на поверхность чипа.
9. Направить поток горячего воздуха на выпаиваемый элемент. Температура при демонтаже  340 градусов Цельсия. Как понять, что припой расплавился и настало время убирать микросхему с платы? Для этого существует несколько способов:
   • Отслеживать время по секундомеру.
   • Отсчитывать  секунды про себя.
   • “Толкать” зондом или пинцетом саму микросхему или рядом расположенную обвязку (конденсаторы, резисторы или катушки). Как только отпаиваемый чип начнет сдвигаться, на доли миллиметра, настало время заводить лопатку под или воспользоваться пинцетом.
10. Подготовить контактную площадку. Для этого:
    • специальной лопаткой убрать остатки компаунда;
    • залудить сплавом Розе все без исключения контакты;
    • оплеткой собрать остатки припоя с рабочей поверхности;
    • после остывания motherboard до комнатной температуры, отмыть контактную площадку спиртом, БР-2 или DEAGREASER.
11. Плата подготовлена для установки исправной микросхемы.

Что такое BGA пайкой газовой фазой?

Также одним из лучших способов выступает пайка газовой фазой. Таким способом гарантируется равномерность нагрева и полное исключение риска перегрева от заданной температуры. Объясняется это работой в условиях бескислородной, полностью инертной среды. Этот метод специалисты также называют — «конденсационное оплавление».

Процессом используется специальный химикат (фторуглерод), который кипит при температуре около 215 градусов. Паяемые платы помещаются в рабочую камеру, в нижней части которой находится отстойник для нагреваемой жидкости. По мере нагрева производится пар, который конденсируется на любой поверхности, более прохладной.

Постепенно более холодная печатная плата нагревается с плавлением припоя до точки температуры кипения фторуглерода. В этой точке эффект конденсации пропадает, а специальный тепловой зонд подаёт сигнал на отключение источника тепла. Процесс завершается.

Паровая оболочка полностью инертна и тяжелее воздуха, поэтому весь кислород вытесняется из стыков, флюс воздействует непосредственно на стык, а не на процессы окисления. Допустимо использовать менее активные флюсы

Здесь пар проникает везде, окружает все объекты, промежутки между объектами и, что особенно важно — проникает под кристалл BGA. Вся плата и детали нагреваются равномерно со всех сторон

Видео по теме: Чтение электронных схем функционально

Видеороликом ниже демонстрируется пример чтения электронной схемы с функциональной точки зрения. В частности, рассматривается принцип действия схематично так называемого симметричного мультивибратора. Такого рода модули часто применяются в электронике:

При помощи информации: AllGoodTechnology

Что такое компаунд и как его удалить с платы

Компаунд — это смола, которая позволяет увеличить прочность платы и уменьшить температуру работы микросхем. Также спасает плату при попадании влаги
Если нужно перепаять микросхему, компаунд придется удалить. Его наносят по разному. Производители могут нанести по краям контактов с SMD деталями. А могут и залить полностью.

Чем удалить смолу с платы

Можно удалить механически. Для этого нагреваем плату феном до 150 °C и зубочисткой или металлическим пинцетом снимаем кусочки компаунда с платы. Не всегда получается так сделать.

Еще можно попробовать химические растворители. Обычно продаются в магазине запчастей для мобильных телефонов.

А чтобы выпаять микросхему, у которой под контактами компаунд, нужен режущий пинцет. Процедура пайки аналогично обычной, но в этот раз нужно срезать компаунд.

Руководство БГАРФ

Карпович Сергей Михайлович

Начальник Балтийской государственной академии рыбопромыслового флота

Контакты:
236035, г. Калининград
ул. Молодежная 6, учебный корпус №1, 2 этаж,
Приемная +7 (4012) 92-50-03rector@bga.gazinter.net

Высшее юридическое образование, член Калининградской областной коллегии адвокатов, член адвокатской палаты Калининградской области.
В Балтийской государственной академии рыбопромыслового флота работает с 2000 года.
Награжден Благодарностью Федерального агентства по рыболовству от 25.06.2010 г.

Алтунина Варвара Викторовна

Заместитель начальника по учебно-методической работе БГАРФ

Контакты:
236035, г. Калининград
ул. Молодежная, 6, учебный корпус №1, 2 этаж, каб. 202
+7 (4012) 92 51 64altunina@bga.gazinter.net

Доктор педагогических наук, кандидат экономических наук, доцент
Успешно защитила диссертацию на соискание ученой степени «Доктор педагогических наук» по специальности «Теория и методика профессионального образования». В системе высшего профессионального образования работает более 11 лет. За годы научной и педагогической деятельности опубликовано более 60 научных и учебно-методических трудов.

Кострикова Наталья Анатольевна

Зам. начальника академии по научной работе, инновациям и международному сотрудничеству

Контакты:
236035, г. Калининград
ул. Молодежная, 6, учебный корпус №1, 2 этаж, каб. 229
+7 (4012) 92 50 08research@bga.gazinter.net

Кандидат физико-математических наук, доцент.
Имеет около 40 научных и учебно-методических работ. В 2007 году за научно-техническую работу «Автоматизированная система управления качеством подготовки морских специалистов» в составе авторского коллектива Балтийской государственной академии рыбопромыслового флота и достижения в научной деятельности награждена дипломом лауреата премии «Эврика», учрежденной правительством Калининградской области. Является членом экспертного совета по отбору кандидатов по программе «УМНИК» в Калининградском регионе, награждена нагрудным знаком «За развитие научно-исследовательской деятельности студентов». В 2010 году успешно участвовала в конкурсе по программе «СТАРТ» в качестве руководителя по проекту «Центр безопасности мореплавания».
Награждена памятной медалью «Кругосветное плавание УПС „Крузенштерн“ 2005-06 г. г.».

Макаренко Владимир Валерьевич

Заместитель начальника по организационно-воспитательной работе

Контакты:
236035, г. Калининград
ул. Молодежная 6, учебный корпус №1, 2 этаж, каб. 228
+7 (4012) 92 50 05makarenko-v2010@yandex.ru

В 1991 году закончил Калининградское высшее военно-морское училище по специальности «Вооружение кораблей», квалификация — инженер-механик.
До 01.04.2011 года возглавлял организационно-строевой отдел БГАРФ.

Сулимов Евгений Геннадьевич

Заместитель начальника по хозяйственной работе и строительству

Контакты:
236035, г. Калининград
ул. Молодежная 6, учебный корпус №1, 2 этаж, каб. 205а
+7 (4012) 92 50 04e_sulimov@mail.ru

Кандидат экономических наук. Имеет около 20 научных и учебно-методических работ.
Отмечен Благодарностью от Федерального агентства по рыболовству за большой вклад в развитие и совершенствование рыбохозяйственной отрасли. Награжден почетной грамотой Балтийской государственной академии рыбопромыслового флота «За активное участие в развитии академии».

Что такое BGA с точки зрения применения?

Почему для современной электроники актуальной видится именно BGA технология? Этот способ, как показывает практика, считается наиболее оптимальным, когда дело касается монтажа устройств, наделённых большим числом выводов. Размещение всех контактных выводов непосредственно под корпусом, но не по краям, как на QFP (Quad Flat Package) корпусах микросхем, выглядит экономнее. Появляется возможность изготавливать изделия меньшие по размерам.

Использование двумерной сетки даёт расстояние между шариками большее по сравнению с шагом выводов тех же QFP микросхем. Соответственно, меньше проблем с пайкой и получением коротких замыканий. BGA микросхемы легче паять при отсутствии ножек, которые легко повредить. Этот тип микросхем обеспечивает самоцентрирование по причине эффекта высокого поверхностного натяжения припоя на массиве шариков.

Схема внутренней установки компонентов BGA, отлитых в полость (вверху) и по схеме формованной карты (внизу): 1 – состав формы; 2 – крепление кристалла; 3 – кристалл; 4 – проволочная связь; 5 – шарик припоя; 6 – подложка; 7 – проводник; 8 – паяльная маска

Напротив, микросхемы QFP с большим количеством выводов приходится делать большими по размерам, чтобы обеспечить такое же число выводов по кромке. Либо ножки микросхемы QFP должны быть очень тонкими, сопровождается лёгким повреждением. Поэтому микросхемы BGA более просты в обращении и обеспечивают очень высокую производительность сборки. Это и стало причиной вытеснения других вариантов упаковки в пользу BGA при массовом производстве чипов.

Что нужно для пайки BGA

Паяльная станция (фен и паяльник), припой (bga паста или шары), пинцет, изопропиловый спирт (или бензин калоша), оплетка для снятия припоя, термоскотч и трафареты. Еще понадобится нижний подогрев и инструменты для удаления компаунда с платы (химикаты, острые пинцеты и лезвия).

Какие бывают трафареты

Трафареты бывают очень разные.
Шаг между контактами, диаметры шариков и их уникальное расположение могут потребовать свой уникальный рисунок. Иногда они продаются как отдельно друг от друга, так и в сборке. Например, для iPhone разных моделей продаются прямоугольные трафареты сборники, где есть все необходимые рисунки.

Есть универсальные, у которых нет «рисунка» и ими можно накатывать разные микросхемы.

На фотографии сверху расположен трафарет для процессора iPhone. Он универсален, и отлично подойдет для MTK процессоров.

Универсальные трафареты подходят только в том случае, если шаг и диаметр шариков совпадает и нет хаотичного расположения. То есть, контакты должны быть прямолинейными, но если контакты находятся чуть-чуть не по прямой линии, то тут такие трафареты не особо помогут. Специализированные же имеют рисунок, и ими легче наносить шарики.

Еще к трафаретам предъявляются высокие требования качества. Они не должны быть гнутыми, мятыми, иметь большие царапины, резко гнуться от небольшого нагрева. Также имеет значение качество отверстий. Они должны быть строго по рисунку BGA, одинаковых размеров и без перекосов.

Припой

Есть два основных типа припоя для накатки шаров.

Паяльная паста

Паяльная паста — это тоже самое, что и обычный припой с флюсом. Только она имеет пастообразную форму.
В этой пасте содержится флюс и микроскопические шарики из припоя.
Преимущества пасты:

• Пасту удобно наносить на трафарет;
• Не требует много места для хранения;
• Можно использовать на любом трафарете;
• Позволяет восстанавливать оторванные контакты на микросхеме и плате

Недостатки пасты:

• Шары получаются не одинаковых размеров;
• Паста со временем высыхает (можно, конечно, разбавить с другим флюсом, но у нее уже не будет прежних свойств);
• Шары можно получить только с использованием трафаретов;
• Большой расход для крупно габаритных микросхем.

Из популярных — можно использовать пасту от производителя Mechanic. Самые ходовые и популярные — это XG30 и XG50. Продается в небольших баночках (есть разные размеры) и шприцах.
Температура плавления от 180 ℃. Хранится при температура от 0 ℃ до +10℃. Кстати, шарики в этой пасте начинаются с диаметром от 25 микрон (а в некоторых баночках и от 20). Такой диаметр шариков в домашних условиях трудно сделать, поэтому самодельные пасты уступают заводским.

Готовые шарики

Готовые шарики продаются разных диаметров. Бывают как 0,15 мм, так и 1 мм.
Преимущества готовых шаров:

• Их проще паять, чем паяльную пасту (именно паять, а не наносить);
• Возможность нанесение шаров без трафарета (каждый шарик отдельно припаивается на микросхему);
• Одинаковые размеры шаров, по сравнению с пастой;
• Лишние шарики после накатки можно использовать повторно/

Недостатки готовых шаров:

• Нужно покупать много шариков разных диаметров, поэтому итоговая стоимость будет выше, по сравнению с пастой;
• Неудобное нанесение шариков на трафарет, их нужно перебирать и отсеивать лишнее;
• Требуется дополнительный флюс.

Выбор зависит в целом от потребностей и навыков. Кому-то проще будет с пастой. А при ремонте ПК, пасты будет мало, поэтому шары будут экономичнее. Все зависит от ситуации.

Какой паяльный флюс выбрать для BGA

Лучше всего подойдет пастообразный или гелевый флюс. Не пытайтесь паять жидкой канифолью или жиром. Канифоль и жир слабо распределяют температуру по шарикам, и еще начинают кипеть при нагреве. А это большой риск, поскольку микросхема может подскочить из-за большого парообразования. И в таком случае шарики слипнуться.

Из бюджетных вариантов подойдет RMA 223 или его высококачественные клоны. Не покупайте дешевые подделки, которые стоят меньше 4$. Они плохо смачивают припой.
Отечественный вариант флюса для BGA — Interflux (интерфлюкс) IF 8300.
Если позволяет бюджет, то можно попробовать Martin HT00.0017.