Реболлинг чипа. Практические приемы пайки BGA элементов. Что нужно для работы

В современной электронике наблюдается устойчивая тенденция к тому, что монтаж становится всё более уплотненным. Следствием этого стало возникновение корпусов BGA. Пайка этих конструкций в домашних условиях и будет нами рассмотрена в рамках данной статьи.

Общая информация

Первоначально размещалось много выводов под корпусом микросхемы. Благодаря этому они размещались на небольшой площади. Это позволяет экономить время и создавать всё более миниатюрные устройства. Но наличие такого подхода при изготовлении оборачивается неудобствами во время ремонта электронной аппаратуры в корпусе BGA. Пайка в данном случае должна быть максимально аккуратной и в точности выполняться по технологии.

Что нужно для работы?

Необходимо запастись:

1. где есть термофен.
2. Пинцетом.
3. Паяльной пастой.
4. Изолентой.
5. Оплеткой для снятия припоя.
6. Флюс (желательно сосновый).
7. Трафарет (чтобы наносить паяльную пасту на микросхему) или шпатель (но остановиться лучше на первом варианте).

Пайка BGA-корпусов не является сложным делом. Но чтобы она успешно осуществлялась, необходимо провести подготовку рабочей области. Также для возможности повторения описанных в статье действий необходимо рассказать про особенности. Тогда технология пайки микросхем в корпусе BGA не составит труда (при наличии понимания процесса).

Особенности

Рассказывая, что собой являет технология пайки корпусов BGA, необходимо отметить условия возможности полноценного повторения. Так, были использованы трафареты китайского производства. Их особенностью является то, что здесь несколько чипов являются собранными на одной большой заготовке. Благодаря этому при нагреве трафарет начинает изгибаться. Большой размер панели приводит к тому, что он при нагреве отбирает значительное количество тепла (то есть, возникает эффект радиатора). Из-за этого необходимо больше времени, чтобы прогреть чип (что негативно сказывается на его работоспособности). Также такие трафареты изготавливаются с помощью химического травления. Поэтому паста наносится не так легко, как на образцы, сделанные лазерной резкой. Хорошо, если будут присутствовать термошвы. Это будет препятствовать изгибу трафаретов во время их нагревания. Ну и напоследок следует отметить, что продукция, изготовленная с использованием лазерной резки, обеспечивает высокую точность (отклонение не превышает 5 мкм). А благодаря этому можно просто и удобно использовать конструкцию по назначению. На этом вступление завершается, и будем изучать, в чем заключена технология пайки корпусов BGA в домашних условиях.

Подготовка

Прежде чем начинать отпаивать микросхему, необходимо нанести штрихи по краю её корпуса. Это необходимо делать в случае отсутствия шелкографии, которая показывает на положение электронного компонента. Это необходимо сделать, чтобы облегчить в последующем постановку чипа назад на плату. Фен должен генерировать воздух с теплотой в 320-350 градусов по Цельсию. При этом скорость воздуха должна быть минимальной (иначе придётся назад припаивать размещенную рядом мелочь). Фен следует держать так, чтобы он был перпендикулярно плате. Разогреваем её таким образом около минуты. Причем воздух должен направляться не к центру, а по периметру (краям) платы. Это необходимо для того, чтобы избежать перегрева кристалла. Особенно чувствительна к этому память. Затем следует поддеть микросхему за один край и поднять над платой. При этом не следует стараться рвать изо всех сил. Ведь если припой не был полностью расплавлен, то существует риск оторвать дорожки. Иногда при нанесении флюса и его прогреве припой начнёт собираться в шарики. Их размер будет в этом случае неравномерен. И пайка микросхем в корпусе BGA будет неудачной.

Очистка

Наносим спиртоканифоль, греем её и получаем собранный мусор. При этом обратите внимание, что подобный механизм нельзя ни в коем случае использовать при работе с пайкой. Это обусловлено низким удельным коэффициентом. Затем следует отмыть область работы, и будет хорошее место. Затем следует осмотреть состояние выводов и оценить, возможной ли будет их установка на старое место. При негативном ответе их следует заменить. Поэтому следует очистить платы и микросхемы от старого припоя. Также существует возможность того, что будет оторван «пятак» на плате (при использовании оплетки). В данном случае хорошо сможет помочь простой паяльник. Хотя некоторые люди используют вместе оплетку и фен. При совершении манипуляций следует отслеживать целостность паяльной маски. Если её повредить, то припой растечётся по дорожкам. И тогда BGA-пайка не удастся.

Накатка новых шаров

Можно применять уже подготовленные заготовки. Их в таком случае необходимо просто разложить по контактным площадкам и расплавить. Но такое подходит только при небольшом количестве выводов (можете себе представить микросхему с 250 «ножками»?). Поэтому в качестве более легкого способа используется трафаретная технология. Благодаря ей работа ведётся быстрее и с таким же качеством. Важным здесь является использование качественной Она сразу же будет превращаться в блестящий гладкий шарик. Некачественный экземпляр же распадётся на большое количество мелких круглых «осколков». И в этом случае даже не факт, что нагрев до 400 градусов тепла и смешивание с флюсом смогут помочь. Для удобства работы микросхему закрепляют в трафарете. Затем с использованием шпателя наносится паяльная паста (хотя можно использовать и свой палец). Затем, поддерживая трафарет пинцетом, необходимо расплавить пасту. Температура фена не должна превышать 300 градусов Цельсия. При этом само устройство должно находиться перпендикулярно пасте. Трафарет следует поддерживать, пока припой полностью не застынет. После этого можно снять крепежную изолирующую ленту и феном, который будет подогревать воздух до 150 градусов Цельсия, аккуратно его нагреть, пока не начнёт плавиться флюс. После этого можно отсоединять от трафарета микросхему. В конечном результате будут получены ровные шарики. Микросхема же является полностью готовой для того, чтобы установить её на плату. Как видите, пайка BGA-корпусов не сложна и в домашних условиях.

Крепёж

1. Переверните микросхему так, чтобы она была выводами вверх.
2. Приложите краем к пятакам таким образом, чтобы они совпадали с шарами.
3. Фиксируем, где должны находиться края микросхемы (для этого можно нанести небольшие царапинки иголкой).
4. Закрепляем сначала одну сторону, затем перпендикулярную ей. Таким образом, достаточно будет двух царапин.
5. Ставим микросхему по обозначениям и стараемся шарами на ощупь поймать пятаки на максимальной высоте.
6. Следует прогреть рабочую область, пока припой не будет в расплавленном состоянии. Если предыдущие пункты исполнялись точно, то микросхема должна без проблем стать на своё место. Ей в этом поможет сила которой обладает припой. При этом необходимо наносить совсем немножко флюса.

Заключение

Вот это всё и называется «технология пайки микросхем в корпусе BGA». Следует отметить, что здесь применяется не привычный большинству радиолюбителей паяльник, а фен. Но, несмотря на это, BGA-пайка показывает хороший результат. Поэтому ею продолжают пользовать и делают это весьма успешно. Хотя новое всегда отпугивало многих, но с практическим опытом эта технология становится привычным инструментом.

Реболлинг От англ. reballing

(Лечение отвала BGA чипов)

Мы попытаемся просто и внятно объяснить что такое реболлинг и для чего он нужен:

В двух словах реболлинг это замена шариков припоя которые располагаются под электронными BGA-компонентами, это нужно в том случае когда происходит отвал в местах соприкосновения чипа и платы, в следствии чего компонент (чип) перестаёт работать! В большинстве случаев проблемы отвала происходят из-за использования низкокачественного припоя, и принятия дериктивы RoHS (Данная директива ограничивает использование потенциально опасных элементов в электротехническом и электронном оборудовании, в данном случае свинец) если раньше производители применяли припои с содержанием свинца, то после принятия директивы в 2006 году свинец стал под запретом, и компании были вынуждены использовать другие сплавы (с 2006 года количество брака выросло во много раз)

А теперь по порядку, мы попытаемся разъяснить весь техпроцесс!

Статика опасна для компонентов! перед началом всех работ нужно защититься от статического электричества, 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

И так с защитой мы не много разобрались теперь переходим к самому процессу!

Демонтаж BGA Компонента

Демонтаж BGA компонентов намного сложнее, чем кажется на первый взгляд! Для качественного демонтажа необходимо наличие паяльной станции (желательно ИК) 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
• Рамочный держатель или Фторопластовые стойки

Шаг 1 - Установка платы

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

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.

Шаг 3 - Пайка

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

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

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

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

Подготовка

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

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

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.)

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.

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.

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.

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 BGA компонента к монтажу

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

• Микроскоп
• Напальчники

Подготовка

• Перед тем, как вы начнете, убедитесь, что фиксатор для трафарета чист
• Выставьте температурный профиль для оборудования, выполняющего оплавление припоя.

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.

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.

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.

Шаг 4 - Вставка чипа

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

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.

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.

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.

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.

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.

Шаг 9 - Вымачивание

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

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.

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.

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.

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.

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

• Маленькая чашка или баночка

Шаг 1 - Вымачивание

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

Шаг 2 - Чистка с деионизованной водой

Выньте фиксатор из воды и потрите его щеткой.

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.

Пример Реболлинга на термовоздушной паяльной станции FINEPLACER core (цена на данную паяльную станцию начинается от 40.000 Евро)

Очень часто мы сталкиваемся с проблемой при замене или прогреве микросхемы с контактами, размещенными под ее корпусом. Такой способ размещения контактов называется BGA . Например, нужно прогреть или заменить чип видеокарты, северного моста и т. д. Такие детали обычным паяльником выпаять невозможно. Рассмотрим проверенные способы пайки чипов BGA:

1. Пайка при помощи фирменной инфракрасной станции .

Достоинства :

Надежна в эксплуатации, так как сделана фирмой;

Практична при работе;

После прогрева текстолит не деформируется;

Применяется специальный инфракрасный спектр (2–7 мкм), позволяющий расплавлять припой без существенной термической деформации чипа;

С помощью программного обеспечения можно четко определять время расплавления припоя под микросхемой;

Двухсторонний прогрев радиодетали.

Недостатки :

Высокая стоимость станции;

Дорогая в обслуживании;

Занимает достаточно много места;

Иногда проблемно найти комплектующие детали.

2. Пайка при помощи обычного прожектора с галогеновой лампой.

Достоинства :

Низкая цена;

Легко найти комплектующие элементы;

Можно как отпаять, так и припаять чип с выводами BGA.

Недостатки :

После 2–4 нагревов происходит деформация текстолита толщиной 1,5 мм (платы стационарных компьютеров), а после 1 прогрева деформируется текстолит 1–0,75 мм (платы ноутбука);

Сильно нагреваются детали, расположенные по всей площади излучения;

Прогрев припоя чипа происходит снизу.

3. Пайка при помощи самодельно станции с лампой инфракрасного излучения (используемая для обогрева домашних птиц).

Достоинства :

Дешевый вариант качественного инструмента для пайки микросхем;

Прогрев детали происходит сверху;

Применяется почти такой же инфракрасный диапазон излучения, что и у фирменной станции (3,5–5 мкм);

Несущественно подвергает текстолит деформации;

Ресурс лампы 6500 часов;

Можно использовать для прогрева чипа.

Недостатки :

От частых включений и перепадов напряжения вольфрамовая нить лампы быстро выходит из строя (этот недостаток можно устранить, если в цепь подсоединить диммер);

Перед прогреванием чипа нужно обязательно защищать фольгой рядом размещенные радиодетали от перегрева.

4. Пайка при помощи фена.

Достоинства :

Сравнительно дешевый способ пайки.

Недостатки :

Из-за применения высокой температуры горячего воздуха (350–400 °C) плавятся пластмассовые части радиодеталей, происходит деформация текстолита, возможна поломка радиодеталей;

Неравномерное припаивание чипа по всей поверхности из-за неравномерного нагрева;

Выдувает флюс из-под микросхемы.

5. Прогрев чипа при помощи утюга.

Когда нет возможности прогреть микросхему одним из вышеописанных способов можно использовать утюг. Для этого необходимо очистить чип от термопасты и положить на верхнюю часть чипа раскаленную поверхность утюга. Выдержать в течении 1–3 мин. После этого убрать утюг и дать возможность чипу остыть до 35–20 °C.

Алгоритм отпаивания и припаивания чипов BGA.

Если чип оборудован радиатором тогда перед его демонтажем или прогревом необходимо очистить с охлаждаемой поверхности термопасту, зафиксировать или установить в специальные крепления плату с чипом. Поместить плату над или под температурным излучателем. Установить, если есть в наличии, как можно ближе к месту пайки термопару .

Затем если используется способ верхнего прогрева, защитить близлежащие детали, которые будут подвергаться тепловому излучению фольгой. Чип по периметру обработать жидким флюсом . Включить излучатель тепла и при температуре 90–130 °C убрать компаунд, фиксирующий чип.

Если для пайки применяется прожектор, тогда место пайки лучше накрыть листом бумаги для быстрого достижения нижеописанных температур.

В случае выхода из строя материнской платы в персональном компьютере, ремонт возможен каждому пользователю. Для этого достаточно открутить несколько винтов, снять материнку и установить такую же или аналогичную.

Материнские платы обычных компьютеров обычно дешевле, чем у ноутбуков и при серьезной неисправности, рентабельнее бывает просто ее заменить, чем производить сложный компонентный ремонт материнской платы в профессиональном сервисном центре.

В случае ноутбуков доступ к материнской плате не так прост, как на настольном компьютере. Для того, чтобы извлечь ее, нужно полностью разобрать корпус ноутбука, отвинтить множество винтов, в правильном порядке демонтировать части корпуса и другие компоненты.

Цена новых материнских плат для ноутбуков иногда достигает даже 90% от их стоимости на момент покупки, поэтому из чисто экономических соображений лучше произвести ремонт материнской платы ноутбука.

Ремонт материнских плат ноутбука можно разделить на 4 основные категории :

• Замена микросхемы BGA
• Чистка после залития жидкостью
• Ремонт системы питания ноутбука
• Остальные неисправности

Замена микросхемы BGA (перепайка чипа, ремонт северного и южного моста)

Аббревиатура BGA означает Ball Grid Array ("сетчатый массив шариков") и взят от способа монтажа, который состоит из подключения интегральной схемы к материнской плате с помощью сотен крошечных шариков , которые под воздействием температуры плавятся и образуют соединение между печатной платой и чипом. На материнских платах ноутбуков с помощью этой технологии монтируются графические процессоры, северный и южные мосты, гибридные системы, например, такие как PCH (Platform Controller Hub).

Отказ BGA является наиболее распространенной неисправностью материнских плат, возникающих по истечению гарантийного срока. Причиной поломки является повреждение соединения, которое может произойти между ядром микросхемы и печатной платой BGA и / или между печатной платой и материнской платой.

Во втором случае эффективной формой надежного ремонта может быть реболлинг БГА (reballing BGA): демонтаж микросхемы BGA с материнской платы, нанесение новых шариков и монтаж БГА, обратная припайка чипа.

Нужен срочный ремонт материнской платы ноутбука?

Свяжитесь со мной через форму связи или

позвоните по ☎ 8 (965) 438-61-02 - Денис Витальевич

Как производиться "пайка мостов", реболлинг или замена BGA чипа

Шаг 1 - Диагностика ноутбука

Анализируя заявленные неисправности и обстоятельства их возникновения, которые указал пользователь в момент запроса на обслуживание, обозначаются элементы или компоненты, которые могут вызвать такие симптомы. Когда подозрение падает на CPU или оперативную память, замена этих элементов для проверки их исправности, как правило, не является проблемой. Однако, когда вышел из строя чип BGA , такая замена не является возможной.

Диагностику поврежденного BGA можно сделать тремя способами:

• Прогрев BGA чипа горячим воздухом

BGA чип прогревается горячим воздухом определенной температуры. Используется строго определенная температура, чтобы предотвратить повреждение текстолита материнской платы. Эта процедура вызывает расширение микросфер под сердечником и работоспособность чипа временно восстанавливается .

Хотелось бы подчеркнуть, что этот метод используется только, чтобы подтвердить свой диагноз и не может рассматриваться в качестве полноценного ремонта BGA чипов. После охлаждения обычно возвращается неисправност ь системы. Но иногда это может быть через несколько дней или недель, поэтому очень важно иметь уверенность в сервисе, в котором вы собираетесь ремонтировать свой ноутбук.

Очень часто встречаются ситуации, когда недобросовестные сервисные центры просто прогревают видеочип , а заказчику говорят, что полностью перепаяли чип . При этом дают гарантию не больше месяца, а если неисправность повторяется, то просто делают еще один прогрев. А если прогрев не дает результата (довольно частая ситуация), говорят, что нужно менять материнскую плату ноутбука на новую, так как ремонт старой не возможен.

В моей мастерской имеется все необходимое оборудования для перепайки видеочипов , а гарантию я даю от 6 месяцев.

• Диагностика с помощью рентгеновского контроля.

Материнская плата извлекается из ноутбука и вставляется в камеру рентгеновского аппарата . Во время диагностики проверяется правильность соединения каждого шарика в системе.

• Основываясь на опыте

Работая в течение многих лет в области ремонта ноутбуков , и выполняя большое количество заказов на ремонт, я в состоянии заметить так называемые “волны” отказа той же системы BGA в различных марках и моделях ноутбуков. Срок службы или отказов одной и той же модели системы BGA похожи во всех ноутбуках, где они установлены.

Если я делаю большое количество замен конкретной модели северного моста в различных моделях ноутбуков, то я уже знаю на будущее, что даже в еще, казалось бы, работающем ноутбуке мост скоро может выйти из строя.

Шаг 2 - демонтаж BGA

Когда уже известно, какая система BGA повреждена, приступаю к демонтажу BGA чипа из платы. При этом материнская плата устанавливается в инфракрасную паяльную станцию и с помощью программного обеспечения выбирается подходящий термопрофиль. Для мониторинга термопрофиля производится установка одной или нескольких термопар. Данный процесс полностью автоматизирован.

Шаг 3 - Очистка от припоя и флюса

На следующем этапе производиться тщательная чистка от старого припоя и остатков флюса с материнской платы и самого чипа.

Шаг 4 - Подготовка нового BGA чипа

Если делается реболлинг чипа , то к нему крепится трафарет и заполняется шариками. Видеочип с трафаретом нагревается на паяльной станции до оплавления шариков. В случае, если делается замена видеочипа (самый рекомендованный, но и затратный способ ремонта), то обычно шары там уже накатаны .

Шаг 5 - BGA монтаж, припайка чипа к материнской плате

Для BGA монтажа также используется инфракрасная паяльная станция. Выбирается соответствующий профиль пайки для новой компоновки, позиционируется новый чип по отношению к материнской плате и выполняется припайка чипа . Процесс БГА монтажа выполняется автоматически.

Шаг 6 - правильное охлаждение и очистка от флюса

После монтажа системы материнская плата должна в соответствующих условиях потерять тепло , в противном случае напряжения, вызванные быстрой потерей тепла, могут привести к растрескиванию и потери путей соединения на печатной плате. Процесс постепенного охлаждения тоже происходит автоматически на паяльной станции.

По завершении процесса правильного охлаждения станция дает звуковой сигнал. Затем удаляются все следы флюса в непосредственной близости от BGA. После правильного компонентного ремонта материнской платы отсутствуют какие-либо признаки вмешательства.

Шаг 7 - обратная сборка ноутбука после ремонта материнской платы

После ремонта материнской платы ноутбука наносится новая термопаста на чип . При необходимости, вентилятор системы охлаждения ноутбука очищается и смазывается, чтобы максимизировать охлаждение во время работы.

Шаг 8 - Тестирование под нагрузкой и проверка работоспособности ноутбука

Если случается отвал контактов между платой и чипом, необходим реболлинг. Данная процедура требует профессионального оборудования и большого опыта. Мне не раз приходилось наблюдать случаи, когда люди проводили данную работу самостоятельно, в домашних условиях не имея представления о всех тонкостях. В итоге, они лишали свою технику возможности к восстановлению, иногда, после реболлинга устройство работало, но лишь несколько дней, после чего, снова ломалось, уже безвозвратно.
Реболлинг чипа проводится только в том случае, если он действительно необходим, что может установить лишь специалист во время диагностики. Нужно убедиться, что произошел отвал пятаков контактов от платы или самого чипа.
Однажды ко мне обратились люди, у которых вышел из строя телевизор немало известной марки samsung, он неожиданно перестал выдавать изображение во время просмотра. Владельцы обращались в специальные сервисы данной компании и мастера установили что требуется провести реболлинг чипа, но цена за него оказалась астрономической. Тогда эти люди отправились на поиски частного мастер в интернете и наткнулись на мой сайт. Обговорив все условия и согласовав стоимость работы я принялся за дело.
Реболлинг чипа проходит следующим образом.
С платы телевизора снимаются все наклейки и пластмассовые разъемы и радиатор, т.к. эти детали мешают равномерному разогреву. Далее плату нагревают до 200 градусов и помещают под чип флюс, разогревая термовоздушной станцией с температурой 250 градусов, затем, поддевают его пинцетом, снимают и дают остыть. Затем удаляются остатки припоя и площадка зачищается оплеткой, создавая ровную поверхность пятаков без заусенцев. Затем, участков зачищается растровом flux-off.
Установив чип в тески контактами вверх, снимаем припой жалом паяльника, затем, смазываем флюсом подготовленное место и устанавливает трафарет. Закрепив все это в станке для реболлинга, рассыпаем шарики припоя по лункам трафарета, затем нагреваем феном до 240 градусов и наблюдаем плавление каждого шарика. Аккуратно снимаем шаблон, проверяем наличие всех припаявшихся пятаков и снова разогреваем феном до 250 градусов. Очищаем от флюса с помощью растворителя.
Снова разогреваем плату телевизора до 200 градусов, заливаем флюс на площадку для установки, и распределив все тонким слоем по поверхности контактов, помещаем чип на участок обозначенный ограничительными контурами. Настраиваем фен на 230 градусов и прогреваем чип до тех пор, пока тот не начнет еле заметно садиться. Подталкиваем его пинцетом чуть в сторону, если он возвращается в исходное положение, можно понять, что все контакты припаялись. Когда все остынет, можно снять остатки флюса растворителем.
Установив плату обратно в телевизор, я убедился, что тот снова выводит изображение, что говорит об успешном реболлинге чипа.