Способы пайки микросхем: Виды пайки печатных плат – блог компании Точка Пайки

Пайка и ремонт BGA: инструменты, материалы, приспособления

Отличительной особенностью электронных технологий последнего времени является всё большее уплотнение монтажа компонентов и микросхем, что стало причиной появления корпусов типа BGA (англ. Ball grid array — массив шариков). Этот самый массив находится под корпусом микросхемы, что позволяет разместить большое количество выводов в малом объеме (корпуса).

Подобная микроминиатюризация зачастую оборачивается известными неудобствами, вызванными сложностью ремонта (пайки) элементов, размещённых в таком корпусе.

При их пайке обрабатывается сразу несколько контактных ножек и площадок, располагаемых под нижней частью цифрового контроллера или небольшого по размерам чипа. Действовать с ними следует очень аккуратно, пайка требует специализированного оборудования, навыков, знания технологий и профессионализма.

Технология ремонта BGA

Пайка BGA микросхем или реболлинг (reballing) – это процесс восстановления массива из шариков на нижней площадке платы. У нас данный термин не очень прижился и сами специалисты этот процесс ремонта называют просто «перекаткой» контактных шариков. Необходимость в этой процедуре возникает в случаях, когда требуется заменить сгоревшую микросхему, предварительно выпаяв её с посадочного места. Саму процедуру можно разделить на основные этапы:

• демонтаж неисправного микроэлемента после предварительного нагрева;
• очистка несущей платы от остатков старого припоя;
• накатывание новых контактных выводов;
• установка компонента на место.

Следует отметить, что качество пайки значительно отличается при работе на профессиональных паяльных станциях и в домашних условиях на кустарных приспособлениях. К тому же, BGA пайка требует опыта, знания элементной базы, хорошего глазомера и качественных расходных элементов. Имея профессиональную станцию, ремонт станет значительно проще и пройдет в полуавтоматическом режиме.

Для работы с BGA чипами потребуются следующие инструменты, материалы и приспособления:

• паяльная станция с термофеном;
• удобный пинцет;
• специальная паяльная паста и фирменный флюс;
• нужный трафарет для нанесения паяльной пасты;
• липкая лента или экранная оплётка для удаления припоя;

Порядок действий

1. Для качественной пайки BGA-корпусов очень важна предварительная подготовка посадочного места (его ещё называют «рабочей областью»). Ремонтируемая плата помещается на горизонтальную платформу, имеющую нижний подогрев инфракрасным излучателем локального действия. Этот излучатель направляется на отпаиваемый BGA чип. При нижнем нагреве станция следит за температурой. Она не должна превышать 200°С, так как требуется только подогрев припоя для облегчения демонтажа элемента. Сверху нагрев осуществляется горячим воздухом целенаправленного действия. Обычно для чипов средних размеров температуру выставляют в пределах 330–360°С.
   
   Процедура занимает около минуты. Нагрев осуществляется по краям платы, исключая центр микросхемы. Это требуется для предотвращения перегрева кристалла. Следует учитывать время и интенсивность обработки микросхемы воздухом. Так как компоновка элементов очень плотная, то существует вероятность перегреть соседние элементы. Для этого их укрывают специальной защитной пленкой.
2. После этого можно производить демонтаж микросхемы. Для этого используется «подъемник» чипа, который входит в комплект станции. Данное приспособление необходимо для отделения ремонтируемой микросхемы от печатной платы. Этап очень ответственный. При недостаточном нагреве существует риск оборвать дорожки.
3. Следующим этапом необходимо очистить электронную плату и чип от остатков припоя. Здесь очень важно не испортить паяльную маску, в противном случае возможно растекание припоя по дорожкам. Для удаления используется паяльник с насадкой типа «волна». Его использование эффективно и позволяет добиться максимально качественного результата.
4. Далее технология BGA пайки предусматривает накатывание новых контактных выводов на чипе. Возможно применение готовых шаров. Но зачастую контактная площадка состоит из сотни выводов. Поэтому в промышленном случае используются специализированные трафаретные площадки, в которых закрепляется микросхема. При реболлинге важный элемент – высококачественная паяльная паста. Такие экземпляры при нагревании дают ровный и гладкий шарик. А некачественные пасты распадаются на большое количество мелких шариков.
5. Заключительная процедура пайки BGA микросхемы — установка ее на место. Элемент устанавливается, исходя из шелкографии, нанесенной на саму плату или монтажных меток. Затем микросхема прогревается горячим воздухом и за счет сил поверхностного натяжения от действия расплавленного припоя фиксируется на первоначальном участке демонтажа, занимая «удобную позицию».
На этом ремонтные процедуры завершены. Плата промывается аэрозолю flux-off и проверяется на работоспособность.

Подробнее об особенностях BGA монтажа читайте:

• в книге Чарльза Пфейла Разводка BGA
• в статье Ремонт разводки BGA на готовой плате
• и в статье BGA разводка: ремонт паяльной маски

Обучение пайке bga — Максим Исаев на vc.ru

{“id”:13840,”url”:”\/distributions\/13840\/click?bit=1&hash=23a854ff92848dd15a7903eacb414978cdb42e99def6f55df88c5ac9c66030a6″,”title”:”\u0420\u0435\u0444\u0435\u0440\u0430\u043b\u044c\u043d\u0430\u044f \u043f\u0440\u043e\u0433\u0440\u0430\u043c\u043c\u0430 \u0434\u043b\u044f \u043f\u0440\u043e\u0434\u0430\u0432\u0446\u043e\u0432 \u043e\u0442 Joom”,”buttonText”:”\u0423\u0447\u0430\u0441\u0442\u0432\u043e\u0432\u0430\u0442\u044c”,”imageUuid”:”fa465a98-71b1-5a0d-8f7a-4b0e1990409a”,”isPaidAndBannersEnabled”:false}

Курсы пайки bga Исаев Максим

2229 просмотров

Многие мастера по ремонту телефонов и ноутбуков хотят освоить навык пайки системных плат. Научиться паять можно разными способами. Есть эффективные, или не особо эффективные. В статье разберем разные способы обучения пайке и чему реально научиться на курсах пайки.

Курсы пайки

Во время обучения пайке важно научиться:

• диагностике плат,
• схемотехнике,
• основам радиотехники,
• демонтажу (выпаиванию) микросхем,
• удалению компаунда,
• пайке bga микросхем.

Замер падения напряжения Исаев Максим

А теперь подробнее.

Главное, на чем стоит сфокусировать свое внимание, это диагностика устройства. Так как речь идет про пайку bga, соответственно здесь и далее будем рассматривать системную плату смартфона и ноутбука.

Диагностика

Мастера по ремонту телефонов с большим бэкграундом, говорят, что успех в ремонте на 80% зависит от правильно выполненной диагностики. Поэтому важно при визуальном осмотре обратить внимание на:

• целостность втулок,
• наличие или отсутствие компаунда (полимерная смола),
• “следы” попадания влаги на плату. Это может быть коррозия, изменившие свой цвет индикаторы влаги или радиокомпоненты,
• остатки флюса (свидетельствует, что ранее ремонт уже выполнялся,
• состояние защитных экранов и рамок по периметру платы.

Для диагностики применяется следующее оборудование (в порядке значимости):

• мультиметр,
• лабораторный блок питания,
• USB-tester,
• тепловизор,
• осциллограф.

Замеры мультиметром Исаев Максим

Для диагностики iPhone применяется бесплатная программа 3uTools.

Обучение схемотехнике

Зная расположение элементов на плате, их характеристики и взаимосвязи проведение диагностики сильно упрощается.

В сервисных центрах применяются следующие программы:

• Zillion x Work,
• Phoneboard,
• WIXINJI.

Zillion x Work Исаев Максим

Обучение пайке

Начинать паять лучше под руководством опытного наставника. Который поможет откалибровать термовоздушную паяльную станцию, для того чтобы паять на “реальных” температурах. Температурный режим очень важен при выпаивании микросхем. При превышении температуры можно “угреть” плату, определяется легко из-под микросхем (на компаунде) вылетают шарики припоя. А при заниженной температуре часто “отрывают пятаки” повреждают шариковые выводы на системной плате. Тонкостей в обучении пайке очень много, например в какую сторону направлять фен, чтобы не повредить рядом установленные микросхемы. Или как убрать компаунд с микросхемы со стеклянным корпусом, так чтобы не повредить сам корпус чипа. Или как медной оплеткой подготовить контактную площадку на плате, так чтобы не повредить маску.

Обучение пайке Исаев Максим

Как научиться паять

Существует как минимум 3 варианта, при реализации которых вы сможете самостоятельно выполнять ремонты системных плат.

• Самостоятельно, просматривая ролики на YouTube.
• Договорившись с частным мастером, который работает в сервисном центре.
• В специализированном центре обучения.

Разные способы подразумевают и разную итоговую стоимость и соответственно отличающиеся временные периоды.

Всем успешных ремонтов!

Обучение ремонту телефонов Исаев Максим

Различные типы припоя – все общие классификации

При выполнении электрических соединений одним из наиболее важных аспектов является пайка. Кроме того, процесс пайки неизбежен при соединении почти всех электронных компонентов. Но что именно влечет за собой этот процесс? Каковы некоторые из ключевых соображений во время пайки? Какие существуют типы припоя?

Если у вас есть такие вопросы, читайте дальше, чтобы получить подробное откровение обо всем, что связано с типами солдат.

Рисунок 1: Мужчина, работающий в электронной лаборатории

Припой на основе свинца

Рисунок 2: Молодой человек паяет печатную плату

Это самый распространенный тип припоя. Как следует из названия, его основным металлом является свинец. Кроме того, это лучший тип SSolder благодаря его впечатляющим смачивающим и механическим характеристикам. В таблице ниже приведены различные типы припоев из свинцовых сплавов.

Бессвинцовый припой

Рисунок 3: Инженер паяет микросхему

Обратите внимание, олово здесь является основным металлом. Другие, такие как медь и серебро, доступны в следовых количествах.

По сути, такой SSolder соответствует правилам RoHS (ограничение использования опасных веществ).

К распространенным типам этого легкоплавкого сплава относятся следующие:

Кроме того, вы можете рассматривать SAC387 и SAC405 как эвтектические. Материалы с такими характеристиками имеют общую температуру плавления. В случае этих припоев они имеют температуру плавления приблизительно 217°C.

Припои с флюсовым сердечником

Рис. 4. Процесс пайки микросхемы ТВ с помощью паяльника

Припой с флюсовым сердечником внешне похож на освинцованные припои, так как оба имеют цилиндрическую форму. Кроме того, вы найдете восстановитель в ядре припоя. При пайке с использованием этих форм SSolder вы активируете выброс флюса.

Обратите внимание, что при пайке электронных компонентов обычно используется канифольный флюс. В качестве альтернативы, кислотные сердечники являются основным флюсом для сантехнических и металлических применений.

Серебряные припои

Рис. 5: Процесс пайки

Серебряные припои могут быть на основе свинца или без него. Цель состояла в том, чтобы предотвратить эффект миграции серебра, который делает суставы ломкими.

Обратите внимание, пропорции серебра и других сплавов различны. Таким образом, цена и механическая прочность сплавов зависят от соотношения металлов.

Рис. 6: Студент паяет

В этом режиме классификации есть три основных типа солдат. Среди них:

Припой с кислотным сердечником

Он состоит из проволоки, намотанной на полый сердечник с флюсом на кислотной основе. Поскольку он кислый, изменение может вызвать агрессивное воздействие на оксидный слой целевого металла.

Соединения с высокой прочностью на растяжение характеризуют флюс. Кроме того, припой хорошо подходит для соединения металлов и стали из-за его коррозионной стойкости. Вы также найдете эти припои на медных трубах и других стандартных сантехнических устройствах.

Припой с канифольным сердечником

Он похож по структуре на Солдата выше тем, что оба имеют полый сердечник. Тем не менее, флюс на основе смолы мягче, чем кислотное ядро ​​для этого припоя. Припой также устойчив к коррозии. Кроме того, он образует прочную связь в электрических соединениях. Таким образом, он используется как электрический припой.

Припой с твердым сердечником

В отличие от двух солдат, о которых мы говорили, это твердый материал из сплава без флюса. Поэтому для создания паяных соединений вам придется внести изменения.

Рис. 7: Отец и сын паяют печатную плату

Обычный тип SSolder состоит из проволочного припоя на катушке. Тем не менее, существует множество других типов, основанных на классификации форм-фактора. Они включают:

Таблетки припоя, полоски припоя, фольгу припоя, стержни припоя, пасты припоя, слитки припоя, кольца припоя, стержни припоя для пайки, шайбы припоя, шарики припоя

Шайбы припоя будут стандартными в электронных проектах.

Рисунок 8: Пайка печатной платы

Припои используются в сантехнике и электронике двумя основными способами. Тем не менее, операция пайки не ограничивается только двумя приложениями. Например, авиационный припой полезен при селективной пайке в самолетах.

Кроме того, автомобильный припой необходим при ремонте теплообменников охлаждающей жидкости автомобилей. Кроме того, припой полезен в быту. Вы также найдете электрическую пайку в некоторых хобби, таких как изготовление витражей.

Обратите внимание, что некоторые металлы требуют специальной пайки из-за окисления во время пайки. В таких случаях вы найдете специальные припои, такие как чугунный припой и алюминиевый припой.

1. Какой припой лучше всего подходит для электроники?

Бессвинцовый припой на основе канифоли идеально подходит для пайки электроники.

2. В чем разница между серебряным припоем и обычным припоем? –  

Серебряный припой содержит примерно 45% серебра и может быть бессвинцовым или на основе свинца. По сути, серебряный SSolder решит проблему миграции серебра. С другой стороны, обычный SSolder слабее серебряного припоя. Кроме того, он имеет более низкую температуру плавления, чем серебряный припой.

3. Можно ли использовать припой для сантехники для электроники?-

Неправильно использовать припой для сантехники для электроники. По сути, сантехнический припой представляет собой флюс на кислотной основе. С другой стороны, припой для электроники представляет собой флюс со смоляным сердечником. Таким образом, кислота в смене будет вредна для проводки. Кроме того, это приведет к сбою соединения.

Заключение

Выше приведены различные типы SSolder и соответствующие им составы. Мы также подробно рассказали о конкретных применениях каждого вида старых. Таким образом, мы надеемся, что ответили на все ваши вопросы, касающиеся различных типов припоев. В случае возникновения каких-либо вопросов, пожалуйста, свяжитесь с нами, и мы ответим мгновенно.

Разработка бессвинцовых припоев для гибридных микросхем (Конференция)

Разработка бессвинцовых припоев для гибридных микросхем (Конференция) | ОСТИ. GOV

перейти к основному содержанию

• Полная запись
• Другие сопутствующие исследования

Промышленность провела обширную работу по разработке бессвинцовых припоев для применения в электронике. Движущей силой этих усилий является стремление запретить или обложить налогом использование припоев, содержащих свинец. Возник еще больший интерес к сокращению использования опасных химических чистящих средств. Бессвинцовая пайка и сборка с низким содержанием остатков «без очистки» рассматриваются как решения этих экологических проблем. Большая часть работы была направлена ​​на технологию коммерческих и военных печатных плат (PWB), хотя аналогичные проблемы стоят перед промышленностью гибридных микросхем (HMC), где разработка бессвинцовых припоев HMC обычно отстает.

Sandia National Laboratories отвечает за разработку различных высоконадежных гибридных компонентов для радаров. В связи с этим Sandia инициировала проект в рамках своей программы экологически ответственного производства по разработке бессвинцового припоя с низким содержанием остатков для HMC. В данной статье обсуждается ход этой работы.

Авторов:

Хоскинг, FM; Вианко, ПТ; Фрир, Д. Р.; Робинсон, Д.Г.

Дата публикации:

1996-01-01

Исследовательская организация:

Национальная лаборатория Сандия. (SNL-NM), Альбукерке, Нью-Мексико (США)

Организация-спонсор:

USDOE, Вашингтон, округ Колумбия (США)

Идентификатор ОСТИ:

186727

Номер(а) отчета:

ПЕСОК-96-0062С; CONF-9511166-1
В НАЛИЧИИ: DE96004707

Номер контракта Министерства энергетики:  

АК04-94АЛ85000

Тип ресурса:

Конференция

Отношение ресурсов:

Конференция: Национальная конференция производителей электроники, Орландо, Флорида (США), 1–2 ноября 1995 г.; Другая информация: PBD: [1996]

Страна публикации:

США

Язык:

Английский

Тема:

42 МАШИНОСТРОЕНИЕ, НЕ ВКЛЮЧЕННОЕ В ДРУГИЕ КАТЕГОРИИ; ПАЯКА; МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЙ ФЛЮС; МИКРОЭЛЕКТРОННЫЕ СХЕМЫ

---

Форматы цитирования

• MLA
• АПА
• Чикаго
• БибТекс

Хоскинг Ф. М., Вианко П.Т., Фрир Д.Р., Робинсон Д.Г. Разработка бессвинцовых припоев для гибридных микросхем . США: Н. П., 1996. Веб.

Копировать в буфер обмена

Хоскинг Ф. М., Вианко П. Т., Фрир Д. Р. и Робинсон Д. Г. Разработка бессвинцовых припоев для гибридных микросхем . Соединенные Штаты.

Копировать в буфер обмена

Хоскинг Ф.М., Вианко П.Т., Фрир Д.Р. и Робинсон Д.Г. 1996. «Разработка бессвинцовых припоев для гибридных микросхем». Соединенные Штаты. https://www.osti.gov/servlets/purl/186727.

Копировать в буфер обмена

@статья{osti_186727,
title = {Разработка бессвинцовых припоев для гибридных микросхем},
автор = {Хоскинг, Ф. М. и Вианко, П.Т. и Фрир, Д.Р. и Робинсон, Д.Г.},
abstractNote = {В промышленности была проведена обширная работа по разработке бессвинцовых припоев для применения в электронике. Движущей силой этих усилий является стремление запретить или обложить налогом использование припоев, содержащих свинец. Возник еще больший интерес к сокращению использования опасных химических чистящих средств. Бессвинцовая пайка и сборка с низким содержанием остатков «без очистки» рассматриваются как решения этих экологических проблем. Большая часть работы была направлена ​​на технологию коммерческих и военных печатных плат (PWB), хотя аналогичные проблемы стоят перед промышленностью гибридных микросхем (HMC), где разработка бессвинцовых припоев HMC обычно отстает. Sandia National Laboratories отвечает за разработку различных высоконадежных гибридных компонентов для радаров. В связи с этим Sandia инициировала проект в рамках своей программы экологически ответственного производства по разработке бессвинцового припоя с низким содержанием остатков для HMC.