alex_avr (alex_avr2) wrote,
alex_avr
alex_avr2

Category:

BGA

Впервые в жизни перепаял BGA микросхему. Забавная процедура.

Для начала - расскажу, что такое BGA, для тех кто не знает :)

Когда-то микросхемы были большими и толстыми. Выводов у них было не много, десяток, два. Выглядели они, например, так:


Шаг ножек - 2.54мм

Размер микросхем был довольно большой. По мере развития техники, количество выводов все увеличивалось, а сами микросхемы уменьшались. Выводы стали располагать уже со всех четырех сторон.




Шаг делали все меньше и меньше, вплоть до 0.5 мм между ножками. Но проблема в том, что при линейном увеличении количества ножек, площадь микросхемы (а значит ее размер) возрастала квадратично. В массовой продукции дошли примерно до 200-300 ножек. Но 200 ножек с шагом 0.5 это квадрат 2.5х2.5см - согласитесь, немало в масштабах современной электроники.

И тут появились так называемые BGA корпуса. Расшифровывается как Ball Grid Array, или, если по русски, - упорядоченная матрица шариков. Выводы расположили прямо под корпусом. Теперь при линейном увеличении количества ножек площадь также растет линейно. Возьмем те же самые 200 выводов, извлечем корень и получим матрицу 15х15 контактов. При шаге 0.5мм это всего лишь квадрат 7.5х7.5мм. Согласитесь, есть разница :)

Выглядеть это чудо может по-разному, в моем случае микросхема выглядела так:



К плате такая микросхема припаивается с помощью шариков припоя. Как у всего на свете, у данного корпуса, кроме очевидных плюсов, есть и минусы, по сравнению с вышеупомянутыми собратьями. Во-первых все контакты находятся под корпусом после пайки, а это значит, что посмотреть и проверить качество пайки уже нельзя. Можно только применяя рентген, но понятно, что это сложная и дорогая процедура. Кроме того есть большая проблема, нарушения пайки со временем. Происходит это из-за того, что плата гнется относительно микросхемы, из-за механических деформаций, например в телефоне или нагрева, например в ноутбуке. И в один прекрасный день, контакты нарушаются и техника перестает работать. Нарушение пайки BGA - однозначно самая распространенная причина поломки телефонов, ноутбуков, планшетов и другой пользовательской техники.

Когда такое происходит - выхода два - выкинуть или отремонтировать. Ремонт происходит путем перепайки микросхемы заново. Сначала микросхему надо отпаять. Делается это специальным паяльным феном, при температуре порядка 250-300 градусов. После отпайки микросхемы нужно снять все остатки старого припоя с нее и с платы. Я это сделал обычным паяльником.

Затем на микросхему кладется трафарет с дырочками соответствующими контактами и в нужные отверстия устанавливаются шарики. Делал я такое первый раз и тут меня подстерегал первый фейл - я был уверен что шарики легко раскатятся и сами установятся. Как бы не так. Пришлось каждый шарик ставить вручную, довольно муторная работа.



После установки шариков, их надо нагреть, чтобы они припаялись к микросхеме. Первая попытка нагрева и вся работа насмарку. Из-за неоднородности нагрева трафарета он очень быстро выгибается и шарики съезжают. Второй раз я попробовал с хорошо прижатым трафаретом, но получил тот же результат. В итоге решил поставить шарики частями, отрезав небольшой кусочек трафарета.

На фотографии видно, что часть шаров уже на месте:



У тех кто этим занимается постоянно есть даже термин reball или ребол, по русски. Есть и более жаргонное - "накатать шары". Чтобы шарики хорошо припаялись к площадкам, нужен хороший флюс, котоым смазывается микросхема.

Ну вот, все шарики на месте и припаяны, выглядит красиво :)





Это очень крупные шарики, с шагом 1.27мм и диаметром 0.76мм. Есть микросхемы с шагом 0.5мм и кажется даже 0.4мм. Там шарики совершенно микроскопические.



А вот и микросхема на родной плате:



Паять BGA, во всяком случае с таким большим шагом довольно просто. Посадочное место намазывается флюсом, микрохема ставится на плату, после чего все нагревается феном. Шарики плавятся и припаиваются к площадкам на печатной плате. Из-за сил поверхностного натяжения микросхема сама точно встает на нужное место и держится там, даже если ее пытаться сместить(в разумных пределах) - она возвращается на место.

Картинка из интернета:



Это фотография микросхемы припаянной к плате, тут видно несколько боковых шариков. Плата - снизу, микросхема сверху, шарики их соединяют.

Вот и все. Сразу замечу - то что я делал - кустарщина. Профи-ремонтники используют более современное оборудование, всякий хитрый подогрев платы и т.п. Сейчас еще раскритикуют в комментах :)

Еще следует сказать, что на производстве, микросхемы паяют другим способом, с помощью паяльной пасты, но про это как-нибудь в другой раз.

Tags: Пайка, Печатные платы, Ремонт, Техника, Электроника
Subscribe

  • Про автосервисы

    Когда только обзавелся машиной, ещё довольно плохо представлял, как она обслуживается. Сейчас-то мне понятно, что ничего сложного нет, кроме может…

  • 14 лет под землёй

    Традиционная запись 2 ноября: ровно 14 лет как я осознанно изучаю подземку 🙂 Ну и традиционная фотография. Это самая страшная фотография под землёй,…

  • Снежные Ловозёрские тундры

    В Москве снега до сих пор нет, между тем я ещё больше месяца назад успел по нему накататься, заехав наверх Ловозёрского горного массива, что на…

promo alex_avr2 july 2, 2018 13:00 41
Buy for 200 tokens
Думаю многие слышали рассказы про огромные бункеры под Москвой, подземные города, секретное метро на случай ядерной войны. Многое в этих рассказах очевидно преувеличено, что-то придумано, но безусловно, основаны они не на пустом месте. Совсем недавно небольшой кусочек этих подземных тайн был…
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 35 comments

  • Про автосервисы

    Когда только обзавелся машиной, ещё довольно плохо представлял, как она обслуживается. Сейчас-то мне понятно, что ничего сложного нет, кроме может…

  • 14 лет под землёй

    Традиционная запись 2 ноября: ровно 14 лет как я осознанно изучаю подземку 🙂 Ну и традиционная фотография. Это самая страшная фотография под землёй,…

  • Снежные Ловозёрские тундры

    В Москве снега до сих пор нет, между тем я ещё больше месяца назад успел по нему накататься, заехав наверх Ловозёрского горного массива, что на…