Пример пайки микросхемы с корпусом BGA.

Пример пайки микросхемы с корпусом BGA.

В современной электронике наблюдается тенденция к все большему уплотнению монтажа, что, в свою очередь, привело к появлению корпусов типа BGA. Размещение выводов под корпусом микросхемы позволяет разместить много выводов на небольшо площадке. Во многих современных электронных устройствах применяются микросхемы в таких корпусах. Однако наличие этих микросхем несколько усложняет ремонт электронной аппаратуры - пайка требует определенных навыков, большой аккуратности и знания технологий пайки.

Для работы нам нужна паяльная станция с термофеном (SP852D+). Потребуется паяльная паста, шпатель для нанесения паяльной пасты, трафарет для нанесения паяльной пасты на микросхему. Для пайки необходим нормальный флюс (Interflux IF8001). Известны случаи когда с использованием некачественного флюса плата после пайки не подавала признаков жизни, а с нормальным флюсом - все работало нормально. Еще нужна оплетка для снятия припоя, пинцет, изолента. Прежде, чем отпаивать микросхему, на всякий случай нужно сделать риски на плате по краю корпуса микросхемы (если на плате нет шелкографии, показывающей её положение), это нужно для облегчения последующей постановки чипа на плату. Температуру воздуха фена должна быть 320-350°C в зависимости от размера чипа, скорость воздуха — минимальная. Фен нужно держать перпендикулярно плате. Греем примерно минуту. Воздух направляем не по центру, а по краям, по периметру. Иначе есть вероятность перегреть кристалл. Особенно чувствительна к перегреву память. После чего поддеваем микросхему за край и поднимаем над платой. Самое главное не прилагать усилий - если припой не полностью расплавился есть риск оторвать дорожки.
После отпайки плата и микросхема выглядят так как показано на рис. 1.

Рис. 1.

Наносим спиртоканифоль (при пайке на плату пользоваться спиртоканифолью нельзя - низкое удельное сопротивление), греем и после отмывки плата выглядит так (см. рис. 2).

Рис. 2
Теперь то же самое проделаем с микросхемой и результат см. на рис. 3.

Рис. 3.
Просто припаять эту микросхему на старое место не получиться, очищаем от старого припоя контакты платы и микросхемы (рис. 4). Хорошо идет очистка просто паяльником (но можно использовать оплетку и фен). Весьма важно не повредить паяльную маску, иначе потом припой будет растекаться по дорожкам.
   
Рис. 4.

Накатка новых шаров — это следующий этап пайки. применить готовые шары - они просто раскладываются на контактные площадки и плавятся, но представьте себе сколько времени займет раскладывание ну например 250 шаров? "Трафаретная" технология позволяет получать шары намного более быстро и так же качественно.
Очень важно иметь качественную паяльную пасту. На фото виден результат нагрева небольшого количества пасты. Качественная (рис. 5) сразу же превращается в блестящий гладкий шарик, некачественная распадется на множество мелких шариков.

Рис. 5
Некачественной пасте не поможет даже смешивание с флюсом и нагрев до 400 градусов (рис. 6):

Рис. 6

Микросхема закрепляется в трафарете (рис. 7):

Рис. 7.
Затем шпателем или просто пальцем наносится паяльная паста (рис. 8):
     
Рис. 8.
После чего, придерживая пинцетом трафарет (он при нагреве будет изгибаться), расплавляем пасту: Температура фена - максимум 300°, фен держим перпендикулярно. Трафарет придерживаем до полного застывания припоя (рис. 9).
  
Рис. 9
После остывания снимаем крепежную изоленту и феном с температурой 150° аккуратно нагреваем трафарет до плавления ФЛЮСА. После чего можно отделять микросхему от трафарета. В результате получились вот такие ровные шары, микросхема готова к постановке на плату (рис. 10):

Рис. 10.

Далее следует пайка микросхемы на плату. Если риски на плате (которые нужно было сделать перед отпайкой) не сделаны, то позиционирование делем так: переворачиваем микросхему выводами кверху, прикладываем краешком к пятакам, чтобы совпадали с шарами, засекаем где должны быть края микросхемы (можно царапнуть тихонько иголочкой). Сначала одну сторону, потом перпендикулярную ей. Достаточно двух рисок. Потом ставим микросхему по рискам на плату и стараемся на ощупь шарами поймать пятаки по максимальной высоте. Т.е. надо встать как бы шарами на шары, вернее на остатки от прежних шаров на плате. Можно установить просто "заглядывая" под корпус, либо по шелкографии на плате.

Затем прогреваем микросхему до расплавления припоя. Микросхема сама точно встанет на место под действием сил поверхностного натяжения расплавленного припоя (рис. 11). Момент расплавления припоя хорошо заметен - микросхема немного шевелится, "устраиваясь поудобнее". Флюса нужно наносить очень мало. Температура фена должна быть в пределах 320-350°, в зависимости от размера чипа. .
 

Рис. 11.