Bga видеокарта что это

Обновлено: 04.07.2024

Введение
На сегодняшний день наблюдается все более широкое распространение микросхем, выполненных в корпусе BGA (Ball Grid Array) – матрица из шаров. Преимущества данного корпуса по сравнению с планарным исполнением – очевидны. Во-первых, на микросхеме тех же размеров можно разместить на порядок больше выводов. Во-вторых, у BGA-микросхем благодаря большому количеству контактов значительно лучше теплоотвод на плату. Ну и, в-третьих, коли вместо выводов на днище микросхемы используются круглые пятаки, то при транспортировке отломать или погнуть выводы в принципе не возможно.
Существует у микросхем данного класса и целый ряд недостатков. К ним, прежде всего, следует отнести необходимость наличия паяльной станции (термовоздушной, ИК) или хотя бы нагревательной плитки, для монтажа/демонтажа микросхем. Далее, необходимо иметь трафарет подходящих размеров и рисунка расположения апертур, а также специальной паяльной пасты. Ну и, конечно же, есть очень большая трудность в контроле пайки. В отличие от планарных микросхем, где качество пайки можно контролировать визуально, в случае BGA-микросхем нужна рентгеновская установка. Но, пожалуй, самым плохим качеством BGA-микросхем является очень низкая механическая прочность монтажа. Например, при небольшом изгибе платы под планарной микросхемой благодаря гибкости выводов нарушение пайки не происходит. В случае же BGA-корпуса произойдет либо отрыв пятаков (от платы или от микросхемы), либо более распространенное явление – отслоение шаров припоя от границы раздела пятак – припой.

Причины возникновения дефектов и их разновидности.
Чтобы не слишком обобщать приводимую далее информацию, заранее оговоримся, что речь будет идти о BGA-видеочипах. Однако информация справедлива и для других аналогичных микросхем (микросхемы памяти, мосты на материнских платах и т.д.).
Будем исходить из того, что изначально на заводе выпускается нормальное рабочее устройство (видеокарта).
Рассмотрим часть цикла жизни видеочипа, когда его подстерегают наибольшие опасности. Начинается этот период, как ни странно с момента припайки чипа на заводе. Далее карту ожидают транспортировка до места продажи. Казалось бы завернули карту в специальный полиэтилен с пузырьками, положили его в коробку и тряси – не тряси с ней ничего не случится. Ничего подобного. Не забываем, что на карте все это время стоит довольно массивное металлическое охлаждение. Для того, чтобы не допустить деформацию текстолита, на многие карты с обратной стороны ставят специальные х-образные пружинные пластины. Но есть ряд фирм и ряд карт (особенно производства годичной и более давности), на которых такие пластины отсутствуют. Это, так сказать, группа риска, потому что при увеличении силы прижатия радиатора к чипу с обратной стороны происходит небольшая деформация текстолита. В результате у подобной карты часть шаров может отслоиться еще на этапе транспортировки, особено, если имело место нарушение режимов пайки на заводе-изготовителе.

Ну, что же, предположим, что нам повезло и за время транспортировки с картой ничего плохого не приключилось. В фирме ее протестировали грамотные спецы и заключили, что видеокарта рабочая. Следим дальше. Возьмем условного покупателя, который приобрел долгожданную вещь и радостный, вприпрыжку помчался скорее втыкать ее в свой компьютер. Ну, пока карта несется и трясется на улице и в транспорте, думаю уже понятно, что ей угрожает. Но вот, наконец, долгожданный дом и непреодолимое желание тут же воткнуть чудо-агрегат и посмотреть на ту скорость и красоту, которую обещают на упаковке. И даже несмотря на то, что за окном при этом может быть зима и температура -20*С мало кто из пользователей дает нормально прогреться новому комплектующему хотя бы часа 2-3. Большинство от недержания уже минут через 20-30 вставляют карту в компьютер.
Теперь вспомним такое явление, как температурное расширение металлов. Для тех, кто позабыл школьную физику, напомню, что при увеличении температуры металла происходит пропорциональное увеличение его объема. Величина, характеризующая интенсивность этого процесса, называется коэффициентом температурного расширения (ТКР). Напомню также, что у разных металлов эта величина может очень сильно различаться. В частности у меди ТКР=17*10^-6 [1/C], а у олова ТКР=26*10^-6 [1/C].
Наконец происходит первый запуск карты. Рассмотрим самую неблагоприятную ситуацию, когда перед включением карта была на морозе и ей не дали толком прогреться. Начинается довольно резкий рост температуры. Причем мало того, что ТКР у пятаков и шаров разный, так еще и скорость нагрева не одинаковая – плата нагревается медленнее, чем видеочип. Что имеем в результате? А имеем печальную картину. На границе между шаром и пятаком, где имеется наибольшая напряженность металла, могут возникнуть микротрещины.
Счастливый пользователь расслабляется, и потекли месяцы эксплуатации устройства…
Вы думаете, что риск возникновения микротрещин был только, когда карту включили почти сразу с мороза? Ничего подобного! Т.к. для большинства современных (особенно топовых) выдеокарт температура видеочипа в 3D-приложениях 65-80*С считается нормой, то вышеуказанные термоудары карта испытывает при каждом включении. Что при этом происходит на микроуровне? – появление новых микротрещин и разрастание старых. Со временем данный процесс может привести к полной или частичной потере контакта межу платой и видеочипом. Подробнее читаем тут В первом случае неисправность будет стабильная – артефакты будут возникать сразу при включении, во втором – артефакты или черный экран будут появляться или наоборот исчезать с прогревом карты. Не надо также забывать, что будет происходить закрепление прогресса микротрещин. Т.к. чипы подобных размеров не заливают компаундом, то они подвержены атмосферному воздействию. Т.е. хотим мы этого или нет, но на поверхности шаров и по площади микротрещин будет образовываться тончайшая пленка оксида олова, которая не проводит электрический ток.
Наконец настал день Ч, когда однажды утром/вечером/ночью условный пользователь включил компьютер и увидел кучу артефактов на экране. Сразу встает вопрос: что делать человеку? Если видеокарта на гарантии, не надо заниматься шаманством или рукоприкладством по отношению к карте. Гарантийник в руки и быстрее менять карту!
Если же срок гарантии уже истек, и в кармане на данный момент мышь повесилась, а рабочий компьютер нужен кровь из носу, то можно осуществить процесс реанимации карты, который часто называют “прожаркой” карты.

Прожарка карты.
Прежде чем приступить к этому процессу хорошенько подумайте и оцените свои возможности. Потому что в случае неудачи вы, скорее всего, расстанетесь с видеокартой навсегда. Помимо этого я снимаю с себя какую-либо ответственность за то, что в результате использования данной статьи вы угробите карту.
Ладно, стандартные отмазки написал. Теперь немного порадую: я не буду описывать ничего такого, чего бы не было опробовано мной лично и не дало положительного эффекта.
Что необходимо иметь перед началом работы:
1) У вас не должны дрожать руки. Проверить довольно просто. Для этого возьмите лист бумаги, положите на него самый мелкий из имеющихся SMD-конденсаторов или резисторов, зафиксируйте его и обведите контур ручкой. Затем сдвиньте его в сторону на несколько сантиметров и постарайтесь пинцетом вернуть его в прежнее положение. Если вам это удалось, следуйте последующим пунктам. Если нет, еще раз хорошенько подумайте, стоит ли вам это делать.
2) Плитка для прогрева. На данный момент могу подтвердить успех только на керамической или обычной электрической плитке. От газовых плиток может оставаться налет.

3) Прибор для измерения температуры до 350*С. Большинство современных мультиметров поддерживают такую функцию.

4) Безотмывочный флюс/флюс для пайки BGA. (предупреждаю сразу, что ЛТИ-120 не подходит ни в каком виде, хоть нередко и пишут, что он не требует отмывки!).

5) Пару металлических стержней/профилей/уголков высотой 2-3см и длиной 12-15см. Лучше всего, чтобы они располагались не на самой плитке, а рядом с ней.

6) Пинцет, медицинский шприц на 2-5мл с иглой.

7) Вентилятор.
Паяльник на 25-40Вт.
У вас есть все вышеуказанное? Если да, то можете приступать.
Последовательность действий примерно следующая.
- Заправляете шприц флюсом примерно наполовину.
- Раздеваете видеокарту – целиком снимаете систему охлаждения.
- Перед включением плитки располагаете профиля и прикидываете как на них ляжет видеокарта.
- Включаете плитку на 70-80% от ее максимума, даете ей 7-10мин хорошенько прогреться. Замеряете температуру на поверхности. Она должна быть в районе 270-290*С. При необходимости увеличиваете/уменьшаете ее нагрев.
- Аккуратно, чтобы не сдвинуть профиля, располагаете на них видеокарту.
- По периметру видеочипа шприцем начинаете проливать флюс. Не надо пытаться засунуть иголку прямо под чип! В этом нет никакой необходимости. За счет капиллярного эффекта флюс и так засосет под чип. Проливайте столько, сколько чип сможет засосать под себя. Сильно фанатеть не надо. Нередко в плате под чипом имеются сквозные отверстия и избыточный разогретый флюс может просочиться и оказаться на плитке. Результат вполне предсказуем – дым и вонь.
- Даем карте 3-5 мин прогреться.
- Пробуем пинцетом (не прикладывая усилий) сдвинуть/снять самый крупный и легкодоступный керамический конденсатор вблизи видеочипа. Двигается? Если да, возвращаем его на место и выполняем следующие шаги, если нет, греем дальше.
- Очень аккуратно опускаем кончик пинцета на край видеочипа (не кристалла, а именно текстолита видеочипа), чтобы пинцет воздействовал на чип только своим весом. Чип реагирует на воздействия? (лучше смотреть по реакции флюса на этой кромке) Если нет, даем еще прогреться минуту-другую. Если он слегка качается, производим по 2-3 легких едва заметных качания вдоль и поперек чипа в горизонтальной плоскости. Он должен едва шевелиться на 0.1-0.15мм. Не вздумайте качать сильнее! Чуть больше усилия и он съедет на шаг шаров или даже больше. Также не вздумайте стучать по чипу пинцетом или того хуже – надавливать на чип. В этом случае почти 100% гарантия, что вы замкнете какие-нибудь шары между собой.
- Отключаем плитку. Если использовалась керамическая плитка (она остывает быстро), оставляем карту остывать на плитке. Если использовалась обычная электроплитка, то включаем вентилятор на треть максимальных оборотов и начинаем им с расстояния 70-100см обдувать плитку вместе с видеокартой. Длительность обдува 5-7 минут. После чего тряпкой или перчаткой перекладываем карту на соседнюю холодную плитку. Ждем до полного остывания.
- Внимательно осматриваем всю карту, нет ли на ней сдвинутых элементов. Если все делали правильно, то их не будет. Если есть – поправляем их паяльником.
- Вытираем с обеих сторон карты все излишки флюса.
- Берем в руки мультиметр и проверяем основные шины питания, а именно: Vgpu, Vref, Vdd_mem, Vddq_mem. Ни на одной не должно быть коротыша на землю. Проверяем не диодной пищалкой, а на минимальном диапазоне измерения сопротивления (обычно до 200 Ом). Нигде не должно быть менее 1 Ом. Если все же на какой-либо шине имеется коротыш, значит, вы переборщили с усилием, когда качали чип. А ведь я предупреждал!
- Одеваем охлаждение на карту, при необходимости промазываем свежей термопастой.
- Производим пробный запуск видеокарты и не забудьте подключить доп. питание, если конечно оно у вас имеется.

Всем удачной прожарки!

Обсудить статью или задать вопросы автору можно тут

насосы (помпы) 11-->
трубчатые электронагреватели (ТЭНы) 11-->
щетки и датчики двигателя 11-->
манжеты люка 11-->
ремни приводные 11-->
подшипники барабана 11-->
сальники бака 11-->
смазка для сальников 11-->
ручки и петли люка 11-->
замки люка (убл) 11-->
амортизаторы и пружины 11-->

клапаны подачи воды (кэн) 11-->
конденсаторы 11-->
суппорты барабана (опоры, фланцы) 11-->
фильтры и улитки насоса 11-->
корпусные детали (патрубки, бойники, уплотнители) 11-->
запчасти для сушилок 11-->
реле уровня воды (прессостаты) 11-->
шланги и аквастопы 11-->
бытовая химия 11-->
мешки для стирки 11-->
уценка стиральные машины 11-->

жиклеры (форсунки) 5-->
термопары, свечи и блоки розжига 5-->
переключатели 5-->
конфорки 5-->
тэны и термостаты для духовок 5-->

корпусные детали (уплотнители, петли) 5-->
ручки переключения 5-->
аксессуары 5-->
бытовая химия 5-->
лампочки 5-->

насосы (помпы) 5-->
тэны 5-->
корпусные детали 5-->
разбрызгиватели (импеллеры) 5-->
уплотнители 5-->

датчики 5-->
фильтры 5-->
шланги и аквастопы 5-->
пусковые конденсаторы 5-->
бытовая химия 5-->

аноды для водонагревателей 3-->
тэны для водонагревателей 3-->
фильтры для вытяжек 3-->

термостаты и переключатели для водонагревателей 3-->
запчасти для колонок и газовых котлов 3-->
прокладки для водонагревателей 3-->

насосы 3-->
клапаны 3-->
переходники, соединители, трубки 3-->

фильтры 3-->
бытовая химия 3-->
смазка 3-->

тарелки 5-->
магнетроны и колпачки 5-->
слюда 5-->
предохранители, диоды 5-->
направляющие, коплеры, моторы 5-->

бытовая химия 5-->
лампочки 5-->
крючки и замки 5-->
уценка свч 5-->

шнеки, втулки 3-->
шестерни 3-->
ножи, решетки 3-->

корпусные детали 3-->
смазка 3-->
кнопки и выключатели 3-->

лопатки 3-->
ремни 3-->
валы и сальники 3-->

смазка для хлебопечек 3-->
аксессуары для хлебопечек 3-->

двигатели 4-->
фильтры и мешки 4-->
насадки и шланги 4-->
насосы 4-->

аккумуляторы для беспроводных и роботов-пылесосов 4-->
корпусные детали 4-->
уценка пылесосы 4-->

розетки 4-->
выключатели 4-->
рамки 4-->
коробки монтажные, подрозетники 4-->

светорегуляторы, термостаты, датчики движения 4-->
колодки, тройники 4-->
удлинители силовые 4-->
удлинители бытовые 4-->

автоматические выключатели 4-->
узо, дифф. автоматы 4-->
щиты распределительные 4-->
кросс модули 4-->

din-рейки 4-->
шины заземления и нейтрали 4-->
стабилизаторы напряжения 4-->

кабель 3-->
стяжки 3-->
наконечники 3-->

клеммы 3-->
вилки 3-->
труба гофрированная 3-->

светодиодные лампы 4-->
прожекторы 4-->
экспозиционные светильники 4-->
светильники встраиваемые 4-->

светильники настенно-потолочные 4-->
cветильники уличного освещения 4-->
комплектующие для светильников 4-->

отвертки 11-->
наборы отверток 11-->
наборы инструментов 11-->
инструменты для пайки 11-->
пинцеты 11-->
скальпели, лезвия, ножи, ножницы 11-->
кусачки, плоскогубцы, бокорезы 11-->
специальный инструмент 11-->
линзы, лампы, микроскопы 11-->
станции для BGA 11-->
разбор сенсорных модулей 11-->

ультразвуковая очистка 11-->
электроинструмент 11-->
инструмент для монтажа 11-->
инструмент диэлектрический 11-->
наборы сверл по бетону 11-->
крепеж 11-->
перчатки рабочие 11-->
акб для электроинструментов 11-->
оборудование для ремонта дисплеев 11-->
уценка ручной инструмент 11-->

паяльные станции 4-->
паяльники 4-->
жала для паяльников 4-->
паяльные ванны 4-->

запчасти для паяльного оборудования 4-->
дымоуловители 4-->
уценка паялки 4-->

осциллографы 4-->
токовые клещи 4-->
мультиметры 4-->
щупы 4-->

источники питания 4-->
дальномеры 4-->
пост карты 4-->
уценка диагностика 4-->

оплетка 4-->
флюсы и канифоль 4-->
трафареты BGA 4-->
шарики для BGA 4-->

припои 4-->
жала для паяльника 4-->
станции для BGA 4-->

мешки для пылесосов 6-->
фильтры для пылесосов 6-->
бытовая химия 6-->
микрофильтры для вытяжки 6-->
боковые щетки для робота-пылесоса iRobot 6-->
фильтр воздушный для генератора 6-->

чехлы для генераторов 6-->
чехлы для бензокосы 6-->
чехлы для газонокосилок 6-->
сумки для бензопил 6-->
сумки для триммера 6-->

термопаста 3-->
терморезинки 3-->
термоскотч 3-->

отражающая лента 3-->
термоусадочные трубки 3-->

очистители 4-->
охладители 4-->
для ультразвуковых ванн 4-->
клеи и скотч 3М 4-->

чистящие средства 4-->
масла и смазки 4-->
бытовая химия 4-->
средства гигиены 4-->

ШИМ-контроллеры 12-->
мультиконтроллеры 12-->
конденсаторы 12-->
сокеты 12-->
регуляторы напряжения 12-->
микроконтроллеры 12-->
микросхемы звука 12-->
контроллеры сетевые 12-->
контроллеры заряда батареи 12-->
память оперативная 12-->
MOSFET 12-->
память EEPROM 12-->

память Flash 12-->
логика 12-->
микросхемы для iPhone 12-->
микросхемы для Samsung 12-->
прочие микросхемы 12-->
транзисторы 12-->
резисторы 12-->
батарейки (элементы питания) 12-->
лампочки 12-->
диоды 12-->
диоды Шоттки 12-->
светодиоды 12-->

BGA, от английского " Ball grid array" — массив шариков — тип корпуса поверхностно-монтируемых интегральных микросхем

Здесь микросхемы памяти, установленные на планку, имеют выводы типа BGA

Разрез печатной платы с корпусом типа BGA. Сверху видно кремниевый кристалл.

BGA произошёл от PGA. BGA выводы представляют собой шарики из припоя, нанесённые на контактные площадки с обратной стороны микросхемы. Микросхему располагают на печатной плате, согласно маркировке первого контакта на микросхеме и на плате. Далее, микросхему нагревают с помощью паяльной станции или инфракрасного источника, так что шарики начинают плавиться. Поверхностное натяжение заставляет расплавленный припой зафиксировать микросхему ровно над тем местом, где она должна находиться на плате. Сочетание определённого припоя, температуры пайки, флюса и паяльной маски не позволяет шарикам полностью деформироваться.

Для начала давайте разберемся что такое BGA. BGA (Ball grid array) - это микросхема, которая припаивается на плату с помощью большого массива шариков припоя. Такой метод используется для упрощения конструкции выводов и монтажа на плату, но он сложен тем, что установка таких микросхем требует дополнительного оборудования.

Сам BGA чип напоминает бутерброд, который состоит из нескольких слоёв:

Кристалл
BGA шарики
Подложка из текстолита

Разрез BGA чипа, сверху видно кремниевый кристалл. Автор фото: Smial Кристаллы всегда заливают дополнительным компаундом, чтобы усилить крепость с подложкой, иногда их покрывают чёрным слоем, чтобы их вообще не было видно. Такая конструкция очень крепкая и её можно сломать только деформируя механически.

Популярнее всего в ремонте замена:

Графического процессора, GPU, видеочипа
Северного моста
Южного моста, чипсета, хаба
Видеопамяти видеокарты
Центрального процессора, CPU, комбайна, SOC

Ноутбуки
Видеокарты
Материнские платы ПК
Моноблоки
Macbook
iMac
Mac PC

Роль ИК-станции для замены BGA чипов

Инфракрасная станция это поддон с керамическими плитками, на которые подаётся напряжение и они греются. ИК-станция нужна чтобы равномерно нагревать плату при замене BGA чипа.

Дело в том, что текстолит имеет плохую теплопроводность: тепло быстро рассеивается, слабо удерживается и плохо распределяется. Поэтому мы греем платы с нижней стороны равномерно и по всей площади с помощью ИК-станции. Плитки медленно нагревают воздух, а воздух в свою очередь медленно разогревает плату.

Если паять без нижнего подогрева плату с BGA чипом, причём дуя на него, например, феном, то грелись бы только верхние слои всего BGA бутерброда и температура сверху (на кристалле) была бы намного больше, нежели внизу, где шары и посадочная площадка, а сама плата под чипом вообще была бы холодная.

Такого быть не должно, потому что кристалл не любит высоких температур и может начать деградировать от их воздействия или просто лопнуть.

В зависимости от назначения и устройства микросхемы бывают разного размера, что в свою очередь влияет на диаметр и шаг шариков.

Например, мост от материнской платы компьютера и процессор от смартфона отличаются колоссально (еще меньше разве что шарики от процессора к подложке).

Так же BGA микросхемы часто покрывают компаундом в целях охлаждения, защиты от влаги и механического воздействия, однако при этом получается намного сложнее сделать замену такой микросхемы.

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.

Однако не всегда в наличии есть нужный трафарет и его отдельно приходится заказывать. Так же есть и 3D трафареты, которые очень удобно крепятся. Есть как одиночные трафареты, так и на одном листе все сразу.

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.

К тому же, спирто-канифоль будет негативно влиять на контакты под микросхемой.

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.

Накатка шаров

При накатке шаров необходимо использовать чистый и ровный трафарет (особенно при пайке пастой).

Пример гнутого и грязного трафарета. Он не подойдет для накатки.

Если вы будете использовать гнутый и не ровный трафарет во время накатки шаров с помощью паяльной пасты, то весь припой слипнется под трафаретом. Это бесполезно. Сама микросхема очищается от старых шаров, но не под корень, чтобы было легче установить ее на трафарет. Трафарет нужно установить ровно, чтобы все контактные площадки было видно через трафарет, без перекосов.

Пайка небольшой BGA eMMC микросхемы

Чистим микросхему изопропанолом. Ее контакты должны быть ровными. Если есть припой — удалите паяльников. Микросхему и трафарет во время пайки надо класть только на салфетки или деревянные дощечки. Металлическая поверхность будет впитывать в себя тепло, а деревянная, бумажная или воздушная нет.

Чем крепить микросхему к трафарету

Есть несколько вариантов. Первый — это термоскотч. Он быстро крепится, не оставляет после себя много клея и не экранирует высокую температуру. Из недостатков — быстро отклеивается и не надежно крепится по сравнению с алюминиевым термоскотчем скотчем.

Алюминиевый скотч надежно крепится к плате, но оставляет после себя много клея и экранирует температуру.

С одной стороны, алюминиевый лучше крепится, с другой быстрее и практичнее использовать обычный термоскотч. Начните учится с алюминиевого, пробуйте разные варианты.

Нанесение пасты

Пасту наносим обычной зубочисткой или лопаткой. Можно использовать ватные палочки, но они впитывают в себя много пасты.

На поверхности трафарета не должны оставаться большие комки припоя, иначе они слипнуться и придется их отпаивать.

Придерживание трафарета

Если во время нагрева трафарет начинает гнуться, и не получается нанести шары, то его нужно придерживать пинцетом.

Давить нужно не сильно, небольшим давлением. Нагреваем трафарет сначала до 100 °C, затем увеличиваем до температуры плавления пасты. Обычно это от 200 до 260 °C. Шарики должны сформироваться постепенно. Если быстро повысите температуру — флюс в паяльной пасте начнет кипеть и припой выпрыгнет с трафарета. Придется начинать все заново

Стекло и тачскрин

Также можно использовать стекло или тачскрин, чтобы придерживать трафарет.

Если перепады температур и давление буду высокими, то стекло может треснуть и лопнуть. Будьте осторожней и внимательны, используйте защитные очки.

Как снять микросхему с трафарета

Нельзя резко снимать микросхему с трафарета, гнуть его или выковыривать. Можно погнуть трафарет или сорвать BGA контакты. Если не получается снять микросхему, посмотрите на сторону отверстий. Припой на лицевой стороне не должен слипнуться с трафаретом. Попробуйте почистить трафарет с микросхемой изопропанолом или бензином Калоша щеткой несколько раз.

Далее, нагрейте микросхему до 120 °C в течении 30 секунд. Микросхему можно снимать пинцетом и только слегка разогнув трафарет, без резких движений.

Видео с примером

На видео используется другая микросхема, и пайка без пинцета.

Перекатываем шары на южном мосте

На этой микросхеме сначала нужно восстановить контакты.

Восстановление контактов

Наносим паяльную пасту тонким слоем и начинаем греть феном с 100 °C, плавно повышая до 200 °C.

И паяльная паста начинает зауживать контакты микро шариками. Почему не паяльником и обычным припоем? Они хуже подойдут для такой работы. Фен равномерно нагревает контакты, и микро шарики не слипаются сразу в большой комок припоя. А остальной припой убираем паяльником.

Один из участков восстановлен.

Таким образом проходим по всем контактам. После восстановления и удаления лишнего припоя чистим контакты изопропанолом и ватой.

Еще один способ крепления

Микросхема большая, поэтому трафарет одиночный. Для одиночных трафаретов есть специальный крепеж. Это каретка с двумя фиксаторами и пружина. Крепится шестигранником.

Фиксируем микросхему в крепеже и ровняем ее согласно шагу трафарета.

Нанесение пасты и пайка

Нагреваем микросхему и шарики начинают равномерно распределяться на своих местах. После этого снова чистим микросхему от флюса.

Крепим трафарет к микросхеме и проверяем качество и наличие шариков.

Результат пайки.

Немного о нижнем подогреве

Далее, микросхема припаивается к плате. Такие массивные BGA детали трудно припаять к плате только с помощью фена. Мастера в сервисных центрах используют нижний подогрев. Он помогает разогреть плату. Обычно используются инфракрасные паяльные станции для пайки материнских плат.

Несмотря на то, что мобильные BGA микросхемы можно паять только феном, для уменьшения риска плохой пайки или отрыва контактов, мастера также используют нижний подогрев. Он меньше, чем для материнских плат, но не менее эффективен.

Готовые шары и способ нанесения

Отличается от пасты способом нанесения. Нанесите на микросхему флюс. Он нужен для того, чтобы склеить микросхему и трафарет на время пайки. И затем положите в контейнер трафарет с приклееной микросхемой и насыпьте шарики нужного диаметра. Зубочисткой распределите шарики и удалите лишние.

Пайка аналогична пасте.

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.

BGA пайка процессора на примере планшета

Планшет загружался через раз. При давлении на процессор проходит экран загрузки, но процент зарядки 0%. Смена аккумулятора и попытки прошить аппарат ни к чему не привели. Так же режим инженера не доступен.

Возле процессора есть много рассыпухи, лучше закрыть ее плотным алюминиевым скотчем, чтобы случайно не сдуть.

Выпайка процессора

Убираем припой

Лучше не использовать оплетку, дабы избежать повреждения маски. При помощи паяльника и немного припоя на жале (для разбавки припоя с тем, что на плате) легкими и не резкими движениями проходим по площадкам. Естественно перед этим наносим флюс на плату. Та же процедура и с самим процессором. Важно не перегреть его и не сорвать пятак.

Кстати, после выпайки обнаружилось, что на нескольких контактах был отвал процессора от платы. Так как слой меди был на процессоре целый, то удалось заново залудить оторванные контакты с шарами.

Реболлинг процессора

Реболлинг — это перепайка микросхемы. Это не замена старой на новую, по сути обновляются шарики на микросхеме для лучшего контакта с платой.

Затем, перед установкой, на плату ровным слоем наносим флюс. При помощи лопаток или зубочисток распределяем его равномерно, чтобы все контакты хорошо пропаялись и процессор не поплыл.

После пайки убираем скотч и лучше всего не чистить плату вообще. Под BGA микросхемами очень мало воздуха, и поэтому, когда чистящее средство доберется туда, то полностью его удалить оттуда очень сложно. Конечно, можно попытаться на 100 °C «выпарить» флюс, но если у вас хороший и безотмывочный флюс, то не стоит беспокоиться.

Планшет начал включаться уже и без давления на процессор, однако после загрузки он выключался на 0%. Только теперь уже можно войти в режим инженера и попытаться сбросить планшет. После сброса аппарат включился нормально и показывает процесс зарядки, остаток и перестал отключаться.

Теперь нужно тщательно проверить все его функции. Камера, звук, микрофон, Wi-Fi, тачскрин.

Видео по теме

Альтернативная пайка BGA микросхем

Очень интересно видео. Способ накатки шаров паяльником без трафарета.

Пример пайки ноутбука от YouTube канала CORE

Читайте также: