Проверенные способы припаивания или прогревания чипов с выводами BGA.

Очень часто мы сталкиваемся с проблемой при замене или прогреве микросхемы с контактами, размещенными под ее корпусом. Такой способ размещения контактов называетсяBGA. 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 пайкитермопару.

Затем если используется способ верхнего прогрева, защитить близлежащие детали, которые будут подвергаться тепловому излучению фольгой. Чип по периметру обработатьжидким 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.

Для среднеплавкихприпоев (если чип подвергался замене) при температуре 150–180 °C пинцетом, отверткой и т. Д. попробовать расшатать чип. Если он не двигается, вероятно, он зафиксирован тугоплавким припоем. При достижении температуры 200–230 °C микросхема должна при прикладывании к ней минимального усилия перемещаться на шарах припоя. При помощи пинцета или вакуумной присоски быстро и аккуратно демонтировать отпаиваемую деталь.

Отключить тепловой излучатель и дать остыть плате до температуры 20–60 °C. На то место где раньше размещался чип нанести жидкий флюс и при помощи паяльника с тонким жалом убрать остатки припоя. Очистить остатки флюса, например, чистым спиртом.

На место старого чипа установить новый с обязательным совмещением ключей платы и микросхемы. Нанести флюс. Установить термопару и излучатель тепла. Прогреть место пайки до температуры 150–230 °C в зависимости от используемого припоя. Отключить и убрать излучатель. Дать время на равномерное остывание места пайки.

Если при паянии отсутствует термопаранеобходимо постоянно следить за состоянием припоя. Для этого в процессе прогрева как можно чаще проверяем чип на горизонтальное движение.

Все вышеописанные способы неоднократно проверены автором статьи. Главное не спешить, хорошо подготовится и следить за любыми изменениями происходящие в процессе пайки. Ну а если Вы перегрели либо испортили чип - новый всегда можно заказать вКомпании СЭА!