Prečo sušiť čipy pred inštaláciou. Reballing (obnovenie vývodov guľôčok) BGA komponentov (čipov). Spájkovacia pasta a tavidlo

Ako viete, ak je čip surový, potom, keď sa pokúsite spájkovať takýto čip, napučiava bublinami a bude mimo prevádzky. A vzhľadom na náklady na čipy, ich dodaciu dobu a zložitosť opravy je to veľmi drahé. Veľa som hľadal na internete. Jedzte rôzne tipy, od - do sucha na stolná lampa do domácej pece. Existuje aj veľmi drahé vybavenie. Mne osobne žiadna z rád nevyhovovala (tak ako môj kamarát v Nemecku už dlho hľadal to isté.). Teoreticky by mal mať každý čip dokumentáciu, ktorá popisuje, pri akej teplote a ako dlho by mal pred spájkovaním schnúť. To je správne, ale nie vždy dostupné pre väčšinu opravárov.

Ak zhrnieme všetky informácie, vyjde nám, že pre bežné sušenie čipu musí mať teplotu okolo 130 stupňov C. asi 8-10 hodín. To mu neškodí, ale odvádza vlhkosť. Netvárim sa, že som originál, ale chcem sa podeliť o zariadenie, ktoré používam ja a môj priateľ v Nemecku (vyrobené na moju radu). Možno to bude užitočné pre niekoho iného. Od používania toto zariadenie, nikdy nebol problém ani s jedným čipom, vypisoval som aj z Číny, aj z Ruska.
Rúra na štiepky vyrobené z improvizovaných materiálov na pár dní voľna. Puzdro je vyrobené z lisovaného papiera s lamináciou. Išlo o kusy z ozdobného nábytkového lemovania s hrúbkou 6 mm. Hoci môžete použiť akýkoľvek tepelne odolný materiál (mal by udržiavať teplotu aspoň do 180 stupňov C. a viac). Spoje sú robené skrutkami M3. Ako vykurovacie telesá sa používajú 20 wattové keramické odpory s nominálnou hodnotou 15 ohmov (možno použiť od 10 do 18 ohmov). Len 6 kusov, keďže rúra je určená na súčasné sušenie 2-3 lupienkov.

Na jeden čip budú stačiť 3-4 odpory. Ako prvok udržiavajúci teplotu bol použitý elektromechanický termostat na 130 stupňov C. Pre ochranu (nie je na foto) je na jeden z odporov zospodu nalisovaná tepelná poistka na 10 A, 180 stupňov C. Všetky odpory sú zapojené paralelne. Tie. celý obvod pozostáva zo sériovo zapojených: tepelná poistka, termostat, skupina odporov. Pre prehľadnosť je paralelne s odpormi zapojená 12 V LED (alebo 3,5 V cez 510 Ohm rezistor). Celé zariadenie je napájané počítačovým zdrojom (bol starý 200 watt.). Aj keď bude vhodný akýkoľvek 12 V zdroj a prúd je asi 5 A. Na vrch zariadenia je nasadený kryt vyrobený z rovnakého materiálu ako puzdro. To zlepšuje tepelnú stabilitu a znižuje frekvenciu spínania.
Od profíkov: jednoduchosť výroby a dostupnosť materiálov. (Termostat a odpory sa dajú kúpiť takmer v každom obchode s rádiami).

Z mínusov: termostat má veľmi veľkú hysterézu, takmer 40 stupňov C. To znamená, že sa vypne pri 130 ° C a zapne sa pri 90 ° C. To ale čipe nijako neuškodí, skôr naopak, nedovolí veľmi vlhkej trieske nabobtnať. Na fotografii je zariadenie zospodu (bez drôtov a tepelnej poistky) a skutočne v prevádzke. Zariadenie je v prevádzke približne rok. Dúfame, že vám tieto informácie pomôžu!

Moderné elektronické zariadenia si nemožno predstaviť bez mikročipov - zložitých častí, ktoré v skutočnosti integrujú desiatky, ak nie stovky jednoduchých základných komponentov.

Mikroobvody umožňujú, aby boli zariadenia ľahké a kompaktné. Musíte za to zaplatiť pohodlnosťou a jednoduchosťou inštalácie a pomerne vysokou cenou dielov. Cena mikročipu nehrá dôležitú úlohu pri formovaní celkovej ceny produktu, v ktorom je použitý. Ak počas inštalácie pokazíte takúto časť, pri jej výmene za novú sa náklady môžu výrazne zvýšiť. Je ľahké spájkovať hrubý drôt, veľký odpor alebo kondenzátor, na to stačí mať základné spájkovacie zručnosti. Mikroobvod musí byť spájkovaný úplne iným spôsobom.

Aby sa predišlo nešťastným nedorozumeniam, pri spájkovaní mikroobvodov je potrebné používať určité nástroje a dodržiavať niektoré pravidlá založené na mnohých skúsenostiach a znalostiach.

Na spájkovanie mikroobvodov môžete použiť rôzne spájkovacie zariadenia, od najjednoduchších - spájkovačky až po zložité zariadenia a spájkovacie stanice využívajúce infračervené žiarenie.

Spájkovačka na spájkovanie mikroobvodov by mala byť nízkoenergetická, najlepšie navrhnutá pre napájacie napätie 12 V. Hrot takejto spájkovačky by mal byť ostro nabrúsený do kužeľa a dobre pocínovaný.

Na spájkovanie mikroobvodov je možné použiť vákuové odspájkovacie čerpadlo - nástroj, ktorý vám umožňuje striedavo čistiť nohy na doske od spájky. Tento nástroj je ako injekčná striekačka, v ktorej je piest odpružený smerom nahor. Pred začatím práce sa zatlačí do tela a zafixuje a v prípade potreby sa uvoľní stlačením tlačidla a zdvihne sa pôsobením pružiny, ktorá zhromažďuje spájku z kontaktu.

Za pokročilejšie zariadenie sa považuje teplovzdušná stanica, ktorá umožňuje tak demontáž mikroobvodov, ako aj teplovzdušné spájkovanie. Takáto stanica má vo svojom arzenáli fén s nastaviteľnou teplotou prúdu vzduchu.

Pri spájkovaní mikroobvodov je taký prvok zariadenia ako vykurovací stôl veľmi žiadaný. Zospodu ohrieva dosku, zatiaľ čo montážne alebo demontážne operácie sa vykonávajú zhora. Voliteľne môže byť termostatický stôl vybavený horným ohrevom.

V priemyselnom meradle sa spájkovanie mikroobvodov vykonáva pomocou špeciálnych strojov pomocou infračerveného žiarenia. V tomto prípade je obvod predhriaty, priamo spájkovaný a plynulé postupné chladenie kontaktov nôh.

Doma

Na opravu komplexu môže byť potrebné spájkovanie čipov doma domáce prístroje, základné dosky počítačov.

Na spájkovanie nožičiek mikroobvodu sa spravidla používa spájkovačka alebo fén.

Práca s spájkovačkou sa vykonáva pomocou bežnej spájky alebo spájkovacej pasty.

V poslednej dobe je čoraz bežnejšia bezolovnatá spájka s vyššou teplotou topenia. To je nevyhnutné na zníženie škodlivých účinkov olova na telo.

Aké príslušenstvo bude potrebné

Na spájkovanie mikroobvodov budú okrem samotného spájkovacieho zariadenia potrebné ďalšie zariadenia.

Ak je mikroobvod nový a vyrobený v balení BGA, potom je spájka už aplikovaná na nohy vo forme malých guľôčok. Odtiaľ pochádza názov - Ball Grid Array, čo znamená pole guličiek. Tieto puzdrá sú určené na povrchovú montáž. To znamená, že diel je namontovaný na doske a každá noha je prispájkovaná ku kontaktným plochám rýchlym a presným úkonom.

Ak už bol mikroobvod použitý v inom zariadení a používa sa ako použité náhradné diely, je potrebné vykonať prebalenie. Reballing je proces obnovy spájkovacích guľôčok na nohách. Niekedy sa používa aj v prípade čepele - strata kontaktu medzi nohami a kontaktnými plochami.

Na prebalenie budete potrebovať šablónu - dosku zo žiaruvzdorného materiálu s otvormi umiestnenými v súlade s umiestnením kolíkov mikroobvodu. Existujú hotové univerzálne šablóny pre niekoľko najbežnejších typov mikroobvodov.

Spájkovacia pasta a tavidlo

Pre správne spájkovanie mikroobvodov je potrebné dodržiavať určité podmienky. Ak sa práca vykonáva pomocou spájkovačky, jej hrot musí byť dobre pocínovaný.

Na tento účel sa používa tavidlo - látka, ktorá rozpúšťa oxidový film a chráni hrot pred oxidáciou pred potiahnutím spájkou počas spájkovania mikroobvodu.

Najbežnejším tavivom je borovicová kolofónia v tuhej, kryštalickej forme. Ale na spájkovanie mikroobvodu takéto tavidlo nie je vhodné. Jeho nohy a kontaktné miesta sú ošetrené tekutým tavidlom. Môžete si ho vyrobiť sami rozpustením kolofónie v liehu alebo kyseline, alebo si ho môžete kúpiť hotový.

Spájka je v tomto prípade vhodnejšia na použitie vo forme plniaceho drôtu. Niekedy môže vo vnútri obsahovať tavidlo z práškovej kolofónie. Môžete si kúpiť hotovú spájkovaciu súpravu na spájkovanie mikroobvodov, ktorá obsahuje kolofóniu, tekuté tavidlo so štetcom a niekoľko druhov spájky.

Pri prebalovaní sa používa spájkovacia pasta, ktorá je základom viskózneho materiálu, ktorý obsahuje najmenšie guľôčky spájky a taviva. Takáto pasta sa nanáša v tenkej vrstve na nohy mikroobvodu na zadnej strane šablóny. Potom sa pasta zahrieva fénom alebo infračervenou spájkovačkou, kým sa spájka a kolofónia neroztopia. Po stuhnutí tvoria guľôčky na nožičkách mikroobvodu.

Pracovný postup

Pred začatím práce je potrebné pripraviť všetky nástroje, materiály a prípravky tak, aby boli po ruke.

Pri montáži alebo demontáži je možné dosku položiť na vyhrievací stôl. Ak sa na demontáž používa spájkovacia pištoľ, musia byť izolované, aby sa vylúčil jej vplyv na iné komponenty. To sa dá dosiahnuť inštaláciou dosiek zo žiaruvzdorného materiálu, napríklad pásov vyrezaných zo starých dosiek, ktoré sa stali nepoužiteľnými.

Pri použití odspájkovacieho čerpadla na demontáž je proces presnejší, ale trvá dlhšie. Odspájkovacie čerpadlo sa „nabíja“ čistením každej nohy. Keďže sa plní kúskami stuhnutej spájky, treba ju vyčistiť.

Existuje niekoľko pravidiel spájkovania, ktoré je potrebné dodržiavať:

• je potrebné rýchlo spájkovať mikroobvody na doske, aby nedošlo k prehriatiu citlivej časti;
• počas spájkovania môžete každú nohu držať pinzetou, aby ste zabezpečili dodatočný odvod tepla z puzdra;
• pri montáži pomocou fénu alebo infračervenej spájkovačky je potrebné sledovať teplotu dielu tak, aby nestúpla nad 240-280 °C.

Elektronické časti sú veľmi citlivé na statickú elektrinu. Pri montáži je preto lepšie použiť antistatickú podložku, ktorá sa dáva pod dosku.

Prečo suché čipsy

Čipy sú mikroobvody uzavreté v puzdrách BGA. Názov zrejme pochádza zo skratky, ktorá znamenala „Numerical Integrated Processor“.

Podľa skúseností s používaním profesionálov existuje silný názor, že pri skladovaní, preprave, preprave čipy absorbujú vlhkosť a pri spájkovaní zväčšujú objem a ničia súčiastku.

Účinok vlhkosti na čip je viditeľný, ak sa čip zahreje. Na jeho povrchu sa vytvoria pľuzgiere a bubliny dlho predtým, ako teplota stúpne na hodnotu dostatočnú na roztavenie spájky. Dá sa len predstaviť, čo sa deje vo vnútri časti.

Aby sa predišlo nežiaducim následkom prítomnosti vlhkosti v obale čipu, čipy sa pred spájkovaním počas montáže dosky vysušia. Tento postup pomáha odstrániť vlhkosť z puzdra.

Pravidlá sušenia

Sušenie triesok sa musí vykonávať v súlade s teplotný režim a trvanie. Nové lupienky, ktoré boli zakúpené v predajni, zo skladu, zaslané poštou, sa odporúča sušiť minimálne 24 hodín pri teplote 125°C. Na tento účel je možné použiť špeciálne sušiace pece. Čipku môžete vysušiť umiestnením na vyhrievací stôl.

Teplota sušenia musí byť kontrolovaná, aby sa zabránilo prehriatiu a poruche dielu.

Ak boli čipy vysušené a uložené pred montážou v normálnom podmienky miestnosti, stačí ich sušiť 8-10 hodín.

Vzhľadom na cenu dielov je samozrejme lepšie ich vysušiť, aby ste mohli s istotou začať s montážou, ako sa snažiť spájkovať čip, ktorý nie je suchý. Problémy sa môžu zmeniť nielen na plytvanie peniazmi, ale aj na stratený čas.

Rúra na sušenie triesok