Jak na To - reflow BGA profesionálně

25.12.2010

V prvním dílu o reflow BGA jsme si nastínili, jak provést rework BGA obvodů pomocí reflow v domácích podmínkách. Takový postup se v případě jedné či dvou oprav obvykle setká s úspěchem, ale pro sériové použití vhodný není. Chceme-li se totiž reworkem BGA obvodů zabývat v širším měřítku, musíme zajistit, aby během přetavení byly dodrženy přesné podmínky - tzv.teplotní profil. V opačném případě totiž zjistíme, že na první pohled úspěšné přetavení je velmi často funkční jen krátkou dobu.

1. Teplotní profil

Teplotní profil je jednoduchý průběh vyjadřující závislost teploty na čase a který tedy zjednodušeně řečeno udává, jakým způsobem musíme BGA obvod (respektive bumpy) ohřát, abychom dosáhli jejich správného přetavení. Teplotní profil se skládá z několika úseků od postupného ohřívání přes vlastní přetavení až k ochlazení.

Obecně existují dva základní teplotní profily, které ovšem mohou být výrobci BGA obvodů, kuliček či pájecích chemikálií různě modifikovány. Prvním z nich je profil pro olovnaté pájení, u kterého fáze přetavení probíhá při nižší teplotě. Druhým je pak profil pro bezolovnaté pájení s fází přetavení kolem 225°C.

2. Vybavení

Pokud chceme při přetavení dodržet přesně daný teplotní profil, budeme k tomu potřebovat příslušné vybavení. Základem je Rework stanice se spodním předehřevem, PID regulací a ideálně i PLC řízením (možností tvorby vlastních teplotních profilů).

Na trhu existuje několik základních typů stanic využívajících k ohřevu Infra, Dark-infra, horký vzduch a nebo různé kombinace výše uvedených. Každý systém má své výhody i nevýhody, ovšem chybu neuděláme ani s jedním z nich.

Z dalšího vybavení budeme pro Reflow potřebovat jen starý známý Alobal popř.kaptonovou pásku, pájecí pastu či kapalinu (pozor na použitelnost pro bezolovnaté pájení) a IPA (izopropylalkohol).

3. Rework stanice

Po krátkém pátrání na českém trhu s hrůzou zjistíme, že i základní modely bez stolu a spodního předehřevu nepořídíme pod 60.000,-CZK. Tudy asi cesta nepovede. Nezbývá než zapátrat v zahraničí, kde je již nabídka podstatně přijatelnější. V každém případě je ale velmi vhodné nejdříve pročíst desítky zahraničních diskuzních fór a získat tak cennou zpětnou vazbu o zkušenostech s konkrétními modely.

Nejširší nabídku dostupných a naše potřeby splňujících Rework stanic lze najít na e-bayi. Základní modely využívající Infra (tedy spíše "rádoby infra" v podání halogenové žárovky) lze zakoupit od necelých 400,-USD. Kolem 1.500,-USD jsou k dostání polo-profi až profi zařízení s PID regulací, PLC řízením, spodním předehřevem a hlavně dostatečným výkonem i pro desky a BGA obvody s většími rozměry. Hledáme-li opravdu profi kousky s kamerovým pozičním systémem, automatickým placement systémem, připravme si alespoň 10.000,-USD.

4. Výběr konkrétní Rework stanice

V mém případě po pročtení množství zahraničních diskuzních fór s rework tématikou připadaly v úvahu dvě stanice - ACHI-IR-PRO-SC a Jovy RE7500. Obě tyto stanice jsou založeny na ohřevu pomocí dark-infra, disponují spodním předehřevem, dvěma teplotními měřícími sondami, PID regulací, PLC řízením a možností připojení k PC. Samozřejmostí je i dostatečně velký stůl s možností posunu a uchycení desky.

Po porovnání dalších parametrů (velikost stolu, velikost a výkon ploten, vybavení, možnosti PLC řízení apod.) a v neposlední řadě i ceny vyšla vítězně ACHI.

Dnes po několikaměsíční zkušenosti a nespočetně provedených reflow respektive výměnách BGA obvodů musím říci, že volba byla správná. Je sice pravdou, že dílenské zpracovní není zrovna oslnivé, ale co taky od čínského výrobce chtít. Důležité je, že po stránce funkčnosti není co vytknout, stanice je "user-friendly" a s výrobcem přednastavenými teplotními profily lze provádět reflow doslova ihned.

Závěr

Rework stanice v ceně ojetého osobního automobilu asi není zařízením, které si každý bastlíř koupí do své dílny. Pokud ale uvažujeme o profesionálnímu přístupu k opravám BGA obvodů, jejímu pořízení se nevyhneme.

-- DiL --

Diskuzní fórum

Diskuze k tomuto článku na http://forum.ntbook.cz.

Související články

Reball GPU v obrazech 1 / 3

Reball GPU v obrazech 2 / 3

Reball GPU v obrazech 3 / 3