Рубрики
Сделай сам

Технология реболлинга BGA микросхем

Что такое реболлинг BGA ?

Не буду вдаваться в самые азы, думаю посетители этого сайта слышали такое понятие. Кратко-реболлинг, это точечное нанесение припоя, на контактные площадки, с помощью оловянных шариков(припой) калиброванного размера с применением трафарета.

Причём здесь автомобильная электроника ?

Очевидно, что чипы в BGA корпусах, давно применяются в компьютерах, ноутбуках, бытовой технике, мобильных устройствах.

Производители ЭБУ тоже не отстают, и стали применять такие чипы в ЭБУ. Данное решение удешевляет разводку, упрощает монтаж при производстве, экономит место на печатной плате. Однако есть и минусы-жесткое крепление чипа(шарики в отличие от ножек имеют минимальную степень свободы), приводит к разрушению контактов при резком перепаде температур и вибрации.

В отличие от компьютерной техники, где от перегрева, как правило деградирует сам кристалл, что уже не исправить(привет прогревастам, и любителям поджарить видюху в духовке :)), в ЭБУ, как правило сыпиться пайка.

Контроллеры и процессоры в ЭБУ в десятки раз более холодные, чем в компьютерной технике, поэтому практически никогда не подвергаются электротермической деградации. Зато пайка летит часто.

Реболинг BGA на практике

Рабочих ЭБУ c BGA пригодных для эксперементов, под рукой не оказалось. Почему нужен рабочий ? Да просто-нужно проверить, чего мы туту нареболлили 🙂

Зато под рукой оказался некогда флагман GTX 580, c битым чипом памяти и отвалом кристалла(типичный набор). Карта работает ! Конечно есть артефакты.

Чем примечательна эта ситуация ? Чип памяти SAMSUNG K4G10325FE-HC04 — GDR 5 на 1000 MHz, по габаритам и числу контактных площадок, очень похож на контроллеры, применяемые в ЭБУ. Какрта работает, следовательно можно проверить результат.

Приступим к замене чипа

Необходимый чип, был выпилен заранее, с другой видеокарты. Контактные площадки очищены медной оплёткой. Чип установлен в специальный трафарет, и закреплён в держателе.

Комплект для реболинга небольших чипов BGA
Комплект для реболинга небольших чипов BGA

Используются шарики диаметром 0.45 мм. Так же для работы потребуется микропинцет и игла(поправлять шарики).

Наносится флюс, позиционеруется трафарет, насыпается небольшое колличество шариков, те что не попали в лунки, правятся пинцетом.

В случае с автомобильными чипами-готовых трафаретов почти никогда нет, приходится использовать универсальные, и выставлять шары пинцетом(трудоёмко-поэтому дорого).

Дальше необходимо расплавить шары феном-температура подбирается в зависимости от насадки и мощности. Здесь нужен опыт, который необходимо наработать практикой(лучше не на клиентах :))

Если всё правильно сделано, то после снятия трафарета и отмывки чипа — получим такую картину

Чип памяти SAMSUNG после реболлинга
Чип памяти SAMSUNG после реболлинга

Одинаковые полусферы на всех контактных площадках. Половину сделали !

Демонтаж чипа BGA

Теперь нужно удалить старый чип. Скажу сразу, на теплоёмких платах, лучше использовать нижний подогрев или ИК станцию. Либо требуется нехилый скилл владения паяльной станцией 🙂

Если пергреть-конец плате, недогреть-можно оторвать контактные плащадки, с той же самой платы…

На фото ниже удачно выполненная операция. Контактные площадки уже очищены медной оплёткой.

Демонтированный BGA чип SAMSUNG
Демонтированный BGA чип SAMSUNG

Пайка нового BGA чипа

Отмываем плату спиртом и наносим флюс для пайки BGA. Затем позиционируем новый чип. Перед началом пайки, плату следует прогреть(если начать сразу-плату поведёт, чип не ляжет). Греем, так как теперь у нас припой со свинцом, то пака пройдёт проще чем демонтаж. Посадку чипа, видно визуально, затем его необходимо покачать иглой(очень аккуратно) — всё, теперь даём остыть.

Виды припоев

Хочу заметить, что сейчас производители стали применять припои с высокой температурой плавления(без свинца). Мотивируют тем, что заботятся об экологиии 🙂 По факту, данные припои обладают высокой тмпературой плавления, худшими параметрами при пайке, склонностью к образованию трещин(устройство может сломаться,просто пролежав на полке несколько лет).

При выполнении ремонтных работ, я всегда применяю свинцовые припои, например ПОС-61.

Результаты замены BGA чипа памяти SAMSUNG на GTX 580

Вот итог замены, BGA чип на месте

Новый чип памяти
Новый чип памяти

Карта жива, артефакты в 2D пропали !

Аналогичным образом, можно заменить неисправный BGA чип в любом ЭБУ, либо восстановить пайку.

Данный процесс является сложным и трудоёмким, выполнять его стоит либо для наработки навыков, либо при хорошей экономической целесообразности. Однако прошли те времена, когда авто электрику было достаточно 100 ватного паяльника и куска канифоли.

Всё о ремонте ЭБУ в «Техно блоге» !

Так же много полезной информации в группе Мастерская авто электрика, заходите !