Как правильно подготовить рабочее место для пайки микросхем BGA. Какие инструменты понадобятся для точной пайки компонентов с мелким шагом выводов. Какие этапы включает в себя процесс пайки BGA-микросхем. Как проверить качество пайки после завершения работы.
Подготовка к пайке микросхем BGA
Пайка микросхем в корпусе BGA (Ball Grid Array) с мелким шагом выводов требует тщательной подготовки и соблюдения технологии. Рассмотрим основные этапы этого процесса:
Необходимые инструменты и материалы
- Паяльная станция с термофеном
- Микроскоп или лупа с подсветкой
- Флюс для BGA
- Паяльная паста
- Трафарет для нанесения пасты
- Пинцет
- Изопропиловый спирт для очистки
Подготовка рабочего места
Важно обеспечить чистое, хорошо освещенное рабочее место без пыли и статического электричества. Используйте антистатический коврик и браслет. Установите микроскоп для точного позиционирования компонента.
Нанесение паяльной пасты
Правильное нанесение паяльной пасты — ключевой этап для качественной пайки BGA. Как это сделать:
- Очистите контактные площадки на плате изопропиловым спиртом
- Установите трафарет, совместив его с площадками
- Нанесите пасту равномерным слоем, используя ракель
- Аккуратно снимите трафарет, не размазывая пасту
Позиционирование и установка микросхемы
Точное совмещение выводов микросхемы с контактными площадками критически важно. Выполните следующие шаги:
- С помощью микроскопа проверьте правильность нанесения пасты
- Возьмите микросхему пинцетом, ориентируя ее по ключу
- Аккуратно установите микросхему на пасту, избегая смещений
- Проверьте совмещение по всем сторонам компонента
Пайка с помощью термофена
Процесс пайки BGA требует точного контроля температуры и времени нагрева. Основные этапы:
- Настройте термопрофиль согласно рекомендациям производителя микросхемы
- Равномерно прогрейте всю область пайки до температуры предварительного нагрева
- Плавно повышайте температуру до пиковой, контролируя процесс плавления
- Выдержите пиковую температуру необходимое время
- Медленно охладите область пайки во избежание термоударов
Проверка качества пайки
После завершения пайки необходимо убедиться в ее качестве. Для этого:
- Визуально осмотрите паяные соединения по краям микросхемы
- Проверьте отсутствие перемычек между выводами
- Выполните рентгеновский контроль для проверки формирования шариков припоя
- Проведите электрическое тестирование цепей микросхемы
Типичные проблемы при пайке BGA и их решение
При пайке микросхем BGA могут возникать различные дефекты. Рассмотрим наиболее распространенные из них:
Образование перемычек между выводами
Причины: избыток паяльной пасты, неправильный термопрофиль.
Решение: Оптимизируйте количество пасты, скорректируйте термопрофиль для лучшего смачивания.
Непропаи или «холодная пайка»
Причины: недостаточный нагрев, загрязнение контактных площадок.
Решение: Увеличьте время или температуру пайки, тщательно очищайте поверхности перед пайкой.
«Эффект надгробного камня»
Причины: неравномерный нагрев, смещение компонента при пайке.
Решение: Обеспечьте равномерный прогрев всей области, используйте фиксаторы для компонента.
Особенности пайки ультратонких BGA-микросхем
Пайка ультратонких BGA-микросхем, таких как PAN1780, требует особой осторожности. Ключевые моменты:
- Используйте паяльную пасту с более мелкими частицами припоя (тип 5 или 6)
- Применяйте прецизионные трафареты толщиной 0,1-0,12 мм
- Обеспечьте точный контроль температуры во избежание коробления корпуса
- Используйте вакуумный пинцет для точного позиционирования
Пайка BGA-микросхем в домашних условиях: возможно ли это?
Пайка BGA-микросхем в домашних условиях — сложная задача, но возможная при наличии необходимого оборудования и навыков. Основные требования:
- Паяльная станция с функцией термофена и точным контролем температуры
- Стереомикроскоп с увеличением не менее 20x
- Набор прецизионных инструментов для работы с мелкими компонентами
- Антистатическое оборудование рабочего места
- Практика на недорогих компонентах перед работой с дорогостоящими микросхемами
При отсутствии опыта или необходимого оборудования рекомендуется обратиться к профессиональным сервисам по монтажу электроники.
Выбор производителя для изготовления и монтажа печатных плат с BGA
Для изготовления печатных плат и монтажа BGA-компонентов рекомендуется выбирать производителей, обладающих следующими характеристиками:
- Опыт работы с компонентами с мелким шагом выводов
- Наличие современного оборудования для монтажа и контроля качества
- Сертификация по стандартам IPC
- Возможность изготовления прототипов и малых серий
- Предоставление гарантии на выполненные работы
Среди надежных производителей можно отметить компании PCBWay, JLCPCB, Eurocircuits. Перед размещением заказа рекомендуется запросить образцы работ и отзывы других клиентов.
что следует знать о тонкостях процедуры?
Пайка микросхем сегодня – незаменимая процедура, в которой постоянно нуждается современная радиоэлектроника. Радиоэлектронная аппаратура вроде мобильных устройств, телефонов и тому подобного, требует применения радиоэлементов (микросхем) в корпусе типа bga.
Этот корпус дает возможность экономить значительное место на печатной плате путем размещения выводов на нижней поверхности элемента, а также выполнения данных выводов в облике плоских контактов, с покрытием припоя в виде полусферы.
В корпусе подобного рода выполняются полупроводниковые микросхемы. Пайка данного элемента осуществляется посредством нагрева корпуса элемента, и, как правило, подогрева печатной платы, разъемов, с помощью горячего воздуха, а также инфракрасного излучения.
Оборудование для пайки
Пайка bga-элементов может сопровождаться некоторыми сложностями, а поэтому в большинстве случаев для осуществления данной процедуры применяется в основном дорогостоящее оборудование.
Однако в пайке bga-микросхем, разъемов, может применяться минимальный простой набор инструментов и материалов. Таким образом, можно использовать следующее оборудование: фен, микроскоп, пинцет, флюс, вата, жидкость для удаления флюса, монтажное шило, предназначенное для коррекции элемента на плате, фольга для тепловой защиты.
Безусловно, данный набор вспомогательных предметов для пайки может отличаться в зависимости от выбора пайщика, дополняться другим инструментами и материалами, к примеру, паяльной станцией.
Пайка дома
В условиях стремительного развития технического прогресса постоянно наблюдается потребность в усовершенствовании сферы радиоэлектроники и смежных областей. Так, в последнее время наблюдается тенденция к увеличению плотности монтажа, вследствие чего появились на свет корпуса типа bga для микросхем.
Таким образом, размещение выводов под корпусом микросхемы дало возможность разместить достаточное количество выводов в незначительном объеме.
Вместе с тем, пайка и ремонт подобных микросхем становятся более сложными процедурами, поскольку обработка микросхем, компьютерных разъемов, с каждым днем становится требовательной к большей аккуратности пайщика, а также знаниям технологического процесса. Но все-таки пайка может выполняться в домашних условиях и для этого понадобится определенный набор инструментов.
Для работы понадобятся:
- Паяльная станция, в набор которой есть термофен;
- Паяльная паста;
- Трафарет для нанесения на микросхему паяльной пасты;
- Шпатель для нанесения паяльной пасты;
- Флюс;
- Пинцет;
- Изолента.
Порядок выполняемой работы:
- Организуйте рабочее место, положив набор инструментов в удобном для вас положении.
Перед тем, как начать работу с микросхемой, сделайте риски на плате по краю корпуса микросхемы. - Температура горячего воздуха, который выдувает фен, должна колебаться в диапазоне 320-350 гр. С. Температура выбирается в зависимости от размера чипа. Желательно, чтобы фен выдувал воздух с минимальной скоростью, поскольку в противном случае с большой вероятностью горячий воздух может попросту сдуть рядом находящиеся мелкие детали. Фен необходимо держать перпендикулярно по отношению к плате. Термофен должен греть на протяжении одной минуты, а воздух направляться не по центру, а больше по краям, охватывая весь периметр. В таком случае существует высокая вероятность перегреть кристалл. Стоит отметить особую чувствительность памяти к температурному перегреву.
- Далее микросхема поддевается за край, после чего поднимается над платой. Наиболее важно в этот момент – не прилагать особых, чрезмерных усилий: если припой расплавился не полностью, существует вероятность отрыва от дорожки.
- По окончании отпайки микросхема и плата могут поддаваться работе. Если на данном этапе нанести флюс, после чего прогреть поверхность, вы увидите, как припой образует неровные шарики.
- Нанести спиртоканифоль (во время пайки на плату использовать спиртоканифоль нежелательно по причине низкого удельного сопротивления), после чего греем.
- Аналогичная процедура проделывается с микросхемой
- Следующим этапом нужно очистить платы, а также микросхемы от старого припоя. Стоит отметить, что достаточно хорошие результаты показывает в данном деле пайка паяльником. Но в конкретном случае применяем термофен. Крайне нежелательно повредить паяльную маску, так как потом тиноль будет растекаться по дорожкам.
- Далее следует накатка новых шаров. Таки образом, вполне возможно применение новых готовых шаров (достаточно трудоемкая процедура). Используем «трафаретную» технологию, позволяющую получить шары быстрее и качественнее. Стоит отметить, что при этом желательно воспользоваться качественной паяльной пастой, так как от паяльной пасты многое зависит в процессе пайки. Понять, что вы пользуетесь качественной паяльной пастой можно путем нагрева небольшого количества материала паяльной смеси: качественная паста образует гладкий шарик, в то время как некачественный продукт распадается на многочисленные мелкие шарики. Интересно знать, что некачественной паяльной пасте не помогает даже температура нагрева 400 гр. С.
- Затем микросхема закрепляется в трафарете, после чего приступаем к нанесению паяльной пасты, намазывая ее на палец, либо с помощью шпателя.
- Придерживаем трафарет с пинцетом и расплавляем пасту, при этом температур, которую выдувает фен, должна составлять максимально 300 гр. С. Термофен следует держать перпендикулярно и только перпендикулярно (не забывайте, т. к это важно). Трафарет следует придерживать пинцетом до полного затвердевания припоя.
- После того как припой остыл, можно приступать к снятию крепежной изоленты, после чего в дело вступает фен, температура нагрева которого составляет 150 гр. С. Таким образом, аккуратно нагреваем трафарет до плавления флюса.
- Отделяем микросхему от трафарета и можем наблюдать, как вышли ровные и аккуратные шарики. Так, микросхема полностью готова к установке на плату.
- В том случае, если риски на плате, о которых говорилось в самом начале, не выполнены, позиционирование делится следующим образом: микросхема переворачивается выводами вверх, после чего прикладывается краешком к пятакам; засекаем, в каком месте должны быть края схемы; микросхема устанавливается по рискам на плату, при этом постараться шарами поймать пятаки по максимальной высоте; прогреваем микросхему до расплавления припоя. Флюс должен наноситься в небольшом количестве. Температура воздуха, которую выдувает термофен, должна составлять на данном этапе 320-30 гр. С.
Перед тем, как начать работу с микросхемой, сделайте риски на плате по краю корпуса микросхемы.
Понять, что вы пользуетесь качественной паяльной пастой можно путем нагрева небольшого количества материала паяльной смеси: качественная паста образует гладкий шарик, в то время как некачественный продукт распадается на многочисленные мелкие шарики. Интересно знать, что некачественной паяльной пасте не помогает даже температура нагрева 400 гр. С.
Пайка подобным образом может производиться в домашних условиях. Все что требуется – поочередность и правильность действий.
Похожие статьи
- Пайка паяльником: вся необходимая информация
- Пайка флюсом: что следует знать?
- Пайка плат: важные детали процедуры ремонта детали
- Пайка бампера: что следует знать о данной процедуре?
Как выпаять микросхему из платы паяльником в домашних условиях
Существует большое разнообразие инструментов для пайки, но не все из них универсальны.
Для некоторых целей требуются специализированные устройства, которые обладают особой формой жала, принципом работы, температурным режимом и прочими характеристиками. Рассматривая, как паять микросхемы паяльником, стоит обратить внимание на то, каким инструментом производится данная операция.
Как выбрать паяльник
Прежде чем узнавать, как правильно припаять микросхему, стоит разобраться с моделью устройства. Здесь подходит инструмент, мощность которого будет находиться в пределах 15-30 Ватт. Этого вполне достаточно, чтобы припаивать детали схем и плат, при этом не навредив им. Для данного дела подойдет акустический паяльник, отличающийся компактностью и низким уровнем теплоемкости. Он оптимален и для сборки схем. Помимо этого встречаются еще промышленные модели, рассчитанные на более широкий круг операций.
Выбирая, каким паяльником паять микросхемы, необходимо остановиться на модели с 3-х направляющим заземляющим штекером. Техника с таким устройством позволяет избежать рассеивания во время протекания тока через прибор.
Образование тепла производится за счет замыкания тока в наконечнике. Сейчас встречается достаточно моделей, которые могут предоставить нужный уровень качества работы и обладают требуемыми параметрами, так как количество маломощных аналогов увеличивается.
Паяльная станция
Это устройство оказывается сложным, и для его освоения требуется большой опыт работы. Есть несколько способов, как выпаять микросхему из платы паяльником такого рода, но за счет более высокой мощности здесь возникает вероятность навредить. В станции, как правило, автомат соединяется с источником переменного тока. Средняя мощность составляет около 80 Ватт. При освоении техники пайка с ней становится значительно легче. К преимуществам относятся:
- длительный срок эксплуатации;
- возможность точной регулировки температуры с относительно небольшой погрешностью;
- возможность распайки кабелей;
- пайка алюминия, нержавейки, стали и прочих сложных для соединения металлов;
- легко проводится пайка труб из пластика, что делает устройство более универсальным, чем сам паяльник.
Станция обладает широкой сферой применения, поэтому, например, задача «как выпаять микросхему из платы» и подобные ей не вызывают большого труда. Сложность в освоении и высокая стоимость ограничивают распространение устройства для других. В сравнении с обыкновенным паяльником здесь намного выше потребление электроэнергии.
Как подобрать подходящий припой и флюс
Рассматривая способы, как припаять провод к плате паяльником, или осуществить другую подобную операцию, нужно помнить о правильности выбора припоя. От этого зависит многое. Для пайки микросхем подходят далеко не все виды припоев. Стандартно используют канифоль, но если речь идет об очень тонких соединениях, которые присутствуют в микросхемах, то лучше применять кислоту. Канифоль может привести к разрушению контактов и основных узлов устройства.
Если вы рассчитываете, как припаять микросхему в домашних условиях, то оптимальным решением становится припой, в котором 60% олова, а остальное приходится на свинец и его примеси.
Так работа контактов не затрудняется, а узлы схемы не портятся.
Как правильно паять паяльником: последовательность действий
Большинство видов пайки происходит по одной и той же технологии, за исключением некоторых отличий. Освоив элементарные операции, намного проще научиться последующим методикам.
Лужение жала. Перед началом работы всегда требуется очищать жало до новой операции. При лужении нужно покрыть его тонким слоем припоя, чтобы улучшить свойства во время пайки, в частности, повысить теплообмен между припоем и спаиваемым материалом.
Разогрев. Жало должно быть хорошо разогрето перед использованием. Его температура по всей поверхности должна быть равномерной. Лучше всего, если устройство будет с регулятором температуры, в ином случае, придется следить за тем, чтобы жало не перегрелось.
Смазка платы. Плату необходимо промазать кислотой, чтобы можно было нормально работать без остановки. Если получилось слишком большое количество расходного материала, то его стоит убрать.
Чистка насадки. Верхняя часть насадки покрывается флюсом, чтобы поверхность была полностью закрыта, при этом не было остатков. Лучше всего удалять их при помощи специальной губки или тряпки.
Как паять плату
Чтобы разобраться, как правильно паять микросхемы паяльником, следует освоить несколько вполне простых, но очень важных этапов:
- Подготовка поверхности. Чтобы обеспечить прочный контакт, поверхность должна быть тщательно очищена от всего постороннего. В ином случае, на месте соединения повышается сопротивление. Для обезжиривания платы подойдет мыльный раствор, который нужно нанести салфеткой. Если схема загрязнена твердыми отходами, требуется применять специальный состав или ацетон.
- Расположение. После того как схема будет очищена, на ней нужно будет правильно расположить контакты. Начало процесса следует вести с мелких плоских деталей, после чего переходить к более крупным, таким как транзисторы, конденсаторы и прочее. Это необходимо для сохранности чувствительности компонентов. Благодаря правильному подбору мощности, температурное воздействие не влияет на свойства платы, только если совсем не переусердствовать с нагревом.
- Нагрев. Припой следует нанести на самый конец жала, чтобы увеличить теплопроводность металла в рабочем участке. Чтобы нагреть соединение, включенный паяльник нужно упереть жалом в компоненты платы. Как правило, хватает 2-3 секунд для достижения нужного результата.
- Нанесение припоя. Когда свинец полностью разогрелся, можно приступать к нанесению материала. Паять следует аккуратно, при этом необходимо следить за участком разжижения, чтобы перейти дальше, чем это требуется.
Благодаря правильному подбору мощности, температурное воздействие не влияет на свойства платы, только если совсем не переусердствовать с нагревом.После окончания пайки необходимо удалить все лишние остатки. Это нужно делать только после полного остывания.
Советы и хитрости
Имея опыт, как правильно выпаивать микросхемы феном, и в совершении прочих операций с платами, можно выделить определенные особенности, которые помогут улучшить качество процесса. Сюда стоит отнести:
- Необходимость держать наконечник в чистоте. Это позволяет сохранять свойства теплопроводности жала. Таким образом, нельзя запускать его состояние, чтобы пайка была качественной.
- После окончания пайки места соединения стоит перепроверить. Это делается визуально с помощью лупы, чтобы там не было трещин и отслоений.
- Чувствительные детали желательно ставить последними, а в первую очередь уделять внимание мелким соединениям.
Это позволяет сохранять свойства теплопроводности жала. Таким образом, нельзя запускать его состояние, чтобы пайка была качественной.Заключение
Есть масса способов, как без паяльника припаять провод к плате, или выпаять контакты со схемы с помощью подручных устройств. Они не отличаются высоким уровнем и надежностью. Лучше всего выбирать профессиональную технику, которая даст качественный и безопасный результат. Главное, чтобы паяльник обеспечивал тонкость работы с мелкими деталями.
Видео: Как выпаять микросхему тремя разными способами
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3. Припаяйте другую противоположную сторону компонента.
(См. рис. 3)печатная плата — Как припаять сверхмалый чип
спросил
Изменено 2 года, 3 месяца назад
Просмотрено 142 раза
\$\начало группы\$
Мне нужно использовать плату PAN1780 для исследовательского проекта, но не существует коммутационной платы (только огромные оценочные платы), поэтому мне как-то нужно разработать свою собственную коммутационную плату и припаять к ней чип. кто-нибудь есть идея, как я могу припаять этот чип на печатной плате? Или есть компания, которая может изготовить печатную плату, а также припаять к ней чип?
Вот размеры платы:
PAN1780 Размеры
- печатная плата
- пайка
- изготовление печатной платы
\$\конечная группа\$
\$\начало группы\$
Это выглядит как довольно простой процесс, с которым может справиться любая компания, занимающаяся пайкой оплавлением.
