Сегодня я расскажу о своём личном опыте в пайке BGA чипов. Я не буду рассказывать о том, как правильно это делать. Об этом уже полно хороших обучалок на Ютубе. Не буду так же освещать совсем уж экзотические способы с галагенками и прикуривателями. Я лишь поделюсь своим личным опытом и впечатлениями от некоторых кустарных способов пайки. А вы судите сами, стоит оно того или нет.
Большинству радиолюбителей рано или поздно приходится сталкиваться с BGA чипами. Одни их боятся, как и я раньше, другие понимают, но не трогают из-за отсутствия необходимого оборудования, а третьи их любят и умеют. Так вот, те кто умеют, закройте эту страницу и потратьте время на что-то более полезное. Теперь, всем тем, кто остались. Всё, что вы увидите здесь, носит ИСКЛЮЧИТЕЛЬНО ознакомительный характер! Всё, что вы будете повторять, лежит исключительно на вашей совести и ответственности.
Какие проблемы могут возникнуть с BGA микросхемами? Да любые такие же, как и с микросхемами в других корпусах. И итог всегда один – замена на заведомо исправную микросхему. Как же их менять, если там ног нет? Очень просто! Вместо ног у таких чипов пятаки под подложкой. Такие же пятаки на плате. И все соответствующие пятаки спаяны оловянно-свинцовыми шариками. И чтобы такой чип демонтировать или установить, его просто нужно нагреть до температуры плавления припоя. Звучит просто, не правда ли? Но простым паяльником тут не обойтись. Выпаивать такие чипы (в теории) можно даже строительным феном. Но это чревато перегревом платы и, как следствие, - её деформацией. Можно выпаять паяльным феном. Это более безопасно, но крайне необходимо делать это с нижним подогревом. А вот с установкой уже сложнее. Вообще, для этого существуют специальные паяльные станции, предназначенные для пайки BGA чипов. Но по понятным причинам такие в каждом доме радиолюбителя не имеются. Так как же быть, если заменить чип срочно надо, а станции нет?
Как было у меня. Купил я с Авито по-дешману ноутбук «не битый, не крашеный, бабушка бухгалтерией занималась». Всё бы ничего, но вот исходя из осмотра, общения с продавцом и цены, я всем нутром чуял, что Видеочип грели. Но всё равно, халява взяла верх! Дома я сразу же его разобрал и по остаткам низкокачественного флюса вокруг графического чипа понял, что стоит ждать его отвал. Первые пару раз я прогревал чип строительным феном. Результат – от недели до месяца работы. Потом я купил паяльный фен, трафареты, шарики, флюсы, инструменты, несколько доноров (ноуты и просто наборы хлама с Авито) и стал практиковаться в снятии и установке «безногих» микросхем. Сначала я снимал и ставил маленькие микросхемки, затем побольше, затем северные и южные мосты и даже один Интелл’овский BGA-процессор. Потом я, конечно же, всё распаял на детали. И только после практики на «трупах», я перекатал шары на видеочипе своего ноутбука при помощи электроплитки и паяльного фена. Результат – около двух месяцев до тире-точка-точка. Затем, на Алиэкспресс я заказал этот чёртов чип. Потом сушил его на радиаторе процессора персоналки пару месяцев, так как не было то времени, то желания. Потом всё-таки заменил его. Кстати, чип оказался БУ, о чём свидетельствовали царапины на текстолите со стороны шаров. Не удивительно, ведь модель старая и найти новый в магазине было евозможно. Но ноут уже год на нём работает и, думаю, это хороший результат.
Фотографий этой эпопеи у меня не осталось. Но на днях я решил воссоздать процесс и всё подробно рассказать вам. Вдруг, кому-то это поможет.
Принесли мне знакомые принтер на ремонт, со словами: в мастерской выкатили счёт на пятёрку, получится сделать дешевле – ОК, нет – будет тебе донор. Принтер Xerox 3045.
Симптом – нет соединения с компьютером. Диагностика: делитель исправен, сигнал уходит в процессор, реакции принтера на комп нет. Диагноз – неисправен процессор. Судя по форумам, стандартная поломка принтеров этого семейства. Купить чип нереально. Его просто нет в продаже. Выкрутился заменой платы от донора, купленного за косарь. Итог – у меня есть плата с BGA чипом для экспериментов и принтер под разбор.
Теперь, как заменить чип. Готовим инструменты: паяльный фен, хороший флюс для BGA, электроплита, пинцет, канцелярский нож, ножницы, двусторонний скотч, проволока, мультиметр с термодатчиком, фольга, картон, скотч, что-либо для ковыряния, что-нибудь в качестве подставок под плату. Подробнее обо всём – далее.
Снимаем плату. Примеряем её для установки над плитой: расстояние от конфорки до платы около 5-10 мм. Делаем подставки из подручных материалов. При ремонте своего ноутбука, я использовал свечи. Знаете, такие в алюминиевом корпусе. В этот раз, у меня нашлись четыре длинных болта из бесперебойников.
На этих импровизированных стойках, при помощи гаек, я выставил зазор около половины сантиметра. Затем отрезаем кусок фольги, прикладываем его к плате, прижимаем к чипу, чтобы отпечаталась его форма на фольге,
вырезаем квадратик.
Двусторонним скотчем приклеиваем термодатчик и фольгу.
Да, используйте двусторонний скотч из некой вспененной черной штуки, по крайней мере, при демонтаже чипа на бессвинце, т.к. другой расплавится и причинит вам боль при очистке платы. Затем из фольги делаем что-то вроде корыта.
Оборачиваем остальную плату в фольгу, оставив лишь окно под чипом с обратной стороны платы.
Устанавливаем плату над конфоркой. Плата готова к работе. Готовим фен. Складываем фольгу в несколько слоёв, затем делаем из неё квадратную трубу, размером чуть больше чипа.
Одеваем её на фен и обжимаем часть вокруг сопла фена.
Чтобы данная конструкция не сползала, закрепляем её с помощью проволоки.
Фен готов.
Делаем опору для фена. Из картона делаем три треугольных трубы, длиной около 40 – 50 см.
Склеиваем их скотчем. Далее, составляем треногу вокруг рукоятки фена и скрепляем это всё так же скотчем.
Делаем всё таким образом, чтобы «сопло» верхнего нагрева входило в «корыто», но вокруг оставалась щель для выхода воздуха.
Тренога готова. Включаем конфорку на минимум, и только при необходимости добавляем мощность. Мультиметр должен показывать 70-100 градусов. Добиваться большей температуры с электроплитой не стоит. Включаем фен на небольшой поток (не более середины) и от минимальной температуры греем постепенно, примерно 1 градус в секунду. Ориентируемся по показаниям мультиметра. Конечно же такой плавности подъёма температуры в данных условиях не получится, но стремимся поднимать её как можно плавнее. После 200 градусов начинаем пробовать толкать чем-то чип, проверяя на подвижность. Например стоматологическим зондом, пинцетом, или, на крайний случай, зубочисткой. Как только чип зашевелился, прекращаем увеличивать температуру и пинцетом снимаем его с платы.
Далее, постепенно снижаем температуру фена, примерно 2 градуса в секунду. Достигнув минималки фена, убираем его и отключаем конфорку.
Далее, пока конфорка ещё горячая, паяльником и оплёткой аккуратно снимаем припой с платы.
Если чип сидел на бессвинце и паяльник не тянет, то сначала подмешиваем ПОС-40 или ПОС-60, а затем аплёткой всё удалляем. Если вы не меняете чип, а просто перекатываете, то так же удаляем припой с чипа.
Должны остаться чистые ровные пятаки.
После того, как всё зачистили, проверяем всё на косяки. На плате в некоторых местах я содрал маску оплёткой. Если вы так же переусердствовали с нажатием на оплётку, то аккуратно закрасьте все поврежденные места при помощи УФ маски и зубочистки.
Затем плату на 40-45 минут под УФ лампу.
Как я накатываю шары, расскажу вкратце. Четыре крайних шара ставим вручную и запаиваем феном, затем смазываем тонким слоем флюса и прикладываем подходящий трафарет, а те четыре установленных шара помогут с центровкой. Насыпаем шары на трафарет и зубочисткой разгоняем шарики по лункам. Трафарет греем равномерно. Особенно, если ваш трафарет – китайская поделка. А если чип не большой, а нормального трафарета нет, то разложите шарики вручную. Объясню, почему. Как я ни старался греть трафарет равномерно и постепенно, он всё равно подпрыгнул и холмом надулся над чипом. Именно поэтому не стоит покупать китайский набор трафаретов на все случаи жизни. И это в тот самый момент, когда расплавились последние шарики! Естественно шары съехали и трафарет залип. Но это дало повод рассказать еще об одной вещи, которая может случиться при снятии или реболле чипа. В общем, при снятии залипшего трафарета, я оторвал один пятак от чипа. Катастрофа, казалось бы. Но не спешим расстраиваться. Во-первых, не все пятаки обязательно являются рабочими. А во-вторых даже рабочий пятак зачастую можно восстановить. Для такого ремонта понадобится микроскоп. Хотя бы дешевый китайский. Смотрим в микроскоп и проверяем, подходила ли какая-то дорожка к сорванному пятаку. Если даже нет, то пробуем неглубоко покопать пустую лунку иглой от шприца, так как там мог остаться пенёк.
Если что-то нашлось, то зачищаем и лудим тонким жалом паяльника.
Припаиваем тонкий волосок провода, откусываем лишнее, оставшиеся несколько миллиметров скручиваем в кольцо или спиральку.
Место припоя закрашиваем каплей УФ маски
и, как вы уже догадались, под лампу на 45 минут.
Затем кладём на пятак флюс и шарик, греем феном, готово!
Второй раз я разложил шары вручную.
Работа долгая и кропотливая. За то так шарики точно припаяются. Без трафарета обдуваем минимальным потоком. Иначе сдуем шарики и придётся накатывать заново. После остывания - чип очистить от флюса спиртом. После накатки, собираем уже знакомую нам конструкцию из говна и палок заново. Смазываем плату тонким слоем флюса, выставляем чип ровно по меткам первой ноги и контура. Далее так же плавно, как и при снятии нагреваем чип до 220-240 градусов, держим секунд 5-10 и плавно снижаем температуру. После остывания всего этого добра градусов до 40, убираем фольгу и скотч, очищаем всё от флюса спиртом.
Чип должен "лежать" ровно, зазор между ним и платой должен быть одинаковый со всех сторон.
Плата готова! Конечно же в моём случае перекатка помочь не могла, но за то я показал вам, как можно в домашних условиях заменить BGA чип.
На последок, стоит оставить некоторые примечания. По поводу реболла: лучше не занимайтесь ерундой и сразу меняйте чип на новый. По поводу шаров: не пытайтесь в домашних условиях устанавливать на бессвинец, ставьте на обычные легкоплавкие шарики! По поводу новых чипов: если вы не уверены в том, что чип оригинальный и новый, то лучше перекатайте на свои шарики. По поводу флюса: не пытайтесь на нём экономить, используйте специальный флюс для BGA пайки. По поводу обезжиривания и чистки флюса: не пренебрегайте этими вещами ни на одном этапе работ, так как грязь и остатки флюса могут привести к некачественной пайке и выходу оборудования из строя. По поводу строительного фена – ЗАБУДЬТЕ! По поводу описанного способа – можете попробовать на чём-то, что не жалко добить, либо если только ну очень нужно и других вариантов совсем нет.
В данном ролике я попытался объяснить, что для повышения успеха пайки BGA чипов в домашних условиях, всё равно необходимо эти самые условия максимально возможно приблизить условиям специальной паяльной станции. Ни один кустарный способ не сможет дать такой же результат как паяльная станция. Более того, шансы что-то отремонтировать таким образом, в лучшем случае, 60 на 40. Ставить кустарные методы на поток и пытаться на этом зарабатывать так же нельзя! Если у вас нет определённых навыков и оборудования для каких-либо видов ремонта, то лучше не пытайтесь починить неисправное устройство самостоятельно, рискуя преумножить ущерб. Лучше отнесите его в сервисный центр к профессионалам. Так вы сэкономите свои время, средства и нервы. Удачных вам ремонтов!
