Nowoczesne systemy informatyczne 1. Prowadzący: Dr. Inż. Zdzisław Pólkowski Autor: Krzysztof Gruszczyński Temat: Wymiany układów BGA

Transkrypt

1 Nowoczesne systemy informatyczne 1 Prowadzący: Dr. Inż. Zdzisław Pólkowski Autor: Krzysztof Gruszczyński Temat: Wymiany układów BGA

2 Wymiany elementów BGA BGA (ang. Ball Grid Array) obudowa z wyprowadzeniami sferycznymi w siatce rastrowej. Obudowa BGA, Schemat

3 Przekrój pod mikroskopem Umiejscowienie na płycie głównej CPU GPU Pamięć grafiki.

4 Jak wygląda wymiana BGA w centrum naprawczym ACER a. Diagnosta decyduje czy naprawa płyty głównej wymaga wymiany układu BGA. Płyta przechodzi na dział wymian BGA. Element BGA zostaje zdjęty z płyt. W trakcie zdejmowania elementu technik zamawia element. Elementy przechowywane są w szafie osuszającej. Zgodnie z normami MSD

5 MSD(Moisture Sensitive Device) - Komponenty MSD absorbują parę poprzez swoją powierzchnię, która następnie dociera do ich materiału bazowego w procesie dyfuzji. Zjawisko to nabiera na znaczeniu w miarę postępu miniaturyzacji. Def. Z Piec do wygrzewania układów BGA

6 Zdejmowanie/montaż elementów BGA odbywa się przy pomocy: Stacja do wymian BGA HD Vision System Non-contact IR Sensor with Laser Pointer Dysza BGA Stacja lutująca App Shuttle(Czółenko) Rework Station EXPERT 10.6 Grzałki IR

7 Demontaż układ zaczynamy od użycia topnika(postać cieczy) Pasta w postaci gęstego kremu. Rola topnika: Rozpuszczanie i usuwanie tlenków i innych substancji z łączonych powierzchni. Ochrona lutowanego obszaru przed chemicznym działaniem otaczających gazów. Zmniejszenie napięć powierzchniowych ciekłych lutów. (zwiększa zwilżalność) Topnik dobieramy względem potrzebnej temperatury aktywacji. Pasta powinna być dobierana wielkościom ziarna do wielkości kulek. Zgodnie z zaleceniem producenta.

8 Czyszczenie padów na płycie. Gdy tylko zdejmujemy układ nie powinniśmy czyścic padów. Gdyby były już wyczyszczone trzeba pobielić(pocynować) pady i ponownie wyczyścić. Czyścimy tylko przed nałożeniem.

9 Dozowanie topnika/pasty. Topnik należy rozprowadzać w dwóch kierunkach. Grubość naniesionego topnika powinna być zbliżona do kliszy fotograficznej.

10 Wysokość dyszy nad układem do 1 mm, nie wielka zmiana wysokości może spowodować znaczne zmiany temperatury. Ważne jest utrzymanie stałej temperatury w pomieszczeniu. Niebezpieczne są wahania o kilka stopni.

11 Dysza BGA Dysza QFP

12 Tworzenie profili BGA. 1. Uwzględniam rodzaj topnika. Producenci udostępniają potrzebne dane do stworzenia odpowiedniego profilu. Profil dla przykładowego Topnika: Stop cyny bezołowiowej Stop cyny z domieszką ołowiu.

13 2. Równie ważne jest to co lutujemy. Uwzględniamy masę elementu. Jaką ma pojemność cieplną, jaka jest jego przewodność cieplna 3. Ważne jest też uwzględnienie własności laminat, jego grubość jak i w przypadku elementu jego przewodność cieplna. 4. Prędkość przyrost temperatury. 5. Jak są stosujemy się do zaleceń producenta układu. Jednak z względów na zachowania norm ROHS pozostają pewne wspólne założenia co do czasu i temperatury lutowania. Etapy widoczne w profili lutowniczym: 1. Nagrzewanie wstępne(preheat) Ma na celu wstępne podgrzanie płyty i aktywowanie topnika. (ok 150 C) 2. Namaczanie (Soak)- W tej fazie działa topnik. Jego zadaniem jest usunięcie tlenków (korozji) i innych substancji, zanieczyszczeń. Zwilżenie powierzchni i Przygotowanie do lutowania właściwego. Ważne w tym etapie jest też wyrównanie temperatur układ-laminat 3. Rozpływ czyli lutowanie właściwe (Reflow) Topnik zrobił swoje, teraz czas na roztopienie lutowia (kul). W większości wypadków można sobie pozwolić na stosunkowo szybkie zwiększenie temperatury do temperatury szczytowej - około 235 C. Bezpieczna wartość to 1-1,5 C/s, jednak sporo układów toleruje nawet 3 C/s.

14 4. Ostatnia faza - chłodzenie. (Cooling) Najważniejsze jest aby nie za szybko spadała temperatura i nie dmuchać silnym strumieniem na układ - można go przesunąć jak się przesadzi. Układów nie zabija temperatura (w granicach zdrowego rozsądku) a udar termiczny - czyli za szybka jej zmiana lub zbyt długie jej działanie. Przykładowy profil z fabryki.

15 Reballing układu BGA

16

17 Schemat przeprowadzania procesu reballing u według philips a: Czyszczenie z cyny kontakt myjka wygrzewanie topnik kule lutowanie mycie myjka wygrzewanie w piecu i lutowanie.

18 Myjka ultradzwiękowa.

19 Inspekcja optyczna: 1. Optilia 2. Erza 3. Magnus video mikroskop. 4. Endoskop 5. X- ray

20 Źródła: Asplex sp. z o.o.(mój zakład pracy)