18/4/2016todo reballing | Bienvenido al apasionante mundo Reballing BGA | Página 2 todo reballing Bienvenido al apasionante mundo Reballing BGA 28 julio, 2015 7 Reworkreballing 4ª parte Soldado de bolas a nuestro BGA Pegadas las bolas al bga ahora sólo nos queda soldarlas al BGA. Hay muchas maneras de hacerlo y enumeraré las mas comunes: 1‑ En nuestra propia máquina. Para soldar las bolas a nuestra BGA en nuestra máquina es aconsejable tener una lamina de aluminio o acero inoxidable de 1mm de grosor como mínimo. Ajustamos los soportes de nuestra maquina para que nuestra BGA quede bien centrada y como último paso aplicar perfil de soldadura adecuado. (h✨牯ps://todoreballing.files.wordpress.com/2015/07/soldado‑de‑bolas‑en‑maquina.jpg) https://reballin.com/page/2/ soldado de bolas en máquina 1/39 18/4/2016 todo reballing | Bienvenido al apasionante mundo Reballing BGA | Página 2 soldado de bolas en máquina 2‑En horno. Estos hornos le aplican un perfil preconfigurado o deseado según tipo de chip y estaño. Suelen dar muy buenos resultados y su precio en torno a unos 300 euros gama media. También se puede usar para hacer reflow a pequeñas tarjetas o pcb´s. A tantas como quepan en su bandeja 3‑En plancha para reboleo. Estas planchas también dan buen resultado y son mas económicas. La diferencia de la plancha a los anteriores descritos, es que no se le puede aplicar ningún perfil preconfigurado o deseado sino que funciona a una temperatura directa. Lleva un control PID para su correcta medida y un temporizador. hay que asegurar que la temperatura no se acerca a la temperatura crítica a la cual el chip rompe internamente (PTT). Es aconsejable ir midiendo nuestro BGA con IR. https://reballin.com/page/2/ 2/39 18/4/2016 todo reballing | Bienvenido al apasionante mundo Reballing BGA | Página 2 (h✨牯ps://todoreballing.files.wordpress.com/2015/07/2015‑02‑06‑20‑29‑11.jpg) (h✨牯ps://todoreballing.files.wordpress.com/2015/07/2015‑02‑11‑14‑02‑471.jpg) 4‑ Con estación de aire o decapadora. Este método consiste en aplicar calor directamente desde una estación de aire caliente o decapadora de manera continua. Deberemos de medir la temperatura que está absorbiendo el chip con un medidor IR para no llegar al PTT. Como este modo de soldadura no tenemos perfil a aplicar, deberemos de ir midiendo con el IR y de manera visual e ir viendo que las bolas van ocupando su pad determinado y derritiendo. En ese momento dejaremos de aplicar calor. (h✨牯ps://todoreballing.files.wordpress.com/2015/07/reboleo2.jpg) Una vez realizado uno de los métodos aquí descritos y soldadas nuestras bolas al BGA. https://reballin.com/page/2/ 3/39 18/4/2016 todo reballing | Bienvenido al apasionante mundo Reballing BGA | Página 2 Una vez realizado uno de los métodos aquí descritos y soldadas nuestras bolas al BGA. Esperaremos a que enfríe y depositaremos nuestro BGA en la cubeta con isopropílico de ultrasonidos. Le daremos un ciclo de 3 minutos. Una vez terminado el ciclo, cepillar con nuestro cepillo antiestático para ver si alguna bola no ha quedado bien soldada. Si alguna ha caído, hay que aplicar flux y poner bola para volver a soldar. Si no ha caído ninguna, pasaremos a la inspección visual con lupa o microscopio. (h✨牯ps://todoreballing.files.wordpress.com/2015/07/img_20150113_103509‑copia.jpg) (h✨牯ps://todoreballing.files.wordpress.com/2015/07/bolas‑microscopio.jpg) En la inspección visual deberemos de verificar que las bolas soldadas a BGA no estén rajadas, deformadas o presenten un color grisáceo. Deberán de tener la misma forma todas ellas y un color brillante.También que nuestro chip no haya presentado deformaciones ni burbujas Antes de acabar esta parte, quiero comentar el método de soldadura en kit de stencils o templates4/39 https://reballin.com/page/2/ 18/4/2016 todo reballing | Bienvenido al apasionante mundo Reballing BGA | Página 2 Antes de acabar esta parte, quiero comentar el método de soldadura en kit de stencils o templates de calor directo. Como dije que se iba a explicar en apartado anterior. El pegados de bolas es lo mismo que lo explicado hasta ahora. La única diferencia es que en los kit de calor indirecto retirábamos la plantilla o stencil antes de aplicar calor y en las de calor directo se sueldan directamente con la plantilla puesta. (h✨牯ps://todoreballing.files.wordpress.com/2015/07/calor‑directo.jpg) El hacerlo en calor directo o indirecto dependerá de cada uno de nosotros y del tipo de chip. Un inconveniente de esta forma de hacerlo es que deberemos de trabajar con mas calor ya que el stencil absorve parte de él. También deberemos tener cuidado de que el stencil no se nos doble o pandee por el aumento de temperatura. Yo uso este método para chip cuyas bolas son inferiores a 0,45 mm de diámetro. Cuando se termine de soldar. Hay que esperar a que enfríe y no retirar el stencil directamente. Depositarlo en cubeta con isopropílicoo de ultrasonidos y aplicarle un ciclo de 3 minutos. Una vez pasado ese tiempo ir retirando poco a poco tirando desde las esquinas. Ya sólo quedaría soldar nuestra BGA a la placa. Habiendo hecho todos estos pasos sin ningún problema, con un perfil adecuado y que el chip no este ya roto por el estrés térmico que haya podido sufrir antes o durante la reparación sólo nos quedara saber si todo nuestro trabajo se verá recompensado como fruto del buen hacer. El rework o reballing no es milagroso. No es la panacea. La solución mas factible es cambiar nuestro bga por otro nuevo o cambiar la placa base. Pero si no queremos asumir el coste que ello produce y que es bastante elevado, sin duda es la mejor solución. Publicado por topchipset el 28 julio, 2015 en Sin categoría. Deja un comentario 25 julio, 2015 6 Reworkreballing 3ª parte Pegado de bolas https://reballin.com/page/2/ 5/39 18/4/2016 todo reballing | Bienvenido al apasionante mundo Reballing BGA | Página 2 Una vez limpios tanto la placa como el chip toca pegar las bolas a nuestro BGA y soldarlas al mismo. Para ello existen unos útiles o kit para pegar las bolas y todos ellos con una multitud de stencils o plantillas. Los hay de dos tipos: De calor indirecto y calor directo. Nos centraremos de calor indirecto. Haré mención de kit de calor directo aunque la metodología que se usa para el pegado de bolas es la misma. Sólo varía en el soldado de bolas que se verá en el siguiente capítulo Kit reballing stencils para kit reballing 90*90mm Una Vez localizado nuestro stencil BGA abrimos el marco. Aflojamos sus 4 tornillos y colocamos el stencil correspondiente en una de sus bases y cerrando con la otra apretando de sus 4 tornillos. Deberemos de dejarlo algo holgado porque necesitaremos centrarlo cuando tengamos el chip puesto en la base del kit reballing para después apretar y que coincidan los orificios con los pads de nuestro BGA https://reballin.com/page/2/ 6/39 18/4/2016 todo reballing | Bienvenido al apasionante mundo Reballing BGA | Página 2 Puesta de stencils en marco Ajuste de stencils en marco Lo siguiente es ajustar el chip en la base del kit reballing. Para ello lo colocamos en su centro y cerramos con el tornillo hasta hacerlo ajustar con sus topes. https://reballin.com/page/2/ 7/39 18/4/2016 todo reballing | Bienvenido al apasionante mundo Reballing BGA | Página 2 (h✨牯ps://todoreballing.files.wordpress.com/2015/07/img_20151112_111131.jpg) Una vez puesto el BGA en la base del kit reballing aplicaremos flux con el pincel. Es importante que la capa de flux a aplicar sea una capa muy fina. Si se pone demasiado, las bolas se moverán cuando el flux se haga líquido al soldar las mismas a nuestro chip. Podremos tener problemas en el que se muevan o se peguen las bolas entre sí. Si esto ocurre habría que repetir el proceso desde la limpieza de chip hacia adelante. https://reballin.com/page/2/ 8/39 18/4/2016 todo reballing | Bienvenido al apasionante mundo Reballing BGA | Página 2 (h✨牯ps://todoreballing.files.wordpress.com/2015/07/img_20151112_111205.jpg) Aplicado el flux ( para soldar), colocamos el stencil ya en su marco encima de la base. Dejando el tornillo holgado haremos coincidir los orificios de nuestro stencils con los pads de nuestro BGA. Colocamos stencils en base del kit https://reballin.com/page/2/ 9/39 18/4/2016 todo reballing | Bienvenido al apasionante mundo Reballing BGA | Página 2 Hacemos coincidir orificio con pads y terminamos de apretar Ya colocado el stencil en la base del kit reballing ( con su BGA y flux aplicado) cogemos y añadimos las bolas. Moveremos la base en círculos para que vayan cayendo las bolas por los orificios de nuestra plantilla y así se queden pegadas al chip. https://reballin.com/page/2/ 10/39 18/4/2016 todo reballing | Bienvenido al apasionante mundo Reballing BGA | Página 2 (h✨牯ps://todoreballing.files.wordpress.com/2015/07/img_20151112_111315.jpg) https://reballin.com/page/2/ 11/39 18/4/2016 todo reballing | Bienvenido al apasionante mundo Reballing BGA | Página 2 (h✨牯ps://todoreballing.files.wordpress.com/2015/07/img_20151112_111440.jpg) El sobrante lo volveremos a echar en el bote de bolas por la ranura que tiene este kit para ello. Si nos quedara algún pad por cubrir nos podemos ayudar con un alfiler, las puntas de unas pinzas o cualquier útil que nos ayude a que todos los pads queden cubiertos. https://reballin.com/page/2/ 12/39 18/4/2016 todo reballing | Bienvenido al apasionante mundo Reballing BGA | Página 2 Guardamos sobrante Una vez estén todos los orificios cubiertos con cada una de las bolas. Con especial cuidado tiramos hacia arriba. (h✨牯ps://todoreballing.files.wordpress.com/2015/07/plantilla‑reboleado.jpg) Una vez retirado nuestro stencil verificamos el centrado de las bolas en su pad correspondiente. Mover con una aguja, pinza o cualquier otro útil en caso necesario para su centrado. https://reballin.com/page/2/ 13/39 18/4/2016 todo reballing | Bienvenido al apasionante mundo Reballing BGA | Página 2 (h✨牯ps://todoreballing.files.wordpress.com/2015/07/img_20150701_165341.jpg)Ya esta listo nuestro chip para el soldado de bolas al mismo. Publicado por topchipset el 25 julio, 2015 en Sin categoría. Deja un comentario 24 julio, 2015 5 Reworkreballing 2ª parte En este apartado vamos a hacer un listado de todo los materiales y herramientas necesario que deberemos de tener para hacer un reballing. Al final de esta parte habrá un vídeo donde se vera todo el proceso. – Evidentemente tendremos que tener la máquina específica para hacer reballing. – Rollo de estaño lead ( aleación Plomo) ‑Malla de cobre para quitar restos de estaño marca Gootwick de 2‑5mm a 3mm de ancha ‑Cautín de soldadura JBC CD2BC ó CD2BD. ¿ Y por que esta marca?. Pues porque esta marca y modelo te asegura que la temperatura que marca es la real. Llega a la temperatura seleccionada en pocos segundos. A la hora de limpiar la placa tenemos riesgo de llevarnos algún pad por falta o exceso de temperatura. Es uno de los pasos mas delicados y necesitamos la mejor herramienta. https://reballin.com/page/2/ 14/39 18/4/2016 todo reballing | Bienvenido al apasionante mundo Reballing BGA | Página 2 exceso de temperatura. Es uno de los pasos mas delicados y necesitamos la mejor herramienta. Esto lo explicaremos mas adelante cuando detallemos los pasos a seguir. (h✨牯ps://todoreballing.files.wordpress.com/2015/07/jbc.jpg) ‑Flux. Dos tipos debemos de tener. Uno para la limpieza de chip y placa y desoldar chip de la placa. Hay dos marcas y son la mejores: KIMGBO RMA 218 ( fabricado en Japón) y AMTECH 223 TF UV. Fabricado en USA. Y para pegar bolas y soldar: AMTECH N559 asm no clean ( sin residuo). – Cubeta de isopropílico y alcohol isopropílico. https://reballin.com/page/2/ 15/39 18/4/2016 todo reballing | Bienvenido al apasionante mundo Reballing BGA | Página 2 – Estación de aire caliente,decapadora , plancha u horno para rebolear. – Lupa o microscopio. – Plantilla y stencils o templates para pegar bolas al chip. Hay dos tipos. De calor directo e indirecto. https://reballin.com/page/2/ 16/39 18/4/2016 todo reballing | Bienvenido al apasionante mundo Reballing BGA | Página 2 ‑Bolas de diferentes calibres free o free lead. ‑Cinta de cobre para la limpieza. – Cinta de aluminio y Pulsera antiestática. https://reballin.com/page/2/ 17/39 18/4/2016 todo reballing | Bienvenido al apasionante mundo Reballing BGA | Página 2 (h✨牯ps://todoreballing.files.wordpress.com/2015/07/cinta‑de‑aluminio.jpg) Rollo cinta de aluminio (h✨牯ps://todoreballing.files.wordpress.com/2015/07/img_20150622_112506.jpg) Placa encintada con el chip ya extraido Bien. Llegado a este punto donde hemos desmontado la placa base de nuestro portátil o consola lo primero que tenemos que hacer es encintar alrededor de nuestra GPU con cinta de aluminio para proteger los demás componentes de alrededor `y no sufran daños ni se desuelden.Recuerda que tienes que estar descargado de electricidad estática por lo cual deberás de trabajar con una pulsera o talonera antiestática para evitar daños producidos por este tipo de electricidad. https://reballin.com/page/2/ 18/39 18/4/2016 todo reballing | Bienvenido al apasionante mundo Reballing BGA | Página 2 Pulsera antiestática Una vez puesta la cinta de aluminio para proteger los componentes pondremos la placa en los soportes de la máquina para su centrado con las toberas y ajuste de sus soportes antipandeos. Estos soportes evitarán que la la placa se pandee mientras el incremento de temperatura del perfil programado en la maquina se va acercando al SJT. (h✨牯ps://todoreballing.files.wordpress.com/2015/07/antipandeo.jpg) Soporte antipandeo inferior y brazo antipandeo con perno https://reballin.com/page/2/ 19/39 18/4/2016 todo reballing | Bienvenido al apasionante mundo Reballing BGA | Página 2 (h✨牯ps://todoreballing.files.wordpress.com/2015/07/antipandeo2.jpg) Vista conjunto antopandeo de Zhuomao r5860C Placa debidamente ajustada Los tornillos roscables de los soportes aintepandeos que quedan debajo de la placa deberá de estar justamente tocando la parte inferior de la placa sin que esta quede desnivelada. Osea a ras. Ajustaremos girando a un lado o hacia otro para su correcto ajuste. Los brazos laterales antipandeos servirán para tensar la placa con su contrario una vez insertada en sus pernos. En caso de que la placa empiece a pandearse estos tornillos evitarán esa deformación. https://reballin.com/page/2/ 20/39 18/4/2016 todo reballing | Bienvenido al apasionante mundo Reballing BGA | Página 2 (h✨牯ps://todoreballing.files.wordpress.com/2015/07/img_20151112_103158.jpg) Topes soportes antipandeo a ras cn la placa quedando esta a nivel Una vez hecho este paso ponemos la placa en la base elegimos toberas según medida de chip y ajustamos para que el chip quede centrado tanto en la tobera superior como en la inferior. Ajustamos desde sus ejes y apretamos con los tornillos de tope para que no se nos mueva. La tobera inferior ( bo✨牯om) deberá de quedar entra 3 milímetros y 5 milímetros como máximo. (h✨牯ps://todoreballing.files.wordpress.com/2015/07/img_20151112_103324.jpg) Tobera inferior a 3‑5 mm y su toornillo topr a 1mm de la placa La tobera superior( top) exactamente igual. De 3 a 5 milímetros ( menos en las ps3 donde la tobera superior la pondremos a 1 milímetro). Procedemos a inicio de perfil seleccionado para cada tipo de chip. Placa de una ps3 fat 40gb https://reballin.com/page/2/ 21/39 18/4/2016 todo reballing | Bienvenido al apasionante mundo Reballing BGA | Página 2 (h✨牯ps://todoreballing.files.wordpress.com/2015/07/img_20150210_120932‑copia.jpg) Tobera superior ( top) a 3‑5 mm de la placa ( en rsx ps3 a 1mm) e iniciamos perfil La sonda tipo k se debe de fijar a la hora de poner la cinta de aluminio a unos 2‑3 milímetros del chip para que la tobera superior no le de temperatura y la medida que este tomando de la placa sea la mas real posible. Se puede añadir otra sonda externa para asegurarte de que los rangos de temperatura sean los mas exactos posibles. Cuando la sonda marque que ha llegado a la temperatura de 140ºC hay que aplicar flux Amtech 223 TF UV alrededor del chip para que cuando llegue a la fase de activación del flux( 150ºC), este ayude al desoldado del chip. Una vez retirado el chip de la placa (aprovechando que aun esta caliente) añadiremos flux Amtech 223 TF UV con un pincel sobre la placa y con el soldador iremos retirando los restos de estaño. La temperatura a la cual tendrá que estar es cautín será de 250ºC. Iremos añadiendo estaño a la punta del soldador para hacer una bolita y con esta ir quitando los restos, sin que así haya riesgo de dañar algún pad. (h✨牯ps://todoreballing.files.wordpress.com/2015/07/5.jpg) Aplicamos flux generosamente con pincel https://reballin.com/page/2/ 22/39 18/4/2016 todo reballing | Bienvenido al apasionante mundo Reballing BGA | Página 2 (h✨牯ps://todoreballing.files.wordpress.com/2015/07/4.jpg) Quitamos restos de estaño con cautín Retirado el resto de estaño volvemos a aplicar flux Amtech 223 TF UV con un pincel. Pasamos la malla para limpiar los pads. Aquí tendremos que subir el cautín unos 10 grados y ponerlo a 260ºC. (h✨牯ps://todoreballing.files.wordpress.com/2015/07/6.jpg) Pasamos la malla para dejar los pad lo mas planos y limpios posibles. Ya limpia la placa, echamos isopropílico y la limpiamos con un papel, gasa o algodón. Tendremos que observar que los pads están limpios y en ninguno ha quedado en forma de bola. Tienen que estar lo mas plano posible. (h✨牯ps://todoreballing.files.wordpress.com/2015/07/captura.jpg) https://reballin.com/page/2/ Placa después de la limpieza 23/39 18/4/2016 todo reballing | Bienvenido al apasionante mundo Reballing BGA | Página 2 Placa después de la limpieza El riesgo que corremos aquí es que al pasar el soldador levantemos algún pad de la placa debido a que la placa no este caliente o porque apretemos demasiado. Esto solo sale bien con la práctica y vuelvo a recordar que la placa es muy importante que este caliente a la hora de limpiar.Sobre unos 140 ºC o así. Podríamos crear un perfil en la máquina solo para la limpieza si fuera necesario. En las siguientes fotos se muestra una placa con los pads dañados. (h✨牯ps://todoreballing.files.wordpress.com/2015/07/padroto.jpg) Pads en cortocitcuitos con la placa (h✨牯ps://todoreballing.files.wordpress.com/2015/07/pad‑negro.jpg) Pads levantados Hay que estar muy atento a la hora de la limpieza. Si observamos que los pads se van oscureciendo o en la malla no recoge restos de estaño no insistiremos mas. Ya limpia la placa tenemos que hacer lo mismo con el chip. Limpiar de restos de estaño y pasar la malla para poder pegarle bolas y soldarlas.Hay que seguir exactamente las mismas precauciones y pasos que en la limpieza de la placa. Con la estación de soldadura o cautín a 250ºC eb la limpieza de restos de estaño y 260ºC cuando pasemos la maya prestando especial cuidado en no llevarnos24/39 https://reballin.com/page/2/ 18/4/2016 todo reballing | Bienvenido al apasionante mundo Reballing BGA | Página 2 de restos de estaño y 260ºC cuando pasemos la maya prestando especial cuidado en no llevarnos ningún pad. (h✨牯ps://todoreballing.files.wordpress.com/2015/07/bn.jpg) (h✨牯ps://todoreballing.files.wordpress.com/2015/07/8.jpg) Otro factor importante es que tanto a la hora de quitar restos de estaño del chip como cuando pasemos la malla es la de que no estemos haciendo esa operación mas de 10 segundos. Si es limpieza, limpiamos 10 segundos y descansamos otros 10 segundos y con la malla exactamente igual. Esto es porque si tenemos el soldador en 250ºC en la limpieza de estaño y 260ºC en el pasado de la malla, el chip va absorbiendo temperatura y esta temperatura que tenemos en nuestro cautín es la temperatura la cual debemos de evitar en todo momento que se ponga nuestro BGA. Publicado por topchipset el 24 julio, 2015 en Sin categoría. Deja un comentario 22 julio, 2015 4Reworkreballing 1ªparte https://reballin.com/page/2/ 25/39 18/4/2016 todo reballing | Bienvenido al apasionante mundo Reballing BGA | Página 2 (h✨牯ps://todoreballing.files.wordpress.com/2015/07/zm.jpg) Zuhomao R‑5860C Este apartado es en el que mas tiempo nos vamos a parar debido a la complejidad del proceso y datos a tener en cuenta. También deberemos de tener claro algunos conceptos. Antes de nada tenemos que tener claro que es reballling. En realidad al proceso a la que equivocadamente se le llama reballing ( reboleo) es rework (rehacer). Pero esto lo veremos mas adelante. El rework ( reballing) consiste en extraer el chip BGA de la placa, limpiar la placa de restos de estaño, limpiar chip, poner y soldar bolas chip( lead o lead free) y volver a soldar a la placa. Para este proceso es necesario una maquinaria específica. Las hay de distintas marcas y modelos pero nos vamos a centrar en la Zuhomao R‑5860C que es la que yo utilizo. Esta máquina posee toberas calentadoras de aire caliente inferior( bo✨牯om) y superior(top) y 3 zonas de platos precalentadores independientes . Las toberas inferior y superior son regulables en altura así como el caudal de aire la tobera superior. Lleva pantalla táctil y un plc incorporado y su software de programación es fácil e intuitivo. También incorpora sonda tipo K. La nueva ZM R‑ 5860C se le pueden programar curvas hasta 8 segmentos y tiene una potencia de 4600 W. Una potencia mas que suficiente para que no se te resista ninguna placa. Lleva una cámara térmica microscópica pudiéndose inspeccionar en todo momento el estado de las bolas, sobretodo en el momento de soldado.Esto facilita mucho el trabajo.Tiene soporte antipandeo. Mas información : h✨牯p://www.incopia2.com/shop/zhuomao‑zm5860c‑maquina‑rework‑p‑ 7017.html Esta marca es la que usan grandes marcas como Samsung en sus plantas de producción aunque modelos muy superiores ( posicionador óptico automático). Son fabricadas en china y su coste esta entre 2200‑2600 euros con los derechos de importación incluido. La piedra rose✨牯a del reballing. Antes de empezar a explicar el proceso deberemos conocer los datos técnicos por el cual se https://reballin.com/page/2/ 26/39 18/4/2016 todo reballing | Bienvenido al apasionante mundo Reballing BGA | Página 2 Antes de empezar a explicar el proceso deberemos conocer los datos técnicos por el cual se compone una curva de temperatura en la soldadura de los BGA y poder hacer una receta para cada tipo de chip y placa. Son muchos los foros que hablan de reballing pero ninguno te explica como realizar una curva para cada tipo de chip. No he sacado nada claro en estos foros ya que esta información es celosamente guardada en la red y es muy difícil buscar información viable. Lo que pude observar no va mas allá de gente cacareando de las consolas que arreglan o personas desesperadas pidiendo perfiles hechos. Aquí no se trata de dar las recetas hechas ya que cada máquina aún siendo del mismo modelo funcionan de distinta manera. Otros factores a tener en cuenta es la humedad y temperatura ambiente por lo que un mismo perfil en una misma máquina tendrá distinto resultado dependiendo del lugar en que se encuentre. Si bien entiendes estos conceptos que a continuación se detallan, no tendrás ningún problema en entender como se han de ajustar los parámetros de cualquier máquina. Curva de temperatura de soldadura lead free https://reballin.com/page/2/ 27/39 18/4/2016 todo reballing | Bienvenido al apasionante mundo Reballing BGA | Página 2 (h✨牯ps://todoreballing.files.wordpress.com/2015/07/curva‑lead‑free.jpg) En la siguiente curva podemos distinguir que una curva de soldadura para reballing de compone de 4 fases: Precalentamiento, activación del flux, reflow y enfriamiento. Cada una de ellas esta comprendida en un ratio de tiempo y temperatura. Esta curva es para soldadura lead free ( libre de plomo) ‑Precalentamiento: Es el comienzo de la curva y comprende desde el Tamb ( temperatura ambiente) hasta la activación del flux (150ºC). En esta fase se recomienda que el incremento de temperatura este comprendido entre 1ºC/s y 3ºC/s ( ªC/S= grados centígrados por segundos). ‑Activación del flux. Una vez superada la fase de precalentamiento, iniciamos la fase 2 que es la28/39 https://reballin.com/page/2/ 18/4/2016 todo reballing | Bienvenido al apasionante mundo Reballing BGA | Página 2 ‑Activación del flux. Una vez superada la fase de precalentamiento, iniciamos la fase 2 que es la activación del flux. El flux se activa cuando llegamos a los 150ºC hasta los 200ºC . Se recomienda tener las placas a estas temperaturas entre 60s y 120s y con un incremento de temperatura de 1ºC/s como máximo. (El flux es un químico que añadimos para mejorar y ayudar en la soldadura. Los hay de distintos tipos. En pasta o líquidos, con bases de agua o de alcohol. Esto lo veremos mas adelante). (h✨牯ps://todoreballing.files.wordpress.com/2015/07/flux1.jpg) (h✨牯ps://todoreballing.files.wordpress.com/2015/07/flux2.jpg) ‑Reflow. Es la zona donde se produce la soldadura . En esta fase se supera la temperatura de fusión ( TAL= Time about liquidus) y se llega a la temperatura deseada para una correcta soldadura SJT ( Solder Join Temp). El SJT para una soldadura libre de plomo tiene que estar entre los 234ºC – 245ºC y se recomienda mantenerla no menos de 10 segundos e igualmente su incremento de temperatura no debe exceder de los 3ºC/s. Toda esta fase deberá de estar comprendida entre los 60s y 150s. – Enfriamiento. Es la zona siguiente al reflow donde los materiales y componentes vuelven a la temperatura ambiente. Se debe de tener especial cuidado de realizar esta etapa en forma gradual para evitar el shock térmico en los componentes y placa. Se recomienda no superar el descenso te temperatura en mas de 6ºC. El tiempo completo del ciclo de soldadura y enfriamiento no debe de ser superior a 8 minutos. https://reballin.com/page/2/ ( nota: PPT: temperatura máxima medida con sonda arriba del encapsulado). 29/39 18/4/2016 todo reballing | Bienvenido al apasionante mundo Reballing BGA | Página 2 ( nota: PPT: temperatura máxima medida con sonda arriba del encapsulado). En resumen.Si cumplimos que : – El tiempo en el cual está entre 150ºC y 200ºC este entre 60s y 150s. ‑El tiempo en el cual se supera la temperatura de fusión (217ºC) en la soldadura y una vez superada y llegado al SJT desciende a la misma temperatura en el enfriamiento( 217ºC) debe de estar comprendido entre 60 y 150 seg ( TAL) ‑La temperatura máxima ( SJT= 234ºC‑245ºC) debe de permanecer mínimo 10 segundos. ‑El PTT nunca llegue a 260ºC y los gradientes de temperatura estén comprendidos entre 1ºC y 3ºc en subida y como máximo 6ºc/s en bajada – Que el tiempo total del ciclo de soldadura no exceda de 8 minutos Si cumplimos lo anteriormente descrito las posibilidades de éxito están casi aseguradas. Esto se recoge en la norma IPC/JEDEC J‑STD‑020D.1. Recuerda que el estaño libre de plomo su temperatura de fusión es de 217ºC y refluye entre 334ºC y 245ºC y nunca se ha de exponer a 260ºC. ( Fuente consultada: Instituto Nacional de Tecnología Industrial) Ya hemos visto todos los parámetros tiempos y ratio por la cual se compone un ciclo de soldadura lead free. Ahora vamos a ver una curva de temperatura para una soldadura lead ( aleación plomo) https://reballin.com/page/2/ 30/39 18/4/2016 todo reballing | Bienvenido al apasionante mundo Reballing BGA | Página 2 ‑Curva de temperatura lead según fabricante Como bien se puede apreciar en esta gráfica están bien definidos los ratios, tiempos y temperaturas para una soldadura con aleación plomo ( lead). https://reballin.com/page/2/ 31/39 18/4/2016 todo reballing | Bienvenido al apasionante mundo Reballing BGA | Página 2 (h✨牯ps://todoreballing.files.wordpress.com/2015/07/3377fig07.gif) ‑Curva real en máquina basada en lead según fabricante En esta gráfica. La fase 1 (preheat) dura 90 segundos y el incremento de temperatura no debe de superar 2,5ºc/s tanto en esta fase como en ninguna de las restantes. En la fase 2 ( activación del flux 150ºC‑180ºC) tiene que estar comprendida entre 60s y 90s no pudiendo ser superada en 2 minutos como máximo. En la fase 3 ( reflow) tiene que estar comprendida entre 45 seg y 90 seg como máximo y estar entre 208ºC ‑230ºC (SJT). En la fase 4 ( enfriamiento) no hay nada que destacar según esta gráfica. Publicado por topchipset el 22 julio, 2015 en Sin categoría. Deja un comentario 21 julio, 2015 3 El reflow Reflow, rework y reballing Una vez sabido lo que es un componente BGA y las distintas aleaciones de estaños mas sus https://reballin.com/page/2/ 32/39 18/4/2016 todo reballing | Bienvenido al apasionante mundo Reballing BGA | Página 2 Una vez sabido lo que es un componente BGA y las distintas aleaciones de estaños mas sus ventajas e inconvenientes. Hablemos de los procesos. ‑Reflow ( refluir). Consiste en aplicar calor de manera continuad sobre el chip BGA para que las soldaduras de bolas que hayan podido quedar dañadas o desoldadas vuelvan a hacer contacto. Este método es el mas usado por su bajo coste en herramientas y metodología. Bastaría sólo con una decapadora, estación de aire caliente o en caso de tener maquinaria específica, darle un ciclo de soldadura. Hay incluso personas que meten las placas bases en el horno de casa. El ingenio o ignorancia de muchas personas hacen que se cometan autenticas barbaridades y a veces el resultado va en contra de toda explicación lógica. (h✨牯ps://todoreballing.files.wordpress.com/2015/07/reflow.jpg) La idea es llevar a la temperatura de fusión las bolas de estaño ya sean lead free (217ºc) o lead ( 183ºc) para que vuelvan a soldar a los pads de la placa o del chip en su caso. Muchos foros y entendidos dicen que no se debe de llegar a la temperatura de reflujo y que no se debe de pasar de los 190ºC–200ºC. En todo caso es necesario llevarlos como mínimo a la temperatura de fusión para que las bolas vuelvan a soldar. Este método es un parche temporal y la duración de la reparación sera desde 1 mes hasta 6 meses. Pasado este tiempo el equipo volverá a tener el mismo problema de soldadura ya que posiblemente el estaño se encuentre dañado. También he de comentar que si no se precalienta la placa se corre el riesgo de producir un estrés térmico tanto en placa como en el chip. Pudiendo la placa doblarse o arquearse y el chip desportillarse, desprendiéndose parte del silicio que lo recubre o burbujas en la zona de pads que impediría un correcto soldado a la placa en ambos casos. https://reballin.com/page/2/ 33/39 18/4/2016 todo reballing | Bienvenido al apasionante mundo Reballing BGA | Página 2 (h✨牯ps://todoreballing.files.wordpress.com/2015/07/chip‑reflow.jpg) Es necesario controlar la temperatura en todo momento con una sonda térmica o IR. No exponer al chip a mas de 250 grados bajo ningún concepto. (h✨牯ps://todoreballing.files.wordpress.com/2015/07/ir.jpg) Medidor IR de temperatura Publicado por topchipset el 21 julio, 2015 en Sin categoría. Deja un comentario 21 julio, 2015 2Tipos de estaños https://reballin.com/page/2/ 34/39 18/4/2016 todo reballing | Bienvenido al apasionante mundo Reballing BGA | Página 2 Problemáticas de soldaduras en componentes BGA y distintos tipos de estaño ( lead y lead free). En Europa, la Directiva RoHS se publicó el 13 de febrero de 2003 y su última revisión del 13 de febrero de 2005. Entró en vigor el 1 de julio de 2006. Restringe seis sustancias y entre ellas el plomo. En el año 2006 la industria dejó de usar estaño con aleación plomo a usar estaño con aleación bismuto, cobre y plata entre otros. Esta última es una aleación de estaño libre de plomo ( lead free) normalmente compuesta por Sn96.5Ag3Cu0.5‑ Sn95.6AG3.Cu0.9 . Su humectación en las superficies metálicas es más pobre. Es mas frágil a los cambios de temperatura y se oxida mas que el estaño con aleación plomo. Además su punto de fusión es de 217ºC siendo mucho mas alto que el de aleación plomo que esta en unos 183ºC. (h✨牯ps://todoreballing.files.wordpress.com/2015/07/curva‑de‑temperatura‑estac3b1o‑lead‑y‑free‑ lead.png) Curvas lead‑ free y lead El plomo es uno de los metales más baratos de la tierra y el hecho de reemplazarlo implica directamente la subida del precio en la aleación. Por otro lado, la fiabilidad y la durabilidad a largo plazo son un motivo de gran preocupación para la industria electrónica. Este cambio no sólo afectará al proceso de soldadura sino también a sus componentes. Al complicado proceso de adaptación y rediseño de todos los componentes industriales que forman el proceso de fabricación se suma además el riesgo de que algunos componentes puedan quedar obsoletos. A la hora de hacer un retrabajo ( rework) o reballing nos encontramos ante la duda de hacerlo https://reballin.com/page/2/ 35/39 18/4/2016 todo reballing | Bienvenido al apasionante mundo Reballing BGA | Página 2 malas.jpg) (h✨牯ps://todoreballing.files.wordpress.com/2015/07/bolas‑ Imagen de soldaduras ( lead) dañadas con estaño lead free o lead. Tenemos que tener en cuenta que la temperatura a la cual refluye el estaño libre de plomo ( lead free) esta muy cerca de la temperatura crítica a la cual el chip dejaría de funcionar( 250ºC‑260ºC.) La mayoría de reboleadores prefieren sustituir el estaño lead free a bolitas de estaño con plomo. No sólo por aproximarse al punto crítico de temperatura sino porque suele dar menos problemas ante los cambios de temperaturas ya mencionados en los equipos electrónicos. Publicado por topchipset el 21 julio, 2015 en Sin categoría. Deja un comentario 21 julio, 2015 1Un poco de antecedentes El Ball Grid Array (BGA) es un tipo de encapsulado montado en superficie (h✨牯ps://es.wikipedia.org/wiki/Tecnolog%C3%ADa_de_montaje_superficial) (un plastic leaded chip carrier (hᨚps://es.wikipedia.org/wiki/Plastic_leaded_chip_carrier) o soporte de chip) que se utiliza en los circuitos integrados (h✨牯ps://es.wikipedia.org/wiki/Circuitos_integrados), por medio de una serie de soldaduras las cuales se llevan a cabo mediante el calentamiento de bolillas de estaño (h✨牯ps://es.wikipedia.org/wiki/Esta%C3%B1o). Son usadas comúnmente en la producción y fijación de placas base (h✨牯ps://es.wikipedia.org/wiki/Placa_base) para computadoras y la fijación de microprocesadores (h✨牯ps://es.wikipedia.org/wiki/Microprocesador) ya que los mismos suelen tener una cantidad muy grande de terminales los cuales son soldados a conciencia a la placa base para evitar la pérdida defrecuencias (h✨牯ps://es.wikipedia.org/wiki/Frecuencia) y aumentar la conductividad (h✨牯ps://es.wikipedia.org/wiki/Conductividad_el%C3%A9ctrica) de los mismos. https://reballin.com/page/2/ 36/39 18/4/2016 todo reballing | Bienvenido al apasionante mundo Reballing BGA | Página 2 Componentes Usualmente se usan para el proceso bolillas hechas de estaño o aleaciones predeterminadas. Para proceder al soldado se utiliza un patrón (h✨牯ps://es.wikipedia.org/wiki/Patr%C3%B3n_(estructura)) o plantilla para ubicar las soldaduras en posición y un horno (h✨牯ps://es.wikipedia.org/wiki/Horno) para prefijarlas primero al componente y después a la placa base. Las bolillas pueden cambiar de calibre (h✨牯ps://es.wikipedia.org/wiki/Calibre_(Ingenier%C3%ADa)) ya que por unidades siempre se utilizan referencias milimétricas (h✨牯ps://es.wikipedia.org/wiki/Mil%C3%ADmetro), es decir: tienen calibres que van desde 0,3 hasta 1,5 mm (h✨牯ps://es.wikipedia.org/wiki/Mm) de diámetro (h✨牯ps://es.wikipedia.org/wiki/Di%C3%A1metro)por lo cual se requieren varios tipos de plantillas para lograr una distribución pareja de la soldadura al momento de fijarla a la placa base. (h✨牯ps://todoreballing.files.wordpress.com/2015/07/bga.jpg) Usos en la industria En la actualidad las soldaduras tipo “BGA” son usadas en componentes electrónicos diversos como los teléfonos móviles y las computadoras portátiles. Últimamente se han empezado a implementar en otras industrias como la ingeniería eléctrica (h✨牯ps://es.wikipedia.org/wiki/Ingenier%C3%ADa_el%C3%A9ctrica) y la fabricación de módulos de fricción al calor. Metodología https://reballin.com/page/2/ 37/39 18/4/2016 todo reballing | Bienvenido al apasionante mundo Reballing BGA | Página 2 Existen varios métodos para aplicar este tipo de soldaduras ya que los avances tecnológicos han implementado nuevas ideas como el uso de inyectores, cuya función es ubicar las bolillas de estaño en el circuito integrado en orden predeterminado a través de una matriz computarizada o efectuar un barrido simple evitando subir la temperatura (h✨牯ps://es.wikipedia.org/wiki/Temperatura) de la placa base manteniendo el calor en el estaño. En la actualidad Últimamente con la implementación de soldaduras libres de plomo (h✨牯ps://es.wikipedia.org/wiki/Plomo) los métodos de trabajo sobre este tipo de soldaduras han tenido que ser rediseñados ya que este tipo de aleaciones requieren un punto de fusión mayor a la tradicional estaño (h✨牯ps://es.wikipedia.org/wiki/Esta%C3%B1o)‑plomo. h✨牯ps://es.wikipedia.org/wiki/Ball_Grid_Array (h✨牯ps://es.wikipedia.org/wiki/Ball_Grid_Array) Publicado por topchipset el 21 julio, 2015 en Sin categoría. Deja un comentario 21 julio, 2015 Presentación Hola a todos: Este es un sitio de encuentro para todos aquellos apasionados por el mundo rework ( reballing). En este blog empezaremos desde cero con todo lo relacionado sobre el reballing, métodos y diferencias entre ellos y datos técnicos a tener en cuenta. Y mucha diversión. Cuento contigo… Un saludo Publicado por topchipset el 21 julio, 2015 en Sin categoría. 1 comentario https://reballin.com/page/2/ 38/39 18/4/2016 todo reballing | Bienvenido al apasionante mundo Reballing BGA | Página 2 Blog de WordPress.com. | El tema Selecta. https://reballin.com/page/2/ 39/39
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