Замена BGA микросхем

В современных ноутбуках, компьютерах, планшетах и т.д., в которых используются микросхемы маленьких размеров с большим количеством выводов, применяются микросхемы с корпусом типа BGA (Ballgridarray— «массив шариков»).

рис.1 Крепления микросхем видеочипа к плате с помощью BGA-монтажа:

К преимуществам BGA монтажа можно отнести:

• Улучшенный тепловой контакт между микросхемой и платой, чем у микросхем с ножками
• Плотность расположения контактов более высокая, чем у SOIC и QFP корпусов. Поэтому площадь BGA – микросхемы значительно меньше, чем у ее аналогов
• Корпус BGA микросхемы имеет больший шаг выводов. Это значительно снижает вероятность спаивания припоев соседних выводов
• Снижение наводок в связи с малой длиной проводников, соединяющих микросхему и плату

К недостаткам BGA монтажа относятся:

• Сложность диагностики нарушений BGA-монтажа. Из-за того, что контактные выводы микросхемы размещены на обратной стороне, обращенной к плате, визуально очень сложно, даже невозможно, определить целостность монтажа. Выявить дефекты BGA-монтажа можно с помощью дорогостоящих специализированных микроскопов и рентгенов
• Негибкие выводы. Так, при резком изменении температуры или сильной вибрации, ударах выводы могут сломаться
• Трудоемкость процесса устранения дефектов BGA-пайки. То есть, для устранения дефекта необходимо демонтировать микросхему и удалить поврежденные шарики. Затем установить новые шарики и повторно монтировать микросхему на плату. Данный метод получил название «реболлинг». Для того чтобы провести реболлинг, требуется наличие оборудования для пайки микросхем и соответственных навыков мастера. Иногда, для устранения дефектов BGA-монтажа, используют метод прогрева микросхемы и платы, основанный на том, что во время нагрева тело расширяется, меняя свою первичную форму, что в некоторых случаях приводит к восстановлению контактов. Но, следует отметить, что такой метод не дает гарантии успешной работы устройства в будущем

рис.2 Более детально остановимся на недостатках BGA монтажа

Основными дефектами являются:

• 1. От контактной поверхности оторвался шарик и остался на материнской плате. При этом контактное место и шарик могут окислиться. Решением этой проблемы будет реболлинг.
• 2. Оторванный от контактной площадки шарик остался на микросхеме. Бывает так, что,спустя какое-то время, при нажатии на чип и прогреве может произойти запуск устройства. Так же, как и в первом варианте, может окислиться шарик и контактная площадка. Устранить данный дефект можно с помощью реболлинга.
• 3. От платы оторвались контактные площадки. Это может быть вызвано деформацией платы или ударами. Также «пятаки» могут оторваться при удалении чипа (если он залитый компаундом). В такой ситуации нужно сначала восстановить контактные площадки (довольно трудоемкий процесс и зачастую невозможный), а потом провести реболлинг

В сети есть описания кустарных методов, по которым осуществляют прогрев видеокарт и материнских плат при помощи прожекторов, строительных фенов, различных ламп. Хотя такие методики и могут помочь вернуть работоспособность устройств, но с их помощью нельзя определить на вид состояние шаров и контактных площадок, невозможно справиться с проблемой окисления. Так как прогрев плат и микросхем осуществляется практически без контроля температур, то через некоторое время возможно повторное проявление дефекта. Такие операции должны проводиться с постоянным контролем температур нагрева и скорости ее изменения. Обязательно применяется нижний подогрев, что позволяет предотвратить деформацию платы во время нагрева.

Подробнее про ремонт ноутбуков в Казани