PROCESO DE RE-BALLING (RE-BOLADO) DE UN BGA:
BGA desoldado con la máquina
Una vez desoldado el BGA por el procedimiento que se considere oportuno, (personalmente recomiendo la utilización de una estación de aire caliente con extractor), se procederá a la limpieza exhaustiva del chip.
LIMPIEZA DEL BGA: Aplicaremos flux generosamente sobre el chip y aplicaremos estaño con plomo en cantidad suficiente para que se produzca una bola de material que iremos arrastrando con sumo cuidado, con la punta del soldador, sobre toda la superficie del integrado hasta retirar todo el estaño que se pueda. Retiraremos la bola de la superficie.
Con la ayuda de estaño con plomo y flux retiraremos el exceso de estaño de todos los pads
Una vez realizada esta primera operación de limpieza, pasaremos a retirar el estaño que queda adherido a los pads del BGA. Utilizando malla de desoldar iremos recorriendo con extremo cuidado toda la superficie del chip hasta retirar completamente el estaño de todos los pads. Esta fase del proceso tiene que ejecutarse con extremada precaución con el fin de no desprender ningún pad del BGA y que el chip quede completamente libre de estaño. Para ello deberemos inspeccionar, en repetidas ocasiones, con ayuda de lupa o microscopio, que esta tarea ha sido completada con éxito. Cualquier error o fallo en este proceso determinará que el reballing no se culmine con éxito.
Con ayuda de la malla adecuada retiraremos completamente el estaño de los pads
Una vez retirada la totalidad del estaño y verificada su limpieza procederemos a retirar el
BGA´s limpios y preparados para el “re-balling”
flux del chip. Para ello utilizaremos limpiadores específicos, alcohol isopropílico o de farmacia en su defecto. Deberemos dejar completamente limpio de cualquier residuo el chip. Este proceso, al igual que todos los anteriores, deberá verificarse con la lupa o microscopio para comprobar la absoluta limpieza del chip. El chip quedará completamente liso, limpio y sin deformaciones o impurezas.
PREPARACIÓN DEL BGA PARA EL REBALLING: Para este proceso necesitaremos alguna herramienta apropiada para la colocación del chip y el estencil necesario.
Equipo de reballing manual con su estencil
Antes de realizar la operación de rebolado hay que colocar el chip en el porta (o herramienta de posicionado) y ajustar el estencil correspondiente. Este proceso deberá ser muy preciso ya que depende de él la colocación posterior de la bolas en sus correspondientes pads.
(CONSULTAR TUTORIAL DEL PROCESO DE AJUSTE Y COLOCACIÓN EN EL PORTA)
Flux en pasta y pincel de aplicación
Una vez preparado el porta y su estencil correspondiente, aplicaremos una extremadamente fina película de flux, (preferiblemente en pasta), con un pincel fino. Esta película de flux permitirá “fijar” momentáneamente las bolas al chip durante el proceso de colocación. Tener en cuenta que las bolas que utilizaremos para el rebolado tienen un diámetro de unas décimas de milímetro, por lo que la capa de flux deberá ser lo más delgada posible.
REBALLING-REBOLADO: Colocaremos el chip en el porta y su correspondiente estencil. Volcaremos las bolas de estaño sobre el estencil y nos aseguraremos que todos los pads han sido rellenados por las bolas. Con extremo cuidado retiraremos las bolas sobrantes y procederemos a retirar el estencil. Dependiendo del equipo que tengamos este proceso puede echar al traste todo lo realizado anteriormente.
BGA finalizado en la máquina de reballing manual
De nuevo deberemos comprobar exhaustivamente que todas las bolas están ubicadas en sus correspondientes pads. Con ayuda de unas pinzas y buen pulso se puede colocar o recolocar aquellas bolas que no estén en su sitio.
FIJADO: Verificado que las bolas están en sus correspondientes pads y que no hay ningún pad sin bola, procederemos al fijado de dichas bolas en el chip. Para ello se pueden utilizar varios métodos. El mejor y más preciso es una máquina de temperatura controlada en la que introduciremos el perfil de temperatura para efectuar el “pegado” de las bolas al chip.
Máquina preparada para el soldado de la BGA
Foto: Equipo de soldadura-desoldadura SMT por infrarrojos de ERSA
Otro método es el horno, en el cual también habremos fijado el perfil de temperatura necesario para esta operación.
Horno infrarrojos (perfil Tº programable)
Horno infrarrojos (perfil Tº programable)
Por último, el método más delicado y peligroso” es con una estación de aire caliente. Para ello deberemos prestar especial atención a los tiempos de caldeo del chip con el fin de no destruirlo. Nunca debemos superar el delta-tº del chip. Lo ideal es disponer de un termómetro para controlar este proceso de caldeo. Iremos calentando el chip hasta que se produzca la fusión de las bolas en sus pads. Esta fusión se observa como una pequeña “ola” en la que las bolas “caen” una décima de milímetro produciéndose el soldado al pad.
VERIFICACIÓN: Con ayuda de una lupa o un microscopio en su caso, verificaremos que la totalidad de las bolas están en su correspondiente pad. Es interesante completar la limpieza con algún limpiador de flux (alcoholes, etc.). También es recomendable que el chip se coloque inmediatamente en su equipo correspondiente o se almacene durante muy poco espacio de tiempo para que no se humedezca u oxide y pueda provocar un mal funcionamiento del equipo.
BGA´s reparadas y listas para su colocación