Sold y Desold de SMD y BGA con pistolas de aire caliente de última generación

Clase 1

1.1 INTRODUCCIÓN

Se explica cómo fueron modificándose la disposición de patas de los circuitos integrados a lo largo del tiempo, hasta desembocar en la tecnología BGA con bolitas de soldadura en toda la base.

Esta clase, así como el resto del curso, está ilustrada con fotografías e inclusive con radiografías de un circuito integrado BGA.

1.2 LA TENSIÓN SUPERFICIAL

Explicamos los principios de física que permiten entender cómo se generan las uniones en forma de bolitas entre el BGA y la plaqueta, debida a la tensión superficial de los líquidos.

1.3 UNIONES POR BOLITAS DE SOLDADURA EN UN BGA

Con excelentes fotografías, logradas cortando plaquetas, mostramos las verdaderas patitas de soldadura de un BGA que permanecen invisibles cuando se observan a ojo desnudo.

De este modo el alumno entiende como se producen las malas soldaduras y como es el proceso de autocentrado de un BGA por medio de la fuerza de gravedad.

Se describen las diferentes formas de soldar un BGA desde las de producción masiva hasta las de service.

1.4 MÁQUINAS Y DISPOSITIVOS UTILIZADOS PARA REPARACIONES BGA

Indicamos los distintos tipos de herramientas utilizadas para desoldar y resoldar un BGA llamado “reballing”, desde pistolas de aire caliente de 50 U$S hasta estaciones de desoldado de 4.000 U$S.

Además de la máquina utilizada, se indica a vuelo de pájaro el resto de los materiales utilizados en el proceso de reballing y en el resoldado o “reflow”:

- Cinta de enmascarar para alta temperatura.

- Líquidos de limpieza

- Bolitas de soldadura eutéctica

- Alambre de soldadura eutéctica

- Soportes de BGA con plantillas de acero

- Esténciles

- Herramientas manuales

- Dispositivos ópticos (lupas y microscopios)

- Dispositivos de iluminación.

1.5 CONCLUSIONES

Clase 2

2.1 INTRODUCCIÓN

Descripción de nuestro laboratorio de trabajo con lo mínimo necesario para realizar Reballings y Reflow de buena calidad. La necesidad de un microscopio web de magnificación fija.

2.2 CONSTRUCCIÓN DE UN MICROSCOPIO WEB

Descripción paso a paso que indica como construir un microscopio de magnificación fija a partir de una cámara web de 10 U$S.

2.3 AJUSTE DEL MICROSCOPIO WEB

El ajuste de la magnificación, depende de la tarea encarada con el microscopio. Le mostramos lo que consideramos una adecuada vista de una plaqueta para que Ud. ajuste su microscopio de modo similar.

2.4 GENERADOR DE AIRE CALIENTE CASERO

Nuestro generador se basa en un soldador de hojalatero de 150 o 200W y un aparato de nebulizaciones que se modifican para lograr un chorro de aire adecuado para reballing o reflow.

Le explicamos todos los detalles en una descripción paso a paso para la construcción de esta sencilla herramienta.

2.5 CONCLUSIONES

Aprendimos a equiparnos a un bajo costo. Nuestro consejo es comprar por lo menos una pistola de calor y un microscopio web, pero para aquellos que se dedican a tiempo parcial o por aficción o para los infaltables amigos del “Hagalo Ud. mismo” van las explicaciones del caso.

Clase 3

3.1 INTRODUCCIÓN

Paso a paso detallado de cómo desoldar un BGA y dejarlo limpio y como limpiar la plaqueta para soldar uno nuevo, o el mismo reprocesado.

Detalles constructivos de un BGA con fotografías de la subplaqueta del mismo.

3.2 DESOLDADURA DE UN BGA

Calentamiento con enmascarado

Limpieza de la plaqueta de circuito impreso

Limpieza del BGA

Inspección visual del BGA

Fluxeado del BGA

Retrabajo sobre el BGA con matriz de aluminio y acero

Retirado de la matriz de acero

Control de las bolillas nuevas

Fusión de las bolillas

Inspección visual de las bolillas fundidas.

3.4 VARIANTES DEL METODO

Estensiles en lugar de matriz de acero

Pistolas sin control del flujo del chorro de aire

Estaño en alambre en lugar de bolitas

3.5 CONCLUSIONES

Consejos finales sobre la simplicidad de los trabajos realizados si se poseen

los elementos adecuados para el trabajo.

CLASE 4

4.1 INTRODUCCIÓN

Las soldaduras libres de plomo y su reemplazo. ¿Reballing con bolitas de estaño puro o con bolitas de estaño-plomo?.

Las nuevas aleaciones verdes.

4.2 CONTROL, LIMPIEZA, PREPARACIÓN DE LA ZONA A SOLDAR Y

SOLDADURA

Aunque la zona de la plaqueta donde vamos a soldar el BGA ya fue limpiada un poco antes de realizar la operación de soldadura se debe proceder a una nueva limpieza con otros limpiadores y una observación detallada de todas las islas de la plaqueta y luego un último un fluxeado.

Colocación y centrado del BGA.

Calentamiento del BGA.

Prueba de fusión de las bolitas sin observación directa para dar por terminado el proceso de reballing.

4.3 FALLAS EN LAS SOLDADURAS DE UN BGA

Observación de corte con láser, microfotografias con rayos X.

Microfotografias de soldaduras defectuosas.

4.4 FABRICANDO BOLITAS DE SOLDADURA

Si Ud. tiene la curiosidad de saber como se fabrican las bolitas de soldadura o si desea fabricar una medida que no puede conseguir, aquí le indicamos el procedimiento.

4.5 GENERADOR DE AIRE CALIENTE CON SOPLADOR DE CHAPISTA

Si es fanático del “Hagalo Ud. mismo” y posee un soplador de aire caliente para chapistas, de esos de 500 ºC y gran caudal, le sugerimos como convertirlo en una herramienta para electrónica.

4.6 CONCLUSIONES

Desmistificamos el concepto de que el reballing en imposible de realizar sin una estación de desoldado láser.

Aprendimos a mejorar el reflow.

Fabricamos muchas herramientas caseras de inmenso valor práctico.

Atendimos nuestra curiosidad por saber como se fabrican las bolitas de soldadura.

Y aprendimos una técnica sumamente requerida en plaza y muy bien pagada que nos permitirá reparar algunos equipos que antes rechazábamos porque no eran nuestra especialidad.

Con todo esto consideramos que podemos dar por terminado el curso sabiendo que hemos cumplido nuestros objetivos.

CLASE 5 SMD:

5.1 INTRODUCCIÓN:

Mostramos fotografías de las pistolas LK8032 (analógica) y LK8032A (digital) provistas por Lasertec de México.

5.2 DESCRIPCIÓN:

Describimos las principales cualidades de estos dispositivos e indicamos su modo de funcionamiento.

5.3 INSTRUCCIONES:

Indicamos como se ajusta la temperatura y el caudal de aire tanto para el modelo analógico como para el digital.

5.4 COMO DESOLDAR UN CI SMD

Explicamos cómo desoldar un SMD por dos métodos. Usando la barritas mágicas y sin usarlas.

Enmascarado usando envases de tetrabrik

Fabricación de un nido para SMD

Preparación de la plaqueta y el SMD para una nueva soldadura.

Desoldadura de un SMD sin utilizar barritas mágicas

5.5 COMO SOLDAR UN CIRCUITO INTEGRADO SMD

Soldadura manual de las patitas de guía

Posicionamiento del resto de las patas

Enmarcado con alambre de Sn/Pb

Soldadura final

Limpieza y observación de las soldaduras

5.6 CONCLUSIONES

CLASE 6 BGA

6.1 INTRODUCCIÓN

Presentamos el BGA y damos una mínima noción de su introducción histórica.

Explicamos que es el reflow y el reballing.

6.2 EL REFLOW CON UNA PISTOLA DE AIRE CALIENTE

Explicamos cómo se realiza un reflow con buenas posibilidades de éxito usando una técnica personal basada en el conocimiento de cómo realizar una buena soldadura.

6.3 LA TECNICA DEL REBALLING

Explicamos cómo se desuelda el BGA y como se limpia y revisan todas sus islas para limpiar aquellas que se encuentren oxidadas.

Enseñamos a preparar y revisar la plaqueta de circuito impreso para poder recibir nuevamente al BGA retirado.

Y por último le enseñamos a volver a soldar el BGA sin que quede ninguna soldadura sin realizar.

Por último explicamos cómo limpiar y terminar el trabajo.