BGA Reballing si Rework: Ghid Complet pentru Reparatia Componentelor BGA

Ce Este BGA si De Ce Necesita Rework?

BGA (Ball Grid Array) e un tip de ambalaj pentru circuite integrate unde conexiunile sunt facute prin bile de lipit pe partea inferioara a chip-ului. Avantajul: sute de conexiuni intr-un spatiu mic. Dezavantajul: nu le poti inspecta sau repara usor.

BGA-urile pot necesita rework din mai multe motive:

• Lipituri defecte din fabrica
• Defecte cauzate de cicluri termice repetate
• Daune mecanice (cadere, vibratii)
• Inlocuire chip defect cu unul functional

Reballing vs Rework - Care E Diferenta?

BGA Rework = indepartarea unui BGA de pe PCB si lipirea altuia (nou sau reballed)

BGA Reballing = inlocuirea bilelor de lipit de pe un BGA existent pentru reutilizare

Practic, reballing-ul e o sub-operatie a rework-ului. Daca ai un chip bun dar cu lipituri defecte, il reballed si il pui inapoi.

Echipamente Necesare

Pentru Hobby/DIY

• Statie hot-air cu control de temperatura si flux
• Stencil-uri BGA pentru dimensiunile uzuale
• Bile de lipit (0.3mm - 0.76mm)
• Flux (gel sau pasta)
• Jig de reballing pentru aliniere
• Pensa si sita curatare

Un kit complet de reballing costa in jur de 100-200 EUR si include jig, stencil-uri, bile si accesorii.

Pentru Profesionisti

• Statie de rework BGA dedicata (IR sau convectie)
• Microscop pentru inspectie
• Echipament X-Ray pentru verificare
• Preheater pentru placa
• Software de profil termic

Echipamentul profesional poate costa de la 5.000 la 50.000+ EUR.

Procesul de Reballing Pas cu Pas

Pasul 1: Indepartarea BGA de pe PCB

1. Fixeaza placa si aplica preincalzire (100-150°C)

2. Aplica flux in jurul BGA

3. Incalzeste uniform cu statia de rework

4. Cand bilele se topesc, ridica BGA cu vacuum sau pensa

5. Nu aplica forta - BGA-ul trebuie sa "pluteasca" cand e gata

Profil tipic lead-free:

• Preheat: 150°C, 60 secunde
• Soak: 180-200°C, 30 secunde
• Reflow: peak 240-250°C, 20-40 secunde
• Cooling: controlat, nu brusc

Pasul 2: Curatarea BGA si PCB

Dupa indepartare, atat BGA-ul cat si PCB-ul au reziduuri de lipit.

Pentru BGA:

1. Aplica flux pe pad-uri

2. Cu varf de letcon curat, uniformizeaza lipitul ramas

3. Foloseste fitil de dezlipire pentru exces

4. Curata cu IPA (alcool izopropilic)

5. Inspectie vizuala - pad-uri plate, fara poduri

Pentru PCB:

• Acelasi proces, atentie la pad-uri delicate
• Verifica sa nu existe pad-uri ridicate

Pasul 3: Aplicarea Bilelor Noi

1. Fixeaza BGA in jig cu pad-urile in sus

2. Selecteaza stencil-ul potrivit si aliniza-l

3. Blocheaza gaurile neutilizate cu banda

4. Aplica strat subtire de flux pe pad-uri

5. Presara bile pe stencil

6. Agita usor pana cand fiecare gaura are o bila

7. Indeparteaza excesul de bile

Pasul 4: Topirea Bilelor

1. Cu stencil-ul inca pe loc SAU dupa indepartare (depinde de stencil)

2. Aplica caldura uniforma cu hot-air sau cuptor

3. Bilele se topesc si formeaza sfere perfecte

4. Lasa sa se raceasca lent

Pasul 5: Montarea pe PCB

1. Aplica flux sau pasta de lipit pe pad-urile PCB

2. Aliniza BGA folosind marcajele (pin 1, colturi)

3. Plaseaza BGA - bilele il vor centra singure la topire

4. Aplica profil de reflow

5. Lasa sa se raceasca

---

🔧 Probleme cu BGA? Oferim Servicii de Rework!

WellPCB Romania ofera:

• ✅ BGA rework profesional cu echipament dedicat
• ✅ Inspectie X-Ray pre si post-rework
• ✅ Reballing cu bile noi certificate
• ✅ Testare functionala dupa rework

Solicita Servicii BGA Rework →

---

Selectarea Bilelor de Lipit

Dimensiuni Comune

Aliaj

• Sn63/Pb37 (cu plumb) - mai usor de lucrat, temperatura mai joasa
• SAC305 (fara plumb) - RoHS compliant, temperatura mai mare
• SAC405 - fiabilitate imbunatatita

Verifica ce aliaj era original pe BGA. Nu amesteca cu plumb si fara plumb!

Defecte Comune si Solutii

Head-in-Pillow (HiP)

Bila nu se lipeste complet de pad - arata lipit dar nu e.

Cauze: Oxidare, flux insuficient, profil gresit

Solutie: Flux mai activ, profil optimizat, atmosfera N2

Bridging (Poduri)

Doua bile se unesc formand un scurtcircuit.

Cauze: Bile prea mari, flux prea mult, temperaturi prea mari

Solutie: Bile mai mici, flux controlat, profil ajustat

Voids (Goluri)

Goluri de aer in interiorul lipiturii - reduc fiabilitatea.

Cauze: Outgassing flux, profil prea rapid

Solutie: Flux low-voiding, profil mai lung la soak

Pad Cratering

Pad-ul se ridica de pe PCB la indepartarea BGA.

Cauze: Forta mecanica la indepartare, temperatura insuficienta

Solutie: Asteapta pana lipit e complet topit, nu forta

Cand Merita Rework?

Da, merita cand:

• BGA e scump si disponibil (procesoare, FPGA)
• Placa e complexa si costisitoare
• Defectul e confirmat la BGA, nu la PCB
• Ai echipament adecvat sau acces la servicii

Nu merita cand:

• BGA e ieftin (poti cumpara altul)
• PCB e simpla si ieftina
• Nu ai echipament si serviciul costa mai mult decat placa noua
• BGA a fost deja reballed de mai multe ori

Inspectia Post-Rework

Inspectie Vizuala

• Toate bilele prezente si uniform distribuite?
• Nu exista poduri vizibile?
• BGA e aliniat corect (marcaje)?

X-Ray (Obligatoriu pentru calitate)

• Forma bilelor (sferice, nu deformate)
• Contact complet bila-pad
• Fara bridging sub chip
• Fara voids excesive (sub 25%)

Pentru detalii despre inspectie X-Ray, citeste ghidul de testare PCB.

Sfaturi din Experienta

1. Practica pe placi vechi

Inainte sa lucrezi pe placa valoroasa, exerseaza pe placi de laptop sau console vechi.

2. Foloseste flux de calitate

Flux-ul ieftin face mai mult rau decat bine. Investeste in flux bun, mai ales pentru lead-free.

3. Profil termic corect

Un profil gresit cauzeaza mai multe probleme decat rezolva. Urmareste datasheets pentru aliajul folosit.

4. Nu te grabeste

BGA rework necesita rabdare. Grabeste-te si vei ridica pad-uri sau vei deteriora chipul.

5. Documenteaza

Fotografiaza inainte, in timpul si dupa. Te ajuta sa inveti si sa diagnostichezi probleme.

Concluzie

BGA reballing si rework sunt competente avansate care necesita echipament, practica si rabdare. Pentru hobbyisti, poate fi o modalitate de a salva placi valoroase. Pentru profesionisti, e un serviciu esential pentru reparatii si productie.

Checklist BGA rework:

• ✅ Echipament adecvat (statie, stencil-uri, bile)
• ✅ Profil termic corect pentru aliaj
• ✅ Curatare corespunzatoare BGA si PCB
• ✅ Aliniere precisa la montare
• ✅ Inspectie X-Ray post-rework (ideal)
• ✅ Test functional

Daca nu ai experienta sau echipament, serviciile profesionale de BGA rework sunt o investitie care merita.

---

Surse si Referinte

1. Hackaday - Working With BGAs - Tutorial practic

2. Accelerated Assemblies - BGA Rework Guide - Ghid complet

3. iFixit - Microsoldering BGA Reballing - Tutorial pas cu pas

4. AllPCB - BGA Rework Techniques - Tehnici avansate