مراحل مونتاژ آی سی BGA روی برد

احتمالا اگر شما هم علاقه مند به بردهای الکترونیکی باشید با خانواده از ای IC ها رو به رو شده اید که
روی برد پیاده شده اند اما هیچ پایه ای در کنار آن ها برای اتصال نیست، به این آی سی ها BGA گفته می شود و
مونتاژ آی سی BGA روی برد یکی از مهارت های مورد نیاز برای تعمیر و یا ساخت مدار است.

با توجه به پیچیدگی ظاهری این قطعات، لحیم آن ها کار دشواری به نظر می آید.

با مطالعه این مقاله و تماشای ویدئوی زیر، با BGA آشنا شده و نحوه تعویض آن روی یک برد را بررسی می کنیم، همراه ما باشید.

۱- آی سی BGA چیست؟

BGAها یکی از انواع خانواده پکیجینگ IC ها هستند که
اسم آن ها مخفف Ball Grid Array (آرایه شبکه توپی) است.

این تراشه ها یکی از انواع قطعات نصب شونده روی سطح (SMD) است که
برای ساخت محصولات الکترونیکی مدار مجتمعی مثل میکروپروسسورها، FPGAها، تراشه های WiFi و غیره، استفاده می شوند.

پین های خارج شده از این نوع قطعات به جای قرار گرفتن در کناره های قطعه به شکل توپ هایی از جنس قلع و به صورت شبکه ای مرتب در سطح زیرین آن ها قرار گرفته اند.

طراحی پایه های قطعات به این شکل، باعث افزایش فضای موجود برای کنار هم قرارگیری قطعات در یک مدار نسبت به مدارات معمولی شده است.

۱-۱- مزایای آی سی بی جی ای

1. چگالی بالا: همانطور که در ابتدا گفتیم این نوع آی سی ها ساخته شدند تا یک مدار مجتمع چندصد پایه را در یک تراشه مینیاتوری جا کنند و
   با استفاده از این تکنولوژی IC ها نسبت به خانواده های قدیمی ترشان بسیار کوچک تر شدند؛
   اما همین کاهش سایز و نزدیکی پایه ها نیاز به دقت و مهارت در لحیم کاری را بالا می برد چون در این شرایط ممکن است به راحتی بین پایه ها اتصال رخ دهد.
2. انتقال حرارت راحت: در این نوع اتصال بین برد PCB و بدنه تراشه مقاومت دمایی کمتری وجود دارد که
   این اتفاق باعث می شود حرارت ایجاد شده روی تراشه به راحتی به برد انتقال یافته و مانع از بالا رفتن دمای بیش از حد خود IC و سوختن آن شود.
3. قلع با خاصیت سلفی پایین: با توجه به خاصیت سلف ها می دانیم که هرچقدر طول یک سیم اتصال کوتاه تر باشد، سلف ناخواسته آن کمتر شده و
   اعوجاج های ایجاد شده در مدار کمتر شود.

۲- مونتاژ آی سی BGA روی برد

در ویدیوی زیر آموزش نحوه تعویض یک BGA را روی یک برد مدارچاپی مشاهده می کنیم.

لحیم کردن آی سی BGA ممکن است در ابتدای امر و در مقایسه با سایر انواع قطعات بسیار پییچیده به نظر بیاید؛
اما این نوع لحیم کاری به راحتی و بدون نیاز به ابزار خاصی امکان پذیر است،
مگر در موارد تولید انبوه که در آن صورت ماشین های مخصوص مورد نیاز هستند.

۲-۱- ابزار آلات مورد استفاده

• هات ایر (Hot Air)
• هویه
• پنس
• قلع کش
• چسب قلع
• اسپری الکل مخصوص

این را هم بخوانیداصول و قواعد لحیم کاری قطعات SMD

۳- مراحل مونتاژ آی سی BGA و تعویض آن

برای دمونتاژ و مونتاژ مجدد یک آی سی بی جی ای روی برد کافیست با دقت مراحل زیر را طی کنیم:

1. تراشه را با استفاده از پنس نگه می داریم و
   هات ایر را از بالا و به صورت مساوی به تمام نقاط تراشه می گیریم.
2. با استفاده از سیم قلع کش، پدهای BGA را تمیز می کنیم تا
   قلع هایی که از روی سطح برد برداشته نشده اند از بین بروند.
3. چسب قلع را در سراسر پدها می زنیم و
   دوباره با سیم قلع کش، سطح پد را تمیز می کنیم تا زمانی که هیچ حبابی از قلع روی آن نباشد.
4. با استفاده از الکل مخصوص، برد را کاملا تمیز می کنیم.
5. سطح پد را آغشته به چسب قلع می کنیم.
6. آی سی BGA را با دقت به جهت پایه ها، روی برد قرار می دهیم.
7. تراشه را با هات ایر با دمای 250 درجه سلسیوس و به مدت 30 ثانیه حرارت می دهیم تا
   چسب قلع، ذوب شده و قطعه سر جایش کاملا محکم شود.