BGA (Ball Grid Array) – La saldatura dei circuiti integrati BGA (BGA soldering)

BGA (Ball Grid Array) - La saldatura dei circuiti integrati BGA (BGA soldering)

Come saldare i BGA (Ball Grid Array) o BGA Soldering, sui circuiti stampati. La saldatura delle Sfere Allineate in Griglia, o meglio BGA. BGA – La saldatura dei circuiti integrati Ball Grid Array (BGA soldering) – Sfere allineate in griglia su circuiti stampati

Un numero sempre maggiore di dispositivi viene montato in contenitori a basso fattore di forma, come i QFP (Quad Flat Package – Contenitore Piatto Quadrato) e i BGA. Alcuni progettisti preferiscono ancora i tradizionali contenitori DIP/SO. E’ ovvio che i circuiti integrati DIP (Dual In-Line Package – Package a 2 File Parallele) saranno sempre più difficilmente reperibili per i progetti futuri.

BGA Soldering Deployment

Non solo componenti come microcontrollers o microprocessori, ma anche circuiti integrati accessori fanno sempre più spesso ricorso al packaging BGA per avere un minore ingombro ed una migliore dissipazione del calore.

Anche se in progetti elettronici anche amatoriali un numero sempre maggiore di componenti è di seconda mano, provenendo da dispositivi dismessi quali telefoni cellulari o altri apparecchi portatili, non possiamo comunque ignorare il trend indicato dalle industrie.

BGA soldering

Ero solito chiedere aiuto ad un mio partner che possedeva la costosa attrezzatura per saldare i circuiti integrati BGA. Devo comunque sottostare alle sue esigenze di laboratorio e ciò richiede tempo con conseguente aumento delle spese. Devo trovare una mia soluzione. Posso fare il BGA soldering da solo? Sì, posso fare il BGA soldering anche se con qualche limitazione.

Per montare manualmente i circuiti integrati BGA sul circuito stampato ci occorrono: una morsa di fissaggio, 2 generatori di aria calda, un termometro ad infrarossi (opzionale) ed una webcam. Useremo la morsa per fissare il circuito stampato, mentre i 2 generatori di aria calda fungeranno da punta del saldatore da ambo i lati. Il termometro ad infrarossi e la webcam ci serviranno per tenere sotto controllo la temperatura e per l’ispezione visiva.

Per prima cosa fissiamo saldamente la lastra del circuito stampato vuota con la morsa. Sistemiamo poi la webcam in modo da avere un vista laterale delle sfere BGA. Qualcuno potrebbe sollevare questioni sul corretto allineamento del chip BGA sui relativi contatti. Non vi preoccupate: se l’allineamento con la pellicola serigrafica è stato fatto correttamente, le sfere BGA si allineeranno da sole sulle rispettive sedi durante la fase di riscaldamento e saldatura. Potrete verificarlo successivamente tramite la webcam.

BGA soldering Solder Ball Side View

Ora puntiamo entrambi i generatori di aria calda verso i lati superiore ed inferiore del circuito stampato; fissiamo la temperatura a 300°C e accendiamoli. Scegliere la giusta temperatura dipende dalla propria esperienza, dai limiti di temperatura imposti dal tipo e formato del circuito integrato.

Puntiamo ora il termometro verso il chip BGA e controlliamo tramite la webcam che le sfere si stiano sciogliendo. Dobbiamo essere certi di non surriscaldare il chip, ma, contemporaneamente, che tutte le sfere si siano perfettamente sciolte e stiano aderendo ai rispettivi contatti.

Se possibile, prima di iniziare il processo, passiamo un getto di aria calda sui contatti BGA o, ancor meglio, trattiamo il circuito stampato con il metodo solder leveling.

La limitazione è rappresentata dal numero delle sfere BGA e dalle dimensioni del package. Questo di processo manuale non è applicabile a BGA di grandi dimensioni: più sono grandi e minore è la possibilità di riuscita.

So di ragazzi che riescono a smontare chip BGA dai circuiti stampati, rimuovono le sfere vecchie sostituendole con altre nuove per poi montare così il chip su un nuovo circuito stampato. Comunque a me basta questo, almeno finché non avrò un solo circuito integrato campione da poter bruciare durante i miei esperimenti. Rimuovere un componente BGA da un circuito stampato completo potrebbe danneggiare gli altri componenti. Il mio consiglio è quindi quello di montare manualmente chip BGA solo su circuiti stampati nuovi e vuoti, prima di montarci qualunque altro componente.

Leggi la versione inglese: DIY – Soldering BGA IC on PCB

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