Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik BGA entlöten


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von Olli Z. (z80freak)


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Hallo,

SMD-Löten beherrsche ich inzwischen so einigermaßen. Jetzt wollte ich 
mich mal an ein BGA rantrauen. Mein Probant wäre ein 64poliger Flash 
Chip.

Diesen würde ich gern auslöten und wieder einlöten und zwar so das er 
hinterher auch noch funktioniert ;-)

Im moment kann ich mir garnicht vorstellen wie man das hinbekommt. Der 
BGA hat ja Lötzinnkugeln unten drunter. Es gibt aber, ähnlich wie bei 
den sonstigen SMD-Bauteilen, keine Führung oder Anschlag für den Chip. 
Man muss also fürs einlöten 100% wissen wie er sitzen muss, sonst gibts 
einen Kurzschluß zwischen Pins, oder man liegt gar eine komplette Reihe 
daneben. Man sieht ja nix.

Wie macht ihr das? Kleine Markierungen auf die Platine kratzen, so wie 
Fotoecken? ;-)

Ist das mit "konventionellem" Hobby-Geschirr (Rework-Station) überhaupt 
machbar? In Videos habe ich gesehen das man dort einfach auf den Chip 
hält. Von unten ging in meinem Fall auch eher schlecht, denn da sitzen 
so einige Bauteile. Woher weiss ich dann ob das Zinn überall geschmolzen 
ist?

Auslöten geht wohl noch leicht, aber was dann? Muss ich den Chip 
zwingend "reballen" oder kann ich es einfach so lassen wie es ist? 
Sollte man Flußmittel auf die Platinenseite aufbringen damit er beim 
einlöten keine Brücken erzeugt?

Über einen kleinen Erfahrungsbericht würde ich mich sehr freuen. Bin 
gern zum experimentieren bereit. Ich muss es halt an einem Gerät machen 
das funktioniert, sodass ich den Erfolg meiner Lötaktion später auch 
beurteilen kann.

Danke im Voraus!

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Beitrag #5457391 wurde von einem Moderator gelöscht.
von Timmo H. (masterfx)


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Das ist kein Problem. Habe schon dutzende BGAs mit meiner billigen Atten 
858D gelötet. Die BGAs rasten durch die Oberflächenspannung von 
"alleine" ein. Die Grundpositionierung sollte aber schon einigermaßen 
stimmen. Du hast in deinem Fall ja genug Platz um von der Seite später 
zu gucken ob die Reihen ausgerichtet sind. Ich habe jetzt schon mehrere 
iPhone BGAs (U2401 und U2402) gewechselt und das hat bisher zu 90% 
geklappt. Und die haben glaube ich einen 0.4er Pitch.

: Bearbeitet durch User
von Olli Z. (z80freak)


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Danke Timmo, das klingt schonmal sehr ermutigend! Dann sollte das mit 
einem 1mm Pitch ja kein Problem sein. Ich werde mir die 
Grundpositionierung des BGA mit Capton-Tape rundum "markieren". Das hält 
die Hitze aus, ist gleichzeitig ein Schutz der anderen Bauteile und 
Leiterbahnen und wirkt wie eine Führung.

Ach und wo würdest Du die Bällchen sehen? Eher auf dem Chip und die 
Platine säubern oder auf der Platine und den Chip säubern? Mit "säubern" 
mein ich, das Zinn entfernen.

: Bearbeitet durch User
von Timmo H. (masterfx)


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Olli Z. schrieb:
> Ach und wo würdest Du die Bällchen sehen? Eher auf dem Chip und die
> Platine säubern oder auf der Platine und den Chip säubern? Mit "säubern"
> mein ich, das Zinn entfernen.
Also wenn ich mal reballe dann mache ich die Platine und den Chip blank. 
Dann Flux drauf und eine gut mit Lötzinn benetze Lötzspitze drüber so 
dass beide seiten gleichmäßig große "Halbkugeln" drauf haben. Dann 
einmal beide Seiten cleanen, flux auf die Platine und BGA drauf. Dann 
brutzeln bis es einrastet.

von Olli Z. (z80freak)


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Danke, ich werde das mal so wie Du es erklärt hast selbst ausprobieren. 
Mal schauen obs klappt. Werde jedoch, nur sicherheitshalber auch mal 
meine Idee mit dem Capton-Tape umsetzen. Schaden kanns ja nicht...

von Arduino Fanboy D. (ufuf)


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Olli Z. schrieb:
> nur sicherheitshalber auch mal
> meine Idee mit dem Capton-Tape umsetzen.
Durchaus!

Hat u.A. den Vorteil, dass das umliegende Hühnerfutter etwas am weg 
fliegen gehindert wird.

Aber gib dem Chip etwas Platz, dass er sich setzen/einrasten kann. Denn 
er könnte vorher schon etwas schief gesessen haben.

----

Ein bisschen zuheizen, von unten schadet auch nicht.

In den wenigen Fällen, wo ich an sowas ran muss, lege ich die Platine 
vorher/dabei auf einen Halogen Scheinwerfer. Ein kleiner Pizzaofen tuts 
auch.
Das hilft das ganze zu trocknen.
Feuchtigkeit führt zu leisem knacken der Chip Gehäuse, und kann sie 
beschädigen.
Auch ist die Erwärmung dann nicht zu punktuell, was unnötige Spannungen 
verursachen würde.

von Mampf F. (mampf) Benutzerseite


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Arduino Fanboy D. schrieb:
> Olli Z. schrieb:
>> nur sicherheitshalber auch mal
>> meine Idee mit dem Capton-Tape umsetzen.
> Durchaus!
>
> Hat u.A. den Vorteil, dass das umliegende Hühnerfutter etwas am weg
> fliegen gehindert wird.

Ich bestücke die großen Chips immer als erstes ... Wenn ich alles andere 
außenrum bestücke und die Platine beim Bestücken der QFPs versaue, würde 
ich mich ärgern rofl

BGAs hab ich bisher noch nicht bestückt ... würde ich aber aus diesem 
Grund noch dringender als allererstes machen :)

: Bearbeitet durch User
von Olli Z. (z80freak)


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Mampf F. schrieb:
> Ich bestücke die großen Chips immer als erstes ... Wenn ich alles andere

Es kommt auf den Typ drauf an. Wenn ich etwas NEU bestücke (ich sprach 
ja von einer fertigen Platine, das ist dann etwas anders) und hätte 
einen SMD-Chip mit Beinchen (egal ob SOP oder QFP) würde ich die immer 
als letztes drauf machen. Einfach damit sie nicht unnötig oft und viel 
Hitze abbekommen.

Bei einem BGA gebe ich Dir recht, da macht es wohl Sinn denn zuerst zu 
bestücken und dann sicherheitshalber mit Capton zu "sichern".

von Arduino Fanboy D. (ufuf)


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Mampf F. schrieb:
> BGAs hab ich bisher noch nicht bestückt ... würde ich aber aus diesem
> Grund noch dringender als allererstes machen :)

Die Frage stellt sich hier nicht.

Er/Sie/Es möchte einen BGA runter nehmen und wieder aufsetzen.

Z.B. sowas: Einen GrafikController bei einem Notebook ersetzen.

von Olli Z. (z80freak)


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Wohl denn, hab mich mal gewagt. Leider erstmal ein Fehlschlag! Das Gerät 
läuft nach dem wiedereinlöten nicht mehr :-(

Habs so gemacht: BGA mit Capton-Tape "umzäunt" um später eine möglichst 
exakte Position zu haben und auch um die umliegenden Bauteile zu 
schützen und in Position zu halten. Dann mit ca. 300° den BGA runter 
(dauert ca. 2-3 Minuten bis er sich löst). Danach Lötzinn von Board und 
BGA mit Entlötlitze runter, alles schön mit Flußmittel voll und mit 
Lötkolben Zinn sowohl auf dem Board als auch auf dem BGA "boppelchen" 
gemacht. Platine vorgeheizt, dann BGA mit Saupinzette so gut es geht 
aufgesetzt und erwärmt bis sich dieser leicht andrücken lies.

Entweder habe ich durch die lange und hohe Hitze den BGA gegrillt, oder 
durch die Ball-Auf-Ball Technik saß er doch daneben und produzierte 
einen Kurzschluß. Oder ich hab nicht alle Stellen gleichmäßig erwärmt 
und einige Balls hatten keinen Kontakt?!

Ich weiss auch nicht wie ich es anders erwärmen soll als von oben. Ein 
wenig kann ich zur Seite reinpusten, aber das allein reicht nicht. Der 
BGA selbst scheint ein extrem guter Wärmeleiter zu sein. Beim abzinnen 
der Balls kann man ihn nicht anfassen. Ansicht ja ne gute Sache, ich 
frage mich nur wie lange der Flash-Speicher das mitmacht...

Laut Aussage sollte ich der BGA durch das Flußmittel selbst in Position 
ziehen, davon konnte ich aber nichts bemerken. Vielleicht lag das aber 
auch an meiner "Einzäunung".

Nach dem einlöten kann man ja in keinster Weise das Ergebnis prüfen. 
Einen Kurzschluß vielleicht noch, aber nicht ob es Kontakt gibt.

Ihr meintet ja das wäre halb so wild so ein BGA, ich finds aber 
immernoch ne Plackerei...

Bin jetzt für jeden Tipp dankbar!

von Timmo H. (masterfx)


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Olli Z. schrieb:
> Ihr meintet ja das wäre halb so wild so ein BGA, ich finds aber
> immernoch ne Plackerei...

Übung...glaub mal nicht dass mein erstes BGA was geworden ist. Guck mal 
wie oft Scotty geübt hat bevor er sich ans Finale gewagt hat: 
https://www.youtube.com/watch?v=rHP-OPXK2ig

: Bearbeitet durch User
von Olli Z. (z80freak)


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Timmo H. schrieb:
> Übung...glaub mal nicht dass mein erstes BGA was geworden ist. Guck mal

Ok, das hab ich mir wohl zu einfach vorgestellt :-|
Obwohl ich ja auch nur ein relativ kleines BGA (8x8) löten möchte und 
keine CPU oder sowas ;-)

Dieser Satz aus dem Datenblatt sollte mich wohl nachdenklich machen:

"Special handling is required for Flash Memory products in molded 
packages (TSOP, BGA). The package and/or data integrity may be 
compromised if the package body is exposed to temperatures above 150°C 
for prolonged periods of time."

Das heißt das das Flash ansich schon noch ok ist, aber teilweise oder 
ganz leer?
150°C sind aber doch "nix", selbst beim industriellen bleifreien löten? 
Ich meine gelesen zu haben das man BGAs eher so mit 240°C aufwärts 
lötet. Da würde mein bleihaltiges Lot noch garnicht schmelzen.

Oder sollte ich generell auf Schablone und Lötpaste umsteigen?

: Bearbeitet durch User
von Rufus Τ. F. (rufus) (Moderator) Benutzerseite


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Olli Z. schrieb:
> Platine vorgeheizt, dann BGA mit Saupinzette so gut es geht aufgesetzt
> und erwärmt bis sich dieser leicht andrücken lies.

Andrücken? Der Baustein sollte nicht berührt werden, damit die 
Oberflächenspannung der Lötstellen das Ding an die richtige Position 
ziehen kann.

von Olli Z. (z80freak)


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Rufus Τ. F. schrieb:
> Andrücken? Der Baustein sollte nicht berührt werden, damit die
> Oberflächenspannung der Lötstellen das Ding an die richtige Position
> ziehen kann.
Ich habe halt mit der Pinzette überprüft ob das Lot schon geschmolzen 
ist. Wohl einer der vielen Fehler die ich gemacht hab :-/

Ich denke es wäre besser die Pads auf dem PCB zu entzinnen und auf dem 
BGA die Balls zu "reproduzieren", entweder mit Lötzinn und Flußmittel 
(bei 8x8 sollte das doch noch machbar sein) oder halt mit einer 
Schablone und Balls bzw. gleich Lötpaste drüber rakeln... Dann 
positionieren und erwärmen. Hier muss ich mir wohl eine Vorrichtung 
bauen um den Heißluftgriff meiner Mini-Rework-Station zu halten und 
einfach zu wissen, wann alles Lot geschmolzen ist.

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