Hallo, ich habe hier meine Bastelplatine und darauf auch einen IC mit BGA. Den habe ich mit Heißluft draufgelötet. Dabei konnte ich beobachten wie der schön gleichmäßig eingesunken ist. Der Abstand zur Platinenoberfläche ist auch auf allen Seiten gleich. Aber ein Bällchen hat keinen Kontakt. Auch keinen Kurzschluss zu benachbarten Bällchen und der ist auch nicht durch ein Via abgeflossen. Nur eben kein Kontakt. Wie geht das wenn das IC gleichmäßig einsinkt? Da müssten doch alle Bällchen geschmolzen sein? Wie ich mir helfen kann weiß ich, ich kann das nochmal heiß machen, oder das IC austauschen falls es defekt ist.
pegel schrieb: > Vielleicht war ein verzinntes Luftbläschen dabei? ;) Was ist das? Meinst du eines der Bällchen wäre hohl gewesen? 2^5 schrieb: > Noch nie eine kalte Lötstelle gehabt? Doch klar, aber bei BGAs kannte ich das noch nicht. Ach so ... ja es könnte also sein, dass unter Heißluft zwar das IC und die Bällchen schön heiß geworden sind, aber nicht das PCB mit Pad (wird ja auch durch das IC von der Heißluft abgeschirmt) und somit das flüssige Bällchen zwar auf dem Pad plattgedrückt wurde, sich damit aber nicht verbunden hat. Meinst du sowas? Dann sollte ich also mal länger mit der Heißluft draufhalten ...
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Das Pad könnte verschmutzt gewesen sein, oder der Ball war nicht vollständig flüssig und ist nur „platt gedrückt“. Ich würde mir da relativ wenig Gedanken machen, BGAs lassen sich mit Hobbymitteln nicht prozesssicher verarbeiten. Ich habe schon an 3 Platinen zuhause FBGAs (0,5mm grid) getauscht und für einen brauchte ich 2 Chips weil der erste nicht wollte trotz passendem Alignment und auch ein weiteres mal erhitzen mit Flussmittel nichts gebracht hat, zwar Schade um die 15€ für den Chip aber eine Erfolgsquote von 75% ist mehr als ich erwartet habe.
Gustl B. schrieb: > Meinst du sowas Genau! Natürlich ist das nur eine Vermutung, aber passieren kann es!
René F. schrieb: > Das Pad könnte verschmutzt gewesen sein, oder der Ball war nicht > vollständig flüssig und ist nur „platt gedrückt“. Ersteres kann ich eigentlich ausschließen, die Platine war neu. Aber ja, nur plattgedrückt ohne Kontakt vermute ich jetzt. Ich habe bisher mit BGAs nur zwei Fehler gemacht: 1. Via zu nah am Pad (also ohne Stopplack dazwischen) und dann ist das Bällchen durch die Via abgeflossen. 2. Am IC gewackelt beim Löten. Das mache ich bei QFN und so gerne weil die sich dann schön selber ausrichten. Aber bei dem BGA hat das mal zu einem Kurzschluss zwischen zwei Bällchen geführt. Seitdem setze ich die Vias nur zentral zwischen 4 Pads und fasse das IC beim Löten auch nicht an. Ich wackele dann etwas mit der Heißluft, aber auch nur minimal. Damit hatte ich jetzt bei mehreren IC keine Probleme bis auf den jetzt eben. Tja, das IC hier kostet leider auch. Aber ich habe noch ein paar davon hier. 2^5 schrieb: > Genau! Natürlich ist das nur eine Vermutung, aber passieren kann es! Wunderbar, werde ich morgen also nochmal auftauen das Zinn.
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Gustl B. schrieb: > Wie geht das wenn das IC gleichmäßig einsinkt? Flussmittel (Blasenbildung) bzw. Löten unter Druck und -> René F. schrieb: > Ich würde mir da relativ wenig Gedanken machen, BGAs lassen sich mit > Hobbymitteln nicht prozesssicher verarbeiten.
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Richard B. schrieb: > Flussmittel (Blasenbildung) bzw. Löten unter Druck und -> Ersteres kann sein, aber eine Kraft habe ich nicht ausgeübt. Gut, Luftstrom, aber der war minimal. Richard B. schrieb: >> BGAs lassen sich mit >> Hobbymitteln nicht prozesssicher verarbeiten. Schade eigentlich. Bisher hatte ich damit recht wenig Probleme.
Gustl B. schrieb: > und somit das flüssige Bällchen zwar > auf dem Pad plattgedrückt wurde, sich damit aber nicht verbunden hat. > Meinst du sowas? Bei meinen BGA-Versuchen hab ich immer "sticky flux" (ohne Lötpaste) benutzt und damit keine Probleme gehabt. Kann aber auch Glück gewesen sein :) Deine bisherigen BGAs hatten ja auch immer alle Kontakt :thinking: Falls mal nachlöten erforderlich war, hatte ich immer flüssiges Flussmittel an den BGA-Kanten quasi reinfließen lassen und dann nochmal mit Heißluft nachgelötet. Das hatte dann immer geholfen.
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Gustl B. schrieb: > Aber ein Bällchen hat keinen Kontakt. BGA (Lötperlen mit Schablone aufgeschmolzen) und Platine (mit Litze entzinnt) müssen beide gleichmäig verzinnt und mit reichlich Flussmittel (für BGA geeignet, z.B.Amtech,NC-559) vorbereitet sein. Auch kommt der gleichmäßigen Erwärmung von Board und BGA auf Vortemperatur (ca.150°C) besondere Bedeutung zu. (Kann man mit einem Pyometer prüfen). Wenn das BGA und das Board für ein paar Sekunden auf Löttemperatur angehoben werden und das Board und ein oder mehrere Pads zu kalt sind, verschiebt sich die Schmelztemperatur des Eutetikums in den Solidus- Bereich und die Lötstelle(n) werden zum Rohrkrepierer(kalt), weil die Lötparameter für ein oder mehrere Pads dann nicht mehr stimmen.
Mampf F. schrieb: > Bei meinen BGA-Versuchen hab ich immer "sticky flux" (ohne Lötpaste) > benutzt und damit keine Probleme gehabt. Ich verwende auch keine Paste. Und ich verwende dieses NC-559 Flussmittel. Das ist mit großem Abstand das beste Flussmittel, das ich je probiert habe. ;) schrieb: > BGA (Lötperlen mit Schablone aufgeschmolzen) Nein, das ist ein gekauftes neues IC mit ordentlichen Bällchen dran. ;) schrieb: > Platine > (mit Litze entzinnt) müssen beide gleichmäig verzinnt und > mit reichlich Flussmittel (für BGA geeignet, z.B.Amtech,NC-559) > vorbereitet sein. Die Platine/Pads verzinne ich nicht. Da ist also die Goldoberfläche vorhanden. Ich bestreiche die Platine (also im Bereich der Pads) nur vorher sehr dünn mit Flussmittel. ;) schrieb: > Wenn das BGA und das Board für ein paar Sekunden auf Löttemperatur > angehoben werden und das Board und ein oder mehrere Pads zu kalt sind, > verschiebt sich die Schmelztemperatur des Eutetikums in den Solidus- > Bereich und die Lötstelle(n) werden zum Rohrkrepierer(kalt), weil die > Lötparameter für ein oder mehrere Pads dann nicht mehr stimmen. Exakt das vermute ich. Jedenfalls, ich habe das jetzt mit dem Heißluftfön etwas länger angebraten und jetzt sind alle Pins wunderbar verbunden. Problem gelöst. ... und dabei habe ich auch gleich das nächste Problem gefunden. Und zwar wollte ich eine FPGA Bank 14 mit 3.3 V betreiben und eine andere Bank 34 mit 1.8 V. Tja, das war mein Plan. Aber im Schaltplan hatte ich beide Bänke mit 3.3 V verbunden. Tja ... wird also Zeit für die nächste Platinenrevision M-) Aber das ist nicht schlecht, denn da kann ich mehrere kleine Unschönheiten beheben. Mit Heißluft kann man auch recht gut die Bauteile von einer zur anderen Platine umziehen, nur bei BGAs geht das nicht.
Gustl B. schrieb: > Wenn das BGA und das Board für ein paar Sekunden auf Löttemperatur > angehoben werden und das Board und ein oder mehrere Pads zu kalt sind, > verschiebt sich die Schmelztemperatur des Eutetikums in den Solidus- > Bereich und die Lötstelle(n) werden zum Rohrkrepierer(kalt), weil die > Lötparameter für ein oder mehrere Pads dann nicht mehr stimmen. Könnt ihr mir das halbwegs verständlich erklären? Werkstoffkunde war nie mein lieblingsfach. Warum verschiebt sich die Schmelztemperatur? Ich dachte die eutektische legierung ist die mit dem geringsten Schmelzpunkt? Danke dir die Mühe und sorry für ot. Gustl B. schrieb: > nur bei BGAs geht das nicht. Sag das mal dem Louis Rossmann ;-)
Karl schrieb: > Könnt ihr mir das halbwegs verständlich erklären? Dann zitiere mal richtig. Das habe nicht ich geschrieben, sondern der Benutzer ";)". Aber ja, ich vermute das auch mit den kalten Lötstellen, denn jetzt habe ich ja gute Lötstellen nur durch nochmaliges Erwärmen. Das IC ist aber auch vorher schon gleichmäßig eingesunken. Für mich bedeutet das also, dass auch das Bällchen, das zuerst keine Verbindung hatte, geschmolzen ist und zusammengedrückt wurde. Nur hat es sich eben nicht mit dem Pad verbunden. Karl schrieb: > Sag das mal dem Louis Rossmann ;-) Ja, der macht das. Aber wenn er das bei BGA macht, dann müssen die neu mit Bällchen bestückt werden. Dazu braucht man also einen Stencil und passende Bällchen. Nur unter Heißluft auf der einen Platine hochheben und auf der anderen Platine wieder absetzen geht da leider nicht. Von Rossman habe ich aber das Prinzip ohne Paste zu löten. Bei QFN z. B. einfach die Pads verzinnen und dann mit viel Flussmittel (ich nutze auch das NC-559) unter Heißluft draufsetzen. Funktioniert wunderbar.
Gustl B. schrieb: > Dann zitiere mal richtig. Das habe nicht ich geschrieben, sondern der > Benutzer ";)". Immer entspannt bleiben. Hab auf dem Handy markiert und markierten Text zitieren gewählt. Das es kein quote zweiter Ordnung war ist mir dann nicht aufgefallen. Abgesehen davon beantwortet das nicht meine Frage. Der Unterschied zwischen geschmolzen und benetzt ist schon klar, aber warum verschiebt sich die Schmelztemperatur? Die Frage geht natürlich an den Urheber der Aussage. Mit Gustl B. schrieb: > Exakt das vermute ich. Erweckt du bei mir den Eindruck, du würdest verstehen. Also zitiere ich lieber mal richtig und Frage den der es beantworten konnte. ;) schrieb: > verschiebt sich die Schmelztemperatur des Eutetikums in den Solidus- > Bereich Würdest du das etwas genauer ausführen? Warum verschiebt sich die Schmelztemperatur des Eutektikums?
Karl schrieb: > Warum verschiebt sich die Schmelztemperatur? Weil die Hitze am BGA nicht der Hitze der Pads auf dem Board entspricht. Beispiel: Schüttet man heißes Wasser in kaltes (ist auch von der Menge abhängig, aber vereinfacht gehen wir mal von 1:1 aus) sinkt die Temperatur des Gemisches auf eine niedrigere Temperatur. Analog auf die Metallschmelze übertragen, ist die Temperatur dann nicht mehr ausreichend, um das Metall ausreichend flüssig zu halten. Die Oberflächenspannung spielt auch eine Rolle, aber die zu überwinden, ist Sache des Flussmittels. Wenn der Fluxer gleichmäßig satt aufgetragen wird, dürfte es von der Seite keine Probleme geben. Eine deoxidierende Wirkung wird dem Fluxer auch nach gesagt. Würde man versuchen ohne Fluxer zu löten wird das ein Fiasko, weil das Lötzinn zwar weich wird, aber nicht fließt. Häufig zieht das Board-Layout mit seinen Leitungen, wohlmöglich sogar mit Masseflächen die Wärme ab, so das es zu Temperaturverzug und damit zu Problemen beim Löten kommt. Gustl B. schrieb: > Da ist also die Goldoberfläche vorhanden Gold ist aber nur deshalb gut lötbar, weil es bekanntlich nicht oxidiert. Wenn vergoldete Pads die Wärme zu sehr abziehen, nützt das Gold beim Löten nichts.
Karl schrieb: > Immer entspannt bleiben. Sorry. Karl schrieb: > Erweckt du bei mir den Eindruck, du würdest verstehen. Also ich verstehe das so, dass bei mir die Platine unter dem IC teilweise zu kalt blieb, das IC und die Bällchen heiß waren. Dann werden drückt das IC mit der Kraft von oben die geschmolzenen Bällchen platt. Und zwar egal ob die einen Kontakt zum Pad haben oder nicht. Mein Gustl B. schrieb: > Exakt das vermute ich. hatte ich geschrieben weil ich eben auch vermute, dass für manche Bällchen die Löttemperatur nicht passt, das also kalte Lötstellen sind. Was ich aber tatsächlich nicht verstehe ist, wie das mit dem Gemisch sein sollte. Bei dem Wasserbeispiel ist das klar, das wird ja vermischt. Aber wenn das Bällchen keinen Kontakt zum Pad hat, dann gibt es doch auch keinen oder nur kaum Wärmeaustausch. ;) schrieb: > äufig zieht das Board-Layout mit seinen Leitungen, wohlmöglich sogar > mit Masseflächen die Wärme ab, so das es zu Temperaturverzug und damit > zu Problemen beim Löten kommt. Vielleicht ist das ein Grund. Das war meine erste 6-lagige Platine mit zwei Massenlagen. Das merkt man schon beim Löten, dass man da mehr Wärme zuführen muss.
Gustl B. schrieb: > ich habe hier meine Bastelplatine und darauf auch einen IC mit BGA... Gustl B. schrieb: > meine erste 6-lagige Platine mit zwei Massenlagen Das ist doch keine Bastelplatine mehr ;) aber -> Gustl B. schrieb: > Den habe ich mit Heißluft draufgelötet... Von unten wird nicht geheizt? Dann ist wirklich -> ;) schrieb: > Häufig zieht das Board-Layout mit seinen Leitungen, > wohlmöglich sogar mit Masseflächen die Wärme ab... Deswegen heize ich bis ~160°C auch von unten. Hast du ein Bild? Wo hast du es bestellt?
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>> BGA einzelnes Bällchen hat keinen Kontakt.
Dann ist es das Einzige, das sich an das Kontaktverbot wegen Corona
gehalten hat. Insofern ist das vorbildlich.
Saugstauberdüsengang schrieb: > Dann ist es das Einzige, das sich an das Kontaktverbot wegen Corona > gehalten hat. Insofern ist das vorbildlich. Nein, die empfohlenen 1,5-2 Meter wurden nicht eingehalten.
Bestellt bei eurocircuits, ich habe nur einen Heißluftfön, also nur Oberhitze. Bild hatte ich in einem anderen Thread gepostet. Ich suche das mal ... https://www.mikrocontroller.net/attachment/453351/leds.jpg Aber sind leider ein paar kleine Bugs drinnen. Naja, die nächste Revision wird bald bestellt.
Und für Interessierte: Ich werde Layout und Schaltung hochladen wenn das auch alles funktioniert. HDL Beschreibung auch.
-gb- schrieb: > Bild hatte ich in einem anderen Thread gepostet. Ja, jetzt habe ich es auch gelesen (HDMI). Hut ab :)
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Gustl B. schrieb: > Was ich aber tatsächlich nicht verstehe ist, wie das mit dem Gemisch > sein sollte. Bei dem Wasserbeispiel ist das klar, das wird ja vermischt. > Aber wenn das Bällchen keinen Kontakt zum Pad hat, dann gibt es doch > auch keinen oder nur kaum Wärmeaustausch. Ja, eben. In meiner 1ten Lehre damals hat der Meister gesagt: das Lot fliest zur heissesten Stelle, deswegen erhitzen wir die Lötstelle und nicht das Lot. Wenn das Lot seinen Wärmeaustausch mit dem heissen IC betreibt wird es eben nicht zur kalten Lötstelle fliessen.
Hm, naja hier geht es um ein BGA, da sind also die Bällchen unten am IC. Die werden also quasi eingequetscht zwischen IC und Platine. Ich stelle mir das so vor: Das IC wird von oben erhitzt. Dann schmilzt das Lot also auch am IC zuerst. Das Bällchen kann also schon zusammengedrückt werden obwohl es noch nicht vollständig geschmolzen ist. Man beobachtert also ein absacken des ICs, aber die Unterseite des Bällchens ist nicht geschmolzen und hat keine Verbindung zur Platine. Das ist ja auch kein binäres flüssig oder fest Verhalten, sondern das wird zuerst weich, aber noch nicht richtig flüssig. Ich halte es also für gut möglich, dass die Bällchen schon sehr gut verformbar sind obwohl sie an der Unterseite, also dort wo sie von der kälteren Platine gekühlt werden, noch fest oder zumindest nicht flüssig geworden sind.
;) schrieb: > Karl schrieb: >> Warum verschiebt sich die Schmelztemperatur? > > Weil die Hitze am BGA nicht der Hitze der Pads auf dem Board > entspricht. Versteh' ich ehrlich gesagt nicht. Die Schmelztemperatur ist doch abhängig von der Legierung alleine, oder? > Beispiel: Schüttet man heißes Wasser in kaltes (ist auch von der > Menge abhängig, aber vereinfacht gehen wir mal von 1:1 aus) > sinkt die Temperatur des Gemisches auf eine niedrigere Temperatur. > Analog auf die Metallschmelze übertragen, ist die Temperatur > dann nicht mehr ausreichend, um das Metall ausreichend flüssig > zu halten. Das Beispiel hinkt, oder? Wenn ich Wasser in Wasser schütte, dann bleibt die Schmelztemperatur gleich aber die Temperatur des Gemischs ändert sich. Wenn ich die Schmelztemperatur ändern möchte, muss ich was anderes als Wasser reinkippen. Willst Du sagen, dass sich bei ungeeigneten Parametern neue Legierungen bilden, die einen höheren Schmelzpunkt haben? Bei "Eutektikum" reden wir schon vom selben, nämlich der Legierung mit dem geringsten Schmelzpunkt, oder? Auf keinen Fall sprechen wir von dem geschmolzenen Lotbällchen? https://de.wikipedia.org/wiki/Eutektikum Gustl B. schrieb: > hatte ich geschrieben weil ich eben auch vermute, dass für manche > Bällchen die Löttemperatur nicht passt, das also kalte Lötstellen sind. Vermutlich nicht die Bällchen, sondern das Pad. Gustl B. schrieb: > Ich stelle mir das so vor: > > Das IC wird von oben erhitzt. Dann schmilzt das Lot also auch am IC > zuerst. Das Bällchen kann also schon zusammengedrückt werden obwohl es > noch nicht vollständig geschmolzen ist. Man beobachtert also ein > absacken des ICs, aber die Unterseite des Bällchens ist nicht > geschmolzen und hat keine Verbindung zur Platine. > Das ist ja auch kein binäres flüssig oder fest Verhalten, sondern das > wird zuerst weich, aber noch nicht richtig flüssig. Ich halte es also > für gut möglich, dass die Bällchen schon sehr gut verformbar sind obwohl > sie an der Unterseite, also dort wo sie von der kälteren Platine gekühlt > werden, noch fest oder zumindest nicht flüssig geworden sind. So läuft das auch in meiner Vorstellung ab. Einzig sehe ich an Hand von etlichen tausend (nicht BGA, vornhmlich THT) Lötstellen, dass die Benetzung sehr wohl schlagartig eisetzen kann. Normalerweise "kriecht" Das Lot so weit wie eine ausreichende Temperatur gegeben ist. Manchmal "springt" es aber auch schlagartig, wenn z.B. Pin und Komponentenloch sicher heiß genug sind, aber die Oberflächenspannung das Lot z.B. zwischen Pin und Kolben festhält. Wenn man etwas Bewegung in die Geschichte bringt, indem man den Lötkolben leicht hin und her bewegt, funktioniert es auf einmal mit der Benetzung und das Lot saugt sich so schnell ins Loch, dass man den Vorgang nicht beobachten kann. Der Herr Rossmann lässt die BGAs deshalb auch immer in der Heißluft "tanzen" oder stubst sie mit der Pinzette an. Letzteres erfordert sicher eine sehr ruhige Hand... Rein aus Interesse: Welchen Pitch hat das IC und wie schaut das Fanout aus? TI glaub ich hatte mal eine Appnote zu einem ihrer 1000 Pin BGAs, wo eindringlich davor gewarnt wurde, zu breite oder unterschiedlich breite Dog-Bones zu verwenden, weil dadurch eben viel Wärme abfließen kann, was zu schlechten Lötstellen führt.
Angehängte Dateien:
-
bga.png
390 KB
Karl schrieb: > Der Herr > Rossmann lässt die BGAs deshalb auch immer in der Heißluft "tanzen" oder > stubst sie mit der Pinzette an. Letzteres erfordert sicher eine sehr > ruhige Hand... Ja, das mache ich bei QFN auch. Aber bei BGA nicht, denn da hat man eben das Risiko, dass sich zwei Bällchen untereinander verbinden. Louis drückt bei QFN auch von oben drauf so, dass das Zinn an den Seiten ausströmt und der IC dann ohne Abstand direkt auf der Platine liegt. Ja, kann man machen, aber da hätte ich auch etwas Angst, dass dich dann unter dem IC Pads verbinden. Z. B. eine Zinnbrücke zwischen einem DFN Massepad und Pins am Rand. Ich vermute Louis hat damit keine Probleme, weil er sehr viel Flussmittel verwendet und doch recht ordentlich mit der Heißluft draufhält. Das Tinn bleibt bei ihm also flüssig wenn er das QFN runterdrückt und dank Stopplack gibt es dann keine Brücken. Ich verwende zwar auch viel Flussmittel, setzen das QFN aber nur auf und wackele kurz dran. Karl schrieb: > Rein aus Interesse: Welchen Pitch hat das IC und wie schaut das Fanout > aus? Ich verwende einen riesigen 1 mm Pitch weil ich mir für mein Hobby keine teuren plugged Via in Pad leisten kann und will. Jetzt musste ich tatsächlich Dog-Bones googeln und habe Hundefutter gefunden. Aber ja, klar, je dicker die Anbindung zur Lage desto geringer auch der Wärmewiderstand. Ich denke wenn ich das gut durchbrate mit Heißluft geht das schon. Hat ja hier mit dem FPGA dank nochmaliger Erwärmung auch funktioniert.
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