LGA Modul per Hand platzieren

Das mit dem aufrastern wäre noch eine Idee. Sollten die 10% 
Verkleinerung nicht genügen, werde ich das mal probieren.

zeig mal mehr Details:
Ergebnis,
Footprint, Stoppmaske, Stencil (wie dick), 
Basismterial/Lagen/CU-Aussenlage? Aussenlage-Finisch (HASL womöglich?)?
wie lötest Du? (Reflow-Profil),
was ist die Korngrösse/genauer Typ des Lötmittels? Wozu willst Du das 
Modul wieder ablöten können?

Die ublox LGA sind ja eigentlich recht gutmütig (jedenfalls unserer 
Erfahrung - mit z.B. SARA).

Ergebnis = nicht möglich - alle Module wieder entlötet. Optisch sah es 
aber immer passend aus. Das Modul war immer innerhalb der aufgedruckten 
Outlines.

Footprint - siehe Anhang
Stoppmaske - siehe Anhang
Stencil (wie dick) - 100u

Basismterial - FR4
Lagen - 4
CU-Aussenlage - 35u
Aussenlage-Finisch - ENIG Gold

wie lötest Du? (Reflow-Profil), - T-962 (modifiziert) Ofen mit dem 
Reflow Profil aus dem Datasheet. Hatte auch schon versucht Zeiten der 
Reflow-Phase zu variieren.

was ist die Korngrösse/genauer Typ des Lötmittels - ChipQuick TS391LT50

Wozu willst Du das Modul wieder ablöten können?
1. Um es auf eine neue Revision des Boards zu setzen (weil teuer).
2. Um mehrere Versuche zu haben es korrekt einzulöten.

PCB Hersteller - MultiCB

Kann noch empfehlen die Positioniermarkierungen nicht auf dem 
Bestückungsdruck zu machen, sondern im Kupfer (und/oder Stoplack). Oft 
genug hat der Bestückungsdruck ein relevantes Offset und vielleicht 
reicht der hier schon um Brücken entstehen zu lassen.

Moin,

veruch mal jemanden zu finden der eine 'BGA Rework Station' hat und auch 
bedienen kann. Diese Stationen sind für deine Aufgabe die richtige 
Lösung.

Ich stimme Nikolaus bei (c) eher nicht zu:;) wie rakelst Du? Manuell? 
Hast Du ein Bild vom Pastenauftrag?

Gerade mal das DB der Paste durchgelesen: das ist ja schon ein schräges 
Profil… habe leider keine Erfahrung mit solch niedrig schmelzenden 
Pasten; ggf stimmt Dein Reflowprofil (zeig mal) aber doch nicht und es 
gibt Blasenbildung oder ähnliches (SOAK-Phase evtl zu kurz?) hast Du die 
Paste schon mal verwendet?

Wichtiger Hinweis von Wosnet! Liegt das LGA richtig auf?
Mich würden Bilder von PCB und LGA (lötseite) nach einem Fehlversuch und 
entfernen des LGA interessieren: wie ist die Paste aufgeschmolzen…

Nachtrag: das mit dem Ablöten/wiederverwenden ist keine gute Idee… dann 
lieber beim nächsten Board den ‚Kommunikationsteil‘ als wechselbares 
PiggyBack.

Nikolaus S. schrieb:
> a) was sind die roten Striche zwischen den Pads der äußeren Reihe? Ist
> dort überhaupt Lötstopp?
> b) hast Du ein Foto des Footprints im unbestückten PCB?
> c) 100µ ist dünn genug und wenig genug Paste, da braucht es nach meiner
> Erfahrung keine Padverkleinerung
> d) man könnte auch versuchen die Pads auf dem PCB kleiner zu machen

a) sind im Footprint hinterlegte "Restrict", damit man da keinen Trace 
durchzieht.
b) siehe Anhang
c) dafür habe ich aber immer viele Lötbrücken
d) vorerst ausgeschlossen


wosnet schrieb:
> Kann noch empfehlen die Positioniermarkierungen nicht auf dem
> Bestückungsdruck zu machen, sondern im Kupfer (und/oder Stoplack). Oft
> genug hat der Bestückungsdruck ein relevantes Offset und vielleicht
> reicht der hier schon um Brücken entstehen zu lassen.

Okay. Werde ich bei der nächsten Version berücksichtigen. An zwei 
stellen geht eine der Linien exakt über Vias. Das stimmt mit meinem CAD 
Programm überein.

Frickler schrieb:
> Moin,
>
> veruch mal jemanden zu finden der eine 'BGA Rework Station' hat und auch
> bedienen kann. Diese Stationen sind für deine Aufgabe die richtige
> Lösung.

Das Ergebnis muss reproduzierbar sein. Dann müsste ich eine kaufen und 
den Umgang erlernen.

Stephan schrieb:
> Ich stimme Nikolaus bei (c) eher nicht zu:;) wie rakelst Du? Manuell?
> Hast Du ein Bild vom Pastenauftrag?
>
> Gerade mal das DB der Paste durchgelesen: das ist ja schon ein schräges
> Profil… habe leider keine Erfahrung mit solch niedrig schmelzenden
> Pasten; ggf stimmt Dein Reflowprofil (zeig mal) aber doch nicht und es
> gibt Blasenbildung oder ähnliches (SOAK-Phase evtl zu kurz?) hast Du die
> Paste schon mal verwendet?
>
> Wichtiger Hinweis von Wosnet! Liegt das LGA richtig auf?
> Mich würden Bilder von PCB und LGA (lötseite) nach einem Fehlversuch und
> entfernen des LGA interessieren: wie ist die Paste aufgeschmolzen…

Ich rakel manuell. Ja, siehe Anhang.
Jup, nehme die Paste schon etwas länger für Prototypen. Alles andere ist 
stets sehr gut, wenig bis keine Nacharbeit erforderlich.

Leider kann ich dazu keine Bilder mehr liefern. Die Module sind entlötet 
und die Lötstellen gereinigt.

Jedoch sind alle Pads sauber und vollständig bentzt gewesen. Das sieht 
man natürlich nur beim ersten versuch. Wenn die vergoldeten Kontakte das 
erste mal benetzt werden.

Stephan schrieb:
> Nachtrag: das mit dem Ablöten/wiederverwenden ist keine gute Idee… dann
> lieber beim nächsten Board den ‚Kommunikationsteil‘ als wechselbares
> PiggyBack.

War auch schon ne Idee.

Bild paste1;
Da sehe ich zwei wichtige Dinge:
1.) die aperture beim exposed pad ist natürlich viel zu gross. Da bietet 
sich das sog. windowing an. -50% ist vermutlich mehr als ausreichend…

2.) ich kann deutlich eine menge fussel (vermutlich vom reinigen des 
stencils?) erkennen. Das kann natürlich ein prima auslöser für brücken 
sein!

Bild foot1;
Hast Du das LGA Footprint selber designed? Mir fallen zwei Dinge (das 
bild kann natürlich täuschen) auf:
1.) das Antennen-Pad ist innen viel zu nahe am GND pad; das Antennen-pad 
würde ich soweit verkleinern, dass in jedem Fall soldermask drum herum 
passt.
2.) die Grössen und abstände der äusseren Pad-Reihe sind recht 
unregelmässig. Die pads (bis auf das antennen-pad) sind aber im original 
alle gleich gross.

Ganz generell sind die stencil-apertures alle viel zu gross - unserer 
Erfahrung nach;) das kommt aber natürlich auf den Prozess, die Paste… 
an…

bitte nochmal ein bild bild ‚paste2‘ nach dem lötvorgang.

Stephan schrieb:
> Bild paste1;
> Da sehe ich zwei wichtige Dinge:
> 1.) die aperture beim exposed pad ist natürlich viel zu gross. Da bietet
> sich das sog. windowing an. -50% ist vermutlich mehr als ausreichend…

Werde ich in die nächste Board Version übernehmen.


> 2.) ich kann deutlich eine menge fussel (vermutlich vom reinigen des
> stencils?) erkennen. Das kann natürlich ein prima auslöser für brücken
> sein!

Zewa Fussel. Werde ich durch IPA wegspülen können.
Also - Stencil besser reinigen.

> Bild foot1;
> Hast Du das LGA Footprint selber designed? Mir fallen zwei Dinge (das
> bild kann natürlich täuschen) auf:
> 1.) das Antennen-Pad ist innen viel zu nahe am GND pad; das Antennen-pad
> würde ich soweit verkleinern, dass in jedem Fall soldermask drum herum
> passt.
> 2.) die Grössen und abstände der äusseren Pad-Reihe sind recht
> unregelmässig. Die pads (bis auf das antennen-pad) sind aber im original
> alle gleich gross.

Die Pads sind fast alle gleich breit. Manche sind etwas länger. Diese 
sind jedoch zu den inneren GND Pads durchkontaktiert. Das Footprint ist 
nicht selbst designt. Ist von SparkFun. Ich hatte mich an deren 
Schaltung orientiert.
Auch im Gerber File sind die Pads gleich groß. Siehe Anhang.

> Ganz generell sind die stencil-apertures alle viel zu gross - unserer
> Erfahrung nach;) das kommt aber natürlich auf den Prozess, die Paste…
> an…
>
> bitte nochmal ein bild bild ‚paste2‘ nach dem lötvorgang.

Kann ich gegen ende der Woche gerne nachreichen.
die Digikey Lieferung soll schon morgen kommen. Ggf. kann ich schon am 
Donnerstag löten.

Flip B. schrieb:
> Die Bismutlegierung besitzt eine geringe Oberflächenspannung. Gut zum
> auslöten, schlecht für die selbstausrichtung.

Das hate ich auch feststellen können. Ich denke jedoch, dass diese 
Selbstausrichtung bei dem Sara Modul aufgrund des Gewichtes, gar nicht 
stattfinden kann.

midefix schrieb:
> Flip B. schrieb:
>> Die Bismutlegierung besitzt eine geringe Oberflächenspannung. Gut zum
>> auslöten, schlecht für die selbstausrichtung.
>
> Das hate ich auch feststellen können. Ich denke jedoch, dass diese
> Selbstausrichtung bei dem Sara Modul aufgrund des Gewichtes, gar nicht
> stattfinden kann.

Dem stimme ich zu. Das Modul ist tatsächlich recht schwer in Bezug zur 
Fläche. ublox verwendet eine recht dicke Leiterplatte - ob es daran 
liegt? Zum Vergleich: ein Quectel LGA (29.0mm x 32.0mm) z.B. ist fast 
doppelt so gross und wiegt nur ca. 40% mehr  (2,9g vs 4,9g) - hier ist 
ein Ausrichtungseffekt zu bemerken. Es hat aber auch mehr Pads, die 
adhäsionskräfte sind also vermutlich schon deshalb höher.

Also wird eine korrekte Platzierung von Anfang an ohne großes "hin und 
her" rücken unabdingbar sein.

Da muss ich mir was überlegen

midefix schrieb:
> Stephan schrieb:
>> Bild paste1;
>> 2.) ich kann deutlich eine menge fussel (vermutlich vom reinigen des
>> stencils?) erkennen. Das kann natürlich ein prima auslöser für brücken
>> sein!
>
> Zewa Fussel. Werde ich durch IPA wegspülen können.
Zewa hat im EMS Labor nix verloren ;)
Wir verwenden "Kimberly Clark 7552" zur Endreinigung der PCB (Stencils 
werden nass gereinigt).

>> Bild foot1;
>> Hast Du das LGA Footprint selber designed? Mir fallen zwei Dinge (das
>> bild kann natürlich täuschen) auf:
>> 1.) das Antennen-Pad ist innen viel zu nahe am GND pad; das Antennen-pad
>> würde ich soweit verkleinern, dass in jedem Fall soldermask drum herum
>> passt.
>> 2.) die Grössen und abstände der äusseren Pad-Reihe sind recht
>> unregelmässig. Die pads (bis auf das antennen-pad) sind aber im original
>> alle gleich gross.
>
> Die Pads sind fast alle gleich breit. Manche sind etwas länger. Diese
> sind jedoch zu den inneren GND Pads durchkontaktiert. Das Footprint ist
> nicht selbst designt. Ist von SparkFun. Ich hatte mich an deren
> Schaltung orientiert.
hm; mal mit uBlox SysIntegration Manual abgeglichen? UBX-16029218
Das steht ja alles aus erster Hand...
[Korrektur: der Ant-Pad ist garnicht anders; das hatte ich falsch in 
erinnerung;)]

> Auch im Gerber File sind die Pads gleich groß. Siehe Anhang.
Ok! Bitte nochmal mit UBX-16029218 abgleichen.
Und insb. die Soldermask prüfen!

> die Digikey Lieferung
Du kaufst das "SARA-R410M-02B" bei Digikey? Darf ich fragen warum?
Sogar bei TME ist es 10€ günstiger bei Stückzahl=1. Mal bei Spezial 
Electronic gefragt?

Stephan schrieb:
>> Stephan schrieb:
> Zewa hat im EMS Labor nix verloren ;)
> Wir verwenden "Kimberly Clark 7552" zur Endreinigung der PCB (Stencils
> werden nass gereinigt).

Danke für den Tipp.

> hm; mal mit uBlox SysIntegration Manual abgeglichen? UBX-16029218
> Das steht ja alles aus erster Hand...
> [Korrektur: der Ant-Pad ist garnicht anders; das hatte ich falsch in
> erinnerung;)]
>
>> Auch im Gerber File sind die Pads gleich groß. Siehe Anhang.
> Ok! Bitte nochmal mit UBX-16029218 abgleichen.
> Und insb. die Soldermask prüfen!
Sind abgeglichen. Daraufhin habe ich den Stencil mit den 10% weniger 
bestellt.

>> die Digikey Lieferung
> Du kaufst das "SARA-R410M-02B" bei Digikey? Darf ich fragen warum?
> Sogar bei TME ist es 10€ günstiger bei Stückzahl=1. Mal bei Spezial
> Electronic gefragt?
Hatte noch andere Dinge von Digikey benötigt.
Mit Spezial Electronic stehe ich bereits in Kontakt. Warte auf ein 
Angebot.

wie machst Du es denn jetzt?
Irgendeine "Plazierhilfe" wirst Du ja haben ...

Bisher nur eine Pinzette.

Habe da aber was im Drucker... Wenn ich nicht falsch gemessen habe, habe 
ich in 10 Minuten eine Platzierhilfe für das Modul.

Fotos folgen.

Mit dem Modul an der Mikroskoplinse, kann ich das Modul exakt platzieren 
und dann mit einem Schraubendrehen das V in der Mitte auseinander 
drücken, sodass das Modul aus der Halterung gelöst wird.

Ich habe bis jetzt für für mich heiklere Lötaufgaben bei sowas die Pads 
verlängert, sodass sie nach der Montage herausgucken, damit man die 
Lötstellen einmal sehr gut inspizieren kann, im Zweifelsfall aber 
nochmal mit dem Lötkolben rangehen kann.
Du hast aber denke ich auch so die Möglichkeit nochmal mit dem Lötkolben 
an die Pads zu gehen, ordentlich Flussmittel verwenden.
Es müsste so möglich sein auch Brücken zu entfernen.
Ich gehe davon aus, dass es nicht super kritisch ist, dass alle GND Pads 
verbunden sind.

Es kann auch sinnvoll sein, die Pads etwas schmäler zu machen, damit 
diese mehr Abstand zueinander haben.
Beim Reflow-Löten musst du das Bauteil im Liquidus kurz antippen, und 
dann mit der Pinzette nach unten gleichmäßig andrücken. Dann Hitze 
wegnehmen und warten, bis es aushärtet. Somit hat schonmal jeder Pad 
Kontakt. Dann reinigen, nochmal Flussmittel dazu und wieder erhitzen, 
diesmal ohne draufzudrücken.
Ich denke es wäre bei sowas vielleicht auch einfacher keine Paste zu 
nehmen (bzw. das geht mit Paste auch), sondern die Pads einfach vor zu 
verzinnen und dann das Bauteil aufzulegen und zu verlöten.

keksliebhaber schrieb:
> Ich habe bis jetzt für für mich heiklere Lötaufgaben bei sowas die Pads
> verlängert, sodass sie nach der Montage herausgucken, damit man die
> Lötstellen einmal sehr gut inspizieren kann, im Zweifelsfall aber
> nochmal mit dem Lötkolben rangehen kann.

keksliebhaber schrieb:
> Es kann auch sinnvoll sein, die Pads etwas schmäler zu machen, damit
> diese mehr Abstand zueinander haben.
> Beim Reflow-Löten musst du das Bauteil im Liquidus kurz antippen, und
> dann mit der Pinzette nach unten gleichmäßig andrücken. Dann Hitze
> wegnehmen und warten, bis es aushärtet. Somit hat schonmal jeder Pad
> Kontakt. Dann reinigen, nochmal Flussmittel dazu und wieder erhitzen,
> diesmal ohne draufzudrücken.

Das werde ich mir für die nächste Version merken. Das ist ne Idee.

Kurze Anmerkung.
Bei B(!)GAs NICHT drücken. Nur antippen. Die Lötkugeln sind alle gleich 
groß, und durch das Antippen wird schon gut genug seitlich "gerieben" 
damit das Zinn greift.
Drückst du einen BGA Chip, dann drückst du die Kugeln zusammen und 
eineinander.

Für das händische Löten gibt der YouTube-Kanal NorthridgeFix meiner 
Meinung nach gute und richtige Hinweise.

Es hat geklappt. Ich denke die Verkleinerung der Pads sowie meine 
Platzierungshilfe hat sich ausgezahlt.
Das Modul lag beim ersten Versuch exakt innerhalb der Markierungen. Habe 
es dann mit der Pinzette ganz leicht angetippt um es zu fixieren.

Vielen Dank an alle!