Wygrzewanie diagnostyczne starych układów BGA

Czy ktoś posiada doświadczenie z wygrzewaniem chipów BGA z okolic roku 2000 ? Mam na myśli takie układy jak procesory kart graficznych typu S3, GeForce 2, Riva TNT, czy mostki. W wielu przypadkach nie wymagają one dodatkowego chłodzenia. Mam jednak problem z doborem profilu grzania i temperatury. Podgrzewam najpierw okolice układu do około 100 stopni od spodu, później od właściwej strony 360-380 stopni przez około 1,5 minuty i zaczynam zwiększać do 400-460 moc grzania i nadmuch. Wychodzę z założenia że układ powinien lekko "zasprężynować" gdy go szturchnę pęsetą mając pewność że cyna się roztopiła, jednak pomiędzy trzecią a czwartą minutą grzania, gdy układ osiąga w pomiarze pirometrem około 180 stopni słychać lekkie pyknięcie, swąd i w tym momencie już wiem że układ strzelił. Grzeję chińską stacją WEP 853D z nakładką do większych układów więc jak to w nich temperatury odstają od realnych wartości na wyświetlaczu. Tak się zastanawiam czy to kwestia zbyt słabej mocy stacji, czy źle dobieram czas i temperaturę grzania (która odbiega prawdopodobnie mocno od ralnych wartości). Do bardziej masywnych układów nawet z nią nie podchodzę ale z takimi niewielkimi chyba powinna sobie poradzić ?

Witam.

Trante011 napisał(a):Podgrzewam najpierw okolice układu do około 100 stopni od spodu, później od właściwej strony 360-380 stopni przez około 1,5 minuty i zaczynam zwiększać do 400-460 moc grzania i nadmuch.

Tutaj mamy główny problem. Przy pracy z układami BGA tak duży kontrast temperaturowy między "dołem" a "górą" jest zabójczy dla większości układów. Nie bez powodu do pracy z układami BGA stosuje się stacje lutownicze o budowie i mocy pozwalającej na jednoczesne grzanie płyty od spodu i układu od góry z zastosowaniem indywidualnie wypracowanych profili określających czas, przyrost temperatury i inne parametry procesu lutowniczego.
Bez urazy, ale ta stacja - nawet po dołożeniu dobrego podgrzewacza spodu płyty - nie będzie dobrym rozwiązaniem zapewniającym 100 na 100 sprawnych wlutów układów. W tej chwili dwa podstawowe problemy zauważone okiem laika to brak grzania spodu płyty (bo 100 stopni nie można nazwać grzaniem) oraz brak kontroli procesu grzania (pirometr i ręczne ustawianie temperatury i nadmuchu lutownicy trudno nazwać kontrolą).
Układ może też "strzelać" w wyniku uwalniania wilgoci lub zbyt gwałtownego przyrostu temperatury z góry.
Pytasz o doświadczenia z układami BGA z początku XXI wieku. Nie mam z tymi układami dużych doświadczeń, wiem jednak że niektóre z nich są bardzo wrażliwe i nie wybaczają błędów. Mam tu na myśli chociażby układy graficzne ATI zawierające na jednym PCB rdzeń GPU oraz kości VRAM np. ATi M7-CSP16 216D7CBBGA13. Warto też wiedzieć, że nie każdy układ reaguje na diagnostyczne podgrzewanie.
Tyle ode mnie (wiem że rozpisałem się na temat lutowania, ale skoro poruszamy temat diagnostycznego wygrzewania, to chyba po to by - gdy grzejąc układ przyczynimy się do potwierdzenia jego winy - mieć też jakąś wiedzę na temat jego ewentualnej wymiany), liczę też na wypowiedzi bardziej doświadczonych Kolegów, warto też oczywiście zapoznać się z archiwalnymi tematami na Forum.
Pozdrawiam

Trante011 napisał(a):Czy ktoś posiada doświadczenie z wygrzewaniem chipów BGA z okolic roku 2000? (...) 360-380 stopni przez około 1,5 minuty i zaczynam zwiększać do 400-460 moc grzania i nadmuch

Przecież temperatura rozpływu kulek w tych układach wynosi poniżej 200°C, ponieważ są to układy na kulkach ołowiowych... Czy zdajesz sobie sprawę, że maksymalna temperatura, jaką wytrzyma układ BGA bez zmian w strukturze, to 260°C, podczas gdy Ty traktujesz go jak starą emalię do lamperii? Czy zainteresowałeś się kiedykolwiek kartą technologiczną jakiegokolwiek układu BGA? Kolega wyżej napisał już sporo w tym temacie, Tobie jednak polecam najpierw porządnie podszkolić się w teorii, a dopiero potem brać się za praktykę, bo inaczej to Ci nic z tego nie wyjdzie. Jest tu na forum ponad 70 tysięcy ludzi, którzy pomogą Ci to opanować, ale - na miłość Boską - zaprzestań takiego katowania układów BGA...

Koledzy wyżej już Ci wyjaśnili gdzie jest problem ale dorzucę 3słowa od siebie.
Jeśli chodzi o testowanie układu to nie musisz go katować takimi temperaturami bo nawet podgrzanie suszarką do włosów potrafi ożywić chwilowo taki układ, jak chodzi o sprawdzenie wadliwego połączenia pod układem to możesz spróbować docisnąć układ, jeśli obraz się pojawi to masz problem z kulkami pod spodem.
Poczytaj o wygrzewaniu płyt i efekcie popcornu.
Jak chcesz się w to bawić to nie obędzie się bez zakupu dolnego podgrzewacza, do tego mocowanie na hota i możesz próbować ale to bardziej chyba dla zabawy i praktyki, poważna stacja niestety sporo kosztuje ale sam się bawiłem na starych płytach szrotach w podobny sposób
W ramach ćwiczeń ściągałem padnięte hybrydy z płyt których się nie opłacało naprawiać, oczywiście sporo padów uszkodziłem przy okazji
Ja nagrzewam płytę od dołu do 180*C i później od góry do 230-240 (ale ja jestem amator bga więc nie traktuj jako wzór)

Teorię, przynajmniej tę o której piszecie w tym wątku już znam. Brakuje mi niewątpliwie sprzętu. Założyłem że nieco starsze pcb z mniejszą ilością warstw które rozpraszają ciepło będą bardziej równomiernie się nagrzewać mimo punktowego grzania a 100 stopni od spodu wystarczy skoro układ powinien puścić przy nieco niższej temperaturze niż w przypadku ołowiowych lutów na płycie z dobrym odprowadzaniem ciepła. Jak widać byłem w błędzie. Na stacji którą posiadam ustawienie temperatury na poziomie 230-240 stopni sprawi że układ jak i okolice jedynie lekko się podgrzeją do około 100 stopni, na pewno nie osiągną temperatury rozpływu w czasie w którym powinny to zrobić. Robiłem wiele prób by wyczuć tę stację i uzyskać mniej więcej temperatury które są na wykresie profilu grzania danego układu w odpowiednim czasie. Jednak żeby układ osiągnął np. ponad 180 stopni w czwartej minucie bez ustawienia stacji na maksimum(480st) nie ma o tym mowy. Już przy ustawieniu 420-460 układ osiąga 150 stopni i nic więcej nawet przy maksymalnym nadmuchu. Z tego co czytałem to co wyświetla się na wyświetlaczu chińskich stacji bywa o ponad 100-150st zawyżone. Widziałem z kolei jak układy z porządnych hot'ów schodziły przy 240 na wyświetlaczu poniżej czterech minut bez wstępnego podgrzania płytki.

Także dalszych prób nie będę już podejmował przynajmniej do czasu zakupu podgrzewacza. Stałe podgrzewanie od spodu wydaje się kluczowe jak i porządny hot. Dziękuję za obszerne odpowiedzi.

Mam jeszcze jedno pytanie, czy stawianie świeżych kulek w układach o których pisałem w pierwszym poście ma sens (mniejsza o opłacalność) i daje trwałą poprawę czy jest to loteria jak w przypadku nieco nowszych układów i trzeba je wymienić na sprawne ?

Trante011 napisał(a):Mam jeszcze jedno pytanie, czy stawianie świeżych kulek w układach o których pisałem w pierwszym poście ma sens (mniejsza o opłacalność) i daje trwałą poprawę czy jest to loteria jak w przypadku nieco nowszych układów i trzeba je wymienić na sprawne ?

Jeśli po dociśnięciu układu pojawia się obraz to masz problem z kulkami pod układem i wtedy reballing pomoże.
Do starych sprzętów cena zakupu nowego układu często przewyższa cenę całego urządzenia, ja do nauki zamawiam używane układy od chińczyka 10-20zł
Ale ja chałupniczo to robię dla własnej praktyki, nie dla klientów.

Trante011 napisał(a):Teorię, przynajmniej tę o której piszecie w tym wątku już znam.

Skoro znasz teorię, to dlaczego robisz kompletnie inaczej? Na forum jest sporo postów, dotyczących lutowania BGA, ale powtórzę te najważniejsze zasady.
- lutowanie BGA to jest lutowanie konwekcyjne; oznacza to, że dolna grzałka wykonuje 90% pracy (nagrzanie płyty do zadanej temperatury), zaś górna jedynie ogranicza obieg gorącego powietrza do lutowanego układu, zamykając przepływ gorącego powietrza w dół) i wspomaga dolną grzałkę. To głównie płyta ma być podgrzana do temperatury rozpływu kulek, a nie tylko układ.
- z uwagi na to, że górna grzałka pełni jedynie rolę wspomagającą proces lutowania, ma ona zwykle dość niską moc (najczęściej nieprzekraczającą 500W), zaś dolna grzałka musi mieć stosunkowo dużą moc (dlatego w maszynach z wyższej półki dolna grzałka ma moc kilku kW).
- dysza górna powinna być dopasowana do kształtu i rozmiaru lutowanego układu; standardowo stosuje się dysze o wymiarach od 2 do 5mm większych, niż lutowany układ. Nie zaleca się lutowania przy użyciu niedobranych dysz, ponieważ zakłóca to (a w niektórych przypadkach wręcz uniemożliwia) poprawną konwekcję. Tutaj masz nieco więcej w tym temacie: post257051.html#p257051

Trante011 napisał(a):Mam jeszcze jedno pytanie, czy stawianie świeżych kulek w układach o których pisałem w pierwszym poście ma sens (mniejsza o opłacalność) i daje trwałą poprawę czy jest to loteria jak w przypadku nieco nowszych układów i trzeba je wymienić na sprawne ?

Jeśli układ jest uszkodzony, to nawet 10-krotny reballing mu nie pomoże. Jeśli jednak jest to wyłącznie problem pękniętego spoiwa, to przekulkowanie jak najbardziej się tu sprawdza - układy z początku 21 wieku (do 2006 roku, czyli na spoiwie ołowiowym) nie mają problemów, znanych z układów, produkowanych od 2006 roku. Trzeba bowiem wiedzieć, że wiele z tych nowszych układów ma organiczne połączenia między krzemowym rdzeniem a epoksydowym podłożem - to powoduje, że układy te mają mocno ograniczoną żywotność (vide "planowe postarzanie produktu"). W starszych układach BGA połączenia między rdzeniem a podłożem są wykonane z niskotopliwego metalu (najczęściej jest to po prostu ołowiowa cyna), więc ich trwałość jest znacznie lepsza.

Skoro znasz teorię, to dlaczego robisz kompletnie inaczej?

Bo nie mam podgrzewacza. Zaobserwowałem w materiałach, że niektórzy podgrzewają najpierw tył, następnie grzeją układ od góry. Próbowałem więc w ten sposób przy braku alternatyw. Z większymi układami SMD radziłem sobie w ten sposób, że kładłem na ich powierzchnię namoczone ręczniki papierowe wraz z kilkoma warstwami samoprzylepnej folii aluminiowej by ich nie przegrzać. Nowsze procesory BGA po 2006 udało się wygrzać i nie uszkodzić choć prawdopodobnie zdołały puścić kulki jedynie pod rdzeniem ze względu na mniejszą powierzchnie w stosunku do reszty układu który styka się bezpośrednio z pcb. Na układy o których mowa w tym temacie nie znalazłem metody i już nie będę ich męczył do czasu zakupu podgrzewacza. Nie chciałbym żeby to co wyżej napisałem ktoś potraktował jako poradę z mojej strony, wiadomo że lepiej mieć sprzęt i nie kombinować w ten sposób. Wiedziałem że straty będą niewielkie więc pozwoliłem sobie na tego typu eksperymenty.

Jeśli po dociśnięciu układu pojawia się obraz to masz problem z kulkami pod układem i wtedy reballing pomoże.
Do starych sprzętów cena zakupu nowego układu często przewyższa cenę całego urządzenia, ja do nauki zamawiam używane układy od chińczyka 10-20zł
Ale ja chałupniczo to robię dla własnej praktyki, nie dla klientów.

Ja podobnie bardziej hobbystycznie a trenuję na tym co mam na szrocie i jest niewiele warte. Marzy mi się prawdziwa stacja do której będę mógł załadować profil, ale to już temat na inny wątek.