Conoce a tu enemigo: abre tu camino en pistas BGA

[Andrew Zonenberg] cruzó una línea en sus proyectos de pasatiempos electrónicos. El Ball Grid Array (BGA) es un tipo de pista de chips que la mayoría de los aficionados dejan a los profesionales. Pero aprendió las habilidades necesarias para usarlas en sus proyectos. Recientemente logró un set de prueba para mostrar su proceso de lucha e ilustrar uno de los errores que podría cometer un novato.

Para aquellos que no están familiarizados, la pista BGA es notoriamente difícil de soldar con precisión porque consiste en una gran cuadrícula de pequeños puntos que cubren la parte inferior del chip. No hay forma de entrar allí con una plancha, por lo que la soldadura depende de la colocación correcta de la pasta de soldadura y el chip, así como de un ciclo de reflujo casi perfecto. A menudo también es difícil para los profesionales. Muchos culpan al fallo de calor de la Xbox 360 a las complicaciones de las conexiones BGA de uno de los chips de la consola.

Para este experimento [Andrew] Quería mostrar lo que sucede si incluye sus rutas en la pista BGA. Es bueno hacer esto si son limitados. Pero si se incluye una ruta estándar, la acción capilar termina tirando de la soldadura hacia abajo en la ruta en lugar de hacer una conexión con el chip. La imagen de arriba es una sección de una de esas carreteras expuestas, que se ve a la derecha.

[Thanks George]

  • Tomás dice:

    De hecho, el camino sin pavimentar es el del medio. La bola de soldadura se hundió completamente en el camino dejando un circuito abierto. La extrema derecha tenía un disfraz de laúd (parcialmente exitoso).

    • Andrés Zonenberg dice:

      Si. El tablero original tenía alrededor de una docena de configuraciones diferentes para acampar y acolcharse a su espacio libre. Algunos fallaron terriblemente, otros funcionaron bien y algunos estuvieron en el medio (como el de la derecha).

      La intención original de la placa era ver si puedo pedir una placa con un proceso económico que no sea compatible con ViP, luego encontrar una forma de cubrir los agujeros cerrados en mi propio laboratorio con epoxi conductor y así sucesivamente. Esta fue la “Carrera que hice sin ningún relleno para poder tener algo comparable.

  • kalashnikovator dice:

    En realidad, es "simple" como más seguro lo que prefiero usar, haciendo mi propio zócalo BGA según la CPU de Intels. De hecho, el primer BGA que usé con un zócalo LGA 775 modificado. Sin embargo, hacer los enchufes usted mismo tampoco es fácil, debe tener una buena escobilla de goma de metal para sellar todos esos pasadores doblados y soldarlos pacientemente en la placa si no se mueven. Para el enchufe, la mayoría de las veces solo uso un trozo de plástico con la cantidad de chips vaciados. Luego, el chip se comprime a lo largo de al menos 2 bordes con tornillos y tuercas a través de la placa, si el número de recorridos del chip lo permite.

    • JB dice:

      Fresco. Me encantaría ver un artículo / página web sobre cómo hiciste esto (oye, tienes mi voto por material digno de un artículo). Nunca he tocado BGA porque no pensé que podría manejar la soldadura, pero un enchufe personalizado podría ser más manejable, por decir lo menos.

      • Andrés Zonenberg dice:

        Creo que manejé el proceso bastante bien en el artículo vinculado: http://siliconexposed.blogspot.com/2012/07/bga-process-notes.html. Por favor comente allí si desea más detalles.

  • Jesse Congdon dice:

    La apuesta segura es poner todas las carreteras del lado de las almohadillas BGA, el problema molesto es que primero colocas todas las carreteras en el mismo lugar en relación con la almohadilla ... para que la pasta de soldadura vaya a la carretera tira su chip a un lado con una tensión superficial ARRUINANDO TODO. Debe volver atrás y crear nuevos tableros con ubicaciones más aleatorias. PUAJ.

  • glacipafo dice:

    ¿No es para eso el camping? Altium-> clic derecho en -> "Forzar la tendencia completa hacia arriba / abajo" o equivalente en Cadencia / Mentor / etc. Esto básicamente lo recubre "cierro", creo, evitando que la soldadura se encoja y dándote una superficie plana muy agradable para tu BGA.

    Creo que también puedes agregar lágrimas para combatir el problema descrito por Jesse. No hay problemas con F1152 Stratix II hasta ahora, siga estos métodos.

    • Jesse Congdon dice:

      Ah, gracias, lo consideraré si puedo superar mi trastorno de estrés postraumático en el asunto.

    • Devlin dice:

      Los caminos tentados son caminos que tienen la máscara de soldadura sobre ellos. Para pasar por debajo de una almohadilla, se utiliza su almohadilla interna (VIP). Los caracteres son trazados regulares o perforados con láser que tienen otro material que llena el agujero, a menudo con epoxi conductor, que luego se recubre con cobre. Así es como se organizan los BGA de 0,4 milésimas de bola de 700 bits.

      • glacipafo dice:

        El suyo en un colchón aumenta el costo administrativo (al menos de los proveedores que utilicé); una explosión estándar de estilo dog-leg funcionó bien desde cosas como Stratix II hasta CPU / PCH Intel BGA. Sin embargo, no recuerdo su lanzamiento afuera.

        Definitivamente es bueno pagar por ello, pero no creo que sea del todo necesario para una escapada exitosa de BGA.

      • Andrés Zonenberg dice:

        He hecho muchas tablas BGA exitosas con patas de perro de carpa. Aquí hay uno: http://imgur.com/a/55vkt#0

        Es una computadora de placa única basada en Spartan-6 FPGA con 64 MB de RAM DDR, 128 MB de flash NAND y Ethernet 10/100.

        El FPGA es el XC6SLX16 (pronto crearé otra unidad con el XC6LX25 más grande) en un paquete FTG256: matriz de 16 × 16 con paso de 1 mm.

  • steve dice:

    ¿Alguien más ve AT-AT?

  • picadura dice:

    ¡IIRC el anillo rojo de XBOX 360 de "calor" muerto falló debido a la soldadura sin plomo! La soldadura sin plomo no es un sustituto directo de la soldadura con plomo; requiere diferentes tiempos, temperaturas, rampas de calefacción y refrigeración, etc. La XBOX se fabricó con hornos de reflujo configurados para soldadura con plomo, mientras que utilizaban soldadura sin plomo. Si los hornos estuvieran configurados para soldar sin plomo, o si se usaran para soldar con plomo, las fallas de XBOX RROD no ocurrirían.

    Esto resultó en malas soldaduras conectando los chips. Cuando se usaba la GPU, se calentaba y hacía que la placa se expandiera apretando los soldadores. Después de muchos ciclos de eso, las soldaduras defectuosas se romperían y el chip GPU ahora rompió las conexiones.

    TL; ¡DR sin soldadura de plomo, no la tecnología BGA fue el culpable!

    • MikrySoft dice:

      Su fabricante puede hacer todo bien y aún puede tener problemas de tipo "RRoD" con la soldadura sin plomo (principalmente en BGA, pero QFN y otros paquetes sin plomo se lograrán con esto). La soldadura sin plomo tiene dos desventajas (sin mencionar el complicado proceso de soldadura.
      Primero, es más frágil. Es por eso que una tensión térmica repetida de un testamento puede romper una articulación, incluso si se hace correctamente. XBox con enfriamiento inadecuado tenía esos ciclos bastante profundos, y un paquete BGA tampoco ayudó: en QFP tienes piernas para estirar un poco.
      El segundo es el alto contenido de estaño. El estaño tiene esta desagradable habilidad para formar bigotes, acortando sus circuitos. Es por eso que la NASA obtiene todos sus elementos mediante soldadura de plomo en los cables.

Maya Lorenzo
Maya Lorenzo

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