Reballing ou Reflow ?

[mamtrix]

Oi pessoal, decidi criar esse tópico, pois tenho visto direto os colegas falarem em reflow e muitos poucos em reballing, eu sei que não é todos que podem adquirir uma estação BGA, mas tem muitas formas alternativas de se fazer o reballing, aqui mesmo no fórum tem, bom, esse é outro assunto.

 

O que desejo é compartilhar os meus conhecimentos, trabalho com solda BGA desde 2007, e nesse período pude perceber a importância do reballing e não do reflow, vou esclarecer melhor.

 

Reflow, ou ressolda  do BGA sem remover o chip e consecutivamente, mantendo a mesma solda.

Tem várias teorias sobre o que provoca o defeito BGA, solda led free (a grande vilã), solda fria e por ai vai, mas o que posso perceber, é que a solda que está apresentando problema, já está com sua vida útil acabada, seja qual for o motivo e reaproveitar essa solda não é o mais indicado.

 

Sei que muitos reflows dão certo, não quero criar polêmica.

 

1-No ato do reflow, o técnico aplica uma grande quantidade de fluxo, embaixo do chip, e esse fluxo, com o tempo, ele continua agindo sobre as esferas do BGA, e quando o chip aquece, acaba agravando ainda mais o defeito original, sendo necessário novo reflow em curto prazo (garantia).

 

2-Tem muitos defeitos de BGA que o problema não é a solda, é trilha rompida em baixo do chip (na placa mãe), e no ato do reflow, acaba abrindo de vez esse ponto, já que no ato do reflow, a solda trabalha, morrendo de vez a placa mãe, dai o técnico fica se batendo procurando o defeito, e achando que pelo fato de ter sido feito reflow, o defeito não é de BGA.

 

3-Fazendo reflow, normalmente o técnico se baseia no tempo de solda, uns falam em 30 seg, outros 1 min, e por ai vai, mas o fato que nunca se sabe ao certo se todas as esferas foram derretidas, ou seja, bem certo que muitas esferas não serão ressoldadas.

 

4-A cada reflow, se diminui a vida útil do chip, e posso mostrar o porque, vamos a teoria e a prática.

 

Os chips BGA e todo e qualquer semicondutor, possui uma resistência interna do chip em seus pinos (impedância), e essa resistência diminui a cada solda até o chip entrar em curto.

 

Vou citar um exemplo do chips que mais dão problema, o famoso Nvidia G6150, se medir os capacitores de um chip novo, zero, que nunca passou por uma solda, apenas o reballing em processo industrial, verá que a média da resistência interna está na faixa de 10 à 12 ohms, mas já um chip que passou por uma única solda, essa resistência baixa para cerca de 8 à 10 ohms, e se for aplicada mais uma solda, baixa ainda mais, podendo à chegar 4 a 6 ohms (não recomendo aproveitar esses chips), claro, isso depende do tempo e temperatura o que o técnico aplicou no chip, podendo o chip queimar na primeira solda, se o técnico não tiver boa habilidade, pois o tempo curto e temperatura correta é primordial. (não vou citar, porque muda de equipamento para equipamento os ajustes ideais).

 

Claro, não é via de regra, pois os chips mudam de modelo para modelo, o profissional vai depender de sua experiência para decidir se o chip está bom ou não, e nem todos os capacitores terão os mesmos valores, o importante é não ter uma resistência muito baixa, (menos de 8 ohms), como na imagem postada neste tópico, circulei os pontos em que possuem essa resistência, já os outros capacitores normalmente possuem mais de 200 ohms.

 

Resumindo, o reflow possui vários pontos negativos, e não são garantidos, o melhor mesmo é fazer reballing direto, pois o profissional terá certeza que a solda é nova, bem soldada, que não possui trilhas rompidas e não vai ficar aquela meleca de pasta de solda ou fluxo embaixo do chip.

 

Tenho certeza que essa dica será muito útil, então quem ler, não esqueça de clicar na mãozinha verde e mandar um joinha. Att. Marco.

 

 

[frankfox]

Olá mamtrix

 

Ainda não tenho uma Honton para ter uma experiência prática sobre bga, meu conhecimento esta mais para teórico

 

O que eu já li e aprendi é que o ideal é fazer um reflow e ver se o sobe o video para ter certeza que é bga, se subir faz o reballing. Fazer o reflow como serviço final acho que é para amadores.

 

O que o professor que fiz o curso de bga disse foi sobre a ação mecânica da nova liga Lead-Free que não é tão maleável quanto o chumbo e qualquer batidinha no note pode trincar as esferas ou causar a a solda fria

 

abs

 

[mamtrix]

Oi, concordo com o seu professor, faz sentido o que ele disse sobre a solda led free, já sobre reflow, não sei se você entendeu bem, você reduz consideravelmente a vida do chip a cada vez que você aquece ele a altas temperaturas e o fluxo que você aplica para efetuar a solda, fica agindo o resto da vida no chip, e isso não é bom, pois continua agindo nas esferas, uma coisa que esqueci de colocar de ponto negativo, é que o fluxo, com o tempo, passa a ser condutivo, informação passada por engenheiros da Martin (empresa que fabrica estação BGA) e fora outros problemas que eu relatei acima, vale à pena reler com mais calma, para entender bem, não quero criar polemicas com outros colegas que gostam de fazer reflow, quero apenas passar minha experiência. Att. Marco.

[chamorro]

concordo plenamente com você. O REFLOW é só pra ter dor de cabeça, de vez em quando da uma sorte de não retornar o serviço mas é muito dificil, acredito que ele só serve pra vc perder cliente.

[NinjaInfo]

Amigo estou tendo problemas com esse chip soldei as esferas usando o pre da minha IR6000 com uma chapa em cima do pre

assim eu boto o pre em 270º e a temperatura na chapa fica em 180º mas a resistencia ds capacitores vão para 1,8

O chip é novo sera que as esferas soldão em 150º

[mamtrix]

Oi,

 

olha só, eu não uso a IR6000, mas lhe adianto os parâmetros que eu uso para remover o chip são:

Pré de entre 150 a 160 graus, ar quente para remover o chip à 380 graus.

Medidas reais, recomendo utilizar um sensor de temperatura confiável do tipo K, já que os equipamentos em geral, varia e muito as calibragem, eu mesmo tenho que recalibrar minha estação de tempos em tempos.

 

Bom, vamos as teorias, tem vários tipos de soldas (esferas) leadfree e leaded, as leadfree (sem chumbo, mais comuns com prata, derretem à aproximadamente 220 graus, já as leaded (com chumbo), derretem à cerca de 180 graus, e como tem diversos componentes sensíveis à volta do BGA, não se pode ultrapassar os 180 graus, pois aumenta consideravelmente o risco de danificar tanto o chip BGA, quanto os componentes próximos e a própria placa mãe, sem contar que, como não sabemos ao certo qual tipo de solda está sendo usado numa determinada placa, se ultrapassar os 180 graus, corre o risco de na parte de baixo começar a soltar componentes, como já aconteceu comigo quando eu ainda estava aprendendo.

 

Não entendi ao certo como você está medindo os capacitores, mas vou esclarecer, essa medida varia conforme a temperatura, pois dentro do chip nada mais é que semicondutores, ou seja, diodos, transistores, etc...a medida confiável é com o chip frio e sem as esferas velhas fechando curto, ou seja, eu primeiro removo o chip da placa mãe, removo toda solda velha, limpo bem com álcool e só depois que está bem limpo, seco e frio (temperatura ambiente) é que faço a medição dos capacitores.

 

Espero ter sido útil.

 

Att. Mamtrix.

[Alex]

O que eu já li e aprendi é que o ideal é fazer um reflow e ver se o sobe o video para ter certeza que é bga, se subir faz o reballing. Fazer o reflow como serviço final acho que é para amadores.

 

O que o professor que fiz o curso de bga disse foi sobre a ação mecânica da nova liga Lead-Free que não é tão maleável quanto o chumbo e qualquer batidinha no note pode trincar as esferas ou causar a a solda fria

 

o reflow num chip bga é uma técnica muito invasiva e desaconselho completamente, mesmo para diagnóstico.

 

quanto à solda sem chumbo, felizmente para nós , ela não tem plasticidade. mas acho que uma boa forma de perceber isso é tentar arranjar um pouquinho e fazer umas soldas com essa $%&/&%&/.

 

mas mesmo dentro da solda com chumbo notam-se muitas diferenças. por exemplo, uma boa solda eutéctica (63/37) difere muito de uma 60/40.

[PowerTec]

Aonde está o tutorial?

[mamtrix]

PowerTec,

 

Que tutorial você está falando?

[NinjaInfo]

Amigo comprei um termopar tipo K da minipa quando chegou em 230º no teste ele queimou o modelo do meu é MTK-01 sera que existe um melhor ou equivalente a o original ?

[mamtrix]

Tem alguma coisa errada, leia esse pdf

 

"Tipo K (Cromel / Alumel)

O termopar tipo K é um termopar de uso genérico. Tem um baixo custo e, devido à sua

popularidade estão disponíveis variadas sondas. Cobrem temperaturas entre os -200 e os 1200 ºC,

tendo uma sensibilidade de aproximadamente 41µV/°C."

Você não tem permissão para ver links. Faça login ou cadastre-se.

Fonte Prolab.

 

Att. Mamtrix.

[marcioformula]

Pessoal, como uma de minhas formações em Engenharia de Materiais vou falar um pouco do que acontece com as soldas usadas na eletrônica.

Sabemos que as soldas usadas em eletrônica são formadas por ligas metálicas mais a adição de um fluxo que garante que na presença de altas temperaturas não ocorra reações de oxidação com o nosso meio. Caso a solda tenha pouco fluxo ou mesmo não tenha, irá se formar na sua superfície uma película com a presença de um óxido. A presença de óxido na superfície de um metal, eleva a sua temperatura de fusão em vários graus a mais. Há uma coisa importante que a maioria das pessoas não sabe é que você unindo dois ou mais metais diferentes e dependendo da porcentagem de cada metal, podemos elevar ou diminuir a temperatura de fusão dessa liga metálica. (entenda liga metálica, a união de dois ou mais metais).

Um exemplo que pode ser observado é nesse diagrama binário de Chumbo e estanho, que é a liga usada nas soldas clássicas de eletrônica.

.

Vejamos que a temperatura de fusão do chumbo está em 327,5ºC e a do estanho 231,9ºC, notem que a temperatura do chumbo é bem mais alta que a do estanho. Agora observem quando misturamos o chumbo e o estanho a uma proporção definida, mais precisamente com uma liga contendo 38% de chumbo e 62% estanho, o ponto de fusão dessa liga cai para 186ºC, temperatura menor que o ponto de fusão do estanho.

Agora voltando ao assunto, a liga de prata estanho ou prata estanho e cobre não apresentam as mesmas características que a liga de chumbo e estanho. Características como temperatura de fusão, maleabilidade, dureza, entre outras, ficam bem diferentes e com isso a sua "soldabilidade" fica diferente também. Más então porque não usar o chumbo na liga como se fazia antes? O chumbo com o tempo passou a ser estudado e foi comprovado que ele influi drasticamente no sistema nervoso dos seres vivos e por isso seu uso nas soldas passou a ser descontinuado e substituído pela prata. A prata como é um elemento que apresenta uma boa maleabilidade e não sendo tóxica quando se "dissolve" no meio ambiente, passou a ser usada. Más ai está o ponto chave. A prata quando aquecida e resfriada (dilatação térmica) tende a se fraturar com o tempo, sendo esse efeito conhecido como stress térmico. Já o chumbo por apresentar uma melhor maleabilidade, sofre muito menos com esse stress térmico.

Quando fazemos um reflow num chip, ele possivelmente está com solda lead free (sem chumbo), ai essa solda aquece e entra em seu ponto de fusão e após retirada da maquina de solda, ela resfria. Com o resfriar dessa solda, ela já tem intrinsecamente em seu interior (grãos) pontos de fragilidade, vindo a piorar e consequentemente, se fraturar e romper com o tempo. Lembre que esse tempo está relacionado com a dilatação térmica, ou seja, ligamos o equipamento, é gerado o calor no componente e após desligarmos, ele esfria. Já com o rebaling, a solda lead free é trocada por uma nova solda, chumbo X estanho e com isso, suas propriedades são melhoradas e não correndo o risco de que a curto prazo tenhamos que refaze-la.

O ideal no processo de soldagem seria que todas as soldas saíssem de fabrica com soldas de liga chumbo x estanho, más como vimos, questões ambientais impedem seu uso. E como podemos resolver esse problema? Trocando as soldas lead free dos aparelho que apresentam problemas de contato, por solda com chumbo. Reflow não é recomendado e pode ser um grande vilão quando feito num equipamento, com possíveis perdas de todo o equipamento por stress térmico na placa e no componente.

[satellite]

Reflow para testes

 

Reballing soluçao.

[marcioformula]

Reflow para testes

 

Reballing soluçao.

Caro amigo satellite, como você vai fazer um teste com algo que pode piorar ou dar um fim por completo no seu trabalho?

 

O certo seria:

Reflow - nunca mais

Reballing - sempre

 

 

[mamtrix]

marcioformula,

 

Seu comentário foi extraordinário, e achei muito útil e ampliou em muito meus conhecimentos, tornado esse tópico melhor do que já estava.

Só estou vendo dificuldades em concientizar os colegas em não mais fazer reflow, pois estão dando tiro no pé, mesmo que seja apenas para testes, hoje mesmo tive que trocar 2 BGAs que passaram por reflow, mesmo estando bons antes de serem removidos da placa, não aguentaram, queimaram.

Porque isso? Justamente o fato de que reflow  reduz consideravelmente a vida útil do chip.

 

100% apoiado no seu último comentário!

Reflow=nunca mais.

 

Att. Mamtrix.

[marcioformula]

Obrigado mamtrix! Os colegas ainda relutam, e entendo alguns, pois muitos não tem estações como a Honton 490 para o auxiliar na remoção, tornando-se  mais fácil apenas fundir a solda "velha" com uma estação simples de ar quente e após, aguardar seu resfriamento.

O que tem que observar é que ai mora o problema. Muitos que usam o reflow estão contribuindo para uma redução drástica da vida útil do aparelho do cliente e mesmo assim o fazem com a esperança que dê certo. 

 

[marcioformula]

Para alguns que não sabem ou não conhece o que seria stress térmico, vou relatar.

Imaginem uma colher de sobremesa que temos em casa. Imaginemos que pegássemos essa colher e começássemos a entortar de um lado para o outro. Chegaria o momento que essa colher iria se partir. Isso seria um exemplo de stress mecânico. Agora imagine esse mesmo resultado, o partir da colher, sendo feito com o calor e o resfriamento em um metal (solda). Pois é exatamente o que acontece com a solda, tendo-se o agravante de poder soltar as trilhas ou pads de uma placa assim como a queima de um componente. Por tudo isso é que nunca devemos aquecer e resfriarmos um placa em temperaturas extremas por varias vezes, que é o caso de reflow´s e de várias re-soldagens. Agora imagine que toda vez que se vá testar algo se faça um reflow antes para ter certeza se é problema na solda de um BGA.

Minha dica é, se tem duvida na solda lead free de um componente bga, troque a solda, ou seja, reballing. 

[ricdeldebbio]

Eu penso que ainda tem colegas que confundem M E com Reflow.

Para diagnóstico muitas vezes o ME é um passo  para confirmar ou não o  Reball. O reflow é agressivo e causa o stress térmico do chip. Também não aconselho o reflow, a não ser em raros casos.

[mamtrix]

A única diferença do ME para reflow, é que reflow derrete as esferas por completo e ME não, mas ambos é necessário aplicar fluxo, e ambos são agressivos tando ao chip quanto a solda.

 

[satellite]

marcioformula,

Com temperatura controlada para cada chip, fluxo de qualidade, rampas adequadas,

 

nunca perdi uma mb ou chip fazendo reflow para testes ...

 

mas pode acontecer tem pessoas que fazem com soprador .. secador de cabelo né ... nunca se sabe hehehe

 

 

Mensagem editada, não dava pra entender o que era citação da mensagem anterior, resposta do usuário.

Favor evitar citações nas mensagens, principalmente quando fica bagunçada e usuário não têm o cuidado de corrigir.

[mamtrix]

Essa semana recebi dois notes com as placa mãe detonadas por ter sido feito só Deus sabe quantos reflows  e resolvi compartilhar o absurdo que me deparei.

Att. Mamtrix.

[mamtrix]

Fiz algumas medidas em chips para exemplificar melhor, e segue as fotos, notem a grande diferença na resistência.

Imagine  esses chips com a resistência interna muito baixa, consecutivamente vão aquecer mais do que o normal, já que a corrente de consumo é superior, esse é um dos motivos porque da tanto retorno de BGAs, assim não devemos fazer reflows, e sim fazer o reballing direto, mas claro, se já foi feito reflow e a resistência está abaixo do normal, o mais recomendável e trocar o chip.

 

Att. Mamtrix.

[ricdeldebbio]

A única diferença do ME para reflow, é que reflow derrete as esferas por completo e ME não, mas ambos é necessário aplicar fluxo, e ambos são agressivos tando ao chip quanto a solda.

 

Nunca usei fluxo  no ME. O colega devia ler:

Você não tem permissão para ver links. Faça login ou cadastre-se.

 

[mamtrix]

ricdeldebbio

 

Já tinha lido, no seu caso só dilata as esferas.

Att. Mamtrix.

[ricdeldebbio]

Por isso mesmo o procedimento é muito menos agressivo que o reflow (sem comparação). Por isso que fiz o comentário que fazem confusão entre ME e Reflow.