¿Qué es el retrabajo de BGA?

Cuando necesitas quitar, reemplazar o reparar un componente BGA en una PCB, eso se llama retrabajo de BGA. Un BGA es un componente que tiene un montón de bolas de soldadura (o «bumps») que lo conectan a la placa. A diferencia de los componentes tradicionales, los BGAs son difíciles de retrabajar porque las uniones de soldadura están ocultas bajo el encapsulado, por lo que no puedes acceder a ellas ni verlas.

¿Cuándo es necesario el retrabajo de BGA?

• Uniones de soldadura defectuosas: Si las uniones de soldadura entre el BGA y la PCB están comprometidas, el retrabajo se vuelve necesario para restaurar la conectividad eléctrica.
• Componentes dañados: El estrés físico o térmico puede dañar el encapsulado BGA, requiriendo su reemplazo.
• Actualizaciones o modificaciones: En algunos casos, la actualización de un componente o la modificación del circuito requiere la remoción y reemplazo del BGA.

¿Cómo hacer retrabajo en BGA?

Herramientas necesarias para el retrabajo de BGA:

• Estación de retrabajo BGA (incluye pistola de aire caliente, estación de soldadura y horno de refusión)
• Protección ESD (alfombrilla antiestática, pulsera antiestática)
• Flux (para limpieza y facilitar la refusión de la soldadura)
• Pasta de soldadura o bolas de soldadura preformadas
• Herramienta de vacío (para retirar y colocar el BGA de manera segura)
• Pinzas y materiales de limpieza (para limpiar las almohadillas de la PCB)

1. Preparación del sitio

Antes de retrabajar el BGA, es crucial realizar una preparación adecuada. Asegúrate de que tu área de trabajo esté limpia, libre de estática y organizada.

• Limpieza del área: Usa alcohol isopropílico para quitar cualquier residuo, suciedad o flux viejo del área alrededor del BGA.
• Aplicar protección ESD: Usa una pulsera antiestática y coloca la placa en una alfombrilla segura para ESD para evitar la descarga estática que pueda dañar componentes sensibles.
• Aplicar flux: Usa flux sin limpieza en el área del BGA para promover una adecuada refusión de la soldadura durante el proceso de calentamiento.

2. Remoción del BGA

La remoción del BGA es un paso delicado que requiere un control preciso sobre la temperatura y el tiempo.

• Precalentar la PCB: Usa la estación de retrabajo de BGA para precalentar la PCB, asegurando una distribución uniforme de la temperatura y evitando deformar la placa.
• Calentar el BGA: Coloca la boquilla de aire caliente sobre el BGA y aplica calor de manera uniforme hasta que las uniones de soldadura se fundan. El BGA debería comenzar a despegarse de la placa a medida que la soldadura se derrite.
• Retirar el BGA: Con cuidado, usa una herramienta de vacío o pinzas para levantar el BGA de la placa. Asegúrate de no aplicar demasiada fuerza, ya que podrías dañar las almohadillas debajo.

3. Limpieza del sitio (Redescripción del sitio)

Después de retirar el BGA, es esencial limpiar las almohadillas en la PCB para prepararlas para una nueva soldadura.

• Quitar la soldadura residual: Usa una mecha de soldadura o un soldador para quitar la soldadura vieja de las almohadillas. Esto asegura que el nuevo BGA haga contacto adecuado con la PCB.
• Limpiar con alcohol: Limpia nuevamente el sitio con alcohol isopropílico para quitar cualquier residuo de flux o soldadura.

4. Reballing del BGA

El reballing es el proceso de aplicar nuevas bolas de soldadura al BGA si es necesario. Este paso es esencial si el BGA original se va a reutilizar.

• Alinear el BGA: Coloca el BGA en una plantilla o jig de reballing diseñado para mantenerlo en su lugar.
• Aplicar bolas de soldadura o pasta: Usando una plantilla de soldadura fina, aplica pasta de soldadura o bolas de soldadura preformadas al BGA.
• Refundir las bolas de soldadura: Usa la estación de refusión para fundir las bolas de soldadura en el BGA. Asegúrate de que la distribución del calor sea uniforme para evitar deformar el BGA.

5. Re-soldadura del BGA

Después de que el BGA esté correctamente rebaleado, es hora de volver a colocarlo en la PCB.

• Posicionar el BGA: Alinea cuidadosamente el BGA sobre las almohadillas de la PCB usando pinzas o una herramienta de vacío.
• Refundir el BGA: Usa el aire caliente de la estación de retrabajo o el horno de refusión para derretir las bolas de soldadura, asegurando que el BGA quede firmemente adherido a la PCB.
• Inspeccionar las uniones de soldadura: Después de que se enfríe, inspecciona las uniones bajo un microscopio o usando equipo de rayos X para asegurar conexiones adecuadas.

¿Cuántas veces se puede retrabajar un BGA?

Un BGA solo se puede retrabajar un número limitado de veces. Generalmente, puedes retrabajar un BGA dos o tres veces antes de correr el riesgo de dañar las almohadillas en la placa o el propio componente.

Errores comunes en el retrabajo de BGA y cómo evitarlos

Al retrabajar BGAs, pueden ocurrir varios errores comunes. A continuación, se detallan los problemas más frecuentes y cómo prevenirlos:

1. Calentamiento desigual

• Error: Aplicar calor de manera desigual durante la remoción o refusión puede deformar la PCB o dañar el BGA.
• Solución: Usa siempre una estación de precalentamiento y distribuye el calor de manera uniforme en el BGA.

2. Insuficiente flux

• Error: No usar suficiente flux puede llevar a un mal flujo de la soldadura, causando uniones débiles.
• Solución: Aplica siempre una cantidad suficiente de flux sin limpieza para asegurar una adecuada refusión de la soldadura.

Hacer un retrabajo de BGA es un trabajo preciso que requiere atención, las herramientas correctas y saber cómo hacerlo correctamente. Si sigues los pasos que he descrito en esta guía—preparación del sitio, remoción del BGA, limpieza, reballing y re-soldadura—podrás hacer retrabajo en BGA con confianza. Solo asegúrate de no cometer errores comunes como no calentar de manera uniforme o no usar suficiente flux, y siempre inspecciona tu trabajo después de la refusión.