Qu’est-ce que la retouche BGA ?

Lorsque vous devez retirer, remplacer ou réparer un composant BGA sur une carte PCB, cela s’appelle une retouche BGA. Un BGA est un composant doté de plusieurs billes de soudure (ou « bumps ») qui le connectent à la carte. Contrairement aux composants traditionnels, les BGA sont difficiles à retoucher car les joints de soudure sont cachés sous le boîtier, ce qui les rend inaccessibles et invisibles.

Quand une retouche BGA est-elle nécessaire ?

• Joints de soudure défectueux : Si les joints de soudure entre le BGA et la carte PCB sont compromis, une retouche est nécessaire pour rétablir la connectivité électrique.
• Composants endommagés : Le stress physique ou thermique peut endommager le boîtier du BGA, nécessitant son remplacement.
• Mises à jour ou modifications : Dans certains cas, la mise à jour d’un composant ou la modification du circuit nécessite le retrait et le remplacement du BGA.

Comment effectuer une retouche BGA ?

Outils nécessaires pour la retouche BGA :

• Station de retouche BGA (comprenant un pistolet à air chaud, une station de soudage et un four de refusion)
• Protection ESD (tapis antistatique, bracelet)
• Flux (pour nettoyer et faciliter la refusion de la soudure)
• Pâte à souder ou billes de soudure préformées
• Outil de prise sous vide (pour retirer et placer le BGA en toute sécurité)
• Pinces et matériaux de nettoyage (pour nettoyer les pastilles PCB)

1. Préparation du site

Avant de retoucher le BGA, une bonne préparation est essentielle. Assurez-vous que votre espace de travail est propre, sans statique et bien organisé.

• Nettoyage de la zone : Utilisez de l’alcool isopropylique pour éliminer toute saleté, débris ou ancien flux autour du BGA.
• Appliquer la protection ESD : Portez un bracelet antistatique et placez la carte sur un tapis antistatique pour éviter toute décharge électrostatique pouvant endommager les composants sensibles.
• Appliquer le flux : Appliquez un flux sans nettoyage dans la zone du BGA pour faciliter la refusion de la soudure pendant le processus de chauffage.

2. Retrait du BGA

Le retrait du BGA est une étape délicate nécessitant un contrôle précis de la température et du temps.

• Préchauffer la carte PCB : Utilisez la station de retouche BGA pour préchauffer la carte afin de garantir une distribution uniforme de la température et éviter toute déformation de la carte.
• Chauffer le BGA : Placez la buse d’air chaud au-dessus du BGA et appliquez une chaleur uniforme jusqu’à ce que les joints de soudure fondent. Le BGA devrait commencer à se soulever de la carte à mesure que la soudure fond.
• Retirer le BGA : Utilisez soigneusement un outil de prise sous vide ou des pinces pour soulever le BGA de la carte. Veillez à ne pas exercer trop de force, car cela pourrait endommager les pastilles sous le composant.

3. Nettoyage du site (préparation des pastilles)

Après avoir retiré le BGA, il est essentiel de nettoyer les pastilles sur la PCB pour les préparer à une nouvelle soudure.

• Retirer la soudure résiduelle : Utilisez une tresse à dessouder ou un fer à souder pour enlever l’ancienne soudure des pastilles. Cela garantit que le nouveau BGA établira un bon contact avec la carte.
• Nettoyage à l’alcool : Nettoyez à nouveau la zone avec de l’alcool isopropylique pour éliminer tout résidu de flux ou de soudure.

4. Rebillage du BGA

Le rebillage consiste à appliquer de nouvelles billes de soudure sur le BGA si nécessaire. Cette étape est essentielle si le BGA d’origine est réutilisé.

• Aligner le BGA : Placez le BGA dans un gabarit ou un pochoir de rebillage conçu pour le maintenir en place.
• Appliquer les billes de soudure ou la pâte : À l’aide d’un pochoir de soudure fin, appliquez de la pâte à souder ou des billes de soudure préformées sur le BGA.
• Refondre les billes de soudure : Utilisez la station de refusion pour fondre les billes de soudure sur le BGA. Assurez-vous d’une répartition uniforme de la chaleur pour éviter de déformer le BGA.

5. Resouder le BGA

Une fois le BGA correctement rebillé, il est temps de le rattacher à la carte PCB.

• Positionner le BGA : Alignez soigneusement le BGA sur les pastilles de la PCB à l’aide de pinces ou d’un outil de prise sous vide.
• Refondre le BGA : Utilisez la station de retouche (air chaud ou four de refusion) pour faire fondre les billes de soudure, en assurant que le BGA est solidement fixé à la PCB.
• Inspecter les joints de soudure : Après refroidissement, inspectez les joints sous un microscope ou à l’aide d’un équipement à rayons X pour vous assurer que les connexions sont correctes.

Combien de fois peut-on retoucher un BGA ?

Un BGA ne peut être retouché qu’un nombre limité de fois. En général, vous pouvez retoucher un BGA deux ou trois fois avant de risquer d’endommager les pastilles sur la carte ou le composant lui-même.

Erreurs courantes lors de la retouche BGA et comment les éviter

Lors de la retouche des BGA, plusieurs erreurs courantes peuvent survenir. Voici les problèmes les plus fréquents et comment les éviter :

1. Chauffage inégal

• Erreur : Appliquer une chaleur inégale lors du retrait ou de la refusion peut déformer la PCB ou endommager le BGA.
• Solution : Utilisez toujours une station de préchauffage et distribuez la chaleur uniformément sur le BGA.

2. Flux insuffisant

• Erreur : Ne pas utiliser suffisamment de flux peut entraîner une mauvaise circulation de la soudure et des joints faibles.
• Solution : Appliquez toujours une quantité suffisante de flux sans nettoyage pour assurer une refusion correcte de la soudure.

Effectuer une retouche BGA est un travail de précision qui exige de l’attention, les bons outils et les bonnes compétences. Si vous suivez les étapes décrites dans ce guide — préparation du site, retrait du BGA, nettoyage, rebillage et resoudure — vous pourrez effectuer des retouches BGA en toute confiance. Assurez-vous simplement d’éviter les erreurs courantes telles que ne pas chauffer uniformément ou ne pas utiliser assez de flux, et inspectez toujours votre travail après la refusion.