Maîtriser le retravail et la réparation BGA : guide professionnel

21 juillet 2020

Les PCB sont une partie cruciale de la plupart des dispositifs électroniques et électromécaniques, et doivent donc être soigneusement conçus, fabriqués et assemblés. Ils permettent le fonctionnement du circuit dans l'appareil et comportent plusieurs composants montés sur la carte. C'est une tâche cruciale et les composants doivent être montés aux bons endroits avec précision. De plus, avec la taille toujours plus réduite des appareils électroniques, les PCB doivent être compacts mais accueillir de nombreux composants. Cela est réalisé principalement par deux technologies : traversant (thru-hole) et montage en surface. Le BGA (Ball Grid Array) est une technique utilisée dans le cadre de la technologie de montage en surface. Le BGA permet d'atteindre la précision et d'utiliser l'espace disponible sur la carte efficacement pour monter les composants. L'utilisation des surfaces inférieures de la carte augmente l'interconnexion dans le circuit intégré. Cependant, parfois, certains composants doivent être retirés ou remplacés. C'est là qu'intervient le processus de retravail et réparation BGA. Cet article détaille les étapes du processus de retravail BGA.

Quelles sont les étapes du processus de retravail BGA ?

Il existe des stations de travail BGA, aussi appelées stations de dispositif de montage en surface (SMD) ou technologie de montage en surface (SMT). Bien que la plupart de ces processus soient automatisés ou semi-automatisés, une précision manuelle est requise sur certains aspects. Principalement, il y a quatre étapes dans le processus de retravail et réparation BGA, avec quelques sous-étapes selon les besoins. Il faut défaire les étapes faites lors du montage du composant. Voici quelques points pour un retravail BGA réussi.

• Retrait des composants requis :

  C'est la première étape du retravail BGA. Pour un retrait sûr et précis, le circuit doit être préchauffé et maintenu pour ne pas bouger. Le chauffage localisé de la zone d'où le composant doit être retiré est aussi crucial. Cela facilite le retrait et évite d'activer les bons conducteurs de chaleur du PCB, comme le cuivre. Des pratiques de surveillance de température appropriées doivent être suivies, manuellement avec un thermocouple ou un dispositif de mesure de chaleur infrarouge. On peut aussi utiliser le chauffage par convection d'air chaud. Injecter de l'azote dans la zone après chauffage. Cela élimine l'oxygène du site et empêche la formation de couche d'oxyde. C'est ainsi que le composant BGA est retiré.

• Nettoyage de la zone après retrait du composant :

  Après le retrait, le site doit d'abord être refroidi puis nettoyé. Tout résidu restant doit être éliminé. Dans le cas de cartes sans plomb, maintenant populaires, ce processus est plus complexe et délicat. Le contrôle de la température est encore plus essentiel pour éviter d'endommager le masque de soudure, la croissance de phases métalliques et d'endommager les composants voisins. Le site à nettoyer doit être positionné vers le haut. Le flux d'air et la chaleur doivent être proportionnés pour faire fondre la soudure. La soudure chauffée fond et refond. Idéalement, cela doit se terminer en un seul cycle de chauffage pour éviter le stress thermique sur la carte.

• Placement des nouvelles billes de soudure sur le site :

  Le nouveau composant BGA doit être placé avec une extrême précision, car le retirer à nouveau entraînerait du gaspillage et des coûts accrus. Une fois le site nettoyé, il faut refondre la nouvelle soudure sans endommager les autres composants. On peut les placer à l'aide d'un pochoir avec ouvertures. La bille de soudure glisse sur le plot du dispositif. Une fois rempli, l'excès de soudure reste sur le pochoir. On peut appliquer une pâte à souder pour aider les billes à rester dans les ouvertures. Comme dans beaucoup d'autres étapes du retravail BGA, la gestion du flux d'air et de la température sont des facteurs cruciaux ici aussi.

• Re-soudure des composants sur le PCB :

  C'est l'étape finale du retravail BGA où le nouveau composant BGA est soudé sur la carte. Le composant BGA est trempé dans la soudure et la carte est alignée avec précision pour un placement correct, puis soudée.

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