Есть плата с покрытием контактных площадок ПОС63. Также есть микросхема BGA со штатными бессвинцовыми шарами.

Вопрос - можно ли припаять (в печке) эту BGA на эту плату, или при температурах для бессвинцового припоя с покрытием ПОС63 произойдет какая-нибудь полная фигня ?

Проект для собственного развлечения, разовый (просто, когда плату заказывал, из головы вылетело, что BGA будет такая)...

..а если взять и перекатать шарики на свинцовые?

Я думаю, что нет ничего страшного в том, что бессвинцовый компонент паяется на свинцовой площадке. Проблема пайки BGA на лужёном покрытии в основном кроется в неровности распределения олова на площадках, из-за чего BGA может неуверенно стоять на своём футпринте. Паяйте по бессвинцовому профилю, достаточно прогретый компонент на флюсе под действием сил поверхностного натяжения сам встанет на своё место. Ради разового проекта перекатывать шары точно не стоит, только лишние проблемы наживёте.

Первый раз буду с BGA работать, поэтому действительно не хотелось бы еще и с перекатыванием шаров связываться, да еще и на новой микросхеме...

если 2-3 штуки, то делайте из чего есть.

если на серию выходить - то всё плохо.

для свинца и безсвинца флюсы в пастах разные с разными температурами активации, из-за этого будет много непропаев.
и вообще, если вам потом это не в евросоюз поставлять (или куда можно только RoHS) - то берите всё только свинцовое. качество пайки обеспечить проще.

Всё нормально. В любом случае бессвинцовые компоненты почти всегда паяют на свинцовую пасту :-)))))))



Ваша проблема вовсе не в сочетании "свинец/бессвинец", это на самом деле всегда и у всех уже так.
А в том что лужение неровное скорее всего, что при малом шаге (менее 0.8) и малом опыте может помешать.

Я собирался делать следующее - смазать контактные площадки платы гелевым флюсом для бессвинцового процесса, установить BGA (без пасты - вроде при наличии заводских шаров паста не требуется), поставить это дело в печку и запустить бессвинцовый профиль.
Какая вероятность, что на выходе появится рабочее устройство ?

Всё верно, но я не знал, что существует гель для именно бессвинцового процесса :-))))
Я пользуюсь FMKANC32 и вам рекомендую.

Вероятность вообще-то 146%, если опыт иметь.
Корпус-то хоть какой?

Корпус - BGA256 1mm

Халява полная. Я думал таких уже нет :-)))))))

Если для себя - можно что угодно и как угодно. При этом для новичков все равно лучше реболить микросхему и сажать уже на низкотемпературный припой.

Если же на заказ, то нельзя:
1) почитайте что такое эвтектический сплав, как он получается и какая температура его плавления, скажем для Sn63Pb37. И что у Вас получится при свинец-бессвинец? Какой термопрофиль выдерживать? Посмотрите даташит по пайке на Вашу микруху: какая там выставлена максимальная температура пайки, какой длительности?
2) есть так называемое «свинцовое отравление» Pb-free-припоя. Если кратко, то это приводит к существенному снижению прочности паяного соединения. Отсюда вибрации и температурные расширения приводят к нерабочему прибору.

Настолько нелепая ахинея что не смог пройти мимо.

уточните

Каждое слово. Нет даже смысла ввязываться в дискуссию.

Просто признайтесь, что не имеете никакого опыта и вообще отношения к поверхностному монтажу.

Мы используем пасту пос 61 у которой производитель сам заявляет, что она подходит для смешанной технологии (на пасту стаили бессвинцовые бга по бессвинцовому термопрофилю).
Для военки такое не подойдет, конечно. Паянное соединение олово/серебро+олово/свинец/серебро, если верить публикациям действительно значительно менее надежно.
Если мы говорим о бытовом применении - можно паять. Тут другой вопрос - что за нехороший человек заставляет ставить вас бга на горячее лужение? съедет же случайно и сместится на ряд. Стандартное требование при наличии БГА компонентов - иммерсионное золото или другое какое покрытие, но ровное.
Или вопрос чисто риторический?

Регулярно в течение уже десятка лет паяем безсвинцовые BGA микросхемы (0.8 мм, 1 мм) на платы с HASL (обычный свинцовый, насколько знаю). В печке по безсвинцовому профилю. Неудачи при пайке редки, и чаще всего это огрехи установки чипов. Изделие с платами подвергается многократным ударам до 500g (единицы мс), отказов не помню.

Учтем-с, у нас все платы под БГА с золотом, так что опыта по hasl+бга нет

Подтверждаю, проблем при пайке BGA (шаг 0.8/1.0) на HASL не замечено за последние 8 лет, за исключением кривой установки и недогрева.

Вроде бы в моем изначальном посте я постарался внятно объяснить причину...

эх. Вы из телефонно-ноутбучного сервиса? Смотрите ютьюб?
Я сказал про теорию, которая подтверждена практикой для ответственного применения: военка, космос и медицина. Другого не делаю.
Для бытовуху и собственного применения можно ВСЁ.




что реально 500g, и это BGA на одной пайке? Без андерфила, без виброразвязки?
500g предельная характеристика для танков и объектов на их базе (ГОСТ РВ 20.39.304-98)
Если вы десяток лет паяете для военки бессвинец на свинец (т.к. HASL - это только способ нанесения покрытия), да еще умудряетесь получить 5 приёмку, то что-то у военпреда не так

Однажды нам сделали платы с покрытием золотом (мы специально покрытие не указывали, по умолчанию делали HASL, а тут самодеятельность проявили), были проблемы с пайкой, т.к. паялось это руками без трафаретов и паст, на флюсе. После пары неудач (не все шары припаивались) перед установкой BGA руками облуживали пятаки, после этого проблем не было. В дальнейшем всегда указываем покрытие, чтобы не было сюрпризов. Пайка на флюс-гель (Flux Plus).


Не танк. АСВК, ОСВ-96, Корд (этот послабее воздействие даёт, т.к. тяжёлый) и прочая 12.7 мм шняга.

Платы небольшие (55х48 мм), на одной три BGA микросхемы, на второй пять, в том числе BGA484 (1 mm шаг), BGA160, BGA96 (шаг 0.8). Платы собраны в этажерку, направление ускорения - по нормали к плате. Указанное воздействие осуществлялось единицы тысяч раз (на изделие). Не понимаю, что вас удивляет. Когда лёгкий квадратик размером 23х23 мм припаян на 484 шара - это зубами не оторвать. Главное, чтобы припаялось.

Кстати, насколько помню, как раз HASL даёт прочное, надёжное соединение в отличие, например, от иммерсионного золота, которое на механику куда менее прочное. Это ещё одна причина, почему HASL.

А зачем в винтовках микросхемы ?

Наверное, чтобы пульки летали поточнее. Особенно ночью.

Очень странно, что делаете это по смешанной технологии (свинец-бессвинец), без виброразвязки и андерфилла, что в принципе не может быть: ведь не идиоты же разрабатывают такую технику.
Да и еще и пятую приемку получаете?
Если позволите, то на Вашем месте такого нигде никогда вслух не говорил.
Очень печально...

Не расстраивайтесь, это было не серийное производство, в общей сложности несколько десятков образцов. В таких условиях, сами понимаете, нет возможности всё делать "как положено", приходится довольствоваться тем, что есть. Я сообщил это не целью призвать так делать или доказать правильность этого пути, а лишь поделился реальным опытом - автор темы интересовался, получится или нет. Очевидно, что "запас прочности" у технологии имеется, отказов по вине ПП не помню, а дивайсы проходили весь комплекс испытаний (климатика -40..+50, механика - тряска и удары, и прочее, не оказывающее воздействие на ПП (дождевание, солевой туман...)). Поэтому единичные образцы на начальных этапах разработки в принципе паять можно. На серии, конечно, надо делать "по уму".

К сожалению не все микросхемы можно купить в свинцовом исполнении, тоже сталкивались с этим, к сожалению.
Меня больше интересует - лучше сделать реболинг бессвинцовой БГА и запаять на свинец или все же смешанная технология - бессвинцовые шары на свинцовую пасту?
По моему опыту и тот и тот вариант работал без замечаний, но выборка крайне небольшая (тысяч 5-10 изделий, большинство бытовуха).

Мужики, говорить могу только за технику, которую делаю для военки, медицины, в общем ответственное применение.
Там никакой бессвинцовой технологии просто не может быть.
Если вы согласовали по ЭКБ применение иностранных микросхем и они имеют бессвинцовые шариковые выводы, то по требованиям вы должны провести реболл на свинец.

Если для Вам что-то говорит название компании НИЦЭВТ и фамилия бывшего их главного технолога Лейтес И., то предлагаю поискать в интернете и почитать его статьи на тему роболла и применения смешанной технологии (бессвинец-свинец). Уж больше, чем он, в нашей стране, по этому вопросу никто не знает.
Мне лучше об этой теме, чем он, не рассказать.

Кстати, в данной статье комбинация бессвинецовый компонент и свинцовая паста является допустимой, но не желательной: http://www.kit-e.ru/articles/circuitbrd/2009_02_120.php


А если не мешать бессвинец-свинец, а бессвинецовый компонент BGA запаять без пасты на ImGold. А всё, что свинцовое отдельно на свинцовую пасту? Допускается ли такой подход? Просто реболлить новые микросхемы - совсем уж нетехнологично.

С флюс-гелем паяли такое без пасты, нареканий не было, но это было для стороннего заказчика, не военка и не медицина. Запаяли порядка 300 изделий, так что статистика так себе. На военку я бы не рискнул так делать.

В целом не все так однозначно, как может показаться.
В приложении три статьи статьи на тему, для интересующихся этим вопросом.

Есть, кстати, ещё мысль, что реболл это в принципе бесполезное занятие, т.к. в случае Flip-chip BGA, шарики кристала (die) будут тоже бессвинцовые, а их уже, извините, никак не поменяешь.

http://m.eet.com/media/1196089/Fig%201.jpg

При чем тут шарики кристалла? Они не участвуют в пайке корпуса к плате.
Кстати, бампы зачастую SnPb, RoHS это допускает, т.к. свинец находится в герметизированной зоне и не попадает во внешнюю среду.
Хотя совсем недавно, вроде, началась замена бампов на бессвинец.



Судя по этим статьям, хуже всего при термоциклировании ведет себя классическая технология, SnPb / SnPb ??

При пайке нет, но при термоциклировании могут так же выйти из строя. Мы ведь рассматриваем какой тип "сплава" лучше ведёт себя при термоциклировании? Если мы говорим, что в жестких условиях нужно применять только SnPb, какой смысл заботиться о шариках снаружи, если шарики внутри не поменять? Тогда уж сразу от поставщика надо заказывать SnPb flip-chip bga, но что-то мне подсказывает, что это нереально. Может коллеги поделятся опытом заказа SnPb микросхем BGA?

А в общем, после статей от makc я вообще запутался кто прав, кто нет.

НИЦЭВТ - да, они просто чемпионы по растратам...

Пат сталом))))
Признаться, этот одаренный товарищ потратил несколько моего времени - я довольно долго размышлял, неисправен он, либо настолько специалист, что разговаривает на другом языке, непонятном простым смертным.

По ходу все же первое...


фигасе. спасибо за информацию. насколько я знаю, другие люди для получения похожих цифр целую технологию выпиливали, с заменой жесткого на гибкое...

Да, как ни странно. В остальном получается, как я понимаю, чем меньше переходов и однороднее соединение (лучше смешивание припоев), тем лучше и с точки зрения термоциклирования, и с точки зрения механической прочности.




Эти статьи, на мой взгляд, говорят о необходимости выбора правильной технологии, в зависимости от условий применения собранного изделия. Идеального решения нет, т.к. для бессвинцовых технологий специфична ещё одна проблема - оловянные усы (tin whiskers). См. приложенные статьи.

Мне показалось, что последняя статья говорит о преимуществе свинцовой технологии. В статьях испытания проводились на "чистых" платах, аппаратура рассчитанная на термоудары всегда заливается.

Клиенты Interflux делают реболлинг.

Свинцовая технология надежнее, чем Pb-Free. Именно по этому мед. техника и военка на "западе" директивы RoHS не придерживается.

Скорее не на западе, а в США? Там и дорогой/ответственный телеком нередко на Pb идет.
Но в связи со статьями о преимуществе бессвинца при термоциклировании возникает желание увидеть какое-то обоснование, почему так делается.



Еще раз:
- внутренние шарики (бампы) и так SnPb, переход на бессвинец начался недавно и пока далеко не полон;
- внутренние шарики герметизированы, соответственно можно надеяться на меньшее влияние на них окружающей среды (втч температуры, т.к. не только эти шарики являются несущей конструкцией).

В Евросоюзе в первую очередь. США по большому счету забивает на эту директиву.

Герметизация особой роли не играет...

Добавлю еще.

Слова от продавца паяльного оборудования (в приватной беседе): "... надо же как-то продавать новые печи/паяльники..."

И для сравнения можно посмотреть сколько свинца используется в аккумуляторах. Процент свинцовой технологии по загрязнению 0,1% емнип.

Эта:


и эта:


проблемы по идее должны решаться underfill-ами.

Считаю, что BGA необходимо заливать underfill-ами в ответственных применениях. По идее это решает проблему взаимодействия с окр.средой и укрепляет конструкцию крепления BGA-микросхемы к плате. Платы так же лакируются. Я не представляю как будут расти "усы" в среде компаунда (NF260 - твёрдость по Шору > 90, а это достаточно жёстко) и в среде лака.
Что думаете, коллеги?

Вот покажите мне плату с "оловянными усами"! Реальное изделие, которое из-за них вышло из строя.

Прикольно - у меня вопрос был, можно ли один корпус BGA для личного (хоббийного) применения бессвинцовыми шарами припаять на луженую обычным свинцовым припоем плату. На выходе - обсуждение проблем мирового значения

живой платы, к счастью, нет. Но гуглите "toyota tin whiskers" - попадёте на вот такой классный документ, инженеры НАСА помогали разобраться в чём дело - https://nepp.nasa.gov/whisker/reference/tec...-app-sensor.pdf

есть ещё такая компания KOSTAL, тоже производит автоэлектронику, лакирует платы прямо поверх остатков флюса - именно для предотвращения роста усов.

Вам хочется это видеть ? Если если кто увидит такое на моих платах, мне крандец.

То, что чума существует, это факт. И какая разница, что там будет - усы или порошок... Крандец все равно(

попробуйте воду в стальной шар залить и заморозить - будет красиво, но не эффективно - порвет как грелку(

Так производитель ведь уже flip-chip паяет и компаундом заливает. Температура хранения по спецификации от –65 до +150.

бессвинец - мутная вода. где когда лопнет неизвестно. производитель хоть чистым серебром паять может.

Еще один глупый вопрос... Решил поиграться с трафаретами, но в таком случае паста (бессвинцовая в данном случае) нанесется и, в т.ч., на контактные площадки BGA. При этом вроде бы BGA с шарами могут паяться без пасты, только с флюсом (имеющегося припоя в виде шаров достаточно).
Соответственно - если паста все-таки будет, не получится ли, что припоя будет слишком много (шары плюс паста) ?

Если правильно разработаете трафарет, то нет. В любом случае, никто Вам не мешает не вскрывать апертуры в трафарете под BGA.

К слову. А кто Вам сказал, что при наличии заводских шаров для пайки не требуется паста?

Трафарет уже готов... Хотя, наверное, заклеить скотчем соответствующее место можно...


Если честно, навскидку не вспомню - в свое время много чего перечитал и пересмотрел...