BGA Rework hay làm lại/sửa lại IC BGA là một trong những qui trình thực hiện thách thức nhất tại tất cả các nơi lắp ráp và dịch vụ sửa chữa trên khắp thế giới. Thực hiện đúng tùy thuộc vào nhiều phần về các kỹ năng và kiến thức của kỹ thuật viên phụ trách. Có thể nói rằng BGA rework chủ yếu là công việc khoa học và cần rất nhiều nghệ thuật để thực hiện.
Các qui trình BGA rework được xác định là rõ ràng và lâu rồi nhưng thường có 06 lỗi chung nhất xảy ra có thể gây ra thiệt hại hao tốn chi phí, các thiệt hại như sau:
A. Mối hàn tạo ra có bọt khí bên trong:
Nguyên nhân này thường do chọn sai kem hàn hoặc cài đặt sai thông số qui trình hàn và nếu bọt khí (thường có hình khối cầu) trên 25% thì cần phải làm lại trừ khi có thỏa thuận thống nhất chấp nhận.
B. Mạch in BGA trên PCB bị hư hỏng do qui trình tháo gỡ IC BGA:
Thỉnh thoảng đây là một nguy cơ không thể tránh khỏi, nó thực sự tồi tệ hơn nữa khi có dùng sơn phủ bảo vệ (mức phủ ngập một phần hoặc toàn bộ thân IC) và trường hợp đổ keo dưới bụng (underfill) BGA. Tìm cách tránh hư hỏng mạch đồng trên PCB của công việc sửa chữa/làm lại BGA luôn là một công việc đau đầu của kỹ thuật viên thực hiện.
C. Sai hướng dán BGA hay mối hàn bị bắt cầu (bridging):
Khi rơi vào tình huống này BGA cần phải làm lại 2 lần nữa ( tháo rồi gắn lại) phải trải thêm các chu kỳ nhiệt và dĩ nhiên gia tăng nguy cơ hư hỏng tương ứng với mỗi lần làm tiếp theo.
Những thiệt hại trên đây có thể dự phòng bằng cách tìm hiểu 6 lỗi chung nhất trong công việc sửa chữa/làm lại BGA, mời các bạn tham khảo 6 điểm dưới đây:
1. Không huấn luyện đầy đủ người vận hành
Chúng ta không thể nhấn mạnh thế nào là đầy đủ, nhưng một kỹ thuật viên sửa chữa/làm lại BGA phải được huấn luyện đầy đủ, kỹ năng của họ phải được luyện tập và phát triển. Họ phải hiểu về các thứ như nguyên vật liệu, các công cụ, mỗi bước của qui trình và các mối liên quan lẫn nhau giữa các yếu tố của chúng.
Họ phải được đánh giá kỹ năng đồng thời (nên) xếp hạng khả năng hiểu biết và mức độ hoàn hảo của kỹ năng trước khi được bố trí sửa chữa/làm lại BGA. Một kỹ thuật viên BGA giỏi có khả năng cảm nhận những dấu hiệu mơ hồ báo trước nguy cơ gây ra những lỗi bất vãn hồi.
2. Lựa chọn công cụ không phù hợp
Đó là một câu nói xưa cũ nhưng đó luôn là sự thật, bạn cần những công cụ đúng tương ứng với công việc. Với sửa chữa/làm lại BGA, sử dụng thiết bị phải tinh tế, linh hoạt và khả năng duy trì một sự kiểm soát, các dự báo và các qui trình lặp lại.
Điều này bao gồm các chu trình khép kín kiểm soát nhiệt độ bằng cảm biến, độ ổn định nhiệt theo yêu cầu của qui trình hàn và khả năng tháo gỡ và dán của linh kiện BGA, sử dụng đúng thiết bị sẵn có. Tất cả việc này hoàn toàn không phải dễ dàng
3. Tạo dựng một biểu đồ nhiệt (profile) tồi
Một biểu đồ nhiệt cho sửa chữa/làm lại BGA (profile) là quan trọng như biểu đồ nhiệt của dây chuyền lắp ráp với máy hàn đối lưu và nên là một bản sao của cùng dây chuyền lắp ráp sản phẩm đó. Không có nó, bạn sẽ không đạt được sự thành công cũng như khó lặp lại qui trình sửa chữa/làm lại
Dựng một biểu đồ nhiệt tồi có thể gây hỏng hay phá hủy thêm phần khác hay chính IC BGA khi gặp phải yêu cầu thêm chu trình sửa chữa/làm lại. Biểu đồ nhiệt chuẩn phải được tạo dựng cẩn thận trên cơ sở đặt đúng đầu cảm biến nhiệt và sự phân tích dữ liệu mà chúng thu được.
4. Chuẩn bị không đúng cách
Một họa sỹ chuyên nghiệp hiểu rằng để có một bức vẽ tốt, lâu phai màu cần chuẩn bị tới 90%. Tương tự, trước khi bắt đầu áp dụng chu kỳ nhiệt cho BGA có rất nhiều thứ cần chuẩn bị nếu muốn qui trình đi vào cách làm đúng.
Điều này bao gồm cả việc sấy ẩm (baking) từ IC BGA mới, IC BGA trên PCB (cần tháo gỡ), PCB và che chắn nhiệt bảo vệ những linh kiện nhạy với nhiệt để tránh hư hỏng hay hàn đối lưu vào những vị trí không mong muốn.
Những quyết định đúng đắn cần cần phải được thực hiện trước, tỉ như vị trí nào cần kem hàn, vị trí nào không, chọn đúng khuôn in kem hàn, hay chọn đúng hóa chất phụ trợ cũng như chọn đúng loại hợp kim kem hàn
Có những thứ khác nữa cần chuẩn bị và làm cho đúng trước khi bắt đầu làm thật chu trình sửa chữa/làm lại. Đó là những thứ cần chính xác cao như chọn đúng kích thước viên bi, loại IC và độ đồng phẳng của chân bi; khuôn in kem hàn hỏng hay thất lạc hoặc mạch đồng trên PCB bị bẩn.
5. Hư hỏng do nhiệt linh kiện bên cạnh
Linh kiện bên cạnh bị tác động nhiệt có thể gây oxy hóa mối hàn, bị nóng chảy trở lại, bong tróc mạch, thấm thêm thiếc hàn, mối hàn xấu, linh kiện hỏng và nhiều thứ khác có thể gây ra thêm các vấn đề cần sửa chữa /làm lại.
Kỹ thuật viên phải ngăn chặn tác dụng của nhiệt không chỉ lên chính linh kiện cần nhiệt là BGA mà còn bằng cách nào đó ngăn chặn cả tác động nhiệt lên các linh kiện lân cận trên cả hai mặt của PCB. Mục tiêu là giảm thiểu hết sức có thể mức nhiệt lưu trú tại IC BGA khi sửa chữa/làm lại và đây chính là nhiệm vụ chính để dựng một biểu đồ nhiệt chuẩn xác và được kiểm soát qui trình chặt chẽ
6. Thiếu hậu kiểm
Thế giới bên dưới bụng một IC BGA là một nơi cực kỳ bí ẩn, nhưng không phải đối với máy kiểm tra X quang (X-ray inspection machine). Các vấn đề như bọt khí mối hàn và dán kém hay dán không thẳng hàng được phát hiện ngay lập tức với máy này
Cũng giống như người vận hành máy ra-da, người dùng máy X quang cần được huấn luyện phù hợp để hiểu được hình ảnh và lý giải chính xác hình ảnh có được. Sự phức tạp của IC BGA và các biến thể khác nhau trong hình ảnh có được từ X-quang có thể đạt được sự mong đợi của công tác kiểm tra, nếu tối đa hóa lợi ích từ những ý nghĩa này thì đầu tư một thiết bị như thế là không bao giờ thừa.
Tránh được 6 lỗi chung nhất trong việc sửa chữa/làm lại IC BGA là cách tốt nhất để chắc chắn thành công, tăng sức mạnh kỹ thuật và khả năng thực hiện các qui trình tương tự giảm thiểu đi sự căng thẳng đầu óc, tạo ra năng suất cao hơn và giảm chi phí tốt hơn.
