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2003年08月05日 Rev.01


BGAのはんだボールを再形成する

1.概要

 BGAへのボール再形成方法として、はんだ印刷工法とはんだボールを実装する方法の2通りがあり、企業用にはそれらのキットが販売されています。しかし、いかんせん個人的に行うには手に届くレベルの価格ではありません。
 そこで、個人で出来るレベルのはんだ印刷工法によるBGAの再はんだボール形成を試してみました。

2.必要な物

 ・顕微鏡
   45倍程度以上の可変倍率の実体顕微鏡があるとベスト。オリンパスのは何かとダメなのが多いので、ニコンのがおすすめ。中古で2.5万程度。

 ・はんだペースト
   共晶はんだSnPb比率が60%対40%の乾燥していないはんだペースト。乾燥していないというのは、中古品などは乾燥していたりするため。
  乾燥していても、フラックスで薄めれば出来ないことはないが印刷体積の大きさにムラが出る可能性あり。
  メーカーは、千住金属、田中貴金属、アルファメタルなど。
  間違っても鉛フリーはんだのペーストを買わないように。
  鉛フリーはんだはまだ少数だろうけど、SnAgCu系のものは融点がMAX240℃程度で個人で使うには難しいです。
  
 ・簡易リフロー
   共晶はんだの融点183℃以上の熱風が出せるもの。ハッコー製HAKKO850など。

 ・メタルマスク
   ふつう、メタルマスクは個人で買うレベルの物ではない、というかほぼ基板に特化した特注品なので、代用品として以下の物を使用します。
 
  サンハヤトのICゲージ STP-920

   本来これはDIPやQFPのICのピッチを調べるための物ですが、この中にある円形の穴をはんだ印刷に使用します。
 
 


サンハヤトのICゲージ STP-920

 ・はんだ吸い取り線
   BGAのはんだを吸い取ります。網線タイプの物を使ってBGAを取りはずした際のはんだを吸い取ります。
 
 




はんだ吸い取り線








 ・ポストフラックス
   どっかのメーカーのはすっぱ臭いです。おすすめはアサヒ科学研究所のものだけど・・・一般売りしてるのだろうか?

3.方法

 1)BGA取り外し
  まず、BGAを取り外し、パッケージ側の余分なはんだをはんだ吸い取り線などで取り除きます。

 2)はんだ印刷
  ICゲージをメタルマスク代わりとしてはんだペーストを印刷します。隣接したパッドにはんだ印刷できるのであれば
 



はんだペースト印刷後の状態


 3)リフロー
  熱風をかけて印刷したはんだペーストを溶かします。


熱風によりはんだペーストを溶かした状態

 4)これを全ピン繰り返して終了。

4.まとめ

 今回行ったのは、0.65mmピッチBGAですが、写真から分かるようにこれでは再形成したボール径が小さすぎます。
 やはり専用メタルマスクが無い状態では、多ピンや大径のボール形成は難しいです。やるとしたらCSP等に限定されてしまうでしょう・・・。
 もう少しメタルマスクが厚くて径が大きい穴でないと・・・ICゲージを2枚重ねくらいの容量が無いと。
 それから、最大の問題点は、はんだボールを再形成したあとのメインボードへの再BGA実装・・・。

5.履歴

 2003.08.05 Rev.01 新規作成
 

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