BGA-Rework und -Reparatur meistern: Professioneller Leitfaden

21. Juli 2020

PCBs sind Kern fast aller elektronischen/elektromechanischen Geräte – sorgfältiges Design, Fertigung, Assembly sind Pflicht. Sie ermöglichen Schaltungsbetrieb und tragen viele Bauteile. Präzise Platzierung ist kritisch. Mit schrumpfenden Geräten müssen PCBs kompakt, aber dicht bestückt sein. Erreicht wird dies durch Through-Hole (THT) und Surface Mount (SMT). BGA (Ball Grid Array) ist eine SMT-Technik für präzise, flächeneffiziente Bestückung. Nutzung der Unterseite erhöht Interconnect-Dichte im IC. Doch manchmal müssen Bauteile entfernt/ersetzt werden – hier kommt BGA-Rework und -Reparatur ins Spiel. Dieser Beitrag detailliert die Prozessschritte.

Schritte des BGA-Rework-Prozesses

BGA-Arbeitsstationen (SMD/SMT-Workstations) sind teils automatisiert/halbautomatisiert, erfordern aber manuelle Präzision. Primär vier Hauptschritte (plus Sub-Schritte je nach Anforderung). Montageschritte werden rückgängig gemacht. Erfolgsfaktoren:

1. Entfernen der betroffenen Bauteile

Erster Schritt. Für sicheres, präzises Entfernen: PCB vorheizen & spannen (Bewegungsverhinderung). Lokalisierte Erwärmung des Entnahmebereichs erleichtert Entfernung und schützt gute Wärmeleiter (Kupfer). Temperaturüberwachung essenziell – manuell via Thermoelement oder Infrarot-Messgerät. Alternative: Heißluft-Konvektion. Nach Erhitzen: Stickstoff induzieren – verdrängt Sauerstoff, verhindert Oxidschicht. So wird BGA-Bauteil entfernt.

2. Bereich nach Bauteilentfernung reinigen

Nach Entfernung: Bereich abkühlen lassen, dann reinigen. Rückstände vollständig entfernen. Bei bleifreien Boards (heute Standard) anspruchsvoller/komplexer. Temperaturkontrolle noch kritischer: Lötstopplack-Schutz, Vermeidung metallischer Phasenbildung, Schutz benachbarter Bauteile. Reinigungsbereich nach oben orientieren. Luftstrom & Hitze proportional – Lötzinn schmilzt/reflowt. Ideal: Ein Heizzyklus (vermeidet Thermospannung).

3. Neue Lötkugeln im Bereich platzieren

Neues BGA-Bauteil mit extremer Präzision platzieren (erneutes Entfernen = Verschwendung/Kosten). Nach Reinigung: Neues Lötzinn im Bereich verfließen (Reflow) ohne andere Bauteile zu schädigen. Platzierung via Schablone (Stencil) mit Aperturen. Lötkugel rutscht auf Device-Pad. Überschuss bleibt auf Schablone. Lötpaste hilft Kugeln in Aperturen zu halten. Auch hier: Luftstrom & Temperaturmanagement kritisch.

4. Bauteile auf PCB nachlöten (Re-soldering)

Finaler Schritt: Neues BGA-Bauteil in Lot tauchen, Board präzise ausrichten, verlöten.

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