BGA نام اختصاری و مخفف  Ball Grid Array است.چیپ های cpu  و گرافیکِ BGA به این دلیل به این نام خوانده می شوند که دارای پایه های منظم و آراسته شده ی توپ قلع می باشند.با نگاهی به تصویر این گونه چیپ ها نخست دقت و ظرافت طراحی شان جلب نظر می کند؛ اما اگر عمیق تر نگاه کنیم این سوال در ذهنمان پیش می آید که آیا این چیپ ها در صورت پیداکردن مشکل یا خرابی قابل تعویض یا تعمیر هستند؟در صورت مثبت بودن پاسخ، سوال دیگری که پیش می آید این است که این تعمیر یا تعویض به چه نحوی انجام می گیرد؟

دقت و ظرافتِ طراحی قطعه، طبیعتا حساسیت کار بر روی آن را چند برابر می کند.آیا این قطعات ظریف را می توان به همان روش سنتی لحیم کاری یا نهایتا سشوار صنعتی تعمیر یا تعویض کرد؟این ریسک بزرگی است!

میزان حرارت به قدری مهم است که این پرسش ها را در پی دارد.چه مقدار حرارت لازم است که بتوان قطعه را جا به جا کرد؟ چه مقدار حرارت باید به قطعه وارد شود تا به آن آسیبی رسانده نشود؟ چه کار کنیم که به قطعات مجاور، حرارتِ مضر وارد نشود؟زمان این حرارت دهی چه قدر است؟

مسئله ی بعدی ظرافت و ریز بودن پایه های قلعیِ این گونه چیپ هاست.مسلما این موضوع کار را دشوار تر و ضریب اشتباه را نیز بالاتر می برد.

در این باره خوب است توضیحاتی را درباره رایج ترین مشکلات چیپ های BGA و راه حل های آن ارائه دهیم.می توان گفت مهمترین و رایج ترین مشکلی که باعث خرابی یا درست کار نکردن چیپ های BGA وجود دارد به همین پایه های ریز و ظریف و به دقت چیده شده ی معروف به توپِ قلع بر می گردد.

اما این پایه ها چه مشکلاتی ممکن است پیدا کنند؟با هم مرور می کنیم:

1.عدم اتصال درست پایه های چیپ به برد.این مشکل در بین تعمیر کاران به لحیم سردی معروف است.به مرور زمان و در اثر تغییرات حرارتی وارد آمده به چیپ ممکن است این پایه ها به درستی در جایگاه خود قرار نگیرند و اتصالشان به منفذ برد قطع شود.

2.عدم اتصال کامل یا جدا شدن تعدادی از پایه ها.این مشکل حاد تر است.در این مورد یک یا چند پایه به طور کامل از جایگاهشان برای اتصال به ورد جدا می شوند و در اصطلاح عامیانه شکسته می شوند.

اما مشکل دیگری وجود دارد که تقصیر این پایه ها نیست! اما به آن ها مربوط می شود.خرابی کامل و یا به اصطلاح سوختن چیپ.این خرابی ممکن است مربوط به ضربه، حرارت زیاد، یا نوسانات برق یا … باشد.

اما راه حل رفع این مشکلات چیست؟

به طور خلاصه: برای مشکل اول باید به پایه های چیپ حرارت مناسب وارد شود تا پایه ها قلع با ذوب شدن دوباره در جای اصلی خود قرار بگیرند.

برای رفع مشکل دوم چاره ای نداریم جز جدا کردن چیپ از برد و بازسازی و قرار دادن مجدد پایه های جدا شده.

راه حل مشکل سوم هم معلوم است!برداشتن قطعه ی سوخته و قرار دادن یک قطعه ی جدید!

خوب! دوباره نگاهی به تصویر این گونه چیپ های BGA  بندازید! حتما شما هم قبول دارید که اعمال این راه حل ها بر روی چیپ هایی تا به این حد کوچک و ظریف کاری مشکل و حساس است! خصوصا درمورد راه حل دوم یعنی بازسازی و قرار دادن مجدد پایه ها!

نگران نباشید! ماشین های BGA  برای همین کار ساخته شده اند.

در واقع ماشین های BGA  با قابلیت های متنوع و متفاوتِ انواع مختلفشان حل این سه مشکل را به طور مشترک بر عهده گرفته اند.

راه حل اول resolte: در این مورد دستگاه BGA  بنا به نوع خاصِ خود با تنظیمات دستی و یا اتوماتیک حرارت مورد نظر را به طور دقیق و هدایت شده به چیپ مورد نظر وارد می کند و باعث می شود پایه ها پس از ذوب در جایگاه مناسب خود قرار بگیرند.

راه حل دوم reball: همان طور مشخص است تعویض و بازسازی مجدد پایه ها مشکل ترین بخش کار است.در واقع ارزش اصلی ماشین های BGA  در این مورد بیشتر آشکار می شود.در مرحله ی reball  باید ماشین BGA  و روش دستی لحیم به کمک هم بیایند.در این راه حل دستگاه BGA مانند روش قبل حرارت مورد نظر را به چیپ وارد کرده و سپس با ظرافت خاصی از روی برد برداشته می شود.بعد از این مرحله قسمت محل اتصال برد و خود چیپ باید از بقایای پایه های پیشین پاکسازی شود.این کار توسط لحیم معروف به سر تبری و ویکِ مسی به دقت انجام بگیرد. در این روش بعد از تمیز شدن دقیق چیپ و سطح مورد نظر را با خمیر Amtech آغشته می شود.این خمیر وظیفه ی نگهداشتن توپ های قلع بر روی چیپ را درند.اما چگونه این توپ ها را مانند روز اول به صورت دقیق و منظم و آن ترتیب خاص بر روی چیپ سوار کنیم؟ شابلونِ مربوط به نقشه ی اختصاصی چیپ مورد نظر است راه حل پیشبینی شده است.شابلون مربوط بر روی قطعه قرار گرفته(مانند شکل مربوط) و توپ های ریز قلع بر روی آن ریخته می شود.توپ ها بنا به جاذبه غلطیده و در سوراخ های خالی شابلون قرار می گیرند.به این ترتیب چیپ مورد نظر پایه های از دست داده ی خود را باز می یابد.

حالا نوبت تثبیت توپ های قلع به عنوان پایه های جدید چیپ است.در اینجا باز هم پای حرارت در کار است. پیش از آن برد نیز باید به خمیر Amtech آغشته شود.سپس توسط سشوار صنعتی حرارت مورد نظر وارد شده و پایه ها تثبیت می شوند.حلا ما یک چیپ سالم داریم! پس باید این چیپ را بر روی برد مانند روز اول قرار دهیم.باز هم پایِ یک ماشین BGA در کار است! این بار نیز دستگاه با دقت کامل حرارت مناسب را به چیپ وارد می کند تا قعطه در جای خود به خوبی قرار گیرد.حالا ما یک دستگاه سالم داریم!

راه حل سوم rework: با توضیحات مربوط به reball  توضیح و تصور reword  سهل به نظر می رسد.دستگاه BGA حرارت وارد می کند، چیپ خراب برداشته می شود، محل اتصال تمیز می شود و در نهایت چیپ سال نصب می شود و در پایان باز دادن هم حرارت مناسب که کارِ  ماشین BGA خودمان است!

حالا تصور کنید همه ی این حرارت دادن ها قرار بود با دستگاه لحیم و سشوار صنعتی انجام شود!

اینجاست که اهمیت ماشین های BGA در تعمیرات لب تاب های امروزی که از انواع چیپ های BGA استفاده می کنند معلوم می شود.

البته طبیعتا این متن در پی آموزش استفاده از ماشین BGA نبوده است بلکه تنها برای آشنایی کلی با این دستگاه نگاشته شده است.چرا که کار با این ماشین تخصصی (به خصوص انواع مختلف و متنوع آن) به ریزه کاری های مربوط به خود نیاز دارد.