BGA Reballing Nedir? Adım Adım BGA Reballing Süreci

BGA reballing, BGA komponentin altındaki mevcut lehim toplarının temizlenerek uygun stencil, flux ve lehim topları kullanılarak yeniden oluşturulması işlemidir. Özellikle sökülmüş BGA komponentlerin yeniden kullanılacağı profesyonel PCB rework uygulamalarında, komponent altındaki bağlantı yüzeylerinin doğru şekilde hazırlanması ve lehim toplarının homojen olarak yeniden oluşturulması kritik öneme sahiptir.

BGA Reballing Nedir?

BGA paketlerde PCB ile komponent arasındaki elektriksel ve mekanik bağlantı, komponentin alt kısmında bulunan lehim topları aracılığıyla sağlanır.

Bir BGA komponent PCB üzerinden söküldüğünde bu lehim topları genellikle eski formunu kaybeder. Komponent tekrar kullanılacaksa alt yüzeyde kalan lehim kalıntılarının temizlenmesi ve bağlantı noktalarında yeni lehim toplarının oluşturulması gerekir.

Bu işlem BGA reballing olarak adlandırılır.

BGA Rework ile BGA Reballing Arasındaki Fark Nedir?

Bu iki terim sıklıkla birbirinin yerine kullanılsa da aynı işlemi ifade etmez.

BGA rework; komponentin sökülmesi, PCB'nin hazırlanması, komponentin değiştirilmesi veya yeniden kullanılması ve tekrar lehimlenmesini kapsayan genel tamir sürecidir.

BGA reballing ise yalnızca BGA komponentin altındaki lehim bağlantılarının yeniden oluşturulması işlemidir.

BGA Reballing Ne Zaman Yapılır?

Her sökülen BGA komponentin yeniden kullanılması gerekmez. Ancak komponentin fonksiyonel olduğu ve tekrar PCB üzerine monte edileceği durumlarda reballing işlemi gerekebilir.

Örneğin:

• BGA komponent test amacıyla sökülmüşse,
• PCB üzerindeki bağlantı problemi giderilecekse,
• Komponent başka bir PCB üzerine aktarılacaksa,
• Eski lehim toplarında deformasyon varsa,
• Komponent altındaki lehim yapısı yeniden hazırlanacaksa,
• Profesyonel tamir prosesinde mevcut komponent yeniden kullanılacaksa

BGA reballing uygulanabilir.

BGA Reballing İçin Hangi Ekipmanlar Gereklidir?

Profesyonel ve tekrarlanabilir bir işlem için kullanılan ekipmanların komponent yapısına uygun olması gerekir.

• BGA rework istasyonu veya kontrollü reflow sistemi
• Uygun BGA stencil
• Doğru çapta lehim topları
• Flux
• Lehim temizleme fitili
• Uygun havya ve havya ucu
• Cımbız
• PCB/BGA tutucu aparat
• ESD güvenli çalışma ekipmanları
• Temizlik malzemeleri
• Mikroskop veya büyütmeli görüntüleme sistemi

BGA Stencil Nedir?

BGA stencil, komponent altındaki lehim padlerinin dizilimine uygun deliklerden oluşan metal şablondur.

Her BGA paketinin ball dizilimi, pitch değeri ve lehim topu çapı aynı değildir. Bu nedenle kullanılan stencil'in komponentle uyumlu olması gerekir.

Yanlış stencil kullanılması lehim toplarının padler üzerine doğru yerleşmemesine neden olabilir.

Lehim Topu Çapı Neden Önemlidir?

BGA komponentlerde kullanılan lehim toplarının çapı komponent paketine göre değişir.

Gereğinden büyük lehim topları komşu bağlantılar arasında köprü oluşturabilir. Çok küçük lehim topları ise komponent ile PCB arasında gerekli bağlantı yüksekliğinin elde edilememesine neden olabilir.

Bu nedenle lehim topu çapı tahmin edilmemeli; komponent üreticisinin paket bilgileri veya doğrulanmış teknik veriler dikkate alınmalıdır.

BGA Reballing Süreci Nasıl Yapılır?

Profesyonel bir BGA reballing prosesi genel olarak aşağıdaki aşamalardan oluşur.

1. BGA Komponentin Kontrol Edilmesi

İşleme başlamadan önce komponent fiziksel olarak incelenmelidir.

Kontrol edilmesi gereken noktalar:

• Komponent gövdesinde çatlak bulunup bulunmadığı
• Alt yüzeyde fiziksel hasar olup olmadığı
• Pad kaybı veya deformasyon
• Aşırı ısıya maruz kalma belirtisi
• Komponent kenarlarında mekanik hasar

Fiziksel olarak hasarlı bir komponent üzerinde reballing yapmak uygun olmayabilir.

2. Eski Lehim Kalıntılarının Temizlenmesi

BGA komponent PCB üzerinden söküldükten sonra alt yüzeyinde düzensiz lehim kalıntıları bulunur.

Yeni lehim toplarının düzgün yerleşebilmesi için eski lehimin kontrollü şekilde temizlenmesi gerekir.

Bu aşamada uygun havya ucu, flux ve lehim temizleme fitili kullanılabilir.

3. Komponent Alt Yüzeyinin Temizlenmesi

Lehim kalıntıları giderildikten sonra komponent altında kalan flux ve diğer kalıntılar uygun temizleme yöntemiyle uzaklaştırılmalıdır.

Temiz yüzey, padlerin görsel olarak incelenmesini ve sonraki aşamada stencil'in doğru oturmasını kolaylaştırır.

4. BGA Padlerinin Kontrolü

Yeni lehim topları yerleştirilmeden önce komponent üzerindeki tüm padlerin sağlam olup olmadığı mikroskop altında kontrol edilmelidir.

Eksik veya zarar görmüş pad varsa doğrudan reballing işlemine devam etmek doğru değildir.

5. Flux Uygulanması

Komponent padleri üzerine kontrollü miktarda uygun flux uygulanır.

Flux, lehimleme sırasında oksit tabakasının azaltılmasına ve lehim toplarının padler üzerinde daha düzgün ıslanmasına yardımcı olur.

Ancak fazla flux kullanılması da doğru değildir.

Aşırı flux:

• Lehim toplarının hareket etmesine,
• Stencil altında kirlenmeye,
• Reflow sırasında kontrolün zorlaşmasına

neden olabilir.

6. Stencil'in Yerleştirilmesi

BGA paketine uygun stencil komponent üzerine hassas şekilde hizalanır.

Stencil deliklerinin komponent padleriyle tam olarak örtüşmesi gerekir.

Hizalama hatası yapılırsa lehim topları pad merkezlerine doğru oturmayabilir.

7. Lehim Toplarının Stencil Üzerine Dağıtılması

Doğru çapta lehim topları stencil üzerine bırakılır ve her stencil deliğine bir lehim topu gelecek şekilde dağıtılır.

Fazla lehim topları yüzeyden uzaklaştırılır.

Bu aşama tamamlandığında tüm bağlantı noktalarında lehim topu bulunduğu görsel olarak kontrol edilmelidir.

8. Reflow İşlemi

Lehim topları doğru konumdayken komponent kontrollü olarak ısıtılır.

Sıcaklık yükseldikçe lehim topları sıvı faza geçer ve flux yardımıyla komponent padlerine tutunur.

Yüzey gerilimi, lehim toplarının uygun koşullarda daha düzenli bir küresel forma gelmesine yardımcı olur.

9. Kontrollü Soğutma

Lehim topları oluşturulduktan sonra komponent kontrollü şekilde soğutulur.

Lehim henüz tamamen katılaşmadan komponentin veya stencil'in hareket ettirilmesi top dizilimini bozabilir.

10. Stencil'in Çıkarılması

Sistem yeterince soğuduktan sonra kullanılan yönteme bağlı olarak stencil dikkatli biçimde ayrılır.

Bu aşamada yeni oluşmuş lehim toplarının zarar görmemesine dikkat edilmelidir.

11. Görsel Kontrol

Reballing tamamlandıktan sonra komponent altındaki lehim topları büyütme altında kontrol edilmelidir.

Kontrol sırasında:

• Eksik lehim topu
• İki topun birleşmesi
• Boyut farklılıkları
• Merkezden kaçmış toplar
• Yetersiz ıslanma
• Düzensiz şekil

aranmalıdır.

İyi Bir Reballing Sonucu Nasıl Görünmelidir?

Başarılı bir işlem sonrasında lehim toplarının genel görünümü birbiriyle tutarlı olmalıdır.

Topların:

• aynı boyuta yakın,
• padlerin merkezinde,
• düzenli aralıklarla,
• birbirinden bağımsız,
• yüzeye düzgün şekilde tutunmuş

olması beklenir.

BGA Reballing İşleminde Flux Seçimi

Flux seçimi reballing kalitesi üzerinde doğrudan etkilidir.

BGA uygulamalarında kullanılacak flux'ın lehim alaşımına ve rework prosesine uygun olması gerekir.

Flux yalnızca lehimin akmasını sağlamak için kullanılmaz. Oksitlenmenin kontrol edilmesine ve lehim yüzeyinin doğru şekilde ıslanmasına yardımcı olur.

Ancak “daha fazla flux daha iyi lehimleme” anlamına gelmez.

Kurşunlu ve Kurşunsuz BGA Reballing

BGA reballing sırasında kullanılacak lehim alaşımı proses sıcaklığını doğrudan etkiler.

Kurşunlu ve kurşunsuz lehim alaşımları farklı sıvı faz sıcaklıklarına sahiptir. Bu nedenle aynı sıcaklık profili her iki lehim türü için doğrudan kullanılmamalıdır.

Komponentin orijinal yapısı, PCB gereksinimleri ve üretici bilgileri dikkate alınarak uygun lehim alaşımı belirlenmelidir.

Stencil ile Reballing Neden Tercih Edilir?

BGA komponentlerde çok sayıda bağlantı noktası bulunduğu için lehim toplarının tek tek elle yerleştirilmesi verimli değildir.

Stencil:

• Topların doğru koordinatlara yerleşmesini,
• İşlem süresinin azaltılmasını,
• Dizilimin tekrarlanabilir olmasını,
• Eksik top kontrolünün kolaylaşmasını

sağlar.

Direct Heat ve Reballing Jig Sistemleri

BGA reballing uygulamalarında farklı stencil ve tutucu sistemleri kullanılabilir.

Bazı sistemlerde stencil komponent üzerinde ısıtma boyunca kalırken bazı uygulamalarda komponent ve stencil ayrı aparatlar üzerinde konumlandırılabilir.

Seçilecek yöntem komponent boyutu, stencil tipi ve kullanılan rework ekipmanına göre değişebilir.

BGA Reballing İşleminde En Sık Yapılan Hatalar

Yanlış Lehim Topu Çapı Kullanmak

Topların gereğinden büyük veya küçük olması lehimleme geometrisini doğrudan bozar.

Eski Lehimi Yeterince Temizlememek

Düzensiz eski lehim kalıntıları yeni topların aynı yükseklikte oluşmasını engelleyebilir.

Padlere Fazla Baskı Uygulamak

Lehim temizleme sırasında mekanik baskı uygulanması pad hasarına neden olabilir.

Fazla Flux Kullanmak

Aşırı flux, lehim toplarının stencil içerisinde hareket etmesine ve reflow kontrolünün zorlaşmasına neden olabilir.

Stencil'i Yanlış Hizalamak

Stencil deliği ile pad merkezi örtüşmezse lehim topu doğru konumda oluşmaz.

Aşırı Sıcaklık Kullanmak

Daha yüksek sıcaklık işlemi her zaman daha iyi yapmaz. Komponent gövdesi ve pad yapısı gereksiz termal strese maruz kalabilir.

Yetersiz Reflow

Lehim toplarının tamamı doğru şekilde reflow olmazsa bazı bağlantılar padlere yeterince tutunmayabilir.

Reflow Sonrası Komponenti Hemen Hareket Ettirmek

Lehim katılaşmadan komponentin hareket ettirilmesi top dizilimini bozabilir.

BGA Reballing İşleminde Mikroskop Kullanımı

BGA komponentlerin ball pitch değerleri küçüldükçe çıplak gözle kontrol yeterli olmayabilir.

Mikroskop veya uygun büyütmeli görüntüleme sistemi kullanılarak:

• padlerin durumu,
• lehim topu dizilimi,
• eksik toplar,
• köprü oluşumları,
• yüzey kontaminasyonu

daha kolay değerlendirilebilir.

ESD Koruması Neden Önemlidir?

Reballing yapılan BGA komponentler elektrostatik boşalmaya karşı hassas yarı iletkenler olabilir.

Bu nedenle işlem sırasında ESD kontrollü çalışma alanı oluşturulmalıdır.

Temel ESD önlemleri:

• ESD çalışma matı
• Topraklanmış bileklik
• ESD uyumlu cımbız ve ekipman
• Uygun komponent saklama koşulları

olarak sıralanabilir.

BGA Reballing Sonrası Komponent PCB'ye Nasıl Takılır?

Reballing işlemi tamamlandıktan sonra komponent doğrudan rastgele şekilde PCB üzerine yerleştirilmemelidir.

Öncelikle PCB üzerindeki ilgili BGA pad alanı hazırlanır ve temizlenir.

Daha sonra:

1. PCB padleri kontrol edilir.
2. Uygun miktarda flux uygulanır.
3. BGA komponent doğru yön ve pozisyonda yerleştirilir.
4. Vision sistem varsa optik hizalama yapılır.
5. Komponent kontrollü şekilde PCB üzerine indirilir.
6. Uygun sıcaklık profili çalıştırılır.
7. Reflow tamamlandıktan sonra PCB kontrollü şekilde soğutulur.

Reballing Yapmak Her BGA Problemini Çözer mi?

Hayır.

Reballing yalnızca komponent ile PCB arasındaki lehim bağlantı yapısını yeniler.

Eğer arıza:

• BGA silikon yapısındaysa,
• komponent iç bağlantılarındaysa,
• PCB içerisindeki via veya iç katmanlardaysa,
• güç devresindeyse,
• başka bir komponentten kaynaklanıyorsa

reballing işlemi sorunu çözmez.

Reflow ile Reballing Arasındaki Fark Nedir?

Reflow, mevcut lehim bağlantılarının kontrollü sıcaklık altında yeniden eritilmesini ifade eder.

Reballing ise eski lehim toplarının tamamen temizlenerek yenilerinin oluşturulmasıdır.

Profesyonel BGA Reballing İçin Proses Kontrolü

Başarılı bir reballing işlemini yalnızca “toplar oluştu” şeklinde değerlendirmek yeterli değildir.

Tekrarlanabilir proses için şu parametreler kayıt altına alınabilir:

• BGA model / paket bilgisi
• Lehim topu çapı
• Lehim alaşımı
• Kullanılan stencil
• Flux türü
• Reflow profili
• Isıtma süresi
• Görsel kontrol sonucu

Bu bilgiler aynı komponent üzerinde gelecekte yapılacak işlemlerde proses standardizasyonuna katkı sağlar.

Sonuç: BGA Reballing Hassas Bir Rework İşlemidir

BGA reballing, BGA komponentin altındaki eski lehim toplarının kaldırılarak bağlantı yapısının yeniden oluşturulduğu hassas bir elektronik rework prosesidir.

Başarılı sonuç için yalnızca uygun lehim toplarının kullanılması yeterli değildir. Pad temizliği, doğru stencil, uygun flux, kontrollü sıcaklık profili, ESD güvenliği ve işlem sonrası optik kontrol birlikte uygulanmalıdır.

Özellikle yüksek değerli BGA komponentlerde prosesin kontrollü ve tekrarlanabilir olması hem komponent hem de PCB güvenliği açısından önem taşır.

Sık Sorulan Sorular