溫州市龍灣永中陳林家電維修部 陳 林

液晶電視主板BGA元件拆裝及維修

溫州市龍灣永中陳林家電維修部 陳 林

本文主要是根據(jù)筆者的維修液晶電視的經(jīng)驗，對SMT元件常出現(xiàn)的問題進行了總結(jié)分析。只要憑著細(xì)心、嚴(yán)謹(jǐn)、科學(xué)的態(tài)度，借助先進的返修設(shè)備工具更換BGA芯片成功率很高，籍此向同行介紹BGA元件的拆裝及維修技術(shù)與操作技能。希望能帶來一定的參考作用。

芯片；焊接；檢查；維修

液晶電視主板上BGA元件損壞給許多維修師傅帶來很大的困難和壓力無從下手并對主板維修失去了信心。因為BGA元件在主板上的裝聯(lián)焊接不能通過人工器具進行加工，只能通過工業(yè)機器人進行加工才能達(dá)到加工精度。BGA元件壞了之后，在售后服務(wù)點或者專業(yè)維修點進行維修時，基本上是寄廠家總部維修或作廢處理，筆者從事家電液晶電視維修十多來年經(jīng)常參加創(chuàng)維、海信、康佳、長虹、等品牌總部技術(shù)培訓(xùn)?？偨Y(jié)并對SMT元件的焊接、解焊設(shè)備略有琢磨、只要憑著細(xì)心、嚴(yán)謹(jǐn)、科學(xué)的態(tài)度，借助先進的返修設(shè)備工具。更換成功率還是很大的，借此向同行介紹BGA元件的維修技術(shù)與操作技能。

1 ICS-5630三溫區(qū)BGA返修臺的基本功能

ICS-5630三溫區(qū)BGA返修臺的基本功能包括：1）采用高精度進口原材料(PLC.加熱器)精確控制BGA的拆焊過程；2）該機器的三溫區(qū)是通過溫度獨立控制系統(tǒng)實現(xiàn)的，各個溫區(qū)都有獨立的控制能力，能實現(xiàn)溫度的分區(qū)的精確控制，具有較強的環(huán)境適應(yīng)性和可操作性3）8級層進恒溫控制系統(tǒng)，預(yù)設(shè)溫度曲線的數(shù)量為10，可根據(jù)工作條件選擇，第三溫區(qū)采用預(yù)熱的工作模式，與第一溫度區(qū)和第二溫度區(qū)功能相似，都能實現(xiàn)溫度的獨立控制，實現(xiàn)了PCB板能在焊接過程中的有效預(yù)熱；4）溫度的的檢測通過熱電偶實現(xiàn)傳感，為保證對溫度檢測的精確性，一般采用高精度的熱電偶原件。；5）為保障PCB在焊接加工過程中減小形位誤差，降低形變量，采用獨立控制的上部和下部溫度曲線控制系統(tǒng)，和風(fēng)冷（橫流風(fēng)機）降溫方式，實現(xiàn)溫度的平穩(wěn)下降，降低溫度變化的影響。6）拆焊和焊接完畢前提前20秒鐘漸進式報警功能，配有真空吸筆，方便拆焊后吸趟BGA；7）對于大熱容量PCB及其它高溫要求，無鉛焊接等都可以輕松處理；9）熱風(fēng)嘴可360度任意旋轉(zhuǎn)，易于更換。配有多種尺寸熱風(fēng)嘴,特殊要求可訂做。

2 BGA維修操作步驟

2.1 解焊前工具準(zhǔn)備

準(zhǔn)備以下工具：日本進口有鉛錫球小瓶2.5W粒裝0.4、0.45、0.5、0.6、0.76號、BGA專用焊膏、防靜電毛刷、茶色高溫膠帶、防靜電鑷子不同款式、防靜電工作手套、防靜電工作口罩、大卷鋁箔紙、植珠鋼網(wǎng)、植珠臺。

2.2 主板定位

將需要返修的BGA元器件固定在返修臺上，根據(jù)主板的外形特征（大小和形狀）進行調(diào)整，保證BGA元器件主板的位置處于發(fā)熱元件的正下方，并保證返修臺的極限位置滿足修理操作要求。

2.3 BGA拆卸返修臺溫度曲線調(diào)整

高溫焊接或者高溫拆焊過程，對外界環(huán)境的要求較高，BGA芯片拆焊中，對室內(nèi)溫度、濕度、空氣流動、主板厚度與內(nèi)部結(jié)構(gòu)都有相應(yīng)的要求，在不同的地點、不同的環(huán)境中要用不同的溫度曲線進行拆焊工作，因此在BGA拆焊前，要進行嚴(yán)格的環(huán)境影響要素檢測，從而準(zhǔn)確判斷控制溫度曲線的選用。另外還要考慮BGA的外形特征（厚度、寬度等）、封裝形式，以選擇合理的加熱噴嘴。將PCB置于PACE返修臺上，調(diào)整熱噴嘴的角度和位置，使其對準(zhǔn)BGA。

2.4 BGA解焊

首先，在BGA解焊前，要確定主板有沒有定位框，如果沒有則要用記號筆進行標(biāo)識，并記錄下芯片的工作位置以及工作方向。然后進行解焊的準(zhǔn)備工作，根據(jù)BGA的型號選擇焊接風(fēng)嘴，并在解焊開始的前2分鐘內(nèi)注入適量的助焊劑。最后進行BGA的解焊工作，第一步將頭部加熱器置于BGA元件的正下方，先進行預(yù)熱，預(yù)熱完成后，將焊接風(fēng)嘴對準(zhǔn)解焊位置，距離控制在3-5mm之間，開啟工作開關(guān)（RUN），拆焊機自動完成后續(xù)工作（在準(zhǔn)備工作解焊之前，將預(yù)設(shè)參數(shù)調(diào)整好）。BAG解焊機程序完成之后，拆焊機靜止3秒鐘（可以根據(jù)環(huán)境調(diào)節(jié)參數(shù)，一般為3秒左右），利用吸管將BGA元件卸下。

2.5 解焊BGA元件和主板的凈化

BGA從主板上拆下之后，需要獨立進行清洗，主板采用高純度的洗板水進行清潔，并擦拭干凈，BGA元件需要在超聲波清洗器中進行清洗（溶液為高純度的洗板水）。

2.6 BGA芯片植珠

BGA芯片的植珠 對選用鋼片的具有嚴(yán)格的要求，適用的局限性較強，需要采用單面喇叭形網(wǎng)孔鋼片，由于對孔壁粗糙度要求較高，因此一般采用激光打孔技術(shù)進行加工。網(wǎng)狀孔呈現(xiàn)喇叭狀，喇叭開口方向為向下，直接接觸BGA元件上表面，喇叭狀開孔的上下孔徑差保持在10um~15um之間，這樣才能保證在刮錫過程中，技能保證錫能夠流入，又不易流出。

2.7 BGA芯片與主板的焊接

在BGA芯片與主板焊接中采用錫焊，錫珠與主板的焊接端面之間涂上濃助焊劑，焊接劑的不能過量，其作用一是具有粘性作用，有利于BGA芯片的固定和定位，防止加熱后被吹風(fēng)嘴吹走或者吹偏。然后利用活性松香或者有機溶劑乙醇等溶解殘余的助焊劑，防止焊接劑的過量，導(dǎo)致在加熱過程中松香出現(xiàn)過量的氣泡，將使芯片產(chǎn)生位移。主板焊接臺要做防靜電處理，防止高壓靜電將電容元件擊穿，并且置于水平位置，防止錫焊偏移。根據(jù)BAG芯片與主板的參數(shù)確定拆焊機的參數(shù)，一般情況下拆焊的溫度保持在250℃~270℃之間，焊接時間設(shè)定在5分鐘，氣流參數(shù)自動調(diào)節(jié)，實現(xiàn)溫度的自動控制和獨立控制。開啟工作開關(guān)（RUN）,BGA錫球隨溫度的上升逐漸的融化并形成液體球狀，PCB焊接盤具有良好的焊接性能，由于液態(tài)錫球具有較大的表面張力，因此能帶動BGA芯片自動對中，偏差會保持在較小的范圍內(nèi)，通過在放大鏡下的觀察，對稱性較好，則認(rèn)為BGA芯片與主板的焊接較為成功。如果BGA芯片由于各種因素導(dǎo)致對中性較差，則很容易出現(xiàn)焊接短路的問題，因此在BGA芯片的焊接中不能施加壓力，只能通過液體錫球的表面張力自動找正。

2.8 BGA焊接后的檢查和主板的清洗

BGA元件在制造車間有專門的BGA焊接質(zhì)量檢測設(shè)備，包括利用X射線探測設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)檢測和高倍數(shù)顯微鏡的外部檢測，但是由于這些檢測設(shè)備體積過大、對使用環(huán)境的要求較高，因此社會修理機構(gòu)一般不具備專業(yè)的檢測條件，只能用放大鏡對已經(jīng)焊接BGA的主板進行外部的檢測，內(nèi)部焊接質(zhì)量并不能直觀的觀測到，主要是觀測BAG芯片焊接的對稱性、平行性，錫焊過程中有無外溢。在這些基礎(chǔ)檢測都過關(guān)之后，才能通電觀察，避免會出現(xiàn)短路問題，導(dǎo)致元器件的燒毀和電磁擊穿，擴大損傷。對于焊接BGA元件的主板要采用超聲波進行清洗（溶液為高濃度的洗板液），目的是除去焊接中沒有消耗的助焊液以及焊接錫殘余，提高主板工作的可靠性。

3 維修實例

案例1：海信 LED32T39X3D三無燈亮

機型：LED32T39X3D，板號：RSAG7.820.4336

檢修經(jīng)過：首先開機測BGA主芯片MT5325系統(tǒng)幾路供電，核供電VCC1.2V有.系統(tǒng)5V.3.3V 2.5V都有。用示波器查復(fù)位電壓正常，晶振波形.數(shù)據(jù)與時鐘波形正常。再連接升級工裝查看打印信息，無任何打印信息，用MTK升級工具.，并升級FLASH數(shù)據(jù)，升級FLASH數(shù)據(jù)完成后，試機故障依舊，查看打印信息，打印信息提示要升級主程序，于是用U盤又升級一次主程序，再看打印信息，仍提示要升級主程序，分析可能是主芯片不良，更換BGA 主芯片MT5325后，打印信息正常，故障排除。

案例2：海信LED46K16X3D不定時無菜單圖標(biāo)的檢修

機型：LED46K16X3D，板號：RSAG7.820.4335

檢修經(jīng)過：該機不定時無圖標(biāo)，圖像和聲音一直正常。由于是不定時的故障，維修難道較大，將該板接上工裝試機，故障依舊。再軟件升級，任不能排除故障。懷疑是BGA MST6I78ZX故障，經(jīng)更換BGA MST6I78ZX后，故障排除。

4 結(jié)論

BAG元器件具有較高的加工精度，現(xiàn)代化的智能加工技術(shù)不斷的更新，因此對BGA元器件的維修，首先要了解和學(xué)習(xí)加工技術(shù)，不同的加工技術(shù)，制造工藝和制造流程都是不一樣的，抱著與時俱進的心態(tài)，不斷的完善自身能力，注重維修工作的細(xì)致性與嚴(yán)謹(jǐn)性，避免維修工作的盲目性。另外維修設(shè)備與檢測設(shè)備也不斷的完善，BAG元器件的維修要學(xué)會合理運用工具，提高維修的效率與質(zhì)量。

圖4 基于SIR的三頻帶濾波器結(jié)構(gòu)及仿真結(jié)果圖

該濾波器經(jīng)過HFSS優(yōu)化后，結(jié)構(gòu)參數(shù)如下：

w1=1mm，w2=1.5mm，w3=1.5mm，wa=0.45mm，l1=7.9mm，l2=1mm，l3=6mm，l4=4mm,la=0.8mm,lb=5.7mm,lc=13.5mm,S=0. 19mm,t=3.3mm,g=1.2mm,m=0.2mm。

該濾波器三個通頻帶的中心頻率分別為2.4、3.5及5.2GHz。對應(yīng)的插入損耗為2.19dB，0.21dB和1.92dB，3dB相對帶寬分別為11.7%，8%和3.5%。阻帶中引入三個衰減大于40dB的傳輸零點，分別位于1.92GHz、2.92GHz及4.19GHz處。傳輸零點的加入增大了通帶彼此間的隔離度，提高了濾波器的阻帶抑制。

5 小結(jié)

本文基于階梯阻抗諧振器原理，在半波長SIR的結(jié)構(gòu)和諧振原理的基礎(chǔ)上，將SIR的基頻和一次雜散諧振頻率設(shè)計成通帶使用，將兩個折成C型的半波長SIR對稱放置，采用電耦合方式耦合，構(gòu)造濾波器的第一、第三通帶。用四分之一波長型SIR構(gòu)造中心頻率為3.5GHz的第二通帶。為了實現(xiàn)小型化，將四分之一波長型SIR彎折成C形并嵌入第一、第三通帶間，達(dá)到三頻帶的目的。輸入輸出結(jié)構(gòu)采用梯形0度饋電結(jié)構(gòu)，在通帶內(nèi)獲得了更好的回波損耗，在帶外構(gòu)造傳輸零點，提高阻帶抑制。該三頻帶濾波器結(jié)構(gòu)簡單，制造加工方便，可用于WLAN和WiMAX系統(tǒng)中。