2013/01/19

BGAのリフローはんだ付け

XBee型GPSモジュールの基板が届いたので組み立てを行いました。
BGAパッケージのGPSチップを使ったので、はんだ付けにはリフローが必須になります。
1mmピッチBGA99パッケージのGPSチップ
以前LGAのリフローはんだ付けを行いましたが、はんだマスクの作製などの条件がより厳しくなっています。
基本的にはSwitchScienceのページと同じ手順で作業を行っています。

1. はんだマスクの切り出し

SwitchScienceのページにある手順に従って、CraftROBOでポリプロピレン合成紙を切り出しました。
切り出したはんだマスク。左側が今回使うもので、右側は一緒に作った電装基板用マスク
きれいに切り抜けるのは0.65mmピッチ程度までです。
QFP100の部分を見てわかるとおり、0.5mmピッチでは切り出す方向によって差があり、成功率は半々といったところです。
0.4mmピッチの部分はほぼ全滅でした。

SwichScienceのページには「セロハンテープで、切った部分を取り除く」とありますが、何度もテープをくっつけるとポリプロピレン合成紙の表層をはがしてしまうことがあるようです。
一度で取り除けない箇所はきちんと切り抜かれているかを確認したほうがよさそうです。

2. クリームはんだの塗布・部品のマウント

作製したマスクを使ってクリームはんだを塗布します。
クリームはんだ・スキージは以前にLGAで使ったものです。
クリームはんだ塗布
きちんと塗布できているかを確認した後、部品を載せます。
部品マウント完了


3. リフロー

リフローはアイロンとホットエアを併用して行いました。
アイロン単体でのリフローも行えるようですが、手元にあったもの(EPI International, EP-A1001)では温度が十分上がらなかったので、プリヒートをアイロン単体で行い、本加熱にはホットエアを併用しました。

使用した電気二重層コンデンサELNA DCK-3R3E224-Eがリフローに対応していなかったようで、加熱中に電解液が漏れだしてしまいました。
すぐに取り除いたのでその後の作業に影響はありませんでしたが、事前にリフロー対応か否かを確認しておくべきでした。

手はんだでコネクタ等を取り付けて完成です。
完成した基板
テスターで導通を確認した結果、チップから外に引き出した信号線にはすべて導通があり、GPSモジュールの基本的な動作も確認できました。

このモジュールを使って搬送波位相を取得し、u-bloxのモジュールとの比較を行いたいと思います。