Versuch: Reball eines Prozessors

Veröffentlicht von Joe-C (jch) am Oct 23 2011
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Einleitung

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Ziel dieses Versuches ist es, einen Prozessor zu reballen. Der Prozessor wird als PGA (Pin Grid Array) geliefert und ist zum stecken auf einem Sockel gedacht und nicht zum direkten auflöten.
Da ich diesen Prozessor aber in einem UX nutzen möchte, dieser aber über keinen Sockel, sondern nur einen aufgelöteten Prozessor besitzt, muss ich den Prozessor erst mal mit Lötbällen versehen, bevor ich versuchen kann, diesen zu tauschen.

Versuchsaufbau

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Ich habe mir ein Reballset besorgt, bei dem es einerseits Lötkügelchen in verschiedenen Größen gibt, aber auch Metallschablonen, um diese zu positionieren.

Eine direkt passende Schablone war nicht dabei, aber dafür eine mit dem gleichen raster und komplett mit Löchern. Da unter dem Prozessor aber in der Mitte ein paar Bauteile sind, habe ich aus der Schablone den Mittelbereich raus gesägt und gefeilt.

Flussmittel und Markierung
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Schablone fixiert
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Lötbälle eingesetzt
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Nachdem die Schablone nun direkt auf den Prozessor passt, habe ich sie auf die Heizplatte gelegt, um sie dort zu fixieren. Ich habe durch Anzeichen den Bereich markiert, wo sich die Lötbälle befinden werden. Dieser Bereich wurde mit Flussmittel bestrichen, damit einerseits die Lötungen sauber werden und andererseits die Lötbälle beim bestücken besser haften.

Die Idee war es, da andere Versuche mit Heißluft von oben fehlschlugen (die Lötkügelchen wurden durch die Heißluft aus der Schablone geblasen), den Prozessor von unten zu löten. Also Schablone fixieren und bestücken, Prozessor mit etwas Flussmittel drauf, dann platzieren und Heizplatte anwerfen.

Durchführung

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Ich habe den Prozessor mittig auf dem Aufbau gelegt und noch 2 Zahnstocher seitlich dazugelegt, um während des Lötvorgangs kurz drauf drücken zu können. Sollte ein kleiner Abstand zwischen den Lötkügelchen und Prozessor vorhanden sein, dann würde sich das Lot zwar verflüssigen, sich aber nicht mit dem Prozessor verbinden.

Durch die 1100W der (noch nicht mit einer Steuerung versehenen) Heizplatte, erreicht das Lot recht flink seine Löttemperatur. Bei 200°C habe ich die Stromzufur unterbunden, mittels der Zahnstocher nochmal kurz auf den Prozessor gedrückt (damit mögliche zwischenräume unterbunden werden) und eine massive Aluplatte auf die Heizplatte gelegt, damit diese die Temperatur schnell wieder senkt.

Nachdem der Prozessor niedriger als 150°C warm war, habe ich ihn von der Schablone genommen, und zum weiteren Abkühlen beiseitegelegt.
Scheinbar war das auftragen der Lötbälle (abgesehen von einigen fehlenden) ein Erfolg.

Kurz nach dem Löten
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Resultat der Lötung
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Nachtrag

Dieser Versuch fand eigentlich schon vor einiger Zeit statt, ich fand bisher nur nicht die Zeit, ihn hier mal zu beschreiben.

Nachdem der (nach)gelötete Prozessor auf dem Mainboard des UX gelandet ist, funktionierte das Mainboard nicht. Ob der oben beschreibende Prozess also zum (elektrischen) Erfolg führt, kann ich nur vermuten. Zum Ausfall trugen jedenfalls eher einige andere Sachen bei (die ich bei besserer Recherche im Internet bestimmt hätte vermeiden können):

  • Popcorn Effekt
    Meine erste Begegnung mit dem Popcorneffekt.
  • Hitzestau
    Ich bin einer "Bastler" Anleitung gefolgt und habe die Platine mit Alufolie eingewickelt und nur den zu lötenden Bereich frei gelassen. Der Heiße Luftstrom hat aber unterhalb der Alufolie einen hitzestau erzeugt, bei dem sich einige Bauteile verschoben haben. Außerdem hat sich ein Kunststoffanschluss verformt und konnte so nichtmehr verwendet werden.
  • Lötbälle ohne Blei
    Bleifreies Löten wird zwar gern als "heutiger Stand der Technik" und "umweltfreundlich" verkauft, aber das ist nicht so ganz richtig. Durch Bleifreies Lot steigt einerseits die erforderliche Löttemperatur und andererseits die Oberflächenspannung. Wenn das Bauteil samt Lot erhitzt ist, "ziehet" sich das Bauteil nicht von selbst in die richtige Position. Was den Umweltaspekt betrifft, naja... weniger Blei bedeutet meist mehr Silber...aber das ist ein anderes Thema.

Außerdem wurden möglicherweise nicht alle Pins verbunden.
Der Prozessor ist von Hause aus mit Lötpads versehen. Damit er Pins bekommen kann um auf einen Sockel gesteckt werden zu können, hat man eine zusätzliche Epoxidfläche mit Durchkontaktierungen hinzugefügt. Dort wurden die Pins als Stifte eingefügt und wahrscheinlich mit Lötpaste verlötet.

Ich habe nach dem erhitzen nur die Pinstifte entfernt. Die Epoxidfläche habe ich gelassen. Dadurch lag der Prozessor nicht auf einer Vielzahl von Lötbällen, sondern möglicherweise eher auf der Epoxidfläche.
Dadurch könnten Kontakte aufeinander liegen, anstatt anständig verlötet worden zu sein.

Ob es wirklich soweit gekommen ist, kann ich nicht beurteilen. Es ist aber so ein Gedanke der mir gekommen ist. So mal der Popcorneffekt auf Platine und Prozessor einen zusätzlichen Abstand hinzugefügt haben.

Zuletzt geändert am: Aug 08 2012 um 4:55 AM

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