reballing

Le reconditionnement BGA, ou « reballing », est le processus qui consiste à retirer les billes de soudure d'une puce microélectronique BGA (Ball Grid Array) et à les remplacer par de nouvelles billes de soudure. Un BGA est un circuit intégré monté en surface avec des centaines ou des milliers de petites billes de soudure disposées en grille sur sa face inférieure, servant à la fois de fixation mécanique et de connexion électrique à une carte de circuit imprimé. Lorsque ces billes se dégradent, se fissurent ou ne parviennent pas à établir le contact, le reconditionnement BGA offre un moyen de récupérer le composant au lieu de le jeter.

Le processus commence par le chauffage du composant pour faire fondre la soudure existante, puis le retrait physique des anciennes billes par grattage ou brossage métallique de la matrice de plots. Les plots nus sont ensuite nettoyés, souvent avec du flux, pour éliminer l'oxydation et les résidus. De nouvelles billes de soudure, généralement de 0,5 mm à 1,5 mm de diamètre selon le dispositif, sont positionnées sur chaque plot à l'aide d'un gabarit ou d'un équipement de placement automatisé. L'ensemble est refondu selon un profil thermique contrôlé: la température est augmentée jusqu'à environ 250°C, maintenue brièvement, portée au point de fusion de l'alliage de soudure (généralement 217°C pour le sans plomb), puis refroidie. Cela forme des connexions de soudure propres et uniformes.

Quand et pourquoi le reconditionnement BGA est important

Dans les systèmes énergétiques, les BGA apparaissent dans les circuits de gestion de l'énergie, les onduleurs et les modules de contrôle où la fiabilité est non négociable. Le stress environnemental, les cycles thermiques entre les températures ambiantes et de fonctionnement, et les vibrations mécaniques peuvent provoquer la fissuration ou la perte de contact des joints de soudure fragiles. Les techniciens de terrain ou les ateliers de réparation effectuent le reconditionnement BGA sur des composants de valeur et difficiles à trouver plutôt que de remplacer une carte de circuit imprimé entière. C'est particulièrement courant dans les équipements anciens où les cartes de remplacement exactes ne sont plus fabriquées.

Le reconditionnement BGA exige un équipement de précision: un four de refusion contrôlé, des outils de profilage de température appropriés et souvent un système d'inspection aux rayons X pour vérifier que toutes les billes se sont formées correctement et ont établi un contact complet avec leurs plots. Un reconditionnement BGA bon marché ou négligent est pire qu'inutile; les joints sous-refondus échouent à nouveau en quelques mois, tandis que les joints sur-refondus peuvent créer des ponts vers des plots adjacents ou endommager le substrat sous-jacent. L'alliage de soudure choisi doit correspondre à l'original (le SAC305 sans plomb est la norme pour les nouveaux travaux) et tolérer tout cycle thermique ultérieur que la carte subira.

Le terme apparaît principalement dans les cercles de réparation et de reprise électronique. Il est distinct du rework, qui fait référence à la catégorie plus large de la soudure et du remplacement de composants, et du traitement de la couche de redistribution (RDL), qui est une étape de fabrication sur la tranche de silicium elle-même. Le reconditionnement BGA est une procédure de terrain ou d'atelier, et non un processus de production.