IC အေၾကာင္းသိေကာင္းစရာ
====================
အပိုင္း(၁)
+++++++
၁။ IC ဆိုတာက Integrated Circuit ကို အတိုအေခၚသတ္မွတ္ထားတာဘဲ ျဖစ္ပါတယ္။ ျမန္မာလိုေတာ့ ေပါင္းစပ္ဖြဲ႔စည္းထားတဲ့ Circuit လို႔အမည္ရမေပါ့။ Iron Cross မဟုတ္ ေပမယ့္ ဖြဲ႔စည္းတည္ေဆာက္ထားတဲ့ သေဘာသဘာ၀ကေတာ့ အတူတူပါဘဲ။ ဂီတအႏုပညာက IC မွာက ေလး ျဖဴ၊ အငဲ၊ မ်ဳိးႀကီး၊ ၀ိုင္၀ိုင္း၊ ခ်စ္စမ္းေမာင္ တို႔နဲ႔ ဖြဲ႔စည္းထားၿပီး ဂီတသံစဥ္အမ်ဳိးမ်ဳိးကို ထုတ္ေဖၚေပးေနသလို ၊ Electronic ဘာသာရပ္က IC ကလည္း Transistor၊ Resistor ၊ Diode စတဲ့ အီလက္ထေရာနစ္ Device ေလးေတြကို စုေပါင္းတည္ေဆာက္ ထားၿပီး အီလက္ထေရာနစ္ လုပ္ငန္းေလးေတြကို လုပ္ေဆာင္ေပးတဲ့ Device တစ္ခုပါ။
၂။ Iron Cross က ကိုေလးျဖဴ ႀကီးက ဘယ္ခ်ိန္ကေမြးတာ၊ ဘယ္သူနဲ႔ညားတာ၊ ကေလးဘယ္ႏွေယာက္ရွိ တယ္ဆိုတာကို ဂီတကို နားဆင္ခံစားသူအဖို႔ သိဖို႔မလိုသလို Integrated Circuit က ပါတဲ့ Electronic Device ေလးေတြကို ဘယ္လိုထည္႔ထားတယ္၊ ဘယ္ႏွခုႏွစ္က စၿပီးထုတ္ခဲ့တယ္ဆိုတာကို အသုံးခ်ခ်င္သူတစ္ေယာက္ အတြက္ အမွန္တစ္ကယ္ လိုအပ္တဲ့အရာမဟုတ္ေတာ့ သိသင့္သိထိုက္တာေလးေတြဘဲ က်ေနာ္ ေဆြးေႏြးသြား ပါ့မယ္။ ဆိုေတာ့ IC အမ်ဳိးအစားေလးေတြ နဲ႔ IC ေျခေထာက္(Pin)ဖတ္နည္း၊ Case Type ၊ TTL နဲ႔ CMOS IC အေၾကာင္းနဲ႔ BGA Repair (Reball) အေၾကာင္းေလးေတြကို ေဆြးေႏြးပါ့မယ္။
၃။ IC အမ်ဳိးအစားေလးေတြကို အေျခခံအေနနဲ႔ (၃)မ်ဳိးခြဲထားပါတယ္။ ဒါေလးေတြကို ေအာက္မွာ ေဖၚျပထားပါတယ္။
(က) Analog IC
(ခ) Digital IC
(ဂ) Analog/Digital IC
၄။ Analog IC ကို ေနာက္တစ္မ်ဳိး Linear IC လို႔လည္းေခၚလို႔ရပါတယ္။ ဘယ္လိုIC မ်ဳိးေတြက Analog IC လဲ….။ ဗို႔တန္ဖိုးကို တည္ၿငိမ္ေအာင္လုပ္ေပးတဲ့ Power Management IC ၊ Analog အ၀င္တန္ဖိုးတစ္ခုကို ခ်ဲ႕ေပးတဲ့ Amplifier IC ၊ တန္ဖိုးတစ္ခုနဲ႔တစ္ခုကို ႏႈိင္းယွဥ္ရာမွာသုံးတဲ့ Comparator IC ၊ 555 လိုမ်ဳိး Timer IC နဲ႔ လႈိင္းႏႈန္း ေပးတဲ႔ Oscillator IC ေတြကေတာ့ Analog IC အမ်ဳိးအစားေတြဘဲ ျဖစ္ပါတယ္။ သူတို႔ရဲ႕ လုပ္ေဆာင္ခ်က္က အ၀င္တန္ဖိုးတစ္ခုကို အဆက္မျပတ္ေစဘဲ အထြက္မွာေျပာင္းလဲေပးတဲ့ နည္းစနစ္ ပါ။
၅။ Digital IC ကိုေတာ့ ေနာက္တစ္မ်ဳိး Logic IC လို႔လည္းေခၚႏုိင္ပါတယ္။ ဘယ္လို ICေတြက Digital IC လဲ ခြဲျခားၾကည့္ရင္ Gate ေတြနဲ႔ တည္ေဆာက္ထားတဲ့ ICေတြ (ဥပမာ- AND, NAND,OR,NOR ) ၊ Binary Counter IC ၊ Multiplexer IC ၊ Memory IC ၊ Processor IC၊ Encoder / Decoder IC စတာေတြကေတာ့ Digital IC လို႔ သတ္မွတ္ပါတယ္။ သူကေတာ့ ဘာေတြဘဲလုပ္လုပ္ 1(High) နဲ႔ 0 (Low) ႏွစ္ခုနဲ႔ ဘဲအလုပ္လုပ္ ပါတယ္။
၆။ ေနာက္ဆုံးတစ္ခုျဖစ္တဲ့ Analog / Digital IC ကိုေတာ့ MIX Signal IC လို႔လည္းေခၚႏုိင္ပါတယ္။ သူ႔ရဲ႕လုပ္ေဆာင္ပုံေလးက 1 ၊ 0 နဲ႔ လာတဲ့ သတင္းအခ်က္အလက္ေလးေတြကို လက္ခံလိုက္ၿပီး သူ႔ကေနျပန္ ထြက္ေပးလိုက္တဲ့ အထြက္က ဆက္ဆက္မႈမျပတ္တဲ့ ပုံစံ(Analog) ကို ထုတ္ေပးတဲ့ ICေတြ ။ ဥပမာ- Stepper Driver IC လိုမ်ဳိးေပါ့ ။ Controller ကလာတဲ့ Digital Signal ကို ေမာ္တာကို ေမာင္းတဲ့ Analog စနစ္ကို ေျပာင္းလည္းေပးတဲ့ IC ဆိုရင္ Analog / Digital ေပါင္းစပ္အလုပ္လုပ္တဲ့ D/A Converter IC ပါဘဲ။ ေနာက္တစ္နည္းက Analog စနစ္နဲ႔ ၀င္လာတဲ့ Signal ကို Digital အေနနဲ႔ေျပာင္းလဲတဲ့ A/D Converter IC ေတြကလည္း MIX Signal IC ဘဲျဖစ္ပါတယ္။
၇။ အထက္မွာ ေဖၚျပထားတာေတြကေတာ့ IC ေတြရဲ႕ အမ်ဳိးအစားေတြပါ။ ေနာက္ထပ္IC နဲ႔ ပတ္သတ္တဲ့ IC ေျခေထာက္(Pin)ဖတ္နည္း၊ Case Type ၊ TTL နဲ႔ CMOS IC အေၾကာင္၊ BGA Repair (Reball) နည္းလမ္းေတြကို #ဆက္လက္ ေဆြးေႏြးသြားပါမယ္။
ဆႏၵနဲ႔ဘ၀ တစ္ထပ္တည္းက်ႏိုင္ၾကပါေစ.......
ကိုသားငယ္ (BE , EC)
IC အပိုင္း(၂)
+++++++++
IC Package
+++++++++++
၈။ IC ေတြကို တည္ေဆာက္ထားတဲ့ပုံစံအေနနဲ႔ ေအာက္မွာေဖၚျပထားတဲ့အတိုင္း ခြဲျခားႏိုင္ပါတယ္။
(က) SIP : Single Inline Package
(ခ) DIP: Dual Inline Package
(ဂ) QFP : Quad Flat Package
(ဃ) SOP : Small Outline Package
(င) PLCC: Plastic Leaded Chip Carrier
(စ) BAG: Ball Grid Array
စသျဖင့္ ခြဲျခားထားပါတယ္။ ပုံ(၁) မွာ အမ်ဳိးအစားတစ္ခုခ်င္းစီရဲ႕ နမူနာပုံေလးေတြကို ျပသထားပါတယ္။ PCB Design ေရးဆြဲတဲ႔ေနရာမွာေတာ့ ဒီ Package ေလးေတြက မျဖစ္မေနသိရွိနားလည္ ထားရမွာပါ။ ဒီလို Package ေလးေတြကိုသိထားမွ မိမိအျပင္မွာ အမွန္တစ္ကယ္သုံးမယ့္ IC ေျခေထာက္ေတြခ်ထားတဲ့ ပုံစံ( Footprint) အတိုင္း PCB Design မွာ မွန္မွန္ကန္ကန္ ေရြးခ်ယ္ၿပီး ဆြဲႏိုင္မွာပါ။ ဥပမာ- uA741 Op-Amp တစ္လုံး ပါတဲ့ PCB Design တစ္ခုေရးဆြဲၿပီ ဆိုပါဆို႔။ 741 က Op-Amp အမ်ဳိးအစား IC ၊ Package ပုံစံက PTH (Plate Through Hole) အမ်ဳိးအစားသုံးမယ္ ၊ ေျခေထာက္ (၈)ေခ်ာင္းပါၿပီး တစ္ဘက္(၄) ေခ်ာင္းစီ ဆိုေတာ့ကာ Dual Inline Package (DIP8 or DIL8) အမ်ဳိးအစားအစားကို ေရြးခ်ယ္ရမယ္ဆိုတာကို သိႏိုင္မွာျဖစ္ ပါတယ္။ မဟုတ္ရင္ Footprint အမ်ဳိးအစား အမ်ားႀကီးထဲကေန တစ္ခုခ်င္းလိုက္ရွာေနရမွာပါဘဲ။ ၁ နာရီ ေလာက္နဲ႔ ၿပီးမယ္ PCB Design က (၃)နာရီေလာက္ေရးဆြဲ ေနရမွာပါ။ #PCB Design ေရးဆြဲနည္းကိုလည္း ေနာက္မ်ားမွာ ဆက္လက္ ေရးသားသြားပါ့မယ္။ ပုံ (၂) မွာ နမူနာျပထားပါတယ္။
၉။ ေနာက္တစ္ခု ကိုယ္က IC တစ္လုံးကို ေတြ႔ၿပီဆိုတာနဲ႔ Pin နံပါတ္ကို သိႏိုင္ရပါတယ္။ ဒါကလြယ္လြယ္ ကူကူသိႏိုင္ပါတယ္။ IC ရဲ႕ ကိုယ္ထည္ေပၚမွာ အစက္/ အေပါက္ ပုံစံေလးတစ္ခုျပထားတဲ့ ေနရာက ICရဲ႕ Pin နံပါတ္-၁ ဘဲျဖစ္ပါတယ္။ အဲသည္ေျခေထာက္ကမွ နာရီလက္တံ ေျပာင္းျပန္အတိုင္းလွည့္ၿပီး နံပါတ္စဥ္ ငယ္ရာကေန ႀကီးရာကို အစဥ္လိုက္ တိုးသြားတာျဖစ္ပါတယ္။ အဲသလိုဆို BGA IC မွာေရာဗ်ာ ဆိုရင္ေတာ့ သူ႔မွာက တန္းနဲ႔တိုင္ (Coloum + Row) ေပါင္းၿပီးမွ IC ေျခေထာက္နံပါတ္ကိုေခၚဆိုပါတယ္။ ဥပမာ- A1၊ A10 ၊ B5 စသျဖင့္ သတ္မွတ္ေလ့ရွိပါတယ္။ ပုံ( ၃)မွာ IC Pin နံပါပတ္ ခ်ထားမႈ နမူနာပုံစံျပထားပါတယ္။
၁၀။ ေနာက္ကၽြန္ေတာ္ ဆက္ၿပီးေဆြးေႏြးခ်င္တာက IC ကိုထုတ္လုပ္တဲ့ ကုမၼဏီပါ။ IC ထုတ္တဲ့ ကုမၼဏီေတြ က မိမိတို႔ထုတ္လိုက္တဲ့ IC ရဲ႕ ကိုယ္ထည္ေပၚမွာ အမွတ္အသားတံဆိပ္ေတြကို ထည့္ၿပီးထုတ္ေလ့ရ ွိပါတယ္။ ဥပမာ- 741 Op-Amp IC ဆိုပါဆို႔။ ဒီ 741 IC ဆိုရင္ က်ေနာ္တို႔ ခင္ဗ်ားတို႔လည္းေတြ႔ဘူးၾက မွာပါဘဲ။ uA741၊ LM741 စသည္ျဖင့္ေပါ့။ အဲသလို IC နံပါတ္ရဲ႕ ေရ့ွမွာက ထုတ္လုပ္တဲ့ ကုမၼဏီရဲ႕ အမွတ္အသားကို ထည္ၿပီးေရးေလ့ ရွိပါတယ္။ အလုပ္လုပ္ေဆာင္တဲ့ လုပ္ငန္းစဥ္ပုံစံကေတာ့ တစ္ခုတည္းပါဘဲ ဆိုတာကို မွတ္သား ထားရပါမယ္။ LM741 ဆိုရင္ National Semiconductor ကထုတ္တာ စသည္ျဖင့္ ကြဲျပားျခား နားတာဘဲရွိ တာပါ။ စတင္ေလ့လာသူအဖို႔ ဇေ၀ဇ၀ါျဖစ္ေစ မွာဆိုးလို႔ ဒီအေၾကာင္းကို ေဆြးေႏြတာဘဲျဖစ္ ပါတယ္။ က်ေနာ္တို႔ စတင္ေလ့လာစဥ္ကလည္း LM741 ဆို LM741 မရရေအာင္လိုက္၀ယ္ပါတယ္။ uA741 ဘဲရွိတယ္ဆိုရင္ မယူဘူး၊ မူရင္းက LM ျဖစ္တဲ့အတြက္ LM ဘဲ။ ဒါေလးမတူတာေၾကာင့္ ကိုယ္ရဲ႕ ျပဳျပင္ျခင္း ၊ Design ဖန္တီးျခင္းက မရတာလို႔ မယူဆခ်င္ဘူး ဆိုေတာ့ ရေအာင္၀ယ္သည္ေပါ့ဗ်ာ။ ပုံ (၄) မွာ uA741 နဲ႔ LM 741 IC ေတြကို နမူနာ ေဖၚျပေပးထားပါတယ္။
၁၁။ ေနာက္တစ္ခုရွိေသး တယ္။ က်ေနာ္က Product တစ္ခုကိုလုပ္တုန္းက ပစၥည္း၀ယ္ေပးတဲ့ ပုဂၢိဳလ္ႀကီးက စမ္းသပ္ဆဲကာလက Fairchild Product ေလးေပးၿပီး စမ္းခိုင္း၊ လုပ္ခိုင္းပါတယ္။ ေနာက္ Product ကလည္းေအာင္လို႔ မ်ားမ်ားလုပ္ လည္းလုပ္ေရာ Fairchild ရဲ႕ Product ကိုမေပးေတာ့ဘူး။ ဘာမွန္းမသိတဲ့ ပုံစံတူ IC ကိုေပးေရာ။ အိုး..အသံပိုင္း ဆိုင္ရာေလးဆိုေတာ့ ကြာသေပါ့ဗ်ာ။ ဒါေၾကာင့္ အလုပ္လုပ္တဲ့ ေနရာမွာ တူေပမယ့္ တစ္ခ်ဳိ႔တစ္ခ်ဳိ႕ေတြက အရည္အေသြးေတာ့ ကြာတတ္တာကိုလည္း သိေစ ခ်င္လို႔ပါ။ ဒါေၾကာင့္ က်ေနာ္တို႔နာမည္ရွိတဲ့ Components ထုတ္တဲ့ကုမ ၼဏီႀကီးေတြရဲ႕ အမွတ္အသားေလး ေတြကို သိႏိုိင္ေစဖို႔ ပုံ(၅+၆)မွာ ေဖၚျပေပးထားပါတယ္။
TTL & CMOS IC
+++++++++++++
၁၂။ IC ဆိုတာနဲ႔ သူတို႔မပါမၿပီးတဲ့ TTL နဲ႔ CMOS အေၾကာင္းကို ဆက္လက္ေဆြးေႏြးပါ့မယ္။ TTL ေတြ CMOS ေတြဆိုတာက Digital IC အမ်ဳိးအႏြယ္၀င္ ေတြဘဲ ျဖစ္ပါတယ္။ ပုံ(၇) မွာ TTL နဲ႔ CMOS IC အခ်ိဳ႔ကို နမူနာ ျပထားပါတယ္။ TTL ဆိုတာက Transistor –Transistor –Logic ကိုဆိုလိုတာ ျဖစ္ၿပီးေတာ့ သူ႔ရဲ႕ IC နံပါတ္ေတြက 74 ဆိုတဲ့ ဂဏန္းနဲ႔ စတင္တာျဖစ္ပါတယ္။ ဒီေနရာမွာ 74L ဆိုရင္ Low Power စနစ္အတြက္၊ 74H ဆိုရင္ High Speed အတြက္၊ 74S ဆိုရင္ Schottky ၊ 74LS ဆိုရင္ Lower Power Schottky နဲ႔ 74ALS ဆိုရင္ Advanced Low Power Schottky တို႔အတြက္ အသီးသီး ရည္ညႊန္း ထားတာျဖစ္ပါတယ္။ TTL IC ေတြက Bipolar Junction Transistor ေတြကို အေျခခံ တည္ေဆာက္ ထားၾကပါတယ္။
၁၃။ CMOS ဆိုတာက Complementary Metal Oxide Semiconductor ကို ဆိုလိုတာဘဲျဖစ္ပါတယ္။ FET ကိုအေျခခံတည္ေဆာက္ထားတဲ့ IC အမ်ဳိးအစား ပါ။ သူ႔ရဲ႕ IC နံပါတ္ေတြက 40 ဆိုတဲ့ ဂဏန္းနဲ႔ စတင္တာ ျဖစ္ပါတယ္။ CMOS IC ေတြက Power Supply +3V ကေန +15V ေလာက္ထိအတြင္းမွာ ေပးၿပီး သုံးႏိုင္ပါ တယ္။ Vdd လို႔ေဖၚျပေပးထားတာက (+) ဗို႔ေပး Vss လို႔ေဖၚျပေပးထားတာက Ground ေပးရတာျဖစ္ပါ တယ္။
၁၄။ TTL AND Gate IC လည္းရွိတယ္။ CMOS AND Gate IC လည္းရွိတာဘဲ ။ ဘာေတြကြာလို႔လဲ။ ေသျခာတာတစ္ခုေျပာရရင္ ေစ်းကြက္မွာ အလြယ္တ ကူ ၀ယ္လို႔ရတာ 40 Series နဲ႔စတဲ့ CMOS IC ေတြပါဘဲ။ ေအာက္မွာ ကြာျခားမႈေတြကို ဆက္လက္ ္ေဖၚျပထားပါတယ္။
(က) TTL IC က CMOS IC ထက္ Power စားမ်ားပါ တယ္။
(ခ) TTL IC မွာ ေပးရတဲ႔ VCC Power Supply က 2VDC ကေန 6VDC အတြင္းေလာက္ဘဲ ရွိၿပီး
CMOS IC မွာေတာ့ 3VDC ကေန 15VDC အထိရွိ တာေၾကာင့္ CMOS က TTL ထက္ Power Supply Range ပိုက်ယ္ပါတယ္။ အရမ္းမေရြးဘူးေပါ့ဗ်ာ။
(ဂ) TTL IC မွာ 0 to 0.8V ကို Logic ‘0’ ၊ 2V ကေန power Supply တန္ဖိုးထိကို Logic Level “1” လို႔သတ္မွတ္ပါတယ္။ CMOS IC မွာေတာ့ 0 to 1/3 Vdd( IC ကိုေပးထားတဲ့ ပါ၀ါ ရဲ႕ သုံးပုံတစ္ပုံ)
ထိကိုLogic ‘0’ ၊ 2/3 Vdd ( IC ကိုေပးထားတဲ့ ပါ၀ါ ရဲ႕ သုံးပုံႏွစ္ပုံ) ကေန Power Supply တန္ဖိုး ထိကို Logic “1” လို႔သတ္မွတ္ပါတယ္။
(ဃ) CMOS IC က TTL IC ထက္ Electromagnetic ေႏွာက္ယွက္မႈကို ဒဏ္ကို ခံရေစလြယ္ပါတယ္။
၁၅။ Analog IC ဘဲျဖစ္ျဖစ္ Digital IC ဘဲျဖစ္ျဖစ္ Circuit Symbol ေလးေတြေရးဆြဲတဲ့အခါမွာ သူတို႔ရဲ႕ Gate ပုံစံေလးေတြနဲ႔ ျပေလ့ရွိပါတယ္။ Op-Amp ဆိုလည္း OP-Amp ရဲ႕ ပုံစံေလးတိုင္းေပါ့။ ဒါေပမယ့္ IC တစ္လုံးထဲ အတြင္းမွာ Gate မ်ားစြာပါေနရင္ေတာ့ U1A ၊ U1B ၊ U1C စသည္ျဖင့္ ခြဲၿပီး Diagram မွာ ေရးဆြဲရ ပါတယ္။ ဒါေပမယ့္ သူတို႔က IC တစ္လုံး အတြင္းမွာဘဲ ဆိုတာေလး သိထားရပါမယ္။ မိမိကိုယ္ တိုင္ Schematic တစ္ခုေရးဆြဲတဲ့ အခါမွာ ဒီလိုခြဲျခား ဆြဲမွသာ တစ္ျခားသူတစ္ေယာက္က ဖတ္ၾကည့္တဲ့အခါ ေကာင္းေကာငး္ နားလည္ေစမွာဘဲျဖစ္ပါတယ္။ ပုံ(၈) မွာ Schematic ၊ IC Component ၊ PCB Footprint တို႔ကို နမူနာျပထား ပါတယ္။
၁၆။ ဆက္လက္ၿပီး Ball Grid Array (BGA) IC Repair လုပ္ျခင္းကို Manual နဲ႔ Auto နည္းစနစ္ (၂)မ်ဳိးနဲ႔ ေဆြးေႏြး သြားပါမယ္။
ဆႏၵနဲ႔ဘ၀ တစ္ထပ္တည္း က်ႏိုင္ၾကပါေစ……။
ကိုသားငယ္ (BE , EC)
IC အပိုင္း(၃)
+++++++++
BGA IC Rework ျပဳလုပ္ျခင္းနည္းစနစ္
==========================
၁၅။ BGA IC တစ္လုံးကို ျဖဳတ္တယ္၊ Ball ျပန္စိုက္ၿပီး ျပန္တပ္ဆင္တယ္ ဒီနည္းစနစ္ေလးေတြကို စတင္ ေလ့လာသူေတြအေနနဲ႔ လတ္တေလာ မလိုအပ္ခဲ့ရင္ေတာင္ ဗဟုသုတအေနနဲ႔ ဆက္လက္ေဖၚျပ ေဆြးေႏြးသြား ပါ့မယ္။ ဒီလိုေဖၚျပတဲ့ေနနရာမွာ Manual နည္းစနစ္နဲ႔ လဲလွယ္တပ္ဆင္ႏိုင္သလို ၊ Automatic နည္းစနစ္ နဲ႔လည္း တပ္ဆင္ႏို္င္ပါတယ္။ Automatic နည္းစနစ္ဆိုတာက ျဖဳတ္တဲ့၊တပ္တဲ့ ေနရာမွာ စက္ကုိသုံးတဲ့ နည္းစ နစ္ကို ေျပာတာဘဲ ျဖစ္ပါတယ္။ အမွန္တိုင္းေျပာရရင္ BGA IC ျဖဳတ္တာ၊ ျပန္တပ္တဲ့ အေၾကာင္းေျပာလို႔ ကၽြန္ေတာ္ ဖုန္းေတြမွာရွိတဲ့ BGA IC ေတြကို အၿမဲျဖတ္လဲေနသလား အင္မတန္ကၽြမ္းက်င္ေနသလား ဆိုေတာ့ မဟုတ္ပါဘူး။ က်ေနာ္လုပ္ခဲ့ လုပ္ငန္းမွာလုပ္ခဲ့ဖူးတာေလးရယ္၊ ဖတ္မွတ္ထားတာေလးေတြရယ္ စုၿပီးျပန္လည္ မွ်ေ၀ေဆြးေႏြးတာပါ။
၁၆။ BGA ဆိုတာ Ball Grid Array ။ (B)all (G)rid (A)rray ဆိုတဲ့ပုံစံနဲ႔ အတိုသတ္မွတ္ထားတာ ျဖစ္ပါ တယ္။ IC Pin ေလးေတြကိုု Ball ေစ့ေလးေတြနဲ႔ ျပဳလုပ္ထားၿပီး IC ရဲ႕ ဗိုက္ေအာက္မွာဘဲ အဲသည္ ေဘာေစ့ေလးေတြကို Grid ကြက္ေလးေတြပုံစံနဲ႔ တပ္ဆင္ထားတဲ့ Electronice Device အမ်ဳိးအစားတစ္ခုပါ။ ဒီေဘာေစ့ေလးေတြက BGA IC အလိုက္ အရြယ္အစား အမ်ဳိးမ်ဳးိရွိ ၾကပါတယ္။ 0.5mm ၊ 0.6mm ၊ 0.7mm ၊ 0.8mm စသည္ျဖင့္ေပါ့။ အမွန္ကေတာ့ အဲသည္ ေဘာေစ့ေလးေတြက ခဲသီးေလးေတြပါ။ သတ္မွတ္ထားတဲ့ အပူခ်ိန္ကို ေပးလိုက္တဲ့အခါမွာ PCB မွာရွိတဲ့ ေျခေထာက္ေနရာ (Pad) ေလးေတြနဲ႔ BGA ရဲ႕ ေျခေထာက္ (Pin)ေတြ ကိုဆက္သြားေစပါတယ္။ ခဲသီးေလးေတြကို ႀကိဳတင္တပ္ဆင္ထားတဲ့ သေဘာေပါ့။
၁၇။ တိုင္းတာစစ္ေဆးဖို႔ ခက္ခဲတဲ့ ဒီ BGA IC ကိုဘာေၾကာင့္သုံးသလဲ။ SMT Assembly လုပ္စဥ္က အဲ့ဒီအ ေတြး က်ေနာ္ခဏခဏေတြးမိတယ္။ အမွန္ေတာ့ ေအာက္မွာေဖၚျပထားတဲ့ အခ်က္ေလးေတြက သူ႔ရဲ႕ အားသာ ခ်က္ေလးေတြပါ။
(က) ေနရာက်ဥ္းက်ဥ္းေလထဲမွာ IC Pin အေတာ္မ်ားမ်ား တပ္ဆင္နိုင္လို႔ အရြယ္အစားေသးငယ္ပါ
တယ္။
(ခ) IC အတြင္းထဲမွာရွိတဲ့ Chip ေလးနဲ႔ အနီးကပ္ေနရာမွာ Pin ေသးေသးေလးေတြကို သုံးထားလို႔
Power ပိုင္းအတြက္ Inductance ေတြ Signal ပိုင္းအတြက္ Impedance ေတြ နည္းပါတယ္။
(ဂ) ေနာက္ BGA IC ရဲ႕ ေျခေထာက္ (Pin)ေတြကလည္း QFP IC လို ေျခေထာက္ေတြ ပ်က္စီးက်ဳိးပဲ့
ေတြလည္း မရွိပါဘူး။ Pin ေတြက IC မွာ တစ္ခါတည္း ကပ္ထားတာျဖစ္တဲ့ အတြက္ေၾကာင့္ပါ။
(ဃ) ေနာက္တစ္ခုက BGA IC ေတြကို ခဲေစာ္တဲ့ ေနရာမွာ Self-Centering လို႔ေခၚတဲ့ သူ႔ဘာသာသူ
PCB Pad နဲ႔ IC Pin ကို အလယ္တည့္တည့္ က်ေအာင္ ခ်ိန္ညွိေပးတဲ့ စနစ္ေကာင္းတစ္ခုလည္း
ပါပါတယ္။ ဒါေတာ့ အတိုင္းအတာ တစ္ခုထိဘဲေပါ့။ PCB Pad နဲ႔ IC Pin က အေတာ္ႀကီး
လြဲေနတာ ဆိုရင္ေတာ့ သူလည္း Self-Centering လုပ္ေပးႏိုင္မွာ မဟုတ္ပါဘူး။
BGA IC အားျဖဳတ္ျခင္း
+++++++++++++++++
၁၈။ BGA IC တစ္လုံးကို ပ်က္စီးလို႔ ျဖဳတ္တဲ့အခါမွာ BGA Rework Station ကိုသုံးၿပီးျဖဳတ္တဲ့ နည္းလမ္းနဲ႔ Heat Gun ကို သုံးၿပီး ျဖဳတ္တဲ့နည္းလမ္း နည္းလမ္း(၂)မ်ဳိးနဲ႔ ျဖဳတ္ႏိုင္ပါတယ္။ Rework Station ကိုသုံးတဲ့ နည္းကေတာ့ လူရဲ႕ ကၽြမ္းက်င္မႈ သိပ္မလိုပါဘူး။ Station ကေန ခဲအရည္ေပ်ာ္ေလာက္တဲ့ အပူခ်ိန္ကို ေပး၊ ခဲ လည္းအရည္ေပ်ာ္ခ်ိန္လည္းေရာက္ေရာ စက္မွာပါတဲ့ စုပ္ခြက္ေလးက BGA ကို ေကာက္ယူသြားပါတယ္။ သူကေတာ့ BGA IC ရဲ႕ ပတ္၀န္းက်င္မွာရွိတဲ့ Components ေတြကို အပူဒဏ္သိပ္မခံရတဲ့အျပင္ မွားယြင္းမႈ လည္း နည္းပါတယ္။ ဒါေပမယ့္ BGA IC ေလးျဖဳတ္ဖို႔ ၊ တပ္ဖို႔အတြက္ စက္တစ္လုံး သုံးရမယ္ဆိုေတာ့ SMT စက္ရုံေတြ၊ Computer Service Center ႀကီးေတြမွာဘဲ သုံးေလ့ရွိမွာပါ။ တစ္ခ်ဳိ႕ Computer Service Center ႀကီးေတြက ေၾကာ္ျငာတာေတြ႔ဖူးမွာပါ။ #ေခတ္မွီ BGA Rework Station မ်ားကို အသုံးျပဳ၍ Motherboard မ်ားကို ျပဳျပင္တယ္ဆိုၿပီး ေၾကာ္ျငာေလ့ရွိပါတယ္။ ပုံ (၂)မွာ Rework Station ကိုနမူနာကို ျပထားပါတယ္။
၁၉။ ေနာက္တစ္နည္းျဖစ္တဲ့ Manual Heat Gun ကိုသုံးၿပီး ျဖဳတ္တဲ့နညး္စနစ္ပါ။ ဒါကေတာ့ ခုေခတ္ တယ္ လီဖုန္းျပင္တဲ့ Mobile Service ေတြမွာ ဒီနည္းစနစ္ကို သုံးေလ့ရွိပါတယ္။ BGA IC ရဲ႕ ပတ္၀န္းက်င္မွာရွိတဲ့ Components ေလးေတြကို အပူဒဏ္မခံရေအာင္ အပူကာတဲ့ စတီးခြက္ေလးေတြ၊ Thermal Adhesive Tape လို႔ေခၚတဲ့ မီးခံတိတ္ေလးေတြကို အၿပီး BGA ကို Heat Gun နဲ႔ အပူေပး၊ ခဲေပ်ာ္လာခ်ိန္ေလာက္ေရာက္တာနဲ႔ ဇာဂနာ/ ဓါးပါးပါးေလးနဲ႔ မယူလိုက္တဲ့ နညး္ျဖစ္ပါတယ္။ BGA IC ေတြက သာမန္ Electronic Component ေတြထက္ အပူခ်ိန္ကို ခံႏိုင္ရည္ရွိပါတယ္။ ဒီနည္းစနစ္ကေတာ့ ျပဳျပင္သူရဲ႕ လုပ္ငန္းကၽြမ္းက်င္မႈ အေပၚမွာ မူတည္ၿပီးေတာ့ ေအာက္က PCB Pad ပ်က္စီးမႈမရွိတာ၊ ပတ္၀န္းက်င္မွာရွိတဲ့ Components ေလးေတြျပဳတ္ ထြက္တာ မရွိတာေတြ ျဖစ္ေစမွာပါဘဲ။ ခဲကမေပ်ာ္ေသးတဲ့ခ်ိန္မွာ အတင္းကလန္႔ၿပီး IC ကိုျဖဳတ္လိုက္ရင္ေတာ့ PCB Pad ပ်က္စီးတာေတြ ျဖစ္တတ္ပါတယ္။ ေနာက္ Heat Gun ရဲ႕ ေလမႈတ္အားအမ်ားႀကီးနဲ႔ အပူသြားေပးမိ ရင္လည္း ေဘးပတ္၀န္းက်င္မွာရွိတဲ့ Components ေတြက လြင့္ထြက္ကုန္မွာပါ။ ပုံ ( ၃)မွာ Heat Gun နဲ႔ BGA ျဖဳတ္နည္းနမူနာကို ျပထားပါတယ္။
၂၀။ ဒီေနရာမွာ ဗဟုသုတ တစ္ခု ေျပာစရာရွိပါတယ္။ အဲ့ဒါက BGA IC ကို သုံးတဲ့ Board တိုင္းမွာ သုံးတဲ့ခဲဟာ Lead-Free အမ်ဳိးအစားေတြပါ။ ဘာေၾကာင့္ lead-free ကိုသုံးၾကသလဲဆိုေတာ့ ခုလို BGA ကို ျဖဳတ္၊ တပ္ စသျဖင့္ လုပ္တဲ့ခ်ိန္မွာ ေဘးပတ္ ၀န္းက်င္က Component ေတြ အခ်ိန္တိုတိုတြင္း ခဲမေပ်ာ္မသြားေစဖို႔ ျဖစ္ပါတယ္။ က်ေနာ္တို႔ ေစ်းကြက္ထဲက ၀ယ္သုံးေလ့ရွိတဲ့ Tin-Lead ခဲက အပူခ်ိန္ ၁၈၀-၂၂၀ ဒီဂရီေလာက္မွာ အရည္ေပ်ာ္ရင္ Lead-Free ခဲက ၂၆၀-၂၈၀ ဒီဂရီအေက်ာ္ေလာက္ေရာက္မွ အရည္ေပ်ာ္ တာပါ။ ခဲေဆာ္လို႔ နည္းနည္းခက္တဲ့ ခဲပါ။ Lead-Free ခဲကို သုံးရတာ တစ္ျခားေသာ အေၾကာင္းအရာ ေလးေတြလည္း ရွိေပမယ့္ ဒါကလည္း ရည္ရြယ္ခ်က္ထဲမွာ တစ္ခုပါေနပါတယ္။ အကယ္၍ BGA IC လည္းသုံးထားေသး Tin-Lead ခဲလည္းသုံးထားတယ္ဆိုရင္ေတာ့ ျဖဳတ္ရ၊ တပ္ရ တာအေတာ္ ခက္ေတြ႔ေစ ပါလိမ့္မယ္။ အဲ့သလို Board ေတြကိုလည္း Assembly လုပ္ခဲ့ဖူးပါတယ္။
BGA Re-ball ျပဳလုပ္ျခင္း
+++++++++++++++++
၂၁။ BGA IC တစ္လုံးကို အေၾကာင္းေၾကာင့္ ျဖဳတ္ၿပီး ျပန္လည္တပ္ဆင္တဲ့အခါမွာ လုပ္ေဆာင္ရတဲ့ အဆင့္ ေလးတစ္ခုပါ။ IC ရဲ႕ Pad ေတြမွာ ပုံပ်က္သြားတဲ့ Ball ေစ့ေလးေတြကုိ ျပန္တပ္ေပးရတာပါ။ က်ေနာ့္အေနနဲ႔က ေတာ့ SMD Production လုပ္စဥ္က Soldering Error ေၾကာင့္ ျပန္ျဖဳတ္၊ ျပန္တပ္ေလာက္သာ လုပ္ခဲ့တာပါ။ ဖုန္းေတြမွာပါတဲ့ BGA IC ေတြေတာ့ တစ္ခါမွမျပင္ဖူးပါဘူး။
၂၂။ ဟုတ္ကဲ့ BGA ကို Reball လုပ္တဲ့ ေနရာမွာ အရင္ဦးဆုံး BGA IC မွာရွိတဲ့ Ball အေဟာင္းေတြကို ကုန္ သြားေအာင္ ခဲစုပ္တဲ့ Solder Wick ကိုသုံးၿပီး ခဲေတြကို စုပ္ယူသန္႔ရွင္းေရးလုပ္ပါတယ္။ ေျပာင္သြားတဲ့အခါ IC ကို Flux သုတ္ BGA Stencil လို႔ေခၚတဲ့ ေဘာေစ့တပ္မယ့္ ေနရာေလးေတြကို အေပါက္ေလးေတြေဖါက္ထားတဲ့ စတီးျပားေလးကို IC နဲ႔ ကပ္ ၿပီး ေဘာေစ့ေလးေတြကို Steel ျပားေပၚေလာင္းခ်လိုက္ပါတယ္။ အေပါက္အားလုံး ေဘာေစ့ေလးေတြ ၀င္သြားတဲ့အခါမွာ ခဲနဲ႔ IC ရဲ႕ ေျခေထာက္ကပ္သြားေအာင္ အပူေပးလိုက္ရပါတယ္။ ေဘာေစ့ အရြယ္အစားကေတာ့ အမ်ဳိးမ်ဳိးရွိတာေပ့ါ။ 0.2mm၊ 0.25mm ၊ 0.5mm၊ 0.55 mm ၊ 0.6 ,7,8 mm စသည္ျဖင့္ေပါ့။ ယခင္သူသုံးထားတဲ့ Size ကိုဘဲ ျပန္တပ္ေပးရမွာပါ။
၂၃။ စက္ကိုသုံးၿပီး Soldering လုုပ္တဲ့အခါမွာ BGA ကိုလွန္ထားၿပီး ball ေလးေတြနဲ႔ IC Pad ကို ခဲစြဲေစမယ့္အေနအထား ေရာက္ေအာင္ အေပၚ၊ ေအာက္ အပူေပးၿပီးလုပ္ရပါတယ္။ အေပၚက အပူေပးတဲ့ စနစ္က ေလပူ (Hot Air ) ျဖစ္ၿပီး ၊ ေအာက္ကေပးတဲ့ အပူက Coil စနစ္နဲ႔ ေပးတဲ့ အပူစနစ္ပါ။ စက္နဲ႔ Reball လုပ္တာကေတာ့ Ball ေလးေတြက ညီညီညာညာေလးေတြ ကပ္သြားေစတာေတာ့ အမွန္ပါဘဲ။ အဲ့သလိုညီ ညာေတာ့ ျပန္တပ္ဆင္တဲ့အခါ အမွားနညး္တာေပါ့။
၂၄။ ေနာက္တစ္နည္းHeat Gun သုံးၿပီးလည္း Reball လုပ္ႏိုင္ပါတယ္။ Digital မီးဖိုေလးေပၚမွာ Aluminum ျပားေလးတင္၊ သူ႔အေပၚမွာမွ BGA IC ကို ပက္လပ္ေလးတင္ ၊အေပၚကေန Heat Gun ကို Air Flow နည္းနည္းေလးနဲ႔ အပူ ေပးၿပီး Soldering လည္းလုပ္ႏိုင္ပါတယ္။ လက္စေပၚမူတည္ၿပီး Reball အရည္အေသြး ကြာသြားမွာပါ။ ပုံ ( ၄)မွာ နမူနာပုံစံေလးျပထားပါတယ္။
BGA အား PCB တြင္ ျပန္လည္ တပ္ဆင္ျခင္း
++++++++++++++++++++++++++++++
၂၅။ BGA IC ကို Ball ေလးေတြျပန္တပ္ၿပီး PBC ေပၚမွာ ျပန္တပ္တဲ့အခါ နည္းစနစ္ (၂)မ်ဳိးနဲ႔ လုပ္ေဆာင္ႏိုင္ ပါတယ္။ PCB ရဲ႕ PAD ေနရာကို Solder Wick နဲ႔ ခဲေတြကို ေျပာင္ေနေအာင္ အရင္ရွင္းထုတ္ရပါတယ္။ လုံး၀ ေျပာင္သြားမွ Manual နည္းစနစ္နဲ႔ တပ္ဆင္မယ္ဆိုရင္ Flux ေကာင္းတာေလးကို ႏွံ႔ေနေအာင္သုတ္လိမ္းၿပီး BGA ICကို OCB ေပၚက IC ေနရာမွာ အသာေလးတင္လိုက္ပါတယ္။ BGA Pin နဲ႔ PCB Pad ရဲ႕ တိက်မႈက ေတာ့ ၆၀% ေလာက္တိက်ရင္ရပါတယ္။ ဘာလို႔လဲဆိုေတာ့ BGA ရဲ႕ သေဘာသဘာ၀ကိုက အပူေပးလိုက္ၿပီး ခဲေပ်ာ္မွတ္ေရာက္ရင္ Auto-Centering လုပ္သြားေတာ့ ၁၀၀% တိတိက်က်ႀကီး မလိုတာျဖစ္ပါတယ္။ အပူေပးတဲ့ခ်ိန္မွာ Heat Gun ကိုသုံးၿပီး အပူေပးႏိုင္ပါတယ္။ အဓိကအေနနဲ႔ကေတာ့ အပူေပးတဲ့ ေနရာမွာဘဲ အပူပ်ံ႔နွံ႔တဲ့ အေနအထား ညီဖို႔လိုတာပါ။ မဟုတ္ရင္ေတာ့ ခဲဆြဲတာကညီညာမွာ မဟုတ္ပါဘူး။
၂၆။ ေနာက္တစ္နည္းကေတာ့ စက္ကိုသုံးၿပီး ျပန္စိုက္တဲ့ နည္းစနစ္ပါ ။ အဲ့သလိုျပန္စိုက္တဲ့နည္းကေတာ့ ၁၀၀% Pin နဲ႔ Pad ကို ညီညီေလး ျဖစ္ေစပါတယ္။ သူ႔မွာက်ေတာ့ PCB ကို Flux မသုတ္ေတာ့ဘဲ Solder Paste ဆိုတဲ့ ခဲရယ္ ေကာ္ရယ္ေရာထားတဲ့ ေစးကပ္ကပ္အရာကို သုံးရပါတယ္။ ဒီနည္းစနစမွာက်ေတာ့ BGA IC ကို ေလစုပ္အား ကို သုံးထားတဲ့ Nozzle တစ္ခုနဲ႔ စုပ္ထားပါတယ္။ BGA ရဲ႕ Image နဲ႔ PCB Image တစ္ထပ္တည္းက်တဲ့ခ်ိန္မွာ Nozzle ကို ေအာက္ကိုခ်ၿပီး PCB မွာ အသာေလး ဖိေပးလိုက္ပါတယ္။ ၿပီးေတာ့ ေလစနစ္ကို ပိတ္လိုက္တဲ့အခါ Zozzle က BGA ကို စုပ္ႏိုင္စြမ္းမရွိေတာ့ ဘဲ Solder Paste နဲ႔ကပ္ၿပီး BGA ကက်န္ေနခဲ့ပါတယ္။ အဲ့သလိုေတြလုပ္ၿပီးမွ BGA တပ္ၿပီး PCB ကို သတ္မွတ္ထားတဲ့ Temperature profile နဲ႔ ခဲေဆာ္ေစတာပါ။ Temperature profile စနစ္တက် တည္ေဆာက္ၿပီး ခဲေဆာ္တာျဖစ္လို႔ ဒီနည္းစနစ္က ေတာ့ ဘာအမွားအယြင္းမွ မရွိတာကေတာ့ အမွန္ပါဘဲ။ ျပန္လည္တပ္ဆင္တဲ့အခါမွာ Ball ေလးေတြအေနအ ထားကို ပုံ( ၆)မွာနမူနာျပထားပါတယ္။
BGA Inspection
+++++++++++++
၂၇။ ေနာက္တစ္ခု BGA IC ကို တပ္ဆင္ၿပီးတဲ့အခါ မွန္ကန္မႈရွိ၊ မရွိ စစ္ေဆးရပါတယ္။ နညး္လမ္း (၂)မ်ဳိးရွိပါတယ္။ Optical Inspection ဆိုတဲ့ BGA ရဲ႕ အေျခေလာက္ကေန မီးအလင္းေရာင္အားေကာင္း ေကာင္းနဲ႔ ထိုးထားၿပီး တစ္ဘက္ကေန u-Scope နဲ႔ ၾကည့္တဲ့နည္းစနစ္မွာ BGA ရဲ႕ ဘက္ေလးဘက္လုံးကေန အဲ့သလို စစ္ေဆးရပါတယ္။ ေနာက္တစ္နည္းက X-ray စက္ကိုသုံးၿပီး IC ရဲ႕ အေပၚကေန X-ray လႊတ္ၿပီး စစ္ေဆးတဲ့ နည္းစနစ္ပါ။ ပုံ(၇+၈ )မွာ စစ္ေဆးပုံ ၊ အေနအထားေလးေတြ နမူနာျပထားပါတယ္။
၂၈။ BGA IC အေၾကာင္းကို အီလက္ထေရာနစ္ အေျခခံေလ့လာသူေတြအဖို႔ ဗဟုသုတရေစလိုတဲ့ ရည္ရြယ္ ခ်က္နဲ႔ မွ်ေ၀ေဆြးေႏြတာဘဲျဖစ္ပါတယ္။ IC ရဲ႕ ဗိုက္ေအာက္မွာရွိတဲ့အတြက္ တိုင္းတာစစ္ေဆးရတာ ခက္ေပ မယ့္ နည္းစနစ္သာမွန္ကန္ပေစ QFP လို IC မ်ဳိးထက္ ျဖဳတ္ရတတ္ရလြယ္ကူပါတယ္။
ဆႏၵနဲ႔ဘ၀ တစ္ထပ္တည္းက်ႏိုင္ၾကပါေစ……..
ကိုသားငယ္ (BE , EC)
