BGA返修及焊接工藝
多數(shù)半導(dǎo)體器件的耐熱溫度為240℃——300℃,對(duì)于BGA返修系統(tǒng)來(lái)說(shuō),加熱溫度和均勻性的控制顯得非常重要。BGA芯片焊接工藝步驟如下:
1、電路板、BGA預(yù)熱:
電路板、芯片預(yù)熱的主要目的是將潮氣去除以免PCB起泡和芯片爆,如果電路板和BGA內(nèi)的潮氣很。ㄈ缧酒瑒偛鸱猓@一步可以免除。
2、拆除BGA:
拆除的BGA如果不打算重新使用,而且PCB可承受高溫,拆除BGA可采用較高的溫度(較短的加熱周期),主板上BGA取下來(lái)后,至少要等一分鐘才能把BGA從返修臺(tái)上拿下來(lái),不然PCB板會(huì)變形。
3、 清潔焊盤:
清潔焊盤主要是將拆除BGA芯片后留在PCB表面的焊
錫膏清理掉,必須使用符合要求的清洗劑。為了保證BGA焊料可靠性,一般不能使用焊盤上的殘留
助焊膏,必須將舊的助焊膏清除掉,除非BGA上重新形成BGA焊料球。由于BGA體積小,特別是CSP(或μBGA體積更小,清潔焊盤比較困難,所以在返修CSP時(shí),如果CSP的周圍空間很小,就需使用
免清洗助焊膏,為保讓返修的BGA的焊接可靠性,PCB上的BGA焊接位置必須盡可能的平。
4、 涂助焊膏:
這準(zhǔn)備好的PCB板上涂上助焊膏,這個(gè)工序要特別注意,涂均勻。
在PCB上涂助焊膏對(duì)于BGA的返修結(jié)果有重要影響。通過(guò)選取用與BGA相符的模板,可很方便地將助焊膏涂在電路板上。對(duì)于CSP,有3種焊膏可以先選:普通型助焊膏,免清洗助焊膏和水溶性助焊膏。使用普通型助焊膏,回流時(shí)間可略長(zhǎng)些,使用免清洗助焊膏,回流溫度應(yīng)選的低些。
(1)貼裝:貼裝的主要目的是使BGA上的每個(gè)焊料與PCB上的焊盤對(duì)準(zhǔn)。必須使用專門的設(shè)備來(lái)對(duì)中。
(2)熱風(fēng)回流焊:熱風(fēng)回流焊是整個(gè)返修工藝的關(guān)鍵。
A、 BGA返修回流焊的曲線應(yīng)當(dāng)與BGA的原始焊接曲線接近,熱風(fēng)回流焊曲線分成六個(gè)區(qū)間:預(yù)熱區(qū)、保溫、升溫、焊接1、焊接2和冷卻區(qū),六個(gè)區(qū)間的溫度、時(shí)間參數(shù)可以分別設(shè)定,通過(guò)計(jì)算機(jī)連接,可以將這些程序存儲(chǔ)和隨時(shí)調(diào)用。
B、 在回流焊接過(guò)程中要正確選擇各區(qū)的加熱溫度和時(shí)間,同時(shí)應(yīng)注意升溫的速度。一般,在100℃以前,最大的升溫速度不超過(guò)10℃/s,100℃以后最大溫速 度不超過(guò)5℃/s,在冷卻區(qū),最大的冷卻速度不超過(guò)6℃/s,因?yàn)檫^(guò)高的升溫速度和降溫速度都可能損壞PCB和BGA,這種損壞有時(shí)是肉眼不能觀察到的。 不同的BGA,不同的助焊膏,應(yīng)選擇不同的加熱溫度和時(shí)間。如CBGA BGA的同流溫度應(yīng)高于PBGA的回流溫度,90pb/10Sn,應(yīng)該63 Sn/37 pb助焊膏選用更高的回流溫度。對(duì)免洗助焊膏,其活性低于非免洗助焊膏,因此,焊接溫度不宜過(guò)高,焊接時(shí)間不宜過(guò) 長(zhǎng),以防止焊料顆粒的氧化。
C、 熱風(fēng)回流焊中,PCB板的底部必須能夠加熱。這種加熱的目的有二個(gè):避免由于PCB板的單面受熱而產(chǎn)生翹曲和變形;使助焊膏熔化的時(shí)間縮短。對(duì)于尺寸板的 BGA返修,這種底部加熱尤其重要。BGA返修設(shè)備的底部加熱方式有兩種,一種是熱風(fēng)加熱,一種是紅外加熱。熱風(fēng)加熱的優(yōu)點(diǎn)是加熱均勻,一般返修工藝建議 采用這種加熱。紅外加熱的缺點(diǎn)是PCB受熱不均勻。
D、要選擇好的熱風(fēng)回流吸嘴。熱風(fēng)回流噴嘴屬于非接觸式加熱,加熱時(shí)依靠高溫空氣對(duì)流使BGA上的各焊點(diǎn)的焊料同時(shí)熔化。保證在整個(gè)回流過(guò)程中有穩(wěn)定的溫度環(huán)境,同時(shí)可保護(hù)相鄰件不被對(duì)流熱空氣回?zé)釗p壞。