bga元件的組裝和返修

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1、BGA元件的組裝和返修BGA元件的組裝和返修——Rework&Repair作者：來源：發(fā)表時(shí)間：2006-08-01瀏覽次數(shù)：270字號：大中小內(nèi)容摘要第十步返工與修理不把返工看作“必須的不幸”，開明的管理者明白，正確的工具和改進(jìn)的技術(shù)員培訓(xùn)的結(jié)合，可使返工成為整個(gè)裝配工序中一個(gè)高效和有經(jīng)濟(jì)效益的步驟。大多數(shù)制造商都認(rèn)為，球珊陣列(BGA)器件具有不可否認(rèn)的優(yōu)點(diǎn)。但這項(xiàng)技術(shù)中的一些問題仍有待進(jìn)一步討論，而不是立即實(shí)現(xiàn)，因?yàn)樗y以修整焊接端。只能用X射線或電氣測試電路的方法來測試BGA的互連完整性，但這兩種方法都是既昂貴又耗時(shí)。設(shè)計(jì)人員需要了解BG

2、A的性能特性，這與早期的SMD很相似。PCB設(shè)計(jì)者必須知道在制造工藝發(fā)生變化時(shí)，應(yīng)如何對設(shè)計(jì)進(jìn)行相應(yīng)的修改。對于制造商，則面臨著處理不同類型的BGA封裝和最終工藝發(fā)生變化的挑戰(zhàn)。為了提高合格率(yield)，組裝者必須考慮建立一套處理BGA器件的新標(biāo)準(zhǔn)。最后，要想獲得最具成本-效益的組裝，也許關(guān)鍵還在于BGA返修人員。兩種最常見的BGA封裝是塑封BGA(PBGA)和陶瓷BGA封裝(CBGA)。PBGA上帶有直徑通常為0.762mm的易熔焊球，回流焊期間(通常為215℃)，這些焊球在封裝與PCB之間坍塌成0.406mm高的焊點(diǎn)。CBGA是在元件和印

3、制板上采用不熔焊球(實(shí)際上是它的熔點(diǎn)大大高于回流焊的溫度)，焊球直徑為0.889mm，高度保持不變。第三種BGA封裝為載帶球柵陣列封裝(TBGA)，這種封裝現(xiàn)在越來越多地用于要求更輕、更薄器件的高性能組件中。在聚酰亞胺載帶上，TBGA的I/O引線可超過700根。可采用標(biāo)準(zhǔn)的絲網(wǎng)印刷焊膏和傳統(tǒng)的紅外回流焊方法來加工TBGA。組裝問題BGA組裝的較大優(yōu)點(diǎn)是，如果組裝方法正確，其合格率比傳統(tǒng)器件高。這是因?yàn)樗鼪]有引線，簡化了元件的處理，因此減少了器件遭受損壞的可能性。BGA回流焊工藝與SMD回流焊工藝相同，但BGA回流焊需要精密的溫度控制，還要為每個(gè)組

4、件建立理想的溫度曲線。此外，BGA器件在回流焊期間，大多數(shù)都能夠在焊盤上自動(dòng)對準(zhǔn)。因此，從實(shí)用的角度考慮，可以用組裝SMD的設(shè)備來組裝BGA。但是，由于BGA的焊點(diǎn)是看不見的，因此必須仔細(xì)觀察焊膏涂敷的情況。焊膏涂敷的準(zhǔn)確度，尤其對于CBGA，將直接影響組裝合格率。一般允許SMD器件組裝出現(xiàn)合格率低的情況，因?yàn)槠浞敌藜瓤煊直阋?，而BGA器件卻沒有這樣的優(yōu)勢。為了提高初次合格率，很多大批量BGA的組裝者購買了檢測系統(tǒng)和復(fù)雜的返修設(shè)備。在回流焊之前檢測焊膏涂敷和元件貼裝，比在回流焊之后檢測更能降低成本，因?yàn)榛亓骱钢蟊汶y以進(jìn)行檢測，而且所需設(shè)備也很昂

5、貴。要仔細(xì)選擇焊膏，因?yàn)閷GA組裝，特別是對PBGA組裝來說，焊膏的組成并不總是很理想。必須使供應(yīng)商確保其焊膏不會(huì)形成焊點(diǎn)空穴。同樣，如果用水溶性焊膏，應(yīng)注意選擇封裝類型。由于PBGA對潮氣敏感，因此在組裝之前要采取預(yù)處理措施。建議所有的封裝在24小時(shí)內(nèi)完成全部組裝和回流焊。器件離開抗靜電保護(hù)袋的時(shí)間過長將會(huì)損壞器件。CBGA對潮氣不敏感，但仍需小心。返修返修BGA的基本步驟與返修傳統(tǒng)SMD的步驟相同：為每個(gè)元件建立一條溫度曲線；拆除元件；去除殘留焊膏并清洗這一區(qū)域；貼裝新的BGA器件。在某些情況下，BGA器件可以重復(fù)使用；回流焊。當(dāng)然，這三種

6、主要類型的BGA，都需要對工藝做稍微不同的調(diào)整。對于所有的BGA，溫度曲線的建立都是相當(dāng)重要的。不能嘗試省掉這一步驟。如果技術(shù)人員沒有合適的工具，而且本身沒有受過專門的培訓(xùn)，就會(huì)發(fā)現(xiàn)很難去掉殘留的焊膏。過于頻繁地使用設(shè)計(jì)不良的拆焊編織帶，再加上技術(shù)人員沒有受過良好的培訓(xùn)，會(huì)導(dǎo)致基板和阻焊膜的損壞。建立溫度曲線與傳統(tǒng)的SMD相比，BGA對溫度控制的要求要高得多。必須逐步加熱整個(gè)BGA封裝，使焊接點(diǎn)發(fā)生回流。如果不嚴(yán)格控制溫度、溫度上升速率和保持時(shí)間(2℃/s至3℃/s)，回流焊就不會(huì)同時(shí)發(fā)生，而且還可能損壞器件。為拆除BGA而建立一條穩(wěn)定的溫度曲線

7、需要一定的技巧。設(shè)計(jì)人員并不是總能得到每個(gè)封裝的信息，嘗試方法可能會(huì)對基板、周圍的器件或浮起的焊盤造成熱損壞。具有豐富的BGA返修經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員主要依靠破壞性方法來確定適當(dāng)?shù)臏囟惹€。在PCB上鉆孔，使焊點(diǎn)暴露出來，然后將熱電偶連接到焊點(diǎn)上。這樣，就可以為每個(gè)被監(jiān)測的焊點(diǎn)建立一條溫度曲線。技術(shù)數(shù)據(jù)表明，印制板溫度曲線的建立是以一個(gè)布滿元件的印制板為基礎(chǔ)的，它采用了新的熱電偶和一個(gè)經(jīng)校準(zhǔn)的記錄元件，并在印制板的高、低溫區(qū)安裝了熱電偶。一旦為基板和BGA建立了溫度曲線，就能夠?qū)ζ溥M(jìn)行編程，以便重復(fù)使用。利用一些熱風(fēng)返修系統(tǒng)，可以比較容易地拆除BGA。

8、通常，某一溫度(由溫度曲線確定)的熱風(fēng)從噴嘴噴出，使焊膏回流，但不會(huì)損壞基板或周圍的元件。噴嘴的類型隨設(shè)備或技術(shù)人員的喜好而不同。一些噴