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1、回收BGA的重新植球ByWilliamJ.Casey 本文介紹，回收象BGA這樣越來越貴重的元件的一個(gè)試驗(yàn)結(jié)果。 BGA元件正迅速成為密間距和超密間距技術(shù)所選擇的封裝。在提供一個(gè)可靠的裝配工藝的同時(shí)達(dá)到高密度的互連，使得在工業(yè)范圍內(nèi)越來越多地采用這種形式的元件。可是，這些元件的大量出現(xiàn)與其不斷增加的成本正在推動(dòng)裝配與返工工藝期間對(duì)BGA回收的需求?！ ≈钡阶罱?，那些含有可再工作缺陷的BGA元件只是從印刷電路裝配上取下，然后扔掉。不幸的是這樣做是有成本代價(jià)的，特別是現(xiàn)在的高端陶瓷BGA(CBGA)和大型
2、、高輸入/輸出塑料BGA(PBGA)?！ ‘?dāng)要求返工時(shí)，通過回收BGA來挽救裝配和降低成本是重要的。這樣可以避免由于零件短缺而造成的停產(chǎn)與利潤(rùn)損失。要做到這一點(diǎn)，就必須理解在維持裝配及其有關(guān)元件的原有條件可靠性與操作效率的翻修工藝中的機(jī)制。 最近我們對(duì)BGA的再植球(reballing)工藝進(jìn)行了深入研究，試驗(yàn)了四種不同的再植球方法1。每一個(gè)方法都包括需要正面影響元件的取下與替換方法。這些方法是：1.模板法：較厚的、孔尺寸較大的模板用來將預(yù)成型的錫球放置在元件上的焊盤位置。然后錫球被掃進(jìn)預(yù)上助焊劑或已印
3、刷錫膏的放置位置。2.自動(dòng)分配法：用機(jī)械設(shè)備一個(gè)一個(gè)地將錫球預(yù)成型放到上助焊劑或錫膏的BGA元件焊盤上。3.高純度銅辮法：高純度銅辮預(yù)成型用來將錫球放到已印刷助焊劑的焊盤上。4.干燥焊接法：一種專門的干燥焊接工藝和一種合成回流/對(duì)中工具一起使用。試驗(yàn) 在試驗(yàn)矩陣中包含了下列參數(shù)：助焊劑粘度、助焊劑化學(xué)成分、助焊劑粘著性、錫球合金、和各種錫球附著工藝。利用一個(gè)滿足分析試驗(yàn)需求的基板或元件，提供一致的參數(shù)和在整個(gè)分析過程中維持一個(gè)通用的試驗(yàn)平臺(tái)，這在試驗(yàn)設(shè)計(jì)中是很重要的?！ ∵@個(gè)項(xiàng)目需要的元件是作為工廠菊花
4、鏈元件采購的。試驗(yàn)也通過提供在零件的正常返工過程(包括回流/取下)期間所獲得的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)來增強(qiáng)?；€的建立是使用直接來自工廠菊花鏈部分的元件，并且沒有暴露到任何類型的制造環(huán)境?！ ∵x擇了一個(gè)352?PBGA菊花鏈封裝，它含有一個(gè)35mm的樹脂覆蓋的模塊和1.27mm間距的0.03"錫球(63Sn/37Pb)。所有BGA封裝的錫球座都由銅焊盤構(gòu)成，有100μm的鎳隔板和在鎳隔板上電鍍3-8μm的金。所有元件從試驗(yàn)裝配上取下，經(jīng)過一次回流。所有板都是0.093"厚度的Fr-406熱風(fēng)焊錫均勻(HASL)表面涂層
5、。所有板都有0.030"無焊錫覆蓋界定的焊盤(NSMD,non-soldermaskdefinedpads)，串行鏈接以增加電氣試驗(yàn)的容易?！ ∵@個(gè)通用平臺(tái)允許試驗(yàn)集中在有影響的參數(shù)上，而不是在元件變量本身。使用HASL表面涂層的主要目的是提供從PCB基板到焊接柱的盡可能最高強(qiáng)度的連接，同時(shí)維持一致的試驗(yàn)參數(shù)?！ 『稿a印數(shù)是使用0.030"開孔的0.006"厚度的不銹鋼片。這個(gè)方法形成一個(gè)可行的焊錫連接，而不產(chǎn)生諸如短路這樣的異常的制造缺陷。這個(gè)方法也希望揭示，從錫球到元件基板的焊錫內(nèi)連或金屬間的附著比失
6、效板的附著機(jī)制要強(qiáng)得多。測(cè)量標(biāo)準(zhǔn) 選擇剪切試驗(yàn)和環(huán)境應(yīng)力試驗(yàn)來積累測(cè)量與試驗(yàn)數(shù)據(jù)。剪切試驗(yàn)提供在各種工藝與涉及的材料和足夠精度之間的有用比較。剪切試驗(yàn)的最大好處是幫助確認(rèn)各種濕潤(rùn)問題，比如粘附強(qiáng)度、過多金屬間化合物的形成、錫球的污染、和元件的安裝座。環(huán)境試驗(yàn)是評(píng)估和逐步增強(qiáng)元件失效機(jī)制、獲得統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和進(jìn)行基線分析的一個(gè)有效工具?！ ∵@些基線幫助確定和隨后減少上述技術(shù)常見的各種隨機(jī)引發(fā)錯(cuò)誤。雖然安裝的不同方法是統(tǒng)計(jì)上分析和證實(shí)的，但是壽命期望的差異、使用的容易性、成本效益、和科學(xué)分析最終決定BGA回收的錫
7、球安裝的最佳方法。元件的取下 元件的取下和隨后PCB與封裝表面的準(zhǔn)備是一個(gè)成功工藝的最重要部分。為了提供一個(gè)可靠的互連座，座的準(zhǔn)備必須認(rèn)真進(jìn)行，諸如焊盤的損壞、共面性、污染、潮濕敏感性和元件的處理等參數(shù)必須嚴(yán)格控制。 由于回流與取下工藝的關(guān)鍵性，適當(dāng)?shù)幕亓髑€必須用于維持在元件取下期間的封裝的完整性。錫膏和元件制造商提供有幫助的專用溫度曲線。元件應(yīng)該用一個(gè)熱板溫度曲線來取下，形成的峰值溫度在元件制造商的限制之內(nèi)。自動(dòng)設(shè)備戲劇性地減少在建立的溫度曲線中的可變性，在某種程度上保證取下的力量在推薦的界限之內(nèi)
8、。 原來封裝的取下將造成在PCA上從錫球和印刷的焊錫塊的焊錫釋放，因此，必須認(rèn)真完成，以提供一個(gè)平面的無污染的安裝座。這個(gè)步驟對(duì)于獲得一個(gè)可靠的裝配是極其重要的。最常用的方法是使用高純度的銅辮。對(duì)這個(gè)方法的觀點(diǎn)是不同的，能否提供損傷控制或在吸錫印刷電路裝配或元件基板時(shí)防止損壞。該工藝可能造成的損壞經(jīng)常直接與操作員的熟練程度有關(guān)。 取下的另一個(gè)常用方法是使用一個(gè)非接觸式清除系統(tǒng)，它利用加熱的惰性氣體，通常是氮?dú)?，和一個(gè)真空設(shè)
