BGA

 BGA的返修及植球工艺簡介
BGA, 发表于:2008-1-25 10:58:19, 分类:技术文章 浏览( ) 评论( )  收藏这篇日志

  一:普通SMD的返修

  普通SMD返修系統的原理:採用熱氣流聚集到表面組裝器件(SMD)的引腳和焊盤上,使焊點融化或使焊膏回流,以完成拆卸和焊接功能。

  不同廠家返修系統的相異之處主要在於加熱源不同,或熱氣流方式不同,有的噴嘴使熱風在SMD的上方。從保護器件的角度考慮,應選擇氣流在PCB四周流動比較好,爲防止PCB翹曲還要選擇具有對PCB進行預熱功能的返修系統。

  二:BGA的返修

  使用HT996進行BGA的返修步驟:

  1:拆卸BGA

  把用烙鐵將PCB焊盤殘留的焊錫清理乾淨、平整,可採用拆焊編織帶和扁鏟形烙鐵頭進行清理,操作時注意不要損壞焊盤和阻焊膜。

  用專用清洗劑將助焊劑殘留物清洗乾淨。

  2:去潮處理

  由於PBGA對潮氣敏感,因此在組裝之前要檢查器件是否受潮,對受潮的器件進行去潮處理。

  3:印刷焊膏

  因爲表面組裝板上已經裝有其他元器件,因此必須採用BGA專用小模板,模板厚度與開口尺寸要根據球徑和球距確定,印刷完畢後必須檢查印刷質量,如不合格,必須將PCB清洗乾淨並涼幹後重新印刷。對於球距爲0.4mm以下的CSP,可以不印焊膏,因此不需要加工返修用的模板,直接在PCB的焊盤上塗刷膏狀助焊劑。需要拆元件的PCB放到焊爐裏,按下再流焊鍵,等機器按設定的程式走完,在溫度最高時按下進出鍵,用真空吸筆取下要拆下的元件,PCB板冷卻即可。

  4:清洗焊盤

  用烙鐵將PCB焊盤殘留的焊錫清理乾淨、平整,可採用拆焊編制帶和扁鏟形烙鐵頭進行清理,操作時注意不要損壞焊盤和阻焊膜。

  5:去潮處理

  由於PBGA對潮氣敏感,因此在組裝之前要檢查器件是否受潮,對受潮的器件進行去潮處理。

  6:印刷焊膏

  因爲表面組裝板上已經裝有其他元器件,因此必須採用BGA專用小模板,模板厚度與開口尺寸要根據球徑和球距確定,印刷完畢後必須檢查印刷質量,如不合格,必須將PCB清洗乾淨並涼幹後重新印刷。對於球距爲0.4mm以下的CSP,可以不印焊膏,因此不需要加工返修用的模板,直接在PCB的焊盤上塗刷膏狀助焊劑。

  7:貼裝BGA

  如果是新BGA,必須檢查是否受潮,如果已經受潮,應進行去潮處理後再貼裝。

  拆下的BGA器件一般情況可以重復使用,但必須進行植球處理後才能使用。貼裝BGA器件的步驟如下:

  A:將印好焊膏的表面組裝板放在工作臺上

  B:選擇適當的吸嘴,打開真空泵。將BGA器件吸起來,BGA器件底部與PCB焊盤完全重合後將吸嘴向下移動,把BGA器件貼裝到PCB上,然後關閉真空泵。

  8:再流焊接

  設置焊接溫度可根據器件的尺寸,PCB的厚度等具體情況設置,BGA的焊接溫度與傳統SMD相比,要高出15度左右。

  9:檢驗

  BGA的焊接質量檢驗需要X光或超聲波檢查設備,在沒有檢查設備的的情況下,可通過功能測試判斷焊接質量,也可憑經驗進行檢查。

  把焊好的BGA的表面組裝板舉起來,對光平視BGA四周,觀察是否透光、BGA四周與PCB之間的距離是否一致、觀察焊膏是否完全融化、焊球的形狀是否端正、焊球塌陷程度等。

  如果不透光,說明有橋接或焊球之間有焊料球;

  如果焊球形狀不端正,有歪扭現象,說明溫度不夠,焊接不充分,焊料再流動時沒有充分的發揮自定位效應的作用;

  焊球塌陷程度:塌陷程度與焊接溫度、焊膏量、焊盤大小有關。在焊盤設計合理的情況下,再流焊後BGA底部與PCB之間距離比焊前塌陷1/5-1/3屬於正常。如果焊球塌陷太大,說明溫度過高,容易發生橋接。

  如果BGA四周與PCB之間的距離是不一致說明四周溫度不均勻。

  三:BGA植球

  1:去處BGA底部焊盤上的殘留焊錫並清洗

  用烙鐵將PCB焊盤殘留的焊錫清理乾淨、平整,可採用拆焊編織帶和扁鏟形烙鐵頭進行清理,操作時注意不要損壞焊盤和阻焊膜。

  用專用清洗劑將助焊劑殘留物清洗乾淨。

  2:在BGA底部焊盤上印刷助焊劑

  一般情況採用高沾度的助焊劑,起到粘接和助焊作用,應保證印刷後助焊劑圖形清晰、不漫流。有時也可以採用焊膏代替,採用焊膏時焊膏的金屬組分應與焊球的金屬組分相匹配。

  印刷時採用BGA專用小模板,模板厚度與開口尺寸要根據球徑和球距確定,印刷完畢必須檢查印刷質量,如不合格,必須清洗後重新印刷。

  3:選擇焊球

  選擇焊球時要考慮焊球的材料和球徑的尺寸。目前PBGA焊球的焊膏材料一般都是63Sn/37Pb,與目前再流焊使用的材料是一致的,因此必須選擇與BGA器件焊球材料一致的焊球。

  焊球尺寸的選擇也很重要,如果使用高粘度助焊劑,應選擇與BGA器件焊球相同直徑的焊球;如果使用焊膏,應選擇比BGA器件焊球直徑小一些的焊球。

  4:植球

  A) 採用植球器法

  如果有植球器,選擇一塊與BGA焊盤匹配的模板,模板的開口尺寸應比焊球直徑大0.05--0.1mm,將焊球均勻地撒在模板上,搖晃植球器,把多餘的焊球從模板上滾到植球器的焊球收集槽中,使模板表面恰好每個漏孔中保留一個焊球。

  把植球器放置在工作臺上,把印好助焊劑或焊膏的BGA器件吸在吸嘴上,按照貼裝BGA的方法進行對準,將吸嘴向下移動,把BGA器件貼裝到植球器模板表面的焊球上,然後將BGA器件吸起來,借助助焊劑或焊膏的黏性將焊球粘在BGA器件相應的焊盤上。用鑷子夾住BGA器件的外邊框,關閉真空泵,將BGA器件的焊球面向上放置在工作臺上,檢查有無缺少焊球的地方,若有,用鑷子補齊。

  B) 採用模板法

  把印好助焊劑或焊膏的BGA器件放置在工作臺上,助焊劑或焊膏面向上。準備一塊BGA焊盤匹配的模板,模板的開口尺寸應比焊球直徑大0.05~0.1㎜,把模板四周用墊塊架高,放置在印好助焊劑或焊膏的BGA器件上方,使模板與BGA之間的距離等於或略小於焊球的直徑,在顯微鏡下對準。將焊球均勻的撒在模板上,把多餘的焊球用鑷子撥(取)下來,使模板表面恰好每個漏孔中保留一個焊球。移開模板,檢查並補齊。

  C)手工貼裝

  把印好助焊劑或焊膏的BGA器件放置在工作臺上,助焊劑或焊膏面向上。如同貼片一樣用鑷子或吸筆將焊球逐個放好。

  D) 刷適量焊膏法

  加工模板時,將模板厚度加厚,並略放大模板的開口尺寸,將焊膏直接印刷在BGA的焊盤上。由於表面張力的作用,再流焊後形成焊料球。

  5:再流焊接

  進行再流焊處理,焊球就固定在BGA器件上了。

  6:焊接後

  完成植球工藝後,應將BGA器件清洗乾淨,並儘快進行貼裝和焊接,以防焊球氧化和器件受潮。

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