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技术信息

BGA返修工艺简介


1、概述

在SMD制程中,由于多种原因,致使总有一些不佳产生,如空焊、短路等,所以难免会有维修产生。对于普通SMD元件,如贴片电阻、贴片电容、SOIC、SOJ、PLCC等,维修比较容易,基本不需要另外配置维修系统。但随着电子产品的小型化,这些普通封装的元件已远远不能满足产品设计的需要,所以在产品中大量出现BGA、CSP等元件。这些元件则必须使用返修系统来维修。本文将简要介绍使用返修系统对BGA进行维修的一些主要工艺。

2、返修系统的选择

选择适合本工厂的返修系统是**步,不同厂家的返修系统的不同之处主要是加热源与加热方式不同,如元件上方加热或上下同时加热,有些还可以设置温度曲线。从保护器件及返修品质的角度考虑,应选择上下同时加热的返修系统比较好。为防止PCB在返修过程中翘曲,还应选择具有对PCB进行预热功能的返修系统。另外,PCB的固定方式、元件的定位方式等等都是需要在选择返修系统时考虑的。

3、返修基本步骤

 

  • 1) BGA拆卸
    使用返修系统拆除BGA,并用烙铁将PCB焊盘残留的焊锡**干净,使焊盘平整,可用除锡带和扁形烙铁头进行清理,操作时注意不要损坏焊盘和阻焊膜。再使用专用清洗剂将助焊剂残留物**干净。
  • 2) BGA干燥处理
    在使用BGA之前检查器件是否有受潮,对受潮的器件应按BGA的烘烤要求放入烤箱进行烘烤。
  • 3)锡膏印刷
    在焊接BGA之前,需要在拆下BGA的地方印刷锡膏。但由于板上有其他元件,因此必须使用BGA锡膏印刷专用小模板,模板厚度与开口尺寸应根据BGA球径和球距来确定。印刷完成后还需检查印刷质量,如不合格,需将PCB清洗干净,晾干后重新印刷。
    对于球距小于0.4mm的CSP,可以不印刷锡膏,因此不需要加工返修用的模板,直接在PCB的焊盘上涂刷膏状助焊剂。
  • 4) 贴装BGA
    将返修系统的程式设定好,然后将烘烤好的BGA放到指定的区域,返修系统会自动吸取零件,放到设定好的位置上。
    有些返修系统放置零件不是自动的,此时,需用真空泵手动放置零件。选择适当的吸嘴,打开真空泵。将BGA器件吸起来,BGA器件底部与PCB焊盘完全重合后将吸嘴向下移动,将BGA器件帖装到PCB上,然后关闭真空泵。
  • 5) 焊接
    根据返修元件的尺寸、PCB的厚度等,设置好焊接温度,然后由返修系统完成焊接。

 

4、BGA植球

拆卸下来的BGA,若想再次使用,则必须重新植球。植球的工艺大致如下:

  • 1)用烙铁将BGA上的PCB焊盘残留的焊锡**干净,使焊盘平整,可用除锡带和扁形烙铁头进行清理,操作时注意不要损坏焊盘和阻焊膜。再使用专用清洗剂将助焊剂残留物**干净。
  • 2)在BGA底部焊盘上印刷助焊剂一般情况下,BGA上使用的助焊剂应为高粘度的助焊剂,同时起到粘接和助焊的作用。印刷完成后,应保证助焊剂图形清晰、不漫流。也可直接用锡膏来代替。印刷时采用BGA锡膏印刷专用小模板,模板厚度和开口尺寸视球径和球距而定。印刷完成后必须检查印刷品质,如不合格,必须清洗后重新印刷。
  • 3) 选择锡球:选择锡球时要考虑锡球的材料和球径的尺寸。必须选择与BGA器件焊球材料一致的锡球。焊球的尺寸要看使用助焊膏还是锡膏,若使用助焊膏,则锡球尺寸应与新BGA的锡球尺寸一样。若使用锡膏,则锡球尺寸要小一些。
  • 4) 植球:若使用植球器,选择一块与BGA焊盘匹配的模板,模板的开口尺寸应比锡球直径大0.1mm左右,将锡球均匀的撒在模板上,摇晃植球器,把多余的锡球从模板上滚到植球器的锡球收集槽中,是模板表面刚好每个漏孔中保留一个锡球。再把印好助焊膏或锡膏的BGA用真空泵吸到吸嘴上,按照帖装的方式进行对准,把BGA器件贴装到植球器模板表面的锡球上,然后将BGA吸起来,借助助焊膏或锡膏的粘性将锡球粘在BGA对应的焊盘上。关闭真空泵,把BGA锡球面向上放于工作台,检查有无缺少锡球的地方,若有,用镊子补齐。
    若使用模板来植球,则首先将印好助焊膏或锡膏的BGA锡球面朝上放于工作台上。把专用的模板放置于BGA的上方,使模板与BGA之间的空隙略小于锡球的直径,并使模板空与BGA的焊盘一一对应,在显微镜下对准位置。将锡球均匀的撒在模板上,使模板每个漏孔中保留一个锡球,多余的锡球则用镊子拨下来。移开模板,检查并补齐。
  • 5)回流焊接: 将植好球的BGA按设定的温度曲线过一次回焊炉,锡球就固定在BGA器件上了。
  • 6) 使用: 完成植球后的BGA,应清洗干净,并尽快使用,以防止锡球氧化和器件受潮。

 


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