BGA返修和工作原理介绍
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文件名称BGA返修技术规范制定单位技术工程部版本A/1文件编号文件页数1. 目的为焊接失效的BGA的返修提供技术指导规范,以提高返修的一次成功率,降低制造成本。
2. 适用范围本规范适用于我司所有焊接失效的BGA的返修。
3.定义BGA:全称Ball Grid Array,直译为球栅阵列,是集成电路采用有机载板封装的一种新型器件封装形式。
其引出端呈矩阵状分布在底面上,完全改变了引出端分布在两侧或四边的封装形式,具有产品成本降低、封装面积减小、功能强大、可靠性高、电性能好的特点;同时也存在容易吸潮、检测不便、返修相对困难的缺陷。
4. 职责返修组负责BGA返修台的操作使用和BGA元件的拆除与安装。
5. 程序内容5.1.PCBA与BGA的烘烤在测试人员分析确认由于BGA焊接失效导致PCBA功能故障需要返修后,首先需要将PCBA组装板和非真空包装BGA元件放进烘烤箱,作焗炉去湿处理,以防止加热过程中PCBA变形起泡,影响共面性与造成报废。
5.1.1.PCBA组装板适宜在120 ± 5℃条件下烘烤8-12小时。
5.1.2.真空封装良好的BGA元件可以不作烘烤处理;真空包装破损和散装的BGA元件适宜在120 ± 5℃条件下烘烤4-8小时。
5.2. 焊接失效的BGA元件的拆除5.2.1.在用BGA返修台对焊接失效的BGA进行拆除时,使用有铅工艺的PCBA组装板,其拆除的峰值温度适宜设置在210-220℃之间;使用无铅工艺的PCBA组装板,其拆除的峰值温度适宜设置在230-240℃之间。
如图:BGA返修台采取热风喷嘴和加热平台从上、下对PCBA进行对流加热BGA返修工作台5.2.2.在将焊接失效的BGA元件拆除后,要用电烙铁和编织带及时地将BGA焊盘拖平整,并用清洗剂将助焊剂残留物清洗干净,同时注意不要损坏元件焊盘和阻焊膜。
5.2.3.对于拆除后氧化的元件焊盘,需要做拖锡处理,以去除表面氧化物,为后续的充分焊接提供可靠保障。
十、BGA返修技术资料资料1: 深入的理解,保证过程控制、节约成本目前的国际研究加强了面阵列封装在全球的趋势。
BGA、CSP以及倒装焊晶片(Flip Chip)技术不仅显著地提供了在每平方毫米PCB面积上更多的I/O(输入/输出),同时它们还具有明显的电气、机械以及单位成本优势。
密度提高、特征尺寸减小以及封装都使得信号的传播距离更短,从而提高了速度和性能。
参见图1。
因此,在2002年期待倒焊晶片和先进封装数量的急剧增加并不神秘,在2003年达到近20亿只。
参见图2。
生产设备的进步已经使得生产过程中的ppm失败率可以接受。
然而对许多人来说,质量修复仍是一个昂贵的恶梦。
对面阵列封装和生产参数更彻底的理解可以降低对BGA返修的惧怕、保证过程控制并大大节省返工成本。
图1:密度和性能要求驱使IC封装图2:倒装焊晶片应用的趋势向裸芯片尺寸发展根据大多数操作员的历史经验,三个维修问题仍然很重要:1.从板子上移走元件,不对基底、焊盘以及邻近的元件造成损伤。
2. 以过程控制的方式重新焊接元件。
3.检查工艺质量。
从处理、手工焊接以及检查的观点看,驱动精细间距、外部引线器件(例如QFP、TAB、TCP元件)发展的密度和性能需求引起了大量的返修问题。
面阵列封装没有出现这样的处理问题,使用典型的返修工具不能完成焊接过程,而且检查也曾经非常困难。
如果对这种元件的应用的估计是正确的,那么必须采取一些措施,使面阵列封装返修对全球无数的返修操作员来说是一个可行的、用户友好的以及有成本效益的选择。
让我们研究一下在回流过程中的主要的考虑事项。
参见图3。
条件A条件B条件C在回流开始之前在焊料熔化点在正常的峰值温度图3:BGA回流过程在面阵列封装的整个表面上一致的热量分布和传输,在PCB上的焊盘图形是很关键的。
加热过程和温度曲线必须试图使封装抵达回流并在球熔化时统一地“落回”或者降到焊盘,与焊盘形成金属间化合物。
参见图4,展示了一个专业安装的PBGA的光学图片、X光图形以及一个横截面。
BGA芯片返修操作流程一、BGA芯片返修流程指引本文主要描述的是在BGA返修台上进行有铅、无铅工艺板的“BGA”IC拆焊、植球操作流程和在维修过程中需要注意的事项。
BGA芯片返修二、BGA芯片返修流程说明BGA维修中谨记以下几点问题:①防止拆焊过程中的超温损坏,拆焊时需提前调好热风枪温度,要求温度:(280~320℃),禁止拆焊时调动温度。
②防止静电积聚损坏,在操作之前必须佩戴静电手环。
③防止热风枪拆焊的风流及压力损坏,拆焊时要提前调好热风枪风流及压力,禁止拆焊时调动风流及压力。
④防止拉坏PCBA上的BGA焊盘,拆焊过程中可用镊子轻轻触碰BGA 确认是否熔锡,如熔锡方可取下,如未熔锡需继续加热至熔锡。
注意:操作过程中需轻轻触碰,勿用力。
⑤注意BGA在PCBA上的定位与方向,防止造成二次植球焊接。
三、BGA维修中要用到的基本设备和工具基本设备和工具如下:①智能型热风枪。
(用于拆BGA )②防静电维修台及静电手环。
(操作前须佩戴静电手环及在防静电维修台操作)③防静电清洗器。
(用于BGA 清洗)④BGA 返修台。
(用于BGA 焊接)⑤高温箱(用于PCBA板烘烤)辅助设备为:真空吸笔、放大镜(显微镜)BGA返修台及返修工具四、维修前板子烘烤准备及相关要求①根据暴露时间不同,将单板分别给出不同的烘烤要求,板子暴露时间:以板子条码上的加工月份时间为准,以此类推。
②烘烤时间,按如下规定进行烘烤:暴露时间≤2个月2个月以上烘烤时间10小时20小时烘烤温度105±5℃ 105±5℃③在烘板前维修人要将温度敏感组件拆下后进行烘烤,例如光纤、塑胶类等;否则会造成的器件受热损伤。
④所有板子,烘烤完成取出板子后10小时内必须完成BGA返修作业。
⑤10小时内不能完成BGA返修作业的PCBA,须放置在干燥箱保存,否则容易导致回潮,回潮的PCBA在加焊时容易引起PCBA起鼓。
五、BGA芯片拆焊及植球操作步骤1、BGA的解焊前准备将热风枪的参数状态设置为:温度为280℃~320℃;解焊时间为:35-55秒;风流参数为:6档;最后将PCBA放置在防静电台,固定好。