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BGA焊接采用的回流焊的原理。这里介绍一下锡球在焊接过程中的回流机理。
当锡球至于一个加热的环境中,锡球回流分为三个阶段:
预热
,用于达到所需粘度和丝印性能的溶剂开始蒸发,温度上升必需慢(大约每秒5° C),以限制沸腾和飞溅,防止形成小锡珠,还有,一些元件对内部应力比较敏感,如果元件外部温度上升太快,会造成断裂。
助焊剂(膏)活跃,化学清洗行动开始,水溶性助焊剂(膏)和免洗型助焊剂(膏)都会发生同样的清洗行动,只不过温度稍微不同。将金属氧化物和某些污染从即将结合的金属和焊锡颗粒上清除。好的冶金学上的锡焊点要求“清洁”的表面。
当温度继续上升,焊锡颗粒单熔化,并开始液化和表面吸锡的“灯草”过程。这样在所有可能的表面上覆盖,并开始形成锡焊点。
回流
这个阶段为重要,当单个的焊锡颗粒全部熔化后,结合一起形成液态锡,这时表面张力作用开始形成焊脚表面,如果元件引脚与PCB焊盘的间隙超过4mil(1 mil = 千分之一英寸),则极可能由于表面张力使引脚和焊盘分开,即造成锡点开路。
冷却
冷却阶段,如果冷却快,锡点强度会稍微大一点,但不可以太快否则会引起元件内部的温度应力。
对于BGA的焊接,我们是采用BGA Rework Station(BGA返修工作站)进行焊接的。不同厂商生产的BGA返修工作站采用的工艺原理略有不同,但大致是相同的。这里先介绍一下温度曲线的概念。BGA上的锡球,分为无铅和有铅两种。有铅的锡球熔点在183℃~220℃,无铅的锡球熔点在235℃~245℃.
BGA植球是一个需要耐心和细心的工作,进行操作的时候要仔
细认真。
1.3国内外水平现状
BGA(Ball Grid Array Package)是这几年流行的封装形式
它的出现可以大大提高芯片的集成度和可制造性。由于中国在
BGA焊接技术方面起步较晚,国内能制造BGA返修工作站的厂
家也不多,因此,BGA返修工作站在国内比较少,尤其是在西部。
有着光学对位,X-RAY功能的BGA返修站就更为少见,或许后期中国在X-RAY的返修站能够多多建立,东部的检测有个英华检测提供这个方面的检测,下面看技术方面吧!
1.4 解决的技术难点
在实际的工作当中,会遇到不同大小,不同厚度的PC不同大
小的BGA,有采用无铅焊接的也有采用有铅焊接的。它们采用的温度曲线也不同。因此,不可能用一种温度曲线来焊接所有的BGA。如何根据条件的不同来设定不同的温度曲线,这就是在BGA焊接过程中的关键。这里给出几组图片加以说明。
造成温度不对的原因有很多,还有一个原因就是在测试温度曲线的时候,都是在空调环境下进行的,也就是说不是常温。夏天和冬天空调造成温度和常温不符合,因此在设定BGA温度曲线的时候会偏高或偏低。所以在每次进行焊接的时候,都要测试实际温度是否符合所设定的温度值。温度设定的原理就是根据是有铅焊接或者无铅焊接设定相应温度,然后用温度计(或者热电偶)测试实际温度,然后根据实际温度调节设定的温度,使之达到理想的温度进行焊接。在焊接的过程中,一定要BGA返修工作站,PCB,BGA在同一水平线上,焊接过程中不能发生震动,不然会使锡球融化的时候发生桥接,造成短路。