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产品名称:北京高密电路板焊接-PCB焊接
所属行业:光信号传输
整体密度:高
阻容封装:0402(指小封装)
芯片密度:高
BGA个数:2个
BGA密度:0.6mm(指小密度)
板 厚:2.5mm
物料种类:122种
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℃.
在生产和调试过程中,难免会因为BGA损坏或者其他原因更换BGA。BGA返修工作站同样可以完成拆卸BGA的工作。拆卸BGA可以看作是焊接BGA的逆向过程。所不同的是,待温度曲线完毕后,要用真空吸笔将BGA吸走,之所以不用其他工具,比如镊子,是因为要避免因为用力过大损坏焊盘。将取下BGA的PCB趁热进行除锡操作(将焊盘上的锡除去),为什么要趁热进行操作呢?因为热的PCB相当与预热的功能,可以除锡的工作更加容易。这里要用到吸锡线,操作过程中不要用力过大,以免损坏焊盘,PCB上焊盘平整后,便可以进行焊接BGA的操作了。
取下的BGA可否再次进行焊接呢?答案是肯定的。但在这之前有个关键步骤,那就是植球。植球的目的就是将锡球重新植在BGA的焊盘上,可以达到和新BGA同样的排列效果。这里详细介绍下植球。这里要用到两个工具钢网和吸锡线。
清除锡渣
我们要把BGA上多余的锡渣除去,要求是要使BGA表面光滑,无任何毛刺(锡形成的)。
步——涂抹助焊膏(剂)
把BGA放在导电垫上,在BGA表面涂抹少量的助焊膏(剂)。
第二步——除去锡球
用吸锡线和烙铁从BGA上移除锡球。在助焊膏上放置吸锡线把烙铁放在吸锡线上面
在你在BGA表面划动洗锡线之前,让烙铁加热吸锡线并且熔化锡球。
注意:不要让烙铁压在表面上。过多的压力会让表面上产生裂缝者刮掉焊盘。为了达到好的效果,好用吸锡线一次就通过BGA表面。少量的助焊膏留在焊盘上会使植球更容易。
第三步——清洗
立即用工业酒精(洗板水)清理BGA表面,在这个时候及时清理能使残留助焊膏更容易除去。
利用摩擦运动除去在BGA表面的助焊膏。保持移动清洗。清洗的时候总是从边缘开始,不要忘了角落。
清洗每一个BGA时要用干净的溶剂
第四步——检查
推荐在显微镜下进行检查。观察干净的焊盘,损坏的焊盘及没有移除的锡球。
注意:由于助焊剂的腐蚀性,推荐如果没有立即进行植球要进行额外清洗。
第五步——过量清洗
用去离子水和毛刷在BGA表面用力擦洗。
注意:为了达到好的清洗效果,用毛刷从封装表面的一个方向朝一个角落进行来回洗。循环擦洗。
第六步——冲洗
用去离子水和毛刷在BGA表面进行冲洗。这有助于残留的焊膏从BGA表面移除去。
接下来让BGA在空气中风干。用第4步反复检查BGA表面。
如果在植球前BGA被放置了一段时间,可以基本上确保它们是非常干净的了。不推荐把BGA放在水里浸泡太长的时间。
在进行完以上操作后,就可以植球了。这里要用到钢网和植台。
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。