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关于SMD BGA 生产制程控制的几点建议

时间:2014-04-01 14:03:23 来源:鼎华科技 点击: 3111次

一、关于BGA产品的生产前的准备工作:

1、  钢网模板的制作要求:

A、 降低模板的厚度,视不同产品而定,一般在0.12mm~0.15mm

B、 为了很好的印刷锡膏,可采用梯形的钢网开口,即上开口要比下开口稍大一些,且可考虑下开口略小于焊盘。

C、 根据solder ball pitch 可采用方形开口。

2、  PCBBGA烘烤工作:

        ABGA封装对湿气的敏感性是相当强的,在贴装前如果未得到适当的烘干和保

        持干燥的话,BGA在回流焊中就会出现翘曲、凸起、爆米花或开裂的现象。

        B:另为层压板中截留有湿气,其在组装过程中会突发性排气,导致局部脱层,降

        低焊接的可靠性。

        C:烘烤的条件设定,BGA可参照其包装上的说明执行相关类别标准,一般为125

              +-5,烘烤20小时,PCB可参照100℃,连续烘烤12小时左右。

        D:烘烤BGA的温度不宜超过125,因为过高的温度会造成锡球和元器件连接

        处金属组织的变化,当这些元器件进入回流焊的阶段时,容易造成锡球与元器

       件封装外的脱节,造成装配质量问题。

          E:烘烤BGA一定要视其包装材料而定,如果是盘装,则可视正常温度设定,如

        果是卷装,则可设定较低的温度。

3、  锡膏的要求:

A:较细小颗粒的锡膏品牌。

B:粘性稍强且不易干,即良好印刷性。

C:良好的可焊性,低残留物。

4.      所有参与作业的人员的技能培训要求:所有人员都应得到全面的BGA组装,焊接的技能和相关知识培训,工程师级以上的技术人员应得到更深层的培训。

 

二:关于BGA生产过程中的工艺控制:

      1PCB的印刷:

             A:刮刀的角度在60度为佳,印刷压力在3.5kg~10kg

             B:印刷速度应控制在10mm/~25mm/秒,BGA的锡球间距(pitch)越小,则印刷速

                   越慢。

             C:钢网脱离速度要设为0.5mm/秒。

             D:车间温度应控制在25以下,湿度小于60%RH,防止焊膏在空气中暴露太久。

        E每次加入钢网上的锡膏不宜过量,用完后及时补充,最好连同钢网上的少量锡

           膏一起搅拌均匀后再加入钢网上印刷。

        F钢网清洗次数应采用5PCS/次以下(当然,如球之间pitch>1.0mm则考虑

           8-10PCS/次)。钢网清洗要用酒精湿擦,且每半小时要用牙刷清洗一次。

        G印刷后的PCB,在进入贴片机之前一定要安排专人100%用放大镜检查,BGA

           盘的印刷质量,检查有无漏印、少锡、连锡、多锡等不良,只能让印刷OK

           PCB进入下一工序。

4、  BGA的贴装:

A清晰、完整的视觉成像识辩参数的设定,防止锡球缺、损的BGA直接被贴装在

   板上。

B贴装误差值设定小于30%,防止贴装偏位。

C吸取、置放的速度应放慢,使吸嘴置于BGA在板上的时间为400毫秒(关闭真

   空状态)。

D将贴装高度设定在稍向下压0.1mm0.3mm,使BGA在安放时其焊球能够与焊膏充分接触,这样可减少BGA某个引脚空焊的现象,但对于引脚间距小于0.65mmBGA则不宜采用,以免发生锡球桥接即连锡。

E对于视机器抛入抛料带上的BGA,应给PE分析后修补OK后方可用生产线。

   3BGA贴装过回流炉前的检验要求:

        A贴装后的BGA就不应再移动,因为这样做会将焊膏拖带走,抹成一片,而导致

           焊料桥接。

        B于外观看似BGA贴装偏位或翘曲的PCBA应及时反馈跟线PE分析跟进,并按照

          PE提出的补救方案进行不良品处理。不可私自用镊子或吸笔拨动或挤压。

        C对于贴装出的PCB板被检验OK后应立即过回流炉,不宜置放、暴露在空气中,

          最长不超过30分钟。

5、  回流炉温控参数profile的制作及注意事项:

ABGA profile 的制作:profile的测量点应位于BGA的中心位置,并且应有两

   条测试线,一条位于BGA上表面,另一条位于BGAPCB之间锡球位置(从PCB

   下表面穿过达BGA下表面焊锡球),以有铅的工艺为例:

       ① 预热斜率需 <2.5/sec(不可>3/sec)

         140170间需保持60120second.

         183以上时间需保持90110 second .

         ④底部最高温度需<220.

         ⑤冷却斜率需<3/sec(最大)

         BGA表面与底部温差大约为56度。

B在再流焊过程中,如果偏离焊盘小于50%的话,元件就可以自动对位,如果BGA

     存在严重偏位问题,应在过炉前重新取下对位(检查焊膏)和返工。

C此阶段PCB必须均匀受热升温,并刺激助焊剂活跃,一般升温速度和降温速度

   都不宜过快,防止PCB受热或冷却过快而产生变形。

三、关于BGA 生产完成后的检验工作

1.  后段目标QC 的外观检查。及时反馈对位及焊接问题。

2.  X-RAY 锡点焊接检查。在量产时要保证每100PCS 抽检20PCS。要求保证对气泡(也叫孔洞),假焊、少锡、桥接、过孔抢锡等系列坏机专项检查。

3.  对于X-RAY检查不到的问题,如锡裂、焊锡粗糙,可借助新的检验仪器:如“ERSA SYSTEM 2500BGA/CSP SMT视觉检查系统”,它可以从侧面检查锡球的焊接质量,更深入的分析BGA内部焊锡效果。

四、常见的几个BGA制成缺陷的分析与改善措施

1.  气泡(也叫孔洞)

产生原因:(1)来料BGA焊锡球(SODER BALL)本身就有孔洞,可能是 (SOLDER BALL)本身就有孔洞,SOLDER BALL制造过程中或使用材料而造成的。

        2)在过回流焊中产生:已蒸发的焊剂和融溶固化过程中截留的焊剂在组装过程中产生。

        3PCB焊盘中的通孔中的膨胀气体也会产生气泡。

改善措施:

(1)与供应商洽谈,要求改善Solder ball 的制造工艺,

         (2)BGA PCB 得到较理想的除湿烘烤,理想及合适的回流炉 Profile 的设定

         (3)合格的PCB异通孔位置的设定(R&D)

    2.连锡

        生产原因:

(1)  锡膏印刷过厚或钢网底部有锡

(2)  BGA贴装偏位,外在因素如人手拨动造成

(3)  焊锡球的爆米花也会产生锡球桥接

        改善措施:

(1)  标准钢网开孔的制作,及时清洗钢网

(2)  调试贴装参数(适当),对于偏位的BGA应由PE分析专项改善措施去返工、补救

(3)  BGAPCB得到理想的烘烤,炉温的设定避免过快,斜率不要>3C

 3.假焊、少锡:

        产生原因:

(1)  印刷少锡

(2)  过孔抢锡造成焊点少锡

(3)  PCB变形

        改善措施:

(1)  适当的印刷参数设置,及时清洗钢网

(2)  过孔的标准设计,及完整的绿油覆盖

3)理想及合适的回流炉 Profile 的设定
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