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BGA返修技术规范(附图)

时间:2014-05-08 10:49:36 来源:鼎华科技 点击: 3480次

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

  5.1PCBABGA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。

  5.2.4.对于存在损坏引线焊盘与阻焊膜的,必须在安装前修补焊盘线路及重新涂覆阻焊膜,以保证电气导通性。如图:

                                  

                    BGA拆除后,须用编织带引导电烙铁将焊盘拖至干净、平整

5.3. BGA模板的制作与印锡

  5.3.1.新的BGA元件在安装前,需要在元件焊盘上用BGA专用小模板根据印制板的组装工艺印刷相应锡膏,以提供足够的锡膏量来保障焊接后BGA元件的高度和可靠性。

  5.3.2.BGA专用小模板的制作应依据元件焊盘的间距和直径大小,同时要保证在厚度方向有足够的锡量又不造成连锡、拉尖等不良隐患。BGA模板的一般开孔尺寸见下表:

BGA类型

焊盘直径

模板开孔直径

模板厚度

1.27Pitch

0.80mm

0.75mm

0.15-0.20mm

1.00Pitch

0.38mm

0.35mm

0.115-0.135mm

0.50mm

0.30mm

0.28mm

0.075-0.125mm

 

 

 

 

 

5.3.3.在用BGA专用小模板印锡时,应检查印刷质量,确保没有少锡、连锡、移位、漏印等不良现象;对有印刷不良的,应将焊盘清洗干净后再重新印刷。如图:

                                   

                                用于BGA焊盘印锡的专用小模板

5.3.4.对于0.40 Pitch以下的CSP,可以不采取用小模板印锡的模式,而是直接在焊盘上涂覆膏状助焊剂后回流焊接。

5.4. 新的BGA元件的安装

  5.4.1.在元件焊盘印好锡后,应该选取新的未使用的BGA进行贴放安装;对于已拆除的BGA元件,考虑到工艺复杂程度和成功率,一般不建议于植球后再回收使用。

  5.4.2.贴放BGA元件时,应保证贴装精度,注意贴放压力,同时要防止震动。

  5.4.3.要根据元件大小、PCB厚度以及所用锡膏的类型等使用返修台设置合适的回流温度曲线;使用有铅工艺的PCBA组装板设置的峰值温度适宜在220-230之间,使用无铅工艺的PCBA组装板设置的峰值温度适宜在235-245之间。如图:

            

                          BGA回流焊接时返修台实时读取的温度曲线走势情况

5.5. BGA安装后的检查

  5.5.1.BGA元件安装焊接好后,应对光平视BGA四周,观察是否透光、BGA四周与PCB之间的距离是否一致、焊锡是否完全融化、焊球的形状是否端正等。

  5.5.2.在焊盘设计合理的情况下,再流焊后BGA底部与PCB之间的距离比焊接前塌陷1/5 -1/3属于正常。如果焊球塌陷太大,说明温度过高,容易发生桥接;如果焊球高度对比不端正,有歪扭现象,说明温度不够,焊接不充分。

  5.5.3.在条件许可的情况下,应使用X-Ray通过光的穿透检查BGA的焊接状况,以获取准确的信息。如图:

                                   

                                  X-Ray检测到的BGA焊接短路缺陷

6. 参考文件

6.1.IPC-7095球栅数组的设计与组装过程的实施》;

6.2.IPC-7525模板设计导则》;

6.3.IPC-9502电子组件的印制板组装焊接过程导则》。

7. 相关记录

BGA返修记录表》。

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