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BGA IC 焊接工艺原理

时间:2014-05-12 13:46:17 来源:鼎华科技 点击: 2906次

(一)芯片表面装贴焊接工艺科学流程,提高BGA拆焊成功率。

1、首先必须对BGA  IC进行预热,尤其是大面积塑封装BGA  IC,以避免骤然的高温易使,受热膨胀而损,亦使PCB板变形。预热的方法一般是把热风嘴抬高,拉开与IC距离,均匀吹热IC,时间一般控制在10秒钟以内为好。

如果是进过水的手机需要拆焊BGA  IC,预热的面积有时可稍稍加大,便于较彻底地驱除ICPCB板。而在采购回散件BGA  IC往板上焊时,也要注意用热风驱潮。 很多人忽视预热这一步骤,这时BGA  IC来说是致命的。

 

2、松香的熔点是100 0 C,在此温度之前应注意最大升温速度的控制,专家建议是4 0 C/秒。实际上,在拉近风嘴与IC距离以后的整个焊接过程中,都要注意升温速度的控制。

3、焊锡的熔点是183 0 C,但无论在生产线还是反修时都要考虑热量的“自然损耗”、“热量流失”,实际采用的焊接温度都会加大,专家建议生产线回流焊温度采用215 0 C—220 0 C

我们在手机维修拆焊BGA时,更是采用这个建议温度以上的值,我想可能手工拆焊与生产线的波峰焊接相比,热量更易流失,兼之,不同厂家热风枪的风景和热量有差异,像我们先后用过不同品牌的热风枪,温度调节时总是各有差异,有时拆焊IC温度会高达300 0 C400 0 C,甚至更高。其三,使用不同熔点焊锡膏时往往需要采用不同的温度,这些大家都是深有体会的。所以,有时我们在听取别人介绍拆焊经验时用多少温度、多少风量时,一定不能‘照搬照抄’,只能参考,因大家采用的热风枪、材料、焊接参数都不尽相同,且各人有各人‘驯服’热风枪的一套方法,所以需根据自身实际情况确定准确的温度。

当然,各人表面上采用不一样的温度和时间,实质上在拆焊同种BGAC时的温度和时间应该基本相同,绝对不可能差异得太离谱。这是由焊锡、芯片、PCB等材料本身的根本特性所决定的。

4、这里另外一个关键点就是回流区的时间要素。从曲线图上知道,芯片与PCB板熔合在一起的时间就是40—90秒这个时候,除了上前温度要素,时间的控制是成功拆焊的另一个主要要素。如加热时间太短,摘取芯片时易造成断点,焊接芯征又易造成虚焊。而加热时候太长易造成芯片喜起和PCB板脱破。一旦操作温度和时间没有有机的配合好,就有上述“惨剧”上演。

尽管我们不可能像生产线上的表面装贴工艺,可以用电脑来对加热区、驾流区等区的时间和温度进行标准设定,但至少可以在自已成功拆焊实际中总结出规律。

5、热风回流焊是焊接BGA  IC尤其是塑封装IC的最佳加热方式。焊接加热方式目前常采用两种方式,一是红外线加热,一种是热风加热。前者是通过红外线辐射加热达到焊接目的。由于PCB板及芯片元件吸收红外波长的能力不一样(黑色的元件吸收红外线能力最强),因此,整个PCB板上的温度差异较大,有时差异可达到20%,而热风回流加焊方式却能使温度较均匀,一般温度差异只有几度。

综上所述,无论是拆取还是焊接BGA  IC,无非是对热风温度和加焊时间这两个最主要因素的最佳把握,这是提高拆焊质量和成功率的最根本保证。

(二)焊锡的物理我和化学特性,提高BGA拆焊的质量

1、丝网印刷与锡浆的粘滞力

电子元器件装贴到整机PCB板之前,需制作丝网印刷钢板。我们现在使用的BGA植锡板就是源自于生产线上的丝网印刷钢板,是从整钢板上“抽取”而来的。由于锡浆具有一定的粘滞性,通过网上洞眼刷浆到PCB板相应焊点上时,此物理特性决定,刷浆速度越慢,漏液就越少,而速度越快,反而漏液越多,即刷浆速度与锡浆量成反比,如这个速度不控制好,不是因为锡浆过少造成漏焊,就是因为锡浆过多而造成焊点相连,这些现象在QFP(四边扁平封装外引式出脚)等芯片焊接上表现更明显,尤其是脚距在0.5mm以下QFP这么难“伺候”,因为BGA的脚距大多达到1mm以上。我们在重植BGA  IC时注意刮浆均匀,加热过程中不去挤压BGA  IC,一般都不会出现虚焊和相连短接现象。

2、焊锡的化学特性,防止焊锡氧化

我们知道焊锡的化学成分不止是锡,它是锡、铅等元素的混合物。在焊接中,多采用免清洗的63n/37Pb成分比例的焊锡膏,在高温作用下,它与PCB板的铜点发生化学反应,熔合在一起,形成合金,“吃”进PCB板。

因此,我们在焊接时要注意避免两种情况的出现。

(1)焊点处焊锡不可太少,否则易造成虚焊。

(2)加焊时的温度不能过高,时间不能过长,尤其是使用免清洗焊锡膏时,否则易形成焊脚虚焊。

我们在维修中对QFP芯片焊脚加焊时,如果不加点焊锡而反复对一点加焊,反而易使脚脱焊就是这个“老化”原因造成。当BGA  IC虚焊时,许多情况下,我们必须取下它重新丝印锡浆、热风加焊,也是因为这个原因。往往有人只弄一点松香在BGA  IC处,用热风枪吹一吹完事。有时补焊可以成功,但对于虚焊或氧化严重的锡脚来说,是暂时的,或根本就是无济于事的。

3、焊锡的张力和拉力

焊锡熔化后且有张力和拉力,此物理特性给我们焊接带来极大方便,在焊脚与PCB焊点位置有偏差但不太大的情况下,熔化的锡对IC脚有拉中对正的能力。我们在焊BGA  IC时,虽然无法用肉眼看到底部脚位,但却可根据目测,使ICPCB焊点基本对正,而BGA焊锡脚直径要比QFP芯片脚直径宽,对中准确率更高,加之焊锡本身的张力和拉力,使得手工拆焊中,根本不需专门设备即可使焊点对中。

实际上,BGA封装技术比QFP芯片技术在生产和返修成品率方面有无比优势,是目前及以后芯片封装的趋势。我们刚开始在手工拆焊BGA  IC时有畏难情绪,主要因为我们不了解它的特性和焊接工艺罢了,掌握了其“脾性”,还不就摆弄得它“服服帖帖”了?BGA手工拆焊操作过程小处因人而异,但都要遵循科学的焊接标准,可谓是“殊途同归”。而写此文的目的,可引用毛主席的一句自豪感来共勉:在战略上要藐视BGA,在战术上要重视的BGA

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