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bga返修中的红外修理系统

时间:2014-06-18 16:33:40 来源:鼎华科技 点击: 2488次

对这些对流式热传导问题的一个可行的替代方法是一种中等波长(2-8 µ)的红外(IR)系统。为了展示红外的效果,我们把三种不同的热风返工系统与一种中等波长的红外系统进行比较。在测试中,热风喷嘴减低到一块特殊处理的FR-4基板,然后机器按调入的温度曲线设定进行加热。虽然该温度设定可能会让人相信整个区域是均匀加热的,并达到足够热的温度,但是测试结果清楚地表明在热风系统中有热区和冷区(图1)。相反,红外系统显示均匀的加热,没有冷区。


                    BGA表面上热分布的比较

图1、BGA表面上热分布的比较

  红外不是一个新的修理技术,但是它变得越来越少使用,这是由于以前使用的短波长IR系统的局限的物理影响。热辐射,虽然均匀分布,但是由于物体颜色的轻重而吸收与反射热量不均匀。虽然这种热源对PCB预热得到普遍接受,但是用于回流的短波长IR系统经常使黑色的元件身体和FR-4基板材料过热,而有反射能力的引脚却达不到合适的回流温度。相反,中等波长的IR系统传导完全均匀的热量到表面上,并且在颜色轻重的材料之间显示均匀的吸收/反射率


图二)

使用红外安装BGA的温度曲线
图二、使用红外安装BGA的温度曲线

  对于一个最佳设计的中等波长IR修理系统,可以容易地把K型热电偶放在电路板上,在实际的回流工艺中检测和记录准确的温度曲线。该系统由于其内在的优点可以用来修理微型BGACSP和倒装芯片。

  首先,IR系统没有可能在回流期间吹走或振动元件的气流。其次,该IR系统的加热可以均匀地集中、指向和传导到刚好元件的大小和PCB上的位置。

  另外,临近元件的受热可以减少或者通过用反射箔纸覆盖来完全避免。甚至位于被修理元件相差0.5mm之近的元件都可以安全地避过IR加热系统。相反,由于漏气或所要求喷嘴厚度,热风系统不可能用于紧密放置的元件。最后,一个顶部和底部的中等波长IR修理系统也可作为一台微型回流炉,用于各类的面积排列封装元件的受控的植球工艺。

  对一个面积排列封装修理系统的购买决定必须从最基本的技术要求开始,因为工艺控制是极其重要的。设备必须无论哪个操作员使用都可以保证质量,同时又要容易使用。为了提供对其购买的高回报,修理系统应该能够修理表面贴装元件、通孔元件和塑料连接器,但又不需要增加另外的喷嘴。

  一个开式的IR系统,而不是热风系统所固有的封闭系统,它可以有效地消除返工过程中的盲目性。通过在返工中实时地光学监测回流过程,可以保证元件锡球的均匀塌落。这种面积排列封装元件的工艺受控的修理是今天工业中的最热门话题之一。

结论

  面积排列封装倾向于引起各方面人员的担心,修理操作员从使用容易的角度,品质控制检查员从工艺控制的角度,采购人员从资产投资和运作成本的角度,都有担心。可是,这些担心可以通过对各种面积排列封装设计、它们的生产回流焊接要求、和现有的修理技术的更多理解来克服。成功在于立足根本。

  对面积排列封装元件的修理,中等波长的IR系统提供理想的热传导和热分布,并且灵活,用户友好和成本低。有了一个理想的修理解决方案,就不会再害怕BGA了,大量地来吧。

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