电路板、芯片预热的主要目的是将潮气去除,如果电路板和芯片内的潮气很小(如芯片刚拆封),这一步可以免除。
拆除的芯片如果不打算重新使用,而且PCB可承受高温,拆除芯片可采用较高的温度(较短的加热周期)。
清洁焊盘主要是将拆除芯片后留在PCB表面的助焊剂、焊锡膏清理掉,必须使用符合要求的清洗剂。为了保证BGA的焊接可靠性,一般不能使用焊盘上旧的残留焊锡膏,必须除掉,除非芯片上重新形成BGA焊锡球。由于BGA芯片体积小,特别是CSP或mBGA,芯片体积更小,清洁焊盘比较困难,所以在返修CSP芯片时,如果CSP周围空间很小,就需使用免清洗焊剂。
在PCB上涂焊锡膏对于BGA的返修结果有重要影响。通过选用与芯片相符的模板,可以很方便地将焊锡膏涂在电路板上。用OK集团的BGA-3592-G设备微型光学对中系统可以方便地检验焊锡膏是否涂匀。处理CSP芯片,有3种焊锡膏可以选择:RMA焊锡膏,非清洗焊锡膏,水剂焊锡膏。使用RMA焊锡膏,回流时间可略长些,使用非清洗焊锡膏,回流温度应选的低些。
热风回流焊是整个返修工艺的关键。其中有几个问题比较重要:
1、芯片返修回流焊的曲线应当与芯片的原始焊接曲线接近,热风回流焊曲线可分成四个区间:预热区,加热区,回流区,冷却区,四个区间的温度、时间参数可以分别设定,通过与计算机连接,可以将这些程序存储和随时调用。
2、在回流焊过程中要正确选择各区的加热温度和时间,同时应注意升温速度。一般在100℃以前,最大升温速度不超过6 ℃/s,100℃以后最大升温速度不超过3℃ /s,在冷却区,最大冷却速度不超过6℃/s。因为过高的升温速度和降温速度都可能损坏PCB和芯片,这种损坏有时是肉眼不能观察到的。不同的芯片,不同的焊锡膏,应选择不同的加热温度和时间。如CBGA芯片的回流温度应高于PBGA的回流温度,90Pb/10Sn应较63Sn/37Pb焊锡膏选用更高的回流温度。对免洗焊膏,其活性低于非免洗焊膏,因此,焊接温度不宜过高,焊接时间不宜过长,以防止焊锡颗粒的氧化。
3、热风回流焊中,PCB板的底部必须能够加热。加热有两个目的:避免由于PCB板单面受热而产生翘曲和变形;使焊锡膏溶化时间缩短。对大尺寸板返修BGA,底部加热尤其重要。BGA-3592-G返修设备的底部加热方式有两种,一种是热风加热,一种是红外加热。热风加热的优点是加热均匀,一般返修工艺建议采用这种加热。红外加热的缺点是PCB受热不均匀。
4、要选择好的热风回流喷嘴。热风回流喷嘴属于非接触式加热,加热时依靠高温空气流使BGA芯片上各焊点的焊锡同时溶化。美国OK集团首先发明这种喷嘴,它将BGA元件密封,保证在整个回流过程中有稳定的温度环境,同时可保护相邻元件不被对流热空气加热损坏。
在电子产品尤其是电脑与通信类电子产品的生产领域,半导体器件向微小型化、多功能化、绿色化发展,各种封装技术不断涌现,BGA/CSP是当今封装技术的主流。其优势在于进一步缩小半导体器件的封装尺寸,因而提高了高密度贴装技术水平,十分适合电子产品轻、薄、短、小及功能多样化的发展方向。
为满足迅速增长的对BGA封装技术电路板组装需求和生产者对丝网印刷、对中贴片和焊接过程控制精度的要求,提高BGA的组装焊接及返修质量,需选择更安全、更快、更便捷的组装与返修设备及工艺。
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