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BGA焊接过程中注意的关键问题

文章出处:苏州百达能电子有限公司 人气:发表时间:2018-12-28 15:24
    BGA焊接采用的回流焊的原理
    根据我们前期在BGA焊接方面的一些实践,把我们总结的一些经验和方法和大家交流一下,希望能够对大家在BGA焊接过程中有所帮助!

    焊接注意的一点:在进行BGA芯片焊接时,要合理调整位置,确保芯片处于上下出风口之间,且务必将PCB用夹具向两端扯紧,固定好!以用手触碰主板主板不晃动为标准。紧固PCB可确保PCB在加热过程中不形变,这对我们很重要!!

    焊接注意第二点:合理的调整预热温度。

   在进行BGA焊接前,主板要首先进行充分分的预热,这样可有效保证主板在加热过程中不形变且能够为后期的加热提供温度补偿。关于预热温度,这个应该根据室温以及PCB厚薄情况进行灵活调整,比如在冬季室温较低时可适当提高预热温度,而在夏季则应相应的降低一下。若PCB比较薄,也需要适当提高一点预热温度!具体温度因BGA焊台而异,有些焊台PCB固定高度距焊台预热砖较近,可以夏季设在100-110摄氏度左右,冬季室温偏低时设在130--150摄氏度.若距离较远,则应提高这个温度设置,具体请参照各自焊台说明书。

    焊接注意第三点:请合理调整焊接曲线。

    我们目前使用的返修台焊接时所用的曲线共分为5段。每段曲线共有三个参数来控制:

    参数1,该段曲线的温升斜率,即温升速度。一般设定为每秒钟3摄氏度

    参数2,该段曲线所要达到的蕞高温度。这个要根据所采用的锡球种类以及PCB尺寸等因素灵活调整。

    参数3,加热达到该段蕞高温度后,在该温度上的保持时间。一般设置为40秒。

    调整大致方法:找一块PCB平整无形变的主板,用焊台自带曲线进行焊接,在第四段曲线完成时将焊台所自带测温线,插入芯片和PCB之间,获得此时的温度。理想值无铅可以达到217度左右,有铅可以达到183度左右。这两个温度即是上述两种锡球的理论熔点!但此时芯片下部锡球并未完全熔化,我们从维修的角讲理想温度是无铅235度左右,有铅200度左右。此时芯片锡球熔化后再冷却会达到理想的强度

    以无铅为例:四段曲线结束后,温度未达到217度,则根据差值大小适度提高第3,4段曲线的温度。比如,实温度为205度,则对上下出风温度各提高10度,如差距较大,比如实测为195度则可将下出风温度提高30度,上出风温度提高20度,注意上部温度不要提高过多,以免对芯片造成损害!加热完成后实测值为217度为理想状态,若超过220度,则应观察第5段曲线结束前芯片达到的蕞高温度,一般尽量避免超过245度,若超过过多,可适度降低5段曲线所设定的温度。

    焊接注意第四点:适量的使用助焊剂!

    BGA助焊剂在焊接过程中意义非凡!无论是重新焊接还是直接补焊,我们都需要先涂上助焊剂。芯片焊接时可用小毛刷在清理干净的焊盘上薄薄的涂上一层,尽量抹均匀,千万不要刷的太多,否则也会影响焊接。在补焊时可用毛刷蘸取少量助焊剂涂抹在芯片四周即可。助焊剂请选用BGA焊接专用的助焊剂!!

    焊接注意第五点:芯片焊接时对位一定要准确。    由于大家的返修台都配有红外扫描成像来辅助对位,这一点应该没什么问题。如果没有红外辅助的话,我们也可以参照芯片四周的方框线来进行对位。注意尽量把芯片放置在方框线的中央,稍微的偏移也没太大问题,因为锡球在熔化时会有一个自动回位的过程,轻微的位置偏移会自动回正!

    关于植锡球

   在焊接过程中,我们不可避免的要接触到植锡球这个工作。一般来说植球需要如下工具: 

   1,锡球。目前我们常用的锡球直径一般有0.25MM,0.45MM,0.6MM 三种。其中0.6MM规格的锡球目前仅发现用在MS99机芯的主芯片上,0.25MM规格的锡球仅为EMMC程序IC上使用的。其余无论DDR还是主芯片均使用0.45MM规格的(当然使用0.4MM也是可以的)。同时建议使用有铅锡球,这样比较容易焊接。

   2,钢网。由于我们使用芯片的通用性限制,除DDR钢网外,市面上很少有和我们芯片完全一致的配套钢网,所以我们只能采用通用钢网。一般我们采用0.5MM孔径,球距0.8MM的钢网和孔径0.6MM,球距离0.8MM的钢网。

   3,植球台。植球台的种类有很多,我建议大家使用直接加热的简易植球台。这种植球台价格便宜,且容易操作。    

    具体操作方法

  1,将拆下来的芯片焊盘用吸锡线配合松香处理平整,并用洗板水刷干净后用风枪吹干。

  2,将芯片上均匀涂上一层助焊剂,不要涂得过多,薄薄的一层即可。

  3,将芯片置于钢网下并将其安放到植球台上,然后一定要仔细调整钢网孔和芯片焊盘的安放位置,确保准确对应。

  3,对准位置后,将锡球撒入少许到刚网上。

  4,用软排线将锡球缓缓刮入到钢网孔内焊盘上。如果刮完后发现    仍有少量焊盘内无锡球,可以再次倒入少许锡球继续刮,或是用镊    子将锡球逐个填入。如果刮完后锡球有剩余,建议直接扔掉,不要回收。因为锡球上可能沾有助焊剂,这样回收后可能会沾染灰尘,影响以后使用

  4,上述步骤准备就绪后,将风枪前的聚风口拆除并将风枪温度跳到360—370度之间,且将风速调至很小,略微出风就可以。因为温度过高或是风速过大易引起钢网变形,导致植球失败。调整好后就可以对锡球进行均匀加热了。加热时要注意锡球颜色变化,当锡球加热到明显发亮,且锡球明显排列有序的时候,就可以停止了,整个过程大约耗时20-30秒。具体于风枪和所使用锡球有关。

  5, 停止加热后,若有风扇可用风扇辅助锡球冷却,这样可         以让锡球获得更好的强度,如没有就让它自然冷却。冷却后将钢网取下,此时我们会发现锡球已经基本上植完了,剩下的工作就是用洗板水对芯片焊盘进行清洗,将一些空位上的锡球清除掉,同时看看是否有个别焊盘未植上,或是没有植好。如有此类情况可在该处焊盘上涂抹少许助焊剂并用镊子夹锡球放好,用风枪小风吹化即可。

至此植球完毕。    



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