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优化BGA——影响BGA返修的主要因素

2015-11-19 12:16| 发布者: 陈欣欣| 查看: 5087| 评论: 50|原作者: 效时BGA返修台

现在采用BGA封装的产品有很多种，如常见的电脑显卡、南北桥、CPU，在手机、投影仪、电视等产品中也有BGA元器件。之前给大家写的几篇教程，如果有看的话基本也能了解，所以这次就来总结一下重点，影响BGA返修成功率的主要几点因素。
主要因素可划分为三点：
一、防止PCB变形；
二、精准的温度控制；
三、贴装的精度。
当然还有其他影响因素，不过我们后面再讲。这三个方面比较难把握，所以这里就单独列出来说一下。

第一：在焊接或者拆卸BGA元器件的时候，因为只单独加热相应的BGA元器件，所以就容易造成BGA与周围的温差过大，板子容易变形、损坏。因此返修BGA时需要固定好板子和BGA所在部位。一般BGA返修台返修BGA会使用下部风嘴顶住PCB板，且下部也有热风，可起到一定支撑作用。如果使用风枪拆焊的话，那么就需要固定好板子，防止加热时发生变形直接导致PCB损坏。同时还需要对PCB板整体进行一个预热，以降低温差，能有效防止形变。
效时风嘴示意图.jpg

第二：合理、高质量的返修需要与其相适应的返修温度曲线。把握好温度和时间，要在BGA所能承受的范围内。标准情况下，有铅小于260℃,无铅小于280℃。如果温度控制不够精准，温度波动幅度大，那么就容易损坏BGA元器件。同时加热时间不宜过长，返修次数不宜过多，在高温情况下会造成BGA的氧化，时间长了会缩短BGA的寿命。
BGA加热条件与焊点状况.jpg

第三：焊接BGA元器件需要保证一定的贴装精度，不然会造成空焊。锡球在焊接加热时有一定的自对中效应，允许有轻微的偏差。在贴装时，将器件的壳体中心与丝印外框中心近似重合，即可视为贴装位置正确。在不使用光学级BGA返修台的情况下，也可根据移动BGA时的手感判断是否接触（这点的话比较主观，每个人的感觉不一定相同）。光学级BGA返修台可以直接看清BGA元器件与焊盘是否对齐，并自动焊接。目前国内的BGA返修台基本采用的是上下部热风，底部红外预热的方式，所以还需要使用合理设计的风嘴，防止加热时热风将BGA移动。
光学级BGA返修台对位图.jpg

除此之外还有其他影响BGA返修质量的因素，如下：
1.已经开封后的BGA元器件如果没有放置在防潮柜内的话，需要对BGA进行烘烤预热（时间为8～20小时，温度为80～100℃）。防止BGA在迅速受热时发生崩裂。同样PCB也需要进行一定程度的预热。
2.在焊接锡球的时候，需要保证锡球的质量。避免使用已经氧化的锡球或者沾染上其他杂质的锡球。工业生产中，一般刷锡膏的话还需要注意锡膏的搅拌，回温等问题。
3.焊接时，在PCB板上需要刷上均匀、适量的助焊膏，过多的话容易造成短路。
4.有铅锡球的流动性、焊接性能较好，但是不环保。目前只有在军工领域才会采用有铅，一般情况下选择无铅返修。
5.焊接时注意BGA周边的元器件，尽量使用风嘴，防止加热到其它元器件，元器件比较密集的更需要注意，像手机上就比较密集了。
6.有一些BGA元器件上会采用灌胶的方式固定，这时候通常采用的方式就是持续加热，然后把胶体撬开。
7.拆焊结束，移动BGA元器件时请最好使用真空吸笔，避免使用金属镊子，这样可能会损伤芯片。
8.避免用力按压BGA元器件，防止BGA损伤或裂纹；
正确焊接之后的X线图.jpg

一般情况下光看外表无法检验出BGA是否焊接好，需要借用一定的设备才可以检验。但是避免那些可能导致失败的因素，可以有效的提高成功率。
暂时想到的点就这些，如果有忽略的或者有不正确的还请各位指出。
最后再闲聊几句：我个人觉得学习，不仅仅是实践还有了解。快速进步的途径就是对自己的知识反复实践后再进行总结，与他人分享，这样才能让学习的效益最大化。在分享中发现自己的不足，然后改进，对知识更进一步理解和巩固。知识在传递、分享中体现其价值，在沟通、讨论中得到进步。取其精华，去其糟粕。希望大家都能发表自己的维修经验，相互交流，共同进步。

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