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          帶你快速了解焊接BGA芯片的原理與方法

          作者:杰森泰 發布時間:2022-01-05

          BGA的全稱Ball Grid Array(焊球陣列封裝),它是在IC基板的底部制作陣列,錫球作為電路的引腳與PCB板焊盤互接。采用該項技術封裝的器件是一種表面貼裝器件。


            BGA焊接采用的回流焊的原理。在這里介紹一下錫球在焊接過程中的回流機理。當錫球置于一個加熱的環境中,錫球回流分為三個階段:


          預熱


            首先,用于達到所需粘度和絲印性能的溶劑開始蒸發,溫度上升慢(大約每秒5° C),以限制沸騰和飛濺,防止形成小錫珠,還有,一些元件對內部應力比較敏感,如果元件外部溫度上升太快,會造成斷裂。


            助焊劑(膏)活躍,化學清洗行動開始,水溶性助焊劑(膏)和免洗型助焊劑(膏)都會發生同樣的清洗行動,只不過溫度稍微不同。將金屬氧化物和某些污染從即將結合的金屬和焊錫顆粒上清除。


            當溫度繼續上升,焊錫顆粒首先單獨熔化并開始液化。這樣在所有可能的表面上覆蓋,并開始形成錫焊點。


          回流


            這個階段最為重要,當單個的焊錫顆粒全部熔化后,結合一起形成液態錫,這時表面張力作用開始形成焊腳表面,如果元件引腳與PCB焊盤的間隙超過4mil(1 mil = 千分之一英寸),則極可能由于表面張力使引腳和焊盤分開,即造成錫點開路。


          冷卻


            冷卻階段,如果冷卻快,錫點強度會稍微大一點,但不可以太快否則會引起元件內部的溫度應力。


            手工焊接BGA一般分為以下3個步奏:處理焊盤,對位,焊接。


          1、處理焊盤


            首先用洗板水或者無水酒精對PCB板焊盤進行清理,然后在焊盤表面用毛刷均勻的涂抹上一層助焊膏。



          2、芯片對位


            一般PCB對應著BGA芯片的位置,都會有白色的絲印邊框用做對位使用。首先把BGA芯片的一腳位置和PCB標注的一腳位置進行正確放置,然后依據絲印邊框把BGA芯片對齊。絲印邊框和芯片的四邊位置要同等,這樣芯片背面的錫珠就完全和焊盤重合一致了。


          3、焊接


            BGA焊接一般采用BGA返修臺進行操作,常見的返修臺多為三溫區熱風型BGA返修臺。根據BGA芯片錫珠的成份設定好需要的溫度曲線。一般有鉛錫珠上部熱風設置225℃,下部熱風設置245℃。無線錫珠一般上部熱風設置245℃,下部熱風設置260℃(由于BGA返修臺的廠家不同,以上溫度為參考溫度)。設定好溫度曲線之后,然后把PCB放到返修臺的機械夾具上面,把芯片和上下風嘴垂直對應之后,用夾具固定住PCB,啟動返修臺進行加熱。


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