bga返修台的工作原理以及技术参数

BGA返修台的技术参数以及工作原理
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一、BGA返修台定义
什么是BGA？要想了解BGA返修台，就要首先了解什么是BGA，严格来讲，BGA是一种封装方式。

BGA的全称是Ball Grid Array （球栅阵列结构的PCB），它是集成电路采用有机载板的一种封装法。

它具有：①封装面积减少②功能加大，引脚数目增多③PCB 板溶焊时能自我居中，易上锡④可靠性高⑤电性能好，整体成本低等特点。

在日常的工作中，大家一般习惯上把采用BGA方式封装的器件，也简称为”BGA”。

二、BGA返修台技术参数
1 、BGA定义
BGA：Ball Grid Array 的缩写，中文名称：球栅阵列封装器件。

2、BGA封装分类：
PBGA——塑料封装
CBGA ——陶瓷封装
TBGA ——载带状封装
BGA保存环境：20-25℃，<10％RH
CSP: Chip Scale Package或μBGA──芯片尺寸的封装QFP: 四边扁平封装。

封装间距：0.3mm
3、 PBGA
（1）用途：应用于消费及通信产品上
（2）相关参数
焊球间距：㎜㎜㎜0. 6㎜
焊球直径：㎜㎜㎜㎜
(3)PBGA优缺点：
1)缺点：PBGA容易吸潮。

要求：开封的PBGA要求在8小时内使用。

分析：普通的PBGA容易吸收空气中的水分，在焊接时迅速升温，使芯片内的潮气汽化导致芯片损坏。

拆封后的使用期限由芯片的敏感性等级所决定。

见表1。

表1 PBGA芯片拆封后必须使用的期限
2)优点：①与环氧树脂PCB的热膨胀系数相匹配，热性能好。

②
焊接表面平整，容易控制。

③成本低。

④电气性能良好。

⑤组装质量高。

4 、CBGA
成分：Pb90Sn10
熔点：302℃
特点：通过低熔点焊料附着到陶瓷载体上，然后这种器材通过低熔点焊料连接到PCB上，不
会发生再流现象。

再流焊接峰值温度：210-225℃
缺点：与PCB的热膨胀系数不匹配，容易造成热疲劳失效。

热可靠性差。

成本高。

优点：共面性好，易于焊接，对湿气不敏感存储时间长
5、 TBGA
焊锡球直径：㎜球间距：㎜与CBGA相比，TBGA对环境温度控制严格，因芯片受热时，热张力集中在四个角，焊接容易有缺陷。

6、锡球
有铅熔点183℃
无铅熔点217℃
注意事项：锡球需储藏与清洁干爽的环境，不可用手或其他物品接触它，以防止锡球变形或受油脂污染。

未开封的锡球可保存一年。

7、无铅锡与有铅锡的主要区别
（1）熔点不一样。

（有铅183℃无铅217℃）
（2）有铅流动性好，无铅较差。

（3）危害性。

无铅即环保，有铅非环保。

注：所谓环保产品（ROHS）是指按照欧盟标准来评定。

如果产品中所含的元素的含量超出欧盟规定的值，即为非环保产品。

以下为欧盟规定的标准值：
Pb 铅≤1000PPM
Cd 镉≤1000PPM
Br 溴≤1000PPM
Cr 铬≤100PPM
Hg 汞≤1000PPM
PBB 多溴联苯
其中 Br
PBDE 多溴联苯醚
如产品元素里，以上六种元素超出给出的范围即为非环保产品。

PPM─百万分之。

预热定义：预热是将整个组件加热到低于焊料的熔点和再流焊的温度。

预热的好处：活化焊剂，去除待焊金属表面的氧化物和表面膜以及焊剂本身的挥发物，增强润湿效果，减小上下PCB
的温差，防止热损坏，去除湿气，防止爆米花现象，
减少温差。

预热方法：将PCB放进恒温箱8～20小时，温度设定在80～100℃（根据PCB大小设置）
“爆米花”：指存在于一块集成电路或SMD器件内部的湿气在返修过程中迅速受热，使湿气膨胀，出现微崩裂现象。

热损坏包括：焊盘引线翘曲；基板脱层，生白斑，起泡或变色。

产生基板内部翘曲和其电路元件衰减等“隐形”问题，
原因来自于不同材料不同的膨胀系数。

返修前或返修中PCB组建预热的三个方法：
烘箱：可烤掉BGA内部湿气，防止爆米花等现象
热板：因其热板内的残余热量阻碍焊点的冷却速度，导致铅的析出，形成铅液池，使焊点强度降低和变差，
故不采用此方法。

热风槽：不考虑PCB组件的外形和底部结构，使热风能直
接迅速的进入PCB组件的所有角落和裂缝中，使
PCB加热均匀，且缩短了加热时间。

钢网知识:钢网孔径比锡球的直径大10个丝,如㎜的锡球,钢网孔
径应做㎜，
厚度㎜
三、BGA返修台的工作原理
1.拆卸BGA
(1)将需要拆卸BGA的表面组装板安放在返修系统的工作台上。

(2)选择与器件尺寸相匹配的四方形热风喷嘴，并将热风喷嘴安装在上加热器的连接杆上（一般采用磁铁固定，方便返修不同位置的BGA芯片），要注意安装平稳.
(3)将热风喷嘴扣在器件上，要注意器件四周的距离均匀，如果器件周围有影响热风喷嘴操作的元件，应先将这些元件拆卸，待返修完毕再焊上将其复位。

(4)选择适合吸着需要拆卸器件的吸盘(吸嘴)，调节吸取器件的真空负压吸管装置高度，：降吸盘接触器件的顶面，打开真空泵开关（光学对位机型在拆解BGA时这个步骤是自动完成的）。

(5)设置拆卸温度曲线，要注意必须根据器件的尺寸、PCB的厚度等具体情况设置拆卸温度曲线，BGA的拆卸温度与传统的SMD相比，其设置温度要高150℃左右。

(6)打开加热电源，调整热风量。

(7)当焊锡完全融化时，器件被真空吸管吸取。

（8）向上抬起热风喷嘴，关闭真空泵开关，接住被拆卸的器件。

以上步骤（除对位步骤和设定温度曲线）
2.去除PCB焊盘上的残留焊锡并清洗这一区域
(1)在铁板烧上面用吸锡线将PCB焊盘残留的焊锡清理干净，操作时注意不要损坏焊盘和阻焊膜。

(2)用异丙醇或乙醇等清洗剂将助焊剂残留物清洗干净。

3.去潮处理
由于BGA对潮气敏感，因此焊接之前要检查器件是否受潮，对受潮的器件进行去潮处理。

(1)去潮处理方法和要求：可采用电热鼓风干燥箱，在125±℃下烘烤12-20h。

(2)去潮处理注意事项：
(a)应把器件码放在耐高温(大于150℃)防静电塑料托盘中进行烘烤。

(b)烘箱要确保接地良好，操作人员手腕带接地良好的防静电手镯。

4.印刷焊膏
因为表面组装板上已经装有其他元器件，因此必须采用BGA 专用小模板，模板厚度与开口尺寸要根据球径和球距确定，印刷完毕必须检查印刷质量，如不合格，必须清洗后重新印刷。

贴装
BGA器件一般情况可以重复使用，但必须进行置球处理后才能使用。

BGA贴装器件的步骤如下：
(1)将印好焊膏的表面组装板安放在返修系统的工作台上。

（2）选择适当的吸嘴，打开真空泵。

将BGA器件吸起来，启动摄像机可以看到PCB板的焊盘（黄色）和BGA上的焊点（蓝色），调节焦距使监视器显示的图像最清晰，然后调整工作台的X、Y、θ（角度）旋钮，使BGA器件底部图像与PCB焊盘图像完全重合。

(3)BGA器件底部图像与PCB焊盘图像完全重合后将吸嘴向下移动，把BGA器件贴装到PCB上，然后关闭真空泵。

焊接
(1)设置焊接温度曲线。

根据器件的尺寸、PCB的厚度等具体情况设置焊接温度曲线，BGA的焊接温度与传统的SMD相比其设置温度要高15℃左右。

(2)选择与器件尺寸相匹配的四方形热风喷嘴，并将热风喷嘴安装在上加热器的连接杆上，要注意安装平稳。

(3)将热风喷嘴扣在BGA器件上，要注意器件四周的距离均匀；(4)打开加热电源，调整热风量，开始焊接。

(5)焊接完毕，向上抬起热风喷嘴，取下PCB板。

7、检验
BGA焊接质量检验需要X光或超声波检查设备，在没有检查设备的情况下，可通过功能测试判断焊接质量，还可以把焊好BGA的表面组装板举起来，对光平视BGA四周，观察焊膏是否
完全融化、焊球是否塌陷、BGA四周与PCB之间的距离是否一致，以经验来判断焊接效果。

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