BGA元件返修操作步驟
返修BGA的基本步驟與返修傳統(tǒng)SMD的步驟相同:為每個(gè)元件建立一條溫度曲線-拆除元件-去除殘留焊膏并清洗這一區(qū)域-貼裝新的BGA器件。在某些情況下,BGA器件可以重復(fù)使用-回流焊。當(dāng)然,這三種主要類型的BGA,都需要對工藝做稍微不同的調(diào)整。對于所有的BGA,溫度曲線的建立都是相當(dāng)重要的。不能嘗試省掉這一步驟。如果技術(shù)人員沒有合適的工具,而且本身沒有受過專門的培訓(xùn),就會發(fā)現(xiàn)很難去掉殘留的焊膏。過于頻繁地使用設(shè)計(jì)不良的拆焊編織帶,再加上技術(shù)人員沒有受過良好的培訓(xùn),會導(dǎo)致基板和阻焊膜的損壞。
建立溫度曲線
與傳統(tǒng)的SMD相比,BGA對溫度控制的要求要高得多。必須逐步加熱整個(gè)BGA封裝,使焊接點(diǎn)發(fā)生回流。如果不嚴(yán)格控制溫度、溫度上升速率和保持時(shí)間(2℃/s至3℃/s),回流焊就不會同時(shí)發(fā)生,而且還可能損壞器件。為拆除BGA而建立一條穩(wěn)定的溫度曲線需要一定的技巧。設(shè)計(jì)人員并不是總能得到每個(gè)封裝的信息,嘗試方法可能會對基板、周圍的器件或浮起的焊盤造成熱損壞。
具有豐富的BGA返修經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員主要依靠破壞性方法來確定適當(dāng)?shù)臏囟惹。在PCB上鉆孔,使焊點(diǎn)暴露出來,然后將熱電偶連接到焊點(diǎn)上。這樣,就可以為每個(gè)被監(jiān)測的焊點(diǎn)建立一條溫度曲線。技術(shù)數(shù)據(jù)表明,印制板溫度曲線的建立是以一個(gè)布滿元件的印制板為基礎(chǔ)的,它采用了新的熱電偶和一個(gè)經(jīng)校準(zhǔn)的記錄元件,并在印制板的高、低溫區(qū)安裝了熱電偶。一旦為基板和BGA建立了溫度曲線,就能夠?qū)ζ溥M(jìn)行編程,以便重復(fù)使用。
利用一些熱風(fēng)返修系統(tǒng),可以比較容易地拆除BGA。通常,某一溫度(由溫度曲線確定)的熱風(fēng)從噴嘴噴出,使焊膏回流,但不會損壞基板或周圍的元件。噴嘴的類型隨設(shè)備或技術(shù)人員的喜好而不同。一些噴嘴使熱風(fēng)在BGA器件的上部和底部流動(dòng),一些噴嘴水平移動(dòng)熱風(fēng),還有一些噴嘴只將熱風(fēng)噴在BGA的上方。也有人喜歡用帶罩的噴嘴,它可直接將熱風(fēng)集中在器件上,從而保護(hù)了周圍的器件。拆除BGA時(shí),溫度的保持是很重要的。關(guān)鍵是要對PCB的底部進(jìn)行預(yù)熱,以防止翹曲。拆除BGA是多點(diǎn)回流,因而需要技巧和耐心。此外,返修一個(gè)BGA器件通常需要8到10分鐘,比返修其它的表面貼裝組件慢。
清洗貼裝位置
貼裝BGA之前,應(yīng)清洗返修區(qū)域。這一步驟只能以人工進(jìn)行操作,因此技術(shù)人員的技巧非常重要。如果清洗不充分,新的BGA將不能正確回流,基板和阻焊膜也可能被損壞而不能修復(fù)。大批量返修BGA時(shí),常用的工具包括拆焊烙鐵和熱風(fēng)拆焊裝置。熱風(fēng)拆焊裝置是先加熱焊盤表面,然后用真空裝置吸走熔融焊膏。拆焊烙鐵使用方便,但要求技術(shù)熟練的人員操作。如果使用不當(dāng),拆焊烙鐵很容易損壞印制板和焊盤。
在去除殘留焊膏時(shí),很多組裝者喜歡用除錫編織帶。如果用合適的編織帶,并且方法正確,拆除工藝就會快速、安全、高效而且便宜。雖然使用除錫編織帶需要一定的技能,但是并不困難。用烙鐵和所選編織帶接觸需要去除的焊膏,使焊芯位于烙鐵頭與基板之間。烙鐵頭直接接觸基板可能會造成損壞。 焊膏-焊芯BGA除錫編織帶專門用于從BGA焊盤和元件上去除殘留焊膏,不會損壞阻焊膜或暴露在外的印制線。它使熱量通過編織帶以最佳方式傳遞到焊點(diǎn),這樣,焊盤發(fā)生移位或PCB遭受損壞的可能性就降至最低。
由于焊芯在使用中的活動(dòng)性很好,因此不必為避免熱損壞而拖曳焊芯。相反,將焊芯放置在基板與烙鐵頭之間,加熱2至3秒鐘,然后向上抬起編織帶和烙鐵。抬起而不是拖曳編織帶,可使焊盤遭到損壞的危險(xiǎn)降至最低。編織帶可去除所有的殘留焊膏,從而排除了橋接和短路的可能性。 去除殘留焊膏以后,用適當(dāng)?shù)娜軇┣逑催@一區(qū)域?梢杂妹⑺⒌魵埩舻闹竸。為了對新器件進(jìn)行適當(dāng)?shù)?a target="_blank">回流焊,PCB必須很干凈。
貼裝器件
熟練的技術(shù)人員可以"看見"一些器件的貼裝,但并不提倡用這種方法。如果要求更高的工藝合格率,就必須使用分光(split-optics)視覺系統(tǒng)。要用真空拾取管貼裝、校準(zhǔn)器件,并用熱風(fēng)進(jìn)行回流焊。此時(shí),預(yù)先編程且精密確定的溫度曲線很關(guān)鍵。在拆除元件時(shí),BGA最可能出故障,因此可能會忽視它的完整性。
重新貼裝元件時(shí),應(yīng)采用完全不同的方法。為避免損壞新的BGA,預(yù)熱(100℃至125℃)、溫度上升速率和溫度保持時(shí)間都很關(guān)鍵。與PBGA相比,CBGA能夠吸收更多的熱量,但升溫速率卻比標(biāo)準(zhǔn)的2℃/s要慢一些。
BGA 有很多適于現(xiàn)代高速組裝的優(yōu)點(diǎn)。BGA的組裝可能不需要新的工藝,但卻要求現(xiàn)有工藝適用于具有隱藏焊點(diǎn)的BGA組裝。為使BGA更具成本效益,必須達(dá)到高合格率,并能有效地返修組件。適當(dāng)?shù)嘏嘤?xùn)返修技術(shù)人員,采用恰當(dāng)?shù)姆敌拊O(shè)備,了解BGA返修的關(guān)鍵工序,都有助于實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定、有效的返修。