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PCB工藝 雙面板回流焊方法

2020-05-19 12:01:49 1071

1、雙面回流,簡(jiǎn)單的一面先過(guò)回流,如有打元件可以采用點(diǎn)紅膠工藝!
2、雙面回流可以采用兩種焊膏,生產(chǎn)第一面時(shí)采用高溫焊膏,第二面時(shí)采用普通焊膏!
3、兩面回流采用同種焊膏,過(guò)第二面時(shí)爐溫可以設置成上下溫區溫度不同,上溫區溫度高點(diǎn)下溫區溫度低

BGA封裝內存
BGA封裝(Ball Grid Array Package)的I/O端子以圓形或柱狀焊點(diǎn)按陣列形式分布在封裝下面,BGA技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是I/O引腳數雖然增加了,但引腳間距并沒(méi)有減小反而增加了,從而提高了組裝成品率;雖然它的功耗增加,但BGA能用可控塌陷芯片法焊接,從而可以改善它的電熱性能;厚度和重量都較以前的封裝技術(shù)有所減少;寄生參數減小,信號傳輸延遲小,使用頻率大大提高;組裝可用共面焊接,可靠性高。
BGA封裝技術(shù)可詳分為五大類(lèi):
1.PBGA(Plasric BGA)基板:一般為2-4層有機材料構成的多層板。Intel系列CPU中,Pentium II、III、IV處理器均采用這種封裝形式。
2.CBGA(CeramicBGA)基板:即陶瓷基板,芯片與基板間的電氣連接通常采用倒裝芯片(FlipChip,簡(jiǎn)稱(chēng)FC)的安裝方式。Intel系列CPU中,Pentium I、II、Pentium Pro處理器均采用過(guò)這種封裝形式。
3.FCBGA(FilpChipBGA)基板:硬質(zhì)多層基板。
4.TBGA(TapeBGA)基板:基板為帶狀軟質(zhì)的1-2層PCB電路板。
5.CDPBGA(Carity Down PBGA)基板:指封裝中央有方型低陷的芯片區(又稱(chēng)空腔區)。
說(shuō)到BGA封裝就不能不提Kingmax公司的專(zhuān)利TinyBGA技術(shù),TinyBGA英文全稱(chēng)為T(mén)iny Ball Grid Array(小型球柵陣列封裝),屬于是BGA封裝技術(shù)的一個(gè)分支。是Kingmax公司于1998年8月開(kāi)發(fā)成功的,其芯片面積與封裝面積之比不小于1:1.14,可以使內存在體積不變的情況下內存容量提高2~3倍,與TSOP封裝產(chǎn)品相比,其具有更小的體積、更好的散熱性能和電性能。
大多數制造商都認為,球珊陣列(BGA)器件具有不可否認的優(yōu)點(diǎn)。但這項技術(shù)中的一些問(wèn)題仍有待進(jìn)一步討論,而不是立即實(shí)現,因為它難以修整焊接端。只能用X射線(xiàn)或電氣測試電路的方法來(lái)測試BGA的互連完整性,但這兩種方法都是既昂貴又耗時(shí)。
設計人員需要了解BGA的性能特性,這與早期的SMD很相似。PCB設計者必須知道在制造工藝發(fā)生變化時(shí),應如何對設計進(jìn)行相應的修改。對于制造商,則面臨著(zhù)處理不同類(lèi)型的BGA封裝和最終工藝發(fā)生變化的挑戰。為了提高合格率(yield),組裝者必須考慮建立一套處理BGA器件的新標準。最后,要想獲得最具成本-效益的組裝,也許關(guān)鍵還在于BGA返修人員。
兩種最常見(jiàn)的BGA封裝是塑封BGA(PBGA)和陶瓷BGA封裝(CBGA)。PBGA上帶有直徑通常為0.762mm的易熔焊球,回流焊期間(通常為215℃),這些焊球在封裝與PCB之間坍塌成0.406mm高的焊點(diǎn)。CBGA是在元件和印制板上采用不熔焊球(實(shí)際上是它的熔點(diǎn)大大高于回流焊的溫度),焊球直徑為0.889mm,高度保持不變。
第三種BGA封裝為載帶球柵陣列封裝(TBGA),這種封裝現在越來(lái)越多地用于要求更輕、更薄器件的高性能組件中。在聚酰亞胺載帶上,TBGA的I/O引線(xiàn)可超過(guò)700根??刹捎脴藴实慕z網(wǎng)印刷焊膏和傳統的紅外回流焊方法來(lái)加工TBGA。

組裝問(wèn)題

BGA組裝的較大優(yōu)點(diǎn)是,如果組裝方法正確,其合格率比傳統器件高。這是因為它沒(méi)有引線(xiàn),簡(jiǎn)化了元件的處理,因此減少了器件遭受損壞的可能性。
BGA回流焊工藝與SMD回流焊工藝相同,但BGA回流焊需要精密的溫度控制,還要為每個(gè)組件建立理想的溫度曲線(xiàn)。此外,BGA器件在回流焊期間,大多數都能夠在焊盤(pán)上自動(dòng)對準。因此,從實(shí)用的角度考慮,可以用組裝SMD的設備來(lái)組裝BGA。
但是,由于BGA的焊點(diǎn)是看不見(jiàn)的,因此必須仔細觀(guān)察焊膏涂敷的情況。焊膏涂敷的準確度,尤其對于CBGA,將直接影響組裝合格率。一般允許SMD器件組裝出現合格率低的情況,因為其返修既快又便宜,而B(niǎo)GA器件卻沒(méi)有這樣的優(yōu)勢。為了提高初次合格率,很多大批量BGA的組裝者購買(mǎi)了檢測
系統和復雜的返修設備。在回流焊之前檢測焊膏涂敷和元件貼裝,比在回流焊之后檢測更能降低成本,因為回流焊之后便難以進(jìn)行檢測,而且所需設備也很昂貴。
要仔細選擇焊膏,因為對BGA組裝,特別是對PBGA組裝來(lái)說(shuō),焊膏的組成并不總是很理想。必須使供應商確保其焊膏不會(huì )形成焊點(diǎn)空穴。同樣,如果用水溶性焊膏,應注意選擇封裝類(lèi)型。
由于PBGA對潮氣敏感,因此在組裝之前要采取預處理措施。建議所有的封裝在24小時(shí)內完成全部組裝和回流焊。器件離開(kāi)抗靜電保護袋的時(shí)間過(guò)長(cháng)將會(huì )損壞器件。CBGA對潮氣不敏感,但仍需小心。

返修

返修BGA的基本步驟與返修傳統SMD的步驟相同:
為每個(gè)元件建立一條溫度曲線(xiàn);
拆除元件;
去除殘留焊膏并清洗這一區域;
貼裝新的BGA器件。在某些情況下,BGA器件可以重復使用;

回流焊。
當然,這三種主要類(lèi)型的BGA,都需要對工藝做稍微不同的調整。對于所有的BGA,溫度曲線(xiàn)的建立都是相當重要的。不能?chē)L試省掉這一步驟。如果技術(shù)人員沒(méi)有合適的工具,而且本身沒(méi)有受過(guò)專(zhuān)門(mén)的培訓,就會(huì )發(fā)現很難去掉殘留的焊膏。過(guò)于頻繁地使用設計不良的拆焊編織帶,再加上技術(shù)人員沒(méi)有受過(guò)良好的培訓,會(huì )導致基板和阻焊膜的損壞。
建立溫度曲線(xiàn)
與傳統的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(huì )同時(shí)發(fā)生,而且還可能損壞器件。為拆除BGA而建立一條穩定的溫度曲線(xiàn)需要一定的技巧。設計人員并不是總能得到每個(gè)封裝的信息,嘗試方法可能會(huì )對基板、周?chē)钠骷蚋∑鸬暮副P(pán)造成熱損壞。
具有豐富的BGA返修經(jīng)驗的技術(shù)人員主要依靠破壞性方法來(lái)確定適當的溫度曲線(xiàn)。在PCB上鉆孔,使焊點(diǎn)暴露出來(lái),然后將熱電偶連接到焊點(diǎn)上。這樣,就可以為每個(gè)被監測的焊點(diǎn)建立一條溫度曲線(xiàn)。技術(shù)數據表明,印制板溫度曲線(xiàn)的建立是以一個(gè)布滿(mǎn)元件的印制板為基礎的,它采用了新的熱電偶和一個(gè)經(jīng)校準的記錄元件,并在印制板的高、低溫區安裝了熱電偶。一旦為基板和BGA建立了溫度曲線(xiàn),就能夠對其進(jìn)行編程,以便重復使用。
利用一些熱風(fēng)返修系統,可以比較容易地拆除BGA。通常,某一溫度(由溫度曲線(xiàn)確定)的熱風(fēng)從噴嘴噴出,使焊膏回流,但不會(huì )損壞基板或周?chē)脑?。噴嘴的?lèi)型隨設備或技術(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,從而保護了周?chē)钠骷?。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。

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