返修系统的工作原理

2023-10-30 16:33:42 二勇

返修系统的工作原理是:用非常细的热气流聚集在BGA器件表面和印制电路板的焊盘上,使焊点融化或焊膏回流,以完成拆卸或焊接功能。

热气流的聚集是利用可更换的、不同尺寸规格的热风喷嘴来实现的;返修系统由主机、控制器、计算机、监视器组成。该设备的主要优点是芯片受热均匀,能模拟生产的原始回流曲线,可存储和监控回流曲线,对位的精度且具有真空抽吸等多种功能。但真正完成BGA返修,满足焊接流程繁多如:

芯片去潮 —— 编制温度曲线 —— 拆卸 —— 清理焊盘 —— 涂覆焊膏 —— 贴装 —— 回流焊接 —— 检查。

锡球重整工艺

1锡球重整流程

对于拆卸下来的BGA器件一般不再使用,这是因为BGA器件虽能承受240°C~260°C的高温,但从焊接、拆卸到植球后重新焊接至少要经过4次同样的高温,再焊后难以保证BGA器件的正常使用,除非这个器件特别昂贵或短时间内无法购买才进行植球返修。锡球重整工艺流程如下:

清理焊盘 —— 选择焊锡球 —— 涂覆焊膏 —— 植球 —— 焊接。

2锡球重整

(1)清理BGA器件焊盘

要采用防静电烙铁和吸锡编带清除残留焊锡,操作时要轻、快,避免损伤焊盘,并用清洗剂清洗干净。

(2)选择焊锡球

所选择焊球的材质要和器件的材质一致,目前焊球一般由37Pb/63sn组成,焊球尺寸要与球直径相同或略小。

(3)涂覆焊膏

把处理好的BGA器件放在植球器上定位,然后套上专用印刷模版手工印刷焊膏,要尽量控制于刮焊膏时的角度、力度,完成后轻轻脱开模板,确保每个焊盘上都均匀的印有焊膏。将印好的器件取出,打开返修工作站的真空泵,用贴装头吸嘴吸牢。

(4)植球

为防止锡球滚动不顺,要用酒精清洗植球器和相应BGA模板并烘干;在植球器内安装BGA模板,模板的开口尺寸要比焊球的直径大0.05mm~0.1mm。将焊球撒在模版上并摇晃植球器,使模板每个漏孔中都有焊球,多余的焊球从模版上滚动到植球器的焊球收集槽中,然后将植球器放在返修工作站上,使用分光(Split-一 Optics)视觉系统校准BGA器件焊盘与焊球位置,使之完全重合后将吸嘴向下移动,利用焊膏的黏性将焊球粘在器件相应位置,向上提起器件并用镊子夹住边缘,关闭真空泵,将器件焊球面朝上进行检查,如缺少焊球用镊子补全。

(5)焊接

将植球后的BGA器件放入恒温烘箱进行焊接,实际焊接温度要恒定在220°C,时间约3min左右。焊后BGA器件要用清洗剂清洗干净。

植球小结

通过反复的工艺试验和多次实践,要想获得优良和稳定可靠的BGA芯片的返修和植球品质:

(1)应对操作人员进行相关的专业培训,使其了解返修和植球过程的关键操作步骤和参数;

(2)定期对返修工作站进行维护保养(特别是热电偶的标定检测), 才能保证返修的成功率,进而降低返修成本;

(3)焊膏的材料选择和编制温度曲线在返修过程中显得尤为重要,材料和温度曲线选择不当会带来许多难以预期的后果。