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器件可以重復使用-回流焊。當然,這三種主要類型的BGA,都需要對工藝做稍微不同的調整。對于所有的BGA,溫度曲線的建立都是相當重要的。不能嘗試省掉這一步驟。如果技術人員沒有合適的工具,而且本身沒有受過專門的培訓,就會發(fā)現(xiàn)很難去掉殘留的焊膏。過于頻繁地使用設計不良的拆焊編織帶,再加上技術人員沒有受過良好的培訓,會導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BGA封裝,使焊接點發(fā)生回流。如果不嚴格控制溫度、溫度上升速率和保持時間(2℃/s至3℃/s),回流焊就不會同時發(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。設計人員并不是總能得到每個封裝的信息,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返修經驗的技術人員主要依靠破壞性方法來確定適當?shù)臏囟惹。在PCB上鉆孔,使焊點暴露出來,然后將熱電偶連接到焊點上。這樣,就可以為每個被監(jiān)測的焊點建立一條溫度曲線。技術數(shù)據(jù)表明,印制板溫度曲線的建立是以一個布滿元件的印制板為基礎的,它采用了新的熱電偶和一個經校準的記錄元件,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,就能夠對其進行編程,以便重復使用。
利用一些熱風返修系統(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。噴嘴的類型隨設備或技術人員的喜好而不同。一些噴嘴使熱風在BGA器件的上部和底部流動,一些噴嘴水平移動熱風,還有一些噴嘴只將熱風噴在BGA的上方。也有人喜歡用帶罩的噴嘴,它可直接將熱風集中在器件上,從而保護了周圍的器件。拆除BGA時,溫度的保持是很重要的。關鍵是要對PCB的底部進行預熱,以防止翹曲。拆除BGA是多點回流,因而需要技巧和耐心。此外,返修一個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,應清洗返修區(qū)域。這一步驟只能以人工進行操作,因此技術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。大批量返修BGA時,常用的工具包括拆焊烙鐵和熱風拆焊裝置。熱風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,但要求技術熟練的人員操作。如果使用不當,拆焊烙鐵很容易損壞印制板和焊盤。
在去除殘留焊膏時,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,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?shù)娜軇┣逑催@一區(qū)域?梢杂妹⑺⒌魵埩舻闹竸。為了對新器件進行適當?shù)?a target="_blank">回流焊,PCB必須很干凈。
貼裝器件
熟練的技術人員可以"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、校準器件,并用熱風進行回流焊。此時,預先編程且精密確定的溫度曲線很關鍵。在拆除元件時,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,應采用完全不同的方法。為避免損壞新的BGA,預熱(100℃至125℃)、溫度上升速率和溫度保持時間都很關鍵。與PBGA相比,CBGA能夠吸收更多的熱量,但升溫速率卻比標準的2℃/s要慢一些。
BGA 有很多適于現(xiàn)代高速組裝的優(yōu)點。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的BGA組裝。為使BGA更具成本效益,必須達到高合格率,并能有效地返修組件。適當?shù)嘏嘤柗敌藜夹g人員,采用恰當?shù)姆敌拊O備,了解BGA返修的關鍵工序,都有助于實現(xiàn)穩(wěn)定、有效的返修。