返修系統(tǒng)的工作原理
返修系統(tǒng)的工作原理是:用非常細(xì)的熱氣流聚集在BGA器件表面和印制電路板的焊盤(pán)上,使焊點(diǎn)融化或焊膏回流,以完成拆卸或焊接功能。
熱氣流的聚集是利用可更換的、不同尺寸規(guī)格的熱風(fēng)噴嘴來(lái)實(shí)現(xiàn)的;返修系統(tǒng)由主機(jī)、控制器、計(jì)算機(jī)、監(jiān)視器組成。該設(shè)備的主要優(yōu)點(diǎn)是芯片受熱均勻,能模擬生產(chǎn)的原始回流曲線,可存儲(chǔ)和監(jiān)控回流曲線,對(duì)位的精度且具有真空抽吸等多種功能。但真正完成BGA返修,滿足焊接流程繁多如:
芯片去潮 —— 編制溫度曲線 —— 拆卸 —— 清理焊盤(pán) —— 涂覆焊膏 —— 貼裝 —— 回流焊接 —— 檢查。
錫球重整工藝
1錫球重整流程
對(duì)于拆卸下來(lái)的BGA器件一般不再使用,這是因?yàn)锽GA器件雖能承受240°C~260°C的高溫,但從焊接、拆卸到植球后重新焊接至少要經(jīng)過(guò)4次同樣的高溫,再焊后難以保證BGA器件的正常使用,除非這個(gè)器件特別昂貴或短時(shí)間內(nèi)無(wú)法購(gòu)買才進(jìn)行植球返修。錫球重整工藝流程如下:
清理焊盤(pán) —— 選擇焊錫球 —— 涂覆焊膏 —— 植球 —— 焊接。
2錫球重整
(1)清理BGA器件焊盤(pán)
要采用防靜電烙鐵和吸錫編帶清除殘留焊錫,操作時(shí)要輕、快,避免損傷焊盤(pán),并用清洗劑清洗干凈。
(2)選擇焊錫球
所選擇焊球的材質(zhì)要和器件的材質(zhì)一致,目前焊球一般由37Pb/63sn組成,焊球尺寸要與球直徑相同或略小。
(3)涂覆焊膏
把處理好的BGA器件放在植球器上定位,然后套上專用印刷模版手工印刷焊膏,要盡量控制于刮焊膏時(shí)的角度、力度,完成后輕輕脫開(kāi)模板,確保每個(gè)焊盤(pán)上都均勻的印有焊膏。將印好的器件取出,打開(kāi)返修工作站的真空泵,用貼裝頭吸嘴吸牢。
(4)植球
為防止錫球滾動(dòng)不順,要用酒精清洗植球器和相應(yīng)BGA模板并烘干;在植球器內(nèi)安裝BGA模板,模板的開(kāi)口尺寸要比焊球的直徑大0.05mm~0.1mm。將焊球撒在模版上并搖晃植球器,使模板每個(gè)漏孔中都有焊球,多余的焊球從模版上滾動(dòng)到植球器的焊球收集槽中,然后將植球器放在返修工作站上,使用分光(Split-一 Optics)視覺(jué)系統(tǒng)校準(zhǔn)BGA器件焊盤(pán)與焊球位置,使之完全重合后將吸嘴向下移動(dòng),利用焊膏的黏性將焊球粘在器件相應(yīng)位置,向上提起器件并用鑷子夾住邊緣,關(guān)閉真空泵,將器件焊球面朝上進(jìn)行檢查,如缺少焊球用鑷子補(bǔ)全。
(5)焊接
將植球后的BGA器件放入恒溫烘箱進(jìn)行焊接,實(shí)際焊接溫度要恒定在220°C,時(shí)間約3min左右。焊后BGA器件要用清洗劑清洗干凈。
植球小結(jié)
通過(guò)反復(fù)的工藝試驗(yàn)和多次實(shí)踐,要想獲得優(yōu)良和穩(wěn)定可靠的BGA芯片的返修和植球品質(zhì):
(1)應(yīng)對(duì)操作人員進(jìn)行相關(guān)的專業(yè)培訓(xùn),使其了解返修和植球過(guò)程的關(guān)鍵操作步驟和參數(shù);
(2)定期對(duì)返修工作站進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)(特別是熱電偶的標(biāo)定檢測(cè)), 才能保證返修的成功率,進(jìn)而降低返修成本;
(3)焊膏的材料選擇和編制溫度曲線在返修過(guò)程中顯得尤為重要,材料和溫度曲線選擇不當(dāng)會(huì)帶來(lái)許多難以預(yù)期的后果。