高精度貼裝和穩(wěn)定控溫的BGA返修臺
受國產(chǎn)化芯片制造技術瓶頸影響,一些核心主流器件如現(xiàn)場可編程門陣列( FPGA )、復雜可編程邏輯器件( CPLD ) 、數(shù)字信號處理器( DSP )等BGA封裝芯片仍然需要進口,2~10萬/片的高額費用和2~3 個月的采購周期,對BGA的一次裝焊合格率和可靠性提出了更高的要求。BGA主要焊接缺陷和解決方案總結如下。
通過使用一種高精度貼裝和穩(wěn)定控溫的BGA返修臺(如:VT-360LII返修系統(tǒng)裝置),實現(xiàn)對BGA器件的拆焊、貼裝、焊接返修工作流程的集成自動化,這樣相比更換BGA器件,可大幅節(jié)約成本并確保生產(chǎn)進度經(jīng)工藝優(yōu)化統(tǒng)計過程控制(SPC ),達到穩(wěn)定的過程能力,可實現(xiàn)高效、高可靠性的BGA返修。
(1) 焊接缺陷1: 焊球空洞面積超過25%,多余物、橋連、斷裂等:解決方案為使用BGA返修工作站更換 BGA,典型產(chǎn)品使用VT-360LII返修系統(tǒng)可實現(xiàn)高可靠性拆焊技術。該方案的缺點是訂購BGA價格昂貴,影響生產(chǎn)進度。
(2) 焊接缺陷2:球窩、不潤濕、冷焊。解決方案為在BGA底部涂刷助焊劑,使用真空汽相回流焊接對BGA重熔:該方案成本低,可保證生產(chǎn)進度,缺點是經(jīng)過掃描電子顯微鏡(SEM)/X射線能譜分析儀(EDS) 技術分析和大量數(shù)據(jù)實踐經(jīng)驗分析發(fā)現(xiàn):一方面,重熔且超過3次回流焊改變了焊點合金層的組織成分,在老化中Sn向Cu擴散發(fā)生化學反應 ,在CU3Sn的金屬間化合物(IMC)中留下了多空洞形成的連續(xù)孔洞,即柯肯達爾現(xiàn)象;另一方面,BGA與PCB板材料的熱膨脹系數(shù)(CTE)不同,重溶焊接過程中增加BGA焊球收縮斷裂的隱患, 影響產(chǎn)品的長期可靠性和壽命。
電子裝聯(lián)技術可靠性主要取決于關鍵核心器件裝焊的過程能力控制。BGA焊接的可靠性是評價印制電路板組裝件(PCBA) 焊接質量好壞的關鍵所在,高可靠的BGA植工藝技術為保證BGA焊接質量提供了必要條件。研究并掌握高可靠BGA返修工藝技術,可以使同一批次工藝參數(shù)的穩(wěn)定性和不同批次產(chǎn)品的一致性更好,提高BGA返修臺工序過程能力,減少返修工和生產(chǎn)成本,最終確保產(chǎn)品質量和可靠性。