【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 此必須采用 BGA專用小模板，模板厚度與開口尺寸要根據(jù)球徑和球距確定，印刷完畢必須檢查印刷質(zhì)量，如不合格，必須清洗后重新印刷。? 方法 ②—— 將焊膏直接印在 BGA焊盤上? 這種方法比較靈活，而且比較科學(xué)。尤其適合如手機(jī)板等? 高密度板。? (5) 貼裝 BGA? 貼裝 BGA器件的步驟如下：? a 將印好焊膏的表面組裝板安放在返修系統(tǒng)的工作臺(tái)上；? b 選擇適當(dāng)?shù)奈?，打開真空泵。將 BGA器件吸起來，用攝象機(jī)頂部光源照 PCB上印好焊膏的 BGA焊盤，調(diào)節(jié)焦距使監(jiān)視器顯示的圖像最清晰，然后拉出 BGA專用的反射光源，照 BGA器件底部并使圖像最清晰，然后調(diào)整工作臺(tái)的 X、 Y、 θ （角度）旋鈕，使 BGA器件底部圖像與 PCB焊盤圖像完全重合，大尺寸的 BGA器件可采用裂像功能；? c BGA器件底部圖像與 PCB焊盤圖像完全重合后將吸嘴向下移動(dòng)，把 BGA器件貼裝到 PCB上，然后關(guān)閉真空泵。? (6) 再流焊接? a 設(shè)置焊接溫度曲線，根據(jù)器件的尺寸、 PCB的厚度等具體情況設(shè)置焊接溫度曲線，為避免損壞 BGA器件，預(yù)熱溫度控制在100℃—125℃ ，升溫速率和溫度保持時(shí)間都很關(guān)鍵，升溫速率控制在 1—2℃/s ， BGA的焊接溫度與傳統(tǒng)的 SMD相比，要高 15℃ 左右， PCB底部預(yù)熱溫度控制在 160℃ 左右。? b 選擇與器件尺寸相匹配的四方形熱風(fēng)噴嘴，并將熱風(fēng)噴嘴安裝在上加熱器的連接桿上，要注意安裝平穩(wěn)；? c 將熱風(fēng)噴嘴扣在 BGA器件上，要注意器件四周的距離均勻；? d 打開加熱電源，調(diào)整熱風(fēng)量，開始焊接；? e 焊接完畢，向上抬起熱風(fēng)噴嘴，取下表面組裝板。? (7) 檢驗(yàn)? BGA的焊接質(zhì)量檢驗(yàn)需要 X光或超聲波檢查設(shè)備，在沒有檢查設(shè)備的情況下，可通過功能測(cè)試判斷焊接質(zhì)量，還可以把焊好 BGA的表面組裝板舉起來，對(duì)光平視 BGA四周：觀察焊膏是否完全融化、焊球是否塌陷、 BGA四周與 PCB之間的距離是否一致，以經(jīng)驗(yàn)來判斷焊接效果。? BGA置球工藝介紹? 經(jīng)過拆卸的 BGA器件一般情況可以重復(fù)使用，但由于拆卸后 BGA底部的焊球被不同程度的破壞，因此必須進(jìn)行置球處理后才能使用。根據(jù)置球的工具和材料的不同，其置球的方法也有所不同，不管采用什么方法，其工藝過程是相同的，具體步驟如下：? (1) 去除 BGA底部焊盤上的殘留焊錫并清洗? a 用烙鐵將 BGA底部焊盤殘留的焊錫清理干凈、平整，可采用拆焊編織帶和扁鏟形烙鐵頭進(jìn)行清理，操作時(shí)注意不要損壞焊盤和阻焊膜。? b 用異丙醇或乙醇等清洗劑將助焊劑殘留物清洗干凈。? (2) 在 BGA底部焊盤上印刷助焊劑（或焊膏）? a 般情況采用采用涂覆（可以用刷子刷、也可以印刷）高黏度的助焊劑，起到粘接和助焊作用；有時(shí)也可以采用焊膏代替，采用焊膏時(shí)焊膏的金屬組分應(yīng)與焊球的金屬組分相匹配，應(yīng)保證印刷后焊膏圖形清晰、不漫流。 。? b 印刷時(shí)采用 BGA專用小模板，模板厚度與開口尺寸要根據(jù)球徑和球距確定，印刷完畢必須檢查印刷質(zhì)量，如不合格，必須清洗后重新印刷。? (3) 選擇焊球? 選擇焊球時(shí)要考慮焊球的材料和球徑的尺寸。目前 PBGA焊球的焊膏材料一般都是 63Sn/37Pb，與目前再流焊使用的材料是一致的， CBGA焊球一般都是高溫焊料，因此必須選擇與 BGA器件焊球材料相匹配的焊球。? 焊球尺寸的選擇也很重要，如果使用高黏度助焊劑，應(yīng)選擇與BGA器件焊球相同直徑的焊球；如果使用焊膏，應(yīng)選擇比 BGA器件焊球直徑小一些的焊球。? (4) 置球方法一 （采用置球器）? a 如果有置球器，選擇一塊與 BGA焊盤匹配的模板，模板的開口尺寸應(yīng)比焊球直徑大 — ，將焊球均勻地撒在模板上，搖晃置球器，把多余的焊球從模板上滾到置球器的焊球收集槽中，使模板表面恰好每個(gè)漏孔中保留一個(gè)焊球；? b 把置球器放置在 BGA返修設(shè)備的工作臺(tái)上，把印好助焊劑或焊膏的 BGA器件吸在 BGA返修設(shè)備的吸嘴上（焊盤面向下）；? c 按照 (5) 貼裝 BGA的方法進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)，使 BGA器件底部圖像與置球器模板表面每個(gè)焊球圖像完全重合；? d 將吸嘴向下移動(dòng)，把 BGA器件貼裝到置球器模板表面，然后將BGA器件吸起來；? e 用鑷子夾住 BGA器件的外邊框，關(guān)閉真空泵；? f 將 BGA器件的焊球面向上放置在 BGA返修設(shè)備的工作臺(tái)上；? (5) 置球方法二 （沒有置球器時(shí)可采用以下方法）? a 把印好助焊劑或焊膏的 BGA器件放置在工作臺(tái)上；? b 準(zhǔn)備一塊與 BGA焊盤匹配的模板，模板的開口尺寸應(yīng)比焊球直徑大 — ；把模板四周用墊塊架高，放置在印好助焊劑或焊膏的 BGA器件上方，使模板與 BGA之間的距離等于或略小于焊球的直徑，在顯微鏡下或在 BGA返修設(shè)備上對(duì)準(zhǔn)；? c 將焊球均勻地撒在模板上，把多余的焊球用鑷子從模板上撥（?。┫聛恚鼓０灞砻媲『妹總€(gè)漏孔中保留一個(gè)焊球；? d 移開模板（個(gè)別沒有放置好的地方，可用鑷子或用小吸嘴的吸筆補(bǔ)完整）。? 置球方法三 （特別是 CSP可采用以下方法）? 在 CSP或 BGA底部焊盤上印刷焊膏后，直接在返修臺(tái)或再流焊爐內(nèi)進(jìn)行焊接。? 此方法要求焊膏量必須適當(dāng)、印刷后焊膏圖形清晰、不漫流。? (6) 再流焊接? 按照 進(jìn)行再流焊接。焊接時(shí) BGA器件的焊球面向上 ,要把熱風(fēng)量調(diào)到最小，以防把焊球吹移位，再流焊溫度也要比焊接BGA時(shí)略低一些。經(jīng)過再流焊處理后，焊球就固定在 BGA器件了。? (7) 完成置球工藝后，應(yīng)將 BGA器件清洗干凈，并盡快進(jìn)行貼裝和焊接，以防焊球氧化和器件受潮。五、 表面組裝板焊后清洗工藝? 1 清洗目的 焊后清洗的主要目的是清除再流焊、波峰焊和手工焊后的助焊劑殘留物以及組裝工藝過程中造成的污染物。? 2 污染物對(duì)表面組裝板的危害 a PCB上的離子污染物、有機(jī)材料或其它殘留物造成漏電、嚴(yán)重時(shí)造成短路； b 目前常用助焊劑中的鹵化物、氯化物具有很強(qiáng)的活性和吸濕性，在潮濕的環(huán)境中對(duì)基板和焊點(diǎn)產(chǎn)生腐蝕作用，使基板的表面絕緣電阻下降并產(chǎn)生電遷移，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)電，引起短路； c 對(duì)于高要求的軍品、醫(yī)療、精密儀表等特殊要求的產(chǎn)品需要做三防處理，三防處理前要求很高的清潔度，否則在潮熱或高溫等惡劣環(huán)境條件下會(huì)造成電性能下降或失效等嚴(yán)重后果； d 由于焊后殘留物的遮擋，造成在線測(cè)或功能測(cè)時(shí)測(cè)試探針接觸不良，容易出現(xiàn)誤測(cè)。 f 對(duì)于高要求的產(chǎn)品，由于焊后殘留物的遮擋，使一些熱損傷、層裂等缺陷不能暴露出來，造成漏檢而影響可靠性。同時(shí)殘?jiān)嘁灿绊懟宓耐庥^和商品性。? 3 污染物的類型和來源（見表 1） 為了有效清除表面組裝板污染物，應(yīng)了解污染物的類型和來源，了解污染物與表面組裝板之間的結(jié)合和污染機(jī)理，以便選擇適當(dāng)?shù)那逑磩┖颓逑垂に嚒? 表 1 表面組裝板污染物的類型和來源? 4 清洗機(jī)理? 清洗是利用物理作用、化學(xué)反應(yīng)去除被洗物表面的污染物、雜質(zhì)的過程。? 無論采用溶劑清洗或水清洗，都要經(jīng)過表面潤(rùn)濕、溶解、乳化、皂化作用等，并通過施加不同方式的機(jī)械力將污染物從組裝板表面剝離下來，然后漂洗或沖洗干凈，最后吹干、烘干或自然干燥。? 各種不同清洗方法中主要清洗機(jī)理如下：? 表面潤(rùn)濕? 清洗介質(zhì)在被洗物表面形成一層均勻的薄膜，潤(rùn)濕被洗物表面，使被洗物表面的污染物發(fā)生溶脹。要求清洗介質(zhì)的表面張力小于被洗物的表面張力。在清洗介質(zhì)中加入一些表面活性劑可以明顯提高潤(rùn)濕能力。? 溶解? 有機(jī)溶劑清洗的主要去污機(jī)理是溶解。選擇溶劑時(shí)應(yīng)遵循相似相容原則，極性污染物應(yīng)選用極性溶劑，非極性污染物應(yīng)選用非極性溶劑。但在實(shí)際生產(chǎn)中經(jīng)常將極性溶劑與非極性溶劑混合使用。在有機(jī)溶劑清洗中加入一些表面活性劑可提高清洗劑對(duì)殘留物的溶解能力。? ① 離子性溶解 —— 此方法是指將污染物在水中離解成離子。這種離子性物質(zhì)的溶解，會(huì)使水的電導(dǎo)率提高。? ② 非離子性溶解 —— 非離子性溶解是指污染物溶于水中，不會(huì)使水的電導(dǎo)率發(fā)生變化。? 乳化作用? 在水清洗和半水清洗工藝中，可以在水中加入一定量的乳化劑。在清洗合成樹脂、油、脂類污染物時(shí)，這些污染物與乳化劑發(fā)生乳化而溶于水中。加入表面活性劑可以提高乳化作用。? 皂化作用? 皂化作用是單純的化學(xué)過程，是中和反應(yīng)。皂化反應(yīng)使用的是脂肪酸鹽，它使松香，羧酸發(fā)生皂化反應(yīng)，使被洗物表面的殘留物溶于水中。皂化劑對(duì)鋁、鋅等金屬表面會(huì)產(chǎn)生腐蝕，隨溫度升高，時(shí)間增長(zhǎng)，這種腐蝕作用加劇。因此使用皂化劑時(shí)應(yīng)添加相應(yīng)的緩蝕劑，并觀察皂化劑與元器件等的相容性。加入表面活性劑可以促進(jìn)皂化反應(yīng)。? 螯合作用? 螯合作用是指加入絡(luò)合物使不溶性物質(zhì)（如重金屬鹽）產(chǎn)生溶解。? 施加不同方式的機(jī)械力加速清洗速度、提高清洗效率? a 刷洗 —— 刷洗有人工刷洗和機(jī)械刷洗兩種方式。? b 浸洗 —— 浸洗是指把被洗物浸入清洗劑液面下清洗?？刹捎脭嚢?、噴洗或超聲等不同的機(jī)械方式提高清洗效率。? c 空氣中噴洗 —— 在閉合容器中，通過增加水壓和流量，進(jìn)行噴洗。噴洗是批量清洗和在線清洗中常用的方法。水流的能量（壓力和流量）直接影響清洗效果，在相同水流量下，高壓更有助于殘留物的清洗。但如果壓力過高，由于水流打到組裝板表面時(shí)回濺大，反而會(huì)影響清洗效果。低壓水流能起到浸泡效果，有利于殘留物的溶解。因此在線式水清洗設(shè)備中，一般都采用高，低壓水流結(jié)合的噴洗方式。? d 浸入式噴洗 —— 浸入式噴洗（噴流清洗）是指浸泡在液面下的液流沖洗。噴嘴安裝在液面下，在清洗機(jī)兩側(cè)相對(duì)位置交叉排放，以保證液流互不干擾，形成渦流熱浴效果。這種方法適用于清洗對(duì)超聲波敏感的產(chǎn)品。適用于易燃，易爆、易揮發(fā)、易起泡沫的清洗劑。? e 離心清洗 —— 離心清洗的原理是利用電動(dòng)機(jī)動(dòng)力所構(gòu)成的轉(zhuǎn)距使被洗物產(chǎn)生離心力，并由離心力作用使被洗物表面的污染物撥離組裝板表面。這種清洗方法，能使清洗液、漂洗液穿透窄間距、微小縫隙、洞、孔等難于清洗的部位達(dá)到清洗目的。? f 超聲波清洗 —— 超聲波清洗是依靠空穴作用、加速度來促進(jìn)物理化學(xué)反應(yīng)。超聲波的這種空穴作用可滲入到其它清洗方法很難到達(dá)的區(qū)域。清洗效率比較高。? 對(duì)于軍工產(chǎn)品不建議采用超聲波清洗，可能對(duì)元器件造成損害。? 5 表面組裝板焊后清洗的傳統(tǒng)溶劑清洗劑和清洗工藝? 傳統(tǒng)的溶劑清洗劑有氟里昂（英文縮寫 CFC113）和 氯乙烷等氟碳溶劑（ CFC）。氟里昂用于波峰焊和手工焊的焊后清洗， 。傳統(tǒng)溶劑清洗方法一般采用超聲或汽相清洗技術(shù)，這是近幾十年來國(guó)際上應(yīng)用最廣泛的高清潔、高效率清洗技術(shù)。? 氟里昂和 ，它們具有化學(xué)穩(wěn)定性好、熱穩(wěn)定性好、對(duì)印制板和元器件無腐蝕、清洗效率高、對(duì)人體毒性在允許范圍內(nèi)、價(jià)格較便宜等優(yōu)點(diǎn)。? 但 CFC清洗劑屬于 ODS物質(zhì)，對(duì)大氣臭氧層有破壞作用，形成臭氧空洞，臭氧空洞對(duì)人類生存環(huán)境和人體健康帶來嚴(yán)重危害，是聯(lián)合國(guó)蒙特利爾議定書中規(guī)定限期停止使用的清洗劑。中國(guó)最遲 2023年 1月 1日禁止使用。? 超聲清洗原理? 超聲清洗是清洗劑在超聲波的作用下產(chǎn)生孔穴作用和擴(kuò)散作用，產(chǎn)生孔穴時(shí)會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的沖擊力，使粘附在被清洗物表面的污染物游離下來；另外由于超聲波的振動(dòng)，使清洗劑液體粒子產(chǎn)生擴(kuò)散作用，加速清洗劑對(duì)污染物的溶解速度。清洗劑液體可以進(jìn)入被清洗工件的最細(xì)小的間隙中，在清洗劑液體的任何部位產(chǎn)生孔穴和擴(kuò)散作用，因此可以清洗元件底部、元件之間以及細(xì)小間隙中的污染物。? 超聲清洗時(shí)產(chǎn)生孔穴的數(shù)量、孔穴的大小以及清洗劑振動(dòng)的力度與壓電振子的振動(dòng)功率和頻率有關(guān)，孔穴的密度和孔穴的尺寸越大，清洗效率越高，因此超聲清洗時(shí)應(yīng)適當(dāng)調(diào)節(jié)功率和頻率，使孔穴的密度和尺寸盡量最大。? 另外適當(dāng)提高溫度也可以加速清洗劑對(duì)污染物的溶解速度，但由于清洗溶劑的閃點(diǎn)都比較低，因此要根據(jù)溶劑的閃點(diǎn)設(shè)置加熱溫度。要確保安全操作。? 清洗劑的選擇原則? a 潤(rùn)濕性好，表面張力小，使組裝板表面污染物充分潤(rùn)濕、溶解。? b 毛細(xì)作用適中，黏度小，能滲入被洗物的縫隙中，又容易排出。? c 密度大，可減緩溶劑的揮發(fā)速度?？山档统杀?，減少污染環(huán)境。? d 沸點(diǎn)高，有利于蒸汽凝聚。沸點(diǎn)高的清洗劑安全性好，可以通過升溫提高清洗效率。? e 溶解能力強(qiáng)。? f 腐蝕性（溶蝕性）小。對(duì)元器件和印制板不發(fā)生溶蝕作用。? g 無毒（或毒性?。?duì)人體無害，對(duì)環(huán)境污染小。? h 安全性好，不易燃、易爆。? i 成本低。? 清洗劑的配置? 通常將極性溶劑與非極性溶劑混合，配成恒沸溶劑。恒沸溶劑是用兩種以上的溶劑，混合后表現(xiàn)為單一溶劑的性質(zhì)，只有一個(gè)沸點(diǎn)。? ① 用于波峰焊和手工焊的焊后清洗劑 —— 波峰焊和手工焊的污染物主要是非極性松香脂殘?jiān)蜕倭坑椭?、塵埃等。氟里昂（ CFC113）是非極性溶劑，乙醇、是極性溶劑，在 CFC113中加入2~10%乙醇可提高清洗劑 CFC113對(duì)殘留物的溶解能力。也可選用