由(you)於BGA（BallGridArray）焊(han)球(qiu)隱(yin)藏在(zai)主(zhu)體下方(fang)，因(yin)此(ci)很難檢(jian)查其(qi)性(xing)能。到(dao)目(mu)前為(wei)止(zhi)，自動X射(she)線檢(jian)測(ce)用於幫(bang)助暴露BGA焊(han)球(qiu)的(de)缺陷，包括空洞、位移、橋接、冷(leng)焊等。壹(yi)旦發現缺陷，就必(bi)須進行返工(gong)。然(ran)而(er)，返工(gong)總是要(yao)花很(hen)多錢，這絕對(dui)不(bu)是OEM所要(yao)求的(de)。因此(ci)，首(shou)先(xian)要(yao)保(bao)證BGA焊(han)球(qiu)的(de)質量，有效(xiao)地(di)阻止焊(han)錫缺陷的(de)產生(sheng)。因(yin)此(ci)，本(ben)文將討(tao)論(lun)在SMT組裝過(guo)程(cheng)中(zhong)要(yao)捕獲(huo)的(de)關鍵(jian)元(yuan)素。

    需要(yao)說明(ming)的(de)是，所有提(ti)示(shi)都是根據(ju)PCBCart車(che)間的(de)制造經驗總結的(de)。PCBCart已(yi)為(wei)全(quan)球(qiu)電子(zi)產品服務14年(nian)。截(jie)至(zhi)目(mu)前，我們已(yi)為(wei)全(quan)球(qiu)80多個(ge)國(guo)家(jia)和(he)地區(qu)的(de)10,000多家(jia)客戶(hu)提(ti)供(gong)高(gao)可靠(kao)性、低成本(ben)的(de)裸PCB和(he)組裝PCB，廣(guang)泛應(ying)用(yong)於醫(yi)療、工(gong)業控(kong)制、交(jiao)通(tong)運輸等眾(zhong)多領(ling)域、軍事(shi)、航(hang)空航(hang)天(tian)、物(wu)聯(lian)網等。

    BGA焊接機(ji)制

    當(dang)焊料(liao)被加(jia)熱到(dao)其(qi)熔(rong)點(dian)以(yi)上(shang)的(de)溫(wen)度時，焊(han)盤銅表(biao)面的(de)氧(yang)化層在助(zhu)焊(han)劑的(de)作用(yong)下被清除(chu)。同時，銅表(biao)面和(he)焊料(liao)中(zhong)的(de)金屬顆粒(li)都可以(yi)得(de)到(dao)足夠(gou)的(de)活化。熔(rong)化的(de)焊料(liao)在(zai)被助焊劑清潔的(de)焊盤(pan)表(biao)面被弄(nong)濕，引起(qi)化學擴(kuo)散反(fan)應(ying)。並且(qie)，IMC（金屬間化合物(wu)）最(zui)終(zhong)直接生(sheng)成在(zai)焊(han)錫(xi)和(he)焊盤(pan)表(biao)面。

    SMT組裝過(guo)程(cheng)中(zhong)如(ru)何讓BGA完(wan)美焊接在(zai)PCB上

    SMT組裝主(zhu)要(yao)包括以(yi)下步(bu)驟(zhou)：

    焊(han)膏印刷；

    SPI（焊膏檢測(ce)）（可選(xuan)）；

    芯片(pian)安裝；

    回(hui)流(liu)焊接；

    AOI（自動光(guang)學檢(jian)測(ce)）；

    AXI（可選(xuan)）；

    返工(gong)（可選(xuan)）。

    為(wei)了(le)優化SMT工(gong)藝中(zhong)的(de)BGA焊接，應(ying)在焊接過(guo)程(cheng)之(zhi)前(qian)和(he)過(guo)程(cheng)中(zhong)采(cai)取必(bi)要(yao)的(de)措施(shi)。因(yin)此(ci)，討論將從(cong)兩(liang)個(ge)方(fang)面展(zhan)示(shi)：焊(han)接前(qian)和(he)焊接中(zhong)。

    焊接前(qian)

    壹(yi)種。PCB板準(zhun)備(bei)

    首先(xian)，應選(xuan)擇適當(dang)的(de)表(biao)面光潔(jie)度以(yi)符合項(xiang)目或(huo)產(chan)品要(yao)求。有幾(ji)種表(biao)面處理(li)可用(yong)，您應該清楚表(biao)面處理(li)的(de)介紹和(he)比較(jiao)。部(bu)分產品(pin)要(yao)求ROHS，無(wu)鉛表(biao)面處理(li)，無(wu)鉛HASL，無(wu)鉛ENIG或無(wu)鉛OSP均可應(ying)用。

    其(qi)次(ci)，應妥(tuo)善儲存和(he)應用(yong)PCB。PCB應(ying)真(zhen)空包裝，容器(qi)應(ying)包括防(fang)潮袋(dai)和(he)濕敏指(zhi)示(shi)卡(ka)。指(zhi)示(shi)卡(ka)可以(yi)方(fang)便(bian)、經濟(ji)地檢測(ce)濕度(du)是否在(zai)控制範(fan)圍(wei)內(nei)。卡(ka)片(pian)上的(de)顏色(se)可以(yi)看(kan)出袋(dai)子(zi)內(nei)的(de)濕度(du)和(he)幹(gan)燥劑的(de)作用(yong)。壹(yi)旦袋(dai)子(zi)內(nei)的(de)濕度(du)超(chao)過(guo)或(huo)等於指(zhi)示(shi)值，相應的(de)圓(yuan)圈(quan)就會變(bian)成粉紅色。

    第三(san)，應烘烤(kao)和(he)/或清潔PCB。可以(yi)在(zai)PCB上(shang)進行烘烤(kao)，以(yi)防(fang)止水分導致焊接缺陷。可在(zai)110±10℃的(de)溫(wen)度下烘烤(kao)2小時。此(ci)外(wai)，在PCB移動和(he)存儲過(guo)程(cheng)中(zhong)，PCB表(biao)面可能(neng)會被灰(hui)塵(chen)覆蓋。因(yin)此(ci)，在組裝前(qian)徹(che)底清潔PCB非(fei)常(chang)重要(yao)。在PCBCart中(zhong)，超(chao)聲波清洗器(qi)用於組裝的(de)PCB，以(yi)確保(bao)它(ta)們(men)完(wan)全(quan)清潔。因(yin)此，可以(yi)極(ji)大(da)地保(bao)證板的(de)可靠(kao)性。

    BGA準備

    BGA作為(wei)壹(yi)種濕敏元件(jian)，必(bi)須存放在恒(heng)溫(wen)幹(gan)燥的(de)環境(jing)中(zhong)。操(cao)作人員(yuan)在整(zheng)個(ge)過(guo)程(cheng)中(zhong)應(ying)遵(zun)守嚴格(ge)的(de)操(cao)作，以(yi)免(mian)組件(jian)受到影響。壹(yi)般而言，BGA元(yuan)件(jian)應存放在溫(wen)度為(wei)20至(zhi)25℃，濕度(du)約為(wei)10%的(de)防(fang)潮櫃中。而(er)且(qie)，最(zui)好(hao)依靠(kao)氮氣。

    BGA元件(jian)焊接前(qian)需要(yao)烘烤(kao)，焊接溫(wen)度不(bu)要(yao)超(chao)過(guo)125℃，因(yin)為(wei)溫(wen)度過(guo)高(gao)可能(neng)會導致金相組織(zhi)發生(sheng)改(gai)變(bian)。當(dang)元器(qi)件(jian)進入回流(liu)焊階段(duan)時，更(geng)容易(yi)造成焊(han)球(qiu)與(yu)元(yuan)器(qi)件(jian)封裝脫節(jie)，降(jiang)低SMT焊(han)接質(zhi)量。如(ru)果(guo)烘烤(kao)溫(wen)度太(tai)低，水(shui)分將難(nan)以(yi)消(xiao)除(chu)。因此(ci)，建議(yi)在(zai)SMT組裝前(qian)對(dui)元(yuan)件(jian)進行烘烤(kao)，以(yi)便(bian)及時消(xiao)除(chu)BGA內(nei)部(bu)的(de)水分。此外(wai)，BGA的(de)耐熱(re)性(xing)也(ye)可以(yi)提(ti)高(gao)。此外(wai)，BGA在烘烤(kao)後和(he)進入SMT裝配線(xian)之(zhi)前(qian)應(ying)冷卻半(ban)小時。

    焊(han)接過(guo)程(cheng)中(zhong)

    實際(ji)上(shang)，回(hui)流(liu)焊接的(de)控制並不(bu)容易(yi)，因(yin)此捕(bu)捉最(zui)佳(jia)回(hui)流(liu)溫(wen)度曲線對(dui)於(yu)實現BGA組件(jian)的(de)高性(xing)能(neng)具有重要(yao)意義。

    壹(yi)種。預(yu)熱(re)區

    預熱階段(duan)看(kan)到(dao)PCB上的(de)恒(heng)定(ding)溫(wen)度上(shang)升(sheng)並激(ji)活要(yao)激(ji)活的(de)助焊(han)劑。壹(yi)般來說，溫(wen)升應(ying)控(kong)制在(zai)壹(yi)個(ge)穩(wen)定(ding)的(de)速(su)度(du)，以(yi)防(fang)止PCB因快速(su)加(jia)熱而(er)變(bian)形(xing)。理(li)想(xiang)的(de)溫(wen)升應(ying)控(kong)制在(zai)3℃/s以(yi)下，理(li)想(xiang)的(de)溫(wen)升為(wei)2℃/s。時間跨(kua)度(du)應控(kong)制在(zai)60到(dao)90秒(miao)之間。

    灣熱浸(jin)區

    熱浸(jin)區看(kan)到(dao)助焊劑的(de)揮發(fa)。溫(wen)度應(ying)在(zai)150℃至180℃的(de)範圍(wei)內(nei)保(bao)持(chi)60至(zhi)120秒(miao)，以(yi)便(bian)助焊(han)劑完(wan)全(quan)揮發(fa)。升(sheng)溫(wen)速(su)度(du)壹(yi)般在0.3～0.5℃/s範圍(wei)內(nei)。

    C。回(hui)流(liu)區

    回(hui)流(liu)區的(de)溫(wen)度將超(chao)過(guo)該(gai)區(qu)的(de)熔(rong)化溫(wen)度，焊(han)膏熔(rong)化成液體(ti)。在此(ci)階段(duan)，183℃以(yi)上(shang)的(de)溫(wen)度應(ying)保(bao)持(chi)60至(zhi)90秒(miao)。時間太(tai)短(duan)或太(tai)長(chang)都可能(neng)導致焊接質(zhi)量問(wen)題(ti)。因此(ci)，在220±10℃的(de)溫(wen)度下控(kong)制時間跨(kua)度(du)是非常(chang)必(bi)要(yao)的(de)。通常(chang)，時間應(ying)控(kong)制在(zai)10到(dao)20秒(miao)的(de)範圍(wei)內(nei)。

    d.冷(leng)卻區(qu)

    在(zai)冷(leng)卻區(qu)，焊(han)膏開(kai)始(shi)凝固(gu)，元件(jian)牢固(gu)地固(gu)定(ding)在PCB上(shang)。此(ci)外(wai)，溫(wen)降應(ying)控(kong)制在(zai)不(bu)太(tai)高(gao)，壹(yi)般在4℃/s以(yi)下。理(li)想(xiang)的(de)降溫(wen)幅度(du)為(wei)3℃/s。溫(wen)度降(jiang)低太(tai)高(gao)會導致PCB變形(xing)，大(da)大(da)降低BGA焊(han)接質(zhi)量。

    只(zhi)要(yao)滿(man)足上(shang)述(shu)要(yao)求，BGA組件(jian)就會高(gao)質(zhi)量地(di)焊(han)接到(dao)PCB上。PCBCart專業從(cong)事(shi)壹(yi)站式(shi)PCB組裝，我們可以(yi)處理(li)的(de)BGA最(zui)細(xi)間距(ju)為(wei)0.35mm。此(ci)外(wai)，還進行了(le)嚴格(ge)的(de)檢測(ce)，以(yi)確保(bao)產(chan)品(pin)的(de)性能(neng)和(he)可靠(kao)性，包括AOI和(he)AXI。