由于BGA（球柵陣列）焊球隱藏在主體下方，因此很難檢查其性能。到目前為止，已經(jīng)應(yīng)用了自動X射線檢查來幫助暴露BGA焊球的缺陷，包括空隙，移位，橋接，冷焊等。一旦發(fā)現(xiàn)缺陷，就必須進(jìn)行返工。但是，返工總是要花很多錢，這絕對不是OEM所要求的。因此，最重要的是通過有效地阻止焊料缺陷的產(chǎn)生來保證BGA焊料球的質(zhì)量。因此，本文將討論SMT貼片過程中要捕獲的關(guān)鍵元素。
BGA焊接機(jī)制
當(dāng)將焊料加熱到其熔點以上的溫度時，在助焊劑的作用下清潔焊盤銅表面的氧化層。 同時，焊料中的銅表面和金屬顆粒都可以充分活化。 熔化的焊料會被焊盤表面弄濕，焊盤表面會被助焊劑清洗并引起化學(xué)擴(kuò)散反應(yīng)。 并且，IMC（金屬間化合物）最終直接在焊料和焊盤的表面上生成。
如何在SMT組裝過程中將BGA完美焊接到PCB上
SMT組裝主要包括以下步驟：
?錫膏印刷；
?SPI（焊膏檢查）（可選）；
?芯片安裝；
?回流焊；
?AOI（自動光學(xué)檢查）；
?AXI（可選）；
?返工（可選）。
為了在SMT工藝中優(yōu)化BGA焊接，應(yīng)在焊接過程之前和之中采取必要措施。 因此，將從兩個方面進(jìn)行討論：焊接之前和焊接期間。
焊接前，
A.PCB板準(zhǔn)備
首先，應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)谋砻婀鉂嵍纫苑享椖炕虍a(chǎn)品要求。有幾種表面處理可用，您應(yīng)該清楚地了解表面處理的介紹和比較。某些產(chǎn)品要求符合ROHS要求，且無鉛表面光潔度可采用無鉛HASL，無鉛ENIG或無鉛OSP。
其次，應(yīng)妥善保存和使用PCB。多氯聯(lián)苯應(yīng)真空包裝，容器應(yīng)包括防潮袋和防潮指示卡。該指示器卡能夠方便且經(jīng)濟(jì)地檢查濕度是否在控制范圍內(nèi)?？梢钥吹娇ㄆ系念伾f明袋子內(nèi)的濕度和干燥劑的作用。一旦袋子內(nèi)的濕度超過或等于指示值，相應(yīng)的圓圈將變?yōu)榉奂t色。
- PCB應(yīng)該被烘烤和/或清洗?？梢栽赑CB上進(jìn)行烘烤，以防止潮氣導(dǎo)致焊接缺陷?？梢栽?10±10℃的溫度下烘烤兩個小時。另外，在PCB移動和存儲過程中，PCB表面可能會被灰塵覆蓋。因此，貼組裝前徹底清潔PCB非常重要。廣州俱進(jìn)科技一般使用超聲波清洗器用于貼裝的PCB，以確保它們完全干凈。結(jié)果，可以極大地確保板的可靠性。
B. BGA準(zhǔn)備
作為一種對水分敏感的成分，BGA必須存儲在恒溫和干燥的環(huán)境中。操作人員應(yīng)在整個過程中遵守嚴(yán)格的操作，以防止組件受到影響。一般而言，BGA組件應(yīng)存儲在濕度克星柜中，溫度范圍為20到25℃，濕度大約為10％。而且，最好依靠氮。
BGA組件需要在焊接前進(jìn)行烘烤，并且焊接溫度不應(yīng)超過125℃，因為太高的溫度可能會導(dǎo)致金相結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。當(dāng)組件進(jìn)入回流焊接階段時，更容易引起焊球與組件封裝之間的分離，從而降低SMT焊接質(zhì)量。如果烘烤溫度太低，將難以消除水分。因此，建議在組裝SMT之前先烘烤組件，以便及時消除BGA內(nèi)部的水分。此外，BGA的耐熱性也可以提高。此外，BGA在烘烤后和進(jìn)入SMT組裝線之前應(yīng)冷卻半小時。
焊接期間
實際上，控制回流焊接并不容易，因此對于獲得最佳的回流溫度曲線以實現(xiàn)BGA組件的高性能至關(guān)重要。
A.預(yù)熱區(qū)
預(yù)熱階段會在PCB上保持恒定的溫度上升，并激活待激活的助焊劑。一般而言，應(yīng)將升溫控制在恒定速度，以防止PCB因快速加熱而變形。理想的溫升應(yīng)控制在3℃/ s以下，理想的溫升為2℃/ s。時間跨度應(yīng)控制在60到90秒之間。
B.保溫區(qū)
熱浸區(qū)看到助焊劑的揮發(fā)。溫度應(yīng)在150℃至180℃的范圍內(nèi)保持60至120秒，以使助焊劑完全揮發(fā)。升溫速度一般為0.3?0.5℃/ s。
C.回流區(qū)
回流區(qū)域的溫度將在該區(qū)域內(nèi)通過錫膏熔化成液體的熔化溫度。在此階段，應(yīng)將183℃以上的溫度保持60至90秒。時間太短或時間太長都可能導(dǎo)致焊接質(zhì)量問題。因此，將時間跨度控制在220±10℃極為重要。通常，時間應(yīng)控制在10到20秒的范圍內(nèi)。
D.冷卻區(qū)
在冷卻區(qū)，焊錫膏開始固化并牢固地固定在PCB上。此外，應(yīng)將溫度降低控制得不太高，通常低于4℃/ s。理想的降溫速度為3℃/ s。溫度過高降低會導(dǎo)致PCB變形，從而大大降低BGA焊接質(zhì)量。
只要滿足上述要求，BGA組件將以高質(zhì)量焊接到PCB上。 廣州俱進(jìn)科技專業(yè)從事一站式PCB組裝，我們可以處理的BGA最小間距為0.35mm。此外，還進(jìn)行了嚴(yán)格的檢查以確保產(chǎn)品的性能和可靠性，包括AOI和AXI。
