BGA

BGA

集成電路采用有機載闆的封裝法
BGA的全稱是Ball Grid Array(球栅陣列結構的PCB),它是集成電路采用有機載闆的一種封裝法。它具有:①、封裝面積少;②、功能加大,引腳數目增多;③、PCB闆溶焊時能自我居中,易上錫;④、可靠性高;⑤、電性能好,整體成本低等特點。有BGA的PCB闆一般小孔較多,大多數客戶BGA下過孔設計為成品孔直徑8~12mil,BGA處表面貼到孔的距離以規格為31.5mil為例,一般不小于10.5mil。BGA下過孔需塞孔,BGA焊盤不允許上油墨,BGA焊盤上不鑽孔。[1]BGA同時也是Back Ground Animation的縮寫,意思為:背景動畫指在音樂及遊戲等多媒體産品中,作Back Ground Animation為表達内容作襯托的動畫同BGM近似,BGM為:Back Ground Music (背景音樂)
  • 中文名:球栅陣列結構的PCB
  • 外文名:
  • 别名:
  • 英文名:Ball Grid Array
  • 開發公司:Kingmax
  • 簡稱:BGA
  • 開發時間:1998年8月
  • 專利技術:TinyBGA

概念簡介

BGA封裝的I/O端子以圓形或柱狀焊點按陣列形式分布在封裝下面,BGA技術的優點是I/O引腳數雖然增加了,但引腳間距并沒有減小反而增加了,從而提高了組裝成品率;雖然它的功耗增加,但BGA能用可控塌陷芯片法焊接,從而可以改善它的電熱性能;厚度和重量都較以前的封裝技術有所減少;寄生參數減小,信号傳輸延遲小,使用頻率大大提高;組裝可用共面焊接,可靠性高。

說到BGA封裝就不能不提Kingmax公司的專利TinyBGA技術,TinyBGA英文全稱為Tiny Ball Grid Array(小型球栅陣列封裝),屬于是BGA封裝技術的一個分支。是Kingmax公司于1998年8月開發成功的,其芯片面積與封裝面積之比不小于1:1.14,可以使内存在體積不變的情況下内存容量提高2~3倍,與TSOP封裝産品相比,其具有更小的體積、更好的散熱性能和電性能。

結構特點

PBGA

(Plasric BGA)載體為普通的印制闆基材,一般為2~4層有機材料構成的多層闆,芯片通過金屬絲壓焊方式連接到載體上表面,塑料模壓成形載體表面連接有共晶焊料球陣列。例如Intel系列CPU中 PemtiumII、III、IV處理器均采用這種封裝方式。又有CDPBGA(Carity Down PBGA),指封裝中央有方形低陷的芯片區(又稱:空腔區)。

優點:封裝成本相對較低;和QFP相比,不易受到機械損傷;适用大批量的電子組裝;字體與PCB基材相同,熱膨脹系數幾乎相同,焊接時,對函電産生應力很小,對焊點可靠性影響也較少。

缺點:容易吸潮。

CBGA

(CeramicBGA)載體為多層陶瓷,芯片與陶瓷載體的連接可以有兩種形式:金屬絲壓焊;倒裝芯片技術。例如Intel系列CPU中 PemtiumI、II、PemtiumI Pro處理器均采用這種封裝方式。

優點:電性能和熱性能優良;既有良好的密封性;和QFP相比,不易受到機械損傷;适用于I/O數大于250的電子組裝。

缺點:與PCB相比熱膨脹系數不同,封裝尺寸大時,導緻熱循環函電失效。

FCBGA

(FilpChipBGA)采用硬質多層基闆。

CCGA

CCGA是CBGA尺寸大于在32*32mm時的另一種形式,不同之處在于采用焊料柱代替焊料球。焊料柱采用共晶焊料連接或直接澆注式固定在陶瓷底部。

優缺點與CCGA大體相同,不同在于焊料柱能夠承受CTE不同所産生的應力,能夠應用在大尺寸封裝。

TBGA

載體采用雙金屬層帶,芯片連接采用倒裝技術實現。

優點:可以實現更輕更小封裝;适合I/O數可以較多封裝;有良好的電性能;适于批量電子組裝;焊點可靠性高。

缺點:容易吸潮;封裝費用高。

工藝簡介

普通返修

普通SMD返修系統的原理:采用熱氣流聚集到表面組裝器件(SMD)的引腳和焊盤上,使焊點融化或使焊膏回流,以完成拆卸和焊接功能。

不同廠家返修系統的相異之處主要在于加熱源不同,或熱氣流方式不同,有的噴嘴使熱風在SMD的上方。從保護器件的角度考慮,應選擇氣流在PCB四周流動比較好,為防止PCB翹曲還要選擇具有對PCB進行預熱功能的返修系統。

BGA返修

使用HT996進行BGA的返修步驟:

1:拆卸BGA

把用烙鐵将PCB焊盤殘留的焊錫清理幹淨、平整,可采用拆焊編織帶和扁鏟形烙鐵頭進行清理,操作時注意不要損壞焊盤和阻焊膜。

用專用清洗劑将助焊劑殘留物清洗幹淨。

2:去潮處理

由于PBGA對潮氣敏感,因此在組裝之前要檢查器件是否受潮,對受潮的器件進行去潮處理。

3:印刷焊膏

因為表面組裝闆上已經裝有其他元器件,因此必須采用BGA專用小模闆,模闆厚度與開口尺寸要根據球徑和球距确定,印刷完畢後必須檢查印刷質量,如不合格,必須将PCB清洗幹淨并涼幹後重新印刷。對于球距為0.4mm以下的CSP,可以不印焊膏,因此不需要加工返修用的模闆,直接在PCB的焊盤上塗刷膏狀助焊劑。需要拆元件的PCB放到焊爐裡,按下再流焊鍵,等機器按設定的程式走完,在溫度最高時按下進出鍵,用真空吸筆取下要拆下的元件,PCB闆冷卻即可。

4:清洗焊盤

用烙鐵将PCB焊盤殘留的焊錫清理幹淨、平整,可采用拆焊編制帶和扁鏟形烙鐵頭進行清理,操作時注意不要損壞焊盤和阻焊膜。

5:去潮處理

由于PBGA對潮氣敏感,因此在組裝之前要檢查器件是否受潮,對受潮的器件進行去潮處理。

6:印刷焊膏

因為表面組裝闆上已經裝有其他元器件,因此必須采用BGA專用小模闆,模闆厚度與開口尺寸要根據球徑和球距确定,印刷完畢後必須檢查印刷質量,如不合格,必須将PCB清洗幹淨并涼幹後重新印刷。對于球距為0.4mm以下的CSP,可以不印焊膏,因此不需要加工返修用的模闆,直接在PCB的焊盤上塗刷膏狀助焊劑。

7:貼裝BGA

如果是新BGA,必須檢查是否受潮,如果已經受潮,應進行去潮處理後再貼裝。

拆下的BGA器件一般情況可以重複使用,但必須進行植球處理後才能使用。貼裝BGA器件的步驟如下:

A:将印好焊膏的表面組裝闆放在工作台上

B:選擇适當的吸嘴,打開真空泵。将BGA器件吸起來,BGA器件底部與PCB焊盤完全重合後将吸嘴向下移動,把BGA器件貼裝到PCB上,然後關閉真空泵。

8:再流焊接

設置焊接溫度可根據器件的尺寸,PCB的厚度等具體情況設置,BGA的焊接溫度與傳統SMD相比,要高出15度左右。

9:檢驗

BGA的焊接質量檢驗需要X光或超聲波檢查設備,在沒有檢查設備的的情況下,可通過功能測試判斷焊接質量,也可憑經驗進行檢查。

把焊好的BGA的表面組裝闆舉起來,對光平視BGA四周,觀察是否透光、BGA四周與PCB之間的距離是否一緻、觀察焊膏是否完全融化、焊球的形狀是否端正、焊球塌陷程度等。

如果不透光,說明有橋接或焊球之間有焊料球;

如果焊球形狀不端正,有歪扭現象,說明溫度不夠,焊接不充分,焊料再流動時沒有充分的發揮自定位效應的作用;

焊球塌陷程度:塌陷程度與焊接溫度、焊膏量、焊盤大小有關。在焊盤設計合理的情況下,再流焊後BGA底部與PCB之間距離比焊前塌陷1/5-1/3屬于正常。如果焊球塌陷太大,說明溫度過高,容易發生橋接。

如果BGA四周與PCB之間的距離是不一緻說明四周溫度不均勻。

植球工藝

1:去處BGA底部焊盤上的殘留焊錫并清洗

用烙鐵将PCB焊盤殘留的焊錫清理幹淨、平整,可采用拆焊編織帶和扁鏟形烙鐵頭進行清理,操作時注意不要損壞焊盤和阻焊膜。

用專用清洗劑将助焊劑殘留物清洗幹淨。

2:在BGA底部焊盤上印刷助焊劑

一般情況采用高沾度的助焊劑,起到粘接和助焊作用,應保證印刷後助焊劑圖形清晰、不漫流。有時也可以采用焊膏代替,采用焊膏時焊膏的金屬組分應與焊球的金屬組分相匹配。

印刷時采用BGA專用小模闆,模闆厚度與開口尺寸要根據球徑和球距确定,印刷完畢必須檢查印刷質量,如不合格,必須清洗後重新印刷。

3:選擇焊球

選擇焊球時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緻的,因此必須選擇與BGA器件焊球材料一緻的焊球。

焊球尺寸的選擇也很重要,如果使用高粘度助焊劑,應選擇與BGA器件焊球相同直徑的焊球;如果使用焊膏,應選擇比BGA器件焊球直徑小一些的焊球。

4:植球

A) 采用植球器法

如果有植球器,選擇一塊與BGA焊盤匹配的模闆,模闆的開口尺寸應比焊球直徑大0.05--0.1mm,将焊球均勻地撒在模闆上,搖晃植球器,把多馀的焊球從模闆上滾到植球器的焊球收集槽中,使模闆表面恰好每個漏孔中保留一個焊球。

把植球器放置在工作台上,把印好助焊劑或焊膏的BGA器件吸在吸嘴上,按照貼裝BGA的方法進行對準,将吸嘴向下移動,把BGA器件貼裝到植球器模闆表面的焊球上,然後将BGA器件吸起來,借助助焊劑或焊膏的黏性将焊球粘在BGA器件相應的焊盤上。用鑷子夾住BGA器件的外邊框,關閉真空泵,将BGA器件的焊球面向上放置在工作台上,檢查有無缺少焊球的地方,若有,用鑷子補齊。

B) 采用模闆法

把印好助焊劑或焊膏的BGA器件放置在工作台上,助焊劑或焊膏面向上。準備一塊BGA焊盤匹配的模闆,模闆的開口尺寸應比焊球直徑大0.05~0.1㎜,把模闆四周用墊塊架高,放置在印好助焊劑或焊膏的BGA器件上方,使模闆與BGA之間的距離等于或略小于焊球的直徑,在顯微鏡下對準。将焊球均勻的撒在模闆上,把多馀的焊球用鑷子撥(取)下來,使模闆表面恰好每個漏孔中保留一個焊球。移開模闆,檢查并補齊。

C)手工貼裝

把印好助焊劑或焊膏的BGA器件放置在工作台上,助焊劑或焊膏面向上。如同貼片一樣用鑷子或吸筆将焊球逐個放好。

D) 刷适量焊膏法

加工模闆時,将模闆厚度加厚,并略放大模闆的開口尺寸,将焊膏直接印刷在BGA的焊盤上。由于表面張力的作用,再流焊後形成焊料球。

5:再流焊接

進行再流焊處理,焊球就固定在BGA器件上了。

6:焊接後

完成植球工藝後,應将BGA器件清洗幹淨,并盡快進行貼裝和焊接,以防焊球氧化和器件受潮。

質量控制

随着科學技術的不斷發展,現代社會與電子技術息息相關,超小型移動電話、超小型步話機、 便攜式計算機、存儲器、硬盤驅動器、光盤驅動器、高清晰度電視機等都對産品的小型化、輕 型化提出了苛刻的要求。要達到達一目标,就必須在生産工藝、元器件方面着手進行深入研究。 SMT(Surface Mount Technology 表面安裝)技術順應了這一潮流,為實現電子産品的輕、薄、 短、小打下了基礎。

SMT技術進入90年代以來,走向了成熟的階段,但随着電子産品向便據式/小型化、網絡化和多媒體化方向的迅速發展,對電子組裝技術提出了更高的要求,新的高密度組裝技術不斷湧現,其中BGA(Ball Grid Array球栅陣列封裝)就是一項已經進入實用化階段的高密度組裝技術。本文試圖就BGA器件的組裝特點以及焊點的質量控制作一介紹。

技術簡介

BGA技術的研究始于60年代,最早被美國IBM公司采用,但一直到90年代初,BGA 才真正進入實用化的階段。

在80年代,人們對電子電路小型化和I/O引線數提出了更高的要求。雖然SMT使電路組裝具有輕、薄、短、小的特點,對于具有高引線數的精細間距器件的引線間距以及引線共平面度也提出了更為嚴格的要求,但是由于受到加工精度、可生産性、成本和組裝工藝的制約,一般認為QFP(Quad Flat Pack 方型扁平封裝)器件間距的極限為0.3mm,這就大大限制了高密度組裝的發 展。另外,由于精細間距QFP器件對組裝工藝要求嚴格,使其應用受到了限制,為此美國一些公 司就把注意力放在開發和應用比QFP器件更優越的BGA器件上。

精細間距器件的局限性在于細引線易彎曲、質脆而易斷,對于引線間的共平面度和貼裝精度的要求很高。 BGA技術采用的是一種全新的設計思維方式,它采用将圓型或者柱狀點隐藏在封裝下面的結構,引線間距大、引線長度短。這樣,BGA就消除了精細間距器件中由于引線問題而引起的共平面度和翹曲的問題。

JEDEC(電子器件工程聯合會)(JC-11)的工業部門制定了BGA封裝的物理标準,BGA與QFD相比的最大優點是I/O引線間距大,已注冊的引線間距有1.0、1.27和1.5mm,而且目前正在推薦由1.27mm 和1.5mm間距的BGA取代0.4mm-0.5mm的精細間距器件。

BGA器件的結構可按焊點形狀分為兩類:球形焊點和校狀焊點。球形焊點包括陶瓷球栅陣列 CBGA(Ceramic Ball Grid Array)、載帶自動鍵合球栅陣列TBGA(Tape Automatec Ball Grid Array) 塑料球栅陣列PBGA(Plastic Ball Array)。 CBGA、TBGA和PBGA是按封裝方式的不同而劃分的。柱 形焊點稱為CCGA(Ceramic Column Grid Array)。

BGA技術的出現是IC器件從四邊引線封裝到陣列焊點封裝的一大進步,它實現了器件更小、引線更多,以及優良的電性能,另外還有一些超過常規組裝技術的性能優勢。這些性能優勢包括高密度的I/O接口、良好的熱耗散性能,以及能夠使小型元器件具有較高的時鐘頻率。

由于BGA器件相對而言其間距較大,它在再流焊接過程中具有自動排列定位的能力,所以它比相類似的其它元器件,例如QFP,操作便捷,在組裝時具有高可靠性。據國外一些印刷電路闆制造技術資料反映,BGA器件在使用常規的SMT工藝規程和設備進行組裝生産時,能夠始終如一地實現缺陷率小于20(PPM),而與之相對應的器件,例如QFP,在組裝過程中所形成的産品缺陷率至少要超過其10倍。

綜上所述, BGA器件的性能和組裝優于常規的元器件,但是許多生産廠家仍然不願意投資開發大批量生産BGA器件的能力。究其原因主要是BGA器件焊接點的測試相當困難,不容易保證其質量和可靠性。

存在問題

目前,對以中等規模到大規模采用BGA器件進行電子組裝的廠商,主要是采用電子測試的方式來篩選BGA器件的焊接缺陷。在BGA器件裝配期間控制裝配工藝過程質量和鑒别缺陷的其它辦法,包括在焊劑漏印(Paste Screening)上取樣測試和使用X射線進行裝配後的最終檢驗,以及對電子測試的結果進行分析。

滿足對BGA器件電子測試的評定要求是一項極具挑戰性的技術,因為在BGA器件下面選定溯試點是困難的。在檢查和鑒别BGA器件的缺陷方面,電子測試通常是無能為力的,這在很大程度上增加了用于排除缺陷和返修時的費用支出。

據一家國際一流的計算機制造商反映,從印刷電路闆裝配線上剔除的所有BGA器件中的50%以上,采用電子測試方式對其進行測試是失敗的,它們實際上并不存在缺陷,因而也就不應該被剔除掉。電子測試不能夠确定是否是BGA器件引起了測試的失效,但是它們卻因此而被剔除掉。對其相關界面的仔細研究能夠減少測試點和提高測試的準确性,但是這要求增加管芯級電路以提供所需的測試電路。

在檢測BGA器件缺陷過程中,電子測試僅能确認在BGA連接時,判斷導電電流是通還是斷?如果輔助于非物理焊接點測試,将有助于組裝工藝過程的改善和SPC(Statistical Process Control 統計工藝控制)。

BGA器件的組裝是一種基本的物理連接工藝過程。為了能夠确定和控制這樣一種工藝過程的質量,要求了解和測試影響其長期工作可靠性的物理因素,例如:焊料量、導線與焊盤的定位情況,以及潤濕性,否則試圖單單基于電子測試所産生的結果進行修改,令人格憂。

檢測方式

測試 BGA器件連接點的物理特性和确定如何才能始終如一地在裝配工藝過程中形成可靠連接的能力,在開始進行工藝過程研究期間顯得特别的重要。這些測試所提供的反饋信息影響到每個工藝過程的調整,或者要變動焊接點的參數。

物理測試能夠表明焊劑漏印的變化情況,以及BGA器件連接點在整個再流工藝過程中的情況,也可以表明在一塊闆上所有BGA的情況,以及從一塊闆到另一塊闆的BGA情況。舉例來說,在再流焊接期間,極度的環境濕度伴随着冷卻時間的變化,将在BGA焊接點的空隙數量和尺寸大小上迅速反映出來。在BGA器件生産好以後,大量的測試對于組裝過程控制而言仍然是關鍵,但是可以考慮降低檢查的深入程度。

可以用于對整個BGA器件組裝工藝過程進行精确測量和質量檢測的檢驗設備非常少,自動化的激光檢測設備能夠在元器件貼裝前測試焊劑的塗複情況,但是它們的速度緩慢,不能用來檢驗BGA器件焊接點的再流焊接質量。

目前許多生産廠商用于分析電子測試結果的X射線設備,也存在能否測試BGA器件焊接點再流焊特性的問題。采用X射線裝置,在焊盤層焊料的圖象是“陰影”,這是由于在焊接點焊料處在它上方的緣故。在不可拆(non-collapsible) BGA器件中,由于前置焊球的緣故,也會出現“陰影 ”現象。例如:當BGA中接觸點升浮在印刷電路闆焊盤的上方,産生斷路現象時,由于前面的前置焊球使得确定這一現象顯得非常困難。

這是由于焊料或者前置焊球所引發的“陰影”效果限制了X射線設備的檢測工作,使之僅能粗略地反映BGA的工藝過程缺陷,例如:橋接現象。同時也影響到檢測邊緣部份的工藝缺陷,像焊料不足,或者由于污染引起的斷路現象。

僅有橫截面X射線檢測技術,例如:X射線分層法,能夠克服上述條件的制約。橫截面X射線檢測技術具有能夠查出隐藏的焊接點缺陷的能力,通過對焊盤層焊接點的聚焦,能夠揭示出BGA焊接點的連接情況。在同樣的情況下,采用X射線設各所獲得的圖像中,實際情況可能被隐藏掉了,從而不能夠反映出真實的情況。

焊料的數量以及它在連接點的分布情況,通過在BGA連接點的二個或更多個不同的高度 (例如:在印制電路闆焊盤接觸面,在元器件接觸面,或者在元器件和印刷電路闆之間的一半高度)所産生的橫截面圖像或者“水平切片”予以直接測量,再結合同類BGA連接點的多次切片測量,能夠有效地提供三維測試,可以在對BGA連接點不進行物理橫截面*作的情況下進行檢測。

根據BGA連接點的常規結構,在每個橫截面X射線圖像“切片”内,具體連接點的特征被進行分離并予于以測量,從而提供定量的統計工藝控制(SPC)測量,SPC測量能夠用于追蹤過程偏移,以及将其特征歸入對應的缺陷範疇。

超過三個圖像切片就能夠獲得不可拆BGA的焊接點情況,“印刷電路權焊料切片”中心定位于印刷電路闆焊盤界面上,低共熔點焊料焊接輪廓内,“焊料球切片”中心定位引線焊球(lead solder ball)内,“元器件焊盤切片”中心定位于元器件界面的低共熔點焊料焊接輪廓線内。可拆卸BGA焊接點,通過兩個或者更少的圖像“切片”就可以反映其全部特征,圖像“切片”中心可以定價于印刷電路闆的焊盤界面處,也可以是在元器件界面處或者僅僅是在元器件和印刷電路闆之間的一半位置處。

通過X射線分層法切片,在BGA焊接點處可以獲取如下四個基本的物理超試參數:

①焊接點中心的位置

焊接點中心在不同圖像切片中的相對位置,表明元器件在印刷電路扳焊盤上的定位情況。

②焊接點半徑

焊接點半徑測量表明在特定層面上焊接點中焊料的相應數量,在焊盤層的半徑測量表明在

焊劑漏印(PasteScreening)工藝過程中以及因焊盤污染所産生的任何變化,在球層(ball level)

的半徑測量表明跨越元器件或者印刷電路闆的焊接點共面性問題。

③以焊接點為中心取若幹個環線,測量每個環線上焊料的厚度

環厚度測量和它們的各種變化率,展示焊接點内的焊料分布情況,利用這些參數在辯别潤濕

狀況優劣和空隙存在情況時顯得特别的有效。

④焊接點形狀相對于圓環的誤差(也稱為圓度)

焊接點的圓度顯示焊料圍繞焊接點分布的勻稱情況,作為同一個園相比較,它反映與中心對準和潤濕的情況。

總的來說,上述測試所提供的信息數據,對于确定焊接點結構的完整姓,以及了解BGA裝配工藝實施過程中每個步驟的性能情況是非常重要的。掌握了這些在BGA組裝過程中所提供的信息和這些物理測試之間的相互關系,能夠用于防止位移現象的産生,另外可改善相關的工藝過程,以消除缺陷現象的産生。采用x射線分層法能夠反映 BGA組裝工藝過程中任何一個階段所發生的缺陷。

常見缺陷

4.1 不可拆BGA焊接點的斷路

不可拆BGA焊接點處所發生的斷路現象,通常是由于焊盤污染所引起的,由于焊料不能潤濕印刷電路闆上的焊盤,它向上“爬”到焊料球一直到元器件界面上。如前面所叙,電子測試能夠确定斷路現象的存在,但是不能區别:這是由于焊盤污染所引起的呢?還是由于焊料漏印工藝過程控制不住所引起的?利用X射線設備進行測試,也不能揭示斷路現象,這是因為受到前置焊科球“陰影”的影響。

利用橫截面X射線檢測技術,能夠通過在焊盤層和元器件層中間獲取的圖像切片,辯别出這種由于污染所引起的斷路現象。由于污染所引起的斷路現象,會産生細小的焊盤半徑和較大的元器件半徑尺寸,所以可以利用元器件半徑和焊盤半徑的差異來區分斷路現象是否是由于污染引起的。由于焊料不足所引起的斷路現象其半徑之間的差異是非常小的,隻有利用橫截面x射線檢測設備才能夠辯别出這一差異。

4.2 可拆卸BGA焊接中空隙

可拆卸BGA焊接中的空隙是由于流動的蒸汽被截留在低共熔點焊料焊接處所産生的。在可拆卸BGA焊接點處出現空隙是一種主要的缺陷現象。在再流焊接期間,由于空隙所産生的浮力影響集中作用在元器件的界面上,因此所涉及到的絕大數焊接點失效現象,也都發生在那裡。

所出現的空隙現象可以通過在實施再流焊接工藝過程期間進行預加熱,以及通過增加短暫的預熱時間和較低的預熱溫度予以消除。當空隙超過一定的尺寸大小、數量或者密度時可靠性将明顯降低,不過現在也有一種說法認為,不要對空隙予以限制,而是要加速其破裂擴散,使其早日失效并予以剔除。可拆卸BGA焊接中的空隙,可以通過在元器件層獲取的橫截面x射線圖像切片中清晰地農現出來。有些空隙在這些圖像内能夠被确定和測量,或者通過左DGA焊接點半徑處所産生的顯着增加現象而被間接地表現出來。

結束語

本文簡述了BGA器件的組裝特點以及其焊接點處的檢測。随着BGA器件在電子産品中愈來愈受到廣泛的應用,能否制造出優質的BGA器件成為人們極關注的,也是BGA器件滿足當今市場需求所必須做到的。在減小BGA尺寸,簡化裝配工藝過程的同時,對改善BGA性能的要求也在同步地增加。由于在印刷電路闆裝配線上BGA器件的數量顯着增加,這就要求我們能夠有效地評定BGA焊接點是否具有長期可靠性,而不僅僅滿足于确定電路是通還是斷。

通過橫截面x射線圖像的分析,能夠對BGA焊接點的質量情況提供定量的SPC測量。它能夠有效地降低缺陷串和改善整個裝配工藝過程。特别需要指出的是,使用橫截面X射線檢測能夠改善工藝過程和降低費用,以滿足大批量的生産要求,最終以電子産品的高可靠性來增強其市場競争能力,取得更好的經濟效益。

維修設備

IR視頻BGA返修台

IR型返修台

精密貼片焊接系統

精密維修系統

BGA光學返修台

BGA處理

一、外層線路BGA處的制作:

在客戶資料未作處理前,先對其進行全面了解,BGA的規格、客戶設計焊盤的大小、陣列情況、BGA下過孔的大小、孔到BGA焊盤的距離,銅厚要求為1~1.5盎司的PCB闆,除了特定客戶的制作按其驗收要求做相應補償外,其餘客戶若生産中采用掩孔蝕刻工藝時一般補償2mil,采用圖電工藝則補償2.5mil,規格為31.5mil BGA的不采用圖電工藝加工;當客戶所設計BGA到過孔距離小于8.5mil,而BGA下過孔又不居中時,可選用以下方法:

可參照BGA規格、設計焊盤大小對應客戶所設計BGA位置做一個标準BGA陣列,再以其為基準将需校正的BGA及BGA下過孔進行拍正,拍過之後要與原未拍前備份的層次對比檢查一下拍正前後的效果,如果BGA焊盤前後偏差較大,則不可采用,隻拍BGA下過孔的位置。

二、BGA阻焊制作:

1、BGA表面貼阻焊開窗:與阻焊優化值一樣其單邊開窗範圍為1.25~3mil,阻焊距線條(或過孔焊盤)間距大于等于1.5mil;

2、BGA塞孔模闆層及墊闆層的處理:

①制做2MM層:以線路層BGA焊盤拷貝出為另一層2MM層并将其處理為2MM範圍的方形體,2MM中間不可有空白、缺口(如有客戶要求以BGA處字符框為塞孔範圍,則以BGA處字符框為2MM範圍做同樣處理),做好2MM實體後要與字符層BGA處字符框對比一下,二者取較大者為2MM層。

②塞孔層(JOB.bga):以孔層碰2MM層(用面闆中Actionsareference selection功能參考2MM層進行選擇),參數Mode選Touch,将BGA 2MM範圍内需塞的孔拷貝到塞孔層,并命名為:JOB.bga(注意,如客戶要求BGA處測試孔不作塞孔處理,則需将測試孔選出,BGA測試孔特征為:阻焊兩面開滿窗或單面開窗)。

③拷貝塞孔層為另一墊闆層(JOB.sdb)。

④按BGA塞孔文件調整塞孔層孔徑和墊闆層孔徑。

三、BGA對應堵孔層、字符層處理:

①需要塞孔的地方,堵孔層兩面均不加擋點;

②字符層相對塞孔處過孔允許白油進孔。

以上步驟完成後,BGACAM的單闆制作就完成了,這隻是目前BGA CAM的單闆制作情況,其實由于電子信息産品的該許日新月異,PCB行業的激烈競争,關于BGA塞孔的制作規程是經常在更換,并不斷有新的突破。這每次的突破,使産品又上一個台階,更适應市場變化的要求。我們期待更優越的關于BGA塞孔或其它的工藝出爐。

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