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BGA焊接的方法技巧

作者:sdxyx    發(fā)布時(shí)間:2022-10-05 08:33:41    瀏覽量:

在SMT貼片加工中,常常需要對(duì)BGA進(jìn)行返修,而,BGA元器件的的返修不是一件簡(jiǎn)單的事,所以對(duì)BGA焊接掌握一定的方法技巧是非常有必要的。

對(duì)BGA進(jìn)行焊接和拆卸,最好使用專門的BGA返修臺(tái),沒有條件的話,也可以用熱風(fēng)槍、電烙鐵等工具對(duì)BGA進(jìn)行焊接,焊接的效率沒這么好。接下來對(duì)兩種不同的方法進(jìn)行介紹。

一、BGA返修臺(tái)的焊接

1、調(diào)整位置
BGA在進(jìn)行芯片焊接時(shí),要調(diào)整好位置,確保芯片處于上下出風(fēng)口之間,將PCB用夾具向兩端扯緊,固定好!以用手觸碰主板主板不晃動(dòng)為標(biāo)準(zhǔn)。

2、調(diào)整預(yù)熱溫度。
在進(jìn)行BGA焊接前,主板要首先進(jìn)行充分分的預(yù)熱,這樣可有效保證主板在加熱過程中不形變且能夠?yàn)楹笃诘募訜崽峁囟妊a(bǔ)償。
關(guān)于預(yù)熱溫度,這個(gè)應(yīng)該根據(jù)室溫以及PCB厚薄情況進(jìn)行靈活調(diào)整,比如在冬季室溫較低時(shí)可適當(dāng)提高預(yù)熱溫度,而在夏季則應(yīng)相應(yīng)的降低一下。若PCB比較薄,也需要適當(dāng)提高一點(diǎn)預(yù)熱溫度!具體溫度因BGA返修臺(tái)而定。

3、調(diào)整好焊接曲線。
調(diào)整大致方法:找一塊PCB平整無形變的主板,用焊臺(tái)自帶曲線進(jìn)行焊接,在第四段曲線完成時(shí)將焊臺(tái)所自帶的測(cè)溫線,插入芯片和PCB之間,獲得此時(shí)的溫度。理想值無鉛可以達(dá)到217度左右,有鉛可以達(dá)到183度左右。這兩個(gè)溫度即是上述兩種錫球的理論熔點(diǎn)!但此時(shí)芯片下部錫球并未完全熔化,我們從維修的角講理想溫度是無鉛235度左右,有鉛200度左右。此時(shí)芯片錫球熔化后再冷卻會(huì)達(dá)到最理想的強(qiáng)度

4、適量的使用助焊劑!
無論是重新焊接還是直接補(bǔ)焊,我們都需要先涂上助焊劑。芯片焊接時(shí)可用小毛刷在清理干凈的焊盤上薄薄的涂上一層,盡量抹均勻,千萬不要刷的太多,否則也會(huì)影響焊接。在補(bǔ)焊時(shí)可用毛刷蘸取少量助焊劑涂抹在芯片四周即可。助焊劑請(qǐng)選用BGA焊接專用的助焊劑!

5、BGA焊接時(shí)對(duì)位一定要精確。
由于大家的返修臺(tái)都配有紅外掃描成像來輔助對(duì)位,這一點(diǎn)應(yīng)該沒什么問題。如果沒有紅外輔助的話,我們也可以參照芯片四周的方框線來進(jìn)行對(duì)位。注意盡量把芯片放置在方框線的中央,稍微的偏移也沒太大問題,因?yàn)殄a球在熔化時(shí)會(huì)有一個(gè)自動(dòng)回位的過程,輕微的位置偏移會(huì)自動(dòng)回正!

6、在焊接過程中,我們不可避免的要接觸到植錫球這個(gè)工作。一般來說植球需要如下工具:
(1)錫球。目前我們常用的錫球直徑一般有0.25MM,0.45MM,0.6MM三種。其中0.6MM規(guī)格的錫球目前僅發(fā)現(xiàn)用在MS99機(jī)芯的主芯片上,0.25MM規(guī)格的錫球僅為EMMC程序IC上使用的。其余無論DDR還是主芯片均使用0.45MM規(guī)格的(當(dāng)然使用0.4MM也是可以的)。同時(shí)建議使用有鉛錫球,這樣比較容易焊接。(2)鋼網(wǎng)。由于我們使用芯片的通用性限制,除DDR鋼網(wǎng)外,市面上很少有和我們芯片完全一致的配套鋼網(wǎng),所以我們只能采用通用鋼網(wǎng)。
一般我們采用0.5MM孔徑,球距0.8MM的鋼網(wǎng)和孔徑0.6MM,球距離0.8MM的鋼網(wǎng)。
(3)植球臺(tái)。植球臺(tái)的種類有很多,我建議大家使用直接加熱的簡(jiǎn)易植球臺(tái)。這種植球臺(tái)價(jià)格便宜,且容易操作。

7、植錫球的操作方法:
(1)將拆下來的芯片焊盤用吸錫線配合松香處理平整,并用洗板水刷干凈后用風(fēng)槍吹干。
(2)將芯片上均勻涂上一層助焊劑,不要涂得過多,薄薄的一層即可。
(3)將芯片置于鋼網(wǎng)下并將其安放到植球臺(tái)上,然后一定要仔細(xì)調(diào)整鋼網(wǎng)孔和芯片焊盤的安放位置,確保精確對(duì)應(yīng)。
(4)對(duì)準(zhǔn)位置后,將錫球撒入少許到剛網(wǎng)上。
(5)用軟排線將錫球緩緩刮入到鋼網(wǎng)孔內(nèi)焊盤上。如果刮完后發(fā)現(xiàn)仍有少量焊盤內(nèi)無錫球,可以再次倒入少許錫球繼續(xù)刮,或是用鑷子將錫球逐個(gè)填入。
(6)上述步驟準(zhǔn)備就緒后,將風(fēng)槍前的聚風(fēng)口拆除并將風(fēng)槍溫度跳到360—370度之間,且將風(fēng)速調(diào)至很小,略微出風(fēng)就可以。因?yàn)闇囟冗^高或是風(fēng)速過大易引起鋼網(wǎng)變形,導(dǎo)致植球失敗。調(diào)整好后就可以對(duì)錫球進(jìn)行均勻加熱了。加熱時(shí)要注意錫球顏色變化,當(dāng)錫球加熱到明顯發(fā)亮,且錫球明顯排列有序的時(shí)候,就可以停止了,整個(gè)過程大約耗時(shí)20-30秒。
(7)冷卻后將鋼網(wǎng)取下,此時(shí)我們會(huì)發(fā)現(xiàn)錫球已經(jīng)基本上植完了,剩下的工作就是用洗板水對(duì)芯片焊盤進(jìn)行清洗,將一些空位上的錫球清除掉,同時(shí)看看是否有個(gè)別焊盤未植上,或是沒有植好。如有此類情況可在該處焊盤上涂抹少許助焊劑并用鑷子夾錫球放好,用風(fēng)槍小風(fēng)吹化即可。

二、使用熱風(fēng)槍和電烙鐵等工具進(jìn)行的焊接

1、所需工具:
(1)熱風(fēng)槍:用于拆卸和焊接BGA芯片。最好使用有數(shù)控恒溫功能的熱風(fēng)槍,容易掌握溫度,去掉風(fēng)嘴直接吹焊。  
(2)電烙鐵:用以清理BGA芯片及線路板上的余錫。
(3)手指鉗:焊接時(shí)便于將BGA芯片固定。  
(4)醫(yī)用針頭:拆卸時(shí)用于將BGA芯片掀起。  
(5)帶燈放大鏡:便于觀察BGA芯片的位置。
(6)焊錫:焊接時(shí)用以補(bǔ)
(7)植錫板:用于BGA芯片置錫。
(8)錫漿:用于置錫。 
(9)刮漿工具:用于刮除錫漿。一般的植錫套裝工具都配有鋼片刮刀或膠條。 
(10)手機(jī)維修平臺(tái):用以固定線路板。維修平臺(tái)應(yīng)可靠接地。
(11)防靜電手腕:戴在手上,用以防止人身上的靜電損壞手機(jī)元件器。
(12)小刷子、吹氣球:用以掃除BGA芯片周圍的雜質(zhì) 
(13)助焊劑:選用專門的BGA助焊劑

2、具體操作方法
(1)認(rèn)清BGA芯片放置之后應(yīng)在芯片上面放適量助焊劑,既可防止干吹,又可幫助芯片底下的焊點(diǎn)均勻熔化,不會(huì)傷害旁邊的元器件。 去掉熱風(fēng)槍前面的套頭用大頭,將熱量開關(guān)一般調(diào)至3-4檔,風(fēng)速開關(guān)調(diào)至2-3檔,在芯片上方約2.5cm處作螺旋狀吹,直到芯片底下的錫珠完全熔解,用鑷子輕輕托起整個(gè)芯片。
(2)BGA芯片取下后,芯片的焊盤上和手機(jī)板上都有余錫,此時(shí),在線路板上加上足量的助焊膏,用電烙鐵將板上多余的焊錫去除,并且可適當(dāng)上錫使線路板的每個(gè)焊腳都光滑圓潤(rùn).吸錫的時(shí)候應(yīng)特別小心,否則會(huì)刮掉焊盤上面的綠漆和焊盤脫落。做好準(zhǔn)備工作。對(duì)于拆下的IC,建議不要將IC表面上的焊錫清除,只要不是過大,且不影響與植錫鋼板配合即可,如果某處焊錫較大,可在BGAIC表面加上適量的助焊膏,用電烙鐵將IC上的過大焊錫去除,然后用天那水洗凈。
 (3)BGA-IC的固定。將IC對(duì)準(zhǔn)植錫板的孔后(注意,如果使用的是那種一邊孔大一邊孔小的植錫板,大孔一邊應(yīng)該與IC緊貼),用標(biāo)簽貼紙將IC與植錫板貼牢,IC對(duì)準(zhǔn)后,把植錫板用手或鑷子按牢不動(dòng),然后另一只手刮漿上錫漿。如果錫漿太稀,吹焊時(shí)就容易沸騰導(dǎo)致成球困難,因此錫漿越干越好,只要不是干得發(fā)硬成塊即可。如果太稀,可用餐巾紙壓一壓吸干一點(diǎn)。平時(shí)可挑一些錫漿放在錫漿瓶的內(nèi)蓋上,讓它自然晾干一點(diǎn)。用平口刀挑適量錫漿到植錫板上,用力往下刮,邊刮邊壓,使錫漿均勻地填充于植錫板的小孔中。
(4)吹焊成球。將熱風(fēng)槍的風(fēng)嘴去掉,將風(fēng)量調(diào)至最小,將溫度調(diào)至330--340度,也就是3-4檔位?;物L(fēng)嘴對(duì)著植錫板緩緩均勻加熱,使錫漿慢慢熔化。當(dāng)看見植錫板的個(gè)別小孔中已有錫球生成時(shí),說明溫度已經(jīng)到位,這時(shí)應(yīng)當(dāng)抬高熱風(fēng)槍的風(fēng)嘴,避免溫度繼續(xù)上升。過高的溫度會(huì)使錫漿劇烈沸騰,造成植錫失??;嚴(yán)重的還會(huì)使IC過熱損壞。
(5)如果吹焊成球后,發(fā)現(xiàn)有些錫球大小不均勻,甚至有個(gè)別腳沒植上錫,可先用裁紙刀沿著植錫板的表面將過大錫球的露出部分削平,再用刮刀將錫球過小和缺腳的小孔中上滿錫漿,然后用熱風(fēng)槍再吹一次即可。如果錫球大小還不均勻的話,可重復(fù)上述操作直至理想狀態(tài)。
(6)再將植好錫球的BGA-IC按拆卸前的定位位置放到線路板上,同時(shí),用手或鑷子將IC前后左右移動(dòng)并輕輕加壓,這時(shí)可以感覺到兩邊焊腳的接觸情況。因?yàn)閮蛇叺暮改_都是圓的,所以來回移動(dòng)時(shí)如果對(duì)準(zhǔn)了,IC有一種“爬到了坡頂”的感覺,對(duì)準(zhǔn)后,因?yàn)槭孪仍贗C的腳上涂了一點(diǎn)助焊膏,有一定粘性,IC不會(huì)移動(dòng)。如果IC對(duì)偏了,要重新定位。BGA-IC定好位后,就可以焊接了。
(7)和植錫球時(shí)一樣,把熱風(fēng)槍的風(fēng)嘴去掉,調(diào)節(jié)至合適的風(fēng)量和溫度,讓風(fēng)嘴的中央對(duì)準(zhǔn)IC的中央位置,緩慢加熱。當(dāng)看到IC往下一沉且四周有助焊膏溢出時(shí),說明錫球已和線路板上的焊點(diǎn)熔合在一起。這時(shí)可以輕輕晃動(dòng)熱風(fēng)槍使加熱均勻充分,由于表面張力的作用,BGA-IC與線路板的焊點(diǎn)之間會(huì)自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)定位,注意在加熱過程中切勿用力按住BGA-IC,否則會(huì)使焊錫外溢,極易造成脫腳和短路。焊接完成后用天那水將板洗干凈即可。 
(8)為了防止焊上BGA-IC時(shí)線路板原起泡處又受高溫隆起,我們可以在安裝IC時(shí),在線路板的反面墊上一塊吸足水的海綿,這樣就可避免線路板溫度過高。
BGA的體積越來越小,維修的難度也將會(huì)增加,在BGA焊接時(shí),需要不斷的實(shí)踐操作改進(jìn),采用合適的焊接方法,就可以增加焊接的成功率了。

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