一:普通SMD的返修
普通SMD返修系統(tǒng)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(diǎn)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(tǒng)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(fēng)在SMD的上方。 從保護(hù)器件的角度考慮,應(yīng)選擇氣流在PCB四周流動(dòng)比較好,為防止PCB翹曲還要選擇具有對PCB進(jìn)行預(yù)熱功能的返修系統(tǒng)。
二:BGA的返修
使用HT996進(jìn)行BGA的返修步驟:
1:拆卸BGA
把用烙鐵將PCB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。
用專用清洗劑將助焊劑殘留物清洗干凈。
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(jìn)行去潮處理。
3:印刷焊膏
因?yàn)楸砻娼M裝板上已經(jīng)裝有其他元器件,因此必須采用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,印刷完畢后必須檢查印刷質(zhì)量,如不合格,必須將PCB清洗干凈并涼干后重新印刷。 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板,直接在PCB的焊盤上涂刷膏狀助焊劑。 需要拆組件的PCB放到焊爐里,按下再流焊鍵,等機(jī)器按設(shè)定的程序走完,在溫度最高時(shí)按下進(jìn)出鍵,用真空吸筆取下要拆下的組件,PCB板冷卻即可。
4:清洗焊盤
用烙鐵將PCB焊盤殘留的焊錫清理干凈、平整,可采用拆焊編制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。
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(jìn)行去潮處理。
6:印刷焊膏
因?yàn)楸砻娼M裝板上已經(jīng)裝有其他元器件,因此必須采用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,印刷完畢后必須檢查印刷質(zhì)量,如不合格,必須將PCB清洗干凈并涼干后重新印刷。 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板,直接在PCB的焊盤上涂刷膏狀助焊劑。
7:貼裝BGA
如果是新BGA,必須檢查是否受潮,如果已經(jīng)受潮,應(yīng)進(jìn)行去潮處理后再貼裝。
拆下的BGA器件一般情況可以重復(fù)使用,但必須進(jìn)行植球處理后才能使用。 貼裝BGA器件的步驟如下:
A:將印好焊膏的表面組裝板放在工作臺(tái)上
B:選擇適當(dāng)?shù)奈欤蜷_真空泵。 將BGA器件吸起來,BGA器件底部與PCB焊盤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。
8:再流焊接
設(shè)置焊接溫度可根據(jù)器件的尺寸,PCB的厚度等具體情況設(shè)置,BGA的焊接溫度與傳統(tǒng)SMD相比,要高出15度左右。
9: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)備的的情況下,可通過功能測試判斷焊接質(zhì)量,也可憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行檢查。
把焊好的BGA的表面組裝板舉起來,對光平視BGA四周,觀察是否透光、BGA四周與PCB之間的距離是否一致、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(xiàn)象,說明溫度不夠,焊接不充分,焊料再流動(dòng)時(shí)沒有充分的發(fā)揮自定位效應(yīng)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(guān)。 在焊盤設(shè)計(jì)合理的情況下,再流焊后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(fā)生橋接。
如果BGA四周與PCB之間的距離是不一致說明四周溫度不均勻。
三:BGA植球
1:去處BGA底部焊盤上的殘留焊錫并清洗
用烙鐵將PCB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。
用專用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
一般情況采用高沾度的助焊劑,起到粘接和助焊作用,應(yīng)保證印刷后助焊劑圖形清晰、不漫流。 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。
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,因此必須選擇與BGA器件焊球材料一致的焊球。
焊球尺寸的選擇也很重要,如果使用高粘度助焊劑,應(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:植球
A) 采用植球器法
如果有植球器,選擇一塊與BGA焊盤匹配的模板,模板的開口尺寸應(yīng)比焊球直徑大0.05--0.1mm,將焊球均勻地撒在模板上,搖晃植球器,把多余的焊球從模板上滾到植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。
把植球器放置在工作臺(tái)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(jìn)行對準(zhǔn),將吸嘴向下移動(dòng),把BGA器件貼裝到植球器模板表面的焊球上,然后將BGA器件吸起來,借助助焊劑或焊膏的黏性將焊球粘在BGA器件相應(yīng)的焊盤上。 用鑷子夾住BGA器件的外邊框,關(guān)閉真空泵,將BGA器件的焊球面向上放置在工作臺(tái)上,檢查有無缺少焊球的地方,若有,用鑷子補(bǔ)齊。
B) 采用模板法
把印好助焊劑或焊膏的BGA器件放置在工作臺(tái)上,助焊劑或焊膏面向上。 準(zhǔn)備一塊BGA焊盤匹配的模板,模板的開口尺寸應(yīng)比焊球直徑大0.05~0.1㎜,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,在顯微鏡下對準(zhǔn)。 將焊球均勻的撒在模板上,把多余的焊球用鑷子撥(?。┫聛?,使模板表面恰好每個(gè)漏孔中保留一個(gè)焊球。 移開模板,檢查并補(bǔ)齊。
C)手工貼裝
把印好助焊劑或焊膏的BGA器件放置在工作臺(tái)上,助焊劑或焊膏面向上。 如同貼片一樣用鑷子或吸筆將焊球逐個(gè)放好。
D) 刷適量焊膏法
加工模板時(shí),將模板厚度加厚,并略放大模板的開口尺寸,將焊膏直接印刷在BGA的焊盤上。 由于表面張力的作用,再流焊后形成焊料球。
5:再流焊接
進(jìn)行再流焊處理,焊球就固定在BGA器件上了。
6:焊接后
完成植球工藝后,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。
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