高精度貼裝和穩(wěn)定控溫的BGA返修臺(tái)
受?chē)?guó)產(chǎn)化芯片制造技術(shù)瓶頸影響,一些核心主流器件如現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列( FPGA )、復(fù)雜可編程邏輯器件( CPLD ) 、數(shù)字信號(hào)處理器( DSP )等BGA封裝芯片仍然需要進(jìn)口,2~10萬(wàn)/片的高額費(fèi)用和2~3 個(gè)月的采購(gòu)周期,對(duì)BGA的一次裝焊合格率和可靠性提出了更高的要求。BGA主要焊接缺陷和解決方案總結(jié)如下。
通過(guò)使用一種高精度貼裝和穩(wěn)定控溫的BGA返修臺(tái)(如:VT-360LII返修系統(tǒng)裝置),實(shí)現(xiàn)對(duì)BGA器件的拆焊、貼裝、焊接返修工作流程的集成自動(dòng)化,這樣相比更換BGA器件,可大幅節(jié)約成本并確保生產(chǎn)進(jìn)度經(jīng)工藝優(yōu)化統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制(SPC ),達(dá)到穩(wěn)定的過(guò)程能力,可實(shí)現(xiàn)高效、高可靠性的BGA返修。
(1) 焊接缺陷1: 焊球空洞面積超過(guò)25%,多余物、橋連、斷裂等:解決方案為使用BGA返修工作站更換 BGA,典型產(chǎn)品使用VT-360LII返修系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)高可靠性拆焊技術(shù)。該方案的缺點(diǎn)是訂購(gòu)BGA價(jià)格昂貴,影響生產(chǎn)進(jìn)度。
(2) 焊接缺陷2:球窩、不潤(rùn)濕、冷焊。解決方案為在BGA底部涂刷助焊劑,使用真空汽相回流焊接對(duì)BGA重熔:該方案成本低,可保證生產(chǎn)進(jìn)度,缺點(diǎn)是經(jīng)過(guò)掃描電子顯微鏡(SEM)/X射線能譜分析儀(EDS) 技術(shù)分析和大量數(shù)據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)分析發(fā)現(xiàn):一方面,重熔且超過(guò)3次回流焊改變了焊點(diǎn)合金層的組織成分,在老化中Sn向Cu擴(kuò)散發(fā)生化學(xué)反應(yīng) ,在CU3Sn的金屬間化合物(IMC)中留下了多空洞形成的連續(xù)孔洞,即柯肯達(dá)爾現(xiàn)象;另一方面,BGA與PCB板材料的熱膨脹系數(shù)(CTE)不同,重溶焊接過(guò)程中增加BGA焊球收縮斷裂的隱患, 影響產(chǎn)品的長(zhǎng)期可靠性和壽命。
電子裝聯(lián)技術(shù)可靠性主要取決于關(guān)鍵核心器件裝焊的過(guò)程能力控制。BGA焊接的可靠性是評(píng)價(jià)印制電路板組裝件(PCBA) 焊接質(zhì)量好壞的關(guān)鍵所在,高可靠的BGA植工藝技術(shù)為保證BGA焊接質(zhì)量提供了必要條件。研究并掌握高可靠BGA返修工藝技術(shù),可以使同一批次工藝參數(shù)的穩(wěn)定性和不同批次產(chǎn)品的一致性更好,提高BGA返修臺(tái)工序過(guò)程能力,減少返修工和生產(chǎn)成本,最終確保產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性。