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BGA返修及焊接工藝

多數半導體器件的耐熱溫度為240℃～300℃，對于BGA返修系統來說，加熱溫度和均勻性的控制顯得非常重要。BGA芯片焊接工藝步驟如下：

1、電路板、BGA預熱：

電路板、芯片預熱的主要目的是將潮氣去除以免PCB起泡和芯片爆，如果電路板和BGA內的潮氣很小（如芯片剛拆封），這一步可以免除。

2、拆除BGA：

拆除的BGA如果不打算重新使用，而且PCB可承受高溫，拆除BGA可采用較高的溫度（較短的加熱周期），主板上BGA取下來后，至少要等一分鐘才能么BGA返修臺上拿下來，不然PCB板會變形。

3、 清潔焊盤：

清潔焊盤主要是將拆除BGA芯片后留在PCB表面的焊錫膏清理掉，必須使用符合要求的清洗劑。為了保證BGA焊料可靠性，一般不能使用焊盤上的殘留焊膏，必須將舊的焊膏清除掉，除非BGA上重新形成BGA焊料球。由于BGA體積小，特別是CSP（或μBGA體積更小，清潔焊盤比較困難，所以在返修CSP時，如果CSP的周圍空間很小，就需使用免清洗助焊劑，為保讓返修的BGA的焊接可靠性，PCB上的BGA焊接位置必須盡可能的平。

4、 涂焊膏、助焊劑：

這準備好的PCB板上涂上助焊膏，這個工序要特別注意，涂均勻。在PCB上涂焊膏對于BGA的返修結果有重要影響。通過選取用與BGA相符的模板，可很方便地將焊膏涂在電路板上。對于CSP，有3種焊膏可以先選：助焊膏、免清焊膏和水溶性焊膏。使用助焊膏，回流時間可略長些，使用免清洗焊膏，回流溫度應選的低些。

（1）貼裝：貼裝的主要目的是使BGA上的每個焊料與PCB上的焊盤對準，必須使用專門的設備來對中。

（2）熱風回流焊：熱風回流焊是整個返修工藝的關鍵。

A、 BGA返修回流焊的曲線應當與BGA的原始焊接曲線接近，熱風回流焊曲線分成六個區間：預熱區、保溫、升溫、焊接1、焊接2和冷卻區，六個區間的溫度、時間參數可以分別設定，通過計算機連接，可以將這些程序存儲和隨時調用。

B、在回流焊接過程中要正確選擇各區的加熱溫度和時間，同時應注意升溫的速度。一般，在100℃以前，最大的升溫速度不超過10℃/s，100℃以后最大溫速度不超過5℃/s，在冷卻區，最大的冷卻速度不超過6℃/s，因為過高的升溫速度和降溫速度都可能損壞PCB和BGA，這種損壞有時是肉眼不能觀察到的。不同的BGA，不同的焊膏，應選擇不同的加熱溫度和時間。如CBGA BGA的同流溫度應高于PBGA的回流溫度，90pb/10Sn，應該63Sn/37pb焊膏選用更高的回流溫度。對免洗焊膏，其活性低于非免洗焊膏，因此，焊接溫度不宜過高，焊接時間不宜過長，以防止焊料顆粒的氧化。

C、熱風回流焊中，PCB板的底部必須能夠加熱。這種加熱的目的有二個：避免由于PCB板的單面受熱而產生翹曲和變形；使焊膏熔化的時間縮短。對于尺寸板的BGA返修，這種底部加熱尤其重要。BGA返修設備的底部加熱方式有兩種：一種是熱風加熱，一種是紅外加熱。熱風加熱的優點是加熱均勻，一般返修工藝建議采用這種加熱。紅外加熱的缺點是PCB受熱不均勻。 

D、要選擇好的熱風回流吸嘴。熱風回流噴嘴屬于非接觸式加熱，加熱時依靠高溫空氣對流使BGA上的各焊點的焊料同時熔化。保證在整個回流過程中有穩定的溫度環境，同時可保護相鄰件不被對流熱空氣回熱損壞。