| 種類 | ic.bga返修.植球.貼片.拆焊。 | 方式 | 來料 |
| 設備 | bga返修臺 | 設備數量 | 6 |
| 線數量 | 5條 | 日能力 | 1000片 |
| 無鉛制造工藝 |
一、公司簡介
深圳德峰科技有限公司,座落在深圳最繁華的文明城鎮之一----福永鎮。南邊是深圳國際機場;北邊是107國道和廣深高速公路,交通極為方便。是一家專業從事bga返修臺系列產品的研發、和銷售的高新技術的中外技術合資企業。主要產品有:
bga返修臺; bga各種耗材; bga植珠臺; bga錫球焊接臺;
bga系列的測試治具:電腦主板測試;顯卡測試;數碼相機測試;手機芯片測試;等各種ict.fct.ate精密氣動.手動測試治具。
深圳德峰科技有限公司。以超前的思維和開拓的理念拓展市場;以雄厚的技術實力戰領市場;以科學的現代化管理體系和成熟的先進的技術保障品質;以完善的銷售網絡和高素質的銷售人員為客戶一流的銷售服務。
我們真誠的希望:我們的產品是您提高經濟效益、創造更多財富的重要源泉。
二、bga返修工作站
(一) 對bga的認識:
bga是英文ball grid array package的縮寫(球柵陣列封裝),它是集成電路采用有機載板的一種封裝法。它具有以下特點:
①封裝面積減少; ②功能加大,引腳數目增多;
③pcb板溶焊時能自我居中,易上錫; ④可靠性高;
⑤導電性能好,整體成本低。
采用bga技術封裝的內存,可以使內存在體積不變的情況下,內存容量提高2-3倍,bga與tsop相比,具有更小的體積,更好的散熱性能和導電性能。
(二)bga器件的種類和特性:
1、 bga器件的種類
按照封裝材料的不同,bga器件主要有以下幾種:
(1) pbga(plastic bga塑料封裝的bga)
(2) cbga(ceramic bga陶瓷封裝的bga)
(3) ccbga(ceramic column bga陶瓷柱狀封裝的bga)
(4) tbga(tape bga載帶封裝的bga)
(5) csp(chip scale package芯片尺寸的封裝或μbga)
2、bga器件的特性
與qfp相比,bga的特性主要有以下幾點。
(1) i/o端子間距大(如1.0mm、1.27mm、1.5mm、),可容納的i/o數目多(如1.27mm間距的bga在25mm邊長的面積上可空納350個i/o端子,面0.5mm間距的qfp在40mm邊長的面積上只容納304個i/o端子)。
(2) 封裝可靠性高,焊點缺陷率低,焊點牢固。
(3) qfp芯片的對中通常由操作人員用肉眼來觀察,當管腳間距小于0.4mm時,對中與焊接十分困難。而bga芯片的端子間距較大,借助對中放大系統,對中與焊接都不困難。
(4) 焊接共面性較qfp容易保證,因為焊料在熔化以后可以自動補償芯片與pcb之間的平面誤差。
(5) 較好的電特性,由于端子小,導性的自感和互感很低,頻率特性好。
(6) 回流焊時,焊點之間的張力產生良好的自對中效果,允許有5‰的貼片精度誤差。
(7) 能與原有的smt貼裝工藝和設備兼容,原有的絲印機、貼裝機和回流焊設備都可使用。bga與qfp特性比較見表1。bga的缺點主要在于焊接后需x射線檢測。
3、 bga器件的焊接
bga器件的焊點的成功與否與印制電路裝配(pcb)有著密切的關系,所以在pcb布局方面必須考慮三個特別關健的因素。
| 特 性 | bga | qfp |
| 封裝尺寸s/m2 | 525 | 1600 |
| 腳 間 距l/mm | 1.27 | 0.50 |
| 組裝損壞率(×10-6/器件) | 0.60 | 100 |
1)熱管理:
當進行pcb的布局設計時,必須考慮印制電路裝配的熱管理問題。如果在pcb的一個區域范圍內,bga器件聚集在一起則可能在回流爐中引起pcb的熱不平衡。在pcb的某個區域內集中放置許多大的bga,可能會要求較長的加熱周期,由此會造成pcb上較少元件區域內元件的燒壞。相反pcb的元件較少區域已達到焊接溫度,而有的bga的區域溫度還很低,助焊劑還來不及從bga焊點中排出就完成了pcb的焊接周期,從而引起空洞或者焊球在燭盤中未能熔化。
2)過孔:
組裝bga的pcb過孔位置的設計要嚴格按有關標準要求進行。任何與bga元件焊盤相鄰的過孔必須很好的覆蓋阻焊層,不覆蓋阻焊層,會有過多的焊料從焊盤流到過孔中,從而引起焊盤與相鄰過孔的短路。
焊盤幾何形狀和直徑:
器件封裝引腳排列密度對焊盤幾何形狀和直徑有直接的影響。同樣,bga元件具有不同的尺寸、形狀和復雜性。封裝尺寸的不斷減小,焊盤的幾何形狀和直徑將要求檢測技術具備更高的清晰度。
(三)bga器件的驗收標準:
對于組裝在印制電路組件上的bga器件來說,驗收標準是一個較重要的問題。bga元件未應用于產品設計之前,多數pcb制造商在其工藝檢查中并未使用x光檢測系統,而使用傳統的方法來測試pcb器件,如自動光學檢查、人工視覺檢查、制造缺陷分析的電氣測試以及在線與功能測試。可是這些方法并不能準確檢測到所陷藏的焊接問題,如空洞、冷焊和橋接。x射線檢測技術可有效地發現這類問題,同時可以進行實時監測、并且可以實現過程控制的即時反饋。
1、x射線評估:
在第一塊組裝bga器件的pcb時,x射線可以通過焊盤邊緣、開路、短路、橋接和空洞附件粗糙的未焊接區域的情況來評估再流焊的程序。開路、不接觸等情況表示焊膏未能充分回流。短路橋接可能是由于太高的溫度,焊料液化時間太長,使它流出焊盤并存在于相鄰焊盤之間從面造成短路。
需要客觀地評估空洞。發現空洞不怕,關健是焊點還能夠焊接在焊盤上。但是理想的情況是焊點內無空洞。空洞可能是由于污染和錫/鉛或助焊劑在焊膏內不均勻分布等形成的。另外,翹曲的pcb可能造成不充分焊接。開路的焊接點也可能存在。
空洞的數量與尺寸是驗收合格的關健因素。通常允許單個空洞尺寸最大為焊料球直徑的50%,如果焊料是由回流的焊料所包圍,焊料球將附著在焊盤上,50%的空洞還允許bga工作,這雖然是一個非常臨界的標準,電氣性能可能會滿足要求,但機械強度會受到影響。
含有bga的pcb必須使用能夠分辨至少小于100μm直徑孔的x光系統評估。x光系統必須能夠對在測單元從上往下和傾斜兩個方向觀察。x光檢查是成功焊接bga的可靠保證。
2、建議的驗收標準:
接收標準將幫助x射線檢查系統確認許多典型的焊接問題,這些問題會與bga器件的使用有關。包括幾方面的內容:
(1)空洞
焊接空洞是由于bga加熱期間焊料中夾雜的化合物膨脹所致的。有空洞的bga焊接點可能將來會引起失效等工藝問題。驗收標準為,焊接點中的空洞不應該超過焊料球直徑的20%,并且沒有單個空洞出現在焊接點外表。如果多個空洞可能出現在焊點中,空洞的總和不應該超過焊料球直徑的20%。
(2)脫焊焊點
不允許脫焊焊點。
(3)橋接和短路
當在焊接點有過量的焊料或者焊料放置不適當時,經常會發生橋接和短路。驗收標準要求焊點不能存在短路或橋接。
(4)不對準
x光圖像將清楚地顯示bga焊料球是否準確地對準pcb上的焊盤。
(5) 斷路和冷焊點
當焊料和相應的焊盤不接觸或者焊料流動欠佳時,發生斷路和冷焊點問
題這是堅決不允許的。
(四)bga返修工藝:
多數半導體器件的耐熱溫度為240℃~600℃,對于bga返修系統來說,加
溫度和均勻性的控制顯得非常重要。bga返修工藝步驟如下。
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,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)。
3、 清潔焊盤
清潔焊盤主要是將拆除bga后留在pcb表面的助焊劑、焊膏清理掉,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,就需使用免清洗燭劑。
4、 涂焊膏、助焊劑
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四個區間:預熱區、加熱區、回流區和冷卻區,四個區間的溫度、時間參數可以分別設定,通懿計算機連接,可以將這些程序存儲和隨時調用。
b、在回流焊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6℃/s,100℃以后最大溫速度不超過3℃/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63 sn/37 pb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。
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