bga返修台的工作原理以及技术参数Word文件下载.docx
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球栅阵列封装器件。
2、BGA封装分类:
PBGA——塑料封装
CBGA——陶瓷封装
TBGA——载带状封装
BGA保存环境:
20-25℃,<
10%RH
CSP:
ChipScalePackage或μBGA──芯片尺寸的封装
QFP:
四边扁平封装。
封装间距:
0.3mm
3、PBGA
(1)用途:
应用于消费及通信产品上
(2)相关参数
焊球成份
对应熔点温度(℃)
时间(s)
焊接峰值(℃)
Sn63Pb37
183
60-90
220-225
Sn62Pb36Ag2
179
焊球间距:
㎜㎜㎜0.6㎜
焊球直径:
㎜㎜㎜㎜
(3)PBGA优缺点:
1)缺点:
PBGA容易吸潮。
要求:
开封的PBGA要求在8小时内使用。
分析:
普通的PBGA容易吸收空气中的水分,在焊接时迅速升温,使芯片内的潮气汽化导致芯片损坏。
拆封后的使用期限由芯片的敏感性等级所决定。
见表1。
表1PBGA芯片拆封后必须使用的期限
敏感性等级
放置环境条件
使用期限
1级
≤30℃<
90%RH
无限制
2级
60%RH
1年
3级
168H
4级
72H
5级
24H
2)优点:
①与环氧树脂PCB的热膨胀系数相匹配,热性能好。
②焊接表面平整,容易控制。
③成本低。
④电气性能良好。
⑤组装质量高。
4、CBGA
成分:
Pb90Sn10
熔点:
302℃
特点:
通过低熔点焊料附着到陶瓷载体上,然后这种器材通过低熔点焊料连接到PCB上,不
会发生再流现象。
再流焊接峰值温度:
210-225℃
缺点:
与PCB的热膨胀系数不匹配,容易造成热疲劳失效。
热可靠性差。
成本高。
优点:
共面性好,易于焊接,对湿气不敏感存储时间长
5、TBGA
焊锡球直径:
㎜球间距:
㎜与CBGA相比,TBGA对环境温度控制严格,因芯片受热时,热张力集中在四个角,焊接容易有缺陷。
6、锡球
有铅熔点183℃
无铅熔点217℃
注意事项:
锡球需储藏与清洁干爽的环境,不可用手或其他物品接触它,以防止锡球变形或受油脂污染。
未开封的锡球可保存一年。
7、无铅锡与有铅锡的主要区别
(1)熔点不一样。
(有铅183℃无铅217℃)
(2)有铅流动性好,无铅较差。
(3)危害性。
无铅即环保,有铅非环保。
注:
所谓环保产品(ROHS)是指按照欧盟标准来评定。
如果产品中所含的元素的含量超出欧盟规定的值,即为非环保产品。
以下为欧盟规定的标准值:
Pb铅≤1000PPM
Cd镉≤1000PPM
Br溴≤1000PPM
Cr铬≤100PPM
Hg汞≤1000PPM
PBB多溴联苯
其中Br
PBDE多溴联苯醚
如产品元素里,以上六种元素超出给出的范围即为非环保产品。
PPM─百万分之。
预热定义:
预热是将整个组件加热到低于焊料的熔点和再流焊的温度。
预热的好处:
活化焊剂,去除待焊金属表面的氧化物和表面膜以及焊剂本身的挥发物,增强润湿效果,减小上下PCB的温差,防止热损坏,去除湿气,防止爆米花现象,减少温差。
预热方法:
将PCB放进恒温箱8~20小时,温度设定在80~100℃(根据PCB大小设置)
“爆米花”:
指存在于一块集成电路或SMD器件内部的湿气在返修过程中迅速受热,使湿气膨胀,出现微崩裂现象。
热损坏包括:
焊盘引线翘曲;
基板脱层,生白斑,起泡或变色。
产生基板内部翘曲和其电路元件衰减等“隐形”问题,原因来自于不同材料不同的膨胀系数。
返修前或返修中PCB组建预热的三个方法:
烘箱:
可烤掉BGA内部湿气,防止爆米花等现象
热板:
因其热板内的残余热量阻碍焊点的冷却速度,导致铅的析出,形成铅液池,使焊点强度降低和变差,故不采用此方法。
热风槽:
不考虑PCB组件的外形和底部结构,使热风能直接迅速的进入PCB组件的所有角落和裂缝中,使PCB加热均匀,且缩短了加热时间。
钢网知识:
钢网孔径比锡球的直径大10个丝,如㎜的锡球,钢网孔径应做㎜,
厚度㎜
三、BGA返修台的工作原理
1.拆卸BGA
(1)将需要拆卸BGA的表面组装板安放在返修系统的工作台上。
(2)选择与器件尺寸相匹配的四方形热风喷嘴,并将热风喷嘴安装在上加热器的连接杆上(一般采用磁铁固定,方便返修不同位置的BGA芯片),要注意安装平稳.
(3)将热风喷嘴扣在器件上,要注意器件四周的距离均匀,如果器件周围有影响热风喷嘴操作的元件,应先将这些元件拆卸,待返修完毕再焊上将其复位。
(4)选择适合吸着需要拆卸器件的吸盘(吸嘴),调节吸取器件的真空负压吸管装置高度,:
降吸盘接触器件的顶面,打开真空泵开关(光学对位机型在拆解BGA时这个步骤是自动完成的)。
(5)设置拆卸温度曲线,要注意必须根据器件的尺寸、PCB的厚度等具体情况设置拆卸温度曲线,BGA的拆卸温度与传统的SMD相比,其设置温度要高150℃左右。
(6)打开加热电源,调整热风量。
(7)当焊锡完全融化时,器件被真空吸管吸取。
(8)向上抬起热风喷嘴,关闭真空泵开关,接住被拆卸的器件。
以上步骤(除对位步骤和设定温度曲线)
2.去除PCB焊盘上的残留焊锡并清洗这一区域
(1)在铁板烧上面用吸锡线将PCB焊盘残留的焊锡清理干净,操作时注意不要损坏焊盘和阻焊膜。
(2)用异丙醇或乙醇等清洗剂将助焊剂残留物清洗干净。
3.去潮处理
由于BGA对潮气敏感,因此焊接之前要检查器件是否受潮,对受潮的器件进行去潮处理。
(1)去潮处理方法和要求:
可采用电热鼓风干燥箱,在125±
℃下烘烤12-20h。
(2)去潮处理注意事项:
(a)应把器件码放在耐高温(大于150℃)防静电塑料托盘中进行烘烤。
(b)烘箱要确保接地良好,操作人员手腕带接地良好的防静电手镯。
4.印刷焊膏
因为表面组装板上已经装有其他元器件,因此必须采用BGA专用小模板,模板厚度与开口尺寸要根据球径和球距确定,印刷完毕必须检查印刷质量,如不合格,必须清洗后重新印刷。
贴装
BGA器件一般情况可以重复使用,但必须进行置球处理后才能使用。
BGA贴装器件的步骤如下:
(1)将印好焊膏的表面组装板安放在返修系统的工作台上。
(2)选择适当的吸嘴,打开真空泵。
将BGA器件吸起来,启动摄像机可以看到PCB板的焊盘(黄色)和BGA上的焊点(蓝色),调节焦距使监视器显示的图像最清晰,然后调整工作台的X、Y、θ(角度)旋钮,使BGA器件底部图像与PCB焊盘图像完全重合。
(3)BGA器件底部图像与PCB焊盘图像完全重合后将吸嘴向下移动,把BGA器件贴装到PCB上,然后关闭真空泵。
焊接
(1)设置焊接温度曲线。
根据器件的尺寸、PCB的厚度等具体情况设置焊接温度曲线,BGA的焊接温度与传统的SMD相比其设置温度要高15℃左右
。
(2)选择与器件尺寸相匹配的四方形热风喷嘴,并将热风喷嘴安装在上加热器的连接杆上,要注意安装平稳。
(3)将热风喷嘴扣在BGA器件上,要注意器件四周的距离均匀;
(4)打开加热电源,调整热风量,开始焊接。
(5)焊接完毕,向上抬起热风喷嘴,取下PCB板。
7、检验
BGA焊接质量检验需要X光或超声波检查设备,在没有检查设备的情况下,可通过功能测试判断焊接质量,还可以把焊好BGA的表面组装板举起来,对光平视BGA四周,观察焊膏是否完全融化、焊球是否塌陷、BGA四周与PCB之间的距离是否一致,以经验来判断焊接效果。
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