一、BGA通用焊接注意要點(diǎn)
環(huán)境:
1. 溫濕度:24 /-3 度 30-60%;
錫膏:
1. 回溫必需達(dá)到要求:室溫回溫 8 小時(shí)(無鉛) 5 小時(shí)(有鉛)以上;
2. 使用期限:鋼板上 8 小時(shí),開瓶后 12 小時(shí);
錫膏印刷條件:
1. 速度:20-25mm/sec;
2. 具有干擦 濕擦 真空擦功能,擦拭頻率:2pnl/次, 2 小時(shí)手動擦拭一次;
3. 脫模干凈,錫膏厚度在范圍內(nèi);
貼片要求:
1. 如元件為盤裝使用前必需烘烤,條件 125 度 4 小時(shí)(或按元器件要求);
2. 做好貼片前的程式調(diào)教動作,確保座標(biāo)準(zhǔn)確;
Reflow:
1. 按錫膏廠商的推薦 profile ,嚴(yán)格控制各區(qū)溫度及升溫降溫斜率;
2. PWA 出 Reflow 前必需保證溫度在 150 度以下, PEAK 溫度 245 度(無鉛), 225度(有鉛);
3. 必需保證充分的冷卻方可以從軌道上拿下;AOI:
1. 100% AIO 檢測,嚴(yán)格控制誤判率;
X-RAY:
1. 100% X-RAY 檢測,并做好標(biāo)記;
2. 嚴(yán)格按照 IPC 7095 的規(guī)范控制 BGA 的氣泡,
1.錫球-------大小
2 爐溫-------不符合
3.錫膏-------Cpk 值
還有BGA 上的PAD阻焊層設(shè)計(jì)是否合理.
二、BGA失效
問:BGA 不良一下竄到 2%,拆下不良 BGA 后發(fā)現(xiàn)不良品上都有幾個(gè)或十多點(diǎn)未上錫(都分布在四個(gè)角位,也有可能是拆 BGA 時(shí)焊盤最表面脫掉了,但表面還算光亮),手工 320度加錫也很難加上錫, PCB 送香港生產(chǎn)力促進(jìn)局分析金相、切片都未發(fā)現(xiàn)異常,而我們的制程、錫膏、爐溫設(shè)置都未變更;我們懷疑是 PCB 表面不潔或 BGA 焊盤最表面附著力不夠,請支支招。
出現(xiàn)這種問題可能要從整個(gè)制程上考慮,使用排除法,將沒有環(huán)節(jié)一一檢查;
比如是否是這一批出現(xiàn)這種情況, PCB 板批次是否跟以前有區(qū)別,還有這段時(shí)間南方天氣比較潮濕, PCB 板投入前是否進(jìn)行烤板預(yù)處理等。
還有你寄出做分析的板可能要有兩塊:一、良品 二、不良品;兩種板的 BGA 都切四周看看到底問題出在哪里。
問:PCB 與 BGA 都有烘烤, profile 也與以前一致, PCB 是今年第 8 周出廠的,第 10 周的
不良沒這么高,若懷疑 PCB 氧化,有什么最簡單的方法可判別?
答:我覺得你的 PROFILE 可能做得不好,既然你以前沒有出現(xiàn)怎么高的不良,這或許和你的
爐子有問題!檢查一下各個(gè)溫區(qū)是否有異常!
為了分析該問題可以從下面幾個(gè)方面考慮
1 對 PCB 焊盤進(jìn)行可焊性測試 確定其焊接性
2 對失效樣品進(jìn)行金相切片,采用 SEM&EDX分析斷裂的具體部位。
3 對焊盤表面進(jìn)行 SEM&EDX分析,確定是否有污染或者鍍層不均勻
4 更改溫度曲線,采用三角形溫度曲線(避免在溫度浸泡過程中的助焊劑過渡使用)或使用活性更高的助焊劑
5 對焊接后產(chǎn)品進(jìn)行金相切片分析,測定其 IMC 厚度和成分,看是否滿足要求
三、沒有 x-ray 怎樣檢查 BGA 焊接質(zhì)量
BGA(很小),用熱風(fēng)槍來焊接,不知道該怎樣檢查?
1. 找一個(gè)有 X-RAY的廠里面去檢查。
2. 用萬用表測外圍接口是否短路(在已焊 BGA,而其他電阻電容等沒焊前)?;灸芨愣ㄋ械?BGA 問題,好的和壞的比較下就有經(jīng)驗(yàn)了。
3. 確保焊接工藝,方法正確
4. 經(jīng)驗(yàn)也有重要的時(shí)候。
5. 既然沒有 X-Ray, 建議在錫膏印刷后加強(qiáng)該 BGA 的目視檢查。錫膏印刷 OK, 回流溫度正常(建議盡量接近最高溫度的上限), BGA 的焊接是 99.99%不會出問題的, X-Ray無非也是檢測 BGA 的焊接情況而已。
其實(shí)你真的有 X-Ray,你也沒有計(jì)劃 100%全檢吧?
如果有壞板,懷疑是 BGA 的問題,就毫不猶豫的拆下來更換好了。還要 X-Ray 干嗎?反正拆錯(cuò)了也可以將拆下的 BGA 焊回去的。
6. 生產(chǎn)藍(lán)牙耳機(jī)上面有貼裝 0.29MM 的 BGA,因?yàn)闆]有 X-RAY,都是直接測試,不過的可以用顯微鏡看到 BGA 四周的焊點(diǎn)的焊接情況的。
四、BGA 回流區(qū)爐溫過高有什么不良
1.那要看高到什么程度,有沒有超過元件的耐溫值。太高可能損壞 BGA,也有可能溫度沒達(dá)到損壞 BGA 的程度,但是使 PCB 變形,導(dǎo)致 BGA 焊接不良。
溫度出現(xiàn)過高主要注意:
1、是否超出 BGA 元件的耐熱溫度,如果超出 BGA 耐熱溫度, BGA 就可能出現(xiàn)失效。
2、是否超出錫膏的推薦的溫度曲線,如果超出 BGA 的焊接就會出問題。
3、是否超出基板的耐熱溫度要求,如果超出就可能出現(xiàn)基板變形、起泡等不良現(xiàn)象。
4、一般 BGA 焊點(diǎn)溫度不會比 chip 件的溫度高,如果 BGA 焊點(diǎn)溫度超標(biāo),要注意其它元件的溫度情況。
五、BGA 過爐最高溫度如何設(shè)定?
答:一般來講,BGA 最大受熱在 250 度以內(nèi),如果有鉛回流焊,及焊膏,設(shè)定溫度都不會超過250,工藝窗口極大,不存在對 BGA 的影響.如果使用無鉛設(shè)備,由于工藝窗口的原因,要求工藝精度較高,實(shí)際溫度一般不要超過 235 度,完全滿足元器件的需求.問:如果過爐的 PCB 流量大的話是不是需要爐溫高五度左右呢?我遇到過就是如果量大不間斷地過爐效果總是不太好?
答:如果溫度過高, Sn 和 Cu 形成合金的速度大大加快,可能形成機(jī)械性能不好的 Cu3Sn合金,影響可靠性,另外,溫度過高導(dǎo)致 Cu 擴(kuò)散到 Sn 中的速度加快,在 Cu 和 CuSn 合金界面易形成小的空洞,在一定的應(yīng)力條件(震動和溫度循環(huán)),空洞會擴(kuò)展,影響產(chǎn)品的使用壽命。例:無鉛焊點(diǎn)在老化后,在跌落試驗(yàn)中較容易斷裂。
六、0.5mm pitch 的 BGA 的鋼板如何設(shè)計(jì) ?
1. CSP 0.5Pitch 0.3Dia 100Point:0.1mm Stencil,開圓形孔 Dia 0.25mm
2. 0.5mm pitch 的 BGA:開 0.275mm 的方形孔.
3. 0.12mm 厚度,開 0.3mm 方孔倒圓角,用拋光工藝,檢查拋光質(zhì)量,最好用電鑄模板。
4. 0.5mm pitch bga, 焊盤直徑 0.25mm:4.1 鋼網(wǎng)厚度為 0.12mm 時(shí), 印刷過程中會有個(gè)別點(diǎn)出現(xiàn)脫模不好的現(xiàn)象,表現(xiàn)為錫量不足,面積覆蓋率有的點(diǎn)不足 50%。
4.2 鋼網(wǎng)厚度為 0.10mm 時(shí),印刷后檢查錫膏成型良好,面積覆蓋率均可以達(dá)到 90%以上,焊后經(jīng) X-RAY焊點(diǎn)大小均勻。
以上兩種開孔直徑均為 0.25mm,圓形。特別提醒的是,鋼網(wǎng)用的是激光切割 電拋光,電拋光質(zhì)量的好壞,直接影響脫模效果,尤其是鋼網(wǎng)厚度為 0.12mm 時(shí)。我用的錫膏是 ALPHA OM5000,不錯(cuò)。
我現(xiàn)在用的激光切割 電拋光,圓形開孔直徑為 0.28,厚度 0.13mm,效果很差;
改圓形為方形稍微好點(diǎn),改方形?際上是加大了開口面積.
試圓形直徑為 0.3mm,厚度 0.12mm,這可能出現(xiàn)拉尖現(xiàn)象。一定要注意模板的電拋光質(zhì)量,不一樣的供應(yīng)商電拋光的質(zhì)量有很大的差別哦!如果拋光質(zhì)量上好應(yīng)該問題不大。
我們采用鋼板 T:0.1mm 激光加電拋光,BGA 球徑 0.3mm 鋼板開孔 0.26mm
BGA 球徑 0.25mm 鋼板開孔 0.3mm
七、BGA 球徑越小鋼板開孔反而越大?
1.考慮到 BGA 之可靠性,在不短路前提下,保證錫量充足.
我們用 BGA 球徑不同,開孔均為 0.3mm,則大球徑之 BGA 短路.
試驗(yàn)測試 0.27-0.26mm.結(jié)果定位 0.26mm
另需考慮置件穩(wěn)定性,相機(jī)之精度 1mil 才可滿足影像要求
我公司用 0.11mm 的 0.3 的圓孔,激光加電拋光!需 underfill!
八、不良的 PCB 返修要烘烤嗎?
1.都要,溫度大概 100C,時(shí)間 24 小時(shí)
2.烘烤的目的相信是針對 PCB 的潮氣。使用 BGA 的 PCB 一般為纖維板材類的,吸潮情況并不嚴(yán)重。
3.沒有烘烤就拆換 BGA 的 PCB 沒出過什么問題。
4.烘烤其實(shí)也是為了防止 PCB 變形。特別是尺寸較大而且薄的 PCB。
九、BGA 拆下后還能使用嗎?
答:把拆來的 BGA 上的錫刮干凈,然后用 Mini Stencil 上錫膏和錫球。
下一步是回流讓錫球固定在焊盤上。如果數(shù)量少, rework 人員技術(shù)好的話可以用 Hotair 吹。
另一個(gè)辦法是用生產(chǎn)用的回流爐, 把植好錫球的 BGA 放在托盤上過爐。問:那 Mini Stencil
怎么開啊 我的 BGA 是 0.4pitch 的 我們開的錫膏下不來啊
答:可以不用印焊膏,有一種專用的焊劑,膏狀的,薄薄的涂一層,然后手工或者用漏板把
球擺好,后面的方法和 sunzg1972 說的一樣啦
答:對于 CPU 腳座的話需買個(gè) BGA 返修工具。
答:找鋼板廠家制作一個(gè)相對應(yīng)的你的 BGA 的植球治具就好了
1、找鋼板廠家制作一個(gè)相對應(yīng)的你的 BGA 的植球治具
2、購買同一直徑的 BGA 球及專用焊劑(膏狀)
3、放好后直接過一次回流就好了
十、BGA 的 虛焊怎么檢驗(yàn)?
BGA 的虛焊,在不用 3D 的 X-RAY 檢驗(yàn)的前提下,還有什么好的辦法可以檢驗(yàn)出來?
或是說在 2D 的 X-RAY下怎么樣的就可以判定其是虛焊?
1.顏色會不一樣。
2.這里就主要是溫度曲線的控制了, 我在清華-偉創(chuàng)力實(shí)驗(yàn)室看到他們?nèi)绾斡?SMT 溫度測試儀來測試 BGA 焊接時(shí)候的溫度曲線,確保焊接質(zhì)量,溫度曲線好。
BGA 主要是控制爐溫,如果爐溫 OK 了,一般就不會虛焊的;可以在 X 光下檢查出來啊!
答:如果是 2D 的 X- Ray,一般通過對比:找到確認(rèn)幾塊虛焊的,看與正常的色差一般情況下,一塊 BGA 焊點(diǎn)不會都虛焊的,虛焊則顏色深淺會不同
答:焊接的狀態(tài)可以通過錫球的顏色,和錫球的大小,來判定
答:進(jìn)行破壞性實(shí)驗(yàn),在焊接的BGA 灌有色物質(zhì),等其干掉以后然后取下BGA,那些在焊接點(diǎn)有顏色的就有可能是空焊了。這只對
答:用萬用表來檢查線路,當(dāng)然這不是批量性的做法,不過可以做一片用來檢測爐溫是否 OK
答:虛焊的顏色有色差,還有焊盤上面有雜質(zhì) BGA 就容易有虛焊
十一、BGA 中的氣泡
BGA 中的氣泡主要還是靠調(diào)節(jié)溫度曲線來實(shí)現(xiàn),是嗎?那我該加長預(yù)熱區(qū)嗎?還是別的方法
答:產(chǎn)生氣泡的原因比較多,
我先舉一個(gè):錫膏的含氧量過多。如果是這種情況,就得 k 錫膏廠商了
答:不是加預(yù)熱區(qū),是延長保溫區(qū),不過這不一定是主要原因,PCB 受潮,焊盤氧化或有有機(jī)物,元件氧化,錫膏不良等都有可能,最好做一個(gè) DOE,一項(xiàng)一項(xiàng)的排除.
答:要解決 BGA 空洞的問題,首先要了解造成空洞的原因,
大多與錫膏本身脫不了關(guān)系,
1.攪拌及裝填方式﹝均勻度﹞
2.溶劑的種類及含量﹝氣體揮發(fā)﹞
3.使用者攪拌方式及時(shí)間﹝脫泡效果﹞
精華,去糟粕,重基礎(chǔ),促創(chuàng)新
聯(lián)系客服