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smt貼片BGA焊接的原理與方法

  隨著電子技術不斷發(fā)展,產(chǎn)品的迭代更新是飛快,自動化、智能化產(chǎn)品日益普及。人們對電子產(chǎn)品的功能要求越來越高,卻對體積要求越來越小。這就使得IC芯片尺寸越來越小,復雜程度不斷增加,一種先進的高密度封裝技術——BGA封裝技術得以高速發(fā)展。然而BGA則是廠家的頭疼點,生產(chǎn)加工時稍不注意就需返廠維修。那么smt貼片加工中有什么比較好的焊接BGA方法嗎?怎么把BGA很好地焊接在PCBA上,下面就由smt貼片加工廠家來說說吧。


  BGA焊接原理:


  當焊料的溫度達到熔點之上,銅表面的氧化層在助焊劑的活化作用下就會被清洗掉。同時,銅表面和焊料中的金屬顆粒能夠達到足夠活化的程度。熔融的焊料在焊盤表面得到潤濕,正如之前說到的,焊盤銅表面已經(jīng)通過助焊劑清洗干凈。通過化學擴散反應作用,金屬化合物結尾直接在焊料和焊盤表面生成。通過這樣一系列的變化和作用,BGA就被一直固定在了PCB適當位置上。


  想要弄清楚“零缺陷”焊接BGA的方法之前,我們有必要了解貼片組裝的一般流程。貼片組裝主要包含以下幾個步驟:


  錫膏印刷→錫膏檢查系統(tǒng)→ 貼片→ 回流焊接→ 自動光學檢測(AOI)→ 自動X射線檢測(X-Ray)為了在貼片過程中優(yōu)化BGA焊接,在BGA焊接前和焊接過程中有必要采取必要措施。所以,接下來我們的討論將從焊接前和焊接中兩方面進行。


  一、焊接前


  為了把BGA元件固定在PCB裸板上,首先就是要保持BGA元件和裸板PCB始終處在好狀態(tài)中。畢竟,一點點的瑕疵,比如濕氣,就可能造成元件焊接缺陷甚至造成整個產(chǎn)品的報廢。


  1、電路板


  (1)要為電路板選擇合適的表面處理方式,以符合項目和產(chǎn)品要求。幾種常見的表面處理方式的比較需要特別清楚。比如,有些產(chǎn)品的需要符合歐盟ROHS要求,那么就需要無鉛表面處理,無鉛噴錫、無鉛化學鎳金或無鉛OSP都可以選擇,再根據(jù)其各自的優(yōu)缺點確定表面處理方式。


  (2)電路板裸板要合理保存及應用。電路板必須真空包裝,里面包含防潮袋和濕敏指示卡。濕敏指示卡能夠方便、經(jīng)濟地檢查濕氣是否在可控范圍內(nèi)。卡片的顏色是用來指示袋子內(nèi)的濕氣的,也能反映防潮劑是否有效。一旦包裝內(nèi)的濕氣超過或者等同于指示值,相應的圓圈就會變成粉色。


  (3)PCB裸板需要進行清洗和/或烘烤。烘烤有助于防止電路板中的濕氣在焊接過程中形成焊接缺陷。一般情況下,烘烤需要在110±10℃溫度中進行兩個小時。除此以外,PCB板在移動和保存的過程中表面也會被塵土覆蓋,所以在貼片和焊接前必須進行必要的清洗。我司使用的是超聲清洗儀,可以對PCB裸板和組裝好的PCB進行充分的清洗,保證它們的清潔。如此,可充分保證板子的可靠性。


  2、BGA元器件


  作為一種濕敏元器件,BGA元器件儲存的環(huán)境必須是恒溫和干燥的。儲存過程中,操作人員必須嚴格遵守元器件儲存規(guī)范規(guī)程,防止元器件質(zhì)量受到影響而下降。通常說來,BGA元器件需要儲存在防潮箱內(nèi),溫度在20到25攝氏度之間,相對濕度10%,能使用氮氣保存更好。


  BGA元器件需要在焊接之前烘烤,焊接溫度不應該超過125℃,因為太高的溫度可能造成金相結構的改變。當元器件進入回流焊接流程中,容易引起焊球點和元件封裝之間分離,從而降低貼片組裝中的焊接質(zhì)量。如果烘烤溫度太低,濕氣又不太容易去除。所以,BGA元件的烘烤溫度必須進行適當調(diào)整。另外,烘烤完畢后,BGA元件需要冷卻半小時,才能進入貼片組裝生產(chǎn)線。


  二、焊接中


  實際上,控制回流焊接并不是一件容易的事,所以,必須調(diào)整極為合適的溫度曲線,只有這樣才能夠獲得BGA元器件焊接的很高質(zhì)量。


  1、在預熱階段,PCB板的溫度穩(wěn)定上升,助焊劑受到喚醒。通常說來,溫升需要穩(wěn)定、持續(xù),防止電路板在受到溫度的突然上升后發(fā)生形變。理想的溫升速率應該控制在3℃/s以下,2℃/s是極為合適的。時間間隔應該控制在60 到90秒之間。


  2、在浸潤階段中,助焊劑逐漸蒸發(fā)。溫度應該保持在150到180℃之間,時間長度應為60到120秒,這樣助焊劑能夠完全揮發(fā)。溫升速度通?刂圃0.3到0.5℃/s。


  3、回流階段的溫度在這個階段會超過焊料的熔點,使焊料從固態(tài)轉(zhuǎn)化為液態(tài)。在這個階段,溫度應當控制在183℃以上,時間長度在60到90秒之間。太長或太短的時間都可能造成焊接缺陷。焊接的溫度要控制在220±10℃,時長大約為10到20秒。


  4、在冷卻階段,焊料開始變成固體,這樣就能將BGA元器件固定在板子上了。而且,溫降需要控制不能太高,通常在4℃/s以下。理想的溫降為3℃/s,太高的溫降可能會導致PCB板變形,大大降低BGA焊接質(zhì)量。


  以上就是小編給大家介紹的有關于smt貼片BGA的焊接,希望在看完之后能夠?qū)Υ蠹矣兴鶐椭?a href="http://33info.com" target="_blank">smt貼片工廠如果想要把BGA很好的貼在PCB板上,關鍵點的就是要從頭抓起,核心工作就在貼片組裝生產(chǎn)環(huán)節(jié),每一步都按照嚴格的要求去執(zhí)行,生產(chǎn)出來的板子不良率也會減少。


  


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