BGA元器件及其返修工艺.docx

编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径学海无涯苦作舟页码：BGA元器件及其返修工艺１概述.KCq$EnG随着电子产品向小型化、便携化、网络化和高性能方向的发展对电路组装技术和Ｉ／Ｏ引线数提出了更高的要求芯片的体积越来越小芯片的管脚越来越多给生产和返修带来了困难。原来ＳＭＴ中广泛使用的ＱＦＰ（四边扁平封装）封装间距的极限尺寸停留在０．３ｍｍ这种间距其引线容易弯曲、变形或折断相应地对ＳＭＴ组装工艺、设备精度、焊接材料提出严格的要求即使如此组装窄间距细引线的ＱＦＰ缺陷率仍相当高最高可达６０００ｐｐｍ使大范围应用受到制约。近年出现的ＢＧＡ（ＢａｌｌＧｒｉｄＡｒｒａｙ球栅阵列封装器件）由于芯片的管脚不是分布在芯片的周围而是分布在封装的底面实际是将封装外壳基板原四面引出的引脚变成以面阵布局的ｐｂ／ｓｎ凸点引脚这就可以容纳更多的Ｉ／Ｏ数且可以较大的引脚间距如１．５、１．２７ｍｍ代替ＱＦＰ的０．４、０．３ｍｍ很容易使用ＳＭＴ与ＰＣＢ上的布线引脚焊接互连因此不仅可以使芯片在与ＱＦＰ相同的封装尺寸下保持更多的封装容量又使Ｉ／Ｏ引脚间距较大从而大大提高了ＳＭＴ组装的成品率缺陷率仅为０．３５ｐｐｍ方便了生产和返修因而ＢＧＡ元器件在电子产品生产领域获得了广泛使用。qat~e随着引脚数增加对于精细引脚在装配过程中出现的桥连、漏焊、缺焊等缺陷利用手工工具很难进行修理需用专门的返修设备并根据一定的返修工艺来完成。|MhZ49mB２ＢＧＡ元器件的种类与特性LdfD{BD２．１ＢＧＡ元器件的种类vl~?6-#Y?按封装材料的不同ＢＧＡ元件主要有以下几种：G0s'NcAＰＢＧＡ（ｐｌａｓｔｉｃＢＧＡ塑料封装的ＢＧＡ）5qBl_*ＣＢＧＡ（ｃｅｒａｍｉｃＢＧＡ陶瓷封装的ＢＧＡ）9W>|Oc`2ＣＢＧＡｃｅｒａｍｉｃｃｏｌｕｍｎＢＧＡ陶瓷柱状封装的ＢＧＡfS`@UDＴＢＧＡ（ｔａｐｅＢＧＡ载带状封装的ＢＧＡ）i@D''^K(dCＣＳＰ（ＣｈｉｐＳｃａｌｅＰａｃｋａｇｅ或μＢＧＡ）=sY\=cＰＢＧＡ是目前使用较多的ＢＧＡ它使用６３Ｓｎ／３７Ｐｂ成分的焊锡球焊锡的溶化温度约为u(_]=e2<r１８３°Ｃ。焊锡球直径在焊接前直径为０．７５毫米回流焊以后焊锡球高度减为０．４６－０．４１毫米。ＰＢＧＡ的优点是成本较低容易加工不过应该注意由于塑料封装容易吸潮所以对于普通的元件在开封后一般应该在８小时内使用否则由于焊接时的迅速升温会使芯片内的潮气马上气化导致芯片损坏有人称此为“苞米花”效应。按照ＪＥＤＥＣ的建议ＰＢＧＡ芯片在拆封后必须使用的期限由芯片的敏感性等级决定（见表１）：X}N]h>eL#h)=+表1PBGA芯片拆封后必须使用的期限9mbGPPNhfSc^L敏感性等级芯片拆封后置放环境条件拆封后必须使用的期限:6"ti1级=<30C<90%RH无限制Y.f2fm2级=<30C<60%RH1年dSGTvM'43级=<30C<60%RH168小时gdXq9*#614级=<30C<60%RH72小时d`R`xKg'5级=<30C<60%RH24小时/11GI2X/b<*-p|mJf&{q6yfＣＢＧＡ焊球的成分为９０Ｐｂ／１０Ｓｎ它与ＰＣＢ连接处的焊锡成分仍为６３Ｓｎ／３７ＰｂＣＢＧＡ的焊锡球高度较ＰＢＧＡ高因此它的焊锡溶化温度较ＰＢＧＡ高较ＰＢＧＡ不容易吸潮且封装的更牢靠。ＣＢＧＡ芯片底部焊点直径要比ＰＣＢ上的焊盘大拆除ＣＢＧＡ芯片后焊锡不会粘在ＰＣＢ的焊盘上见表２。4!kV[~4I+@E1表2PBGA与CBGA焊接锡球的区别jBQ:kZ-pT<'u9]Y特性PBGACBGA^?9Bk=TE焊锡球成分63Sn/37Pb90Pb/10Sn!+_J(CwfX焊锡球溶化温度183°C302°CS)<dczq2Y溶化前焊锡球直径0.75毫米0.88毫米rz$hCd3溶化后焊锡球直径0.4-0.5毫米0.88毫米a.uJK^W<:9[p[zW_L.:ＣＣＢＧＡ的焊锡柱直径为０．５１毫米柱高度为２．２毫米焊锡柱间距一般为１．２７毫米焊锡柱的成分是９０Ｐｂ／１０Ｓｎ。{<53Du8*ＴＢＧＡ的焊锡球直径为０．７６毫米球间距为１．２７毫米。与ＣＢＧＡ相