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：第页共NUMPAGES14页第PAGE\*MERGEFORMAT14页共NUMPAGES\*MERGEFORMAT14页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