BGA元件的組裝和返修

　　球珊陣列(BGA)器件具有不可否認的優(yōu)點。但這項技術(shù)中的一些問題仍有待進一步討論，而不是立即實現(xiàn)，因為它難以修整焊接端。只能用X射線或電氣測試電路的方法來測試BGA的互連完整性，但這兩種方法都是既昂貴又耗時。

　　兩種最常見的BGA封裝是塑封BGA(PBGA)和陶瓷BGA封裝(CBGA)。PBGA上帶有直徑通常為0.762mm的易熔焊球，回流焊期間 (通常為215℃)，這些焊球在封裝與PCB之間坍塌成0.406mm高的焊點。CBGA是在元件和印制板上采用不熔焊球(實際上是它的熔點大大高于回流焊的溫度)，焊球直徑為0.889mm，高度保持不變。

　　第三種BGA封裝為載帶球柵陣列封裝(TBGA)，這種封裝現(xiàn)在越來越多地用于要求更輕、更薄器件的高性能組件中。在聚酰亞胺載帶上，TBGA的I/O引線可超過700根?？刹捎脴藴实慕z網(wǎng)印刷焊膏和傳統(tǒng)的紅外回流焊方法來加工TBGA。

　　組裝問題

　　BGA組裝的較大優(yōu)點是，如果組裝方法正確，其合格率比傳統(tǒng)器件高。這是因為它沒有引線，簡化了元件的處理，因此減少了器件遭受損壞的可能性。

　　BGA回流焊工藝與SMD回流焊工藝相同，但BGA回流焊需要精密的溫度控制，還要為每個組件建立理想的溫度曲線。此外，BGA器件在回流焊期間，大多數(shù)都能夠在焊盤上自動對準。因此，從實用的角度考慮，可以用組裝SMD的設(shè)備來組裝BGA。

　　但是，由于BGA的焊點是看不見的，因此必須仔細觀察焊膏涂敷的情況。焊膏涂敷的準確度，尤其對于CBGA，將直接影響組裝合格率。一般允許SMD 器件組裝出現(xiàn)合格率低的情況，因為其返修既快又便宜，而BGA器件卻沒有這樣的優(yōu)勢。為了提高初次合格率，很多大批量BGA的組裝者購買了檢測系統(tǒng)和復(fù)雜的返修設(shè)備。在回流焊之前檢測焊膏涂敷和元件貼裝，比在回流焊之后檢測更能降低成本，因為回流焊之后便難以進行檢測，而且所需設(shè)備也很昂貴。

　　要仔細選擇焊膏，因為對BGA組裝，特別是對PBGA組裝來說，焊膏的組成并不總是很理想。必須使供應(yīng)商確保其焊膏不會形成焊點空穴。同樣，如果用水溶性焊膏，應(yīng)注意選擇封裝類型。

　　由于PBGA對潮氣敏感，因此在組裝之前要采取預(yù)處理措施。建議所有的封裝在24小時內(nèi)完成全部組裝和回流焊。器件離開抗靜電保護袋的時間過長將會損壞器件。CBGA對潮氣不敏感，但仍需小心。

　　返修

　　返修BGA的基本步驟與返修傳統(tǒng)SMD的步驟相同：

　　為每個元件建立一條溫度曲線;

　　拆除元件;

　　去除殘留焊膏并清洗這一區(qū)域;

　　貼裝新的BGA器件。在某些情況下，BGA器件可以重復(fù)使用;

　　回流焊。

　　當然，這三種主要類型的BGA，都需要對工藝做稍微不同的調(diào)整。對于所有的BGA，溫度曲線的建立都是相當重要的。不能嘗試省掉這一步驟。如果技術(shù)人員沒有合適的工具，而且本身沒有受過專門的培訓(xùn)，就會發(fā)現(xiàn)很難去掉殘留的焊膏。過于頻繁地使用設(shè)計不良的拆焊編織帶，再加上技術(shù)人員沒有受過良好的培訓(xùn)，會導(dǎo)致基板和阻焊膜的損壞。

　　建立溫度曲線

　　與傳統(tǒng)的SMD相比，BGA對溫度控制的要求要高得多。必須逐步加熱整個BGA封裝，使焊接點發(fā)生回流。

　　如果不嚴格控制溫度、溫度上升速率和保持時間(2℃/s至3℃/s)，回流焊就不會同時發(fā)生，而且還可能損壞器件。為拆除BGA而建立一條穩(wěn)定的溫度曲線需要一定的技巧。設(shè)計人員并不是總能得到每個封裝的信息，嘗試方法可能會對基板、周圍的器件或浮起的焊盤造成熱損壞。

　　具有豐富的BGA返修經(jīng)驗的技術(shù)人員主要依靠破壞性方法來確定適當?shù)臏囟惹€。在PCB上鉆孔，使焊點暴露出來，然后將熱電偶連接到焊點上。這樣，就可以為每個被監(jiān)測的焊點建立一條溫度曲線。技術(shù)數(shù)據(jù)表明，印制板溫度曲線的建立是以一個布滿元件的印制板為基礎(chǔ)的，它采用了新的熱電偶和一個經(jīng)校準的記錄元件，并在印制板的高、低溫區(qū)安裝了熱電偶。一旦為基板和BGA建立了溫度曲線，就能夠?qū)ζ溥M行編程，以便重復(fù)使用。

　　利用一些熱風(fēng)返修系統(tǒng)，可以比較容易地拆除BGA。通常，某一溫度(由溫度曲線確定)的熱風(fēng)從噴嘴噴出，使焊膏回流，但不會損壞基板或周圍的元件。噴嘴的類型隨設(shè)備或技術(shù)人員的喜好而不同。一些噴嘴使熱風(fēng)在BGA器件的上部和底部流動，一些噴嘴水平移動熱風(fēng)，還有一些噴嘴只將熱風(fēng)噴在BGA的上方。也有人喜歡用帶罩的噴嘴，它可直接將熱風(fēng)集中在器件上，從而保護了周圍的器件。拆除BGA時，溫度的保持是很重要的。關(guān)鍵是要對PCB的底部進行預(yù)熱，以防止翹曲。拆除BGA是多點回流，因而需要技巧和耐心。此外，返修一個BGA器件通常需要8到10分鐘，比返修其它的表面貼裝組件慢。