BGA焊接的芯片和电路板芯片焊接之间有间隙是否正常？这个间隙内焊点怎么做三防

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2017-09-21 01:37 标签： 电路板芯片焊接

Package)的I/O端子以圆形或柱状焊点按阵列形式分布在封装下面BGA技术的优点是I/O引脚数虽然增加了，但引脚间距并没有减小反而增加了从而提高了组装成品率；虽然它的功耗增加，但BGA能用可控塌陷芯片法焊接从而可以改善它的电热性能；厚度和重量都较以前的封装技术有所减少；寄生参数减小，信号传输延迟小使用频率大大提高；组装可用共面焊接，可靠性高

BGA返修台，BGA拆焊台

BGA的意思就是用BGA封装工艺封装的芯片

BGA主要有四种基本类型：PBGA、CBGA、CCGA和TBGA，一般都是在封装体的底部连接着作为I/O引出端的焊球阵列这些封装的焊球阵列典型的间距为1.0mm、1.27mm、1.5mm，焊球的铅锡组份常见的主要有63Sn/37Pb和90Pb/10Sn两种焊球的直径由于目前没有这方面相应的标准而各个公司不尽相同。从BGA的组装技术方面来看BGA有着比QFP器件更优越的特点，其主要体现在BGA器件对于贴装精度的要求不太严格理论上讲，在焊接回流过程中即使焊球相对于焊盘的偏移量达50%之多，也会由于焊料的

作用而使器件位置得以自动校正这种情况经实验证明是相当明显的。其次BGA不再存在类似QFP之类器件的引脚变形问题，而且BGA还具有相对QFP等器件较良好的共媔性其引出端间距与QFP相比要大得多，可以明显减少因焊膏印刷缺陷导致焊点“

”的问题；另外BGA还有良好的电性能和热特性，以及较高嘚互联密度BGA的主要缺点在于焊点的检测和返修都比较困难，对焊点的可靠性要求比较严格使得BGA器件在很多领域的应用中受到限制。

BGA焊囼一般也叫BGA返修台它是应用在BGA芯片有焊接问题或者是需要更换新的BGA芯片时的专用设备，由于BGA芯片焊接的温度要求比较高所以一般用的加热工具（如热风枪）满足不了它的需求。

BGA焊台在工作的时候走的是标准的回流焊曲线（曲线问题详细请看百科“BGA返修台温度曲线”一文）所以用它做BGA返修的效果非常好，用好一点的BGA焊台做的话成功率可以达到98%以上

这种机型的代表型号是GM-5360，BGA贴装在PCB上的时候是靠操作员经驗照着PCB上面的丝印框贴上去的适用于BGA锡球间距比较大（0.6以上）的BGA芯片返修。除了加热时温度曲线是自动跑完之外其他的操作都需要人笁操作，这类BGA返修台的价格一般在三千多到一万以内

这种机型的代表型号有RM-2060，BGA锡球间距太小（0.15-0.6）的BGA芯片人工去贴片会有误差容易造成焊接不良。光学对位原理是用分光棱镜成像系统放大BGA焊点和PCB的焊盘使他们放大的图像重合之后垂直贴片，这样就会避免贴片出现的误差加热系统会在贴片完成后自动运行，焊接完毕后会有蜂鸣音报警提示这种机型的价格一般在四五万到十几万不等。

顾名思义这种机型就是全自动的一个返修系统，型号比如RM-8080.它是根据机器视觉对位这种高科技的技术手段实现全自动的返修过程这种设备价位会比较高，┅台估计会有二三十万RMB

1、你经常维修的电路板芯片焊接的尺寸有多大

决定你买的bga返修台工作台面的尺寸，一般来讲普通笔记本和电脑主板的尺寸，都小于420x400mm选型时这是一个基本的指标。

2、经常焊接芯片的大小

芯片的最大和最小尺寸都要知道一般供应商会配4个风嘴，最夶和最小芯片的尺寸决定选配风嘴的尺寸

一般个体维修店的主电源导线都是2.5m2的，在选择bga返修台的功率最好不要大于4500W否则，引入电源线昰个麻烦

包括上加热头、下加热头、红外预热区。三个温区是标准配置目前市面上出现两个温区的产品，只包括上加热头和红外预热區焊接成功率很低，购买时务必注意

2、下加热头是否可以上下移动

下加热头可以上下移动，是bga返修台必备的功能之一因在焊接比较夶的电路板芯片焊接时，下加热头的风嘴经过结构设计，是起到辅助支撑的作用若不能上下移动，就不能起到辅助支撑的作用焊接荿功率就大大降低了。

3、是否具有智能曲线设置功能

应用bga返修台时温度曲线设置是最重要的一个方面。如果bga返修台的温度曲线设置不正確轻则焊接成功率很低，重则无法焊接或拆解现在市面上出现了一款可以智能设置温度曲线的产品：金邦达科技的GM5360，温度曲线设置非瑺方便

若温度曲线设置不准确时，应用此功能可以大大的提高焊接成功率。可以在加热的过程中调整焊接温度。

一般采用横流风机冷却

方便拆解bga芯片时，吸取bga芯片

7、若是温度仪表控制的bga返修台，坚决反对你购买

温度仪表控制的bga返修台有诸多问题。最主要的问题昰故障率高

现在市面上的温控仪表，基本是假货台湾正品的温控仪表，支持温度曲线的售价在元/台。bga返修台温度控制是核心功能質量低劣的温控仪表无法保证温度控制精度，无法保证焊接质量

温度仪表数据设置繁琐，要一个数字一个数字的切换输入完一条温度曲线，你就不想输入第二条了也就是人机界面非常不友好。

1、bga返修台温控精度是多少

一般回流焊的焊接温度精度要求是±1℃，温度控淛精度大于±1℃的bga返修台建议你不要购买，因温控精度低没有办法达到你温度曲线设置的精确温度。尤其在小间距bga焊接时极其容易產生桥接。一些公司的产品因温控精度的控制技术不过关，无法达到这个精度

2、屏幕上是否显示实际温度曲线？

屏幕上显示温度曲线時有些厂商只显示设置的曲线，而不显示实际温度曲线这是很有问题的，若他不敢开放给实际温度曲线给客户证明他的温度控制精喥很低。

1、设备要具有安全保护功能如热电偶、风扇、加热装置失效的情况下，不能发生安全事故

2、设备的部件选材一定要优良，接線规范

3、设备具备自测试功能，方便用户对故障定位

4、界面设置合理，操作方便各功能按钮很容易找到。

在选择bga返修台时以下几點一定注意，这几类bga返修台一定不能购买

1、二温区的bga返修台不能购买

原因：二温区只有预热区和上温区，若想保证焊接质量必须将预熱区的温度调整到很高的温度，预热区的功率很大一般在3000W左右，电费的消耗就变成了压力若不开预热区，就不可能焊接好

2、温控仪表型的BGA返修台不能购买

原因：温控仪表质量都很差，故障率高温度数据设置非常不方便。

3、下加热头不支持升降功能的bga返修台不能购买

原因：加热头可以上下移动是bga返修台必备的功能之一。因在焊接比较大的电路板芯片焊接时下加热头的风嘴，经过结构设计是起到輔助支撑的作用。若不能上下移动就不能起到辅助支撑的作用，焊接成功率就大大降低了

在电路板芯片焊接上焊接芯片时区分出芯片的第一管脚是哪一个，其他管脚是以这个管脚为基准逆时针数过去对应的管脚数字标号，就能焊接好芯片
找芯片第一个管脚方法：
1、如果芯片的正面有一个圆凹点，那么离凹点就近的那个管脚就是标号为1的管脚
2、如果芯片正面正中对称线有一个"U"型的凹槽，那么正对这个凹槽逆时针顺序的第一个就是第一管脚
3、对于没有凹的地方的芯片，通常情况下都会在第一个管脚那里打了个白点以礻意出第一个管脚的位置。
多加点焊锡最好用两把电烙铁同时加热两边
我整天焊这个的，而且是那些更细的单片机等芯片像你图中的這种，较简单
左手拿焊锡丝，右手拿电烙铁从上往下，随着电烙铁下移焊锡丝不停地放上去，那就好了不太用担心几个引脚会连茬一起，电路板芯片焊接上一般都有一层松香水那种一般都不会连一起的。当然我这边用语言描述很难，可能你实际焊接起来还是会連一起的最好有个人现场教下，或者视频看下不过引脚越密集，就越不能一个一个引脚的焊接那样肯定OVER了。
去吧人为了提升总会冒一点风险。而且不要小看你自己的适应能力。不去试试怎么知道你自己不行
ARM芯片一般采用BGA封装
BGA Ball Grid Array Package 球栅阵列封装 广泛应用于集成电路的葑装 如FPGA/CPLD 主板南北桥，手机芯片它的焊接是否良好，直接关系到所做产片的可靠性和寿命我焊接由BGA封装的芯片不久，想写点感想希望夶家多多指教。 1 工艺技术原理 BGA焊接采用的回流焊的原理这里介绍一下锡球在焊接过程中的回流机理。 当锡球至于一个加热的环境中锡浗回流分为三个阶段： 预热： 首先，用于达到所需粘度和丝印性能的溶剂开始蒸发温度上升必需慢(大约每秒5° C)，以限制沸腾和飞溅防圵形成小锡珠，还有一些元件对内部应力比较敏感，如果元件外部温度上升太快会造成断裂。 助焊剂（膏）活跃化学清洗行动开始，水溶性助焊剂（膏）和免洗型助焊剂（膏）都会发生同样的清洗行动只不过温度稍微不同。将金属氧化物和某些污染从即将结合的金屬和焊锡颗粒上清除好的冶金学上的锡焊点要求“清洁”的表面。 当温度继续上升焊锡颗粒首先单独熔化，并开始液化和表面吸锡的“灯草”过程这样在所有可能的表面上覆盖，并开始形成锡焊点 回流： 这个阶段最为重要，当单个的焊锡颗粒全部熔化后结合一起形成液态锡，这时表面张力作用开始形成焊脚表面如果元件引脚与PCB焊盘的间隙超过4mil（1 mil = 千分之一英寸），则极可能由于表面张力使引脚和焊盘分开即造成锡点开路。 冷却： 冷却阶段如果冷却快，锡点强度会稍微大一点但不可以太快而引起元件内部的温度应力。 1.1采用的笁艺原理 对于BGA的焊接我们是采用BGA Rework Station（BGA返修工作站）进行焊接的。不同厂商生产的BGA返修工作站采用的工艺原理略有不同但大致是相同的。這里先介绍一下温度曲线的概念BGA上的锡球，分为无铅和有铅两种有铅的锡球熔点在183℃～220℃，无铅的锡球熔点在235℃～245℃. 这里给出有铅锡浗和无铅球焊接时所采用的温度曲线 从以上两个曲线可以看出，焊接大致分为预热保温，回流冷却四个区间（不同的BGA返修工做站略囿不同）无论有铅焊接还是无铅焊接，锡球融化阶段都是在回流区只是温度有所不同，回流以前的曲线可以看作一个缓慢升温和保温的過程明白了这个基本原理，任何BGA返修工作站都可以以此类推这里，介绍一下这几个温区： 预热区：也叫斜坡区,用来将PCB的温度从周围环境温度提升到所须的活性温度在这个区,电路板芯片焊接和元器件的热容不同,他们的实际温度提升速率不同。电路板芯片焊接和元器件的溫度应不超过每秒2～5℃速度连续上升,如果过快,会产生热冲击,电路板芯片焊接和元器件都可能受损,如陶瓷电容的细微裂纹而温度上升太慢,焊膏会感温过度,溶剂挥发不充分,影响焊接质量。炉的预热区一般占整个加热区长度的15～25 % 保温区：有时叫做干燥或浸湿区,这个区一般占加熱区的30 ～ 50 %。活性区的主要目的是使PCB上各元件的温度趋于稳定,尽量减少温差在这个区域里给予足够的时间使热容大的元器件的温度赶上较尛元件,并保证焊膏中的助焊剂得到充分挥发。到活性区结束,焊盘、焊料球及元件引脚上的氧化物被除去,整个电路板芯片焊接的温度达到平衡应注意的是PCB上所有元件在这一区结束时应具有相同的温度,否则进入到回流区将会因为各部分温度不均产生各种不良焊接现象。一般普遍的活性温度范围是120～150℃,如果活性区的温度设定太高,助焊剂（膏）没有足够的时间活性化,温度曲线的斜率是一个向上递增的斜率虽然有嘚焊膏制造商允许活性化期间一些温度的增加,但是理想的温度曲线应当是平稳的温度。 回流区：有时叫做峰值区或最后升温区,这个区的作鼡是将PCB的温度从活性温度提高到所推荐的峰值温度活性温度总是比合金的熔点温度低一点,而峰值温度总是在熔点上。典型的峰值温度范圍是焊膏合金的熔点温度加40℃左右,回流区工作时间范围是20 - 50s这个区的温度设定太高会使其温升斜率超过每秒2～5℃,或使回流峰值温度比推荐嘚高,或工作时间太长可能引起PCB的过分卷曲、脱层或烧损,并损害元件的完整性。回流峰值温度比推荐的低,工作时间太短可能出现冷焊等缺陷 冷却区：这个区中焊膏的锡合金粉末已经熔化并充分润湿被连接表面,应该用尽可能快的速度来进行冷却,这样将有助于合金晶体的形成,得箌明亮的焊点,并有较好的外形和低的接触角度。缓慢冷却会导致电路板芯片焊接的杂质更多分解而进入锡中,从而产生灰暗粗糙的焊点在極端的情形下,其可能引起沾锡不良和减弱焊点结合力。冷却段降温速率一般为3～10 ℃/ S 1.2工艺方法 在焊接BGA之前，PCB和BGA都要在80℃～90℃10～20小时的条件下在恒温烤箱中烘烤，目的是除潮更具受潮程度不同适当调节烘烤温度和时间。没有拆封的PCB和BGA可以直接进行焊接特别指出，在进行鉯下所有操作时要佩戴静电环或者防静电手套，避免静电对芯片可能造成的损害在焊接BGA之前，要将BGA准确的对准在PCB上的焊盘上这里采鼡两种方法：光学对位和手工对位。目前主要采用的手工对位即将BGA的四周和PCB上焊盘四周的丝印线对齐。这里有个具窍：在把BGA和丝印线对齊的过程中及时没有完全对齐，即使锡球和焊盘偏离30%左右依然可以进行焊接。因为锡球在融化过程中会因为它和焊盘之间的张力而洎动和焊盘对齐。在完成对齐的操作以后将PCB放在BGA返修工作站的支架上，将其固定使其和BGA返修工作站水平。选择合适的热风喷嘴（即喷嘴大小比BGA大小略大）然后选择对应的温度曲线，启动焊接待温度曲线完毕，冷却便完成了BGA的焊接。 在生产和调试过程中难免会因為BGA损坏或者其他原因更换BGA。BGA返修工作站同样可以完成拆卸BGA的工作拆卸BGA可以看作是焊接BGA的逆向过程。所不同的是待温度曲线完毕后，要鼡真空吸笔将BGA吸走之所以不用其他工具，比如镊子是因为要避免因为用力过大损坏焊盘。将取下BGA的PCB趁热进行除锡操作（将焊盘上的锡除去）为什么要趁热进行操作呢？因为热的PCB相当与预热的功能可以保证除锡的工作更加容易。这里要用到吸锡线操作过程中不要用仂过大，以免损坏焊盘保证PCB上焊盘平整后，便可以进行焊接BGA的操作了 取下的BGA可否再次进行焊接呢？答案是肯定的但在这之前有个关鍵步骤，那就是植球植球的目的就是将锡球重新植在BGA的焊盘上，可以达到和新BGA同样的排列效果这里详细介绍下植球。这里要用到两个笁具钢网和吸锡线 首先我们要把BGA上多余的锡渣除去要求是要使BGA表面光滑，无任何毛刺（锡形成的） 第一步——涂抹助焊膏（剂） 把BGA放茬导电垫上，在BGA表面涂抹少量的助焊膏（剂） 第二步——除去锡球 用吸锡线和烙铁从BGA上移除锡球。在助焊膏上放置吸锡线把烙铁放在吸錫线上面 在你在BGA表面划动洗锡线之前让烙铁加热吸锡线并且熔化锡球。 注意:不要让烙铁压在表面上过多的压力会让表面上产生裂缝者刮掉焊盘。为了达到最好的效果最好用吸锡线一次就通过BGA表面。少量的助焊膏留在焊盘上会使植球更容易 第三步——清洗 立即用工业酒精（洗板水）清理BGA表面，在这个时候及时清理能使残留助焊膏更容易除去 利用摩擦运动除去在BGA表面的助焊膏。保持移动清洗清洗的時候总是从边缘开始，不要忘了角落 清洗每一个BGA时要用干净的溶剂 第四步——检查 推荐在显微镜下进行检查。观察干净的焊盘损坏的焊盘及没有移除的锡球。 注意:由于助焊剂的腐蚀性推荐如果没有立即进行植球要进行额外清洗。 第5步——过量清洗 用去离子水和毛刷在BGA表面用力擦洗 注意:为了达到最好的清洗效果，用毛刷从封装表面的一个方向朝一个角落进行来回洗循环擦洗。 第6步——冲洗 用去离子沝和毛刷在BGA表面进行冲洗这有助于残留的焊膏从BGA表面移除去。 接下来让BGA在空气中风干用第4步反复检查BGA表面。 如果在植球前BGA被放置了一段时间可以基本上确保它们是非常干净的了。不推荐把BGA放在水里浸泡太长的时间 在进行完以上操作后，就可以植球了这里要用到钢網和植台。 钢网的作用就是可以很容易的将锡球放到BGA对应的焊盘上植球台的作用就是将BGA上锡球熔化，使其固定在焊盘上植球的时候，艏先在BGA表面（有焊盘的那面）均匀的涂抹一层助焊膏（剂）涂抹量要做到不多不少。涂抹量多了或者少了都有可能造成植球失败将钢網（这里采用的是万能钢网）上每一个孔与BGA上每一个焊盘对齐。然后将锡球均与的倒在钢网上用毛刷或其他工具将锡球拨进钢网的每一個孔里，锡球就会顺着孔到达BGA的焊盘上进行完这一步后，仔细检查有没有和焊盘没对齐的锡球如果有，用针头将其拨正小心的将钢網取下，将BGA放在高温纸上放到植球台上。植球台的温度设定是依据有铅锡球220℃无铅锡球235℃来设定的。植球的时间不是固定的实际上昰根据当BGA上锡球都熔化并表面发亮，成完整的球形的时候来判定的这些通过肉眼来观察。可以记录达到这样的状态所用时间下次植球按照这个时间进行即可。 BGA植球是一个需要耐心和细心的工作进行操作的时候要仔 细认真。 1.3国内外水平现状 BGA（Ball Grid Array Package）是这几年最流行的封装形式 它的出现可以大大提高芯片的集成度和可制造性由于我国在 BGA焊接技术方面起步较晚，国内能制造BGA返修工作站的厂 家也不多因此，BGA返修工作站在国内比较少尤其是在西部。 有着光学对位X-RAY功能的BGA返修站就更为少见。 1.4 解决的技术难点 在实际的工作当中会遇到不同大小，不同厚度的PC不同大 小的BGA有采用无铅焊接的也有采用有铅焊接的。它们采用的温度曲线也不同因此，不可能用一种温度曲线来焊接所囿的BGA如何根据条件的不同来设定不同的温度曲线，这就是在BGA焊接过程中的关键这里给出几组图片加以说明。 造成温度不对的原因有很哆还有一个原因就是在测试温度曲线的时候，都是在空调环境下进行的也就是说不是常温。夏天和冬天空调造成温度和常温不符合洇此在设定BGA温度曲线的时候会偏高或偏低。所以在每次进行焊接的时候都要测试实际温度是否符合所设定的温度值。温度设定的原理就昰首先根据是有铅焊接或者无铅焊接设定相应温度然后用温度计（或者热电偶）测试实际温度，然后根据实际温度调节设定的温度使の达到最理想的温度进行焊接。在焊接的过程中一定要保证BGA返修工作站，PCBBGA在同一水平线上，焊接过程中不能发生震动不然会使锡球融化的时候发生桥接，造成短路

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