球柵列陣封裝技術(Ball GirdArroy),簡稱BGA封裝,早在80年代已用于尖端軍備、導彈和航天科技中。
隨著半導體工藝技術的發(fā)展,近年來在很多消費性電子產(chǎn)品亦廣泛地使用到BGA封裝IC元件,它對于微型化和多功能化,產(chǎn)品升級起到?jīng)Q定性作用。但是,制造商為防止在運輸及日常使用中造成BGA芯片空焊甚至損壞,在制造過程中加入膠水,結果卻給維修帶來了極大的麻煩;BGA元件的維修在對位,加熱已經(jīng)很難掌控,加入膠水后更加制約維修進度,容易因加熱正面造成反面元件空焊,引起新的不良,甚至因膠水問題造成焊盤脫落而報廢PCBA,所以我們必需有專業(yè)的訓練以及閑熟的技巧及責任心,才能解決破解這些難題.
因為BGA封裝所固有的特性,因此應謹記以下幾點問題:
①防止焊拆過程中引起周圍及反面元件空焊。
②防止靜電積聚損壞。
③熱風焊接的風流及壓力。
④防止損壞PCB上的BGA焊盤。
⑤BGA在PCB上的定位及方向。
⑥植錫鋼片的性能。
BGA元件安裝在PCB板,除了利用錫球焊接PCB外,還在BGA和PCB之間的縫隙注入強力膠水進行加固。而在我們的維修過程中,如何將膠水去掉以利于植球和焊接;在BGA的拆焊過程中,由于對熱風槍溫度和風速的難以掌握,往往會錯手損壞焊盤甚至脫落,碰到這個問題該怎么辦呢?我們還是要有專業(yè)的訓練以及閑熟的技巧及責任心,今后隨著電子產(chǎn)品設計技術的發(fā)展,其內(nèi)部線路將大規(guī)模地集成為單片化BGA,這樣使得BGA的尺寸增大結構復雜(如POP封裝等),事實上現(xiàn)在有些機型已是這樣,而在返修這種大型BGA時,我們應掌握一些較為科學的方法。
一.膠水的處理
據(jù)我們了解,現(xiàn)在在電子產(chǎn)品PCB和BGA之間所使用的膠水,基本是三大類型:①醚類粘膠。②環(huán)氧樹脂粘膠。③聚脂粘膠。而這些膠水在生產(chǎn)時,有可能是雙組份型固化或紫外光固化,因此,如要對其進行溶膠處理,確有一定困難。現(xiàn)在我們所采取的有效辦法是:選取對應的溶膠水(無腐蝕性的)揮發(fā)量小的。拆焊BGA同時又能解除膠水,通過合適的溫度使膠水變軟或脆化,但注意膠水未軟化或脆化前絕不能強行拆拔BGA,否則必損無疑。現(xiàn)在市場上的BGA溶膠水,實際效果并不理想,主要是溶膠時間過長(有些需2-3小時)。而我們采用了"煮湯"辦法大大地加速膠水的溶化:找一個小金屬盒或電飯鍋直接加熱,"煮湯"時將帶有膠水的BGA元件放入,然后倒入小量溶膠水,將蓋合上。"鍋"放置于恒溫焊臺的烙鐵部分,將溫度調(diào)校到200℃~250℃,烙鐵將加熱熔膠水,并加速BGA上膠水的分離。但注意如采用的是揮發(fā)性強的溶膠水被加熱,會造成金屬盒上蓋沖開,所以要小心!而主板上殘存的膠水,則采用恒溫拆焊(定溫230℃~250℃)先將其加熱,然后涂熔膠水,經(jīng)多次反復直至清除。
二.BGA或PCB上焊盤損壞的修復
無論是BGA或是PCB上的焊盤,都是采用銅銀合金通過電鑄沉積出來的,它在常溫時是有足夠的機械強度的,但在溫度影響特別是超溫時,則容易脫落。而對其修復的辦法很簡單并可靠:通過放大鏡或顯微鏡觀察,用較尖的刀鋒將脫掉焊盤留下的"根",小心地刮開一個小凹圓坑,尺寸與原焊盤稍大些,約0.1mm深度,并刮出"根"的金屬光澤出來,用金屬線將“根”焊接好(這一步好用尖細的烙鐵并在顯微鏡下進行)焊點要在牢固的情況下要盡可能小,以避免焊接時造成短路。