浅谈BGA返修台革新

1、浅谈bga返修站技术革新（深圳市卓茂科技仃限公司）摘要：随着现代电子技术的飞速发展及电子整机产品功能的不断扩展，推动看smt返修 设备向高精度、智能化、多功能、可靠性、可重复性和经济性方向持续发展。卓茂科技 （zm）作为smt行业返修设备的专业bga返修站制造商，受到业界的密切关注，解 决了芯片体积小、引脚多的返修问题。木文重点介绍了 bga返修站开发的新思路及技 术特点，并系统的介绍了芯片封装返修的解决方案。关键字：smt； bga返修站；r8650； pcb1.bga返修站的技术发展趋势为满足电了整机产品体积更小，份量更轻和成本更低的要求，电了产品制造 商们越来越多地采用精密组装微型元器件

2、；然而在实际组装过程中，即使实 施最佳的装配工艺也不能完全避免次品的产生。対丁高精度和高集成度电子 制造业來说，修复与返t是必要的丁序，显然返修设备（bga返修站）不仅 是制造服务范围中不可缺的一项内容，更已成为一项可以带來可观回报的投 资。目前市场上的bga返修站有：a、按种类分为：热风加热与红外加热两种; b、按机器类型分为：二温区与三温区两种（二温区，一般采用上部热风，下 部红外；三温区一般采用，上部，下部热风，底部红外（解决pcb变形）；c、按技术档次分为：手动、半口动和全口动三种（zm是中国第一家口主研发 并生产全自动bga返修站企业）。尽管传统的手工返修、手动返修台仍占市 场主流，

3、但其市场份额止逐渐被半自动及全自动化返修台所替代。这主耍是 因为半自动与全自动返修台的返修速度和精度高于低端的手动，劳动强度有 所降低。先进的封装引脚数增加，对丁精细引脚在装配过程中出现的桥连、漏焊、虚 焊等缺陷，需返修设备也经历巨大的技术变革。随着制造工艺和元件封装技 术的不断变化，电子装配市场对女全可靠，能重复使用且携带便捷的返修设 备的需求不断的提升。在实施返修作业时，如何保障整个丁艺的成功，不造 成任何坏损或是避免返修中出现不必要的热应力至关重耍。因此返修丁艺技 术必须具备足够精确的置放能力以确保pcb板在加热时不发生变形，并且具 备优良的加热控制能力从而节省加热过程中的预备时间并提供

4、最佳的加热曲 线。使bga返修站具有良好的重复性和精密精度。2.bga返修站的设计新概念如我们所知，bga返修站生产工艺的改善需要经过长期摸索、试验及测试， 与生产相配的实时动态可持续改进的质量管理体系（is09001： 2008）是这个smt返修设备行业的最新科研成果，而zm-r8650是目前国内最具实力，且 设计最新概念的第一款返修设备。同时在2010年四川省电了学会smt专委 会、广东省电了学会smt专委会组织国内部份专家进行了评审，且评价此设 备在全球返修设备领域首家使用口动视觉识别系统定位、拆焊、贴装和焊接 等整体返修技术，属国际领先水平。目前的手工对位及光学对位仍存在精度方血问题、

5、操作速度慢现象。进而指 导工艺改善、提高牛产效率、降低成本则成为zm高品质保证的关键手段。 针对这个重点控制环节，促使我们公司提出一种新的对位系统解决方案，该 方案同时满足了 smt返修设备行业的精准度、可重复性和高速运行特征，通 过设计合理的精密机械机构、光学系统、视觉系统及软件系统等实现了自动 定位、拆焊、贴装和焊接功能技术。3.bga返修站的技术特点及重点无论高低端返修bga返修台，有一个共同关键控制技术特点为加热方式；a： 红外的加热原理：前期升温慢，后期升温快，穿透性相对比较强。b：热风加 热原理：热风升温快，降温也快。温度容易很稳定的控制。通过原理分析， 红外加热与热风加热相结合是

6、最佳选择。上下部使用热风加热稳定，升降温 度好控制；底部使用红外预热來防止pcb变形（变形原因，一般是做bga 位置跟pcb的位置温差太大导致，底部预热，给pcb -定热量，让pcb跟 做的bga温度拉少，但不融化）。另一个重点控制要点就是对位，在返修过程中，pcb焊盘与bgaji脚或锡 球对位是否准确，在焊接动作前是一个关键控制点。先进的口动视觉识別系 统定位，将不同型号及不同类型的bga芯片通过图像处理软件自动检测分析 记忆，两者结合形成了一个高精度、功能强大、性能稳定、操作简便的对位 机构。为了防止人为作业时，放置pcb板过程中出现位置存在错位、放偏现 象，此现象是视觉系统及软件系统中的

7、重点，同时也给设计上造成一些技术 难点：a：清晰的图像处理技术；b：系统稳定性；c：检测自动记忆分析位 置精度等。下图1为bga返修台技术鱼骨图。4.bga返修技术解决方案卓茂科技有限公司主要是一家集研发、生产、销售为一体的高新技术企业， 在smt返修设备行业小己创造了 口己的民族品牌，摆脱了外来技术的封锁， 实现产品性能的优化及零的突破，填补了中国此领域的空白，并冃拥有独立 的专利和知识产权。下面是目前bga返修站的四大难题，也是此行业的关键 技术解决方案。4. 1精准的加热（控温）系统热电偶是控温系统的关键，热电偶是用來感应温度的，在使用和安装过程中, 就确保除测试点外，无短接现象发生，否

8、则无法保证测试精度，测量点尽可 能小；另外热电偶在与测度仪连接时，其极性应与测试仪要求一致，才能将 温度转变为电动势，所以连接时有方向要求。无论是热风加热还是红外加热都需通过温度曲线来测量温度的精准度，温度 曲线是指pcb焊盘i】的实际温度，而不是发热体的表面温度。出于不同加热 方式及热电偶放置不一样，有的放在发热体里面，有的放在发热体表面等。 因此很难找出它们与pcb表面温度的对应关系，必须实际测量pcb的焊接 温度曲线。温度曲线上要是测量升温速度、峰值温度等儿大参数。温度曲线 需根据不同的bga来设置，依目前的产品特性，最少耍有两组才够用。即： 有铅焊接和无铅焊接。拆焊一个芯片需要4分钟左

9、右。如果要缩短焊接时间， 提高工作效率，可以根据芯片人小进一步分为两类。16-35mm算做小芯片； 36-50mm算做大芯片；即有铅大芯片焊接、有铅小芯片焊接、无铅大芯片焊 接、无铅小芯片焊接。分类以后，焊接一个小芯片3分钟内可以完成。现在常 用的温控表一般可以贮存10组温度曲线；相对成本高一些的返修设备常用人 机界面贮存50到100组温度曲线；由于温控表及人机界面容纳不下更多温度曲 线，我司已设计了将返修台连接电脑控制使用，以便贮存这些繁杂上万组的 温度曲线。精准的加热系统需通过儿个阶段才能得到测试结果，其屮升温过程非常重 耍，其次为冷却。升温过程中先预热，预热段最先作用于电路板，去除助焊

10、剂中的挥发性成份并旦减少热冲击为焊接做准备。其升温速率必须控制在适 当范围内，升温过快，会产生热冲击，pcb板和元件都可能受损，一些元件 对内部应力比较敏感，元件外部温度上升太快，会造成断裂。升温过慢，焊 锡膏中的溶剂挥发不充分而彩响焊接质量。设定升温速率为3°ca左右，以获 得良好的预热效果，还可以仃效地限制沸腾和飞溅，防止形成小焊锡珠。如 果有浸润区，通常也是在这个阶段。浸润区要在比较小的温度范围内保持设 定的时间，也就是曲线上的平台，使得pcb板在进入焊接之前的整个板上的 温度平衡。这样整个pcb板以近似焊接条件（最高温度和液态时间）以形成 一致的焊点。其带浸润区的曲线也有bg

11、a、qfn、lga和ccga等之类的 元件焊接中使用以减小空洞，清除锡膏中的挥发性成份，减少了助焊剂的出 气，使得焊点中的空洞减小。接着为保温阶段，此段是使pcb±各元件的温 度趋于稳定，接近焊锡膏的熔点，并尽量减少温度差，使其较容易地转变到 再流阶段；保温阶段适用温度范围是160°c190°c,如果温度设定太高， 助焊剂便没有足够的时间活性化，最终影响返修焊接效果。再接着为再流阶 段，此段作用是将pcb板的温度从活性温度提高到所推荐的峰值温度，使焊 锡膏和焊盘以及引脚形成共晶合金。一般有铅锡球熔点183°c,无铅锡球熔点 和峰值温度为217°

12、c,结合热电偶监测电路板上面的温度设置。因此典型的再 流阶段温度范围是210°c245°c。再流队阶段温度设置过高会引起印制板的 变形、脱层或烧损，而忖会损坏元件的完整性。再后为冷却阶段，一般冷却 时间设置60s左右即可。图2为控温中熔锡过程。4. 2精密机械系统精密机械系统是bga返修台的主体结构，给设备提供了稳定的基础，实现 高精度、高效率和高稳定性的前提。bga返修台在返修过程中的运动速度较 为严格，在不同状态下速度有快有慢，另外楮度及稳定性要求很高。所以在 进行精密机械系统设计时，更应该注重结构稳定性和机台的定位精度、重复 定位精度。bga返修台常用的几种主体结构有

13、三种（有一个共同特性是：上部加热头 无论是手动还是自动，但z轴都可以移动）。a、固定上部，工作台手工移动;装卸工件非常方便，操作简单，但是要求的决动块耍求顺畅，移动过程中会 引起很大的运动误差。仅适合精度耍求不高或大的芯片封装返修；b、上部与 丁作台可同时手丁移动；装卸工作丿j便，操作性能好，但返修每个产品操作 复杂需长时间去对位，对位方式稳定。此结构适合精度高，返修频率低的芯 片封装。c、高速自动移动；x轴、y轴和z轴方向都可沿轨导或模组移动, 速度可根据不同的芯片封装进行调整，装配难度高；此结构适合精度高、重 复性高及批量大的返修运动。主体结构形式确定后，还需要从材料特性上考 虑主体结构的

14、设计，主要是对不同芯片封装的材料在温度特性、运动特性及 工艺特性三个方面进行分析（材料中的温度特性主要分析材料热膨胀率、热 导率、热膨胀系数与热导的比值三个参数的影响，运动特性则主要考虑材料 密度和弹性模量的影响，工艺特性需要考虑材料加工特性。），提出针对不同 精度、使用环境、返修效果耍求的bga返修台结构选取适合的材料，确保设 计的合理性。精密机械系统中安全保护措施强弱同时也会影响返修精度，在通常情况下配 有高分辨率的光栅尺作为系统实现闭环控制的位置检测装置，通过系统性控 制可提高bga返修台的定位精度和重复性。4. 3光学系统光学系统相当t bga返修站的“眼睛j是实现高精度、高效率对位的

15、保证。 bga返修站的光7系统主要包括摄像机构、照明机构和相关的安装调整机 构。照明机构主要涉及光源的选择和光源架方式设计等。光源的选择需考虑 光源的类型、品质、功率、电压、寿命及稳定性等，选择时需要结合具体应 用综合考虑选择合适的光源。光源存在几个技术指标是选择必须考虑到的， 分别为色温、显色指数和照度。在观察环境下不应受到其它光线或颜色的干 扰。光源架需要确保光源投射到被测物的测量区域。光学系统中的ccd是返修站摄像机构的关键部件，其摄像机构主耍由ccd 和镜头组成。选择合适的ccd是光学系统设计的重要环节，它直接决定采集 图像的分辨率、图像质量等，且与设备的运行模式密切相关。一个好的cc

16、d 固然能够捕捉到优质的图像，这里不得不提到一个像素的问题，经常有人认 为像索越高其检测效果就越好，越准确。其实问题我们要先了解相机像索、 相机的分辨率和拍摄范围后，才能选择到最佳的。ccd的主要功能将感光信 号转变成有序的电信号，以便软件系统对具进行分析和图像处理等。另外镜 头是ccd成像的辅助光学配件，通过镜头的光学调整以达到相机成像所需的 焦距和清晰度等。图3为bga返修站光学系统方式：4. 4软件系统件系统是bga返修台的“大脑雹软件系统是通过主控pc机和运动控制卡、 图像采集卡等实现对bga返修台的精密控制、对焊盘及bga的特征尺寸的 测量、对所测验缺陷检测验数据进行采集和分析。主机

17、pc机是该系统的核心, 实现机器数据的采集传传输和分析处理等功能。图像采集卡主要完成设备中 的图像采集和数据转换等功能。运动控制卡工要实现机器运动控制信号的采 集，传递增各种工艺数据，动作执行等指令功能。款的bga返修站是通过系统软件设定pcb的mark点自动牛成坐标系， 命令控制系统执行操作；操作过程屮光学系统检测到芯片封装或pcb板移位 的情况下，系统软件将能口动校正；且多轴运动处理器通过pc机口动控制整 个运行系统，无论在焊接、贴装和拆卸模式中，机器x、y轴同时以300mm/s 运行，zl、z2和r轴同时以150mm/s的速度均速移动到设定相应位置。图4 为bga返修站中的软件系统：5

18、结束语国产的bga返修站在smt产线上的应用已很普遍，但高端高精度的bga 返修站开发方面与国外的返修站还有差距，要实现高精度、高软件智能化和 多元化，需要从软件分析法、精密机械加工工艺、图像处理系统来提高bga 返修站的重复性和稳定性。我们基于实际生产需求，从操作简单和智能化的 战略角度入手，已打造了中国第-款新型自动bga返修站，并获得成功应用, 已得到了客户的良好评价。资料1:深入的理解，保证过程控制、节约成本目前的国际研究加强了面阵列封装在全球的趋势。bga、csp以及倒装焊晶 片(flip chip)技术不仅显著地提供了在每平方毫米pcb面积上更多的i/o(输入/输出)，同时它们还具

19、有明显的电气、机械以及单位成本优势。密度 提高、特征尺寸减小以及封装都使得信号的传播距离更短，从而提高了速度 和性能。参见图1。因此，在2002年期待倒焊晶片和先进封装数量的急剧增加 并不神秘，在2003年达到近20亿只。参见图2。生产设备的进步已经使得生产 过程中的ppm失败率可以接受。然而对许多人來说，质量修复仍是-个昂贵 的恶梦。对而阵列封装和生产参数更彻底的理解可以降低对bga返修的惧 怕、保证过程控制并大大节省返工成本。根据大多数操作员的历史经验，三个维修问题仍然很重耍：1. 从板子上移走元件，不对基底、焊盘以及邻近的元件造成损伤。2. 以过程控制的方式重新焊接元件。3. 检查工艺质

20、量。从处理、手工焊接以及检查的观点看，驱动精细间距、外部引线器件（例如 qfp、tab、tcp元件）发展的密度和性能需求引起了大量的返修问题。面 阵列封装没有出现这样的处理问题，使用典型的返修工具不能完成焊接过程, 而且检查也曾经非常困难。如果对这种元件的应用的估计是正确的，那么必 须采取一些措施，使面阵列封装返修対全球无数的返修操作员来说是一个可 行的、用户友好的以及有成本效益的选择。在面阵列封装的整个表面上一致的热量分布和传输，在pcb上的焊盘图形是 很关键的。加热过程和温度曲线必须试图使封装抵达回流并在球熔化时统一 地“落回”或者降到焊盘，与焊盘形成金属间化合物。参见图4,展示了一个专

21、业安装的pbga的光学图片、x光图形以及一个横截面。注意元件是如何落 下的、如何与pcb平行，以及所有的球如何在形状上一致、如何完全“浸润"或者与焊盘接合。另方面，不致的加热会引起封装不均衡地落下或者朝过早地抵达回流的 一边或一角倾斜。如果在此时停止该过程，该元件将不能均匀地落下，该元 件不共平血，因此焊接就不充分。另外，对非常小和轻的csp/倒装焊晶片元 件（参见图7）, 个关键的考虑事项是对流回流炉中的气流速度。需要一个 最小的气流速度以传递热量给元件和pcb,在回流过程中这个速度不能把这 些很轻的元件吹走或者移动。当非常小的共晶锡球处于液态时，任何运动都 会造成球的表面张力和“

22、支撑"功能被破坏，从而导致在冋流时csp完全落到 pcb板上。让我们关注面阵列封装的返修要求和回流目前的缺点。脱焊过程可使用大部 分热空气设备进行，不过最难控制的是重焊过程。返工与生产一样，质量是 最终的目标。在回流炉的密封坏境小生产可获得高质量的bga回流。然而， 返工却不能在一个完全密封的环境中进行，在此，成功取决丁在封装上以及 pcb焊盘上热量分布的致性，在回流中不吹动或者移动元件。在返修情形 屮热量对流传递包括通过喷嘴吹岀加热的空气，喷嘴与元件的形状相同。气 流是动态的，包含层流效应、高低压区域以及循环速度，其木身就是一门复 杂的科学。当把这些物理效应和热量吸收和分布结合起來

23、时，很明显，用丁本地区域加 热的热空气喷嘴的构造，以及正确的bga修复是一项复杂的任务。任何压力 波动或者热空气系统所要求的压缩气源或者泵的问题都会从根本上降低机器的性能 某些热空气喷嘴被设计成与pcb接触以便提供更连贯的循环和热量分布，如 果邻近的元件太接近（在此不允许喷嘴与板子接触），这种喷嘴就会遇到共面 性问题和空间问题。这会破坏喷嘴中所希望的空气循环样式，导致bga加热 不均匀。另外，必须退出喷嘴的加热的空气常常会加热邻近的芯片、把它们 吹走，或者烧伤邻近的塑料元件。半口动对流修复系统常常提供存储大量“温度曲线''的功能。清楚地理解温度 曲线的作用。在牛产机器中，精确的

24、温度曲线是过程控制的关键，它可确保 所仃焊点统一加热并达到充分的峰值温度。设置生产参数的起始点是实际的 板了温度。通过分析实际的材料温度，工艺师可以调整机器的加热区域参数, 以便获得希望的板子温度曲线。可以存储人量加热元件的温度曲线和/或气流温度的对流返修机器，只能作为 板了上热量情况的近似指示。更精确的方法是在回流过程中连接一个k型热 偶到pcb来检验pcb板或者元件的实际温度曲线。另外，过程控制的最终 形式是在过程中对焊点进行实际检查，也就是观看回流点。红外线回流焊炉 和修复设备并不是新面孔。然而，由于以前使用的短波长ir有限的物理效应, 红外线已经失去了一些市场。当热辐射均一地分布时，颜

25、色深或者浅的物体 吸收和反射热辐射并不均衡。虽然这样的热源对pcb预热是完全可接受的， 但是对冋流使用短波长ir常常在反射引线达到合适的冋流温度前使颜色深 的元件体和fr4基底材料过热。而阵列封装返修站的购买决定必须从技术要求的可靠基础开始，过程控制非 常重要。该设备必须能够让每个操作员始终确保质量，同时提高易用性。为 获得高的投资冋报，在灵活性方面，它应当能够完成smd、th、犁料连接 等等。这将以最小的成本提供最大的用途。过程控制的面阵列封装返修现在是业内最热的主题z-o使用这个先进的封 装技术的期望的趋势，不必再使修复操作员惧怕（从易用角度看），不必再使 质量控制检验员惧怕（从过程控制角

26、度看），不必再使采购部门惧怕（从资本 投入和运作成本角度看）。通过提供更细致的对各种而阵列封装的设计、生产 回流的要求以及可用的修复技术的理解，很明显，通过返回到基础，每个人 都会成功。资料2: bga的焊接接收标准与返修2.1热管理当进行pcb的布局设计时，必须考虑印制电路装配的热管理问题。例如, 如果在pcb的个区域范围内，bga器件聚集在起则可能在回流炉中引 起pcb的热不平衡。在pcb的某个区域内集小放置许多大的bga,可能会 要求较长的加热周期，由此会造成pcb上较少元件区域内元件的烧坏。相反 pcb的元件较少区域己达到焊接温度，而有bga的区域温度还很低，助焊 剂还来不及从bga焊

27、点屮排出就完成了 pcb的焊接周期，从1门|起空洞或 者焊球在焊盘中未能熔化。2.2过孔组装bga的pcb过孔位置的设计要严格按有关标准要求进行。任何与 bga元件焊盘相邻的过孔必须很好的地覆盖阻焊层，不覆盖阻焊层，会有过 多的焊料从焊盘流到过孔中，从而引起焊盘与相邻过孔的短路。2.3焊盘几何形状和直径器件封装引脚排列密度对焊盘几何形状和直径有直接的影响。同样，bga 元件具有不同的尺寸、形状和复杂性。封装尺寸的不断减小，焊盘的几何形 状和直径将要求检测技术具备更高的清晰度。1 bga器件的验收标准对于组装在卬制电路组件上的bga器件来说，验收标准是一个比较重要 的问题。bga元件未应用丁产品

28、设计之前，多数pcb制造商在其工艺检查 中并未使用x光检测系统，而使用传统的方法來测试pcb器件，如自动光学 检查、人t视觉检查、制造缺陷分析的电气测试以及在线与功能测试。可是 这些方法并不能准确检测到所陷藏的焊接问题，如空洞、冷焊和桥接。x射 线检测技术可有效地发现这类问题，同是可以进行实时监测、提供质量保证 并且可以实现过程控制的即时反馈。3.1 x射线评估在第一块组装bga器件的pc时，x射线可以通过焊盘边缘、开路、短 路、桥接和空洞附近粗糙的未焊接区域的情况来评估再流焊的程序。开路、 不接触等情况表示焊膏未能充分回流。短路桥接可能是由丁太高的温度，焊 料液化时间太长，使它流出焊盘并存在

29、于相邻焊盘之间从而造成短路。需要客观地评估空洞。发现空洞不怕，关键是焊点还能够焊接在焊盘上。 但是理想的怙:况是焊点内无空洞。空洞可能是由于污染和锡/铅或助焊剂在焊 膏内不均匀分布等形成的。另外，翘曲的pcb可能造成不充分焊接。开路的 焊接点也可能存在。空洞的数量与尺寸是验收合格的关键因素。通常，允许单个空洞尺寸最 大为焊料球直径的50%,如果焊料是由回流的焊料所包围，焊料球将附着在 焊盘上，50%的空洞还允许bgax作，这虽然是一个非常临界的标准，电气 性能可能会满足要求，但机械强度会受到影响。含有bga的pcb必须使用能够分辨至少小于100pm直径孔的x光系统来评 估。x光系统必须能够对在

30、测单元从上往下和倾斜两个方向观察。x光检查 是成功焊接bga的可靠保证。3.2建议的验收标准 接收标准将帮助x射线检查系统确认许多典型的焊接问题，这些问题会与bga器件的使用有关。包括几方面的内容。(1) 空洞焊接空洞是由于在bga加热期间焊料中夹杂的化合物膨胀所导致的。仃 空洞的bga焊接点可能将来会w起失效等工艺问题。验收标准为，焊接点屮 的空洞不应该超过焊料球直径的20%,并且没有单个空洞出现在焊接点外表。 如果多个空洞可能出现在焊点中，空洞的总和不应该超过焊料球直径的20%。(2) 脱焊焊点不允许脱焊焊点。(3) 桥接和短路当在焊接点有过量的焊料或者焊料放置不适当时，经常会发生桥接和短

31、 路。验收标准耍求焊点不能存在短路或桥接。(4) 不对准x光图像将清楚地显示出bga焊料球是否准确地对准pcb上的焊盘。(5) 断路和冷焊点当焊料和相应的焊盘不接触或者焊料流动欠佳时，发生断路和冷焊点问题。 这是坚决不允许的。2 bga返修工艺多数半导体器件的耐热温度为240。c600 c,对于bga返修系统来说，加热温度和均匀性的控制显得非常重要。bga返修工艺步骤如下。(1)电路板、bga预热电路板、芯片预热的主要目的是将潮气去除，如果电路板和bga内的 潮气很小(如芯片刚拆封)，这一步可以免除。(2) 拆除bga拆除的bga如果不打算重新使用，而且pcb可承受高温，拆除bga 可采用较高

32、的温度(较短的加热周期)。(3) 清洁焊盘清洁焊盘主要是将拆除bga后留在pcb表血的助焊剂、焊膏清理掉，必须使用符合要求的清洗剂。为了保证bga的焊接可靠性，一般不能使用焊 盘上的残留焊膏，必须将旧的焊膏清除掉，除非bga±重新形成bga焊料 球。由于bga体积小，特别是csp (或pbga),体积更小，清洁焊盘比较 困难，所以在返修csp时 如果csp的周围空间很小，就需使用免清洗焊剂。(4) 涂焊膏、助焊剂在pcb上涂焊膏对于bga的返修结果有重要影响。通过选取用与bga 相符的模板，可以很方便地将焊膏涂在电路板llo对于csp,有3种焊膏可以 先择：rma焊膏，免清焊膏和水溶

33、性焊膏。使用rma焊膏，回流时间可略 长些，使用免清洗焊膏，回流温度应选的低些。(5) 贴装贴装的主要目的是使bga上的每一个焊料球与pcb上的焊盘对准。必 须使用专门的设备来对中。(6) 热风回流焊热风回流焊是整个返修工艺的关键。(a) bga返修回流焊的曲线应当与bga的原始焊接曲线接近，热风回流 焊曲线可分成四个区间：预热区、加热区、冋流区和冷却区，四个区间的温 度、时间参数可以分别设定，通过与计算机连接，可以将这些程序存储和随 吋调用。(b) 在回流焊过程屮要正确选择各区的加热温度和时间，同时应注意升 温的速度。一般，在100 c以前，最大的升温速度不超过6'c/s, 100s

34、 c以后 最大的升温速度不超过3 c/s,在冷却区，最大的冷却速度不超过6 c/so因为 过高的升温速成度和降温速度都可能损坏pcb和bga,这种损坏有时是肉 眼不能观察到的。不同的bga,不同的焊膏，应选择不同的加温度和时间。 如cbga bga的回流温度应高于pbga的回流温度，90pb/10sn应较 63sn/37pb焊膏选用更高的回流温度。对免洗焊膏，其活性低于非免洗焊膏, 因此，焊接温度不宜过高，焊接时间不宜过长，以防止焊料颗粒的氧化。(c) 热风回流焊屮，pcb板的底部必须能够加热。这种加热的目的有二个: 避免由tpcb板的单面受热而产牛翘曲和变形；使焊膏熔化的时间缩短。对 人尺寸

35、板的bga返修，这种底部加热尤其重要。bga返修设备的底部加热 方式有两种，一种是热风加热，种是红外线加热。热风加热的优点是加热 均匀，一般返修工艺建议采用这种加热。红外加热的缺点是pcb受热不均匀。(d) 耍选择好的热风回流喷嘴。热风回流喷嘴属丁非接触式加热，加热时 依靠高温空气流使bga上的各焊点的焊料同时熔化。保证在整个冋流过程中 有稳定的温度环境，同时可保护相邻器件不被对流热空气回热损坏。资料3:维修曲线的设定与调整说到bga器件的维修(rework),首当其冲的莫过于温度曲线(themal profiling)的设定。与正常生产的再流焊(reflow)温度曲线相比，维修过程 対温度控

36、制的要求则要高得多。因为在常规的再流焊炉腔内，温度流失几乎 为零。而对丁维修而言，-般情况都是将pba暴露在空气中对单个器件实施 高温处理，在这种情况下，温度的流失相当严重，对此，绝不能单靠升温來 达到温度的补偿。这是因为一方血对丁器件体而言，过高的温度显然会损坏 器件本身，而另一方而，升温必然造成pba的受热不均引起弯曲变形等负面 影响，因此，设定合适的温度曲线是bga维修的关键。另外，由于pba的 材质，厚度及散热情况都不同，对应bga的温度敏感程度也各不相同。为了 达到满意的维修效果，也就是对不同的pba上的每一种器件设定一条专用的 温度曲线。图1是kester参考曲线图，它显示了正常再流焊和bga温度曲线的 对比情况。通过图形我们可以看到，bga曲线的温度从初始预热区后到焊锡 熔点(183°c)所需要的时间相对更长，而在加热区的升温斜率也更加平滑。 这条bga的温度曲线，这就是我们维修所耍追求的目标。为了获得一条较为精确的温度曲线，热电偶的使用是必不可少的，一般说 來，都是要将热电偶放到bga中心部位的焊盘上。但这样做主要问题在于很 难保证将热电偶连线能穿过焊球间的空