BGA重整锡球技术

1、BGA 重整锡球技术在处理球栅阵列 (BGA, ball gridarray) 时，两个最常见的问题是， “我可以重新 使用 BGA 元件吗？ ”我怎样重整元件的锡球？ ”虽然这些明显是个关注，但现 在很少有公司去重整锡球 (reballing) 。在开始之前，应该考虑以下事情。 元 件的可用性元件供应商应该回答这个问题，因为他们知道其元件可忍受多 少次加热周期。假设装配在一块双面 SMT 的印刷电路板(PCB)上的 BGA 经过取 下、重整锡球和重新贴装；很可能在这个工艺过程中，除了元件制造过程中任 何锡球的回流之外，它要经受六次回流周期： 回流装配- 顶面。 回流装配 - 底 面。元件取下

2、。 从元件去掉过多的焊锡。回流新的锡球。元件重新贴装。另一个考虑是，重整锡球过程中，处理元件以及潜在的静电放电(ESD)危害的次数。 在许多情况中，重整锡球过程由于增加劳动时间是没有商业效益 的。在元件价值非常高的情况下，或者由于元件的来源有限，可能需要进行锡 球重整(reball)。重整锡球的方法有两个基本方法最常于重整 BGA 的锡球： 预成形 (preform) 和重整锡球的固定夹具 (reballingfixture) 。 微型模板 (microstencil)可用于对元件上助焊剂和上锡膏。方法一 预成形 (preform) 。重整锡球的一个方法涉及使用焊锡预成形 (通常配合元件的锡球

3、阵列或者保持在纸 张上或者结合在一起 )。这些可从某些焊锡制造商那里获得。如果是共晶锡球， 这些预成形需要在一个受控的环境 (回流炉或头 )使用助焊剂焊接于元件。高 温、非熔化焊锡球需要使用丝印或滴注锡膏的方法来附着于元件。使用BGA 预成形附着锡球阵列的典型工艺步骤是：清除焊锡残留。元件上的焊 盘需要为重新安装锡球作准备。残留焊锡可用焊锡吸锡带 (solderbraid) 清除，和装备有片状烙铁嘴的直接电力烙铁一起使用。用热的烙铁嘴在焊盘上一行一 行地清除。操作员必须小心地保持吸锡带在烙铁嘴与板之间。旧的焊锡可以迅 速去掉，而没有直接烙铁与基板接触的焊盘损伤的危险。随后，元件上的助焊 剂残留

4、应该用认可的溶剂清除，让焊盘区域清洁。 也有非接触式的焊锡清 除方法，使用热空气或氮气来回流焊锡，同时使用真空管来将焊盘区域熔化的 焊锡“吸走”。这个方法也可以是自动的形式或手工工具。虽然它较少接触焊 盘，但可能更化时间，并且要求返工台上通常没有的专门设备。因此，这个方 法可能成本效益低，使用不广泛。 上助焊剂。在放置之前，应该对焊盘区 域使用滴涂 (dispensing) 、印刷 (printing) 或者更常用的刷涂 (brush) 方法来上适当 的助焊剂。 预成形的放置。新的预成形的放置通常是手工操作，定位是通 过边对齐或者一个夹具来将元件焊盘对准预成形。 回流。在上助焊剂和放 置预成形

5、之后，下一步就是回流焊接元件。回流应该是多区控制的，以符合使用的锡膏助焊剂的温度曲线。当回流周期完成后，新的锡球阵列应该已经成功 安装。这时，载体 (carrier) 材料需要去掉，这可通过各种方法来完成。让载体浸 泡在某种消除电离子的水中，用镊子撕掉，或用冲洗、批量清洁系统去掉。 然后，元件需要清除助焊剂残留，这可用几乎任何标准的水洗方法来完成。如 果纸是用批量清洁或喷雾冲刷去掉的，那么本步骤就没有必要。如果使用免洗 助焊剂凝胶，那么热的时候纸很容易撕掉。这样就不需要把纸浸泡掉，由于也 不会需要预干燥，所以带来很大的效益。只有从上到下的完全对流回流才会工 作顺利。如果顶部加热单独使用，那么试

6、样将弓起，把锡球附着到元件边上。 中心的锡球会正确焊接。 也应该注意，有些元件可能对潮湿敏感，因此在 重新贴装到 PCB 之前要求预烘干。 方法二 重整锡球的夹具。这个方法通常涉及元件专门的模板和工具，允许锡膏或助焊剂印刷，并且在回流之前释 放将要放入正确位置的锡球 - 还是在控制的环境中。锡膏供应商那里有不同尺 寸的锡球及化学成分。 插图显示了用于印刷锡膏和非熔化、高温锡球的工 艺过程。这些是用于陶瓷 BGA (CBGA) 元件，通常为 90/10 的成分。 模板 印刷。图一显示锡膏正印到元件上。元件固定在夹具内，锡膏通过化学蚀刻的 模板手工印刷。 放锡球。在第二个阶段 (图二 )，已经取下锡膏印刷模板， 换上可以决定每个锡球位置的较大模板。然后将松散的锡球倒在模板上，落入 所希望的每个印刷焊盘的位置上。当所有开口都已充满后，将多余的锡球扫 除。 回流。在所有锡球都放好后，元件已经准备好回流。图三所示的方法 完全拿走了模板，使用从上面的强制对流来回流锡膏，焊接非熔化的锡球。 一些方法提倡在回流过程