1、B G A 返 修 技術(shù)手冊,前言,隨著電子產(chǎn)品向小型化、便攜化、網(wǎng)絡(luò)化和高性能方向發(fā)展， 對電路組裝技術(shù)和I/O引線數(shù)提出了更高的要求，芯片體積越來 越小，芯片引腳越來越多，給生產(chǎn)和返修帶來困難。原來SMT 中廣泛使用的QFP（四邊扁平封裝），封裝間距的極限尺寸停 留在0.3mm，這種間距引線容易彎曲、變形或折斷，相應地對 SMT組裝工藝、設(shè)備精度、焊接材料提出嚴格的要求，即使如 此，組裝小間距細引線的QFP，缺陷率仍相當高，最高就可達 6000ppm，使大范圍應用受到制約. BGA以球柵陣列式的封裝形式出現(xiàn),滿足了更小、更快和更高 性能的電子產(chǎn)品的要求。這些低成本的包裝可在許多產(chǎn)品中找 到

2、,芯片引腳分布在芯片封裝的底面 ，這就可以容納更多的I/O數(shù) 且可以較大的引腳間距如1.5、1.27mm代替QFP的0.40.3mm， 很容易使用SMT與PCB上的布線引腳焊接互連，因此不僅可以 使芯片在與QFP相同的封裝尺寸下保持更多的 封裝容量，又使I/O引腳間距較大，從而大 大提高了SMT組裝的成品率 ,因而BGA封裝,技術(shù)在電子產(chǎn)品生產(chǎn)領(lǐng)域獲得了廣泛使用。 按封裝材料的不同，BGA元件主要有以下幾種： PBGA（plastic BGA,塑料封裝的BGA）； CBGA（ceramic BGA,陶瓷封裝的BGA）； CCBGA(ceramic column BGA,陶瓷柱狀封裝的BGA)；

3、 TBGA（tape BGA, 載帶狀封裝的BGA）； 球柵陣列封裝的BGA的確是有不可否認的優(yōu)點,但是這項技中 存在問題仍待進一步的討論,因為BGA的焊點在BGA分布在 BGA的底部,只能用X射線和電器測試電路的方法來檢測BGA 的互連完整性,精細引腳在裝配過程中出現(xiàn)的橋連、漏焊、缺 焊等缺陷，利用手工工具很難進行修理，難以休整焊接端,需 要用專門的返修設(shè)備并根據(jù)一定的返修工藝來 完成。 備注：本文件只是對BGA返修的過程進行描述 設(shè)備的操作要參考我們制作的操作指導書。,X-ray檢測BGA不良,BGA的拆除安裝,BGA植球,息息相關(guān)的,BGA印錫,PCB/BGA焊盤清潔,BGA存放處理方式

4、,必 備 知 識,安全預防,相關(guān)設(shè)備儀器的操作,維修環(huán)境控制,BGA返修流程,BGA不良原因來料評估 (外觀檢查/X-RAY檢測/維修區(qū)電性分析),拆B(yǎng)GA（壓件,偏移,反向,短路之類的不良）,BGA重新安裝使用,BGA/PCB焊盤拖錫,焊盤清洗,BGA 印錫/植球,對植好錫球的BGA加熱使錫球成型,在BGA的錫球上印錫,將印好錫的BGA貼裝在PCB板上,加熱焊接,待冷卻后,進行X-RAY檢查測,做維修記錄/記號,交還送修人,OK,NG,BGA返修流程的紅色部分是需要用到 BGA維修鋼片（BGA印錫和BGA植球）,PCB/BGA烘烤,來料評估（BGA不良判定）,BGA技工的檢測方式是 X-RA

5、Y檢測,使用檢測儀 器是XL6500（dage)X-RAY 相關(guān)X-RAY的操作要參考 X-RAY檢測技術(shù)手冊,X-RAY檢測BGA不良,短路,虛焊,虛焊,偏移不良圖象,短路,少錫,氣孔,氣孔,壓件不良圖象2,壓件不良圖象1,壓件,壓件,X-RAY檢測BGA不良,確定維修方法,BGA技工檢測出BGA不良后，根據(jù)BGA不良情況，確定 合適的維修方法，根據(jù)正確的維修方法對BGA進行維修， BGA房維修BGA維修方式有重新焊接BGA/更換BGA/安裝 BGA/重新安裝BGA四種，下表是具體的描述：,PCB/BGA烘烤,對于PCB拆封超過48H和BGA拆封超過24H的，都要進行烘烤 后才可以進行維修，

6、烘烤方法：將PCB板直接放在烘烤箱的托 盤上，BGA要放在專用的托盤上，在放在烘烤箱的托盤上，打 開烘烤箱電源，設(shè)置溫度，開始進行烘烤（烘烤箱的操作方法 參考烘烤箱的操作指導書）具體PCB/BGA的烘烤參考條件如下：,注意：實際的烘烤條件要根據(jù)客戶要求和公司濕敏度元氣件控制 要求進行烘烤。,烘烤箱,BGA拆除（PACE）,一、所需的工具、設(shè)備： PACE維修臺、防靜電環(huán)、防靜電手套、鑷子、吸筆等 二、操作步驟: 1、打開儀器電源開關(guān),確認儀器顯示屏上顯示為profile=0XX,即調(diào)用程序為XX. (XX指的是01、02或03,272、328BGA用03，385和409BGA用02,601BG

7、A 用01).若不是, 按一下控制面板1上的“RECALL”鍵,然后輸入“XX”,再按“YES” 2、根據(jù)BGA的尺寸大小,封裝形式,有鉛/無鉛來選擇合適的程序(不同的程序都 有設(shè)置不同的溫度) 3、根據(jù)BGA的尺寸大小來選擇合適的加熱噴嘴 4、先將PCB板放在PACE返修臺上,將加熱噴嘴對準BGA，打開加熱開關(guān),待 BGA錫球熔化將BGA取下.放入下一工序,三、注意事項: 1、戴防靜電手環(huán),防靜電手套操作 2、拆除時要等錫球熔化后才可將BGA取下, 不可強行夾取會跳銅皮. 3、實際的溫度曲線參考測試儀測試的結(jié)果,PACE返修臺,BGA拆除（RD-500）1,一、所需的工具、設(shè)備： RD-50

8、0維修臺、BGA接取模具等 二、操作步驟: 1.、打開電源開關(guān) ，打開電腦，把電腦桌面上“RD500” 圖標打開，顯示屏界面 上將會顯示提示”MECHA INTALING”提示字幕，此時將返修站臺上電 源開關(guān)打開，系統(tǒng)完成自檢.用鼠標雙擊圖標RD500.exe, 系統(tǒng)完成對RD-500 的檢查后運行至主界面； 2、在返修平臺上固定PCBA，在操作平臺上根據(jù)PCBA大小和形狀來調(diào)整夾具 寬度與限定位置，使PCBA上需返修的BGA元件處于發(fā)熱體的正下部; 3、根據(jù)返修BGA元件的大小、形狀選定噴咀與真空吸嘴，同時根據(jù)PCBA板的 大小選定防止受熱變形支撐檔桿和夾具; 4、在顯示屏界面選取返修程序，

9、點擊如圖2 “Devalopment”圖標將會出現(xiàn) ”Profile Name”中選定BGA吸取溫度曲線程序; 5、根據(jù)BGA尺寸大小和客戶要求選取最適合的拔取或貼裝程序， 選擇 “Removal” 拔取程序 6、 用鼠標單擊OPTICS選項卡, 再單擊OPTICS ARM按鈕,鏡頭伸縮臂移動到 上下噴咀中間； 7、調(diào)節(jié)水平方向控制旋鈕（兩個方向-如下圖標示）調(diào)整PCBA的位置，將,BGA拆除（RD-500）2,BGA移動到上下噴咀的正中心（參照屏幕，使用兩個亮度調(diào)節(jié)旋鈕調(diào)整 光亮度，將吸嘴圖像調(diào)整到 BGA的上表面中心）; 8、用鼠標單擊OPTICS ARM按鈕，鏡頭伸縮臂收回，再單擊 De

10、veloment 選項卡，回到程序運行界面; 9、用鼠標單擊START按鈕，上噴咀落下到BGA上表面，拆除程序開始運行， 此時，要使用上噴咀位置調(diào)整按鈕（如下圖標示）調(diào)整上噴咀到距離BGA 上表面約5MM的位置 ； 10、程序運行完成后吸嘴自動將BGA吸起，待冷卻15秒左右，使用專用制具 接住BGA下面，用鼠標單擊VACUM報復ON/OFF按鈕，BGA會釋放到制 具中; 三、注意事項; 1、戴防靜電手環(huán),防靜電手套操作 2、一定要選擇“Removal” 拔取程序，否則 機器不能自動吸取 3、實際的溫度曲線參考測試儀測試的結(jié)果,RD-500返修臺,PCB/BGA焊盤清潔,一、使用物料,二、設(shè)備工

11、具： 無毒恒溫烙鐵(37020/60W)、恒溫烙鐵(32020/60W) 無塵布、防靜電手環(huán)、防靜電手套等,型號：900M-T-K,三、操作步驟: 1、用烙鐵將拆下的BGA上的余錫托平，再將BGA所在PCB上的焊盤托平。 2、用無塵布蘸清洗劑對BGA焊盤和PCB焊盤進行清洗。 3、用放大鏡檢查BGA焊盤和PCB焊盤上沒有錫掛尖和松香殘留。 4、將PCB放入待裝BGA的工序，將BGA放入印錫、植球工序。,PCB/BGA焊盤清潔,PCB/BGA焊盤,四.注意事項: 1、RoHS產(chǎn)品使用RoHS烙鐵和RoHS焊錫絲。 2、戴防靜電手環(huán)操作。 3、BGA和PCB焊盤上不可有錫掛尖和高低不平。 4、BG

12、A和PCB焊盤上不可有松香和清洗劑殘留。,BGA印錫1,一、印錫所需的工具、設(shè)備： 印錫鋼網(wǎng)、刀片、托住BGA空托盤、清洗劑、無塵布、印錫/植球器等 二.操作步驟: 1、按照BGA尺寸,及錫球間距準備好印錫鋼網(wǎng),將鋼網(wǎng)固定到BGA印錫/植球器 的印錫制具上. 2、將鋼網(wǎng)對準BGA錫球向下放.調(diào)整上、下、左、右 和角度旋扭，對正后將 螺母旋緊. 3、用刮刀取少許錫膏按一定方向在小鋼網(wǎng)上有規(guī)則將錫膏刮印到BGA焊盤或 者BGA錫球上(用力要均勻，不要太重,3次左右為佳). 4、錫膏刮均勻后,撥動印錫/植球器氣動按鈕,升起返修小鋼網(wǎng).滑動印錫/植球中 的移動模 塊至返修臺的中間位置,取下印錫OK的B

13、GA器件.放入規(guī)定區(qū)域, 等待安裝.(客戶提供的新BGA只需要在BGA錫球上印錫即可安裝器件),三、注意事項; 1、戴防靜電手環(huán)操作。 2、印錫在BGA焊盤或錫球需均勻，印錫所用的錫膏型號需用產(chǎn)品實際生產(chǎn) 時所需的錫膏，當產(chǎn)品不生產(chǎn)，錫膏已回庫需用其他型號的錫膏，需經(jīng) ME工程師確認;,BGA印錫2,3、BGA焊盤印錫之前需要將焊盤拖平，并清潔干凈BGA焊盤，印錫厚度要 均勻，印錫不可出現(xiàn)偏移和短路等不良; 4、BGA錫球印錫注意印在錫球上的錫膏要均勻，不可以出現(xiàn)局部錫球少錫 現(xiàn)象; 5、有鉛與無鉛的區(qū)分，鋼片用完后及時清洗。,備注：該BGA印錫針對的已經(jīng)有錫球的BGA或者BGA錫球間距較小不

14、用植球 的BGA.這樣印錫后BGA可以直接安裝到PCB上.,BGA印錫/植球器,BGA植球,一、印錫所需的工具、設(shè)備： 印錫,植球鋼網(wǎng)、錫球、刀片、BGA托盤、清洗劑、無塵布、印錫/植球器等 二、操作步驟： 1、依據(jù)BGA尺寸(錫球間距,BGA尺寸)選擇印錫鋼網(wǎng)和植球鋼網(wǎng) 2、將處理過(托錫,清潔)的BGA放到印錫/植球器的移動滑塊上,先后對準印錫, 植球鋼片的BGA鋼網(wǎng)開口. 3、BGA元件與印錫,植球鋼片都對準后.先將BGA(已經(jīng)清潔過焊盤)對正印錫 鋼網(wǎng)孔,用刮刀印錫到BGA焊盤上.然后移動滑塊到植球鋼網(wǎng)下并對正植球 鋼網(wǎng)孔,植球鋼網(wǎng)要有相隔約0.2MM的距離壓在印錫的BGA焊盤上，輕輕

15、 將錫球刮到已經(jīng)印錫的BGA焊盤上. 4、將BGA從滑塊上取下,注意不能碰到BGA上的錫球，植球好的BGA單獨放 置在一個區(qū)域,檢查錫球是否全部粘到焊盤上,否則用針頭點錫球到焊盤上. 5、將以上操作OK的BGA 放到 PACE的加熱平臺上加熱,形成BGA的錫球. 四.注意事項: 1、擇合適大小的BGA錫球，一般1.27MMPITCH的BGA選擇0.76MM的錫球， 1.0 MM PITCH的BGA選擇0.5MM，0.8MM PITCH的BGA選擇0.4MM， 0.65MM PITCH 的BGA選擇0.3MM， 0.5MM PITCH的BGA選擇0.25MM 的錫球; 2、植球好的BGA要及時加

16、熱熔成圓形錫球;,安裝BGA（PACE),一、所需的工具、設(shè)備： PACE返修臺.鑷子.吸筆等 二、操作步驟： 1、根據(jù)BGA的尺寸大小,封裝形式,有鉛/無鉛來選擇合適的程序(不同的程序都有 不同的溫度) 2、將印好錫的BGA裝在PCB板上,一定要將BGA完全的對準在絲印內(nèi)，不可以 偏移，盡量一次放好，避免來回的挑動，負責會破壞錫膏。 3、將裝好BGA的PCBA板放在PACE返修臺上,將加熱噴嘴對準BGA,打開開關(guān) 開始加熱,待加熱停止后，將PCBA板在加熱臺上冷卻一下，在將產(chǎn)品取下。 4、將裝好的BGA進行X-RAY檢查(檢查標準根據(jù)X-RAY不良判定標準和品質(zhì)檢 查標準)，檢測出不良要重新

17、進行維修。 5、在修好的產(chǎn)品上做維修記號，在報表上登記。 四、注意事項： 1、戴防靜電手環(huán),防靜電手套操作。 2、手動貼裝BGA時，盡可能的一次貼到絲印內(nèi)，避免來回的挑動。 3、安裝時要看到BGA坍塌,而且要等到程序自動停止方可。 4、維修后的BGA一定要進行X-RAY檢查。,相關(guān)的溫度設(shè)置參考后面的制作的溫度設(shè)置參考,安裝BGA（RD-500)1,一、所需的工具、設(shè)備： RD-500維修臺 二、操作步驟: 1.、打開電源開關(guān) ，打開電腦，把電腦桌面上“RD500” 圖標打開，顯示屏界面 上將會顯示提示”MECHA INTALING”提示字幕，此時將返修站臺上電 源開關(guān)打開，系統(tǒng)完成自檢.用鼠

18、標雙擊圖標RD500.exe, 系統(tǒng)完成對RD- 500的檢查后運行至主界面； 2、在返修平臺上固定PCBA，在操作平臺上根據(jù)PCBA大小和形狀來調(diào)整夾具 寬度與限定位置，使PCBA上需返修的BGA元件處于發(fā)熱體的正下部; 3、根據(jù)返修BGA元件的大小、形狀選定噴咀與真空吸嘴，同時根據(jù)PCBA的 大小選定防止受熱變形支撐檔桿和夾具; 4、在顯示屏界面選取返修程序，點擊如圖2 “Devalopment”圖標將會出現(xiàn) ”Profile Name”中選定BGA安裝的溫度曲線程序; 5、同時將噴嘴與PCBA板上需返修的貼放BGA大致對齊; 注意BGA元件的極性 方向要與PCBA板上的極性標識對應，以免

19、BGA元件方向貼錯. 把好的BGA 材料放在工裝模具里面，放置在光學系統(tǒng)鏡頭上端，發(fā)熱體自動下降吸取 BGA，在光學系統(tǒng)微調(diào)橫向、縱向、角度，旋轉(zhuǎn)手柄，進行 BGA的精確貼 放,同時調(diào)整攝影光線強弱，使PCBA板上的BGA焊盤的待裝BGA錫球完全 吻合;,安裝BGA（RD-500)2,6、用鼠標單擊OPTICS選項卡, 再單擊OPTICS ARM按鈕,鏡頭伸縮臂移動到上 下噴咀中間 ； 7、將BGA印錫制具上模去掉,將下模連同BGA一起放置于鏡頭伸縮臂的鏡頭上 方(以雙向固定定位條定位)； 8、用鼠標單擊Component pick按鈕,吸嘴自動吸取BGA后將印錫制具下模拿走 9、使用水平方向

20、旋鈕及角度旋鈕調(diào)整PCBA位置及BGA角度,使BGA焊點圖像 和PCBA焊盤焊點圖像完全重合（使用兩個燈光調(diào)節(jié)旋鈕調(diào)節(jié)BGA及PCBA 焊盤光亮度,使用ZOOM垂直滾動條調(diào)節(jié)圖像大小,以方便看清圖像重合)； 10、用鼠標單擊START按鈕，上噴咀向下移動到PCBA表面并將 BGA放置到 PCB焊盤上，程序開始運行后使用噴咀高度調(diào)節(jié) 按鈕將噴咀調(diào)高到距離BGA 表面5mm位置; 11、在”Development”下選取最佳貼裝程序，在貼放程序下，在電腦軟件控制下 進行熱風回流加熱，熱風回流加熱溫升到頂端，上端發(fā)熱體將自動上升，點 擊”START” ,發(fā)熱體自動下降，進行精確貼放完全焊接; 12、

21、程序執(zhí)行完成后，隔3060秒 讓PCBA板自然冷卻; 取下PCBA板 ,先目視 BGA元件有無偏移、反向和邊上有無異物，再進行X-RAY檢查BGA焊接是 否良好，焊點有無偏移、虛焊、短路等不良，BGA邊上的元件有無偏移、 缺件、少錫等不良，如有需要維修好; 13、重復212開始下一個產(chǎn)品的安裝過程;,安裝BGA（RD-500)3,14、返修臺使用完后，先關(guān)閉電腦，再將電源開關(guān)撥到關(guān)（0）的位置，電源顯 示燈熄滅，拔掉電源插頭 。 三、返修BGA的溫度曲線要求: 1、溫度曲線程序主要參照返修儀供應商提供的回流焊曲線標準而制定; 2、每次返修BGA必須要溫度曲線達到要求才可以開始返修BGA產(chǎn)品;

22、3、當溫度曲線有異常的情況，需要及時找ME工程師進行確認和處理; 四、注意事項： 1、戴防靜電手環(huán),防靜電手套操作。 2、貼裝時不可碰到BGA上引的錫膏。 3、機器在貼裝時，如果出現(xiàn)錯誤就點擊取消， 不可強行的停止機器。 4、一定要檢查選擇的是安裝的程序。 5、維修后的BGA一定要進行X-RAY檢查。,電源開關(guān),RD500返修臺整機示意圖,溫度設(shè)置（ PACE BGA返修臺）1,設(shè)置溫度首先要根據(jù)產(chǎn)品使用錫膏（有鉛/無毒）的標準，產(chǎn)品的大小，厚度 BGA的大小，厚度，封裝形勢，產(chǎn)品是否有模具，是否有特殊的要求等來設(shè)置 維修產(chǎn)品的溫度曲線。 一、設(shè)置操作步驟： 1、先編輯一個程序名（方便以后的使

23、用，如果以后還有此類產(chǎn)品的維修可以 直接將此程序調(diào)出）開始在此程序名上設(shè)置相關(guān)的數(shù)據(jù)。 2、先選擇產(chǎn)品預熱，再設(shè)置預熱需要的時間/溫度/風量。 3、再選擇產(chǎn)品浸泡，再設(shè)置浸泡需要的時間/溫度/風量。 4、再選擇產(chǎn)品回流，再設(shè)置回流需要的時間/溫度/風量。 5、如果產(chǎn)品需要加速冷卻，就選擇制冷，設(shè)置制冷時間/風量。 二、PACE BGA維修臺溫度設(shè)置參考：參考下面附件,溫度設(shè)置（ PACE BGA返修臺）2,三、注意事項: 1、溫度設(shè)置后一定注意保存，否則會默認設(shè)置前的程序。 2、實際的溫度要以測試出的溫度曲線為準。 3、每個不同的溫度都編輯一個程序名，方便以后使用。 4、溫度曲線測試使用KIC2000測溫儀測試設(shè)置的溫度是否正確。,溫度設(shè)置（ RD-500 BGA返修臺）1,一、設(shè)置操作步驟： 1、在操作界面上先新建一個程序名或另存一個程序名， 2、共計有5個溫區(qū)可以設(shè)置，可以根據(jù)不同的溫度需求設(shè)置不同的溫度，可 以設(shè)置上下溫區(qū)，和輔助的預熱加熱區(qū)。 3、溫度設(shè)置后，點擊保存程序。 二、RD-500 BGA維修臺溫度設(shè)置參考：,溫度設(shè)置（ RD-500 BGA返修臺）10,三、注意事項: 1、溫度設(shè)置后一定注意保存，否則會默認設(shè)置前的程序。 2、實際的溫度要以測試出的溫度曲線為準。 3、每個不同的溫度都編輯一個程序名，方便以后使用。 4、可以直接在RD-500維修臺上測試溫度