企业回收bga的重新植球.doc

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1、回收BGA的重新植球ByWilliamJ.Casey　　本文介绍，回收象BGA这样越来越贵重的元件的一个试验结果。　　BGA元件正迅速成为密间距和超密间距技术所选择的封装。在提供一个可靠的装配工艺的同时达到高密度的互连，使得在工业范围内越来越多地采用这种形式的元件。可是，这些元件的大量出现与其不断增加的成本正在推动装配与返工工艺期间对BGA回收的需求。　　直到最近，那些含有可再工作缺陷的BGA元件只是从印刷电路装配上取下，然后扔掉。不幸的是这样做是有成本代价的，特别是现在的高端陶瓷BGA(CBGA)和大型

2、、高输入/输出塑料BGA(PBGA)。　　当要求返工时，通过回收BGA来挽救装配和降低成本是重要的。这样可以避免由于零件短缺而造成的停产与利润损失。要做到这一点，就必须理解在维持装配及其有关元件的原有条件可靠性与操作效率的翻修工艺中的机制。　　最近我们对BGA的再植球(reballing)工艺进行了深入研究，试验了四种不同的再植球方法1。每一个方法都包括需要正面影响元件的取下与替换方法。这些方法是：1.模板法：较厚的、孔尺寸较大的模板用来将预成型的锡球放置在元件上的焊盘位置。然后锡球被扫进预上助焊剂或已印

3、刷锡膏的放置位置。2.自动分配法：用机械设备一个一个地将锡球预成型放到上助焊剂或锡膏的BGA元件焊盘上。3.高纯度铜辫法：高纯度铜辫预成型用来将锡球放到已印刷助焊剂的焊盘上。4.干燥焊接法：一种专门的干燥焊接工艺和一种合成回流/对中工具一起使用。试验　　在试验矩阵中包含了下列参数：助焊剂粘度、助焊剂化学成分、助焊剂粘着性、锡球合金、和各种锡球附着工艺。利用一个满足分析试验需求的基板或元件，提供一致的参数和在整个分析过程中维持一个通用的试验平台，这在试验设计中是很重要的。　　这个项目需要的元件是作为工厂菊花

4、链元件采购的。试验也通过提供在零件的正常返工过程(包括回流/取下)期间所获得的实时数据来增强。基线的建立是使用直接来自工厂菊花链部分的元件，并且没有暴露到任何类型的制造环境。　　选择了一个352 PBGA菊花链封装，它含有一个35mm的树脂覆盖的模块和1.27mm间距的0.03"锡球(63Sn/37Pb)。所有BGA封装的锡球座都由铜焊盘构成，有100µm的镍隔板和在镍隔板上电镀3-8µm的金。所有元件从试验装配上取下，经过一次回流。所有板都是0.093"厚度的Fr-406热风焊锡均匀(HASL)表面涂层

5、。所有板都有0.030"无焊锡覆盖界定的焊盘(NSMD,non-soldermaskdefinedpads)，串行链接以增加电气试验的容易。　　这个通用平台允许试验集中在有影响的参数上，而不是在元件变量本身。使用HASL表面涂层的主要目的是提供从PCB基板到焊接柱的尽可能最高强度的连接，同时维持一致的试验参数。　　焊锡印数是使用0.030"开孔的0.006"厚度的不锈钢片。这个方法形成一个可行的焊锡连接，而不产生诸如短路这样的异常的制造缺陷。这个方法也希望揭示，从锡球到元件基板的焊锡内连或金属间的附着比失

6、效板的附着机制要强得多。测量标准　　选择剪切试验和环境应力试验来积累测量与试验数据。剪切试验提供在各种工艺与涉及的材料和足够精度之间的有用比较。剪切试验的最大好处是帮助确认各种湿润问题，比如粘附强度、过多金属间化合物的形成、锡球的污染、和元件的安装座。环境试验是评估和逐步增强元件失效机制、获得统计数据和进行基线分析的一个有效工具。　　这些基线帮助确定和随后减少上述技术常见的各种随机引发错误。虽然安装的不同方法是统计上分析和证实的，但是寿命期望的差异、使用的容易性、成本效益、和科学分析最终决定BGA回收的锡

7、球安装的最佳方法。元件的取下　　元件的取下和随后PCB与封装表面的准备是一个成功工艺的最重要部分。为了提供一个可靠的互连座，座的准备必须认真进行，诸如焊盘的损坏、共面性、污染、潮湿敏感性和元件的处理等参数必须严格控制。　　由于回流与取下工艺的关键性，适当的回流曲线必须用于维持在元件取下期间的封装的完整性。锡膏和元件制造商提供有帮助的专用温度曲线。元件应该用一个热板温度曲线来取下，形成的峰值温度在元件制造商的限制之内。自动设备戏剧性地减少在建立的温度曲线中的可变性，在某种程度上保证取下的力量在推荐的界限之内

8、。　　原来封装的取下将造成在PCA上从锡球和印刷的焊锡块的焊锡释放，因此，必须认真完成，以提供一个平面的无污染的安装座。这个步骤对于获得一个可靠的装配是极其重要的。最常用的方法是使用高纯度的铜辫。对这个方法的观点是不同的，能否提供损伤控制或在吸锡印刷电路装配或元件基板时防止损坏。该工艺可能造成的损坏经常直接与操作员的熟练程度有关。　　取下的另一个常用方法是使用一个非接触式清除系统，它利用加热的惰性气体，通常是氮气，和一个真空设