微型bga与csp的返工工艺

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1、深圳效时实业有限公司培训资料微型BGA与CSP的返工工艺ReworkProcessforMicroBGAandCSPByThomasW.DalrympleandCynthiaMilkovich包装尺寸和锡球间距的减少，伴随PCB上元件密度的增加，带来了新的装配与返工的挑战。随着电子装配变得越来越小，密间距的微型球栅列阵(microBGA)和片状规模包装(CSP)满足了更小、更快和更高性能的电子产品的要求。这些低成本的包装可在许多产品中找到，如：膝上型电脑、蜂窝电话和其它便携式设备。包装尺寸和锡球间距的减少，伴随PCB上元件密度

2、的增加，带来了新的装配与返工的挑战。如果使用传统的返工工艺而不影响邻近的元件，紧密的元件间隔使得元件的移动和更换更加困难，CSP提供更密的引脚间距，可能引起位置纠正和准确元件贴装的问题，轻重量、低质量的元件恐怕会中心不准和歪斜，因为热风回流会使元件移位。本文描述的工艺是建立在一个自动热风系统上，用来返工一些microBGA和CSP元件。返工元件的可靠性和非返工元件的可靠性将作一比较。工艺确认本方案的目的是检验工业中流行的microBGA和CSP的标准SMT装配和返工工艺。最初的CSP装配已在工业中变得越来越流行，但是元件返工的

3、作品却很少发表。由于小型元件尺寸、减少的球间距和其它元件的紧密接近，对板级返工的挑战要求返工工艺的发展和优化。本研究选择了几种元件(表一)。这些元件代表了各种输入/输出(I/O)数量、间距和包装形式。内存芯片包装通常是低I/O包装，如包装1、2和4。通常这些包装用于双面或共享通路孔的应用。包装3，有144个I/O，典型地用于高性能产品应用。所以CSP都附着有锡/铅(Sn/Pb)共晶焊锡球，其范围是从0.013"到0.020"。所有包装都缝合以允许可靠性测试。为装配准备了两个测试板设计。一个设计是标准的FR-4PCB，表面有用于

4、线出口的"dogbone"焊盘设计。第二个设计使用了表层电路(SLC,SurfaceLaminarCircuit)技术*，和为线出口使用捕捉照相通路孔设计，而不是dogbone设计。板是1mm厚度。图一所示为典型的144I/O包装的焊盘形式。试验程序该返工工艺是在一台带有定制的偏置底板的热风返工工具**上完成的：使用BGA喷嘴热风加热适于小型microBGA和CSP返工的低气流能力-25-深圳效时实业有限公司培训资料在定制偏置底板上对板底面加热计算机控制温度曲线校正的视觉系统自动真空吸取和元件贴装接下来的特殊工业流程是典型的用

5、于BGA返工的。用热风喷嘴加热元件到焊锡回流温度，然后拿走。板座上的焊锡使用焊锡真空工具移去，直到座子平坦。然后座上上助焊剂，新的元件对中和贴装，焊锡回流焊接于板上。要求作出元件移去和重新贴装的温度曲线。曲线参数必须符合锡膏制造商推荐的回流温度和保温时间。返工的每个元件座单独地作曲线，由于板面吸热的不同，内层和相邻元件的不同。以这种方式，将过热或加热不足或焊盘起脱的危险减到最小。一旦得到温度曲线，对将来所有相同位置的返工使用相同的条件。由于一个修正的回流工艺，开发出元件取下和元件回流贴附的分开的工艺步骤。图二所示，是使用返工工

6、具的减少流量能力(50SCFH)的温度曲线例子。图三所示，是使用正常空气流量设定(90SCFH)的对较大元件的温度曲线。对取下元件，工具的偏置底板设定到150°C，以均匀地加热机板，将返工位置的温度斜率减到最小。(大的温度斜率可能引起局部板的翘曲。)板放于框架的对中定位销上，支持高于底板面0.250"。支持块粘贴于板返工座的背面，以加热期间防止翘曲。板被覆盖并加热到135°C温度。返工工具使用无力移动技术来从板上移去元件。当过程开始，真空吸取管降低来感应元件的高度，然后升到特定的高度进行加热过程。当元件达到回流温度，真空吸嘴降

7、低到预定高度，打开真空，移去元件而不破坏共晶焊锡接点。丢弃取下的元件，加热板上的下一个点。元件移去后接下来是座子修饰。这个是使用返工工具的自动焊锡清道夫来完成的。板放在偏置底板上，预热到大约130°C。返工座在开始过程前加助焊剂。焊锡清道夫对SLC预热到420°C，对FR-4预热到330°C，检查板的高度，然后一次过横移过焊盘的每一排，当其移动时把焊锡吸上到真空管。反复试验得出对较小元件座的焊锡高于板面0.010"，对较大元件座0.012"。使用异丙醇清洁座，检查是否损坏。典型的可避免的观察是焊锡污斑和阻焊的损坏。元件贴放和回

8、流步骤如下进行。板预热到135°C，使用无麻刷擦过板面来给座加助焊剂。助焊剂起着将元件保持在位和回流前清洁焊盘表面的作用。使用返工工具的分离光学能力来将元件定位在板，完成元件贴装。-25-深圳效时实业有限公司培训资料元件贴装后，真空吸取管感觉元件高度，向上移到预定高度。这允许