SMT貼片BGA焊接技術是PCB電路板焊接的重要組成部分。它采用的表面貼裝設備,將微型化的電子元件 地貼裝在電路板上,并通過BGA焊接技術實現(xiàn)元件與電路板的牢固連接。這種技術具有、率、高可靠性的特點,能夠滿足現(xiàn)代電子產(chǎn)品對焊接的需求。
在SMT貼片BGA焊接完成后,河北PCB電路板焊接廠會對焊接好的電路板進行器件測試。他們采用的測試設備和方法,對電路板上的每個元件進行嚴格的檢測,確保其性能符合設計要求。只有通過測試的電路板才能進入下一道工序——組裝。
線路板,電路板, PCB板,pcb焊接技術近年來電子工業(yè)工藝發(fā)展歷程,可以注意到一個很明顯的趨勢就是回流焊技術。原則上傳統(tǒng)插裝件也可用回流焊工藝,這就是通常所說的通孔回流焊接。其優(yōu)點是有可能在同一時間內完成所有的焊點,使生產(chǎn)成本降到低。然而溫度敏感元件卻限制了回流焊接的應用,無論是插裝件還是SMD.繼而人們把目光轉向選擇焊接。大多數(shù)應用中都可以在回流焊接之后采用選擇焊接。這將成為經(jīng)濟而有效地完成剩余插裝件的焊接方法,而且與將來的無鉛焊接完全兼容。
回流
這個階段為重要,當單個的焊錫顆粒全部熔化后,結合一起形成液態(tài)錫,這時表面張力作用開始形成焊腳表面,如果元件引腳與PCB焊盤的間隙超過4mil(1 mil = 千分之一英寸),則極可能由于表面張力使引腳和焊盤分開,即造成錫點開路。
冷卻
冷卻階段,如果冷卻快,錫點強度會稍微大一點,但不可以太快否則會引起元件內部的溫度應力。
對于BGA的焊接,我們是采用BGA Rework Station(BGA返修工作站)進行焊接的。不同廠商生產(chǎn)的BGA返修工作站采用的工藝原理略有不同,但大致是相同的。這里先介紹一下溫度曲線的概念。BGA上的錫球,分為無鉛和有鉛兩種。有鉛的錫球熔點在183℃~220℃,無鉛的錫球熔點在235℃~245℃.
從以上兩個曲線可以看出,焊接大致分為預熱,保溫,回流,冷卻四個區(qū)間(不同的BGA返修工做站略有不同)無論有鉛焊接還是無鉛焊接,錫球融化階段都是在回流區(qū),只是溫度有所不同,回流以前的曲線可以看作一個緩慢升溫和保溫的過程。明白了這個基本原理,任何BGA返修工作站都可以以此類推。這里,介紹一下這幾個溫區(qū):
預熱區(qū)
也叫斜坡區(qū),用來將PCB的溫度從周圍環(huán)境溫度提升到所須的活性溫度。在這個區(qū),電路板和元器件的熱容不同,他們的實際溫度提升速率不同。電路板和元器件的溫度應不超過每秒2~5℃速度連續(xù)上升,如果過快,會產(chǎn)生熱沖擊,電路板和元器件都可能受損,如陶瓷電容的細微裂紋。而溫度上升太慢,焊膏會感溫過度,溶劑揮發(fā)不充分,影響焊接質量。爐的預熱區(qū)一般占整個加熱區(qū)長度的15~25 %。
保溫區(qū)
有時叫做干燥或浸濕區(qū),這個區(qū)一般占加熱區(qū)的30 ~ 50 %?;钚詤^(qū)的主要目的是使PCB上各元件的溫度趨于穩(wěn)定,盡量減少溫差。在這個區(qū)域里給予足夠的時間使熱容大的元器件的溫度趕上較小元件,并焊膏中的助焊劑得到充分揮發(fā)。到活性區(qū)結束,焊盤、焊料球及元件引腳上的氧化物被除去,整個電路板的溫度達到平衡。應注意的是PCB上所有元件在這一區(qū)結束時應具有相同的溫度,否則進入到回流區(qū)將會因為各部分溫度不均產(chǎn)生各種不良焊接現(xiàn)象。一般普遍的活性溫度范圍是120~150℃,如果活性區(qū)的溫度設定太高,助焊劑(膏)沒有足夠的時間活性化,溫度曲線的斜率是一個向上遞增的斜率。雖然有的焊膏制造商允許活性化期間一些溫度的增加,但是理想的溫度曲線應當是平穩(wěn)的
冷卻區(qū)
這個區(qū)中焊膏的錫合金粉末已經(jīng)熔化并充分潤濕被連接表面,應該用盡可能快的速度來進行冷卻,這樣將有助于合金晶體的形成,得到明亮的焊點,并有較好的外形和低的接觸角度。緩慢冷卻會導致電路板的雜質更多分解而進入錫中,從而產(chǎn)生灰暗粗糙的焊點。在極端的情形下,其可能引起沾錫不良和減弱焊點結合力。冷卻段降溫速率一般為3~10 ℃/ S。
在焊接BGA之前,PCB和BGA都要在80℃~90℃,10~20小時的條件下在恒溫烤箱中烘烤,目的是除潮,更具受潮程度不同適當調節(jié)烘烤溫度和時間。沒有拆封的PCB和BGA可以直接進行焊接。特別指出,在進行以下所有操作時,要佩戴靜電環(huán)或者防靜電手套,避免靜電對芯片可能造成的損害。在焊接BGA之前,要將BGA準確的對準在PCB上的焊盤上。這里采用兩種方法:光學對位和手工對位。主要采用的手工對位,即將BGA的四周和PCB上焊盤四周的絲印線對齊。這里有個訣竅:在把BGA和絲印線對齊的過程中,即使沒有完全對齊,即使錫球和焊盤偏離30%左右,依然可以進行焊接。因為錫球在融化過程中,會因為它和焊盤之間的張力而自動和焊盤對齊。在完成對齊的操作以后,將PCB放在BGA返修工作站的支架上,將其固定,使其和BGA返修工作站水平。選擇合適的熱風噴嘴(即噴嘴大小比BGA大小略大),然后選擇對應的溫度曲線,啟動焊接,待溫度曲線完畢,冷卻,便完成了BGA的焊接。
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