高精度贴装和稳定控温的BGA返修台
受国产化芯片制造技术瓶颈影响,一些核心主流器件如现场可编程门阵列( FPGA )、复杂可编程逻辑器件( CPLD ) 、数字信号处理器( DSP )等BGA封装芯片仍然需要进口,2~10万/片的高额费用和2~3 个月的采购周期,对BGA的一次装焊合格率和可靠性提出了更高的要求。BGA主要焊接缺陷和解决方案总结如下。
通过使用一种高精度贴装和稳定控温的BGA返修台(如:VT-360LII返修系统装置),实现对BGA器件的拆焊、贴装、焊接返修工作流程的集成自动化,这样相比更换BGA器件,可大幅节约成本并确保生产进度经工艺优化统计过程控制(SPC ),达到稳定的过程能力,可实现高效、高可靠性的BGA返修。
(1) 焊接缺陷1: 焊球空洞面积超过25%,多余物、桥连、断裂等:解决方案为使用BGA返修工作站更换 BGA,典型产品使用VT-360LII返修系统可实现高可靠性拆焊技术。该方案的缺点是订购BGA价格昂贵,影响生产进度。
(2) 焊接缺陷2:球窝、不润湿、冷焊。解决方案为在BGA底部涂刷助焊剂,使用真空汽相回流焊接对BGA重熔:该方案成本低,可保证生产进度,缺点是经过扫描电子显微镜(SEM)/X射线能谱分析仪(EDS) 技术分析和大量数据实践经验分析发现:一方面,重熔且超过3次回流焊改变了焊点合金层的组织成分,在老化中Sn向Cu扩散发生化学反应 ,在CU3Sn的金属间化合物(IMC)中留下了多空洞形成的连续孔洞,即柯肯达尔现象;另一方面,BGA与PCB板材料的热膨胀系数(CTE)不同,重溶焊接过程中增加BGA焊球收缩断裂的隐患, 影响产品的长期可靠性和寿命。
电子装联技术可靠性主要取决于关键核心器件装焊的过程能力控制。BGA焊接的可靠性是评价印制电路板组装件(PCBA) 焊接质量好坏的关键所在,高可靠的BGA植工艺技术为保证BGA焊接质量提供了必要条件。研究并掌握高可靠BGA返修工艺技术,可以使同一批次工艺参数的稳定性和不同批次产品的一致性更好,提高BGA返修台工序过程能力,减少返修工和生产成本,最终确保产品质量和可靠性。