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如何在SMT组装中将BGA完美焊接在PCB上

由于BGA(球栅阵列)焊球隐藏在主体下方,因此很难检查其性能。到目前为止,已经应用了自动X射线检测来帮助暴露BGA焊球的缺陷,包括空洞,位移,桥接,冷焊等。一旦发现缺陷,就必须进行返工。但是,返工总是要花很多钱,这绝对不是OEM所要求的。因此,最重要的是通过有效地阻止焊料缺陷的产生来保证BGA焊料球的质量。因此,本文将讨论SMT组装过程中要捕获的关键元素。

有必要指出,所有技巧都是根据PCBCart车间的制造经验总结的。PCBCart已经为地球电子服务了14年。到目前为止,我们已经为来自全球80多个国家和地区的10,000多家客户提供了高可靠性和低成本的裸露PCB和组装PCB,这些PCB已广泛应用于医疗,工业控制,运输等众多领域,军事,航空航天,物联网等

BGA焊接机制

当将焊料加热到其熔点以上的温度时,在助焊剂的作用下清洁焊盘铜表面的氧化层。同时,焊料中的铜表面和金属颗粒都可以充分活化。熔化的焊料会被焊盘表面弄湿,焊盘表面会被助焊剂清洗并引起化学扩散反应。并且,IMC(金属间化合物)最终直接在焊料和焊盘的表面上生成。

如何在SMT组装中将BGA完美焊接在PCB上

如何在SMT组装过程中将BGA完美焊接到PCB上

SMT组装主要包括以下步骤:

•锡膏印刷;

• SPI(焊膏检查)(可选);

•芯片安装;

•回流焊;

• AOI(自动光学检查)

• AXI(可选);

•返工(可选)。

为了在SMT工艺中优化BGA焊接,应在焊接过程之前和之中采取必要措施。因此,将从两个方面进行讨论:焊接之前和焊接期间。

焊接前

1。PCB板准备

首先,应选择适当的表面光洁度以与项目或产品要求兼容。有几种表面处理可用,您应该清楚地了解表面处理的介绍和比较。某些产品要求符合ROHS要求,且无铅表面光洁度可采用无铅HASL,无铅ENIG或无铅OSP

2,应妥善保存和使用多氯联苯。多氯联苯应真空包装,容器应包括防潮袋和防潮指示卡。指示器卡能够方便且经济地检查湿度是否在控制范围内。可以看到卡片上的颜色说明袋子内的湿度和干燥剂的作用。一旦袋子内的湿度超过或等于指示值,相应的圆圈将变为粉红色。

3,PCB应该被烘烤和/或清洗。可以在PCB上进行烘烤,以防止潮气导致焊接缺陷。烘烤可以在110±10℃的温度下进行两个小时。另外,在PCB的移动和存放过程中,PCB的表面可能会被灰尘覆盖。因此,在组装之前彻底清洁PCB非常重要。在PCBCart中,超声波清洗器用于组装后的PCB,以确保它们完全干净。结果,可以极大地确保板的可靠性。

b。BGA准备

作为一种对水分敏感的成分,BGA必须存储在恒温和干燥的环境中。操作人员应在整个过程中遵守严格的操作,以防止组件受到影响。一般而言,BGA组件应存储在湿度克星柜中,温度范围为20到25℃,湿度大约为10%。而且,最好依靠氮。

BGA组件需要在焊接之前进行烘烤,并且焊接温度不应超过125℃,因为太高的温度可能会导致金相结构发生变化。当组件进入回流焊接阶段时,更容易引起焊球与组件封装之间的分离,从而降低SMT焊接质量。如果烘烤温度太低,将难以消除水分。因此,建议在SMT组装之前先烘烤组件,以便及时消除BGA内部的水分。此外,BGA的耐热性也可以提高。此外,BGA应该在烘烤后和进入SMT组装线之前冷却半小时。

焊接期间

实际上,控制回流焊接并不容易,因此,获取最佳的回流温度曲线以实现BGA组件的高性能具有重要意义。

1。预热区

预热阶段会在PCB上保持恒定的温度升高,并激活待激活的助焊剂。一般而言,应将升温控制在恒定速度,以防止PCB因快速加热而变形。理想的温升应控制在3℃/ s以下,理想的温升为2℃/ s。时间跨度应控制在60到90秒之间。

2。保温区

热浸区看到助焊剂的挥发。温度应在150℃至180℃的范围内保持60至120秒,以使助焊剂完全挥发。升温速度一般为0.3〜0.5℃/ s。

3。回流区

回流区域的温度将在该区域内通过锡膏熔化成液体的熔化温度。在此阶段,应将183℃以上的温度保持60到90秒。时间太短或时间太长都可能导致焊接质量问题。因此,将时间跨度控制在220±10℃极为重要。通常,时间应控制在10到20秒的范围内。

4。冷却区

在冷却区,焊锡膏开始固化并牢固地固定在PCB上。此外,应将温度降低控制得不太高,通常低于4℃/ s。理想的降温速度为3℃/ s。温度过高降低会导致PCB变形,从而大大降低BGA焊接质量。

只要满足上述要求,BGA组件将以高质量焊接到PCB上。PCBCart专业从事一站式PCB组装,我们可以处理的BGA最小间距为0.35mm。此外,还进行了严格的检查以确保产品的性能和可靠性,包括AOI和AXI

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