PCB組裝中的BGA返工流程

自20世紀90年代后期以來，由于多種原因，球柵陣列（BGA）封裝已成為首選封裝類型。它們的IO密度與之前的高密度超精細四方扁平封裝（QFP）相比，使得它們在PCB上的必要占用面積縮小了50％。如果我們將BGA型封裝，高密度IO與焊球互連，其堆疊版本與POP相對應(yīng)，則密度增加接近100％。使用這種封裝方式，在更小的空間內(nèi)完成更多工作以及更短的走線間距和長度要求的電路板能夠使電路板以更高的速率運行，從而提高處理速度。此外，BGA放置的可靠性一直很高，因為在回流期間，錫鉛焊球首先在焊盤上“自我居中”。最后，通過使用底部填充，使用特種柔性焊球，甚至使用帶有集成彈簧的焊接柱，BGA封裝的可靠性得到了提高。

PCB組裝中的BGA返工流程

BGA的使用越來越多，封裝尺寸越來越小，間距越來越小，以及將它們放置在更密集的印刷電路板上，這導(dǎo)致了BGA返工的越來越大的挑戰(zhàn)。除了這些挑戰(zhàn)之外，還有許多其他因素使BGA的工作變得越來越困難。使BGA返工更加困難的趨勢之一是它們在手持設(shè)備中的不斷增加的使用。由于這些產(chǎn)品的跌落測試要求，在許多情況下，需要對BGA和其他更高密度的設(shè)備進行底部填充。底部填充的BGA
面臨著粘性材料“噴出”的挑戰(zhàn)，導(dǎo)致BGA下方的焊料短路。此外，這種材料的粘性特性往往會抬起焊盤并破壞BGA下面的下面的焊料掩膜。這使得BGA返工更具挑戰(zhàn)性。越來越薄的BGA器件封裝導(dǎo)致封裝翹曲。這也使得BGA的返工變得困難。

雖然在人口稀少的印刷電路板上安裝了大尺寸間距的大型封裝，但BGA很容易拆卸和更換，BGA今天重做需要更高水平的機器精密度。通過使用高精度和可重復(fù)的XY運動系統(tǒng)的視覺系統(tǒng)，通常將間距縮小到0.3mm區(qū)域并且封裝尺寸通常在10 x 10mm的位置下。今天的BGA返工的放置精度需要在不到1mil的公差范圍內(nèi)。除了無鉛封裝外，返工系統(tǒng)現(xiàn)在還需要復(fù)雜的溫度控制，可編程的多區(qū)域底部加熱器，氮氣能力和空氣噴嘴處的低流量速率。除了返工設(shè)備外，檢測設(shè)備還需要具備更高的性能。

無論原型PCB組裝還是大批量PCB組裝X射線檢測設(shè)備非常小的光斑尺寸是BGA檢測BGA返工后的要求。能夠測量焊球的球形度，焊球直徑，射穿RF屏蔽的能力以及更高密度的地平面現(xiàn)在是BGA返工的X射線設(shè)備要求的必要條件。內(nèi)窺鏡也是檢查球塌陷，BGA球后回流表面，潤濕作用以及其他屬性在BGA返工中的必要條件。

除了現(xiàn)代BGA返工的設(shè)備要求之外，目前在BGA返工工作的返工技術(shù)人員的技能水平，靈活性和工藝知識要求更高。
BGA返工技師需要了解回流曲線以處理具有高密度接地層的印刷電路板。 BGA返工技術(shù)人員還必須了解助焊劑化學(xué)品及其如何影響可在設(shè)備下方進行的清潔。
BGA返修技術(shù)人員還必須能夠了解如何從PCBA以及BGA下方移除各種保形涂層。 BGA返工技術(shù)人員還必須了解與BGA相關(guān)的設(shè)備如何能夠或可能受到BGA
返工流程配置文件的影響。

作為BGA封裝已經(jīng)越來越被廣泛接受的BGA返工過程變得更加困難。這意味著BGA返工中使用的設(shè)備以及返工的技術(shù)人員都必須變得更加復(fù)雜。