BGA返修基本知识

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1 BGA定义
BGA：Ball Grid Array 的缩写，中文名称：球栅阵列封装器件。
2 BGA封装分类： PBGA——塑料封装
CBGA ——陶瓷封装
TBGA ——载带状封装
BGA保存环境：20-25℃ ，<10％RH
CSP: Chip Scale Package或μBGA──芯片尺寸的封装
QFP: 四边扁平封装。 封装间距：0.3mm 0.4mm
3 PBGA
（1）用途：应用于消费及通信产品上
（2）相关参数
焊球成份 对应熔点温度(℃) 时间(s) 焊接峰值(℃)
Sn63Pb37 183 60-90 220-225
Sn62Pb36Ag2 179 220-225
Sn96.5Ag3Cu0.5 217 90-120 230-235
焊球间距：1.27 ㎜ 1.0 ㎜ 0.8 ㎜ 0. 6 ㎜
焊球直径：0.76 ㎜ 0.6 ㎜ 0.4 ㎜ 0.3 ㎜
(3)PBGA优缺点：
1)缺点：PBGA容易吸潮。
要求：开封的PBGA要求在8小时内使用。
分析：普通的PBGA容易吸收空气中的水分，在焊接时迅速升温，使芯片内的潮气汽化导致芯片损坏。
拆封后的使用期限由芯片的敏感性等级所决定。见表1。
表1 PBGA芯片拆封后必须使用的期限
敏感性等级 放置环境条件 使用期限
1 级 ≤30℃ <90%RH 无限制
2级 ≤30℃ <60%RH 1年
3级 ≤30℃ <60%RH 168H
4级 ≤30℃ <60%RH 72H
5级 ≤30℃ <60%RH 24H
2)优点：①与环氧树脂PCB的热膨胀系数相匹配，热性能好。②焊接表面平整，容易控制。③成本低。④电气性能良好。⑤组装质量高。
4 CBGA
成分：Pb90Sn10
熔点：302℃
特点：通过低熔点焊料附着到陶瓷载体上，然后这种器材通过低熔点焊料连接到PCB上，不
会发生再流现象。再流焊接峰值温度：210-225℃
缺点：与PCB的热膨胀系数不匹配，容易造成热疲劳失效。热可靠性差。成本高。
优点：共面性好，易于焊接，对湿气不敏感存储时间长
5 TBGA
焊锡球直径：0.76㎜ 球间距：1.17㎜与CBGA相比，TBGA对环境温度控制严格，因芯片受热时，热张力集中在四个角，焊接容易有缺陷。
6.锡球
有铅熔点183℃
无铅熔点217℃
注意事项：锡球需储藏与清洁干爽的环境，不可用手或其他物品接触它，以防止锡球变形或受油脂污染。未开封的锡球可保存一年。
7.无铅锡与有铅锡的主要区别
（1）熔点不一样。（有铅183℃无铅217℃）
（2）有铅流动性好，无铅较差。
（3）危害性。无铅即环保，有铅非环保。
注：所谓环保产品（ROHS）是指按照欧盟标准来评定。如果产品中所含的元素的含量超出欧盟规定的值，即为非环保产品。以下为欧盟规定的标准值：
Pb 铅 ≤1000PPM
Cd 镉 ≤1000PPM
Br 溴 ≤1000PPM
Cr 铬 ≤100PPM
Hg 汞 ≤1000PPM
PBB 多溴联苯
其中 Br
PBDE 多溴联苯醚
如产品元素里，以上六种元素超出给出的范围即为非环保产品。PPM─百万分之。
预热定义：预热是将整个组件加热到低于焊料的熔点和再流焊的温度。
预热的好处：活化焊剂，去除待焊金属表面的氧化物和表面膜以及焊剂本身的挥发物，增强润湿效果，减小上下PCB的温差，防止热损坏，去除湿气，防止爆米花现象，减少温差。
预热方法：将PCB放进恒温箱8～20小时，温度设定在80～100℃（根据PCB大小设置）
“爆米花”：指存在于一块集成电路或SMD器件内部的湿气在返修过程中迅速受热，使湿气膨胀，出现微崩裂现象。
热损坏包括：焊盘引线翘曲；基板脱层，生白斑，起泡或变色。产生基板内部翘曲和其电路元件衰减等“隐形”问题，原因来自于不同材料不同的膨胀系数。
返修前或返修中PCB组建预热的三个方法：
烘箱：可烤掉BGA内部湿气，防止爆米花等现象
热板：因其热板内的残余热量阻碍焊点的冷却速度，导致铅的析出，形成铅液池，使焊点强度降低和变差，故不采用此方法。
热风槽：不考虑PCB组件的外形和底部结构，使热风能直接迅速的进入PCB组件的所有角落和裂缝中，使PCB加热均匀，且缩短了加热时间。
本公司采用烘箱预热的方法。
钢网知识:钢网孔径比锡球的直径大一个丝,如0.6㎜的锡球,钢网孔径应做0.7㎜，
厚度0.25㎜

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