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如何在SMT组装中使BGA完美焊接在PCB上

  • 发表时间:2021-07-29 09:17:03
  • 来源:SMT组装
  • 人气:103

    由于BGA(BallGridArray)焊球隐藏在主体下方,因此很难检查其性能。到目前为止,自动X射线检测用于帮助暴露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。然而,返工总是要花很多钱,这绝对不是OEM所要求的。因此,首先要保证BGA焊球的质量,有效地阻止焊锡缺陷的产生。因此,本文将讨论在SMT组装过程中要捕获的关键元素。

    需要说明的是,所有提示都是根据PCBCart车间的制造经验总结的。PCBCart已为全球电子产品服务14年。截至目前,我们已为全球80多个国家和地区的10,000多家客户提供高可靠性、低成本的裸PCB和组装PCB,广泛应用于医疗、工业控制、交通运输等众多领域、军事、航空航天、物联网等。

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    BGA焊接机制

    当焊料被加热到其熔点以上的温度时,焊盘铜表面的氧化层在助焊剂的作用下被清除。同时,铜表面和焊料中的金属颗粒都可以得到足够的活化。熔化的焊料在被助焊剂清洁的焊盘表面被弄湿,引起化学扩散反应。并且,IMC(金属间化合物)最终直接生成在焊锡和焊盘表面。

    SMT组装过程中如何让BGA完美焊接在PCB上

    SMT组装主要包括以下步骤:

    焊膏印刷;

    SPI(焊膏检测)(可选);

    芯片安装;

    回流焊接;

    AOI(自动光学检测);

    AXI(可选);

    返工(可选)。

    为了优化SMT工艺中的BGA焊接,应在焊接过程之前和过程中采取必要的措施。因此,讨论将从两个方面展示:焊接前和焊接中。

    焊接前

    一种。PCB板准备

    首先,应选择适当的表面光洁度以符合项目或产品要求。有几种表面处理可用,您应该清楚表面处理的介绍和比较。部分产品要求ROHS,无铅表面处理,无铅HASL,无铅ENIG或无铅OSP均可应用。

    其次,应妥善储存和应用PCB。PCB应真空包装,容器应包括防潮袋和湿敏指示卡。指示卡可以方便、经济地检测湿度是否在控制范围内。卡片上的颜色可以看出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,相应的圆圈就会变成粉红色。

    第三,应烘烤和/或清洁PCB。可以在PCB上进行烘烤,以防止水分导致焊接缺陷。可在110±10℃的温度下烘烤2小时。此外,在PCB移动和存储过程中,PCB表面可能会被灰尘覆盖。因此,在组装前彻底清洁PCB非常重要。在PCBCart中,超声波清洗器用于组装的PCB,以确保它们完全清洁。因此,可以极大地保证板的可靠性。

    BGA准备

    BGA作为一种湿敏元件,必须存放在恒温干燥的环境中。操作人员在整个过程中应遵守严格的操作,以免组件受到影响。一般而言,BGA元件应存放在温度为20至25℃,湿度约为10%的防潮柜中。而且,最好依靠氮气。

    BGA元件焊接前需要烘烤,焊接温度不要超过125℃,因为温度过高可能会导致金相组织发生改变。当元器件进入回流焊阶段时,更容易造成焊球与元器件封装脱节,降低SMT焊接质量。如果烘烤温度太低,水分将难以消除。因此,建议在SMT组装前对元件进行烘烤,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在烘烤后和进入SMT装配线之前应冷却半小时。

    焊接过程中

    实际上,回流焊接的控制并不容易,因此捕捉最佳回流温度曲线对于实现BGA组件的高性能具有重要意义。

    一种。预热区

    预热阶段看到PCB上的恒定温度上升并激活要激活的助焊剂。一般来说,温升应控制在一个稳定的速度,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。

    湾热浸区

    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,以便助焊剂完全挥发。升温速度一般在0.3~0.5℃/s范围内。

    C。回流区

    回流区的温度将超过该区的熔化温度,焊膏熔化成液体。在此阶段,183℃以上的温度应保持60至90秒。时间太短或太长都可能导致焊接质量问题。因此,在220±10℃的温度下控制时间跨度是非常必要的。通常,时间应控制在10到20秒的范围内。

    d.冷却区

    在冷却区,焊膏开始凝固,元件牢固地固定在PCB上。此外,温降应控制在不太高,一般在4℃/s以下。理想的降温幅度为3℃/s。温度降低太高会导致PCB变形,大大降低BGA焊接质量。

    只要满足上述要求,BGA组件就会高质量地焊接到PCB上。PCBCart专业从事一站式PCB组装,我们可以处理的BGA最细间距为0.35mm。此外,还进行了严格的检测,以确保产品的性能和可靠性,包括AOI和AXI。