高精度貼裝和穩定控溫的BGA返修臺
受國產化芯片制造技術瓶頸影響,一些核心主流器件如現場可編程門陣列( FPGA )、復雜可編程邏輯器件( CPLD ) 、數字信號處理器( DSP )等BGA封裝芯片仍然需要進口,2~10萬/片的高額費用和2~3 個月的采購周期,對BGA的一次裝焊合格率和可靠性提出了更高的要求。BGA主要焊接缺陷和解決方案總結如下。
通過使用一種高精度貼裝和穩定控溫的BGA返修臺(如:VT-360LII返修系統裝置),實現對BGA器件的拆焊、貼裝、焊接返修工作流程的集成自動化,這樣相比更換BGA器件,可大幅節約成本并確保生產進度經工藝優化統計過程控制(SPC ),達到穩定的過程能力,可實現高效、高可靠性的BGA返修。
(1) 焊接缺陷1: 焊球空洞面積超過25%,多余物、橋連、斷裂等:解決方案為使用BGA返修工作站更換 BGA,典型產品使用VT-360LII返修系統可實現高可靠性拆焊技術。該方案的缺點是訂購BGA價格昂貴,影響生產進度。
(2) 焊接缺陷2:球窩、不潤濕、冷焊。解決方案為在BGA底部涂刷助焊劑,使用真空汽相回流焊接對BGA重熔:該方案成本低,可保證生產進度,缺點是經過掃描電子顯微鏡(SEM)/X射線能譜分析儀(EDS) 技術分析和大量數據實踐經驗分析發現:一方面,重熔且超過3次回流焊改變了焊點合金層的組織成分,在老化中Sn向Cu擴散發生化學反應 ,在CU3Sn的金屬間化合物(IMC)中留下了多空洞形成的連續孔洞,即柯肯達爾現象;另一方面,BGA與PCB板材料的熱膨脹系數(CTE)不同,重溶焊接過程中增加BGA焊球收縮斷裂的隱患, 影響產品的長期可靠性和壽命。
電子裝聯技術可靠性主要取決于關鍵核心器件裝焊的過程能力控制。BGA焊接的可靠性是評價印制電路板組裝件(PCBA) 焊接質量好壞的關鍵所在,高可靠的BGA植工藝技術為保證BGA焊接質量提供了必要條件。研究并掌握高可靠BGA返修工藝技術,可以使同一批次工藝參數的穩定性和不同批次產品的一致性更好,提高BGA返修臺工序過程能力,減少返修工和生產成本,最終確保產品質量和可靠性。