在焊接BGA之前,PCB和BGA都要在80℃~90℃,10~20小时的条件下在恒温烤箱中烘烤,目的是除潮,更具受潮程度不同适当调节烘烤温度和时间。没有拆封的PCB和BGA可以直接进行焊接。特别指出,在进行以下所有操作时,要佩戴静电环或者防静电手套,避免静电对芯片可能造成的损害。在焊接BGA之前,要将BGA准确的对准在PCB上的焊盘上。这里采用两种方法:光学对位和手工对位。主要采用的手工对位,即将BGA的四周和PCB上焊盘四周的丝印线对齐。这里有个诀窍:在把BGA和丝印线对齐的过程中,即使没有完全对齐,即使锡球和焊盘偏离30%左右,依然可以进行焊接。因为锡球在融化过程中,会因为它和焊盘之间的张力而自动和焊盘对齐。在完成对齐的操作以后,将PCB放在BGA返修工作站的支架上,将其固定,使其和BGA返修工作站水平。选择合适的热风喷嘴(即喷嘴大小比BGA大小略大),然后选择对应的温度曲线,启动焊接,待温度曲线完毕,冷却,便完成了BGA的焊接。
在生产和调试过程中,难免会因为BGA损坏或者其他原因更换BGA。BGA返修工作站同样可以完成拆卸BGA的工作。拆卸BGA可以看作是焊接BGA的逆向过程。所不同的是,待温度曲线完毕后,要用真空吸笔将BGA吸走,之所以不用其他工具,比如镊子,是因为要避免因为用力过大损坏焊盘。将取下BGA的PCB趁热进行除锡操作(将焊盘上的锡除去),为什么要趁热进行操作呢?因为热的PCB相当与预热的功能,可以除锡的工作更加容易。这里要用到吸锡线,操作过程中不要用力过大,以免损坏焊盘,PCB上焊盘平整后,便可以进行焊接BGA的操作了。
取下的BGA可否再次进行焊接呢?答案是肯定的。但在这之前有个关键步骤,那就是植球。植球的目的就是将锡球重新植在BGA的焊盘上,可以达到和新BGA同样的排列效果。这里详细介绍下植球。这里要用到两个工具钢网和吸锡线。
清除锡渣
我们要把BGA上多余的锡渣除去,要求是要使BGA表面光滑,无任何毛刺(锡形成的)。
步——涂抹助焊膏(剂)
把BGA放在导电垫上,在BGA表面涂抹少量的助焊膏(剂)。
钢网的作用就是可以很容易的将锡球放到BGA对应的焊盘上。植球台的作用就是将BGA上锡球熔化,使其固定在焊盘上。植球的时候,在BGA表面(有焊盘的那面)均匀的涂抹一层助焊膏(剂),涂抹量要做到不多不少。涂抹量多了或者少了都有可能造成植球失败。将钢网(这里采用的是钢网)上每一个孔与BGA上每一个焊盘对齐。然后将锡球均与的倒在钢网上,用毛刷或其他工具将锡球拨进钢网的每一个孔里,锡球就会顺着孔到达BGA的焊盘上。进行完这一步后,仔细检查有没有和焊盘没对齐的锡球,如果有,用针头将其拨正。小心的将钢网取下,将BGA放在高温纸上,放到植球台上。植球台的温度设定是依据有铅锡球220℃,无铅锡球235℃来设定的。植球的时间不是固定的。实际上是根据当BGA上锡球都熔化并表面发亮,成完整的球形的时候来判定的,这些通过肉眼来观察。可以记录达到这样的状态所用时间,下次植球按照这个时间进行即可。
电路板和元器件在焊接过程中产生翘曲,由于应力变形而产生虚焊、短路等缺陷。翘曲往往是由于电路板的上下部分温度不平衡造成的。对大的PCB,由于板自 身重量下坠也会产生翘曲。普通的PBGA器件距离印刷电路板约0.5mm,如果电路板上器件较大,随着线路板降温后恢复正常形状,焊点将长时间处于应力作 用之下,如果器件抬高0.1mm就足以导致虚焊开路。
贴片焊接,指贴片式元件的焊接过程。焊接方法
贴片式元件的焊接方法有两类:
一种是手工式焊接,方法是先用电烙铁将焊盘镀锡,然后镊子夹住片式元件一端,用烙铁将元件另一端固定在器件相应焊盘上,待焊锡稍冷却后移开镊子,再用烙铁将元件的另一端焊接好。
第二种是机器焊接,方法是做一张漏印钢网,将锡膏印制在线路板上,然后采用手工或是机器贴装的方式将被焊接的片式元件摆放好,后通过高温焊接炉将贴片元件焊接好。