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BGA修理:确保工艺控制并节省成本

2010-8-25 14:00| 发布者: smt| 查看: 3586| 评论: 0|来自: SMT门户网

摘要: 现在的国际研究增强了集成电路向面积排列封装(area array package)发展的趋势。BGA(ball grid array)、CSP(chip-scale package)和倒装芯片(flip chip)不仅在印刷电路板的单位面积上提供大得多的输入/输出(I/O),而且 ...

现在的国际研究增强了集成电路向面积排列封装(area array package)发展的趋势。BGA(ball grid array)、CSP(chip-scale package)和倒装芯片(flip chip)不仅在印刷电路板的单位面积上提供大得多的输入/输出(I/O),而且也提供明显的电气、机械和单位成本的优势。装配密度增加、特征尺寸与封装 的减小都使得电信号运行的距离缩短,从而提高了速度与性能。因此倒装芯片和其它先进封装的数量预计在2002年有戏剧性的增加, 在2003年将达到将近20亿。

装配设备的进步已经为在生产过程中得到一个可接受的ppm失效率做好准备。可是, 对许多公司来说,高品质的修理仍然是一个代价昂贵的恶梦。对面积排列封装及其生产参数的更加彻底的理解可以减少对BGA修理的恐惧,保证工艺控制,并且大大地节省返工成本。

基于大多数操作员的历史经验,三个修理问题仍然是极为重要的:

在工艺中,把元件从板上取下而不伤害基板、焊盘和相邻的元件

以一种工艺受控的方式重新焊接元件

检查工序的品质

那些推动密间距(fine pitch)、外部引脚元件如QFP(quad flat pack)发展的密度与性能要求,从处理、手工焊接和检查的观点看,造成足够的修理上的头痛事情。虽然面积排列封装不会出现同样的处理问题,但是焊接工艺不能用典型的修理工具来完成,而且曾经检查是十分困难的。如果有关这些元件的预计用量的估计数字是正确的,那么面积排列封装的修理必然变成世界上百万修理操作员的一个可行的、用户友好的和节省成本的选择。

回流工艺

在回流工艺中有几个关键性的考虑因素。在面积排列封装的整个表面和PCB的焊盘上,均匀热分布和热传导是关键的。加热工艺和温度设定必须使封装到达回流,然后随着锡球熔化,均匀地把自己降落到焊盘上,与焊盘形成金属间化合物。

注意,元件是怎样落下、平行于PCB、所有锡球在形状上是怎样均匀统一、并且完全“湿润” 或焊接到焊盘上。

相反,不均匀的加热会造成封装不平衡地落下或倾斜到早已达到回流的那一边或角。如果工艺在这时候停止,那么该元件将不会均匀地自己降落,将不会达到共面,因此将会焊接不充分。

另外,对于极小、极轻的CSP/倒装芯片元件,一个关键的考虑因素是对流式回流炉中的气流速度。虽然最低的气流速度要求用来把热传导到元件和PCB,但是该速度一定不允许这些轻元件在回流工艺中或者被吹走或者被移动。当极小的共晶锡球处在液体状态时,任何运动都可能引起锡球瓦解,造成元件在回流期间完全 落在板上面。


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