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bga在电子产品中已有广泛的应用,但在实际生产应用中,以Pbga(PLASTIC BALL GRID ARRAY)塑料封装bga居多。Pbga最大的缺点是对湿气敏感,如果Pbga吸潮后,在焊接中Pbga极易产生“爆米花”现象,从而导致Pbga失效。由于bga返修难度颇大,返修成本高,因此,在SMT制程中,如何提升bga质量已经越来越受到技术人员及生产工厂的重视。本文主要针对Pbga失效原因及质量提升方法进行分析,为各类SMT加工厂家提供技术参考。
bga有不同类型,不同类型的bga有不同的特点,只有深入了解不同类型bga的优缺点,才能更好地制定满足bga制程要求的工艺,才能更好地实现bga的良好装配,降低bga的制程成本。
首先,我们来看一下bga的分类:bga通常分为三类,每类bga都有自己独特的特点和优缺点:
1、Pbga(PLASTIC BALL GRID ARRAY)塑料封装bga
其优点是:
?、俸突费跏髦?a href=http://www.pcbvia.com/ target=_blank class=infotextkey>电路板热匹配好。
?、诤盖虿斡肓嘶亓?a href=http://www.onlinepararan.com/s/shanghai/ target=_blank class=infotextkey>焊接时焊点的形成,对焊球要求宽松。
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其缺点是:对湿气敏感以及焊球面阵的密度比Cbga低
2、Cbga(CERAMIC bga)陶瓷封装bga
其优点是:
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?、诠裁嫘院?,焊点形成容易,但焊点不平行度交差。
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其缺点是:
?、儆捎谌扰蛘拖凳煌?,和环氧板的热匹配差,焊点疲劳是主要的失效形式。
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3、Tbga(TAPE bga)带载bga
其优点是:
?、倬」茉谛酒又芯植看嬖谟α?,当总体上同环氧板的热匹配较好。
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其缺点是:
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在此我们仅针对Pbga对湿气敏感的缺点,讨论在实际生产过程的相关工艺环节中防止Pbga因吸潮而失效的方法。
Pbga的验收和贮存
Pbga属于湿敏性元件,出厂时均是采用真空包装,但在运输周转过程中很容易破坏其真空包装,导致元件受潮和焊点氧化,因此在元件入厂验收时,必须将元件的包装状态作为检验项目,严格将真空和非真空包装的元件区分开,真空包装的元件按照其贮存要求进行贮存,并在保质期内使用,非真空的元件应该放入低湿柜中按要求进行贮存,防止Pbga吸潮和引脚的氧化。同时按“先进先出”的原则进行控制,尽量降低元件的贮存风险。
Pbga的除湿方式的选择
受潮的Pbga在上线生产前要进行除湿处理。bga的除湿通常有低温除湿和高温除湿两种,低温除湿是采用低湿柜除湿,除湿比较费时,通常在5%的湿度条件下,需要192小时,高温除湿是采用烘箱除湿,除湿时间比较短,通常在125摄氏度的条件下,需要4小时。在实际的生产中,对那些非真空包装的元件进行高温除湿后,放入低湿柜中贮存,以缩短除湿的周期。对湿度卡显示潮湿度超标的Pbga建议采用低温除湿,而不采用高温除湿,由于高温除湿的温度较高(大于100摄氏度)而且速度快,如果元件湿度较高,会因为水分的急促气化而导致元件失效。
Pbga在生产现场的控制
Pbga在生产现场使用时,真空包装的元件拆封后,必须交叉检查包装的湿度卡,湿度卡上的湿度标示超标时,不得直接使用,必须进行除湿处理后方可使用。生产现场领用非真空包装的元件时,必须检查该料的湿度跟踪卡,以确认该料的湿度状态,无湿度跟踪卡的非真空包装的元件不得使用。同时严格控制Pbga在现场的使用时间和使用环境,使用环境应该控制在25摄氏度左右,湿度控制在40-60%之内,Pbga现场的使用时间应控制在24小时以内,超出24小时的Pbga必须重新进行除湿处理。
Pbga的返修
bga返修通常采用bga返修台(bga rework station)。生产现场返修装贴有Pbga的PCBA,若放置时间比较长,Pbga易吸潮,Pbga的湿度状态也很难判断,因此Pbga在拆除之前,必须将装Pbga的PCBA进行除湿处理,避免元件在拆除中失效报废,使bga的置球和重新装配变得徒劳。
当然,在SMT制程中导致bga失效的工艺环节和原因很多,比如ESD、回流焊接等等,要想降低SMT制程中bga的失效,需要在多方面进行全面控制。对于Pbga而言,与元件吸潮相关的工艺环节在实际生产中往往被忽视,而且出现问题比较隐蔽,往往给我们改善制程、提高制程质量造成了很多障碍,因此针对Pbga对湿气敏感的缺点,在生产制程中,从以上几个方面着手,针对性的采取有效应对措施,可以更好地减少Pbga的失效,提高Pbga的制程质量,降低生产成本。
SMT制程中提升bga质量策略讲解完毕。