SMT制程中降低PBGA失效的方法
發(fā)布時間:2012年12月28日 點擊數(shù):
SMT制程中降低PBGA失效的方法
深圳市尚鼎電子有限公司:隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展,電子元件朝著小型化和高度集成化的方向發(fā)展。BGA元件已越來越廣泛地應(yīng)用到SMT裝配技術(shù)中,并且隨著BGA和CSP的出現(xiàn),SMT裝配的難度愈來愈大,工藝要求也愈來愈高。由于BGA的返修難度頗大,返修成本高,故提高BGA的制程質(zhì)量是SMT制程中的新課題。?
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BGA有不同類型,不同類型的BGA有不同的特點,只有深入了解不同類型BGA的優(yōu)缺點,才能更好地制定滿足BGA制程要求的工藝,才能更好地實現(xiàn)BGA的良好裝配,降低BGA的制程成本。BGA通常分為三類,每類BGA都有自己獨特的特點和優(yōu)缺點:?
1、PBGA(PLASTIC BALL GRID ARRAY)塑料封裝BGA??
其優(yōu)點是:
①和環(huán)氧樹脂電路板熱匹配好。
②焊球參與了回流焊接時焊點的形成,對焊球要求寬松。
③貼裝時可以通過封裝體邊緣對中。
④成本低。
其缺點是:對濕氣敏感以及焊球面陣的密度比CBGA低?
2、CBGA(CERAMIC BGA)陶瓷封裝BGA
其優(yōu)點是:?
①封裝組件的可靠性高。
②共面性好,焊點形成容易,但焊點不平行度交差。③對濕氣不敏感。④封裝密度高。
其缺點是:
①由于熱膨脹系數(shù)不同,和環(huán)氧板的熱匹配差,焊點疲勞是主要的失效形式。
②焊球在封裝體邊緣對準困難。
③封裝成本高。
3、TBGA(TAPE BGA)帶載BGA
其優(yōu)點是:?
①盡管在芯片連接中局部存在應(yīng)力,當總體上同環(huán)氧板的熱匹配較好。
②貼裝是可以通過封裝體邊緣對準。
③是最為經(jīng)濟的封裝形式。
其缺點是:???
①對濕氣敏感。
②對熱敏感。
③不同材料的多元回合對可靠性產(chǎn)生不利的影響。
BGA在電子產(chǎn)品中已有廣泛的應(yīng)用,但實際生產(chǎn)應(yīng)用中,以PBGA居多。PBGA最大的缺點是對濕氣敏感,如果PBGA吸潮后,在焊接中PBGA極易產(chǎn)生“爆米花”現(xiàn)象,從而導致PBGA失效。在很多的文獻中有很多提高BGA制程質(zhì)量的文章,在此我們僅針對PBGA對濕氣敏感的缺點,討論在實際生產(chǎn)過程的相關(guān)工藝環(huán)節(jié)中防止PBGA因吸潮而失效的方法。?
一、PBGA的驗收和貯存?
PBGA屬于濕敏性元件,出廠時均是采用真空包裝,但在運輸周轉(zhuǎn)過程中很容易破壞其真空包裝,導致元件受潮和焊點氧化,因此在元件入廠驗收時,必須將元件的包裝狀態(tài)作為檢驗項目,嚴格將真空和非真空包裝的元件區(qū)分開,真空包裝的元件按照其貯存要求進行貯存,并在保質(zhì)期內(nèi)使用,非真空的元件應(yīng)該放入低濕柜中按要求進行貯存,防止PBGA吸潮和引腳的氧化。同時按“先進先出”的原則進行控制,盡量降低元件的貯存風險。
二、PBGA的除濕方式的選擇娟
三、PBGA在生產(chǎn)現(xiàn)場的控制
PBGA在生產(chǎn)現(xiàn)場使用時,真空包裝的元件拆封后,必須交叉檢查包裝的濕度卡,濕度卡上的濕度標示超標時,不得直接使用,必須進行除濕處理后方可使用。生產(chǎn)現(xiàn)場領(lǐng)用非真空包裝的元件時,必須檢查該料的濕度跟蹤卡,以確認該料的濕度狀態(tài),無濕度跟蹤卡的非真空包裝的元件不得使用。同時嚴格控制PBGA在現(xiàn)場的使用時間和使用環(huán)境,使用環(huán)境應(yīng)該控制在25攝氏度左右,濕度控制在40-60%之內(nèi),PBGA現(xiàn)場的使用時間應(yīng)控制在24小時以內(nèi),超出24小時的PBGA必須重新進行除濕處理。
四、PBGA的返修
BGA返修通常采用BGA返修臺(BGA rework station)。生產(chǎn)現(xiàn)場返修裝貼有PBGA的PCBA,如果放置時間比較長,PBGA易吸潮,PBGA的濕度狀態(tài)也很難判斷,因此PBGA在拆除之前,必須將裝PBGA的PCBA進行除濕處理,避免元件在拆除中失效報廢,使BGA的置球和重新裝配變得徒勞。
當然,在SMT的制程中導致BGA失效的工藝環(huán)節(jié)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,需要在多方面進行全面控制。對于PBGA而言,與元件吸潮相關(guān)的工藝環(huán)節(jié)在實際生產(chǎn)中往往被忽視,而且出現(xiàn)問題比較隱蔽,往往給我們改善制程、提高制程質(zhì)量造成了很多障礙,因此針對PBGA對濕氣敏感的缺點,在生產(chǎn)制程中,從以上幾個方面著手,針對性的采取有效應(yīng)對措施,可以更好地減少PBGA的失效,提高PBGA的制程質(zhì)量,降低生產(chǎn)成本。
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