一、操作指導(dǎo)概述

在BGA返修設(shè)備上進(jìn)行有鉛、無鉛工藝單闆麵陣列器件維修的操作流程及在維修過程中需要註意的事項(xiàng)。

二、操作指導(dǎo)説明

1 定義

BGA：集成電路的一種封裝形式，其輸入輸齣端子(包括焊球、焊柱、焊盤等)在元件的底麵上按柵格方式排列。包括但不限於PBGA、UBGA、WBGA、TBGA、CBGA及CCGA。

無鉛BGA：錫球成分爲(wèi)無鉛焊料的BGA。

無鉛BGA信息來源：對(duì)於有編碼的BGA芯片通過PDM進(jìn)行確認(rèn)；對(duì)於新器件暫時(shí)查詢不到器件資料的BGA芯片，由客戶(需要維修單闆的人員)提供器件信息。

混閤工藝：指使用有鉛錫膏和無鉛BGA裝聯(lián)的工藝。

2 目的

指導(dǎo)現(xiàn)場操作人員在使用返修設(shè)備返修有鉛、混閤、無鉛工藝單闆麵陣列器件時(shí)，如何進(jìn)行程序選擇及調(diào)用、規(guī)範(fàn)操作人員操作方法和過程，保證返修單闆的返修質(zhì)量。

3 適用範(fàn)圍

適用於返修有鉛、混閤及無鉛工藝單闆上麵陣列器件如PBGA、QFP、PLCC、SOIC、CSP、BGA插座等時(shí)程序的選擇、調(diào)用及返修操作。

4 崗位職責(zé)和特殊技能要求

崗位	職責(zé)	特殊技能要求
維修操作員	設(shè)備正確操作、維護(hù)設(shè)備，填寫各種相關(guān)記録錶格。 緊急故障處理。	具備熟練的維修操作技能
維修工程師	設(shè)備故障排除、設(shè)備蔘數(shù)設(shè)置及管理，爲(wèi)生産一線操作、保養(yǎng)提供技術(shù)支持，程序調(diào)製與規(guī)劃管理，工藝技術(shù)支持。	返修設(shè)備工作原理、過程，調(diào)試返修溫度麴線

5 內(nèi)容

5.1  返修工具、輔料及設(shè)備

5.1.1  返修工具：BGA返修颱、電鉻鐵、颳刀、小鋼網(wǎng)、真空吸筆、剪刀、鑷子、畵筆（塗焊膏用）

5.1.2  輔料：膏狀助焊劑Alpha metals(免洗型LR721H2 HV)；清洗劑YC336（有鉛使用），SC-10（無鉛使用）；吸錫編帶；有鉛錫膏(Sn63Pb37、NC-92J)；無鉛錫膏(Sn96.5Ag3.0Cu0.5)；碎白佈

5.1.3 返修設(shè)備 SV-550返修颱

RD-500返修颱有3箇加熱繫統(tǒng)，其中上和下精確加熱目標(biāo)芯片和線路闆的是熱風(fēng)型加熱。第3箇是一種區(qū)域髮熱體，從底部逐步地加熱整箇的印製線路闆。SV-550需要配備不衕尺寸的熱風(fēng)噴嘴進(jìn)行返修不衕的器件。

5.1.4   各輔助專業(yè)工具：

BGA返修颱及返修工具

5.2 操作流程

BGA返修流程

001 生産前準(zhǔn)備

一  單闆烘烤準(zhǔn)備及相關(guān)要求：

1）根據(jù)暴露時(shí)間不衕，將單闆分彆給齣不衕的烘烤要求,

單闆暴露時(shí)間：以單闆製成闆條碼上的加工月份時(shí)間爲(wèi)準(zhǔn)，當(dāng)月單闆默認(rèn)1箇月，以此類推。

2）烘烤時(shí)間

1. SMT送修單闆默認(rèn)小於24小時(shí)，可以不經(jīng)過烘烤，BGA返修接收單闆後10小時(shí)內(nèi)完成返修。

2. 特殊單闆、送修人員特殊需求，如器件分析等；反饋工藝人員給齣烘烤要求

• 非上2條的其牠送修單闆，按如下規(guī)定進(jìn)行烘烤。

暴露時(shí)間	≤2箇月	2箇月以上
烘烤時(shí)間	10小時(shí)	20小時(shí)
烘烤溫度	105±5℃	105±5℃

3）在烘闆前，接收人員可要求維修送闆人或項(xiàng)目人要將溫度敏感組件拆下後進(jìn)行烘烤，例如光纖、電池、塑膠類拉手條等；否則，造成的器件受熱損傷由送闆人自行處理。（被拆下器件的安裝等由原來送闆責(zé)任人處理；BGA維修不負(fù)責(zé)該工作。）

4）所有單闆，烘烤完成取齣單闆後10小時(shí)內(nèi)完成BGA返修作業(yè)。

5）10小時(shí)內(nèi)不能完成BGA返修作業(yè)的PCB及物料，鬚放置在榦燥箱保存。

二  單闆返修前檢查、準(zhǔn)備註意事項(xiàng)：

1）查看單闆上是否有扣闆和返修芯片(單闆返修麵與背麵)週圍10mm以內(nèi)有高度超過20mm(隻要與熱風(fēng)噴嘴産生榦涉)的器件，需將扣闆及榦涉返修的器件拆卸後纔可返修；

2）若返修單闆正麵、背麵有光纖、附件區(qū)域的電池需要拆除後纔可返修；

3）若返修單闆背麵距離返修芯片10mm及10mm以外有散熱器、插裝晶振、電解電容、塑膠導(dǎo)光柱、非高溫條形碼、BGA、BGA插座及通孔塑封器件如塑封連接器，鬚其錶麵進(jìn)行貼5-6層高溫膠紙密封後纔可返修。若在10mm以內(nèi)則需要將相應(yīng)器件拆除(BGA除外)後纔可以返修；

4）其他可能在返修過成受熱影響的BGA及其他芯片，塑封器件，需進(jìn)行相應(yīng)隔熱處理。

齣現(xiàn)以上4種情況涉及拆、裝相關(guān)器件時(shí)，請(qǐng)送修人自行拆卸後，再送BGA返修工段進(jìn)行返修，否則，造成的器件受熱損傷由送闆人自行處理。

三 返修輔料的確定

1） 返修的器件是CCGA、CBGA、對(duì)貼BGA及錫球材料不是63/37的焊錫材料時(shí)，必鬚使用印刷錫膏方式進(jìn)行返修。錫膏的種類依據(jù)機(jī)種作業(yè)指導(dǎo)書中規(guī)定的錫膏進(jìn)行選彆

2） 當(dāng)是63/37的焊錫材料時(shí)，可用助焊膏或印刷錫膏方式焊接；當(dāng)使用錫膏焊接時(shí)，需要用與器件焊盤相對(duì)應(yīng)的印錫小鋼網(wǎng)進(jìn)行印錫。錫膏的種類依據(jù)機(jī)種作業(yè)指導(dǎo)書中規(guī)定的錫膏進(jìn)行選彆，助焊膏均使用ALPHA助焊膏LR721H2,100g/瓶

3） 無鉛器件的返修，針對(duì)小於15*15mm的BGA，可以使用塗助焊膏的方式焊接，其他大尺寸BGA必鬚使用刷錫膏的方式焊接。錫膏的種類依據(jù)機(jī)種作業(yè)指導(dǎo)書中規(guī)定的錫膏進(jìn)行選彆，助焊膏均使用ALPHA助焊膏LR721H2,100g/瓶

 

四 返修設(shè)備及其他要求

1）返修前，如果設(shè)備超過30min沒有加熱，必鬚對(duì)設(shè)備進(jìn)行預(yù)熱。預(yù)熱程序可爲(wèi)任何返修程序

2）單闆定位與支撐

支撐桿的位置：支撐桿盡量對(duì)稱分佈（盡量使得單闆受熱均勻爲(wèi)原則），不能碰到底部的器件。支撐桿位置優(yōu)選位於PCB闆中間，使PCB保持平麵，不能支撐到器件上，併且將卡扣扣緊及定位銷鎖緊。對(duì)於較小PCB，可以採取鏇轉(zhuǎn)支撐塊90度來進(jìn)行固定。

BGA返修闆的定位與支撐

3） 加熱噴口的選擇和更換

i.選用實(shí)際尺寸比BGA大2～5mm的噴口，註意噴口不能損壞到週邊的元器件，噴口使用完後要放迴工裝架的對(duì)應(yīng)位置上。

噴口的更換：拿噴口本體部位轉(zhuǎn)30度卽可更換髮熱體上的噴口。註意在更換上部噴口時(shí)一定不要強(qiáng)力拔齣，避免損傷真空吸桿和連接的硅膠吸嘴及墊圈。（圖5）

002 拆除BGA 

將返修單闆放置在返修颱上，從各設(shè)備對(duì)應(yīng)的拆除BGA程序目録中選定相應(yīng)的返修程序?qū)GA進(jìn)行加熱。程序運(yùn)行完畢，從返修颱取下器件。

1）當(dāng)程序庫中有和單闆名稱相對(duì)應(yīng)的程序時(shí)，優(yōu)先選用和單闆名稱相衕的程序。

一般可依據(jù)BGA的尺寸、大小選取對(duì)應(yīng)的返修程序。（返修程序見5.3條—BGA拆/焊程序選擇對(duì)應(yīng)關(guān)繫錶）

2）返修程序運(yùn)行完畢後，由設(shè)備自動(dòng)吸取被拆器件，當(dāng)器件錶麵粗糙不平情況下允許採用鑷子夾取；採用鑷子夾取時(shí)，先用鑷子輕輕撥動(dòng)器件，確定器件已經(jīng)完全融化後立卽夾起。

3）拆卸器件後，清理焊盤前，檢查被拆下器件焊盤是否有焊盤掉落，受損等缺陷，如有異常，反饋工程師處理。

4） 拆卸完的BGA，若需要重覆利用，則需要對(duì)BGA植球，具體操作細(xì)節(jié)按《BGA植球作業(yè)指導(dǎo)書》進(jìn)行。

003 清理焊盤

將單闆放置在工作颱上併用烙鐵、吸錫繩將焊盤上多餘的殘錫吸走，平整焊盤。

清理時(shí)將吸錫繩放置於焊盤上，一手將吸錫繩曏上提起，一手將烙鐵放在吸錫繩上，輕壓烙鐵，將BGA焊盤上殘餘焊錫融化併吸附到吸錫線上後，再將吸錫線移至其他位置，去吸取其餘部分的焊錫，不能用力在焊盤上進(jìn)行拖拉，避免將焊盤損壞。

有鉛器件焊盤清理，烙鐵溫度<實(shí)測(cè)值>340+/-40℃；無鉛器件焊盤清理，烙鐵溫度<實(shí)測(cè)值>370+/-30℃；對(duì)於CBGA、CCGA焊盤清理，烙鐵溫度設(shè)置<實(shí)測(cè)值>400+/-30℃。清理後用清洗劑清除器件和PCB焊盤上的焊錫殘留物和外來物質(zhì)等，清理榦淨(jìng)後用20X-50X放大鏡檢查器件和PCB焊盤，線路等有無劃傷、脫落受損等缺陷；若有反饋工程師處理。

004 塗抹輔料

根據(jù)001中第三點(diǎn)，確定是採用印錫還是刷塗助焊膏方式進(jìn)行返修。印刷錫膏和刷塗助焊膏的方式如下所述。

（一）刷塗助焊膏：

用畵筆蘸少許助焊膏（圖6），在焊盤上來迴輕輕塗抹（圖7）。

檢查焊盤上助焊膏的塗抹情況，要求助焊膏塗佈均勻。單闆上不可有助焊膏堆積現(xiàn)象。

檢查塗抹好助焊膏的單闆焊盤，不可有纖維、毛髮等殘留；若有需要重新清洗後，再次塗抹。

BGA芯片上塗抹助焊膏

（二）印錫膏

選擇對(duì)應(yīng)的印錫鋼網(wǎng)，將印錫的小鋼網(wǎng)定位併用膠帶粘貼與PCB上（以固定鋼網(wǎng)，併防止錫膏外溢）；註意需要使鋼網(wǎng)開口和焊盤完全重閤，不錯(cuò)位。（圖8）

用颳刀取適量錫膏，然後在小鋼網(wǎng)上颳過。颳錫膏時(shí)盡量使錫膏能在鋼網(wǎng)和颳刀之間滾動(dòng)。（圖9）

用手或工具曏上慢慢的提起鋼網(wǎng)，提取的過程中，要減少手的抖動(dòng)。

目檢印錫質(zhì)量及週圍是否有濺錫，看焊盤是否有漏印、連錫、少錫、拉尖、偏位等不良情況。（圖10）有則需要用洗闆水將焊盤清理榦淨(jìng)，併待洗闆水揮髮後重新印刷。

清洗鋼網(wǎng)和颳刀，放迴原位，待下次取用。

鋼網(wǎng)對(duì)位塗佈錫膏

備註：

1.針對(duì)佈局較密，PCB上無法放置小鋼網(wǎng)的情況，也可以用在器件上印錫的方式。用植球鋼網(wǎng)放置在BGA球上，印錫膏的方法與PCB上印錫膏方法相衕，註意小心操作，避免損壞BGA。

2.印刷的錫膏，助焊膏，清洗用的環(huán)保水等輔料的使用蔘考《維修用輔料使用規(guī)範(fàn)》，併記録在相應(yīng)的不良闆條碼中

005 貼放BGA

1）將塗抹好輔料的單闆平穩(wěn)放置在工作颱上，併對(duì)單闆底部進(jìn)行均勻支撐（具體按001 生産前準(zhǔn)備中的單闆定位與支撐要求進(jìn)行設(shè)置）。啟動(dòng)影像對(duì)位繫統(tǒng)，將器件放在機(jī)器噴口中的吸嘴上，使器件和焊盤的影像重閤，運(yùn)行機(jī)器，完成貼放動(dòng)作。（具體步驟蔘見《RD-500操作規(guī)程》）

貼放BGA前，需核對(duì)BGA的編碼、方曏要和維修單闆一緻；檢查BGA器件的焊球是否有異常，如焊球大小不一、缺球、焊球形狀不規(guī)則等。

2)  貼放器件，一定要仔細(xì)觀察、調(diào)整，使器件圖像和焊盤圖像完全重閤，或核對(duì)器件絲印框與器件平齊。

採用印錫返修時(shí)，必鬚使用設(shè)備將BGA貼放在PCB上，不得使用手工放置。

採用刷助焊膏返修時(shí)，可以用手工放置器件。普通單闆，以絲印框爲(wèi)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)位；如果是無絲印單闆，以焊盤對(duì)角的蝕刻框爲(wèi)準(zhǔn)對(duì)位；無任何外框標(biāo)記的單闆，必鬚採用機(jī)器對(duì)位、貼片。

3） 器件貼放後，需要檢查返修器件的高度是否一緻，是否高度不平、器件傾斜等異常。

006 焊接BGA

先按001 生産前準(zhǔn)備中的單闆定位與支撐要求進(jìn)行設(shè)置好支撐併定位好PCB，位置確定後再從各設(shè)備的焊接BGA程序目録中調(diào)用相應(yīng)程序?qū)GA進(jìn)行加熱，程序運(yùn)行完畢，完成器件焊接過程。待單闆冷卻後取走PCB。

註意操作過程中需密切關(guān)註單闆焊接情況，若有燒焦、嚴(yán)重變形等異常，需立卽停止機(jī)器，保留現(xiàn)場，併反饋工程師處理。衕一塊PCB闆最多返修3次，衕一箇BGA最多返修2次。

007 焊後檢驗(yàn)

焊接完成，需要對(duì)單闆進(jìn)行檢驗(yàn)。重點(diǎn)檢驗(yàn)以下事項(xiàng)：

1） 目視BGA四週的焊點(diǎn)，看是否有虛焊，連錫，背麵冒錫珠等缺陷。併用X-Ray確定沒有焊接質(zhì)量問題後（必要時(shí)可用3D顯微鏡檢查焊接狀況），纔可以進(jìn)行下一塊單闆返修或交接給下一工序。

2） 檢查被焊接器件週圍，是否有濺錫、及其牠缺陷，檢查單闆背麵是否有CHIP件等被頂針壓壞。

3） 用洗闆水清洗BGA週圍多餘的助焊膏殘留。

5.3  BGA返修拆、焊程序選用對(duì)應(yīng)錶

拆B(yǎng)GA程序選用對(duì)應(yīng)錶—有鉛

BGA大小 單闆厚度	15×15+/-5mm	25×25+/-4mm	33×33+/-3 mm	42×42+/-5 mm
1.6MM+/-10%	R-1.6mm-15×15	R-1.6mm-25×25	R-1.6mm-33×33	R-1.6mm-42×42
2MM+/-10%	R-2mm-15×15	R-2mm-25×25	R-2mm-33×33	R-2mm-42×42
2.5MM+/-10%	R-2.5mm-15×15	R-2.5mm-25×25	R-2.5mm-33×33	R-2.5mm-42×42
3MM+/-8%	R-3mm-15×15	R-3mm-25×25	R-3mm-33×33	R-3mm-42×42

 

焊BGA程序選用對(duì)應(yīng)錶—有鉛

BGA大小 單闆厚度	15×15+/-5mm	25×25+/-4mm	33×33+/-3 mm	42×42+/-5 mm
1.6MM+/-10%	P-1.6mm-15×15	P-1.6mm-25×25	P-1.6mm-33×33	P-1.6mm-42×42
2MM+/-10%	P-2mm-15×15	P-2mm-25×25	P-2mm-33×33	P-2mm-42×42
2.5MM+/-10%	P-2.5mm-15×15	P-2.5mm-25×25	P-2.5mm-33×33	P-2.5mm-42×42
3MM+/-8%	P-3mm-15×15	P-3mm-25×25	P-3mm-33×33	P-3mm-42×42

 

拆B(yǎng)GA程序選用對(duì)應(yīng)錶—無鉛

BGA大小 單闆厚度	15×15+/-5mm	25×25+/-4mm	33×33+/-3 mm	42×42+/-5 mm
1.6MM+/-10%	R-1.6mm-15×15-PBF	R-1.6mm-25×25-PBF	R-1.6mm-33×33-PBF	R-1.6mm-42×42-PBF
2MM+/-10%	R-2mm-15×15-PBF	R-2mm-25×25-PBF	R-2mm-33×33-PBF	R-2mm-42×42-PBF
2.5MM+/-10%	R-2.5mm-15×15-PBF	R-2.5mm-25×25-PBF	R-2.5mm-33×33-PBF	R-2.5mm-42×42-PBF
3MM+/-8%	R-3mm-15×15-PBF	R-3mm-25×25-PBF	R-3mm-33×33-PBF	R-3mm-42×42-PBF

 

焊BGA程序選用對(duì)應(yīng)錶—無鉛

BGA大小 單闆厚度	15×15+/-5mm	25×25+/-4mm	33×33+/-3 mm	42×42+/-5 mm
1.6MM+/-10%	P-1.6mm-15×15-PBF	P-1.6mm-25×25-PBF	P-1.6mm-33×33-PBF	P-1.6mm-42×42-PBF
2MM+/-10%	P-2mm-15×15-PBF	P-2mm-25×25-PBF	P-2mm-33×33-PBF	P-2mm-42×42-PBF
2.5MM+/-10%	P-2.5mm-15×15-PBF	P-2.5mm-25×25-PBF	P-2.5mm-33×33-PBF	P-2.5mm-42×42-PBF
3MM+/-8%	P-3mm-15×15-PBF	P-3mm-25×25-PBF	P-3mm-33×33-PBF	P-3mm-42×42-PBF

 

備註：RD-500程序欄不能顯示小數(shù)點(diǎn)，用“_”來替代錶示PCB闆厚度的小數(shù)點(diǎn)，如：1_6mm錶示1.6mm。

 

5.4  無鉛單闆（工藝屬性Y2），混裝工藝單闆（工藝屬性Y3）返修註意事項(xiàng)：

針對(duì)無鉛器件，返修器件尺寸大於15*15mm的，必鬚採用印刷錫膏的方法進(jìn)行返修；不得採用塗佈助焊膏的方式返修。

針對(duì)無鉛單闆（工藝屬性Y2），BGA返修涉及到的工具、耗材、吸錫帶、烙鐵、佈片等，不能與有鉛BGA返修工具混用，併在工具上標(biāo)示“無鉛專用”。

3） 混閤工藝單闆（工藝屬性Y3）返修註意事項(xiàng)：

對(duì)於返修的無鉛BGA麵陣列器件(器件沒有損壞)採用重新植有鉛的錫球，植好球後用對(duì)應(yīng)有鉛BGA返修焊接程序進(jìn)行返修。

對(duì)於重新領(lǐng)料返修的BGA麵陣列器件焊接，若BGA器件爲(wèi)無鉛器件則必鬚用無鉛BGA返修焊接程序進(jìn)行返修。

5.5  其他註意事項(xiàng)：

1）設(shè)備在正常的拆裝器件時(shí)，禁止對(duì)單闆進(jìn)行任何操作，不可碰撞定位夾具、調(diào)整頂針位置等。

2）在對(duì)單闆進(jìn)行操作時(shí)，註意防靜電防護(hù)工作。

附：返修作業(yè)流程圖

1，將閤適的小鋼闆,放置於焊墊上方，小鋼闆的厚度一般是在100um~200um之間,鋼闆尺寸限於週圍零件所空齣的區(qū)域大小，因此通常都隻比BGA大一點(diǎn)而已。
2，將所需要的錫膏印至PCB上，但通常Rework的狀況下,併非得要上錫膏不可,在正常條件下,隻要塗上一層Flux卽可。

1，使用影像對(duì)位可確保零件於Reflow時(shí)穫得準(zhǔn)確的焊接。
2，尤其是μBGA及CSP對(duì)位時(shí)更需要依靠此功能，不像大尺寸BGA使用人工或機(jī)械對(duì)位有些許偏移,尚能因錫鉛的內(nèi)聚力而自動(dòng)對(duì)位。

1，BGA的迴焊對(duì)基闆而言是以局部加熱的方式進(jìn)行,除依靠特殊設(shè)計(jì)之加熱風(fēng)罩外,尚鬚有底部加熱器,協(xié)助零件下方基闆的預(yù)熱。
2，其加熱過程之Profile和正常Reflow相似。因此加熱風(fēng)罩的設(shè)計(jì)功能非常重要,尤其是不能因過熱或不均而傷害到零件本身或週圍的零件與基闆。

無論是Rework之零件錶麵或基闆上之焊接,均需充分的清理錶麵之殘錫或氧化物質(zhì)。以確保焊接後之可靠度。除錫的方式種類繁多,如下圖所示,可用吸錫線或真空吸取的方式作業(yè)。

因迴焊作業(yè)中所鬚之Flux,可透過錫膏印刷中供應(yīng),也可直接沾附Flux使用而不需經(jīng)過錫膏印刷。下圖爲(wèi)供應(yīng)一定厚度之Flux鋼模。

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