SMT制程中降低PBGA失效的方法
發(fā)布時(shí)間:2012年12月28日 點(diǎn)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(diǎn),只有深入了解不同類型BGA的優(yōu)缺點(diǎn),才能更好地制定滿足BGA制程要求的工藝,才能更好地實(shí)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(dú)特的特點(diǎn)和優(yōu)缺點(diǎn):?
1、PBGA(PLASTIC BALL GRID ARRAY)塑料封裝BGA??
其優(yōu)點(diǎn)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(shí)焊點(diǎn)的形成,對(duì)焊球要求寬松。
③貼裝時(shí)可以通過封裝體邊緣對(duì)中。
④成本低。
其缺點(diǎn)是:對(duì)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(diǎn)是:?
①封裝組件的可靠性高。
②共面性好,焊點(diǎn)形成容易,但焊點(diǎn)不平行度交差。③對(duì)濕氣不敏感。④封裝密度高。
其缺點(diǎn)是:
①由于熱膨脹系數(shù)不同,和環(huán)氧板的熱匹配差,焊點(diǎn)疲勞是主要的失效形式。
②焊球在封裝體邊緣對(duì)準(zhǔn)困難。
③封裝成本高。
3、TBGA(TAPE BGA)帶載BGA
其優(yōu)點(diǎn)是:?
①盡管在芯片連接中局部存在應(yīng)力,當(dāng)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(duì)準(zhǔn)。
③是最為經(jīng)濟(jì)的封裝形式。
其缺點(diǎn)是:???
①對(duì)濕氣敏感。
②對(duì)熱敏感。
③不同材料的多元回合對(duì)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(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中,以PBGA居多。PBGA最大的缺點(diǎn)是對(duì)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(dǎo)致PBGA失效。在很多的文獻(xiàn)中有很多提高BGA制程質(zhì)量的文章,在此我們僅針對(duì)PBGA對(duì)濕氣敏感的缺點(diǎn),討論在實(shí)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(yàn)收和貯存?
PBGA屬于濕敏性元件,出廠時(shí)均是采用真空包裝,但在運(yùn)輸周轉(zhuǎn)過程中很容易破壞其真空包裝,導(dǎo)致元件受潮和焊點(diǎn)氧化,因此在元件入廠驗(yàn)收時(shí),必須將元件的包裝狀態(tài)作為檢驗(yàn)項(xiàng)目,嚴(yán)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(jìn)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(jìn)行貯存,防止PBGA吸潮和引腳的氧化。同時(shí)按“先進(jìn)先出”的原則進(jìn)行控制,盡量降低元件的貯存風(fēng)險(xiǎn)。
二、PBGA的除濕方式的選擇娟
三、PBGA在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的控制
PBGA在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)使用時(shí),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(biāo)示超標(biāo)時(shí),不得直接使用,必須進(jìn)行除濕處理后方可使用。生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)領(lǐng)用非真空包裝的元件時(shí),必須檢查該料的濕度跟蹤卡,以確認(rèn)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(shí)嚴(yán)格控制PBGA在現(xiàn)場(chǎng)的使用時(shí)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(chǎng)的使用時(shí)間應(yīng)控制在24小時(shí)以內(nèi),超出24小時(shí)的PBGA必須重新進(jìn)行除濕處理。
四、PBGA的返修
BGA返修通常采用BGA返修臺(tái)(BGA rework station)。生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)返修裝貼有PBGA的PCBA,如果放置時(shí)間比較長(zhǎng),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(jìn)行除濕處理,避免元件在拆除中失效報(bào)廢,使BGA的置球和重新裝配變得徒勞。
當(dāng)然,在SMT的制程中導(dǎo)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(jìn)行全面控制。對(duì)于PBGA而言,與元件吸潮相關(guān)的工藝環(huán)節(jié)在實(shí)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(duì)PBGA對(duì)濕氣敏感的缺點(diǎn),在生產(chǎn)制程中,從以上幾個(gè)方面著手,針對(duì)性的采取有效應(yīng)對(duì)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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