SMD BGA 生产制程控制过程的几大要点(转载)

　　一、关于BGA产品的生产前的准备工作：

　　1、 钢网模板的制作要求：

　　A、 降低模板的厚度，视不同产品而定，一般在0.12mm~0.15mm。

　　B、 为了很好的印刷锡膏，可采用梯形的钢网开口，即上开口要比下开口稍大一些，且可考虑下开口略小于焊盘。

　　C、 根据solder ball 的 pitch 可采用方形开口。

　　2、 PCB和BGA烘烤工作：

　　A：BGA封装对湿气的敏感性是相当强的，在贴装前如果未得到适当的烘干和保

　　持干燥的话，BGA在回流焊中就会出现翘曲、凸起、爆米花或开裂的现象。

　　B：另为层压板中截留有湿气，其在组装过程中会突发性排气，导致局部脱层，降

　　低焊接的可靠性。

　　C：烘烤的条件设定，BGA可参照其包装上的说明执行相关类别标准，一般为125

　　℃+-5℃，烘烤20小时，PCB可参照100℃，连续烘烤12小时左右。

　　D：烘烤BGA的温度不宜超过125℃，因为过高的温度会造成锡球和元器件连接

　　处金属组织的变化，当这些元器件进入回流焊的阶段时，容易造成锡球与元器

　　件封装外的脱节，造成装配质量问题。

　　E：烘烤BGA一定要视其包装材料而定，如果是盘装，则可视正常温度设定，如

　　果是卷装，则可设定较低的温度。

　　3、 锡膏的要求：

　　A：较细小颗粒的锡膏品牌。

　　B：粘性稍强且不易干，即良好印刷性。

　　C：良好的可焊性，低残留物。

　　4. 所有参与作业的人员的技能培训要求：所有人员都应得到全面的BGA组装，焊接的技能和相关知识培训，工程师级以上的技术人员应得到更深层的培训。

　　二：关于BGA生产过程中的工艺控制：

　　1：PCB的印刷：

　　A：刮刀的角度在60度为佳，印刷压力在3.5kg~10kg。

　　B：印刷速度应控制在10mm/秒~25mm/秒，BGA的锡球间距(pitch)越小，则印刷速

　　越慢。

　　C：钢网脱离速度要设为0.5mm/秒。

　　D：车间温度应控制在25℃以下，湿度小于60%RH，防止焊膏在空气中暴露太久。

　　E：每次加入钢网上的锡膏不宜过量，用完后及时补充，最好连同钢网上的少量锡

　　膏一起搅拌均匀后再加入钢网上印刷。

　　F：钢网清洗次数应采用5PCS/次以下（当然，如球之间pitch1.0mm则考虑

　　8-10PCS/次）。钢网清洗要用酒精湿擦，且每半小时要用牙刷清洗一次。

　　G：印刷后的PCB，在进入贴片机之前一定要安排专人100%用放大镜检查，BGA焊

　　盘的印刷质量，检查有无漏印、少锡、连锡、多锡等不良，只能让印刷OK的

　　PCB进入下一工序。

　　4、 BGA的贴装：

　　A：清晰、完整的视觉成像识辩参数的设定，防止锡球缺、损的BGA直接被贴装在

　　板上。

　　B：贴装误差值设定小于30%，防止贴装偏位。

　　C：吸取、置放的速度应放慢，使吸嘴置于BGA在板上的时间为400毫秒（关闭真

　　空状态）。

　　D：将贴装高度设定在稍向下压0.1mm～0.3mm，使BGA在安放时其焊球能够与焊膏充分接触，这样可减少BGA某个引脚空焊的现象，但对于引脚间距小于0.65mm的BGA则不宜采用，以免发生锡球桥接即连锡。

　　E：对于视机器抛入抛料带上的BGA，应给PE分析后修补OK后方可用生产线。

　　3、BGA贴装过回流炉前的检验要求：

　　A：贴装后的BGA就不应再移动，因为这样做会将焊膏拖带走，抹成一片，而导致

　　焊料桥接。

　　B：于外观看似BGA贴装偏位或翘曲的PCBA应及时反馈跟线PE分析跟进，并按照

　　PE提出的补救方案进行不良品处理。不可私自用镊子或吸笔拨动或挤压。

　　C：对于贴装出的PCB板被检验OK后应立即过回流炉，不宜置放、暴露在空气中，

　　最长不超过30分钟。

　　5、 回流炉温控参数profile的制作及注意事项：

　　A：BGA profile 的制作：profile的测量点应位于BGA的中心位置，并且应有两

　　条测试线，一条位于BGA上表面，另一条位于BGA与PCB之间锡球位置（从PCB

　　下表面穿过达BGA下表面焊锡球），以有铅的工艺为例：

　　① 预热斜率需 2.5℃/sec(不可3℃/sec)

　　②140℃～170℃间需保持60～120second.

　　③183℃以上时间需保持90～110 second .

　　④底部最高温度需220℃.

　　⑤冷却斜率需3℃/sec(最大)。

　　⑥BGA表面与底部温差大约为5～6度。

　　B：在再流焊过程中，如果偏离焊盘小于50%的话，元件就可以自动对位，如果BGA

　　存在严重偏位问题，应在过炉前重新取下对位（检查焊膏）和返工。

　　C：此阶段PCB必须均匀受热升温，并刺激助焊剂活跃，一般升温速度和降温速度

　　都不宜过快，防止PCB受热或冷却过快而产生变形。

　　三、关于BGA 生产完成后的检验工作

　　1． 后段目标QC 的外观检查。及时反馈对位及焊接问题。

　　2． X-RAY 锡点焊接检查。在量产时要保证每100PCS 抽检20PCS。要求保证对气泡（也叫孔洞），假焊、少锡、桥接、过孔抢锡等系列坏机专项检查。

　　3． 对于X-RAY检查不到的问题，如锡裂、焊锡粗糙，可借助新的检验仪器：如“ERSA SYSTEM 2500BGA/CSP SMT视觉检查系统”，它可以从侧面检查锡球的焊接质量，更深入的分析BGA内部焊锡效果。

　　四、常见的几个BGA制成缺陷的分析与改善措施

　　1． 气泡（也叫孔洞）

　　产生原因：（1）来料BGA焊锡球（SODER BALL）本身就有孔洞，可能是 （SOLDER BALL）本身就有孔洞，SOLDER BALL制造过程中或使用材料而造成的。

　　（2）在过回流焊中产生：已蒸发的焊剂和融溶固化过程中截留的焊剂在组装过程中产生。

　　（3）PCB焊盘中的通孔中的膨胀气体也会产生气泡。

　　改善措施：

　　(1)与供应商洽谈，要求改善Solder ball 的制造工艺，

　　(2)BGA 和PCB 得到较理想的除湿烘烤，理想及合适的回流炉 Profile 的设定

　　(3)合格的PCB异通孔位置的设定(RD)

　　2.连锡

　　生产原因：

　　(1) 锡膏印刷过厚或钢网底部有锡

　　(2) BGA贴装偏位，外在因素如人手拨动造成

　　(3) 焊锡球的爆米花也会产生锡球桥接

　　改善措施：

　　(1) 标准钢网开孔的制作，及时清洗钢网

　　(2) 调试贴装参数(适当)，对于偏位的BGA应由PE分析专项改善措施去返工、补救

　　(3) BGA及PCB得到理想的烘烤，炉温的设定避免过快，斜率不要3。C

　　3.假焊、少锡：

　　产生原因：

　　(1) 印刷少锡

　　(2) 过孔抢锡造成焊点少锡

　　(3) PCB变形

　　改善措施：

　　(1) 适当的印刷参数设置，及时清洗钢网

　　(2) 过孔的标准设计，及完整的绿油覆盖

　　(3) 理想及合适的回流炉 Profile 的设定

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