BGA返修臺的認知

bga返修臺種類(lèi)
分光學(xué)對位與非光學(xué)對位
光學(xué)對位——通過(guò)光學(xué)模塊采用裂棱鏡成像，LED照明方式，調整光場(chǎng)分布，使小芯片成像顯示與顯示器上。以達到光學(xué)對位返修。
非光學(xué)對位——則是通過(guò)肉眼將BGA根據PCB板絲印線(xiàn)及點(diǎn)對位，以達到對位返修。
針對不同大小的BGA原件進(jìn)行視覺(jué)對位，焊接、拆卸的智能操作設備，有效提高返修率生產(chǎn)率，大大降低成本。
BGA：BGA封裝內存
BGA封裝(Ball Grid Array Package)的I/O端子以圓形或柱狀焊點(diǎn)按陣列形式分布在封裝下面，BGA技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是I/O引腳數雖然增加了，但引腳間距并沒(méi)有減小反而增加了，從而提高了組裝成品率；雖然它
的功耗增加，但BGA能用可控塌陷芯片法焊接，從而可以改善它的電熱性能；厚度和重量都較以前的封裝技術(shù)有所減少；寄生參數減小，信號傳輸延遲小，使用頻率大大提高；組裝可用共面焊接，可靠性高。
BGA封裝技術(shù)可詳分為五大類(lèi)：
1.PBGA（Plasric BGA）基板：一般為2-4層有機材料構成的多層板。Intel系列CPU中，Pentium II、III、IV處理器均采用這種封裝形式。
2.CBGA（CeramicBGA）基板：即陶瓷基板，芯片與基板間的電氣連接通常采用倒裝芯片（FlipChip，簡(jiǎn)稱(chēng)FC）的安裝方式。Intel系列CPU中，Pentium I、II、Pentium Pro處理器均采用過(guò)這種封裝形式。
3.FCBGA（FilpChipBGA）基板：硬質(zhì)多層基板。
4.TBGA（TapeBGA）基板：基板為帶狀軟質(zhì)的1-2層PCB電路板。
5.CDPBGA（Carity Down PBGA）基板：指封裝中央有方型低陷的芯片區（又稱(chēng)空腔區）。
說(shuō)到BGA封裝就不能不提Kingmax公司的專(zhuān)利TinyBGA技術(shù)，TinyBGA英文全稱(chēng)為T(mén)iny Ball Grid Array（小型球柵陣列封裝），屬于是BGA封裝技術(shù)的一個(gè)分支。是Kingmax公司于1998年8月開(kāi)發(fā)成功的，其芯片面積與封裝面積之比不小于1:1.14，可以使內存在體積不變的情況下內存容量提高2～3倍，與TSOP封裝產(chǎn)品相比，其具有更小的體積、更好的散熱性能和電性能。
BGA主要有四種基本類(lèi)型：PBGA、CBGA、CCGA和TBGA，一般都是在封裝體的底部連接著(zhù)作為I/O引出端的焊球陣列。這些封裝的焊球陣列典型的間距為1.0mm、1.27mm、1.5mm，焊球的鉛錫組份常見(jiàn)的主要有63Sn/37Pb和90Pb/10Sn兩種，焊球的直徑由于沒(méi)有這方面相應的標準而各個(gè)公司不盡相同。從BGA的組裝技術(shù)方面來(lái)看，BGA有著(zhù)比QFP器件更優(yōu)越的特點(diǎn)，其主要體現在BGA器件對于貼裝精度的要求不太嚴格，理論上講，在焊接回流過(guò)程中，即使焊球相對于焊盤(pán)的偏移量達50%之多，也會(huì )由于焊料的表面張力作用而使器件位置得以自動(dòng)校正，這種情況經(jīng)實(shí)驗證明是相當明顯的。其次，BGA不再存在類(lèi)似QFP之類(lèi)器件的引腳變形問(wèn)題，而且BGA還具有相對QFP等器件較良好的共面性，其引出端間距與QFP相比要大得多，可以明顯減少因焊膏印刷缺陷導致焊點(diǎn)“橋接”的問(wèn)題；另外，BGA還有良好的電性能和熱特性，以及較高的互聯(lián)密度。BGA的主要缺點(diǎn)在于焊點(diǎn)的檢測和返修都比較困難，對焊點(diǎn)的可靠性要求比較嚴格，使得BGA器件在很多領(lǐng)域的應用中受到限制。
以下就四種基本類(lèi)型的BGA，從其結構特點(diǎn)等多方面加以闡述。
1.1　PBGA(Plastic Ball Grid Array塑封球柵陣列)
bga返修臺
PBGA即通常所說(shuō)的OMPAC(Overmolded Plastic Array Carrier)，是最普通的BGA封裝類(lèi)型(見(jiàn)圖2)。PBGA的載體是普通的印制板基材，例如FR－4、BT樹(shù)脂等。硅片通過(guò)金屬絲壓焊方式連接到載體的上表面，然后用塑料模壓成形，在載體的下表面連接有共晶組份(37Pb/63Sn)的焊球陣列。焊球陣列在器件底面上可以呈完全分布或部分分布(見(jiàn)圖3)，通常的焊球尺寸0.75～0.89mm左右，焊球節距有1.0mm、1.27mm、1.5mm幾種。
PBGA可以用現有的表面安裝設備和工藝進(jìn)行組裝。首先通過(guò)漏印方式把共晶組份焊膏印刷到相應的PCB焊盤(pán)上，然后把PBGA的焊球對應壓入焊膏并進(jìn)行回流，因漏印采用的焊膏和封裝體的焊球均為共晶焊料，所以在回流過(guò)程中焊球和焊膏共熔，由于器件重量和表面張力的作用，焊球坍塌使得器件底部和PCB之間的間隙減小，焊點(diǎn)固化后呈橢球形。PBGA169～313已有批量生產(chǎn)，各大公司正不斷開(kāi)發(fā)更高的I/O數的PBGA產(chǎn)品，預計在近兩年內I/O數可達600～1000。
PBGA封裝的主要優(yōu)點(diǎn)：
①可以利用現有的組裝技術(shù)和原材料制造PBGA，整個(gè)封裝的費用相對較低。
②和QFP器件相比，不易受到機械損傷。
③可適用于大批量的電子組裝。
PBGA技術(shù)的主要挑戰是保證封裝的共面性、減少潮氣的吸收和防止“popcorn”現象的產(chǎn)生以及解決因日趨增大的硅片尺寸引起的可靠性問(wèn)題，對于更高I/O數的封裝，PBGA技術(shù)的難度將更大。由于載體所用材料是印制板基材，所以在組裝件中PCB和PBGA載體的熱膨脹系數(TCE)近乎相同，因此在回流焊接過(guò)程中，對焊點(diǎn)幾乎不產(chǎn)生應力，對焊點(diǎn)的可靠性影響也較小。PBGA應用遇到的問(wèn)題是如何繼續減少PBGA封裝的費用，使PBGA能在I/O數較低的情況下仍比QFP節省費用。
1.2　CBGA(Ceramic Ball Grid Array陶瓷球柵陣列)
CBGA通常也稱(chēng)作SBC(Solder Ball Carrier)，是BGA封裝的第二種類(lèi)型(見(jiàn)圖4)。CBGA的硅片連接在多層陶瓷載體的上表面，硅片與多層陶瓷載體的連接可以有兩種形式，第一種是硅片線(xiàn)路層朝上，采用金屬絲壓焊的方式實(shí)現連接，另一種則是硅片的線(xiàn)路層朝下，采用倒裝片結構方式實(shí)現硅片與載體的連接。硅片連接完成之后，對硅片采用環(huán)氧樹(shù)脂等填充物進(jìn)行包封以提高可靠性和提供必要的機械防護。在陶瓷載體的下表面，連接有90Pb/10Sn焊球陣列，焊球陣列的分布可以有完全分布或部分分布兩種形式，焊球尺寸通常約0.89mm左右，間距因各家公司而異，常見(jiàn)的為1.0mm和1.27mm。
PBGA器件也可以用現有的組裝設備和工藝進(jìn)行組裝，但由于與PBGA的焊球組份不同，使得整個(gè)組裝過(guò)程和PBGA有所不同。PBGA組裝采用的共晶焊膏的回流溫度為183℃，而CBGA焊球的熔化溫度約為300℃，現有的表面安裝回流過(guò)程大都是在220℃回流，在這個(gè)回流溫度下僅熔化了焊膏，但焊球沒(méi)有熔化。因此，要形成良好的焊點(diǎn)，漏印到焊盤(pán)上的焊膏量和PBGA相比要多，其目的首先是要用焊膏補償CBGA焊球的共平面誤差，其次是保證能形成可靠的焊點(diǎn)連接。
在回流之后，共晶焊料包容焊球形成焊點(diǎn)，焊球起到了剛性支撐的作用，因此器件底部與PCB的間隙通常要比PBGA大。CBGA的焊點(diǎn)是由兩種不同的Pb/Sn組份焊料形成的，但共晶焊料和焊球之間的界面實(shí)際上并不明顯，通常焊點(diǎn)的金相分析，可以看到在界面區域形成一個(gè)從90Pb/10Sn到37Pb/63Sn的過(guò)渡區。
一些產(chǎn)品已采用了I/O數196～625的CBGA封裝器件，但CBGA的應用還不太廣泛，更高I/O數的CBGA封裝的發(fā)展也停滯不前，主要歸咎于CBGA組裝中存在的PCB和多層陶瓷載體之間的熱膨脹系數(TCE)不匹配問(wèn)題，這個(gè)問(wèn)題的出現，使得在熱循環(huán)時(shí)引起封裝體尺寸較大的CBGA焊點(diǎn)產(chǎn)生失效。通過(guò)大量的可靠性測試，已經(jīng)證實(shí)了封裝體尺寸小于32mm×32mm的CBGA均可以滿(mǎn)足工業(yè)標準熱循環(huán)試驗規范。CBGA的I/O數目限制在625以下，對于陶瓷封裝體尺寸在32mm×32mm以上的，則必須要考慮采取其它類(lèi)型的BGA。
CBGA封裝的主要優(yōu)點(diǎn)在于：
1)具有優(yōu)良的電性能和熱特性。
2)具有良好的密封性能。
3)和QFP器件相比，CBGA不易受到機械損傷。
4)適用于I/O數大于250的電子組裝應用。
此外，由于CBGA的硅片與多層陶瓷的連接可以采用倒裝片連接方式，所以可以達到比金屬絲壓焊連接方式更高的互聯(lián)密度。在很多情況下，尤其是在高I/O數的應用下，ASICs的硅片尺寸受到金屬絲壓焊焊盤(pán)尺寸的限制，CBGA通過(guò)采用了更高密度的硅片互聯(lián)線(xiàn)路，使得硅片的尺寸可以進(jìn)一步減小而又不犧牲功能，從而降低了費用。

樓上做什么？

hefeng22777 發(fā)表于 2015-3-13 13:12
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BGA返修設備及維修這塊