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1、B G A 返 修技术手册前言 随着电子产品向小型化、便携化、网络化和高性能方向发展，对电路组装技术和I/O引线数提出了更高的要求，芯片体积越来越小，芯片引脚越来越多，给生产和返修带来困难。原来SMT中广泛使用的QFP（四边扁平封装），封装间距的极限尺寸停留在0.3mm，这种间距引线容易弯曲、变形或折断，相应地对SMT组装工艺、设备精度、焊接材料提出严格的要求，即使如此，组装小间距细引线的QFP，缺陷率仍相当高，最高就可达 6000ppm，使大范围应用受到制约. BGA以球栅阵列式的封装形式出现,满足了更小、更快和更高 性能的电子产品的要求。这些低成本的包装可在许多产品中找 到,芯片引脚分布在
2、芯片封装的底面 ，这就可以容纳更多的I/O数 且可以较大的引脚间距如1.5、1.27mm代替QFP的0.40.3mm， 很容易使用SMT与PCB上的布线引脚焊接互连，因此不仅可以 使芯片在与QFP相同的封装尺寸下保持更多的 封装容量，又使I/O引脚间距较大，从而大 大提高了SMT组装的成品率 ,因而BGA封装技术在电子产品生产领域获得了广泛使用。按封装材料的不同，BGA元件主要有以下几种：PBGA（plastic BGA,塑料封装的BGA）；CBGA（ceramic BGA,陶瓷封装的BGA）；CCBGA(ceramic column BGA,陶瓷柱状封装的BGA)；TBGA（tape BGA
3、, 载带状封装的BGA）；球栅阵列封装的BGA的确是有不可否认的优点,但是这项技中存在问题仍待进一步的讨论,因为BGA的焊点在BGA分布在BGA的底部,只能用X射线和电器测试电路的方法来检测BGA的互连完整性,精细引脚在装配过程中出现的桥连、漏焊、缺焊等缺陷，利用手工工具很难进行修理，难以休整焊接端,需要用专门的返修设备并根据一定的返修工艺来完成。备注：本文件只是对BGA返修的过程进行描述设备的操作要参考我们制作的操作指导书。X-ray检测BGA不良BGA的拆除安装BGA植球息息相关的BGA印锡PCB/BGA焊盘清洁BGA存放处理方式必备知识安全预防相关设备仪器的操作维修环境控制BGA返修流程
4、 BGA不良原因来料评估(外观检查/X-RAY检测/维修区电性分析)拆BGA（压件,偏移,反向,短路之类的不良） BGA重新安装使用BGA/PCB焊盘拖锡,焊盘清洗 BGA印锡/植球对植好锡球的BGA加热使锡球成型在BGA的锡球上印锡将印好锡的BGA贴装在PCB板上,加热焊接待冷却后,进行X-RAY检查测做维修记录/记号,交还送修人OKNG BGA返修流程的红色部分是需要用到BGA维修钢片（BGA印锡和BGA植球）PCB/BGA烘烤来料评估（BGA不良判定）BGA不良判定外观检查检查BGA表面侧面X-RAY检测检测BGA底部焊接电性分析分析BGA内部芯片和布线BGA技工的检测方式是X-RAY检
5、测,使用检测仪器是XL6500（dage)X-RAY相关X-RAY的操作要参考X-RAY检测技术手册X-RAY检测BGA不良短路虚焊虚焊偏移不良图象短路少锡气孔气孔压件不良图象2压件不良图象1压件压件X-RAY检测BGA不良确定维修方法不良类型维修方式维修方法BGA错料,破损更换BGA将BGA拆下，安装正确的/好的BGABGA虚焊焊接BGA加助焊材料,对BGA重新加热焊接BGA压件,偏移短路,气孔重新安装BGA将BGA拆下，在BGA上重新植好锡球在将植好锡球的BGA安装上BGA少件安装BGA将少件的BGA安装在少件的位置BGA电性不良更换BGA将电性不良的BGA拆下,安装电性OK的BGABGA
6、技工检测出BGA不良后，根据BGA不良情况，确定合适的维修方法，根据正确的维修方法对BGA进行维修，BGA房维修BGA维修方式有重新焊接BGA/更换BGA/安装BGA/重新安装BGA四种，下表是具体的描述：PCB/BGA烘烤对于PCB拆封超过48H和BGA拆封超过24H的，都要进行烘烤后才可以进行维修，烘烤方法：将PCB板直接放在烘烤箱的托盘上，BGA要放在专用的托盘上，在放在烘烤箱的托盘上，打开烘烤箱电源，设置温度，开始进行烘烤（烘烤箱的操作方法参考烘烤箱的操作指导书）具体PCB/BGA的烘烤参考条件如下：烘烤类型烘烤温度烘烤时间PCBA(SMT)120512HPCBA(PA)80524HB
7、GA(大)12558HBGA(中)11558HBGA(小)10558H注意：实际的烘烤条件要根据客户要求和公司湿敏度元气件控制 要求进行烘烤。烘烤箱BGA拆除（PACE）一、所需的工具、设备： PACE维修台、防静电环、防静电手套、镊子、吸笔等二、操作步骤:1、打开仪器电源开关,确认仪器显示屏上显示为profile=0XX,即调用程序为XX. (XX指的是01、02或03,272、328BGA用03，385和409BGA用02,601BGA 用01).若不是, 按一下控制面板1上的“RECALL”键,然后输入“XX”,再按“YES”2、根据BGA的尺寸大小,封装形式,有铅/无铅来选择合适的程序
8、(不同的程序都 有设置不同的温度)3、根据BGA的尺寸大小来选择合适的加热喷嘴4、先将PCB板放在PACE返修台上,将加热喷嘴对准BGA，打开加热开关,待 BGA锡球熔化将BGA取下.放入下一工序三、注意事项:1、戴防静电手环,防静电手套操作2、拆除时要等锡球熔化后才可将BGA取下, 不可强行夹取会跳铜皮.3、实际的温度曲线参考测试仪测试的结果PACE返修台BGA拆除（RD-500）1一、所需的工具、设备： RD-500维修台、BGA接取模具等二、操作步骤:1.、打开电源开关 ，打开电脑，把电脑桌面上“RD500” 图标打开，显示屏界面 上将会显示提示”MECHA INTALING”提示字幕，
9、此时将返修站台上电 源开关打开，系统完成自检.用鼠标双击图标RD500.exe, 系统完成对RD-500 的检查后运行至主界面；2、在返修平台上固定PCBA，在操作平台上根据PCBA大小和形状来调整夹具 宽度与限定位置，使PCBA上需返修的BGA元件处于发热体的正下部; 3、根据返修BGA元件的大小、形状选定喷咀与真空吸嘴，同时根据PCBA板的 大小选定防止受热变形支撑档杆和夹具; 4、在显示屏界面选取返修程序，点击如图2 “Devalopment”图标将会出现 ”Profile Name”中选定BGA吸取温度曲线程序; 5、根据BGA尺寸大小和客户要求选取最适合的拔取或贴装程序， 选择 “R
10、emoval” 拔取程序 6、 用鼠标单击OPTICS选项卡, 再单击OPTICS ARM按钮,镜头伸缩臂移动到 上下喷咀中间；7、调节水平方向控制旋钮（两个方向-如下图标示）调整PCBA的位置，将BGA拆除（RD-500）2 BGA移动到上下喷咀的正中心（参照屏幕，使用两个亮度调节旋钮调整 光亮度，将吸嘴图像调整到 BGA的上表面中心）;8、用鼠标单击OPTICS ARM按钮，镜头伸缩臂收回，再单击 Develoment 选项卡，回到程序运行界面;9、用鼠标单击START按钮，上喷咀落下到BGA上表面，拆除程序开始运行， 此时，要使用上喷咀位置调整按钮（如下图标示）调整上喷咀到距离BGA 上
11、表面约5MM的位置 ；10、程序运行完成后吸嘴自动将BGA吸起，待冷却15秒左右，使用专用制具 接住BGA下面，用鼠标单击VACUM报复ON/OFF按钮，BGA会释放到制 具中;三、注意事项;1、戴防静电手环,防静电手套操作2、一定要选择“Removal” 拔取程序，否则 机器不能自动吸取 3、实际的温度曲线参考测试仪测试的结果RD-500返修台PCB/BGA焊盘清洁一、使用物料物料位置物料编码物料名称规格描述元件丝印方向性配量00005407-056免洗焊锡丝SOLDER WIRE63/37 NO-CLEAN1.02MM 无无适量00005407-055免洗焊锡丝SOLDERWIRE63/3
12、7 NOCLEAN0.8MM 无无适量00005407R130无毒清洗剂#ADHE SOLUTION SC7525无无适量00005407R146无毒锡丝#SOLDERWIREDIA0.81MMSAC305无无适量二、设备工具：无毒恒温烙铁(37020/60W)、恒温烙铁(32020/60W)无尘布、防静电手环、防静电手套等型号：900M-T-K三、操作步骤:1、用烙铁将拆下的BGA上的余锡托平，再将BGA所在PCB上的焊盘托平。2、用无尘布蘸清洗剂对BGA焊盘和PCB焊盘进行清洗。3、用放大镜检查BGA焊盘和PCB焊盘上没有锡挂尖和松香残留。4、将PCB放入待装BGA的工序，将BGA放入印锡
13、、植球工序。PCB/BGA焊盘清洁PCB/BGA焊盘四.注意事项:1、RoHS产品使用RoHS烙铁和RoHS焊锡丝。2、戴防静电手环操作。3、BGA和PCB焊盘上不可有锡挂尖和高低不平。4、BGA和PCB焊盘上不可有松香和清洗剂残留。BGA印锡1一、印锡所需的工具、设备： 印锡钢网、刀片、托住BGA空托盘、清洗剂、无尘布、印锡/植球器等二.操作步骤:1、按照BGA尺寸,及锡球间距准备好印锡钢网,将钢网固定到BGA印锡/植球器 的印锡制具上.2、将钢网对准BGA锡球向下放.调整上、下、左、右 和角度旋扭，对正后将 螺母旋紧.3、用刮刀取少许锡膏按一定方向在小钢网上有规则将锡膏刮印到BGA焊盘或
14、者BGA锡球上(用力要均匀，不要太重,3次左右为佳).4、锡膏刮均匀后,拨动印锡/植球器气动按钮,升起返修小钢网.滑动印锡/植球中 的移动模 块至返修台的中间位置,取下印锡OK的BGA器件.放入规定区域, 等待安装.(客户提供的新BGA只需要在BGA锡球上印锡即可安装器件)三、注意事项;1、戴防静电手环操作。2、印锡在BGA焊盘或锡球需均匀，印锡所用的锡膏型号需用产品实际生产 时所需的锡膏，当产品不生产，锡膏已回库需用其他型号的锡膏，需经 ME工程师确认;BGA印锡23、BGA焊盘印锡之前需要将焊盘拖平，并清洁干净BGA焊盘，印锡厚度要 均匀，印锡不可出现偏移和短路等不良;4、BGA锡球印锡注
15、意印在锡球上的锡膏要均匀，不可以出现局部锡球少锡 现象;5、有铅与无铅的区分，钢片用完后及时清洗。备注：该BGA印锡针对的已经有锡球的BGA或者BGA锡球间距较小不用植球的BGA.这样印锡后BGA可以直接安装到PCB上.BGA印锡/植球器BGA植球一、印锡所需的工具、设备：印锡,植球钢网、锡球、刀片、BGA托盘、清洗剂、无尘布、印锡/植球器等二、操作步骤：1、依据BGA尺寸(锡球间距,BGA尺寸)选择印锡钢网和植球钢网2、将处理过(托锡,清洁)的BGA放到印锡/植球器的移动滑块上,先后对准印锡, 植球钢片的BGA钢网开口.3、BGA元件与印锡,植球钢片都对准后.先将BGA(已经清洁过焊盘)对正
16、印锡 钢网孔,用刮刀印锡到BGA焊盘上.然后移动滑块到植球钢网下并对正植球 钢网孔,植球钢网要有相隔约0.2MM的距离压在印锡的BGA焊盘上，轻轻 将锡球刮到已经印锡的BGA焊盘上.4、将BGA从滑块上取下,注意不能碰到BGA上的锡球，植球好的BGA单独放 置在一个区域,检查锡球是否全部粘到焊盘上,否则用针头点锡球到焊盘上.5、将以上操作OK的BGA 放到 PACE的加热平台上加热,形成BGA的锡球.四.注意事项:1、择合适大小的BGA锡球，一般1.27MMPITCH的BGA选择0.76MM的锡球， 1.0 MM PITCH的BGA选择0.5MM，0.8MM PITCH的BGA选择0.4MM， 0.65MM PITCH 的BGA选择0.3MM， 0.5MM PITCH的BGA选择0.25MM 的锡球;2、植球好的BGA要及时加热熔成圆形锡球;安装BGA（PACE)一、所需的工具、设备： PACE返修台.镊子.吸笔等二、操作步骤：1、根据BGA的尺寸大小,封装形式,有铅/无铅来选择合适的程序(不同的程序都有 不同的温度)2、将印好锡的BGA装在PCB板上,一定要将BGA完全的对准在丝印内
