BGA焊接工艺原理

时间:2020-03-25

BGA Ball Grid Array Package 球栅阵列封装,广泛应用于集成电路的封装,如FPGA/CPLD 主板南北桥,手机芯片,它的焊接是否良好,直接关系到所做产品的可靠性和寿命。

BGA焊接工艺技术原理

BGA焊接采用的回流焊的原理。这里介绍一下锡球在焊接过程中的回流机理。

当锡球置于一个加热的环境中,锡球回流分为三个阶段:

预热:

首先,用于达到所需粘度和丝印性能的溶剂开始蒸发,温度上升需慢(大约每秒5° C),以限制沸腾和飞溅,防止形成小锡珠,还有,一些元件对内部应力比较敏感,如果元件外部温度上升太快,会造成断裂。

助焊剂(膏)活跃,化学清洗行动开始,水溶性助焊剂(膏)和免洗型助焊剂(膏)都会发生同样的清洗行动,只不过温度稍微不同。将金属氧化物和某些污染从即 将结合的金属和焊锡颗粒上清除。好的冶金学上的锡焊点要求“清洁”的表面。当温度继续上升,焊锡颗粒首先单独熔化,并开始液化和表面吸锡的“灯草”过程。 这样在所有可能的表面上覆盖,并开始形成锡焊点。

回流:

这个阶段较为重要,当单个的焊锡颗粒全部熔化后,结合一起形成液态锡,这时表面张力作用开始形成焊脚表面,如果元件引脚与PCB焊盘的间隙超过4mil(1 mil = 千分之一英寸),则可能由于表面张力使引脚和焊盘分开,即造成锡点开路。

冷却:

冷却阶段,如果冷却快,锡点强度会稍微大一点,但不可以太快而引起元件内部的温度应力。