SMT 工艺中的BGA返修工艺
浅析BGA元件的返修技术
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当然 ， 手机的 Ｐ Ｃ Ｂ设计 中 ， Ｒ Ｆ模 块 和 电源模 块 的
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作者 简 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ ： 刘焱（ １ ９ ７ ４ 一 ） ， 男， 工 程师 ， 专科 ， 从 事 工业 机 器 人 及
智 能装备的研发工作 ； 明正东（ １ ９ ７ ４ 一 ） ， 男， 工程师 ， 本科 ， 从 事
Ｓ Ｍ Ｔ 工艺策划及管 理工作 。
法。这样做 ， 即使修理好 了的基板 ， 其性能也很难保 证， 有 时不但修不好 ， 还 可能将原来不大的故 障扩大 化， 甚 至将一块价值高 昂的基板报废 了 。 造成更大的
参 考 文献 ：
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的重要体现 。 作为技术人员 ， 本着探索技术 、 为所在的
公司负责 、 为 电子 产 品 的终 端 用 户 负责 的态 度 ， 必须 切记细心 、 严谨 ， 用 科 学 的方 法 。 借 助 目前 Ｓ Ｍ Ｔ行 业 中先 进 的设 备 ， 不 断 实验 ， 完 善每 一 道 工序 的工 艺 ， 将
SMT返修技术
SMT返修技术1. 引言表面贴装技术（Surface Mount Technology，简称SMT）是一种广泛应用于电子制造业的技术，它通过将电子元器件直接焊接在PCB（Printed Circuit Board，印刷电路板）上，取代了传统的手工插件技术。
由于SMT技术具有高效、高可靠性和高集成度的特点，在现代电子制造中得到广泛应用。
然而，在SMT生产过程中，难免会出现一些制造缺陷或者不良品。
为了提高制造的质量和可靠性，需要对这些不良品进行返修。
本文将详细介绍SMT返修技术的概念、方法和流程。
2. SMT返修技术概述SMT返修技术是对SMT制造过程中出现的不良品进行修补和改进的一系列方法和工艺。
返修技术的目标是修复不良品，提高其质量和可靠性，并且尽量减少对其他元器件和电路板的影响。
返修技术通常包括以下几个方面：•电路板返修：修复被点焊或波峰焊不良导致的焊接问题，如焊球、焊接不良等。
•元器件返修：修复元器件引脚弯曲、错位、焊接不良等问题。
•焊膏返修：修复过多或过少的焊膏，或者焊膏质量不良导致的焊接问题。
•BGA返修：修复BGA（Ball Grid Array）元器件的焊接问题，如焊球断裂、焊点开裂等。
3. SMT返修技术的方法和工艺3.1 电路板返修方法电路板返修是SMT返修中最常见的一种方法。
常用的电路板返修方法包括以下几个步骤：1.检查不良品：首先需要对不良品进行检查，确定需要返修的问题所在。
2.清除问题区域：使用专用工具或化学材料清除电路板上的焊膏和焊接点，以便进行修复。
3.返修焊接点：使用烙铁或其他焊接设备对焊接点进行修复。
这包括重新焊接导致焊接不良的引脚、修复焊盘或金属基板上的焊点等。
4.检查修复效果：修复完成后，需要对修复的焊接点进行质量检查，确保焊接完好。
3.2 元器件返修方法元器件返修主要针对引脚弯曲、错位、焊接不良等问题进行修复。
常用的元器件返修方法如下：1.替换元器件：对于引脚弯曲或焊接不良的元器件，可以采用替换的方法进行修复。
BGA返修植球工艺介绍
BGA返修植球工艺介绍1、引言BGA作为一种大容量封装的SMD促进了SMT的发展，生产商和制造商都认识到：在大容量引脚封装上BGA有着极强的生命力和竞争力，然而BGA单个器件价格不菲，对于预研产品往往存在多次试验的现象，往往需要把BGA从基板上取下并希望重新利用该器件。
由于BGA取下后它的焊球就被破坏了，不能直接再焊在基板上，必须重新置球，如何对焊球进行再生的技术难题就摆在我们工艺技术人员的面前。
在Indium公司可以购买到BGA专用焊球，但是对BGA每个焊球逐个进行修复的工艺显然不可取，本文介绍一种SolderQuick 的预成型坏对BGA进行焊球再生的工艺技术。
2、设备、工具及材料●预成型坏●夹具●助焊剂●去离子水●清洗盘●清洗刷●6英寸平镊子●耐酸刷子●回流焊炉和热风系统●显微镜●指套3、工艺流程及注意事项3.1准备工作●确认BGA的夹具是清洁的。
●把再流焊炉加热至温度曲线所需温度。
3．2工艺步骤及注意事项3.2.1把预成型坏放入夹具把预成型坏放入夹具中，标有SolderQuik 的面朝下面对夹具。
保证预成型坏与夹具是松配合。
如果预成型坏需要弯曲才能装入夹具，则不能进入后道工序的操作。
预成型坏不能放入夹具主要是由于夹具上有脏东西或对柔性夹具调整不当造成的。
3.2.2在返修BGA上涂适量助焊剂用装有助焊剂的注射针筒在需返修的BGA焊接面涂少许助焊剂。
注意：确认在涂助焊剂以前BGA焊接面是清洁的。
3.2.3把助焊剂涂均匀用耐酸刷子把助焊剂均匀地刷在BGA封装的整个焊接面，保证每个焊盘都盖有一层薄薄的助焊剂。
确保每个焊盘都有焊剂。
薄的助焊剂的焊接效果比厚的好。
3.2.4把需返修的BGA放入夹具中把需返修的BGA放入夹具中，涂有助焊剂的一面对着预成型坏。
3.2.5 放平BAG轻轻地压一下BGA，使预成型坏和BGA进入夹具中定位，确认BGA 平放在预成型坏上。
3.2.6回流焊把夹具放入热风对流炉或热风再流站中并开始回流加热过程。
BGA返修工艺流程
返修工艺流程<1> 烘烤因为一般的FC器件均为湿敏器件，在返修之前需要将PCBA在80-125℃的温度下烘烤至少24小时，以除去PCB 和元件的潮气。
<2>调试曲线结合FC推荐的焊接曲线、焊膏所推荐焊接曲线、PCBA形状大小、厚度及器件类型、布局情况等，使用再流焊温度曲线测试工具如KIC，测量出合适的profile，其中包括Remove和Placement Profile，拆除元件的温度曲线除了焊锡液相线以上的时间适当减少外，其他温度段最好与装配元件时的回流焊温度曲线一致。
<3>拆卸FC拆卸前需对FC周围不耐高温的器件如一般的接插件等保护或拆除，以免拆卸或焊接时损坏其他不耐高温器件。
拆卸FC时只能选用返修台（尽量不用热风枪），选择适合的喷嘴，使用Remove曲线拆卸FC,注意观察焊球的坍塌形状来进一步验证控制温度，以免设定温度过高损伤PCB及器件，或温度不够、加热时间太短，FC轻松取下，损坏焊盘。
<4>焊盘清洁用电烙铁将PCB及FC焊盘残留的焊锡清理干净、平整，使用吸锡带和扁铲形烙铁头进行清理，操作时要千万小心不要损坏焊盘和阻焊膜，然后用清洗剂将助焊剂残留物清洗干净。
<5>植球丝印锡膏法丝印锡膏法具体做法就是先使用专用的FC小钢网把锡膏印刷到FC的焊盘上，印刷锡膏印刷时尽量做到不重复印刷，保证印刷质量，印刷完毕后检查，如有少数焊盘未印刷好，可以点涂修理；如大面积不良，必须将FC清洗干净并吹干后重新印刷。
印刷完成后再用植球器或镊子在其上安装合适的锡球/柱，后经再流焊，将焊球、锡膏、FC焊盘通过熔化冷却后形成合金固定。
用这种方法植出的球焊接性、可靠性好，熔锡过程不会出现跑球现象，较易控制并掌握。
采用高温焊球90Pb/10Sn合金成分，熔点约在300℃，再流时不熔化.<6>印刷根据器件类型的情况,PCB焊盘上印刷选用丝印锡膏。
方法同FC上植球前印刷。
BGA返修工艺规范
Preheat、Ramp1、Soak、Ramp2、Reflow代表各加热区段。
Time代表各加热区段的时间。
Top-heater代表顶部加热器的设定加热温度。
Bot-heater代表底部加热器的设定加热温度。
Area-heater代表预热加热温度。
A05利用回流曲线测温仪测定温度曲线,用KIC或PROfile测温仪，将待测温点的相应热电偶插入测温仪的相应端口，进行温度测定。
A06 焊接结果最优判断准则1、焊接温度曲线符合标准焊接温度曲线要求2、焊接温度曲线PWI值为100≥PWI≥-1003、该单板已被按要求预热4、Bottom面返修时，单板底面和焊点温度符合要求确定该曲线的PWI—Process Window Index，具体值参见《回流焊接工艺设置与调制规范》。
PWI判定标准：PWI＞100或PWI＜-100该曲线为不可用100≥PWI≥-100该曲线可用80≥PWI≥-80该曲线为良好60≥PWI≥-60该曲线为最佳每次优化后的PWI应比优化前的PWI小，尽量靠近中心值。
如优化值较小，重做预测温度曲线，如果优化值较大，执行得出温度设置。
A07 参数优化调节温度曲线各参数使曲线PWI满足标准焊接温度曲线要求，具体调节参见《SMT测温板制作及炉温调测规范》4.9.4单板支撑设置说明1、使用园形的支撑PIN分布于待返器件的下部喷口四周，如图所示，确保支撑点为中心半经为10mm的范围内没有组件。
2、在板的两边用夹紧块对PCBA进行夹紧定位,如图,确保PCBA在设备上稳定、可靠，无变形5、文件5.1WI. PE.1.012《元器件存储及使用规范》6、记录与保存6.1 返修后修理人员负责填写《修理日报》,填写《BGA返修信息表》6.2《修理日报》保存于生管部，保存期为半年。
BGA返修流程(二)
BGA返修流程(二)BGA reballing ProcessBGA植球(BGA reballing): 如仍使用拆下BGA, 一般可使用两种方式来: 1. 在BGA的PCB PADS 上印刷锡膏回流成球; 2. 在BGA的PCB上直接粘接锡球. 现只对比较可靠实用的BGA粘接锡球(植球)方法做介绍如下:在处理植球前，应该考虑以下问题:元件的可用性: 元件供应商应该回答这个问题，因为他们知道其元件可忍受多少次加热周期.假设装配在一块双面SMT的印刷电路板(PCB)上的BGA经过取下、重整锡球和重新贴装；很可能在这个工艺过程中，除了元件制造过程中任何锡球的回流之外，它要经受六次回流周期：1. 回流装配 - 顶面.2. 回流装配 - 底面.3. 元件取下.4. 从元件去掉过多的焊锡.5. 回流新的锡球.6. 元件重新贴装.ESD: 另一个考虑是，重整锡球过程中，处理元件以及潜在的静电放电(ESD)危害的次数.在许多情况中，重整锡球过程由于增加劳动时间是没有商业效益的.在元件价值非常高的情况下，或者由于元件的来源有限，可能需要进行锡球重整(reball).植球流程:1. 清除焊锡残留. BGA元件上的焊盘需要为重新安装锡球作准备. 残留焊锡可用焊锡吸锡带(solder braid)清除，扁平型的烙铁嘴可更有效的除去残留物. 在焊盘上一行一行地清除. 操作员必须小心地保持吸锡带在烙铁嘴与板之间. 旧的焊锡可以迅速去掉. 随后, 元件上的助焊剂残留应该用认可的溶剂清除, 让焊盘区域清洁.2. 植球.通常要使用特制的治具来完成: 步骤如下列图示.将清洁后BGA表面涂FLUX1. 取一套BGA植球工装2.3. 放置到中模, 定位4. 盖上模5. 倒入锡球(足够的)6. 让锡球添满每个孔位, 后收集多于锡球7. 压下手柄, 取下上模 8. 拿下BGA9. 回流 10. 做清洁, 除去残留物11. 检查BGA植球后的BGA可当新的BGA使用, 具体返修流程见”BGA返修流程(一)”.注意事项:1. 清洗BGA焊盘是要采用优质的吸锡带, 主要是防止BGA焊盘的被拉伤; 要使用扁平型的烙铁头, 加热范围宽, 更有利于吸锡带的工作.2. BGA焊盘上的松香残留物也要清洗干净, 否则影响焊接质量.3. 回流后的BGA, 清洁锡球及表面.4. BGA必要是要进行再烘烤, 除去水份.。
BGA返修工艺
BGA返修工艺作者：王欢宁海梅来源：《山东青年》2015年第07期摘要：随着电子产品的更加小型化和智能化，越来越多的BGA元件应用在产品中，这就给电子装配工艺提出了新的要求。
本文简单介绍BGA元件的特点以及返修工艺。
以供BGA返修操作人员交流和参考。
关键词：BGA ；返修；印刷；植球；焊接引言：随着电子信息技术的发展，传统的QFP元件已经不能满足用户对集成电路的要求。
为了达到更小的体积，更快的传输速度，更好的引脚共面性，因此近年来出现的BGA （球栅阵列封装）。
一、 BGA元件的特点传统的QFP元件引脚间距最小极限是0.3mm，在这个时候引脚特别容易折断，并且对SMT设备提出了更高的要求，可靠性方面随之降低，这时候BGA元件的优势就体现出来了。
与QFP相比，BGA的特性主要有以下几点。
1.1 同样100引脚，0.5mm间距的QFP元件和BGA元件的尺寸分别为21mm*21mm和10mm*10mm，这使得元件尺寸大幅度减小。
在更小的尺寸内可以容纳更多的引脚，同时可以提高引脚间距，降低装配过程中设备的精度要求。
1.2 封装可靠性高。
因为BGA是球状引脚或者柱状引脚，所以引脚更加结实可靠，不容易出现折断等转运过程中的机械损坏。
1.3 BGA元件共面性比QFP容易保证，焊锡球在融化后，会出现塌陷，元件本体会整体下移，使焊接时候接触更加充分，焊接可靠性高。
1.4 在焊接过程中，因为锡球融化，在焊锡表面张力的作用下，元件会进行自我对中，对中效果更好。
二、BGA返修工艺由于BGA封装的特殊性，所以在返修过程中，传统的方法已经不适用了，在这里简单介绍一下BGA的返修步骤。
2.1拆除BGA元件。
使用BGA返修台进行BGA元件拆除。
将印制板放在返修台下面，进行局部加热，待BGA元件下方焊锡完全融化后，用镊子轻轻拨动元件，以保证完全彻底融化后，用吸盘将BGA元件吸起来。
在这个过程中，如果焊点未完全融化，直接用吸盘将元件吸起，容易将印制板上的焊盘撕掉，此块印制板将报废。
BGA的返修及植球工艺简介
BGA的返修及植球工艺简介一：普通SMD的返修普通SMD返修系统的原理：采用热气流聚集到表面组装器件（SMD）的引脚和焊盘上，使焊点融化或使焊膏回流，以完成拆卸和焊接功能。
不同厂家返修系统的相异之处主要在于加热源不同，或热气流方式不同，有的喷嘴使热风在SMD 的上方。
从保护器件的角度考虑，应选择气流在PCB四周流动比较好，为防止PCB翘曲还要选择具有对PCB进行预热功能的返修系统。
二：BGA的返修使用HT996进行BGA的返修步骤：1：拆卸BGA把用烙铁将PCB焊盘残留的焊锡清理干净、平整，可采用拆焊编织带和扁铲形烙铁头进行清理，操作时注意不要损坏焊盘和阻焊膜。
用专用清洗剂将助焊剂残留物清洗干净。
2：去潮处理由于PBGA对潮气敏感，因此在组装之前要检查器件是否受潮，对受潮的器件进行去潮处理。
3：印刷焊膏因为表面组装板上已经装有其他元器件，因此必须采用BGA专用小模板，模板厚度与开口尺寸要根据球径和球距确定，印刷完毕后必须检查印刷质量，如不合格，必须将PCB清洗干净并凉干后重新印刷。
对于球距为0.4mm以下的CSP，可以不印焊膏，因此不需要加工返修用的模板，直接在PCB的焊盘上涂刷膏状助焊剂。
需要拆元件的PCB 放到焊炉里，按下再流焊键，等机器按设定的程序走完，在温度最高时按下进出键，用真空吸笔取下要拆下的元件，PCB板冷却即可。
4：清洗焊盘用烙铁将PCB焊盘残留的焊锡清理干净、平整，可采用拆焊编制带和扁铲形烙铁头进行清理，操作时注意不要损坏焊盘和阻焊膜。
5：去潮处理由于PBGA对潮气敏感，因此在组装之前要检查器件是否受潮，对受潮的器件进行去潮处理。
6：印刷焊膏因为表面组装板上已经装有其他元器件，因此必须采用BGA专用小模板，模板厚度与开口尺寸要根据球径和球距确定，印刷完毕后必须检查印刷质量，如不合格，必须将PCB清洗干净并凉干后重新印刷。
对于球距为0.4mm以下的CSP，可以不印焊膏，因此不需要加工返修用的模板，直接在PCB的焊盘上涂刷膏状助焊剂。
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焊球塌陷程度：塌陷程度与焊接温度、焊膏量、焊盘大小有关。在焊盘设 计合理的情况下，再流焊后BGA底部与PCB之间距离比焊前塌陷1/5-1/3属于正 常。如果焊球塌陷太大，说明温度过高，容易发生桥接。
6
6.PCBA更換BGA：
（1）.在PCB PAD上用毛刷涂上约0.1mm的松香。 （2）通过双向相机对BGA与PCB PAD对齐后自动进行加热焊接。
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7.PCBA更換BGA后的功能检验：
把焊好的BGA的表面组装板举起来，对光平视BGA四周，观察是否透光、 BGA四周与PCB之间的距离是否一致、观察焊膏是否完全融化、焊球的形状是 否端正、焊球塌陷程度等。
BGA返修植球用治具
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4.3BGA植球—焊接：
（1）.第一種加熱方式：用風槍對植好球的BGA加熱，注意控制好高度和風速加熱時間。（適用於大於 0.5PITCH的BGA） （2）.第二種加熱方式：過回流爐。（適用於大於0.8PITCH的BGA)
5.PCB拖錫：
在植球前要先對BGA上的舊錫拖除，其原理與PCB上的錫拖除一樣：先加少許錫或鬆香，以聚集大部分的 舊錫，再用吸錫線進行拖除，要點： （1）.拖錫線要包住烙鐵頭前端。 （2）.溫度可以稍微高出維修時的溫度，據PAD的大小及線路板的布線進行調整如1.27 PITCH的BGA用400 度，0.5PITCH用380度。 （3）.拖錫時要快，不可停留3秒鐘以上，否則易拖掉PAD
SMT生產管理與工藝控制
---制造部培训手册
2010.8月
初版發行
1
尹纪兵
2.PCBA及BGA的烘烤：
由於BGA及PCB均是一種易受潮的材料故PCBA在拆除BGA前要烘烤 （1）PCBA的烘烤溫度為60度8小時以上，溫度高於60度可能會導致PCBA上的塑膠元件變形。溫度時 間不足可導致拆除時出現PCB起泡及BGA分層現象。 （2）开封后超过168小时或重新植球BGA的要在125度的条件下烘烤8小时后再使用
項目 升溫 (MAX SLOOP) 恆溫（SOAK TIME) 回流（HEAT TIME) 峰值（PEAK TEMP)
要求 溫升率小於5度/秒 150度--200之間 60-120秒 217度以上40-90秒 235-250度之間
備注
常用值為100秒 常用值為60秒 常用值為250度
可以通過檢查預定條件 與實測溫度決定是否可 以作業 ，BGA返修台的 温度曲线可据BGA的元 件规格书设定，一般与 回流时的设定相同
4
4.1BGA植球—拖錫：
在植球前要先對BGA上的舊錫拖除，其原理與PCB上的錫拖除一樣：先加少許錫 或鬆香，以聚集大部分的舊錫，再用吸錫線進行拖除，要點： （1）.拖錫線要包住烙鐵頭前端。 （2）.溫度可以稍微高出維修時的溫度，據PAD的大小及線路板的布線進行調整如 1.27 PITCH的BGA用400度，0.5PITCH用380度。 （3）.拖錫時要快，不可停留3秒鐘以上，否則易拖掉PAD，吸錫線要包住烙鐵，烙 鐵要盡快移動
PCBA的烘烤
BGA的烘烤
注：下線超過168小時的PCBA（如RMA客退品）一定要烘烤，下線沒有超過48小時的可以考慮不用烘烤
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3.1拆除BGA：
據PCB層數，厚度，BGA尺寸在返修台上設定溫度並測量，OK後再進行拆除作業
設定溫度
制做測 溫板並 自動測 試溫度
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3.2拆除作業要點：
無鉛制程拆除作業 的溫度要求是：
如果BGA四周与PCB之间的距离是不一致说明四周温度不均匀。 如上检验也可以通过借用X-RAY来实现。
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4.2BGA植球—植球：
（1）.BGA拖完錫後要用清洗溶劑去除表面的殘留鬆香，再用毛筆刷一層薄薄的鬆香。 （2）.用夾具對BGA定位，使其表面恰與鋼片下底面平齊。
（3）.移動鋼片使其開孔恰與BGA PAD吻合。 （4）.加入錫球，晃動夾具使錫球漏進網孔關與PAD接觸，用毛筆加滿各孔。
(5). 取下鋼片