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            淺談BGA貼片工藝

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                   20世紀70年代以來,隨著生產技術的發展,對芯片集成度的要求也在不斷提高,為了滿足發展的需要,元件的封裝也經歷了不同的發展階段。
                  最初的DIP封裝(雙列直插式封裝)應該是被人所熟知,但受其引腳數目適合在100以內的局限,已退出主流封裝領域。在80年代出現的QFP封裝(塑料方形扁平式封裝),一方面解決了DIP引腳數目的瓶頸,另一方面,又受制于引腳間距不能小于0.3mm,也只能接收被TSOP取代的命運。TSOP封裝(薄型小尺寸封裝)時至今日仍是封裝的主流工藝,TSOP適合高頻應用環境,可靠性也比較高。但隨著芯片集成度不斷提高,I/O引腳數急劇增加,功耗也隨之增大,對集成電路封裝的要求也更加嚴格,在原有的封裝基礎上又增添了新的方式,即球柵陣列封裝,簡稱BGA。BGA封裝技術已經在圖形處理芯片( GPU)、主板芯片組等大規模集成電踣的封裝領域得到了廣泛的應用。它的I/O引線以圓形或柱狀焊點按陣列形式分布在封裝下面,引線間距大,引線長度短,這樣BGA消除了精細間距器件中由于引線而引起的共面度和翹曲的問題。

            隨著BGA技術的廣泛使用,BGA貼片工藝也得到了長足的發展、完善。但是初步接觸BGA芯片的設計工程師難免也會存在一些疑問,因為在制作設計首板的時候經常碰到BGA芯片貼片不好控制、合格率低、不好維修等等,這些也是人之常情。因此用以下篇幅對本司的BGA貼片工藝流程進行簡述,以期解決大家心頭的一些疑慮。
                 本司的BGA貼片工藝流程如下: PCB烘烤、BGA烘烤 → PCB來料檢查 → 絲印錫膏 → 印錫效果檢查→ 機器自動貼片 → 爐前QC檢查 → 過回流爐焊接 → 焊接效果檢查 → IPQC(抽檢) → 半成品包裝。
            BGA的烘烤是有規定的:溫度要設置為125℃,相對濕度要控制在60% RH以內。
            烘烤之后的BGA,要在8小時之內用完,如果不能在8小時內用完,使用時需進行二次烘烤。生產中未用完的BGA物料要放到防潮箱內保存。
               在印刷時,采用不銹鋼制的60°金屬刮刀。印刷的壓力控制在3.5 kg~10 kg的范圍。印刷的速度控制在10 mm/s~25 mm/s之間,元器件的引腳間距愈小,印刷速度愈慢。印刷后的脫離速度一般設置為1 mm/s之間,如果是 μBGA 或CSP器件脫模速度應更慢大約為0.5 mm/s。另外,在印刷焊膏注意控制操作的環境。工作的場溫度控制在25 ℃左右,溫度控制在55%RH左右。印刷后的PCB在半小時以內進入回流焊,防止焊膏在空氣中顯露過久而影響質量。
            工藝流程的規范是確保BGA貼片工藝得到保障的一部分,還有一部分是設備也要達到工藝要求水平,所以本司采購的設備都是全新產品,不進購二手設備。貼片機使用三星SM421、SM321、SM321S,絲印機是AK-800、AK-680FP,回流焊機則使用ES-800。
            在硬件得到保障的前提下,還著重對操作人員的培訓。定期對操作人員進行產品及操作的理論培訓與實操培訓,理論分需達到85分以上、實操需工藝技術認可兩者方可合格。在對以上三個方面同時進行嚴格控制下,BGA貼片工藝的合格率基本達到99%,將BGA的返工維修率控制在最低。返修合格率也達到100%??偠灾?,只有了設備的保障和正確的工藝流程再加上人員的培訓BGA芯片的貼裝其實是比TSOP芯片更為可靠。其實這也是電子產品發展的潮流趨勢的必然。
               在此也是對本司的BGA貼片工藝進行一個簡單的全面描述,在以后的工作中也會不斷對出現的新工藝中的常見故障進行技術分析,與大家共同討論,提高大家對BGA貼片工藝的認識!

            2018年9月20日 15:12
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