設計人員需(xu)要了解BGA的性(xing)能特性，這與(yu)早期的SMD很相(xiang)似💃🏻。PCB設計🍓者必(bì)須知道在制(zhi)造工藝發生(sheng)變化時，應如(rú)何對設計進(jìn)行🥰相應的修(xiū)改。對于制造(zao)商，則面臨着(zhe)處理不同類(lei)型的BGA封裝和(he)最終工藝發(fa)🧑🏾🤝🧑🏼生變化的挑(tiāo)戰。爲了提高(gāo)合格率，組裝(zhuang)者必須考慮(lü)建🔴立一套處(chu)理BGA器件的新(xīn)标準。最後，要(yào)🤟想獲得最具(ju)😘成本-效益的(de)🌍組裝，也許關(guan)鍵還在于BGA返(fǎn)修人員。
兩種最常見(jian)的BGA封裝是塑(su)封BGA(PBGA)和陶瓷BGA封(feng)裝(CBGA)。PBGA上帶有直(zhí)徑通常爲0.762mm的(de)易熔焊球，回(huí)流焊期間(通(tōng)常爲215℃)，這些焊(han)球在封裝與(yǔ)PCB之間坍塌成(cheng)0.406mm高的焊點。CBGA是(shi)在元件和印(yìn)制闆上采用(yòng)不熔焊球(實(shi)際上是它的(de)熔點大大高(gao)于回流焊的(de)溫度)，焊球直(zhi)徑爲✍️0.889mm，高度保(bao)持不變。
第三種BGA封裝(zhuang)爲載帶球栅(shan)陣列封裝(TBGA)，這(zhe)種封裝現在(zai)越來越多地(di)用于要求更(gèng)輕、更薄器件(jian)的高性能組(zǔ)件中🌐。在聚酰(xiān)亞胺載帶上(shang)，TBGA的I/O引線可超(chao)過700根。可采用(yòng)标準的絲網(wǎng)印刷焊膏和(hé)傳統的紅外(wài)❄️回流焊方法(fa)來加工TBGA。
組裝問題
BGA組裝的較(jiao)大優點是，如(rú)果組裝方法(fa)正确，其合格(ge)率比傳㊙️統器(qi)件♈高。這是因(yīn)爲它沒有引(yǐn)線，簡化了元(yuan)件的處🆚理，因(yin)📱此減少了器(qì)件遭受損壞(huai)的可能性。
BGA回流焊工(gong)藝與SMD回流焊(han)工藝相同，但(dan)BGA回流焊需要(yao)精密的溫度(du)控制，還要爲(wèi)每個組件建(jiàn)立理想的溫(wēn)度曲線。此外(wai)，BGA器件在回流(liú)焊期間，大多(duō)數都能夠在(zai)焊盤上自動(dòng)對準。因此，從(cóng)實用的角度(dù)考🌂慮，可以用(yong)組裝SMD的設備(bèi)來組裝BGA。
但是，由于BGA的(de)焊點是看不(bu)見的，因此必(bi)須仔細觀察(chá)焊膏塗敷🈲的(de)情況。焊膏塗(tu)敷的準确度(du)，尤其對于CBGA，将(jiang)直接影響組(zǔ)裝合格率。一(yī)般允許SMD器件(jiàn)組裝出現合(hé)格率低的情(qing)況👌，因爲其返(fan)修既快又便(biàn)宜，而BGA器件卻(que)💰沒有這樣的(de)優勢。爲了提(tí)高初次合格(gé)率，很多大批(pi)量BGA的組裝者(zhě)購買了檢測(cè)系統和複雜(zá)㊙️的返修設備(bei)。在回流焊之(zhī)前🌏檢測焊膏(gāo)塗敷🏃🏻♂️和元件(jian)貼裝，比在回(huí)流焊之後檢(jian)測更✨能降低(dī)成本，因爲回(hui)流焊之後便(biàn)難以進行檢(jiǎn)測，而且🐅所需(xu)設備也很昂(áng)♌貴。
要仔(zai)細選擇焊膏(gāo)，因爲對BGA組裝(zhuāng)，特别是對PBGA組(zǔ)裝來說♻️，焊🔆膏(gao)的組成并不(bu)總是很理想(xiang)。必須使供應(yīng)商确保其焊(hàn)膏不會形成(cheng)焊點空穴。同(tong)樣，如果用水(shuǐ)溶性焊膏，應(ying)注🥵意選擇封(fēng)裝類型。
由于PBGA對潮氣(qi)敏感，因此在(zài)組裝之前要(yao)采取預處理(lǐ)措施。建議💯所(suo)有的封裝在(zài)24小時内完成(chéng)全部組裝和(he)回流焊。器件(jian)離開抗靜電(dian)保護袋的時(shí)間過長将會(huì)損壞器件。CBGA對(duì)潮氣不敏感(gan)，但仍需小心(xīn)。
返修
返修BGA的基(ji)本步驟與返(fan)修傳統SMD的步(bu)驟相同：
爲每個元件(jiàn)建立一條溫(wen)度曲線；
拆除(chu)元件；
去除殘(can)留焊膏并清(qīng)洗這一區域(yù)；
貼裝新的BGA器(qi)件。在某些情(qíng)況下，BGA器件可(ke)以重複使用(yòng)🈲；
當然，這三種(zhong)主要類型的(de)BGA，都需要對工(gōng)藝做稍微不(bu)同的調🐇整。對(dui)于所有的BGA，溫(wen)度曲線的建(jiàn)立都是相當(dang)重要的。不能(néng)嘗試省掉這(zhe)一步驟。如果(guo)技術人員沒(méi)有合适的工(gōng)具，而且本身(shēn)沒有受過專(zhuān)門的培訓，就(jiu)會發現很難(nan)去掉殘⛱️留的(de)焊膏。過于頻(pin)繁地使用設(shè)計不良的拆(chai)焊編織帶，再(zai)加上技術人(ren)員沒有受過(guo)良好的培訓(xun)，會導緻基闆(pan)和阻焊膜的(de)損壞。
建立溫(wen)度曲線
如果(guǒ)不嚴格控制(zhì)溫度、溫度上(shang)升速率和保(bao)持時間(2℃/s至3℃/s)，回(hui)流焊就不會(hui)同時發生，而(er)且還可能損(sun)壞器件。爲拆(chai)除BGA而建立一(yī)條穩定的溫(wen)度曲線需要(yào)一定的♍技巧(qiao)。設計人員🧑🏾🤝🧑🏼并(bing)不是總能得(dé)到每個封裝(zhuang)的信息，嘗試(shì)方法可能會(huì)對基闆、周圍(wéi)的器件或浮(fu)起的焊⚽盤造(zào)成熱損壞。
具有豐富(fù)的BGA返修經驗(yàn)的技術人員(yuán)主要依靠破(pò)壞性☂️方⭕法🏃🏻♂️來(lái)💔确定适當的(de)溫度曲線。在(zai)PCB上鑽孔，使焊(han)點暴露出來(lái)😍，然後将熱電(diàn)偶連接到焊(han)點上。這樣，就(jiu)可以爲每個(gè)被監測的焊(hàn)點建立一條(tiáo)溫度曲線。技(jì)術數據表明(míng)，印制闆溫度(du)曲線的🔞建立(li)是以一個布(bu)滿元件的印(yìn)制闆爲基礎(chu)的，它采用了(le)新的熱電偶(ǒu)和🧡一個經校(xiào)準的記錄元(yuan)件，并在印制(zhì)闆的高、低溫(wen)區安裝了熱(rè)電偶。一🏃♀️旦爲(wei)基闆和BGA建立(li)了溫度曲線(xiàn)，就能夠對其(qí)進行編程，以(yi)便重複使用(yong)。
利用一(yī)些熱風返修(xiu)系統，可以比(bǐ)較容易地拆(chāi)除BGA。通🔞常，某一(yi)溫度(由溫度(dù)曲線确定)的(de)熱風從噴嘴(zui)噴出，使焊🌈膏(gāo)回❓流，但不會(hui)損壞基闆或(huo)周圍的元件(jian)。噴嘴👣的類型(xíng)随設備或技(jì)術人員的喜(xǐ)好而不同。一(yi)些噴嘴使熱(rè)風在BGA器件的(de)上部和底♌部(bù)流動，一些噴(pen)嘴水平移動(dong)熱風，還有一(yī)些噴嘴隻将(jiāng)熱風噴在BGA的(de)上方。也有人(rén)喜歡用帶罩(zhào)的噴嘴，它🈲可(kě)直接将熱風(feng)集中🔞在器件(jian)上，從而保護(hu)了周圍的器(qì)件。拆除BGA時，溫(wēn)度的保🔆持是(shi)很重要的。關(guān)🐕鍵是要對PCB的(de)底部進行預(yu)熱，以防止翹(qiào)曲。拆除BGA是多(duo)點✔️回流，因而(er)需要技巧和(hé)耐心🌂。此外，返(fan)修一個BGA器件(jian)通常需要8到(dào)10分鍾，比返修(xiū)其它🐅的表面(miàn)貼裝組件慢(màn)。
清洗貼(tie)裝位置
貼裝BGA之前，應(ying)清洗返修區(qu)域。這一步驟(zhòu)隻能以人工(gōng)❌進行操作，因(yīn)此技術人員(yuán)的技巧非常(chang)重要。如果清(qing)洗不充分，新(xīn)的BGA将不能正(zheng)🛀🏻确回流，基闆(pan)和阻焊膜也(yě)可能被損壞(huai)而不能修複(fú)。
大批量(liang)返修BGA時，常用(yòng)的工具包括(kuò)拆焊烙鐵和(he)熱風拆🏃焊裝(zhuāng)置。熱風拆焊(han)裝置是先加(jia)熱焊盤表面(miàn)，然後用真空(kōng)裝置吸走熔(rong)融焊膏。拆焊(hàn)烙鐵使用方(fang)便，但要求技(jì)術熟練的人(rén)員操作。如果(guo)使用不當，拆(chāi)焊烙💃鐵很容(rong)易損壞印制(zhì)闆和焊盤。
雖然使用除(chu)錫編織帶需(xu)要一定的技(jì)能，但是并不(bú)困難。用🔴烙鐵(tiě)和所選編織(zhī)帶接觸需要(yào)去除的焊膏(gao)，使焊芯位🔞于(yu)烙鐵頭🧑🏾🤝🧑🏼與基(ji)闆之間。烙鐵(tiě)頭直接接觸(chù)基闆可能會(huì)造📐成損壞。 焊(hàn)膏-焊芯BGA除錫(xī)編織帶專門(men)🏃🏻用于從BGA焊盤(pan)和元件上去(qu)除殘留焊膏(gao)，不👌會損壞阻(zu)焊膜或暴露(lù)在外的印制(zhi)🔞線。它使熱量(liang)通過編織帶(dai)以最佳方式(shì)傳遞到焊點(diǎn)，這樣，焊盤發(fa)生移位🏃♂️或PCB遭(zāo)受損壞的可(ke)能性就降至(zhi)最低。
貼裝器(qi)件
熟練(lian)的技術人員(yuán)可以"看見"一(yi)些器件的貼(tiē)裝，但并不提(ti)倡🎯用這種方(fang)法。如果要求(qiu)更高的工藝(yì)合格率，就必(bì)須使用分光(guang)(split-optics)視✨覺系統。要(yao)用真空拾取(qu)管貼裝、校準(zhun)器件，并用熱(re)風進行回流(liu)焊。此時，預先(xiān)編程且🔞精密(mi)确定的溫度(dù)曲線很關鍵(jian)。在拆除元件(jian)時，BGA最可⚽能出(chū)故障，因此可(ke)能會忽視它(ta)的完整性。
BGA有很(hěn)多适于現代(dài)高速組裝的(de)優點。BGA的組裝(zhuang)可能不需要(yào)新的工藝，但(dàn)卻要求現有(you)工藝适用于(yú)具有隐藏焊(han)點的BGA組裝。爲(wei)使BGA更具成本(ben)效益，必須達(da)到高合格率(lü)，并💋能有效地(dì)返修組件。适(shi)當地培訓返(fǎn)修技術人員(yuán)，采用恰當的(de)返修設備，了(le)💋解BGA返修的關(guān)鍵工序💞，都有(yǒu)助于實現穩(wěn)定、有效的返(fan)修。
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