SMT制程中降低PBGA失效的方法
發(fā)布時間：2012年12月28日 點擊數：
SMT制程中降低PBGA失效的方法
深圳市尚鼎電子有限公司：隨著電子技術的飛速發(fā)展，電子元件朝著小型化和高度集成化的方向發(fā)展。BGA元件已越來越廣泛地應用到SMT裝配技術中，并且隨著BGA和CSP的出現，SMT裝配的難度愈來愈大，工藝要求也愈來愈高。由于BGA的返修難度頗大，返修成本高，故提高BGA的制程質量是SMT制程中的新課題。?
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BGA有不同類型，不同類型的BGA有不同的特點，只有深入了解不同類型BGA的優(yōu)缺點，才能更好地制定滿足BGA制程要求的工藝，才能更好地實現BGA的良好裝配，降低BGA的制程成本。BGA通常分為三類，每類BGA都有自己獨特的特點和優(yōu)缺點：?
1、PBGA（PLASTIC BALL GRID ARRAY）塑料封裝BGA??
其優(yōu)點是：
①和環(huán)氧樹脂電路板熱匹配好。
②焊球參與了回流焊接時焊點的形成，對焊球要求寬松。
③貼裝時可以通過封裝體邊緣對中。
④成本低。
⑤電性能好。
其缺點是：對濕氣敏感以及焊球面陣的密度比CBGA低?
2、CBGA（CERAMIC BGA）陶瓷封裝BGA
其優(yōu)點是：?
①封裝組件的可靠性高。
②共面性好，焊點形成容易，但焊點不平行度交差。③對濕氣不敏感。④封裝密度高。
其缺點是：
①由于熱膨脹系數不同，和環(huán)氧板的熱匹配差，焊點疲勞是主要的失效形式。
②焊球在封裝體邊緣對準困難。
③封裝成本高。
3、TBGA（TAPE BGA）帶載BGA
其優(yōu)點是：?
①盡管在芯片連接中局部存在應力，當總體上同環(huán)氧板的熱匹配較好。
②貼裝是可以通過封裝體邊緣對準。
③是最為經濟的封裝形式。
其缺點是：???
①對濕氣敏感。
②對熱敏感。
③不同材料的多元回合對可靠性產生不利的影響。
BGA在電子產品中已有廣泛的應用，但實際生產應用中，以PBGA居多。PBGA最大的缺點是對濕氣敏感，如果PBGA吸潮后，在焊接中PBGA極易產生“爆米花”現象，從而導致PBGA失效。在很多的文獻中有很多提高BGA制程質量的文章，在此我們僅針對PBGA對濕氣敏感的缺點，討論在實際生產過程的相關工藝環(huán)節(jié)中防止PBGA因吸潮而失效的方法。?
一、PBGA的驗收和貯存?
PBGA屬于濕敏性元件，出廠時均是采用真空包裝，但在運輸周轉過程中很容易破壞其真空包裝，導致元件受潮和焊點氧化，因此在元件入廠驗收時，必須將元件的包裝狀態(tài)作為檢驗項目，嚴格將真空和非真空包裝的元件區(qū)分開，真空包裝的元件按照其貯存要求進行貯存，并在保質期內使用，非真空的元件應該放入低濕柜中按要求進行貯存，防止PBGA吸潮和引腳的氧化。同時按“先進先出”的原則進行控制，盡量降低元件的貯存風險。
其缺點是：對濕氣敏感以及焊球面陣的密度比CBGA低?
2、CBGA（CERAMIC BGA）陶瓷封裝BGA
其優(yōu)點是：?
①封裝組件的可靠性高。
②共面性好，焊點形成容易，但焊點不平行度交差。③對濕氣不敏感。④封裝密度高。
其缺點是：
①由于熱膨脹系數不同，和環(huán)氧板的熱匹配差，焊點疲勞是主要的失效形式。
②焊球在封裝體邊緣對準困難。
③封裝成本高。
3、TBGA（TAPE BGA）帶載BGA
其優(yōu)點是：?
①盡管在芯片連接中局部存在應力，當總體上同環(huán)氧板的熱匹配較好。
②貼裝是可以通過封裝體邊緣對準。
③是最為經濟的封裝形式。
其缺點是：???
①對濕氣敏感。
②對熱敏感。
③不同材料的多元回合對可靠性產生不利的影響。
BGA在電子產品中已有廣泛的應用，但實際生產應用中，以PBGA居多。PBGA最大的缺點是對濕氣敏感，如果PBGA吸潮后，在焊接中PBGA極易產生“爆米花”現象，從而導致PBGA失效。在很多的文獻中有很多提高BGA制程質量的文章，在此我們僅針對PBGA對濕氣敏感的缺點，討論在實際生產過程的相關工藝環(huán)節(jié)中防止PBGA因吸潮而失效的方法。?
一、PBGA的驗收和貯存?
PBGA屬于濕敏性元件，出廠時均是采用真空包裝，但在運輸周轉過程中很容易破壞其真空包裝，導致元件受潮和焊點氧化，因此在元件入廠驗收時，必須將元件的包裝狀態(tài)作為檢驗項目，嚴格將真空和非真空包裝的元件區(qū)分開，真空包裝的元件按照其貯存要求進行貯存，并在保質期內使用，非真空的元件應該放入低濕柜中按要求進行貯存，防止PBGA吸潮和引腳的氧化。同時按“先進先出”的原則進行控制，盡量降低元件的貯存風險。
二、PBGA的除濕方式的選擇娟
受潮的PBGA在上線生產前要進行除濕處理。BGA的除濕通常有低溫除濕和高溫除濕兩種，低溫除濕是采用防潮柜除濕，除濕比較費時，通常在5%的濕度條件下，需要192小時，高溫除濕是采用烘烤箱除濕，除濕時間比較短，通常在125攝氏度的條件下，需要4小時。在實際的生產中，對那些非真空包裝的元件進行高溫除濕后，放入低濕柜中貯存，以縮短除濕的周期。對濕度卡顯示潮濕度超標的PBGA建議采用低溫除濕，而不采用高溫除濕，由于高溫除濕的溫度較高（大于100攝氏度）而且速度快，如果元件濕度較高，會因為水分的急促氣化而導致元件失效。
三、PBGA在生產現場的控制
PBGA在生產現場使用時，真空包裝的元件拆封后，必須交叉檢查包裝的濕度卡，濕度卡上的濕度標示超標時，不得直接使用，必須進行除濕處理后方可使用。生產現場領用非真空包裝的元件時，必須檢查該料的濕度跟蹤卡，以確認該料的濕度狀態(tài)，無濕度跟蹤卡的非真空包裝的元件不得使用。同時嚴格控制PBGA在現場的使用時間和使用環(huán)境，使用環(huán)境應該控制在25攝氏度左右，濕度控制在40-60%之內，PBGA現場的使用時間應控制在24小時以內，超出24小時的PBGA必須重新進行除濕處理。
四、PBGA的返修
BGA返修通常采用BGA返修臺（BGA rework station）。生產現場返修裝貼有PBGA的PCBA，如果放置時間比較長，PBGA易吸潮，PBGA的濕度狀態(tài)也很難判斷，因此PBGA在拆除之前，必須將裝PBGA的PCBA進行除濕處理，避免元件在拆除中失效報廢，使BGA的置球和重新裝配變得徒勞。
當然，在SMT的制程中導致BGA失效的工藝環(huán)節(jié)和原因很多，比如ESD、回流焊接等等，要想降低SMT制程中BGA的失效，需要在多方面進行全面控制。對于PBGA而言，與元件吸潮相關的工藝環(huán)節(jié)在實際生產中往往被忽視，而且出現問題比較隱蔽，往往給我們改善制程、提高制程質量造成了很多障礙，因此針對PBGA對濕氣敏感的缺點，在生產制程中，從以上幾個方面著手，針對性的采取有效應對措施，可以更好地減少PBGA的失效，提高PBGA的制程質量，降低生產成本。
三、PBGA在生產現場的控制
PBGA在生產現場使用時，真空包裝的元件拆封后，必須交叉檢查包裝的濕度卡，濕度卡上的濕度標示超標時，不得直接使用，必須進行除濕處理后方可使用。生產現場領用非真空包裝的元件時，必須檢查該料的濕度跟蹤卡，以確認該料的濕度狀態(tài)，無濕度跟蹤卡的非真空包裝的元件不得使用。同時嚴格控制PBGA在現場的使用時間和使用環(huán)境，使用環(huán)境應該控制在25攝氏度左右，濕度控制在40-60%之內，PBGA現場的使用時間應控制在24小時以內，超出24小時的PBGA必須重新進行除濕處理。
四、PBGA的返修
BGA返修通常采用BGA返修臺（BGA rework station）。生產現場返修裝貼有PBGA的PCBA，如果放置時間比較長，PBGA易吸潮，PBGA的濕度狀態(tài)也很難判斷，因此PBGA在拆除之前，必須將裝PBGA的PCBA進行除濕處理，避免元件在拆除中失效報廢，使BGA的置球和重新裝配變得徒勞。
當然，在SMT的制程中導致BGA失效的工藝環(huán)節(jié)和原因很多，比如ESD、回流焊接等等，要想降低SMT制程中BGA的失效，需要在多方面進行全面控制。對于PBGA而言，與元件吸潮相關的工藝環(huán)節(jié)在實際生產中往往被忽視，而且出現問題比較隱蔽，往往給我們改善制程、提高制程質量造成了很多障礙，因此針對PBGA對濕氣敏感的缺點，在生產制程中，從以上幾個方面著手，針對性的采取有效應對措施，可以更好地減少PBGA的失效，提高PBGA的制程質量，降低生產成本。
深圳市尚鼎電子擁有工業(yè)防潮防氧化行業(yè)領先技術,是工業(yè)防潮防氧化設備一站式供貨商,主營：防潮箱,防潮柜,干燥箱,干燥柜,氮氣柜,工業(yè)烤箱,MSD烘烤箱,低濕烘箱,工業(yè)除濕機,除濕柜等。
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