六层板BGA 焊接工艺优化
一、焊盘设计优化
选择合适的焊盘尺寸和形状,对于 0.8mm pitch 的 BGA,建议采用 0.35mm 直径的圆形焊盘。阻焊开窗单边比焊盘大 0.05mm,保持 0.1mm 阻焊桥的最小宽度,有助于防止桥连。同时,确保所有焊盘大小一致,焊盘上的焊锡量一致且高度一致,可减少焊接缺陷。
二、过孔设计与阻抗控制
采用激光盲孔和机械埋孔的组合方案。盲孔直径 0.1mm±0.02mm,深径比≤0.8:1。过孔阻油处理必须满足 IPC-6012B Class3 标准。阻抗控制需满足±7% 公差,关键信号线建议差分阻抗 100Ω±5%。
三、焊接工艺参数控制
预热区以 1.5-3℃/s 升温至 150-180℃;浸润区在 183-200℃ 下维持 60-90s;峰值温度控制在 235-245℃,持续 40-60s;冷却速率控制在 -2℃/s 到 -4℃/s。不同芯片和焊锡膏需选择不同的加热温度和时间。
四、锡膏印刷与贴片精度控制
使用高精度丝网印刷机印刷锡膏,确保锡膏层均匀且精确覆盖每个焊盘。贴片时,采用自动化贴片机,通过精确的定位系统将 BGA 芯片准确放置在 PCB 的预定位置,保证 BGA 封装与焊盘精确对齐。
五、回流焊与冷却固化
将装配好的电路板送入回流焊炉,使锡膏熔化并形成坚固的焊接连接。回流焊炉的温度曲线通常分为预热、加热、保温和冷却四个阶段,每个阶段的温度变化都需要精确控制。焊接完成后,电路板需要冷却,使焊点稳固。
六、质量检测与控制
采用 X 光检测识别内部空洞、短路和焊点移位等问题。AOI(自动光学检测)用于检查焊球的形状和对位精度。FCT(功能测试)验证焊接后的整体电气性能。此外,还可进行热应力测试、CAF 测试等可靠性验证。
七、生产环境与设备管理
生产环境需保持清洁、干燥,温湿度适宜。定期对焊接设备进行校准和维护,确保其正常工作。对贴片机的吸嘴进行改造,以适应 BGA 焊球的尺寸和形状的变化。从含铅焊膏转向无铅焊膏时,要对整个组装过程进行技术上的全面评估和调整。
八、返修与重工
对焊接缺陷进行及时修复,如移除旧焊球、清洁芯片表面、涂抹新焊膏、放置新焊球、再次加热芯片等操作,确保焊点的可靠性。
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