PCB组装中的BGA返工流程

自20世纪90年代后期以来，由于多种原因，球栅阵列（BGA）封装已成为首选封装类型。它们的IO密度与之前的高密度超精细四方扁平封装（QFP）相比，使得它们在PCB上的必要占用面积缩小了50％。如果我们将BGA型封装，高密度IO与焊球互连，其堆叠版本与POP相对应，则密度增加接近100％。使用这种封装方式，在更小的空间内完成更多工作以及更短的走线间距和长度要求的电路板能够使电路板以更高的速率运行，从而提高处理速度。此外，BGA放置的可靠性一直很高，因为在回流期间，锡铅焊球首先在焊盘上“自我居中”。最后，通过使用底部填充，使用特种柔性焊球，甚至使用带有集成弹簧的焊接柱，BGA封装的可靠性得到了提高。

PCB组装中的BGA返工流程

BGA的使用越来越多，封装尺寸越来越小，间距越来越小，以及将它们放置在更密集的印刷电路板上，这导致了BGA返工的越来越大的挑战。除了这些挑战之外，还有许多其他因素使BGA的工作变得越来越困难。使BGA返工更加困难的趋势之一是它们在手持设备中的不断增加的使用。由于这些产品的跌落测试要求，在许多情况下，需要对BGA和其他更高密度的设备进行底部填充。底部填充的BGA
面临着粘性材料“喷出”的挑战，导致BGA下方的焊料短路。此外，这种材料的粘性特性往往会抬起焊盘并破坏BGA下面的下面的焊料掩膜。这使得BGA返工更具挑战性。越来越薄的BGA器件封装导致封装翘曲。这也使得BGA的返工变得困难。

虽然在人口稀少的印刷电路板上安装了大尺寸间距的大型封装，但BGA很容易拆卸和更换，BGA今天重做需要更高水平的机器精密度。通过使用高精度和可重复的XY运动系统的视觉系统，通常将间距缩小到0.3mm区域并且封装尺寸通常在10 x 10mm的位置下。今天的BGA返工的放置精度需要在不到1mil的公差范围内。除了无铅封装外，返工系统现在还需要复杂的温度控制，可编程的多区域底部加热器，氮气能力和空气喷嘴处的低流量速率。除了返工设备外，检测设备还需要具备更高的性能。

无论原型PCB组装还是大批量PCB组装X射线检测设备非常小的光斑尺寸是BGA检测BGA返工后的要求。能够测量焊球的球形度，焊球直径，射穿RF屏蔽的能力以及更高密度的地平面现在是BGA返工的X射线设备要求的必要条件。内窥镜也是检查球塌陷，BGA球后回流表面，润湿作用以及其他属性在BGA返工中的必要条件。

除了现代BGA返工的设备要求之外，目前在BGA返工工作的返工技术人员的技能水平，灵活性和工艺知识要求更高。
BGA返工技师需要了解回流曲线以处理具有高密度接地层的印刷电路板。 BGA返工技术人员还必须了解助焊剂化学品及其如何影响可在设备下方进行的清洁。
BGA返修技术人员还必须能够了解如何从PCBA以及BGA下方移除各种保形涂层。 BGA返工技术人员还必须了解与BGA相关的设备如何能够或可能受到BGA
返工流程配置文件的影响。

作为BGA封装已经越来越被广泛接受的BGA返工过程变得更加困难。这意味着BGA返工中使用的设备以及返工的技术人员都必须变得更加复杂。