SMD-IR型BGA精密焊接中心
BGA返修台主机
SMD-IR型BGA精密焊接中心适用于焊接、拔除或返修BGA、CSP、LGA、QFP、PLCC和BGA植球;极其稳定和安全的返修平台;精密光学对中系统; 自动温度曲线生成软件，微机控制的加热系统。专为标准或无铅焊接的大小电路板设计。
设备配置及功能：
设备配置及功能：
1．高精度贴片系统，可完成X-Y-Z-β角四维运动。
2．双向加热系统可从元器件顶部及PCB线路板底部同时进行加热，避免了PCB受热不均匀而产生翘曲；应用先进的红外加热方式，器件受热均匀无需更换加热喷嘴，减少投资。
3．红外加热管采用航天科技技术生产的碳纤维红外加热管，工作寿命可达到5000小时。
4．由CCD摄像机，光学器件及19寸液晶显示器等组成的精密光学对中系统，可直观观察并实现PCB线路板焊盘与贴片元件管脚重合放置。
5．CCD摄像机为航天科技专用数字式高清晰摄像机。无需外加电源和图像采集卡，通过USB接口与电脑联接，动态性与清晰度非常之高。
6．SMD-IR型BGA精密焊接中心采用两个温度探头，其中一为加热区内测温和控制，另一个可粘与被焊元件测量其实际温度，便于修正加热区内的温度数值。
7．SMD-IR型BGA精密焊接中心配有液晶显示屏可实时显示温度曲线（两条），温度数值（两组）及工作时间。
8．液晶显示屏可实时显示温度曲线为两条，一条为加热区内焊接温度曲线，一条为被焊元件的温度曲线。
9．SMD-IR型BGA精密焊接中心配置PC微机系统，可根据元器件的特点设置回流焊接参数。焊接时自动生成回流焊接温度曲线，并保存在计算机中，随时调用。
10．SMD-IR型BGA精密焊接中心配有微型真空泵，因此在使用时无需外加气源.
11．SMD-IR型BGA精密焊接中心可以完成BGA、CSP、LGA、QFP、PLCC等IC芯片的焊接，拆除，返修，BGA植球
设备技术参数：
全套设备明细表:
BGA 再流焊技术
摘 要：随着科学技术的飞速发展，电子器件封装的小型化技术也得到很大的提高，元器件的组装密度越来越高。IC封装向着集成化、高性能化、多引线、面阵列端子型封装和裸芯片组装方向发展，这已经远远超出传统电路的SMT组装技术。本文着重从BGA器件的封装形式、再流焊技术以及检测三方面进行详细讨论。
关键词：电子器件；BGA；封装；再流焊
一、前言
BGA是英文Ball Grid Array 的缩写，中文译成“球栅阵列”、“球型触点阵列”或“网格焊球阵列”等。它是基板的背面按阵列方式制出球形触点作为引脚，在基板的正面装配LSI(Large Scale Integration)（有的BGA芯片与引出端在基板同一面），是多引脚LSI用的一种表面贴装型封装。
二、 BGA的封装形式
目前BGA的封装，按基板的种类分为PBGA（塑料BGA）、CBGA（陶瓷BGA）、TBGA（载带BGA）等3种。
1.PBGA
PBGA是将PBGA中的焊料球置在PC基板上，芯片连接和丝焊后再与焊料球模压而成的一种封装形式。PBGA封装具有以下特点：
（1）和环氧树脂电路板的热压配性好;
（2）焊球参与焊点的形成，对焊球的共面性要求宽松，焊球共面指标约为250 μm；
（3）成本低；
（4）电性能良好；
（5）可以通过封装体边缘与PCB焊盘对准。
2.CBGA
CBGA是用高温焊料制作焊料球，通过低熔点共晶焊料（通常为63Sn/Pb）将焊料球与陶瓷基板相连，再通过共晶焊料与PC板相连接的一种封装形式。CBGA封装具有以下特点：
（1）封装组件的可靠性高；
（2）共面性好，焊点易形成。焊球共面指标约为100 μm；
（3）对湿度不敏感；
（4）封装密度高；
（5）由于热膨胀系数不同，和环氧树脂电路板的热压配性差，焊点疲劳是主要失效形式；
（6）封装体边缘与PCB焊盘对准困难，封装成本高。
3.TBGA
TBGA是利用载带互连实现芯片与焊料球和PC板的连接的一种封装形式。TBGA封装具有以下特点：
（1）和环氧树脂电路板的热压配性较好；
（2）可以通过封装体边缘与PCB焊盘对准；
（3）它是最经济的BGA封装；
（4）对湿度敏感，对热敏感，不同材料的多元聚合对可靠性产生不利影响。
综上所述，BGA器件具有以下特点：
（1）降低失效率；
（2）大大改进了器件引出数和本体尺寸的比率，减小了基板的使用面积；
（3）明显改善了共面问题，极大地减少了共面损坏；
（4）BGA引脚牢固，不象QFP那样存在引脚变形问题；
（5）BGA引脚很短，使信号路径短，减少了引线电感和电容，改善了电性能；
（6）BGA球栅阵列有利于散热；
（7）BGA适合MCM的封装需要，有利于实现MCM的高密度、高性能。
三、 BGA的再流焊接技术
BGA的组装与目前的SMT工艺基本兼容，先将焊膏丝网印刷到PCB上的焊盘阵列上（或将助焊剂涂覆到焊盘上），用拾放设备将BGA对准放在印刷有焊膏的PCB的焊盘阵列上，然后进行BGA再流焊。由于BGA器件封装的特殊性，以PBGA为例，现重点介绍它的焊接温度曲线，如图1所示。
各温区设置温度及时间见表1。
1.预热区
预热区一般由2~4个加热温区构成，在60~120 s内使温度逐步上升到150℃左右，以使焊膏内的挥发物质逐渐发出来，而又不会引起焊料飞溅和基板过热，同时使PCB组件达到焊料的润湿温度。温升速率为1.5 ℃/ s左右为最佳。
2.升温区
升温区是为了使焊点得到足够的热容性，同时也使PCB组件上的所有焊点接近焊接温度。热容的大小直接影响焊点的焊接质量。在60~120 s内使温度保持在170℃左右。
3.焊接区
焊接区是使焊点迅速达到焊接温度。超过183℃的时间控制在60~120 s内，焊接区最高温度为200~210℃为最佳，元器件峰值温度不超过220℃。温升速率为2~3 ℃/ s为最佳。
4.冷却区
冷却区有风冷和自然冷却2种。其降温速率为1~3 ℃/s时最佳，而且元器件的表面和底部温差不应超过7℃，以免造成热应力的聚集。
由于不同的封装元器件的吸热和散热的效率不一样，因此在焊接区温升速率和冷却区的降温速率应区别对待。
四、 BGA的检测
BGA属于球栅阵列式器件，其焊球在器件底部，所以目检是不可能的，而光学检测设备也只能看到边缘的焊点，不能提供很好的检测结果，通常采用X射线检测仪。X射线检测仪有2个基本方法：透射检测和断面检测。它们都能检测焊点之间的桥连和对准失误，但是这两种方法在BGA焊点形状和尺寸的检测能力上有所不同。
1. X射线透射检测
X射线在它的垂直线路中透射所有高密度材料，在CBGA中引线焊球将妨碍焊台级共晶合金焊料图像的形成，元件级的共晶合金焊料也将被焊球所遮盖。在PBGA的情况下，焊台的焊料图像也被焊点处的焊球所妨碍。由于这一遮盖影响，X射线透射检测不能正确地检测焊料不足的缺陷。
2. X射线断面检测
X射线断面检测不仅能探测焊点连接缺陷，而且能精确地检测BGA焊点的形状和断面关键尺寸。焊台级的圆环厚度检测反映了焊料再流过程或焊台沾焊过程的变化情况；焊台级的半径检测反映了焊台焊料数量的变化，这种变化是由于焊膏印刷工艺或焊料再流太大造成的；焊料球的半径检测反映了从焊点到焊点的或者从板到板的焊点共面性。
五、 结 束 语
军事电子装备的微型化、高性能化是必然发展趋势，与之相应的电路模块组装密度不断提高，高集成度微型器件品种不断增加，组装方式也随之不断发展。当前封装技术的发展日新月异，BGA也正向着μBGA和MCM技术发展。BGA是一种高密度组装器件，针对不同的封装应采用不同的焊接温度曲线，因此在焊接和检测以及返修上一定要有专用的设备保障。
