关于SMD BGA 生产制程控制的几点建议

关于SMD BGA 生产制程控制的几点建议

一、 关于BGA产品的生产前的准备工作：

1、 钢网模板的制作要求：

A、 降低模板的厚度，视不同产品而定，一般在0.12mm~0.15mm。

B、 为了很好的印刷锡膏，可采用梯形的钢网开口，即上开口要比下开口稍大一些，且可考虑下开口略小于焊盘。

C、 根据solder ball 的 pitch 可采用方形开口。

2、 PCB和BGA烘烤工作：

A：BGA封装对湿气的敏感性是相当强的，在贴装前如果未得到适当的烘干和保

持干燥的话，BGA在回流焊中就会出现翘曲、凸起、爆米花或开裂的现象。

B：另为层压板中截留有湿气，其在组装过程中会突发性排气，导致局部脱层，降

低焊接的可靠性。

C：烘烤的条件设定，BGA可参照其包装上的说明执行相关类别标准，一般为125

℃+-5℃，烘烤20小时，PCB可参照100℃，连续烘烤12小时左右。

D：烘烤BGA的温度不宜超过125℃，因为过高的温度会造成锡球和元器件连接

处金属组织的变化，当这些元器件进入回流焊的阶段时，容易造成锡球与元器

件封装外的脱节，造成装配质量问题。

E：烘烤BGA一定要视其包装材料而定，如果是盘装，则可视正常温度设定，如

果是卷装，则可设定较低的温度。

3、 锡膏的要求：

A：较细小颗粒的锡膏品牌。

B：粘性稍强且不易干，即良好印刷性。

C：良好的可焊性，低残留物。

4. 所有参与作业的人员的技能培训要求：所有人员都应得到全面的BGA组装，焊接的技能和相关知识培训，工程师级以上的技术人员应得到更深层的培训。

二：关于BGA生产过程中的工艺控制：

1：PCB的印刷：

A：刮刀的角度在60度为佳，印刷压力在3.5kg~10kg。

B：印刷速度应控制在10mm/秒~25mm/秒，BGA的锡球间距(pitch)越小，则印刷速

越慢。

C：钢网脱离速度要设为0.5mm/秒。

D：车间温度应控制在25℃以下，湿度小于60%RH，防止焊膏在空气中暴露太久。

E：每次加入钢网上的锡膏不宜过量，用完后及时补充，最好连同钢网上的少量锡

膏一起搅拌均匀后再加入钢网上印刷。

F：钢网清洗次数应采用5PCS/次以下（当然，如球之间pitch>1.0mm则考虑

8-10PCS/次）。钢网清洗要用酒精湿擦，且每半小时要用牙刷清洗一次。

G：印刷后的PCB，在进入贴片机之前一定要安排专人100%用放大镜检查，BGA焊

盘的印刷质量，检查有无漏印、少锡、连锡、多锡等不良，只能让印刷OK的

PCB进入下一工序。

4、 BGA的贴装：

A：清晰、完整的视觉成像识辩参数的设定，防止锡球缺、损的BGA直接被贴装在

板上。

B：贴装误差值设定小于30%，防止贴装偏位。

C：吸取、置放的速度应放慢，使吸嘴置于BGA在板上的时间为400毫秒（关闭真

空状态）。

D：将贴装高度设定在稍向下压0.1mm～0.3mm，使BGA在安放时其焊球能够与焊膏充分接触，这样可减少BGA某个引脚空焊的现象，但对于引脚间距小于0.65mm的BGA则不宜采用，以免发生锡球桥接即连锡。

E：对于视机器抛入抛料带上的BGA，应给PE分析后修补OK后方可用生产线。

3、BGA贴装过回流炉前的检验要求：

A：贴装后的BGA就不应再移动，因为这样做会将焊膏拖带走，抹成一片，而导致

焊料桥接。

B：于外观看似BGA贴装偏位或翘曲的PCBA应及时反馈跟线PE分析跟进，并按照

PE提出的补救方案进行不良品处理。不可私自用镊子或吸笔拨动或挤压。

C：对于贴装出的PCB板被检验OK后应立即过回流炉，不宜置放、暴露在空气中，

最长不超过30分钟。

5、 回流炉温控参数profile的制作及注意事项：

A：BGA profile 的制作：profile的测量点应位于BGA的中心位置，并且应有两

条测试线，一条位于BGA上表面，另一条位于BGA与PCB之间锡球位置（从PCB

下表面穿过达BGA下表面焊锡球），以有铅的工艺为例：

① 预热斜率需 <2.5℃/sec(不可>3℃/sec)

②140℃～170℃间需保持60～120second.

③183℃以上时间需保持90～110 second .

④底部最高温度需<220℃.

⑤冷却斜率需<3℃/sec(最大)。

⑥BGA表面与底部温差大约为5～6度。

B：在再流焊过程中，如果偏离焊盘小于50%的话，元件就可以自动对位，如果BGA

存在严重偏位问题，应在过炉前重新取下对位（检查焊膏）和返工。

C：此阶段PCB必须均匀受热升温，并刺激助焊剂活跃，一般升温速度和降温速度

都不宜过快，防止PCB受热或冷却过快而产生变形。

三、关于BGA 生产完成后的检验工作

1． 后段目标QC 的外观检查。及时反馈对位及焊接问题。

2． X-RAY 锡点焊接检查。在量产时要保证每100PCS 抽检20PCS。要求保证对气泡（也叫孔洞），假焊、少锡、桥接、过孔抢锡等系列坏机专项检查。

3． 对于X-RAY检查不到的问题，如锡裂、焊锡粗糙，可借助新的检验仪器：如“ERSA SYSTEM 2500BGA/CSP SMT视觉检查系统”，它可以从侧面检查锡球的焊接质量，更深入的分析BGA内部焊锡效果。

四、常见的几个BGA制成缺陷的分析与改善措施

1． 气泡（也叫孔洞）

产生原因：（1）来料BGA焊锡球（SODER BALL）本身就有孔洞，可能是 （SOLDER BALL）本身就有孔洞，SOLDER BALL制造过程中或使用材料而造成的。

（2）在过回流焊中产生：已蒸发的焊剂和融溶固化过程中截留的焊剂在组装过程中产生。

（3）PCB焊盘中的通孔中的膨胀气体也会产生气泡。

改善措施：

(1)与供应商洽谈，要求改善Solder ball 的制造工艺，

(2)BGA 和PCB 得到较理想的除湿烘烤，理想及合适的回流炉 Profile 的设定

(3)合格的PCB异通孔位置的设定(R&D)

2.连锡

生产原因：

(1) 锡膏印刷过厚或钢网底部有锡

(2) BGA贴装偏位，外在因素如人手拨动造成

(3) 焊锡球的爆米花也会产生锡球桥接

改善措施：

(1) 标准钢网开孔的制作，及时清洗钢网

(2) 调试贴装参数(适当)，对于偏位的BGA应由PE分析专项改善措施去返工、补救

(3) BGA及PCB得到理想的烘烤，炉温的设定避免过快，斜率不要>3C

3.假焊、少锡：

产生原因：

(1) 印刷少锡

(2) 过孔抢锡造成焊点少锡

(3) PCB变形

改善措施：

(1) 适当的印刷参数设置，及时清洗钢网

(2) 过孔的标准设计，及完整的绿油覆盖

（3）理想及合适的回流炉 Profile 的设定 SMD 舒艮生/王云鹏

2005．12．19